CN212166995U - 一种基于微波的等离子炬 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于微波的等离子炬，属于微波应用技术领域，包括屏蔽外壳和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳；所述输入管包括位于屏蔽外壳上方的进管部、位于屏蔽外壳内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳下方的出管部；所述屏蔽外壳上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管；所述工作进气管用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。本实用新型的一种基于微波的等离子炬，利用微波产生等离子体分解废气，具有使用寿命长，处理效率高，节约能源等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于微波应用技术领域，具体地说涉及一种基于微波的等离子炬。
背景技术
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
但是采用外加电压达到气体的放电产生等离子体的方式，需要经常更换电极，电极两端产生高压，等离子体要轰击电极，造成电极受损，使设备的使用寿命变短，另外，相同功率下电极方式比微波方式处理效率更低。利用微波产生和维持等离子体来分解废气的效率更高，主要是因为微波频率高，光量子能量高，所以相同功率下产生的电子浓度高，因此处理废气的效率更高。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种基于微波的等离子炬，拟解决现有电极式等离子体设备处理废气的寿命短，处理效率低等问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于微波的等离子炬，包括屏蔽外壳和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳；所述输入管包括位于屏蔽外壳上方的进管部、位于屏蔽外壳内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳下方的出管部；所述屏蔽外壳上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管；所述工作进气管用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。由上述结构可知，屏蔽外壳一般采用金属外壳，减少微波泄漏；输入管为中空结构，并不限定是否为规则的截面以及是否可拆卸；所述输入管包括位于屏蔽外壳上方的进管部，进管部用来输入工作气体，或者既输入工作气体又输入待处理的废气；工作气体一般选用氮气或氩气；废气例如半导体行业CVD设备采用scrubber处理的废气；屏蔽外壳内部的可透微波管部可以透过微波，一般为石英材质，微波频率高，光量子能量高，可以使工作气体产生高浓度电子，分解废气，另外由于等离子体温度也高，也促进废气的分解；馈口是微波进入屏蔽外壳内部的进口，可以直接或间接连接波导和微波源；进管部上设有至少一个的工作进气管，如果进管部内只流通工作气体，工作进气管可以是进管部本身，直接从进管部上端输入，工作进气管也可以是进管部外侧面单独设的支管；如果进管部内又流通工作气体又流通废气，则工作进气管是进管部外侧面单独设的支管，废气从进管部上端直接输入；工作气体流向也是从进管部到出管部，产生的火焰从出管部输出；进管部和出管部在与屏蔽外壳的连接部位会设置一段微波抑制器，一般为一段金属管，减少微波从屏蔽外壳上的贯穿孔逃离。由于相同功率下采用微波产生等离子体，其电子浓度高，因此处理废气的效率更高。另外，由于舍弃了电极，不需要更换电极，寿命更高，节约资源。
进一步的，所述进管部包括金属进管；所述金属进管固定在屏蔽外壳顶部；所述金属进管侧表面设有至少一个的工作进气管。由上述结构可知，工作气体从金属进管侧表面的工作进气管进到金属进管内并流向出管部；金属进管本身也承担着微波抑制器的作用。
进一步的，所述出管部包括金属出管；所述金属出管固定在屏蔽外壳底部。由上述结构可知，金属出管也承担着微波抑制器的作用。
进一步的，所述可透微波管部包括石英管；所述石英管衔接金属进管和金属出管，使输入管内的气体无法进入屏蔽外壳。由上述结构可知，石英管可以向上伸出金属进管，这样的话工作进气管就可以设在石英管上，此时金属进管和石英管上部分就都属于进管部了；石英管可以向下伸出金属出管，这样的话此时金属出管和石英管下部分就都属于出管部了，火焰就是从石英管下部分喷出；石英管没有向下伸出金属出管，则火焰就是从金属出管喷出。
进一步的，所述工作进气管在输入管内输入的工作气体运动形式为螺旋前进式。由上述结构可知，工作进气管中心线可以倾斜向下，并偏离输入管的中心线，沿着输入管内壁进行进气，这样工作气体就会沿着输入管内壁开始螺旋向下流动，这有利于通过工作气体带走输入管的热量，使设备更耐用，散热更好。
进一步的，还包括打火器；所述打火器用于在输入管内产生尖端放电。由上述结构可知，打火器可以从进管部伸入，进行产生尖端放电，瞬间激发等离子体产生，然后从进管部拿走，这有利于降低微波源的功率，节约成本。
进一步的，还包括压缩波导和微波源；所述微波源通过压缩波导连接在馈口上。由上述结构可知，压缩波导提高了微波源进入微波的能量密度，提高了产生等离子体的效率。
进一步的，所述微波从馈口输入经过可透微波管部中心后至屏蔽外壳内壁反射，该屏蔽外壳内壁至可透微波管部中心的距离为0.5*n+0.25倍波长，n为非负整数。由上述结构可知，该尺寸使得可透微波管部中心电场最强，提高了产生等离子体的效率。
进一步的，所述工作进气管有两个，并均匀环绕在进管部上。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型公开了一种基于微波的等离子炬，包括屏蔽外壳和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳；所述输入管包括位于屏蔽外壳上方的进管部、位于屏蔽外壳内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳下方的出管部；所述屏蔽外壳上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管；所述工作进气管用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。本实用新型的一种基于微波的等离子炬，利用微波产生等离子体分解废气，具有使用寿命长，处理效率高，节约能源等特点。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图；
图2是本实用新型金属进管俯视结构示意图；
附图中：1-屏蔽外壳、2-工作进气管、3-金属进管、4-金属出管、5-石英管、6-打火器、7-压缩波导、8-微波源。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明，但是本实用新型不局限于以下实施例。
实施例一：
见附图1～2。一种基于微波的等离子炬，包括屏蔽外壳1和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳1；所述输入管包括位于屏蔽外壳1上方的进管部、位于屏蔽外壳1内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳1下方的出管部；所述屏蔽外壳1上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管2；所述工作进气管2用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。由上述结构可知，屏蔽外壳1一般采用金属外壳，减少微波泄漏；输入管为中空结构，并不限定是否为规则的截面以及是否可拆卸；所述输入管包括位于屏蔽外壳1上方的进管部，进管部用来输入工作气体，或者既输入工作气体又输入待处理的废气；工作气体一般选用氮气或氩气；废气例如半导体行业CVD设备采用scrubber处理的废气；屏蔽外壳1内部的可透微波管部可以透过微波，一般为石英材质，微波频率高，光量子能量高，可以使工作气体产生高浓度电子，分解废气，另外由于等离子体温度也高，也促进废气的分解；馈口是微波进入屏蔽外壳1内部的进口，可以直接或间接连接波导和微波源；进管部上设有至少一个的工作进气管2，如果进管部内只流通工作气体，工作进气管2可以是进管部本身，直接从进管部上端输入，工作进气管2也可以是进管部外侧面单独设的支管；如果进管部内又流通工作气体又流通废气，则工作进气管2是进管部外侧面单独设的支管，废气从进管部上端直接输入；工作气体流向也是从进管部到出管部，产生的火焰从出管部输出；进管部和出管部在与屏蔽外壳1的连接部位会设置一段微波抑制器，一般为一段金属管，减少微波从屏蔽外壳1上的贯穿孔逃离。由于相同功率下采用微波产生等离子体，其电子浓度高，因此处理废气的效率更高。另外，由于舍弃了电极，不需要更换电极，寿命更高，节约资源。
实施例二：
见附图1～2。一种基于微波的等离子炬，包括屏蔽外壳1和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳1；所述输入管包括位于屏蔽外壳1上方的进管部、位于屏蔽外壳1内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳1下方的出管部；所述屏蔽外壳1上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管2；所述工作进气管2用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。由上述结构可知，屏蔽外壳1一般采用金属外壳，减少微波泄漏；输入管为中空结构，并不限定是否为规则的截面以及是否可拆卸；所述输入管包括位于屏蔽外壳1上方的进管部，进管部用来输入工作气体，或者既输入工作气体又输入待处理的废气；工作气体一般选用氮气或氩气；废气例如半导体行业CVD设备采用scrubber处理的废气；屏蔽外壳1内部的可透微波管部可以透过微波，一般为石英材质，微波频率高，光量子能量高，可以使工作气体产生高浓度电子，分解废气，另外由于等离子体温度也高，也促进废气的分解；馈口是微波进入屏蔽外壳1内部的进口，可以直接或间接连接波导和微波源；进管部上设有至少一个的工作进气管2，如果进管部内只流通工作气体，工作进气管2可以是进管部本身，直接从进管部上端输入，工作进气管2也可以是进管部外侧面单独设的支管；如果进管部内又流通工作气体又流通废气，则工作进气管2是进管部外侧面单独设的支管，废气从进管部上端直接输入；工作气体流向也是从进管部到出管部，产生的火焰从出管部输出；进管部和出管部在与屏蔽外壳1的连接部位会设置一段微波抑制器，一般为一段金属管，减少微波从屏蔽外壳1上的贯穿孔逃离。由于相同功率下采用微波产生等离子体，其电子浓度高，因此处理废气的效率更高。另外，由于舍弃了电极，不需要更换电极，寿命更高，节约资源。
所述进管部包括金属进管3；所述金属进管3固定在屏蔽外壳1顶部；所述金属进管3侧表面设有至少一个的工作进气管2。由上述结构可知，工作气体从金属进管3侧表面的工作进气管2进到金属进管3内并流向出管部；金属进管3本身也承担着微波抑制器的作用。
所述出管部包括金属出管4；所述金属出管4固定在屏蔽外壳1底部。由上述结构可知，金属出管4也承担着微波抑制器的作用。
所述可透微波管部包括石英管5；所述石英管5衔接金属进管3和金属出管4，使输入管内的气体无法进入屏蔽外壳1。由上述结构可知，石英管5可以向上伸出金属进管3，这样的话工作进气管2就可以设在石英管5上，此时金属进管3和石英管5上部分就都属于进管部了；石英管5可以向下伸出金属出管4，这样的话此时金属出管4和石英管5下部分就都属于出管部了，火焰就是从石英管5下部分喷出；石英管5没有向下伸出金属出管4，则火焰就是从金属出管4喷出。
实施例三：
见附图1～2。一种基于微波的等离子炬，包括屏蔽外壳1和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳1；所述输入管包括位于屏蔽外壳1上方的进管部、位于屏蔽外壳1内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳1下方的出管部；所述屏蔽外壳1上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管2；所述工作进气管2用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。由上述结构可知，屏蔽外壳1一般采用金属外壳，减少微波泄漏；输入管为中空结构，并不限定是否为规则的截面以及是否可拆卸；所述输入管包括位于屏蔽外壳1上方的进管部，进管部用来输入工作气体，或者既输入工作气体又输入待处理的废气；工作气体一般选用氮气或氩气；废气例如半导体行业CVD设备采用scrubber处理的废气；屏蔽外壳1内部的可透微波管部可以透过微波，一般为石英材质，微波频率高，光量子能量高，可以使工作气体产生高浓度电子，分解废气，另外由于等离子体温度也高，也促进废气的分解；馈口是微波进入屏蔽外壳1内部的进口，可以直接或间接连接波导和微波源；进管部上设有至少一个的工作进气管2，如果进管部内只流通工作气体，工作进气管2可以是进管部本身，直接从进管部上端输入，工作进气管2也可以是进管部外侧面单独设的支管；如果进管部内又流通工作气体又流通废气，则工作进气管2是进管部外侧面单独设的支管，废气从进管部上端直接输入；工作气体流向也是从进管部到出管部，产生的火焰从出管部输出；进管部和出管部在与屏蔽外壳1的连接部位会设置一段微波抑制器，一般为一段金属管，减少微波从屏蔽外壳1上的贯穿孔逃离。由于相同功率下采用微波产生等离子体，其电子浓度高，因此处理废气的效率更高。另外，由于舍弃了电极，不需要更换电极，寿命更高，节约资源。
所述进管部包括金属进管3；所述金属进管3固定在屏蔽外壳1顶部；所述金属进管3侧表面设有至少一个的工作进气管2。由上述结构可知，工作气体从金属进管3侧表面的工作进气管2进到金属进管3内并流向出管部；金属进管3本身也承担着微波抑制器的作用。
所述出管部包括金属出管4；所述金属出管4固定在屏蔽外壳1底部。由上述结构可知，金属出管4也承担着微波抑制器的作用。
所述可透微波管部包括石英管5；所述石英管5衔接金属进管3和金属出管4，使输入管内的气体无法进入屏蔽外壳1。由上述结构可知，石英管5可以向上伸出金属进管3，这样的话工作进气管2就可以设在石英管5上，此时金属进管3和石英管5上部分就都属于进管部了；石英管5可以向下伸出金属出管4，这样的话此时金属出管4和石英管5下部分就都属于出管部了，火焰就是从石英管5下部分喷出；石英管5没有向下伸出金属出管4，则火焰就是从金属出管4喷出。
所述工作进气管2在输入管内输入的工作气体运动形式为螺旋前进式。由上述结构可知，工作进气管2中心线可以倾斜向下，并偏离输入管的中心线，沿着输入管内壁进行进气，这样工作气体就会沿着输入管内壁开始螺旋向下流动，这有利于通过工作气体带走输入管的热量，使设备更耐用，散热更好。
还包括打火器6；所述打火器6用于在输入管内产生尖端放电。由上述结构可知，打火器6可以从进管部伸入，进行产生尖端放电，瞬间激发等离子体产生，然后从进管部拿走，这有利于降低微波源的功率，节约成本。
还包括压缩波导7和微波源8；所述微波源8通过压缩波导7连接在馈口上。由上述结构可知，压缩波导7提高了微波源8进入微波的能量密度，提高了产生等离子体的效率。
所述微波从馈口输入经过可透微波管部中心后至屏蔽外壳1内壁反射，该屏蔽外壳1内壁至可透微波管部中心的距离为0.5*n+0.25倍波长，n为非负整数。由上述结构可知，该尺寸使得可透微波管部中心电场最强，提高了产生等离子体的效率。
所述工作进气管2有两个，并均匀环绕在进管部上。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于微波的等离子炬，其特征在于：包括屏蔽外壳(1)和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳(1)；所述输入管包括位于屏蔽外壳(1)上方的进管部、位于屏蔽外壳(1)内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳(1)下方的出管部；所述屏蔽外壳(1)上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管(2)；所述工作进气管(2)用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。
2.根据权利要求1所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：所述进管部包括金属进管(3)；所述金属进管(3)固定在屏蔽外壳(1)顶部；所述金属进管(3)侧表面设有至少一个的工作进气管(2)。
3.根据权利要求2所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：所述出管部包括金属出管(4)；所述金属出管(4)固定在屏蔽外壳(1)底部。
4.根据权利要求3所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：所述可透微波管部包括石英管(5)；所述石英管(5)衔接金属进管(3)和金属出管(4)，使输入管内的气体无法进入屏蔽外壳(1)。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：所述工作进气管(2)在输入管内输入的工作气体运动形式为螺旋前进式。
6.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：还包括打火器(6)；所述打火器(6)用于在输入管内产生尖端放电。
7.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：还包括压缩波导(7)和微波源(8)；所述微波源(8)通过压缩波导(7)连接在馈口上。
8.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：所述微波从馈口输入经过可透微波管部中心后至屏蔽外壳(1)内壁反射，该屏蔽外壳(1)内壁至可透微波管部中心的距离为(0.5*n+0.25)倍波长，n为非负整数。
9.根据权利要求1至4任一权利要求所述的一种基于微波的等离子炬，其特征在于：所述工作进气管(2)有两个，并均匀环绕在进管部上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020168988.3U CN212166995U (zh) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | 一种基于微波的等离子炬 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202020168988.3U CN212166995U (zh) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | 一种基于微波的等离子炬 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN212166995U true CN212166995U (zh) | 2020-12-18 |
Family
ID=73772581
Family Applications (1)
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| CN202020168988.3U Active CN212166995U (zh) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | 一种基于微波的等离子炬 |
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