JP6158396B2 - 高性能誘導プラズマトーチ - Google Patents
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Description
ξ0=自由空間の透磁率=4πx10−7(H/m)または(V.s/A.m)
σ=容量性シールド材料の電気伝導率(mho/m)または(A/V.m)
f=発振器周波数(s−1)
12 管状トーチ本体
14 誘導コイル
26 プラズマ閉込管
32 ガス分配器ヘッド
42 粉末注入プローブ
50 容量性シールド部
51 軸方向ストリップ
510 軸方向溝
Claims (19)
- 誘導プラズマトーチに使用するためのプラズマ閉込管であって、
前記プラズマ閉込管は、熱伝導性及び電気抵抗性の材料から製造されており、幾何学的軸および外側表面を画成し、
前記外側表面に施され一方の端部において相互接続された軸方向ストリップに分割された導電材料の膜を含む容量性シールド部と、
前記熱伝導性及び電気抵抗性の材料を通じた前記プラズマ閉込管の前記外側表面の軸方向溝であって、前記軸方向ストリップ間に配置される軸方向溝と、
を含み、
前記軸方向溝は、熱伝達表面積を通じた熱交換を改善するために、前記プラズマ閉込管の厚さを減少させ、且つ前記軸方向ストリップの間で前記プラズマ閉込管の前記外側表面の前記熱伝達表面積を拡張しており、
前記プラズマ閉込管の前記熱伝導性及び電気抵抗性の材料における前記軸方向溝は、前記導電材料の膜の前記軸方向ストリップ間の絶縁を改善することを特徴とするプラズマ閉込管。 - 前記軸方向溝の1つは、側方に隣接する軸方向ストリップの各対の間に配置されることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ閉込管。
- 前記軸方向溝は、導電材料の前記膜を含まない表面を画定することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ閉込管。
- 前記軸方向溝は、1mm〜10mmの幅および1mm〜2mmの深さを有することを特徴とする請求項1に記載のプラズマ閉込管。
- 内側表面を有する管状トーチ本体と、
熱伝導性及び電気抵抗性の材料から製造されたプラズマ閉込管であって、前記管状トーチ本体内に前記管状トーチ本体と同軸上に配置され、外側表面を有するプラズマ閉込管と、
前記プラズマ閉込管の一方の端部に配置され、前記プラズマ閉込管内に少なくとも1つの気体状物質を供給するように構成されたガス分配器ヘッドと、
前記プラズマ閉込管内にプラズマを生成および維持するのに前記気体状物質にエネルギーを加えるために前記管状トーチ本体内に埋め込まれた誘導結合部材と、
前記プラズマ閉込管の前記外側表面上または前記管状トーチ本体の前記内側表面上の導電容量性シールド部であって、前記導電容量性シールド部は軸方向ストリップに分割され、前記軸方向ストリップは一方の端部において相互接続される、導電容量性シールド部と、
前記プラズマ閉込管の前記熱伝導性及び電気抵抗性の材料を通じた前記プラズマ閉込管の前記外側表面における、または前記管状トーチ本体の材料を通じた前記管状トーチ本体の前記内側表面における軸方向溝であって、前記軸方向ストリップ間に配置された軸方向溝と、
を含むことを特徴とする誘導プラズマトーチ。 - 前記軸方向溝の1つは、側方に隣接する軸方向ストリップの各対の間に配置されることを特徴とする請求項5に記載の誘導プラズマトーチ。
- 前記軸方向溝は、前記導電容量性シールド部を含まない表面を画定する、請求項5に記載の誘導プラズマトーチ。
- 前記軸方向溝は、1mm〜10mmの幅および1mm〜2mmの深さを有することを特徴とする請求項5に記載の誘導プラズマトーチ。
- 前記導電容量性シールド部は導電材料の膜を含み、前記導電材料の膜は、前記プラズマ閉込管の前記外側表面上に堆積される、請求項5に記載の誘導プラズマトーチ。
- 前記導電容量性シールド部は、金属材料から作られることを特徴とする請求項5に記載の誘導プラズマトーチ。
- 前記プラズマ閉込管は、純粋または複合的なセラミック材料から作られることを特徴とする請求項5に記載の誘導プラズマトーチ。
- 導電材料の前記膜は、100ミクロン以下の厚さを有することを特徴とする請求項9に記載の誘導プラズマトーチ。
- 前記導電容量性シールド部および前記プラズマ閉込管の両方を冷却するための冷却流体の流れを導くのに、前記プラズマ閉込管の前記外側表面と前記管状トーチ本体の前記内側表面との間の環状チャンバを含む、誘導プラズマトーチであって、前記冷却流体は前記軸方向溝内にも流れることを特徴とする請求項5項に記載の誘導プラズマトーチ。
- 前記環状チャンバは、約1mmの厚さを有することを特徴とする請求項13に記載の誘導プラズマトーチ。
- プラズマ点火中に前記導電容量性シールド部を浮動電位に維持するための手段と、前記プラズマが点火され、維持されるとき、前記導電容量性シールド部上に発現する任意の容量性電位を排出するために前記導電容量性シールド部をグランドに接続するための手段とを含むことを特徴とする請求項5に記載の誘導プラズマトーチ。
- 誘導プラズマトーチに使用するための管状トーチ本体であって、前記管状トーチ本体はその内に埋め込まれた誘導結合部材を備えており、幾何学的軸および内側表面を画成し、
前記管状トーチ本体の前記内側表面上の導電容量性シールド部であって、一方の端部において相互接続された軸方向ストリップに分割された導電容量性シールド部と、
前記管状トーチ本体の材料を通じた前記管状トーチ本体の前記内側表面の軸方向溝であって、前記軸方向ストリップ間に配置される軸方向溝と、
を含むことを特徴とする管状トーチ本体。 - 前記軸方向溝の1つは、側方に隣接する軸方向ストリップの各対の間に配置されることを特徴とする請求項16に記載の管状トーチ本体。
- 前記軸方向溝は、前記導電容量性シールド部を含まない表面を画定することを特徴とする請求項16に記載の管状トーチ本体。
- 前記軸方向溝は、1mm〜10mmの幅および1mm〜2mmの深さを有することを特徴とする請求項16に記載の管状トーチ本体。
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