[發(fā)明專利]利用水電極產(chǎn)生大面積沿面放電的裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210518905.9
• 申請(qǐng)日: 2012-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103025040A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董麗芳;仝國(guó)良;王永杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北大學(xué)
• 主分類號(hào): H05H1/24
• 分類號(hào): H05H1/24
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司 13112
• 代理人: 蘇艷肅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及等離子體技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種利用水電極產(chǎn)生大面積沿面放電的裝置。?

背景技術(shù)

介質(zhì)阻擋沿面放電，是將兩種不同極性的線狀或者梳狀電極交叉嵌入在絕緣介質(zhì)中，在介質(zhì)表面產(chǎn)生交流氣體放電。沿面放電區(qū)具有能量集中、功率密度高、表面性好、易產(chǎn)生大面積等特點(diǎn)。近年來(lái)沿面放電在臭氧合成、殺菌消毒、污水處理、材料生長(zhǎng)、表面改性、等離子體顯示，航天器的等離子體隱身等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。?

以往的沿面放電裝置采用金屬條鑲嵌于絕緣介質(zhì)內(nèi)制成電極，實(shí)現(xiàn)放電。這種放電裝置不僅制備工藝復(fù)雜，制備成本高，而且因其散熱性能較差而使放電時(shí)間受到限制。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種制備成本低，散熱性能好，可延長(zhǎng)放電時(shí)間的利用水電極產(chǎn)生大面積沿面放電的裝置。?

本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種利用水電極產(chǎn)生大面積沿面放電的放電方法。?

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：?

利用水電極產(chǎn)生大面積沿面放電的裝置包括密封罐及安裝于所述密封罐內(nèi)的放電裝置，所述放電裝置包括依序排布的若干U型管；所述U型管立管上口敞開(kāi)，每側(cè)立管間隔對(duì)齊、相鄰錯(cuò)開(kāi)排成兩列，每側(cè)相鄰的兩列立管之間安裝有絕緣介質(zhì)板；所述各U型管的水平底管并排嵌入絕緣膠層中；各U型管的一立管內(nèi)放置有水電極，相對(duì)齊的立管內(nèi)所放置的水電極共接于高壓交流電源的一輸出端，另一列相對(duì)齊的立管內(nèi)所放置的水電極共接于高壓交流電源的另一輸出端。

本裝置中U型管的立管上口敞開(kāi)，既方便散熱也便于注水，能夠保持底部始終有水，增進(jìn)了放電的穩(wěn)定性。本發(fā)明通過(guò)在相鄰的U型管之間設(shè)置絕緣板，可有效解決立管的可能放電問(wèn)題。本發(fā)明在立管內(nèi)放置水電極，各水平底管并排嵌入絕緣膠層中實(shí)現(xiàn)大面積沿面放電，其將大量的熱量通過(guò)U型管的表面及兩口排出，與先前的固體電極相比，明顯改善了大面積沿面放電過(guò)程中的散熱問(wèn)題，從而延長(zhǎng)了放電時(shí)間，提升了放電的穩(wěn)定性，最終提高了放電的效率。而且，本裝置采用的U型管，與現(xiàn)有技術(shù)中的固體電極所使用的陶瓷片相比，具有價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)；本裝置可采用水作為導(dǎo)體，普通電線作為導(dǎo)線，與鎢絲相比，價(jià)格降低很多，與金屬條鑲嵌金屬介質(zhì)所需的超高溫?zé)Y(jié)工藝相比，工藝技術(shù)要求低，更容易制作。絕緣膠和絕緣板的使用使絕緣材料的成本更低，從而可以節(jié)約大量的成本。?

在上述技術(shù)方案下，本發(fā)明可以這樣實(shí)現(xiàn)：?

所述放電裝置安裝于降溫水槽內(nèi)，所述降溫水槽為壁體空腔內(nèi)注有冷水的凹型槽，所述壁體空腔的上口敞開(kāi)，所述放電裝置置于凹型槽的內(nèi)底面上，所述U型管位于外側(cè)的立管與所述降溫水槽的內(nèi)壁面相貼。采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，上口敞開(kāi)的凹型槽通過(guò)上口有效放熱，而與降溫水槽內(nèi)底面或內(nèi)壁面的接觸的放電裝置及U型管立管可以充分降溫，從而使放電裝置的溫度進(jìn)一步降低。

所述水電極放置于每側(cè)兩列立管中的外面一列。?

所述U型管為玻璃管或其它絕緣透明材料制成的管體，既可實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，又可降低成本。?

所述密封罐上設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口。?

所述各U型管的水平底管緊密排布。?

????本發(fā)明進(jìn)一步的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：?

利用前述的放電裝置的放電方法，包括以下步驟：

（1）向U型管內(nèi)注水；

（2）向密封罐內(nèi)充入空氣含量為5%?的氬氣至氣壓為1個(gè)大氣壓；

（3）高壓交流電源的輸出電壓U=10-11kV,?頻率范圍f＝27-28kHz。

上述方法中，將所述放電裝置安裝于降溫水槽內(nèi)，所述降溫水槽為壁體空腔內(nèi)注有冷水的凹型槽，所述壁體空腔的上口敞開(kāi)，所述放電裝置置于凹型槽的內(nèi)底面上，所述U型管位于外側(cè)的立管與所述降溫水槽的內(nèi)壁面相貼。?

本發(fā)明設(shè)計(jì)大量交錯(cuò)密排的U型管水電極，并設(shè)計(jì)適宜的氣體成分、氣壓、外加電壓和電源頻率等條件形成大面積表面等離子體，進(jìn)一步拓展實(shí)現(xiàn)大面積表面等離子體的設(shè)計(jì)思路。對(duì)于推動(dòng)等離子體在工業(yè)中殺菌、消毒、材料的處理等各個(gè)方面的應(yīng)用將具有深遠(yuǎn)的意義和廣泛的影響。?

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是圖1的俯視圖。?

圖3是水平底管與絕緣膠層的位置關(guān)系示意圖。?

圖4是大面積沿面放電圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說(shuō)明