常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器，包括一根或二根以上電極，所述的電極由一根內(nèi)壁涂裝有導(dǎo)電薄膜的絕緣內(nèi)管，插入另一根絕緣外管內(nèi)，外管內(nèi)壁與內(nèi)管的外壁間距離不大于5mm，外管上部有勻氣室，勻氣室可置于水下或露出水面，交流電源輸出的一極接地端插入液體中，另一極接入內(nèi)管導(dǎo)電層，兩極間電位差不低于1KV，頻率在1KHz～50KHz之間。本實(shí)用新型能持續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)生滿足工業(yè)化要求的低溫等離子體，直接分解水體中的有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)并處理使之達(dá)標(biāo)，不需添加任何化學(xué)品，處理后不會(huì)產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物。電極可直接置于被處理的水體中，不占地，能耗低、前期投資成本和運(yùn)行成本低，具有高效、節(jié)能、環(huán)保之優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器。

【背景技術(shù)】
[0002]與液體相關(guān)的低溫等離子體產(chǎn)生方法有三種:一是在氣相放電的空間提供液點(diǎn)；二是在氣液界面放電；三是在液體中放電。
[0003]目前用于工業(yè)化生產(chǎn)的低溫等離子體均不是在水體中產(chǎn)生的，而現(xiàn)有的水體中的低溫等離子體發(fā)生器無法長(zhǎng)時(shí)間、連續(xù)不斷地產(chǎn)生大量、穩(wěn)定的低溫等離子體，產(chǎn)生水體低溫等離子體所需要的特殊超高壓電源的制作難度和造價(jià)也阻礙了水體低溫等離子體的商品化生產(chǎn)。
[0004]專利號(hào):200880007335.9提供了一種低溫等離子體發(fā)生器。以提高臭氧產(chǎn)生效率和生產(chǎn)率為目的，開發(fā)了一種能夠容易地形成放電極且更實(shí)用的低溫等離子體發(fā)生器，將該低溫等離子體發(fā)生器例如作為臭氧殺菌裝置的臭氧產(chǎn)生源加以利用。該發(fā)明的低溫等離子體發(fā)生器是使成對(duì)的電極元件對(duì)置的低溫等離子體發(fā)生器，電極元件是，在設(shè)置于絕緣體(12)的內(nèi)部的空間中封入有導(dǎo)電膏，使該導(dǎo)電膏與上述空間的至少內(nèi)表面密接，將上述導(dǎo)電膏的連續(xù)的部分作為放電極。
[0005]申請(qǐng)?zhí)?201410276919.3公開了一種低溫等離子體發(fā)生器協(xié)同顆粒物取樣裝置及取樣方法，涉及汽車有害排放氣體凈化處理【技術(shù)領(lǐng)域】，該裝置包括總進(jìn)氣管，支架A，等離子體發(fā)生器，進(jìn)氣管，顆粒物取樣裝置A，顆粒物取樣裝置B，排氣管，支架B，總排氣管，底座。本發(fā)明結(jié)合顆粒物取樣裝置，可以通過開啟閥門A獲得低溫等離子體處理前顆粒物樣品，通過開啟閥門B獲得低溫等離子體處理后顆粒物樣品?？捎糜趯?duì)低溫等離子體作用前后的顆粒物樣品進(jìn)行測(cè)試分析，以得出低溫等離子體對(duì)顆粒物的作用規(guī)律。該裝置為揭示低溫等離子體處理顆粒物的作用機(jī)理研究提供了便利條件。
[0006]由于現(xiàn)有水體低溫等離子體電源的材料選擇及制造上存在困難，水體低溫等離子體應(yīng)用只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，不能大規(guī)模的工業(yè)化實(shí)踐應(yīng)用。故根據(jù)脈沖電暈法現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和脈沖電源的缺點(diǎn)，有文獻(xiàn)報(bào)道稱:設(shè)計(jì)了一種高頻高壓交直流疊加等離子體電源。該電源采用固態(tài)開關(guān)代替原有的火花隙開關(guān)并采用高頻交直流疊加技術(shù)，使脈沖電暈等離子體技術(shù)可望推廣到工業(yè)化實(shí)踐應(yīng)用階段。電源采用交直流電源疊加的方式，交直流疊加可以產(chǎn)生穩(wěn)定、范圍寬和有效的流光。交流電壓使放電增強(qiáng)，單脈沖注入能量增大，產(chǎn)生自由基增多，因而氧化降解量增加。直流基壓驅(qū)使陽離子和電子離開流光通道，在更大的范圍內(nèi)發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，自由基分布更廣，與污染物等接觸增加，因而處理效果增強(qiáng)。電源交流部分采用串聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振的工作方式，電源直流部分采用并聯(lián)負(fù)載串聯(lián)諧振的工作方式。在諧振升壓的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)逆變電路開關(guān)管的零電流關(guān)斷，減少開關(guān)損耗和散熱器的體積。同時(shí)串聯(lián)電感的應(yīng)用使電源可以可靠的工作在負(fù)載頻繁放電的條件下。通過中型試驗(yàn)平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)表明，該電源工作穩(wěn)定、能夠產(chǎn)生有效穩(wěn)定的流光，具有很強(qiáng)的氧化效果，特別是在加入催化劑的條件下，起到顯著的污水凈化效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器。通過變革等離子發(fā)生器結(jié)構(gòu)和對(duì)不同材料間兼容性的考量，不但實(shí)現(xiàn)了低溫等離子體的工業(yè)化生產(chǎn)，而且降低造價(jià)。
[0008]本實(shí)用新型技術(shù)問題通過下述技術(shù)方案解決:一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器，在常壓常溫條件下，等離子體發(fā)生器設(shè)在水體中，包括一根或二根以上電極，其中，每根電極由一根內(nèi)壁涂裝有0.01mm以上導(dǎo)電層(或?qū)щ婓w)的絕緣材料制成的內(nèi)管，插入另一根絕緣材料制成的上下敞口的外管內(nèi)，外管內(nèi)壁與內(nèi)管的外壁間距離不大于5mm形成發(fā)電管，在外管的底部與內(nèi)管間形成出氣口，外管上部有帶進(jìn)氣口的勻氣室，勻氣室露出水面或置于水下，內(nèi)管導(dǎo)電層接入交流高電壓電源的一極，交流高電壓的另一極接地端接入水體中，兩級(jí)間電壓不低于1KV，頻率在ΙΚΗζ?50KHz之間。本實(shí)用新型直接置于水體中，可連續(xù)穩(wěn)定地直接和間接產(chǎn)生包含有羥基自由基、活性粒子和高能物質(zhì)在內(nèi)的低溫等離子體，并直接對(duì)接觸的水體進(jìn)行物化處理。
[0009]本實(shí)用新型不同于現(xiàn)有技術(shù)中的三種低溫等離子體產(chǎn)生方法，而是與三種方法都相關(guān)。電極置于水體中，在氣相放電的空間存有大量的被霧化的液滴參與被電離。在電極的出氣口的高溫區(qū)域有氣體的劇烈擾動(dòng)，產(chǎn)生的大量氣泡，形成無數(shù)若干氣液界面，在高電壓作用下形成低溫等離子體。液體中放電是以高電壓對(duì)液體的絕緣層造成破壞引起放電。因此，實(shí)用新型能持續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)生低溫等離子體。
[0010]本實(shí)用新型為一種在水體中與氣體、液體中產(chǎn)生低溫等離子體相關(guān)的，尤其適用于水的消毒處理、廢水處理或有毒有害氣體及對(duì)空氣的凈化處理的水體低溫等離子體發(fā)生器。
[0011]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的勻氣室連接在外管的上端，為中間擴(kuò)徑、上下端收縮的鼓形腔室或其它中間大二端口的形狀，在上端有一個(gè)以上的進(jìn)氣口。
[0012]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的電極由一根和多根管狀電極組成一組電極。
[0013]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的電極為由數(shù)根或組電極共用電源，電源的接地端與液體相連。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)越性在于:能在常溫常壓下簡(jiǎn)單方便地持續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)生工業(yè)化生產(chǎn)所需要的低溫等離子體。實(shí)現(xiàn)了水體中持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求的高級(jí)氧化齊U，直接分解水體中的有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)并處理使之達(dá)標(biāo)，除空氣外可以不添加任何化學(xué)藥品等輔助原料，不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，電極直接置于被處理的水體中，不占地、能耗比優(yōu)于臭氧發(fā)生器，投資成本和運(yùn)行成本低，具有節(jié)能環(huán)保之優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2由電極組組裝的等離子體發(fā)生器示意圖；
[0017]其中:
[0018]1-外管；
[0019]2——內(nèi)管；21——導(dǎo)電層；
[0020]3——?jiǎng)驓馐遥?br> [0021]41,42——進(jìn)、出氣口 ；
[0022]5——出氣口 ；
[0023]6、6’ ——電源；
[0024]61、61’——接地端；62、62’——正極(或火線端)；
[0025]7——液體；
[0026]8、8，——容器；
[0027]9——組電極；
[0028]91、92、93、94、95——第一、第二、第三、第四、第五組電極；
[0029]10-導(dǎo)線。

【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖所示，本實(shí)施例提供一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器，在常壓常溫條件下，等離子體發(fā)生器設(shè)在液體7中，液體7被盛放在容器8內(nèi)，可產(chǎn)生包含有羥基自由基活性、活性粒子和高能物質(zhì)在內(nèi)的等離子體并直接對(duì)接觸的液體7進(jìn)行氧化處理，本實(shí)施例包括一根電極，該根電極由一根內(nèi)壁涂裝有0.0lmm以上導(dǎo)電層21 (或?qū)щ婓w)的絕緣材料制成的內(nèi)管2，插入另一根絕緣材料制成的上下敞口的外管I內(nèi)，外管內(nèi)壁與內(nèi)管的外壁間距離不大于5mm形成獨(dú)立的發(fā)電管，在外管I的底部與內(nèi)管2間形成出氣口 5，外管I上部有帶進(jìn)氣口的勻氣室3，勻氣室3露出水面或置于水下，內(nèi)管2的導(dǎo)電層21接入交流高電壓電源6的正極62，交流高電壓電源6的另一極接地端61接入液體7中，兩級(jí)間電壓不低于1KV，頻率在IKHz?50KHz之間。本實(shí)用新型直接置于液體中，可連續(xù)穩(wěn)定地直接和間接產(chǎn)生包含有羥基自由基、活性粒子和高能物質(zhì)在內(nèi)的低溫等離子體，并直接對(duì)接觸的液體進(jìn)行物化處理。
[0032]在上述方案基礎(chǔ)上，所述的勻氣室3連接在外管I的上端，為中間擴(kuò)徑、上下端收縮的鼓形腔室，或其它中間大于二端口的形狀，在上端有二個(gè)的進(jìn)氣口 41、42。
[0033]管內(nèi)涂裝的導(dǎo)電層21是具有良好導(dǎo)電性能的材料。導(dǎo)電層21的電極裝有具有良好冷卻性能的物質(zhì)。
[0034]在導(dǎo)電層21和液體7上加高頻交流電壓，外管I和內(nèi)管2之間的氣體和氣化的液體被電離，并在出氣口 5處形成氣液界面放電，在低溫等離子體的物化作用下，絕緣管周邊的液體的性狀改變。
[0035]實(shí)施例2
[0036]如圖2由電極組組裝的等離子體發(fā)生器示意圖所示，每根管狀電極為一個(gè)發(fā)電管，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的發(fā)電管的結(jié)構(gòu)相同；
[0037]所述的電極由多根管狀電極組成多組組電極，并由導(dǎo)線10串聯(lián)；第一、第二、第三、第四、第五組電極91、92、93、94、95并聯(lián)后接入電源6’的正極62’，電源6的負(fù)極或接地端61’接入容器8’內(nèi)的液體7。
[0038]本實(shí)用新型在常溫常壓條件下，低溫等離子體發(fā)生裝置的電極部分直接置于液體中，極間電壓KV級(jí)以上。
[0039]本實(shí)用新型的電極為一根和多個(gè)根管狀電極可以組成一組電極和多組。
[0040]所述的電極為由數(shù)根或組電極的并聯(lián)共用電極。
[0041]本實(shí)用新型對(duì)液體的冷卻方式包括自身流動(dòng)冷卻和外加冷卻循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。
[0042]本實(shí)用新型適用于水凈化、廢水、廢氣處理、空氣凈化、與液體相關(guān)的材料改性、合成處理技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器，在常壓常溫條件下，等離子體發(fā)生器設(shè)在水體中，包括一根或二根以上電極，其特征在于:所述的每根電極由一根內(nèi)壁涂裝有0.0lmm以上導(dǎo)電層的絕緣材料制成的內(nèi)管，插入另一根絕緣材料制成的上下敞口的外管內(nèi)，外管內(nèi)壁與內(nèi)管的外壁間距離不大于5mm形成發(fā)電管，在外管的底部與內(nèi)管間形成出氣口，外管上部有帶進(jìn)氣口的勻氣室，勻氣室露出水面或置于水下，內(nèi)管導(dǎo)電層接入交流高電壓電源的一極，交流高電壓的另一極接地端接入水體中，兩級(jí)間電壓不低于1KV，頻率在IKHz ?50KHz 之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于:所述的勻氣室連接在外管的上端，為中間擴(kuò)徑、上下端收縮的鼓形腔室或或其它中間大二端口的形狀，在上端有一個(gè)以上的進(jìn)氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于:所述的電極由一根和多根管狀電極組成一組電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的常壓常溫高頻水體低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于:所述的電極為由數(shù)根或組電極共用電源，電源的接地端與液體相連。
【文檔編號(hào)】H05H1/24GK204206595SQ201420573285
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】趙岳虎, 施國強(qiáng), 胡韻, 趙凱 申請(qǐng)人:趙岳虎, 施國強(qiáng), 胡韻, 趙凱, 上海愷立貿(mào)易有限公司