DE2101098A1

DE2101098A1 - High frequency plasma generator - without electrodes using capacitive coupling rings outside the gas-tube

Info

Publication number: DE2101098A1
Application number: DE19712101098
Authority: DE
Inventors: Josef Wettingen Galliker (Schweiz). M
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-01-12
Publication date: 1972-07-13
Also published as: CH526249A; DE7100851U; AT309615B

Abstract

An elongated quartz tube is surrounded by an odd number of hollow cylindrical capacitance coupling rings connected alternately to earth and high r.f. potential and in cascade. The rings have cooling coils connected via insulated hoses to a cooling plant. The whole is encased in a jacket with insulating separator which is filled with circulating oil coolant. Tight coupling allows high power generation free of cooling problems. The outer jacket includes an expansion compensating bellows section.

Description

Einrichtung zur elektrodenlosen Plasmaerzeugung mittels Hochfrequenzenergie Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektrodenlosen Piasmaerzeugung mittels Hochfrequenzenergie. Derartige Einrichtungen werden in vielen Bereichen-der chemischen und metallveredelnden Industrie benötigt. Gegenüber der Plasmaerzeugung mittels' Gleich- oder Wechselstromlichtbögen bietet die elektrodenlose erzeugung den entscheideneden Vorteil, dass der Reaktionsraum nicht durch Elektroden-Verbrennungsrückstände verunreinigt wird. Device for electrodeless plasma generation using high-frequency energy The invention relates to a device for electrodeless plasma generation by means of Radio frequency energy. Such devices are used in many fields - the chemical and the metal finishing industry. Compared to plasma generation by means of ' Electrode-free generation offers direct or alternating current arcs to those who decide Advantage that the reaction chamber is not contaminated by electrode combustion residues will.

Anwendungsbeispiele fUr Einrichtungen zur elektrodenlosen Plasmaerzeugung: Herstellung von Einkristallen in der Hochtempcr».turchemie Erzeugung von Acetylen aus Methan im ArgonodO )r Wasserstoffplasmastrom, Erzeugung von Aluminium, Titanuno .-sornitriden etc.Application examples for devices for electrodeless plasma generation: Production of single crystals in high-temperature chemistry Production of acetylene from methane in argonodO) r hydrogen plasma flow, production of aluminum, titaniumuno . -sornitriden etc.

Bekannte Einrichtungen zur elektrodenlosen Plasmaerzeugung weisen ein von einer Spule umgebenes Quarzrohr auf. Die Spule wird von einem hochfrequenten '.Xechselstrom gespeist, Durch das sich im Innern des Quarzrohres ausbildende hochfrequente magnetische Wechselfeld wird das Gas oder Gasgemisch im Quarzrohr induktiv aufgeheizt. Die Zündung erfolgt durch thermische Ionisation, beispielsweise durch Einbringen eines Graphit- oder Tantalstabes (DT-AS 1811501).Known devices for electrodeless plasma generation have a quartz tube surrounded by a coil. The coil is powered by a high frequency '.X alternating current fed through the high frequency generated inside the quartz tube magnetic alternating field, the gas or gas mixture in the quartz tube is inductively heated. The ignition takes place by thermal ionization, for example by introduction a graphite or tantalum rod (DT-AS 1811501).

Diese bekannte Einrichtung weist jedoch Mängel auf, die sich insbesondere bei der Erzeugung grosser Leistungen nachteilig auswirken. Sollen hohe Leistungen bei vernunftigem Wirkungsgrad erzielt werden, so muss der Kopplungsfaktor zwischen Spule und Plasma so gross wie möglich sein, d.h. der Abstand zwischen Spule und Quarzrohr klein gehalten werden. Eine Verkleinerung dieses Abstandes bringt erhebliche KUhlpróbleme mit sich. Teilweise lösen lassen sich diese Kühlprobleme dadurch, dass Spule und Quarzrohr von einer geeigneten KUhlflussigkeit umspUlt werden. Diese Massnahme erhöht jedoch die Wicklungskapazität der Spule beträchtlich und setzt den Wirkungsgrad insbesondere bei hohen Frequenzen herab.However, this known device has shortcomings that are in particular have a detrimental effect on the generation of large outputs. Should high performance can be achieved with reasonable efficiency, the coupling factor must be between Coil and plasma must be as large as possible, i.e. the distance between coil and Quartz tube can be kept small. A reduction in this distance brings considerable benefits Cooling problems with itself. These cooling problems can be partially solved in that A suitable coolant flows around the coil and quartz tube. This measure however, it considerably increases the winding capacity of the coil and sets the efficiency especially at high frequencies.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Eillriehtung zur elektrodenlosen Plasmaerzeugung zu scharfen, che die N-ch -teile bekannter Einrichtungen nicht aufweist und welche die Erzeugung von Plasmen hoher Leistung bei günstigem Wirkungsgrad ermöglicht.It is the object of the invention to provide a device for the electrodeless installation Plasma generation too sharp, clean the N-ch parts well-known institutions does not have and which the generation of high power plasmas at low cost Efficiency enables.

Die der Lösung der vorstehenden Aufgabe dienende Einrichtung ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch einen von einem Gas oder Gasgemisch durchströmten Hohlkörper, mXndestens zwei galvanisch und raumlich voneinander getrenn- te, die Mantelfäche des Hohlkörpers teilweise ringförmig umgebende Ankoppelglieder zur kapazitiven Ankopplung der von einer Hochfrequenzenergiequelle erzeugten Hochfrequenzenergie und durch Mittel zur Kühlung der Mantelflächen des Hoblkörpers und der Ankoppelglieder.The device serving to solve the above problem is characterized according to the invention by a hollow body through which a gas or gas mixture flows, at least two galvanically and spatially separated from one another. te, the lateral surface of the hollow body partially annularly surrounding coupling members for the capacitive coupling of the high frequency energy generated by a high frequency energy source and means for cooling the lateral surfaces of the planing body and the coupling members.

Besondere Merkmale und Ausführungsarten der erfindung gemässen Einrichtung ergeben sich aus des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung.Special features and embodiments of the device according to the invention result from the exemplary embodiments shown in the drawings in conjunction with the description below.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 das der erfindungsgemässen Einrichtung zugrul,de liegende Prinzip zur elektrodenlosen Plasmaerzeugung mittels kapazitiver Ankopplung, Fig. 2 das eletrische Ersatzschaltbild der in Fig. 1 carGestGllten '-:inrlchtung, Fig. 3 eine vorteilhafte Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Grundprinzips in Form einer Kaskade schaltung, Fig. 4 einen Schnitt durch ein Ankoppelglied gemäss dor Erfindung, Fig. 5 ein mehr ins Detail gehendes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur elektrodenlosen Plasmaerzeugung.In the drawings, FIG. 1 shows that of the device according to the invention zugrul, de underlying principle for electrodeless plasma generation by means of capacitive Coupling, Fig. 2 the electrical equivalent circuit diagram of the carGestGllten in Fig. 1 -: device, Fig. 3 shows an advantageous modification of the basic principle shown in FIG. 1 in form a cascade circuit, Fig. 4 is a section through a coupling member according to dor Invention, FIG. 5 shows a more detailed embodiment of a device for electrodeless plasma generation.

Anhand des ir. Fig. 1 dargestellten Grundprinzips wird nachstehend die Erfindung beschrieben. In Fig. 1 ist ein an beiden Enden offenes Quarzrohr 1 dargestellt, auf das zwei schematisch gezeichnete Ankoppelglieder 2, 3 aufgeschoben sind. Beide Ankoppelglieder sind räumlich und galvanisch voneinander getrennt und jeweils mit den Klemmen 4, 5 eines als Hochfrequenzenergiequelle dienenden HF-Generators 6 verbunden. Aus Zweckmass igke itsgründen ist die eine Klemme des HF-Generators 6 geerdet. Das sich im Quarzrohr 1 ausbildende Plasma ist mit 7 bezeichnet und durch eine einfach cchraffierte Fläche angedeutet. Der im Plasma 7 fliessende Mcchfrequenzstrom 1HF ist durch einen Doppelpfeil, das in das Quarzrohr 1 einströmende Gas oder Gas-Oernisch ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet.The basic principle shown in FIG. 1 is used below described the invention. 1 shows a quartz tube 1 that is open at both ends shown, on the two schematically drawn coupling members 2, 3 pushed are. Both coupling elements are spatially and galvanically separated from one another and each with the terminals 4, 5 of an HF generator serving as a high-frequency energy source 6 connected. For reasons of convenience, one of the terminals is on the HF generator 6 grounded. The plasma that forms in the quartz tube 1 is denoted by 7 and indicated by a simple hatched area indicated. The high-frequency current flowing in the plasma 7 1HF is indicated by a double arrow indicating the gas or gas Oernisch flowing into the quartz tube 1 also indicated by an arrow.

Die Plasmaerzeugung wird ausgelöst durch eine lokale thermische Ionisation im Raum zwischen den beiden Ankoppelgliedern 2 und 3 innerhalb des Quarzrohres 1. Diese sogenannte Zündung kann beispielsweise durch Einbringen eines Tantal-oder Graphitstabes (nicht eingezeichnet) erfolgen. Vorteilhaft ist es> im Innern des Quarzrohres 1 eine kurzzeitige Feldstärkeerhöhung vorzunehmen. Dies kann beispielsweise durch eine ZUndelektrode 8, die um das Quarzrohr 1 gelegt ist, vorgenommen werden.The plasma generation is triggered by a local thermal ionization in the space between the two coupling members 2 and 3 within the quartz tube 1. This so-called ignition can, for example, by introducing a tantalum or Graphite rod (not shown) take place. It is advantageous> inside the Quartz tube 1 to make a brief increase in field strength. This can be, for example by an ignition electrode 8 which is placed around the quartz tube 1.

Nach dem Zünden breitet sich das Plasma in dem Quarzrohr 1 immer weiter aus und nimmt beispielsweise den in Fig. 1 angedeuteten Raum ein. Die über die Ankoppelglieder 2, 3 eingespeiste Hochfrequenzenergie führt zu einer weiteren Erhitzung der Plasmasäule, bis sich thermisches Gleichgewicht einstellt. Diese Aufheizung erfolgt ohmisch durch den axialen Hochfrequenzstrom IHF der vom HF-Generator 6 kapazitiv eingekoppelt wird(nähere Einzelheiten über die physikalischen VorgRnge in Plasmen sind beispielsweise in "Physikalisches Wörterbuch", Springer Verlag Berlin, Göttingen, Heidelberg, bcchrieben).After ignition, the plasma continues to spread in the quartz tube 1 and takes up the space indicated in FIG. 1, for example. The one about the coupling links 2, 3 high-frequency energy fed in leads to further heating of the plasma column, until thermal equilibrium is established. This heating takes place ohmically the axial high-frequency current IHF which is capacitively coupled in from the HF generator 6 (more details about the physical processes in plasmas are for example in "Physical Dictionary", Springer Verlag Berlin, Göttingen, Heidelberg, written).

In dem elektrischen Ersatzschaltbild der Fig. 2 bedeutet Rp den ohmschen Widerstand der Pl2smasäu1e, Up die ar: ?iasma anliegende Spannung Dte Kondensatoren C2 un.1 C3 sind 5 die sich zwischen den Ankoppelgliedern 2 bzw. 3 und dem Plasma 7 einstellenden Kapazitäten. Mit C5 ist die Summe aller Streukapazitäten bezeichnet, UHF ist die Ausgangsspannung des HF-Generators, die zwischen den beiden Ankoppelgliedern 2 und 3 anliegt. Der das Plasma aufheizende Strom IHF ist umso grösser, Je höher die Frequenz der Ausgangsspannung UHF des HF-Generators ist, je grösser die Kapazitäten C2 und 0 und je kleiner die Streukapazi-3 tät Cs ist.In the electrical equivalent circuit diagram of FIG. 2, Rp denotes the ohmic one Resistance of the Pl2smasäu1e, Up the ar:? Iasma applied voltage Dte capacitors C2 and 1 C3 are 5 between the coupling links 2 resp. 3 and the plasma 7 adjusting capacities. With C5 is the sum of all stray capacities called, UHF is the output voltage of the HF generator that is between the two Coupling links 2 and 3 is applied. The current IHF heating the plasma is all the more greater, the higher the frequency of the output voltage UHF of the HF generator, depending the larger the capacitances C2 and 0 and the smaller the stray capacitance Cs.

Aus später noch zu erläuternden Gründen ist es vorteilhaft, eine ungeradzahlige Anzahl von Ankoppelgliedeln zu verrenden, derart, dass jeweils die beiden äusseren Ankoppelglieder, d.h. die den Enden des Quarzrohres 1 benachbarten, auf Erdpotential legen. Fig. 3 zeigt eine aus fünf Ankoppelgliedern 2, 3, 9, 10, 11 bestehende Einrichtung. Die Ankoppelglieder 2 und 10 sind parallel geschaltet und mit der Klemme des HF-Generators verbunden, während die Ankoppelglieder 3, 9, 11 ebenfalls parallel geschaltet sind und mit der Klemme 5 des hF-Generators 6 verbunden sind, also an Erde liegen. Die dadurch entstandene Kaskadenschaltung bewirkt eine mehrfache Aufheizung des Plasmas und ist zudem abschirmungstechnisch einfacher zu beherrschen. Die Hochfrequenzfelder innerhalb der Kakadenschaltung sind dadurch geschlossen.For reasons to be explained later, it is advantageous to use an odd-numbered Number of coupling links to be reduced, so that each of the two outer Coupling elements, i.e. those adjacent to the ends of the quartz tube 1, are at ground potential place. 3 shows a device consisting of five coupling elements 2, 3, 9, 10, 11. The coupling elements 2 and 10 are connected in parallel and with the terminal of the HF generator connected, while the coupling members 3, 9, 11 are also connected in parallel and are connected to terminal 5 of the HF generator 6, i.e. connected to earth. the The resulting cascade circuit causes the plasma to be heated up several times and is also easier to control in terms of shielding technology. The high frequency fields within the cockade connection are thereby closed.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ankoprelgliedes ist in Fig. 4 im Schitt dargestellt. Im Innern des Quarzrohres 1 befindet sich das Plasma 7, vom Quarzrohr 1 durch einen Gasraum 12 getrennt. Das Quarzrohr 1 ist von einem als Kreisring 13 dargestellten Metallzylinder umgeben, so dass sich zwischen Metallzyiinder und Quarzrohr ein weiterer kreisringförmiger Raum 14 ergibt, der von einer Isolier- und KUhlflüssigkeit - durch Schraffierung angedeutet - erfüllt wird. Die zwischen den einzelnen Teilen wirkenden Kapazitäten sind ebenfalls eingezeichnet.An embodiment of a coupling member according to the invention is shown in Fig. 4 in section. The plasma is located inside the quartz tube 1 7, separated from the quartz tube 1 by a gas space 12. The quartz tube 1 is of a Surrounded as a circular ring 13 shown metal cylinder, so that between Metallzyiinder and quartz tube results in a further circular ring-shaped space 14, which is surrounded by an insulating and cooling liquid - indicated by hatching - is fulfilled. The between The capacities that affect the individual parts are also shown.

Ihre Reihenschaltung bildet die in Fig. 2 mit C2 bzw. C3 bezeichnete Kapazitäten. Diese sollten, wie eingangs erwähnt,möglichst gross sein. Andererseits darf, um Span nungsuberschläge zwischen Quarzrohr 1 und Metailzylinder 13 zu vermeiden, der Abstand zwischen diesen beiden nicht beliebig klein gemacht werden. Wählt man nun eine Isolier-und Kühlflüssigkeit mit hoher Dielektrizitätskonstanten und zugleich guten Isolationseigenscharten, z.B. sogenann tes HF-Oel auf Silikonbasis, so wird beiden Forderungen Rechnung getragen. Lufteinochlüsse werden verhindert und die Isolier- und Kühlflussigkeit kann zur Kühlung sowohl von Quarzrohr als auch Ankoppelgiied herangezogen werden.Their series connection forms that designated in FIG. 2 with C2 or C3 Capacities. As mentioned at the beginning, these should be as large as possible. on the other hand in order to avoid voltage flashovers between quartz tube 1 and metal cylinder 13, the distance between these two cannot be made arbitrarily small. One chooses now an insulating and cooling liquid with a high dielectric constant and at the same time good insulation properties, e.g. so-called HF oil on a silicone basis, then both requirements are taken into account. Air inlets are prevented and the Insulating and cooling fluid can be used for cooling both the quartz tube and the coupling element can be used.

Weiterhin erreicht man mit dieter Anoran.ng eine gute Feldstärkeverteilung zwischen Metallzylinder 13 und Plasma.Furthermore, a good field strength distribution can be achieved with dieter Anoran.ng between metal cylinder 13 and plasma.

Fig. 5 gibt den konstruktiven Aufbau einer möglichen Einrichtung zur elektrodenlosen Plasmaerzeugung wieder. Der Gas- und Plasmakanal wird durch das Quarzrohr 1 gebildet.Fig. 5 gives the structural design of a possible device for electrodeless plasma generation again. The gas and plasma channel is through the Quartz tube 1 is formed.

Dieser ist einseitig durch einen Abschlussdeckel 15 verschlossen. Der Abschlussdeckel weist neben einer zentralen Bohrung 16 einen annähernd tangential zum Deckeimantel angeordneten Gaseinlass 17 auf. An den Abschlussdeckel 15 schliesst sich eine Leitvorrichtung 18 an. Die Leitvorrichtung besteht aus einem zylindrischen Metallkörper, dessen Manteifläche mit spiralig verlaufenden Nuten 19 versehen ist. Ausserdem ist eine zentrale Bohrung 23 in der Leitvorrichtung angeordnet, Uber die der Gas- und Plasmakanal via Bohrung 16 mit dem Aussenraum in Verbindung steht. Die spiralförmigen Nuten in der Leitvorrichtung 18 stehen Uber den Gaseinlass 17 mit einer Pumpe 21 in Verbindung> die ihrerseits an einen Gasbehälter 22 angeschlossen ist. Die LeStvorrichtung 18 dient dazu, das durch den Gaseinlass 17 einströmende Gas oder Gasgemisch im Innern des Quarzrohres zu verwirbeln.This is closed on one side by a cover 15. In addition to a central bore 16, the end cover has an approximately tangential bore to the ceiling jacket arranged gas inlet 17. Closes to the end cover 15 a guide device 18 attaches itself to it. The guide device consists of a cylindrical Metal body, the outer surface of which is provided with spirally extending grooves 19. In addition, a central bore 23 is arranged in the guide device, about the the gas and plasma channel is in communication with the outside space via bore 16. The spiral grooves in the guide device 18 protrude above the gas inlet 17 connected to a pump 21, which in turn is connected to a gas container 22 is. The control device 18 serves to control the gas flowing in through the gas inlet 17 To swirl gas or gas mixture inside the quartz tube.

Durch die Bohrung 16 kann beispielsweise Reaktionsmaterial in den Gas- und Plasmakanal eingeleitet werden. Das durch den Gaseinlass 17 einströmende Gas oder Gasgemisch kann je nach Anviend.mgsfall ein Edelgas, ein Reaktionsgas oder ein Gasgemisch seil, dessen gomponenten im Innen des Quarzrohres miteinander cheriscn reagieren sollen.Through the bore 16, for example, reaction material can enter the Gas and plasma channels are introduced. The one flowing in through the gas inlet 17 Depending on the application, a gas or gas mixture can be a noble gas, a reaction gas or a a gas mixture rope, the components of which are cheriscn with each other inside the quartz tube should react.

Auf dem Quarzrohr 1 sind P"ünr Ankoppelglieder 2, 3, 9, 10, 11 räumlich voneinander gerennt angeordnet. Sie sind entsprechend der Fig.3 in Kaskade geschaltet. Die äusseren Beläge der Ankoppelglieder weisen Kühlelemente 23, 24, 25, 26, 27 auf. Diese bestehen aus Metall, sind mit dem jeweiligen Belag elektrisch und wärmeleitend verbunden und dienen der Stromzufuhr der Ankoppelglieder. Die Kaskade schaltung gemäss Fig.3 ergibt sich dadurch, dass die Ankoppelglieder 9, 3 und 11 durch ein der Stromzuführung dienendes Rohrleitungspaar 28, 29, die Ankoppelglieder 2 und 10 durch ein weiters Rohrleitungspaar 30, 31 verbunden sind. Der HF-Generator 6 ist Uber ein HF-Regelglied 32 it je einer der genannten Rohrleitungspaare verbunden, wobei die Rohrleitung 28 des ersten Paares mit Erde, die Rohrleitung 30 des zweiten Paares mit dem HF-Ausgang des genannten Regelgliedes 32 verbunden ist. Auf diese Weise liegen die beiden äusseren Ankoppeiglieder 9 und 11 sowie das mittlere Ankoppelglied 3 auf Erdpotential, die Ankoppelglieder 2 und 10 auf HF-Potential. Da die letztgenannten Ankoppelglieder und damit auch die an sie angeschlossenen Rohrleitungen 30 und 31 auf HFPotential liegen, ist zur Vereinfachung dieses Kühlkreislaufes eine Votrichtung zur Potentialtrennung vorgesehen, Diese besteht aus zwei Isolierschlauch-Spiralen 33 und 34, die mit den Rohrleitungen 30 bzw. 31 HF-seitig yerbWlden wind. Erdseitig sind die genannten Isolierschlauch-Spiralen 33, 34 mit den auf Erdpotential liegenden Rohrleitungen 28 bzw. 29 verbunden und an eine geeignete Kühlanlage 35 angeschlossen. Als Kühlflüssigkeit kann beispielswcise Wasser dienen.On the quartz tube 1 there are P ″ and no coupling elements 2, 3, 9, 10, 11 in space arranged separated from each other. They are connected in cascade as shown in FIG. The outer coverings of the coupling elements have cooling elements 23, 24, 25, 26, 27. These are made of metal, are electrically and thermally conductive with the respective covering connected and serve to supply power to the coupling elements. The cascade circuit according to Figure 3 results from the fact that the coupling members 9, 3 and 11 by a the power supply serving pipe pair 28, 29, the coupling members 2 and 10 are connected by a further pair of pipes 30, 31. The HF generator 6 is connected via an HF control element 32 to one of the pipeline pairs mentioned, the pipe 28 of the first pair with earth, the pipe 30 of the second Pair is connected to the RF output of said control element 32. To this The two outer coupling members 9 and 11 and the central coupling member are located 3 to earth potential, the coupling elements 2 and 10 to HF potential. Since the latter Coupling members and thus also the pipelines 30 and 31 connected to them are at HF potential, is a Votrichtung to simplify this cooling circuit intended for potential separation, this consists of two coils of insulating hose 33 and 34, which wind up with the pipes 30 and 31, respectively, on the HF side. Earth side are said insulating tube spirals 33, 34 with those at ground potential Pipes 28 and 29 are connected and connected to a suitable cooling system 35. Water, for example, can serve as the cooling liquid.

Die äussere Kühlung des Quarzrohres 1 erfolgt durch das eingangs erwähnte HF-Oel. Zu diesem Zweck ist das gesamte Quarzrohr 1 einschliesslich der fünf Ankoppelglieder 2, 3, 9, 10, 11 von einem Mantel umgeben. Dieser Mantel besteht aus einzelnen, durch Isolierstrecken 36 voneinander getrennten zylindrischen Hohlkörpern 37. Die Hohlkörper 37 sind Bohrungen zum Durcnfdhren der Rohrleitungen 28, 29,30,31 versehen. Der innere Durchmesser der Isolierstrekken, die beispielsweise durch Kunstoffrohr gebildet werden, ist kleiner gehalten als der Innendurchmesser der zylindrischen. In den zylindrischen Hohlkörpern 37 sind radial angeordnete Leitbleche 38 vorgesehen, die das den Mantel durchströmende HF-Oel möglichst nahe der zu kühlenden Teile führen. Der Mantel ist auf der einen Seite Uber ein Dehnglied 42 mit dem eingangs erwähnten Abschlussdeckel 1D, auf der anderen Seite durch einen kreisringförmigen Deckel 43, der mit einem Oeleir,lass 41 versehen ist, verschlossen.The external cooling of the quartz tube 1 takes place through what was mentioned at the beginning HF oil. For this purpose, the entire quartz tube 1 including the five coupling members 2, 3, 9, 10, 11 surrounded by a jacket. This coat consists of individual, through Insulating sections 36 of cylindrical hollow bodies 37 separated from one another. The hollow bodies 37 bores for passing through the pipes 28, 29, 30, 31 are provided. The inner one Diameter of the insulating sections, formed for example by plastic pipe is kept smaller than the inner diameter of the cylindrical. In the cylindrical hollow bodies 37, radially arranged guide plates 38 are provided which route the HF oil flowing through the jacket as close as possible to the parts to be cooled. The jacket is on one side via an expansion member 42 with the one mentioned at the beginning End cover 1D, on the other side by an annular cover 43, which is provided with an Oeleir, let 41, closed.

Der Oeleinlass bl ist annShernd tangential angeordnet, um das HR-Oel beim Ei;lbl/itv In den Mantel zu verwirbeln.The oil inlet bl is arranged approximately tangentially to the HR oil at the egg; lbl / itv to swirl in the mantle.

Das HF-Oel tritt am Deckel 43 in den Mantel ein und verlässt diesen bei 44 wieder. Eine Pumpe 39 sorgt in Verbindung mit einem an diese angeschlossenen Ausgleichsbehälter für die Aufrechterhaltung des Kiihlkreislaufes.The HF oil enters the jacket at cover 43 and leaves it at 44 again. A pump 39 provides in connection with one connected to this Expansion tank for maintaining the cooling circuit.

Mit der beschriebenen, zwei getrennte Kreisläufe aufweisenden Einrichtung wird eine gute Kühlung sowohl von Quarzrohr als auch der Ankoppelglieder erreicht. Das bei 41 tangential einströmende Oel wird beim Durchströmen der einzelnen Hohlkörper stets von neuem gekühlt, was insbesondere für die zwischen den einzelnen Ankopplungsglledern befindlichen Quarzrohrteile wichtig ist.With the device described, which has two separate circuits a good cooling of both the quartz tube and the coupling elements is achieved. The oil flowing in tangentially at 41 becomes when flowing through the individual hollow bodies always cooled anew, which is especially important for the between the individual coupling elements quartz tube parts located is important.

Die erfindungsgemässe Einrichtung der Fig. 5 weist noch eine konstruktive Besonderheit auf. Bedingt durch die vollständige Abdichtung des HF-Oelkreislaufs sind verschiedene Wärmeausdehnungen von Quarzrohr und Mantel möglich.The device according to the invention of FIG. 5 also has a constructive one Specialty on. Due to the complete sealing of the HF oil circuit Different thermal expansions of the quartz tube and jacket are possible.

Diese aufzunehsren und auszugleichen ist rufgabe des zwischen Abschlussdeckel 15 und dem diesen benacnbarten Hohlkörpers 36 angeordneten Dehngliedes 42, das beispielsweise ein sogenanntes Tombak-Rohr sein kann.It is the task of the between cover plate to absorb and compensate for this 15 and the adjacent hollow body 36 arranged expansion member 42, for example can be a so-called tombac tube.

Claims

P a t e n t a n s p r u c h e

1. Device for electrodeless plasma generation using hole frequency energy, characterized by a hollow body through which a gas or gas mixture flows (1), at least two galvanically and spatially separated from one another, the lateral surface of the hollow body (1) at least partially ring-shaped surrounding coupling members (2,3,9,10,11) for the capacitive coupling of the high frequency energy source (6) generated High frequency energy and means for cooling the outer surface of the hollow body (1) and the coupling elements (2,3,9,10,11).

2. Device according to claim 1, characterized in that the hollow body (1) is a quartz tube.

3. Device according to claim 1, characterized in that one odd number of coupling members (2,3,9,10,11) is provided which are connected in cascade.

4. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the coupling members (9, 11) assigned to the ends of the hollow body (1) at ground potential, the coupling members (2, 3, 10) adjacent to said coupling members alternately on high-frequency potential or on earth potential.

5. Device according to claim 1> characterized in that the Coupling members (2,3,9,10,11) are formed from cylindrical metal bodies (13), which the hollow body (1) with the interconnection of an annular space (14) surround.

6. Device according to claim 1 and 5, characterized in that the cylindrical metal body (13) is provided with cooling elements (23,24,25,26,27) over pipes (28,29, 30,31) and insulating hose spirals (33,34) are connected to a cooling system (35).

7. Device according to claim 1, 5 and 6, characterized in that the outer jacket of the hollow body (1) and the coupling members (2,3,9,10,11) of a common, made of cylindrical hollow bodies (37), insulating sections (36)> end cover (15) and circular cover (43) formed jacket are encased in a Cooling oil circuit (41, 44, 39, 40) is located.

8. Device according to claim 1 and 7, characterized in that the jacket (15,36,37,43) an expansion member (42) to compensate for thermal expansion of Identifies hollow body (1) and jacket.