Генератор холодной плазмы

Полезная модель относится к области газоразрядной очистки газов и предназначено для использования в жилых и производственных помещениях.
Известен газоразрядный блок установки для очистки газов (RU 2453376С2, 06.03.2009), содержащий корпус, изолированный электрод в виде пластины из стекла или керамики, внутри которой размещен проводник в виде металлической сетки или металлической пластины с тоководом, и неизолированный электрод, выполненный в виде металлической сетки из проволоки с перпендикулярно размещенными на ней шипами, при этом поле пластины из стекла с размещенным тоководом имеет многоугольный или криволинейный, например, треугольный выступ.
Наиболее близким к предложенному является генератор холодной плазмы для газоразрядной очистки газов (RU 2613213 С1, 12.01.2016), содержащий корпус, изолированный электрод в виде пластины из изоляционного материала с расположенным внутри металлическим проводником и тоководом, неизолированный электрод в виде металлической решетки, расположенный между изолированными электродами, при этом неизолированный электрод имеет углубление, расположенное напротив токовода изолированного электрода, изоляционный материал изолированного электрода имеет коэффициент теплового расширения, близкий к коэффициенту теплового решения металлического проводника, металлическая решетка неизолированного электрода состоит из горизонтальных проволок, между которыми расположены вертикальные проволоки с выступами и впадинами, причем выступы каждой последующей вертикальной проволоки расположены напротив впадин предыдущей вертикальной проволоки.
Недостатком известных технических решений является небольшая площадь возникновения разрядов, образующихся только в области шипов (выступов).
Технической проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение эффективности очистки газов, унифицирование конструкции генератора холодной плазмы, а также улучшение массогабаритных характеристик установки для очистки газов, в состав которой входят описываемые генераторы холодной плазмы.
Технический результат, достигаемый в предлагаемой полезной модели и позволяющий решить указанную проблему, заключается в увеличении площади, перекрываемой разрядами, возникающими между электродами, повышение интенсивности разрядов, а также использование одинаковых по конструкции электродов.
Технический результат достигается использованием генератора холодной плазмы, содержащего корпус, размещенные в нем первые изолированные электроды, каждый из которых выполнен в виде пластины из изоляционного материала с расположенным внутри металлическим проводником и тоководом, и вторые электроды, расположенные между первыми изолированными электродами, в котором вторые электроды представляют собой изолированные электроды, выполненные аналогично первым изолированным электродам.
В одном варианте выполнения тоководы пластин первых изолированных электродов смещены относительно тоководов вторых изолированных электродов в проекции на плоскость, расположенную параллельно пластинам, при этом все тоководы расположены по одну сторону от металлических проводников.
В других вариантах выполнения пластина каждого изолированного электрода имеет выступ с одной стороны, в которым расположен токовод.
При этом в еще одном варианте выполнения выступы пластин первых и вторых изолированных электродов размещены с одной стороны от металлических проводников, а тоководы пластин первых изолированных электродов смещены относительно тоководов вторых изолированных электродов в проекции на плоскость, расположенную параллельно пластинам.
В другом варианте выполнения выступы пластин с тоководами первых изолированных электродов расположены с одной стороны от металлических проводников, а выступы пластин вторых изолированных проводников расположены с другой стороны от металлических проводников.
Кроме того, металлический проводник каждого изолированного электрода может быть выполнен в виде сетчатой или перфорированной решетки.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 показан предложенный генератор холодной плазмы, вариант выполнения, вид спереди;
на фиг. 2 - вид сбоку на изолированные электроды генератора на фиг. 1;
на фиг. 3 показан предложенный генератор холодной плазмы, другой вариант выполнения, вид спереди;
на фиг. 4 и фиг. 5 - вид сбоку на изолированные электроды генератора на фиг. 3 с разной формой пластин.
Генератор холодной плазмы содержит корпус 1, в котором расположены две группы электродов: первые изолированные электроды 2, электрически соединенные проводником 3, и размещенные между ними вторые изолированные электроды 4, электрически соединенные проводником 5. Каждый первый изолированный электрод 2 выполнен в виде пластины 6 из изоляционного материала с расположенным внутри металлическим проводником 7 и тоководом 8. Каждый второй изолированный электрод 4 выполнен аналогично в виде пластины 9 из изоляционного материала с расположенным внутри металлическим проводником 10 и тоководом 11. Тоководы 8 первых изолированных электродов 2 соединены проводником 3, а тоководы 11 вторых изолированных электродов 4 соединены проводником 5.
В качестве изоляционного материала пластин 6 и 9 могут быть использованы, например, полимерные составы и составы на основе кремния и кремнийорганики, стекла, в том числе, боросиликатные.
Пластины 6, 9 могут иметь прямоугольную форму, как показано на фиг. 5. На этом чертеже показан вариант выполнения, когда тоководы 8 первых изолированных электродов 2 смещены относительно тоководов 11 вторых изолированных электродов 4 в проекции на плоскость, расположенную параллельно пластинам 6, 9, при этом все тоководы 8 и 11 расположены по одну и туже сторону от металлических проводников (на чертеже сверху). При этом проводники 3 и 5 расположены параллельно друг другу с одной стороны генератора.
В других вариантах выполнения пластины 6, 9 могут иметь выступ с одной стороны, на котором расположен токовод 8, 11. На фиг.2, 4 показаны варианты выполнения, когда прямоугольная пластина 6, 9 имеет с одной стороны треугольный выступ, то есть имеет фактически пятиугольную форму (фиг. 2, 4). Возможны и другие варианты форм пластин и выступов.
На фиг. 4 показан вариант выполнения, когда выступы пластин 6 и 9 первых и вторых изолированных электродов 2 и 4 размещены с одной стороны от металлических проводников 10 (7), а тоководы 8 пластин первых изолированных электродов 2 смещены относительно тоководов 11 вторых изолированных электродов 4 в проекции на плоскость, расположенную параллельно пластинам 6, 9. При этом проводники 3 и 5 расположены также параллельно друг другу с одной стороны генератора.
На фиг. 2 показан вариант выполнения, когда выступы пластин 6 с тоководами 8 первых изолированных электродов 4 расположены с одной стороны от металлических проводников 7 (на чертеже сверху), а выступы пластин 9 с тоководами 11 вторых изолированных проводников 4 расположены с другой стороны от металлических проводников (на чертеже снизу). При этом проводники 3 и 5 расположены с противоположных сторон генератора.
Возможны и другие компоновки первых и вторых изолированных проводников и другие варианты расположения их выступов и тоководов.
Металлический проводник 7, 10 внутри каждой пластины 6, 9 изолированных электродов 2, 4 может быть выполнены в виде сетчатой или перфорированной решетки, а также он может иметь форму спирали или иную форму, при которой проводник равномерно распределен по части площади пластины 6, 9. Тоководы 8, 11 для обеспечения передачи напряжения на металлические проводники 7, 10 могут быть выполнены из моножильной или многожильной проволоки, при этом контакты тоководов 8, 11 с проводниками 3, 5 могут быть обеспечен механическим соединением, пайкой или сваркой.
В корпусе 1 генератора выполнены посадочные места, в которые установлены первые изолированные электроды 2, между которыми расположены вторые изолированные электроды 4 на аналогичных посадочных местах, причем воздушные зазоры между первыми изолированными электродами 2 и вторыми изолированными электродами 4 выполнены одинаковыми.
Генератор холодной плазмы работает следующим образом. На изолированные электроды 2 и 4 (по проводникам 3, 5 и тоководам 8, 11) от плюсового и минусового выводов высоковольтного источника питания подают высокое напряжение. В промежутках между пластинами 6 и 9 между металлическими проводниками 7 и 10 возникают разряды и образуется область с холодной плазмой, которая реагирует с очищаемыми газами, проходящими между указанными электродами 2 и 4. Металлические сетки (проводники 7 и 10) обеспечивают равномерное распределение потенциала и образование разрядов по всей поверхности электродов 2, 4 в зоне сеток. В результате химических реакций молекулы очищаемых газов делятся на активные ионы, свободные радикалы с образованием активного кислорода и озона, вступающих в окислительные реакции с активными ионами и радикалами и очищающих загрязненные газы до безвредного состояния.
Таким образом, предложенная конструкция генератора холодной плазмы позволяет повысить эффективности очистки газов за счет увеличения площади, перекрываемой разрядами, возникающими между электродами, поскольку разряды возникают по всей площади металлических проводников изолированных электродов, а не только в области шипов неизолированных электродов. Также, за счет нестационарности возникновения разрядов между электродами, за единицу времени ими получается занята большая площадь между электродами, таким образом больший процент очищаемого воздуха подвергается обработке.
Кроме того, повышается суммарная интенсивность разрядов за счет значительного увеличения их числа в единицу времени. Даже если каждый из разрядов менее интенсивен по сравнению применением неизолированных электродов, суммарная их интенсивность выше за счет большего количества.
Кроме того, достигается унификация конструкции за счет применения одинаковых по конструкции электродов. Также достигается улучшение массогабаритных характеристик установки для очистки газов, в состав которой входят описываемые генераторы холодной плазмы, за счет применения меньшего количества рядов генераторов холодной плазмы при, как минимум, сохранении эффективности очистки.