Свч плазмотрон

 

СВЧ ПЛАЗМОТРОН, содержащий волновод с вводом энергии, расположенным по его оси, и цилиндрическую разрядную, камеру, проходящую через волновод перпендикулярно его широкой стенке, отличающийся тем, что, с целью улучшения электродинамической стабилизации разряда, волновод в плоскости его широкой стенки вьшолнен кольцевым со средним диаметром Г-.р , выбранным из условия I-cp 2/ii., где 91 е, - длина волны в волцскоде, а разрядная камера расположена на упомянутой оси на стороне волновода, противолежащей вводу энергии.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ СССР (21) 345721?/07 t (22) 23.06.82 (46) 28,02,91. Бюл. Р 8 (72) Н.И.Чебаньков и Г.В.Лысов (53) 621.365.29(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 810055, кл. Н 05 В 7/18, 1979, 01ипачев В.П. и др. Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме. — М.

Наука, 1965, с. 234-235. (54)(57) СВЧ ПЛАЗМОТРОН, содержащий волновод с вводом энергии, располоИзобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам низкотемпературной плазмы и может быть использовано, например, в химикотехнологических процессах, Известен СВЧ плазмотрон, в котором с целью улучшения электродинамической стабилизации разряда камера размещена на оси радиальной линии, которая запитана от коаксиальной линии по схеме от периметра к центру, при этом коаксиальная линия возбуждается, в свою очередь, от прямоугольного волновода через коаксиально-вол» новодный переход. Однако в этом плазмотроне наблюдается азимутальная неравномерность разряда, так как тракт включающий в себя радиальную линию, не отфильтровывает волну типа Н в коаксиальную, которая возникает на коаксиальном участке тракта.

Известен также СВЧ плазмотрон, чвляющийся ближайшим техническим ре(51)5 Н 05 H 1/18; Н 05 В 7/1.8

2 женным по его оси, и цилиндрическую разрядную камеру, проходящую через волновод перпендикулярно его широкой стенке, отличающийся тем, что, с целью улучшения электродинамической стабилизации разряда, волно1 вод в плоскости его широкой стенки выполнен кольцевым со средним диаметром",, выбранным из условия 1

2/9:Q» где ф — длина волны в волноноде, а разрядная камера расположена на упомянутой оси на стороне волновода, противолежащей вводу энергии, шением, содержащий волновод с вводом энергии, расположенным по его оси, .и цилиндрическую разрядную камеру, проходящую через волновод перпендикулярно его широкой стенке.

Так как энергия в таком плазмотроне подводится к разряду с одной стороны, то в силу эффекта распространения разрядов в сторону возрастания поля, разряд смещается с оси разрядной камеры и греет ее стенку, что приводит в конечном счете, к выходу ее из строя.

Целью изобретения является улучшение электродинамической стабилизации разряда.

Для достижения указанной цели в

СВЧ плаэмотроне, содержащем волновод с вводом энергии, расположенным по его оси, и цилиндрическую разрядную камеру, проходящую через волновод перпендикулярно его широкой стенке, волновод в плоскости его.широкой

1 061 690 стенки выполнен кольцевым со средним . диаметром D, выбранным из условия D =2/ ф где 1 — длина волны в ср э в волноводе, а разрядная камера расположена на упомянутой оси на стороне волновода, противолежащей вводу энергии.

На фиг,1 представлено схематичное изображение плазмотрона; на фиг,2 плазмотрон в изометрии.

Корпус 1 выполнен в виде кольцевого волновода, лежащего в плоскости широкой стенки. Ввод энергии 2 представляет собой симметричный 15

Н-тройник, т. е. тройник, плечи которого развернуты относительно друг о друга на угол 120 в плоскости, совпадающей с широкими стенками волновода.

Разрядная камера 3 расположена перпендикулярно широкой стенке волновода на стороне, противоположной вводу энергии, на его оси, проходящей также через центр корпуса.

Работа плазмотрона начинается с 2 подачи плазмообразующего газа в камеру 3, после чего включается подача

СВЧ энергии в плече 2, и одним из известных способов в камере 3 инициируется разряд. 30

Конструкция СВЧ плазмотрона обеспечивает подвод энергии к разряду с двух противоположных сторон в одииаковой фазе и с одинаковой амплитудой волны. В этом случае все высшие составляющие, возникающие от встречных волн на разряде, как на неоднородности, имеют противоположные знаки и, следовательно, их суммарный вклад равен нулю. Этим обеспечивает- 4О ся равномерный подвод энергии к разряду с двух противоположных сторон и, следовательно, повышается его электродинамическая стабилизация.

Данная конструкция плазмотрона будет также оптимальной и в отношении габаритных размеров и простоты исполнения.

Ro-первых, выбранный здесь диаметр волноводного кольца не может быть уменьшен, так как с его уменьшением нарушится условие распространения волны по прямоугольному волноводу, которое в нашем случае может быть записано в виде где — длина волны в свободном пространстве;

D u d — наружный и соответственно внутренний диаметры кольца, измеренные по внутренним поверхностям узких стенок волноводов.

Во-вторых, возникающие в Н-тройнике, как на неоднородности, высшие типы волн затухают при распространении н сторону разряда, так как расстояние от этой неоднородности до разрядной камеры, выбранное равным Я, я»ляется минимально допустимым °

В-третьих, увеличение диаметра волноводного кольца нарушает симметрию Н-тройника, что приводит к ухудшению его характеристик как 3-х децибельного делителя мощности.

Таким образом, данная конструкция плазмотрона является оптимальной для реализации СВЧ разряда, характеризуемого высокой злектродинамической устойчивостью и, следовательно, перспективна н использовании в различных технологических процессах.

1061690

Редактор Л,Письман

Техред M.Дидьц< Корректор M.Màêñèìèøèíåö

"е-Заказ 870 Тираж 485 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101