[发明专利]一种双介质低温等离子体发生器

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及利用低温等离子体技术改善发动机有害气体排放领域。

背景技术

随着机动车数量的增加，大气污染日益严重。时至今日，各国都对机动车排放实施了更为严格的排放法规，由此许多尾气处理技术应运而生。

目前，EGR是有效地降低柴油机NO_x排放的方法之一。虽然采用EGR技术，NO_x排放得到了有效抑制；但由于废气占据了部分新鲜充量，进气氧含量减少，从而使PM排放量增加。

SCR系统是一种较成熟的NOx处理技术，缺点在于具有较大的体积，增加了车辆的重量，需要考虑后处理系统在整车上的布置。

DPF是目前降低柴油机PM排放比较有效而成熟的后处理技术，DPF不仅能够降低柴油机颗粒物的质量浓度，同时也能大幅度地降低颗粒物的数量浓度。DPF大规模推广应用面临的主要问题是如何实现高效再生。

从20世纪九十年代初，低温等离子技术开始应用于发动机尾气处理技术领域。例如日本电装公司和丰田研发中心合作研制了一种NTP发生器和催化反应器相结合的后处理装置。Yamamoyo等通过等离子体的氧化作用使得NO转化为NO₂，再利用具有还原性的溶液使得NO₂转化为N₂。低温等离子技术不会影响柴油机运行性能，并具有同时转化碳烟和NO_x等优势，是一项很有发展潜力的柴油机后处理技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双介质低温等离子体发生器，以使发生器放电更加均匀稳定，进气更加流畅，避免发生器内部堵塞和有害气体对电极的腐蚀等问题。

为了解决以上技术问题，本发明在发生器铸铁堵头Ⅰ内部周向开有一道环形槽即环槽，环槽与进气口相通，使进气先形成绕流，进而充满整个发生器内部；石英玻璃内管和石英玻璃外管构成双介质阻挡放电结构形式，可避免弧光放电，保护电极，从而保证放电稳定性。采用的具体技术方案如下:

一种双介质低温等离子体发生器，其特征在于包括：进气管(1)、铸铁堵头Ⅰ(2)、低压电极(3)、石英玻璃内管(4)、石英玻璃外管(5)、高压电极(6)、铸铁堵头Ⅱ(7)、排气管(8)；所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)分别塞于石英玻璃外管(5)两端；

所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)顶面中心分别开有进气口和排气口，各自的进气口的开口与排气口的开口方向相同；所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)顶面进气口、排气口分别与进气管和排气管连接，进气管的轴线与排气管的轴线平行；

进气管(1)与铸铁堵头Ⅰ(2)顶面的进气口通过螺纹相连；所述低压电极(3)置于石英玻璃内管(4)内；所述低压电极(3)的两头分别从铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)中穿出；所述高压电极(6)为圆管状，紧密包裹于石英玻璃外管(5)外侧，通过引线接至高压外部电源；

所述铸铁堵头Ⅰ(2)内部周向开有环形槽,且环形槽与铸铁堵头Ⅰ(2)顶面的进气口相通；所述石英玻璃外管(5)空套于石英玻璃内管(4)外且径向间隙为2mm，构成双介质阻挡放电结构。

所述石英玻璃外管的轴向长度大于所述高压电极的轴向长度。

所述高压电极(6)为康铜片

所述石英玻璃外管(5)的壁厚为2mm，所述高压电极(6)宽度范围为100～300mm。

本发明的工作原理如下：有害气体进入发生器后，首先经过环槽，使得气体形成一股绕流，从而均匀充满整个发生器；有害气体进入发生器后在石英玻璃内管和石英玻璃外管之间流动，从而保护了电极，避免腐蚀。

本发明具有有益效果。本发明使排气从两层石英玻璃管之间流过，从而避免了排气与电极直接接触而造成腐蚀，使放电更加均匀稳定，能量密度在等离子体气相反应区内分布更加均匀，有利于提高对污染物的转化效率；本发明的有害气体进入发生器，流经环形槽，降低了进气管的背压，减少了因排气中颗粒碰壁而产生的沉积，使得气体形成绕流更均匀流畅地充满整个发生器；有效避免有害气体与直接和高低压电极接触，使得放电更加稳定，保护高低压电极不受排气污染。该装置对工业废气净化和机动车尾气处理都适用。

附图说明

图1是本发明的发生器轴向剖面结构示意图。

图2是本发明的发生器整体立体结构示意图。

图3是本发明的发生器局部结构剖示图。

图4是本发明的铸铁堵头Ⅰ内部局部结构示意图。