[发明专利]一种塔板式曲折通路低温等离子气体发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种常压低温等离子气体发生器，借助阻挡塔板将放电区域分成多个串联的放电室，同时形成曲折气体通路，使工作气体中等离子体密度更高、分布更加均匀。

背景技术

等离子被称为物质的第四态，由大量的高能离子、电子分子、中性原子、激发态原子、光子和自由基组成。由于其正负电荷数相等，所以在宏观上呈电中性。随着现代技术的高速发展，等离子技术已经得到广泛的应用。其中，在低温等离子体系中，在电子的温度高达1000-2500K时，其他粒子温度只有300-500K，整个体系仍然处于低温状态。低温等离子技术在材料表面处理、催化、污水与废气净化等方面有广泛的应用。

低温等离子的放电形式可分为辉光放电、微波放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电等。其中，电晕放电设备简单，但放电电流较小，等离子密度较低；此外，由于使用针形电极，靠近电极的区域电场特别强，导致等离子密度不均匀。因此，需要通过设计提高输入功率，调整工作气体中等离子体的密度与均匀性。例如，发明专利CN1404349A以多组镍铬丝为阳极，铜板为阴极，在反应室内产生了高浓度等离子体，可用于工业化处理废气、污水及水源净化；而实用新型专利CN201726583U设计的反应室则是由金属板与多个平行排列的、带有锯齿的金属片组构成，放电电极数的增加使气体中等离子体的密度明显提高。除了需要提高等离子体密度外，等离子体均匀性也是低温等离子发生器设计需要考虑的重要因素。比如，实用新型专利CN201618509在低温等离子发生器的进气通道设计了特殊的冲孔板，起到了强化气体混合，增加气体的行程的作用，有效地改善了等离子体分布的均匀性；实用新型专利CN101930889A将含有等离子体的气体通过分路，在反应室内不同位置的喷出，使反应室内等离子体的分布趋于均匀。但是，到目前为止，还未见到利用结构设计同时提高等离子体密度与均匀性的相关报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种等离子体密度大，且等离子体在工作气体内分布均匀的低温等离子发生器。利用塔板分隔所产生的多室结构和曲折流道，实施串联多室放电，同时延长工作气体在反应器中的停留时间，强化等离子体在工作气体中的分散，从而有效提高工作气体中等离子的密度和均匀性。如果向塔板分隔的放电室内填入绝缘介质微球，则可实现高效介质阻挡放电。

本发明是这样实现的：

(1)等离子气体发生器的一侧接有电源，通过调节输入电压来调节输出功率，起到调整工作气体中等离子体的密度的作用；等离子气体发生器接电源的一侧中部有进气口，另一侧中部有出气口；

(2)等离子发生器采用两排针状电极作为放电电极，正极和负极极组间隔为30-50mm；极组内各针状极柱等距排布，间距2-10mm；

(3)每隔2-5个针状电极极柱设置一个分隔塔板；分隔塔板与外壳之间用玻璃胶进行密封，以保证工作气体能够沿着分隔塔板流动，形成曲折路径。工作气体因分隔塔板的阻挡而以曲折通路流经多个串联放电区域，从而提高了等离子体在工作气体中的密度；同时，气体在曲折通过多个串联的放电区域的过程中进行了充分的混合，从而使等离子体在气体中的分布更加均匀。

本发明的特点：(1)可以通过调节直流高压电源的电压来调节等离子密度；(2)多个放电区域串联，增加了工作气体中等离子体的密度；(3)分隔塔板形成的曲折通路使工作气体充分混合，使等离子体在气流中分布的更加均匀。

本发明制作简单，成本低，能产生密度高且均匀的等离子气体。

附图说明

附图为本发明塔板式曲折通路低温等离子气体发生器结构示意图。

图中标记：1.电源；2.进气口；3.出气口；4.正极；5.负极；6.分隔塔板；7.外壳。

具体实施方式

实施例

塔板式曲折通路低温等离子气体发生器结构如附图所示。

(1)等离子气体发生器的一侧接有电源1，选用霓虹灯电源作为高压直流电源1，其输入交流电(50Hz)电压220V；输出电压直流电10kV，输出电流30mA；等离子发生器接电源1的一侧中部有进气口2，另一侧中部有出气口3；

(2)使用交流变压器调节霓虹灯电源1的输入电压，进而调节霓虹灯电源1的输出电压；

(3)等离子发生器内采用两排针状电极作为放电电极，正极4和负极5极组间隔为30mm；极组内各针状极柱等距排布(间距2mm)，极柱数量40个；