Устройство для создания коронного разряда Советский патент 1983 года по МПК H01T19/00 B03C3/41 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ КОРОННОГО Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в технике электростатического разделения материалов, в устройствах элек- троосаждения, генераторах заряжённых частиц, плазмохимических устройствах, плазменньгх движителях и т.д. Известны конструкции устройств для создания интенсивного коронного разряда в которых коронирурщий электрод выпол- нен в виде трубы, на поверхности которо расположены игольчатые острия со сфери ческими наконечниками Cl . Известен также двухкамерный электро , фильтр, который состоит из коронируюших . электродов с иглами и плоских противоэлектродов 2 . Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является уст ройство для создания коронного разряда, содержащее коронирующий электрод,, выпо ненный в виде стержня с коническим заострением на рабочем конце, установРАЗРЯДАленный перпендикулярно плоскому противоэлектроду ГЗ. Коронирукмдий электрод устройства lOkfeeT угол при вершине конического заострения в пределах от 30 до 70°. Недостатком известного устройства является малый объем получаемого плазменного факела, в котором происходят ионизационные процессы и генерация заряженных частиц. Кроме того, при такой форме электрода происходит шнурование (контракция) всей или части плазмы по длине в сравнительно узкий канал разряда, в котором параметры плазмы (температура, концентрация зарядов, состав плазмы, род заряженных частиц и др).. существенно отличны от тактовых в периферийных зонах факела. Это снижает эффективность вклада энер- пш в основной технологический процесс (создание частиц определенного заряда, химические процессы,. проходяшие при определенных уровнях возбуждения моле- кул, атомов), так как в контрагированном канале энергия перерасходуется на перегрев плазмы с бесполезным рассеиванием затем тепла в межэлектродном промел ГР ке. Цель изобретения - повьаиение эффек тивности коронировання. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для создания коронного разряда, содержащем коронируююив электрод, выполненный в виде стержня с коническим заострением на рабочем конце, установленный перпендикулхфно плоскому противоэлектроду, угол при вершине кони ческого заострения коронирующего электрйда выбран в пределах от НО до ISO, а отношение диаметра коронирук щего.электрода к длине межэлектродного промежутка выбрано в пределах от 0,1 до 0,5. На чертеже представлена конструктивная схема предлагаемого устройства для создания коронного разряда. Схема содержит коронирующий электро 1, выполненный в виде стержня с кони- ческим засхзтрением на рабочем конце (в устройстве таких электродов может быть несколько) и протяженный плоский противоэлектрод 2. На чертеже приняты следующие обозНачения размеров: «3 - диаметр корони- рующего электрода 1; cL - утоп, раствора (при веряшине) конического заострения электрода 1; - длина межэлектродного промежутка. .Экспериментальные исследования показали, что наибольшие диаметр факела плазменного образования и его вьюота, т.е. максимальная заполненность меж- электродного промежутка плазмой коронного разряда, обеспечиваются при указанной конфигурации корсширующего электрода и разрядного промежутка. Интегральные снимки коронирующего промежу ка показали, что при угле о(,11О° плазменный факел короны неустойчив, происхо дит шнурование (контрагирование) eix на части или всей длины разрядного промежутка в уйкий канал разряда и, следовательно, уменьшение объема, занимаемо плазмой. Соотношение наблюдаемых обьемов плазмы при id. 13О°примерно в 1О раз выше, чем при cL 11, и в 5 раз выше, чем при csC 54°. Если угол конусности oL 130°, наблюдается коронирование кромки, обра зованной переходом конусной части электрода в цилиндрическую, с одновременным уменьшением максимального объема, занимаемого плазменным факелом коронируюшего острия, в результате чего факел в основном промежутке OCTNрие-плоскость угасает. Поскольку от объема, занимаемого плазмой коронного разряда, зависит эффективность вклада энергии в основной технологический процесс, оптимальным является диапазон, при котором своди- ся к минимуму контрагированная часть столба разряда, т.е. диапазон ot HOIS О. При соотношении -у- 0,1 форма конца стержня перестает влиять на объем факела и он становится меньше максимального. Рост отношения - свььше величины 0,5 не ведет к возрастанию диаметра факела и поэтому приме- нение величины отношения 0,5 нецелесоо азно. Таким образом, предлагаемое устройство для создания коронного разр5ща обладает более высоким технологическим эффектом, так как при заданной длине межэлектродного промежутка С создает максимально возможный объем плазмы и соответственно максимальную зону хи- мических реакций, большее количество генерируемых частиц и т.д. Кроме того, при такой конфигурации промежутка сводится к минимуму ксдатрагированная часть столба разряда, что приводит к расходованию электроэнергии только на основные плазменные процессы в факеле без допоянителышк потерь на бесполезный нагрев газа в промежутке. Формула изобретения Устройство для создания коронного разряда, содержашее коронирующий электрод, въшопненш 1й в виде стержня с коническим ( заострением на рабочем конце, установленный перпендикулярно плоскому противоэлектрояу, отличаю - ш е е с я тем, что, с целью повьдиения эффективности коронирования, угол при вершине конического заострения коронирукнцего электрода выбран в пределах от НО до 130°, а отношение диаметра коронирукшего электрода к длине межэлектродного промежутка выбрано в пределах от 0,1 до 0,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 2О11283, кл. В 03 С 3/41, 1978. 2.Патент США № 4094653, кл. 55-138, 1978. 3.Патент Японии № 53-17176, кл. 68 ВО, 1978.