一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置的制作方法

文档序号:15153125发布日期:2018-08-10 21:23阅读:676来源:国知局

本发明属于等离子体发生装置领域,尤其涉及一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置。



背景技术:

中国专利zl201320642902.6中公开的大气压磁场增强型低温等离子体电刷发生装置,包括具有进气端口和出气端口的主体腔室、一对主放电电极和一对介质阻挡放电平板电极,主体腔室由绝缘材料制成;所述出气端口为窄缝状,主体腔室内靠近该出气端口的部分形成窄缝腔体,出气端口的宽度与厚度之比为5~100;所述主放电电极的放电端位于所述窄缝腔体处;所述平板电极位于进气端口与主放电电极之间,用来预电离工作气体;其特征在于:在窄缝腔体外侧,设置有永久磁铁,使得放电产生的电子和离子的行径发生改变。

工作时,工作气体(等离子体维持气体和/或活性气体)经介质阻挡放电进行电离,使得放电区域存在大量的电荷(电子和正负离子)。电荷(主要是电子)在磁场的影响下受到洛伦兹力的作用,其路径由未加磁场时的直线变成曲线,增加了电子在放电空间的行程和寿命,以及电离度,使得电子能够与更多的气体分子再次碰撞电离或激发产生更多的电子和活性物种,而增加等离子体的化学活性;电子的行径由直线变成曲线后,放电空间不再局限于两电极连线的直线上,而是扩展到更大的空间,使得放电更加均匀;因电流的整体方向是由阳极指向阴极,故而洛伦兹力的方向与气流方向一致,能够加速电荷沿气流方向移动,形成更大体积的等离子体射流。

尽管与传统的等离子体发生装置相比,该装置优势明显,设置永久磁铁产生外加磁场之后,形成了更大体积的等离子体射流,但永久磁铁的磁场强度是固定、不可调节的,而现实环境是多变、不可预测的,故该装置的应用存在很大的局限性,不利于推广。



技术实现要素:

为了解决上述的问题,本发明提供了一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置,该装置利用通电螺线圈产生磁场,通过调节通电螺线圈电压的大小,来调节磁场的强弱,能有效解决上述磁场强度固定、不可调节的弊端,使装置的应用更加广泛。

为实现以上发明目的,本发明提供如下技术方案:

一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置,包括低温等离子发生器、高频电压发生器、直流电压调节器、螺线圈、固定架、进气口、出气口,其中低温等离子发生器由外到内依此为壳体、低压放电电极、低压放电电极介质层、高压放电电极介质层、高压放电电极。

进一步地,所述低温等离子发生器是套管状结构,中间有供气体通过的腔道。

进一步地,所述螺线圈均匀缠绕于等低温离子发生器的外部,两端分别结于直流电压调节器的正负极。

进一步地,所述低压放电电极的材质为铜或不锈钢,包裹于低压放电电极介质层外,连于高频电压发生器的负极,同时接地。

进一步地,所述低压放电电极介质层为空心圆管状,材质为石英或陶瓷。

进一步地,所述高压放电电极介质层为空心圆柱状,材质为石英或陶瓷,由固定架固定于低压放电电极介质层空心圆管的中心位置。

进一步地,所述固定架为绝缘材质,圆形镂空的三角支架结构,中心用于固定高压放电电极介质层空心圆柱,固定于进气口和出气口位置,镂空部位可供气体的进出。

进一步地,所述高压放电电极形状可为棒状、线状或锯齿状,材质为铜或钨,置于高压放电电极介质层内,外端连于高频电压发生器的正极。

进一步地,所述进气口、出气口分别位于低温等离子发生器的两端。

本发明提供了一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置,其有益效果是:

1.本发明通过电磁感应原理,利用通电螺线圈产生磁场,该磁场的强弱可由通电电压的大小进行调节,有效解决了专利zl201320642902.6中利用永久磁铁产生不可调节磁场的弊端,扩大了装置的应用范围。

2.本发明将通电螺线圈与低温等离子发生器相结合,利用磁场使低温等离子发生器产生的电子分布于整个空间,更大范围地获得更多的等离子,在节能降耗方面起到了重要作用。

3.本发明利用双介质,使高压电极与低压电极间的放电更稳定,同时避免了放电对电极的损害,增加了装置的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置的示意性结构图。

图2是本发明中低温等离子体发生器的右视图

图中:1.直流电压调节器,2.高频电压发生器,3.固定架,4.高压放电电极,5.高压放电电极介质层,6.低压放电电极介质层,7.低压放电电极,8.壳体,9.螺线圈,10.进气口,11.出气口。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1示出了根据本发明一个实施例的一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置的示意图。参见图1、图2,一种电磁感应耦合双介质低温等离子体发生装置,包括低温等离子发生器、高频电压发生器2、直流电压调节器1、螺线圈9,其中等低温离子发生器由外到内依此为壳体8、低压放电电极7、低压放电电极介质层6、高压放电电极介质层5、高压放电电极4、固定架3、进气口10、出气口11。

其中,所述低温等离子发生器是套管状结构,中间有供气体通过的腔道。

其中,所述螺线圈9均匀缠绕于等离子发生器壳体8的外部,两端分别结于直流电压调节器1的正负极。

其中,所述低压放电电极7的材质为铜或不锈钢,包裹于低压放电电极介质层6外,连于高频电压发生器2的负极,同时接地。

其中,所述低压放电电极介质层6为空心圆管状,材质为石英或陶瓷。

其中,所述高压放电电极介质层5为空心圆柱状,材质为石英或陶瓷,由固定架3固定于低压放电电极介质层6空心圆管的中心位置。

其中,所述固定架3为绝缘材质,圆形镂空的三角支架结构,中心用于固定高压放电电极介质层5空心圆管,固定于进气口10和出气口11位置,镂空部位可供气体的进出。

其中,所述高压放电电极4形状可为棒状、线状或锯齿状,材质为铜或钨,置于高压放电电极介质层5内,外端连于高频电压发生器2的正极。

其中,所述进气口10、出气口11分别位于低温等离子发生器的两端。

本发明是根据电磁感应原理,利用通电螺线圈产生磁场,低温等离子体发生器中产生的电子在磁场的作用下,运动线路由垂直于电极向平行于电极的方向发生改变,增大了电子与其它物质的接触范围,使有效空间中产生更多的等离子,在节能降耗方面亦起到了重要作用。该磁场的强弱可由螺线圈所接电压的大小进行调节,有效解决了专利zl201320642902.6中利用永久磁铁产生不可调节磁场的弊端,扩大了装置的应用范围。同时,本发明利用双介质,使高压电极与低压电极间的放电更稳定,同时避免了放电对电极的损害,增加了装置的使用寿命。

附图中描述关系的用于仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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