申请/专利权人：仰宝真

申请日：2018-08-21

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN108770170B

主分类号：H05H1/24

分类号：H05H1/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2018.11.30#实质审查的生效;2018.11.06#公开

摘要：本发明涉及一种非平衡低温等离子体发生装置，所述装置包括负电子释放电极；弧形质子正电极释放端；以及将负电子释放电极和质子正电极释放端组合在一起的一对支撑结构体。本发明技术方案基于发动机运行的基础理论研究，并在此基础上进行创新，对离子体生成数量与发动机功率动态变化通过芯片技术进行了科学配置。经过大量实验的结果对比，本发明技术对柴油、汽油发动机在节能和减排方面的作用十分明显，意义重大。

主权项：1.一种非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述装置包括以下三个部分：由碳刷负离子释放端子与合金牙盘组组成的负电子释放电极；由金属离子屏蔽环作为弧形质子正电极释放端；以及两个相同的支撑结构体，所述两个相同的支撑结构体用于将负电子释放电极和质子正电极释放端组合在一起，其中，碳刷负离子释放端子、合金牙盘组、金属离子屏蔽环和支撑结构体均为在水平方向上同圆心设置，并通过中心轴螺栓杆串连和紧固，且所述碳刷负离子释放端子安装在两个支撑结构体的外侧；所述金属离子屏蔽环两端分别卡接所述支撑结构体，并将合金牙盘组套在其中；所述碳刷负离子释放端子为Y型结构，包括3条结构相同的碳刷端子臂，所述3条碳刷端子臂位于同一平面内，尾端汇聚连接于Y型结构中心点，头端展开且相互间隔120°夹角设置；所述合金牙盘组包括7-10个牙盘片体来组成结构件总成，牙盘片体之间通过金属环来间隔，所有的牙盘片体和金属环在水平方向上同圆心设置；所述支撑结构体包括可伸缩Y型支架，所述可伸缩Y型支架包括位于同一平面内的3条结构相同的可伸缩支架臂，所述可伸缩支架臂包括固定部和套接在固定部上并能沿固定部移动的伸缩部；所述3条可伸缩支架臂的固定部汇聚连接于Y型支架结构中心点，伸缩部向四周展开并在顶端分别设置有弹性钢挡片；在3个伸缩部上还设置有同金属离子屏蔽环卡接的卡槽。

全文数据：一种非平衡低温等离子体发生装置技术领域[0001]本发明涉及等离子体技术领域，具体涉及一种非平衡低温等离子体发生装置。背景技术[0002]低温等离子体放电空间中富含的电子、离子、激发态粒子和自由基都是极为活泼的化学反应物，这些活泼的粒子有助于实现一些常规条件下难以发生的化学反应，因此低温等离子体已被广泛运用于材料表面处理、废水废气处理、消毒杀菌和医学辅助治疗等方面。[0003]通过对大量的同类原理性技术产品使用情况的调查和应用分析，此类产品主要集中在空气除尘、净化、消毒、点火及切割等生产环节的使用，很少有用于发动机空气预处理前置方面的应用。通过对大量的发动机前置空气处理技术研宄，略有相似的产品是通过对负离子发生器进行改装后，置于发动机空气滤清器的腔体内使用。然而，这种应用会破坏发动机空燃比的气通量结构性设计，且由于没有统一的标准化过程，使得产品运行过程不安全且效率较低下。[0004]因此，本领域中需要对低温等离子体发生装置进行改进和创新，以能将其合理地用于发动机空气预处理应用，从而有利于节能减排。发明内容[0005]本发明技术方案基于发动机运行的基础理论研宄，并在此基础上进行创新，不仅理清了等离子、负离子复合效能与发动机做工的关系；同时，对离子体生成数量与发动机功率动态变化通过芯片技术进行了科学配置。从大量实验的结果对比，本发明技术对柴油、汽油发动机在节能和减排方面的作用十分明显，意义重大。[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案为一种非平衡低温等离子体发生装置，所述装置包括以下三个部分：由碳刷负离子释放端子与合金牙盘组组成的负电子释放电极；由金属离子屏蔽环作为弧形质子正电极释放端；以及将负电子释放电极和质子正电极释放端组合在一起的一对支撑结构体，其中，碳刷负离子释放端子、合金牙盘组、金属离子屏蔽环和支撑结构体均为在水平方向上同圆心设置，并通过中心轴螺栓杆串连和紧固，且所述碳刷负离子释放端子安装在两个支撑结构体的外侧。[0007]上述三个部分组合成的非平衡低温等离子体发生装置在工作时会形成高速的离子风，离子风可以使流经的空气产生加速度，因此也称之为加速环或加速头。[0008]所述合金牙盘组包括7-10个牙盘片体来组成结构件总成，牙盘片体之间通过金属环来间隔，所有的牙盘片体和金属环在水平方向上同圆心设置；牙盘片体之间的距离多1mm，例如1-3mm，如2mm。[0009]进一步的，所述牙盘片体的直径为15-35ram，厚度为0.1-0.3圓;齿形为三角形，齿高度彡0•6_，例如0.6-0.8_，如〇.7_，齿尖间距彡〇.7mm，例如0.7-1.Oram，如0.8mm。[0010]进一步的，所述牙盘片体以不锈钢材料作为基材，表面镀有铱、铂、金、银等惰性金属镀膜。为确保加速头装置在工作过程中尽量降低风阻，金属牙盘片体为中部镂空结构。即牙盘片体除四周齿部外的中间部分采用镂空设计和制作。[0011]所述碳刷负离子释放端子为Y型结构，包括3条结构相同的碳刷端子臂，所述3条碳刷端子臂位于同一平面内，尾端汇聚连接于Y型结构中心点，头端展开且相互间隔120°夹角设置。[0012]进一步的，所述碳刷负离子释放端子由碳纤维或碳纳米管制成。[0013]进一步的，所述碳刷端子臂的长度大于牙盘片体的半径。在一个实施方案中，所述碳刷端子臂的长度为牙盘片体半径的1.1至1.4倍，优选为牙盘片体半径的1.2倍。[0014]所述金属离子屏蔽环两端分别卡接支撑结构体，并将合金牙盘组套在其中。进一步的，所述金属离子屏蔽环以铜或不锈钢管材为基材，并以环氧树脂、聚四氟乙稀、娃橡胶等绝缘材料进行绝缘涂层处理，绝缘涂层厚度为〇.05-1.5mm。[0015]本发明的金属离子屏蔽环可以根据实际需要加工成不同规格短管，并可以根据管内的电压值强度进行匹配调整，制成高电压场晕金属离子屏蔽环。[0016]进一步的，牙盘片体直径与金属离子屏蔽环的内径成正比；牙盘片体齿尖顶点与金属离子屏蔽环内壁间的距离与场压强度成区间线性关系，即在牙盘片体齿尖顶点与金属离子屏蔽环内壁间的距离为10-25mm的范围内，场压变化与距离变化的比值为700Vlmm。例如，金属离子屏蔽环腔体内以20KV场强电压为基准场强电压，牙盘片体齿尖顶点与金属离子屏蔽环内壁间的标准距离为20mm;电压每降低700V，距离缩小1mm，直至距离彡10mm时为止;反之亦然，工作电压每增加700V，距离加大1mm;直至距离增加到25mm时为止。[0017]进一步的，金属离子屏蔽环腔体内工作电压不超过30KV，电流强度3.5X107ionscm3.s;[0054]排气量4.0L以下的释放量设定值为:9X107i〇nscm3.s;[0055]排气量5.〇l及轻卡、中型客车设定值:彡15X108i〇nscm3.s;[0056]对柴油发动机的大型客车、载重量20吨以下的重型卡车设定值为彡25X109i〇nscm3.s；[0057]对于特种起重设备、载重20吨以上的机车发动机设定值为：彡exionionscW.s，甚至更高：[0058]变压器的功率范围:汽油发动机:洲一15W;[0059]柴油发动机:30W-300W。[0060]从目前小批量的试制与应用效果和检测结果看，乘用车在装备本系统后同等条件的单位产能能耗下降3〇%;综合排放下降42%;对降低机动车运行成本，减少机动车排放具有十分重要的意义。[0061]虽然，上文中己经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

权利要求：1.一种非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述装置包括以下三个部分：由碳刷负离子释放端子与合金牙盘组组成的负电子释放电极；由金属离子屏蔽环作为弧形质子正电极释放端；以及将负电子释放电极和质子正电极释放端组合在一起的一对支撑结构体，其中，碳刷负离子释放端子、合金牙盘组、金属离子屏蔽环和支撑结构体均为在水平方向上同圆心设置，并通过中心轴螺栓杆串连和紧固，且所述碳刷负离子释放端子安装在两个支撑结构体的外侧。2.根据权利要求1所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述合金牙盘组包括7-10个牙盘片体来组成结构件总成，牙盘片体之间通过金属环来间隔，所有的牙盘片体和金属环在水平方向上同圆心设置;牙盘片体之间的距离彡1mm。3.根据权利要求2所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述牙盘片体的直径为15-35mm，厚度为0.1-0.3mm;齿形为二角形，齿局度X.6ram;齿尖间距多0.7mm。4.根据权利要求2所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述牙盘片体以不锈钢材料作为基材，表面镀有惰性金属镀膜;且金属牙盘片体为中部镂空结构。5.根据权利要求2所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述碳刷负离子释放端子为Y型结构，包括3条结构相同的碳刷端子臂，所述3条碳刷端子臂位于同一平面内，尾端汇聚连接于Y型结构中心点，头端展开且相互间隔120°夹角设置。6.根据权利要求5所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述碳刷负离子释放端子由碳纤维或碳纳米管制成;所述碳刷端子臂的长度大于牙盘片体的半径。7.根据权利要求2所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述金属离子屏蔽环两端分别卡接支撑结构体，并将合金牙盘组套在其中；所述金属离子屏蔽环以铜或不锈钢管材为基材，并以绝缘材料进行绝缘涂层处理，绝缘涂层厚度为0.05—1.5mm。8.根据权利要求2所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述支撑结构体包括可伸缩Y型支架，所述可伸缩Y型支架包括位于同一平面内的3条结构相同的可伸缩支架臂，所述可伸缩支架臂包括固定部和套接在固定部上并能沿固定郃移动的伸缩郃;所述3条可伸缩支架臂的固定部汇聚连接于¥型支架结构中心点，伸缩部向四周展开并在顶端分别设置有弹性钢挡片;在3个伸缩部上还设置有同金属离子屏蔽环卡接的卡槽。9.根据权利要求8所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述3条可伸缩支架臂相互间隔120。夹角设置，并与碳刷负离子释放端子的碳刷端子臂间隔45°-60°夹角设置;且所述弹性钢挡片与可伸缩支架臂垂直设置。10.根据权利要求1—9中任一项所述的非平衡低温等离子体发生装置，其特征在于，所述非平衡低温等离子体发生装置还设置有外屏蔽环，所述外屏蔽环由矩形弹性金属片卷制而成，且卷制连接部为自由端开口结构，从而可以方便调节外屏蔽环的直径。

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