Сверхвысокочастотный плазматрон

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соя(иалистическин

Республик (») 868845 (6I) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено02.01.78 (2l) 2567158/24-07 с присоединением заявки ЭЙ (51)М. Кл.

Н 05 В 7/18

Н 05 Н 1/26

3ееудерстееиный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.09 81. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 03.10.81 по делам нэабретений и открытий (53) УДК 621.365. .29 (088.8) E. А, Петров, Б. С. Башкир, И. И. Девяткин и Г, B" Х рарп)„;

1 (72) Авторы изобретения (71 ) Заявитель

154) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПЛАЗМОТРОН

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно — к генераторам низкотемпературной плазмы.

Известны СВЧ вЂ” плазмотроны для reHepamm низкотемпературной плазмы, в которых поглотитель СВЧ вЂ” мошности расположен вне плаэмотрона 1)

Для такого типа конструкштй СВЧ— плазмотронов характерен невысокий КПД использования электромагнитной энергии, так как значительная часть непоглошенной разрядом СВЧ вЂ” энергии проходит в погло. титель и полезно не используется.

Известен СВЧ - плазмотрон, содержащий коаксиально установленные центральную диэлектрическую разрядную камеру и резонатор, подсоединенный к источнику питания волноводом, и установленный в резонаторе поглотитель СВЧ вЂ” мощности

123 .

Недостатком такой конструкции является то, что энергия электромагнитных колебаний поглощается СВЧ вЂ” разрядом лишь в узкой зоне по длине разрядной камеры, а мощность СВЧ вЂ” пла:-екотрона ограничена семью киловаттами. Попытка повышения мошности приводит к снижению надежности.

Цель изобретения — увеличение мощности и. повышение надежности СВЧ - плазмо трона.

Для достижения этой цели СВЧ вЂ” плазмотрон снабжен металлической трубой, эаглубленной внутрь резонатора через один из его торцов соосно с разрядной камерой и жестко соединенной с ней, поглотитель СВЧ вЂ” мощности выполнен торо идальной формы и установлен на указанной трубе, причем длина резонатора выбрана по меньшей мере в два раза превышаюшей длину волны в резонаторе, а заглубленный участок металлической трубы больше длины волны в волноводе, но меньше длины волны в резонаторе.

На чертеже изображена схема общего вида СВЧ - плаэмотрона, разрез.

СВЧ вЂ” плазмотрон снабжен отрезком

° волновода 1, который соединен с источз 8688 ником питания. Отрезок волновода 1 закреплен на цилиндрической стенке резонатора 2, ограниченного торцами 3 и 4.

Через один из короткозамкнутых торцов 3 резонатора 2 внутрь него введена металлическая труба 5, соединенная с диэлектрической разрядной камерой 6, расположенной по оси резонатора 2. Iloглотитель мощности 7, тороидальной формы, расположен в кольцевой полости, образованной цилиндрическими поверхностями резонатора и металлической трубы.

Металлическая труба 5 введена в резона, тор на глубину больше длины волны в волноводе, но меньше длины волны в резона- 15 торе. Йлина резонатора 2 составляет по меньшей мере две длины волны в волноводе. Со стороны торца,4- установлен формирователь 8 газового потока.

Ао поджега плазмы резонатор 2 представляет собой два связанных резонатора с длиной волны Ар и, последний из которых нагружен поглотителем мощности, а связь между ними определяется глубиной введения металлической трубы и выбирается такой, чтобы обеспечить хорошее согласование источника питания с поглотителем мощности.

Плазмообразующий газ вводится посредством формирователя 8 потока в диэлектри ческую разрядную камеру 6 и после инициирования СВЧ вЂ” разряда в последней формируется устойчивое плазменное образование, заполняющее внутренний объем металлической трубы 5 и выходящее наружу.

При наличии плазмы в резонаторе 2 электромагнитная волна трансформируется и ее длина волны отличается от первоначального значения ). р . Связь с резона40 тором, нагруженным поглотителем мощности, уменьшается за счет изменения фазы колебаний и вся энергия электромагнитных колебаний поглощается плазмой

С ВЧ вЂ” разряда.

45 4

Металлическая труба 5 является частью диэлектрической разрядной камеры 6, где поглощается энергия электромагнитной волны плазменным образованием, обеспечивает надежность при проведении плазмохимических реакций в высокотемператур. ной зоне разряда при наличии электромагнитных полей и позволяет увеличить уровень вкладываемой в разряд СВЧ - мощности, Созданная конструкция плазмотрона обеспечивает надежную работу при уровне вкладываемой мощности выше 50 кВт и .

КПЙ преобразования энергии не ниже 90%.

Формула изобретения

Сверхвысокочастотный плазмотрон, содержащий коахсиальноустановленные центральную диэлектрическую .разрядную камеру и резонатор, подсоединенный к источнику питания волноводом, и установленный в резонаторе поглотитель СВЧ— мощности, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности и повышения надежности плаэмотрона, он снабжен металлической трубой, заглубленной внутрь резонатора через один из его торцов соосно с разрядной камерой и жестко соединенной с ней, поглотитель

СВЧ вЂ” мощности выполнен тороидальной формы и установлен на указанной трубе, причем длина резонатора выбрана по меньшей мере в два раза превышающей длину волны в резонаторе, а заглубленный участок металлической трубы больше длины волны в волноводе, но меньше длины волны в резонаторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

)Чо 266106, кл. Н 05 В 7/18, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

) 1о 2693777, кл„Н 05 Н 1/24, 1968.

868845

Составитель Л. Сорокин

Редактор Е. Спиридонова Техред М. Голинка Корректор С- Ш

Заказ 8343./75 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4