JPH0219600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、プラズマ発生装置、特にプラズマブ
ロートーチとして利用可能なプラズマ発生装置に
関する。

背景技術 プラズマは、数1000度もの高温下においてイオ
ン化したガスからなつていることは知られてい
る。工業界では、このプラズマを、特に表面処理
の目的で、ブロートーチに応用することが提案さ
れている。

プラズマは、電界により、管体等の内部のガス
を励起することにより得られる。

また、コイルが巻回された管内に励起しようと
するガスを循環させ、該コイルに、20乃至50MHz
の高周波電流を流することにより、電界を発生す
るようにしたプラズマブロートーチも知られてい
る。このコイルは、ガラス等の絶縁体からなる管
に巻回され、その内部に、プラズマが発生するよ
うになつている。

しかし、プラズマが管内にのみ発生するため、
このブロートーチは、その管内に入れることがで
きるような小型の部品に対してのみ、利用可能で
ある。また、得られたプラズマのエネルギー密度
が低いことも、この種のブロートーチの応用範囲
を限定している。しかも管は、割れ易く高価であ
るという欠点がある。

電界を、管の中心部に設けた陰極と、管自体に
設けられた陽極との間に、半径方向の電界を発生
させ、この間に形成された電弧にガスを吹きつけ
ることにより、このガスをイオン化するようにし
たブロートーチであれば、前記管の出口におい
て、高いエネルギー密度を有するプラズマが得ら
れる。

しかし、このようにして得られたプラズマに
は、電極から発生した不純物が必らず混入し、表
面処理を行うに際して、好ましくない影響を及ぼ
す等の欠点があり、この型式のブロートーチの応
用範囲には、限界がある。しかも、電極が急速に
消耗し、かつガスの流量が大きいため、使用コス
トが高くつくという欠点もある。

本発明の目的と要旨 本発明のプラズマ発生装置は、前述のような公
知のブロートーチの欠点を解消し、その長所のみ
を具備するものである。

本発明によれば、励起しようとするガスは、一
端に、ガスを噴出しうるようにしたノズルを有す
る金属管内を流れるようになつている。

この金属管には、励起装置から、少くとも
100MHzのマイクロウエーブ等の高周波電流が供
給され、かつ前記励起装置の端部から、それに供
給されたエネルギーの少くとも一部を、電磁波と
して放射し得るようになつているのが好ましい。

しかし、金属管の端部からガスが噴出し始める
と、その端部からは電磁波が放射されなくなり、
励起装置に供給されたエネルギーは、ほぼ全面的
に、ガスを励起するためのみに向けられ、このガ
スを、金属管の出口における小さな領域内に、限
定された炎としてのプラズマに変換する。

本発明の装置を、プラズマブロートーチとして
利用すると、公知ブロートーチの欠点は解消さ
れ、かつ、その利点をすべて具備するものとする
ことができる。

まず、高温に耐え得るようなガラスその他の絶
縁物からなる管を用いる必要はなくなる。金属管
の炎が形成される端部を、必ずしもアンテナの給
電装置により囲繞する必要はない。この炎は、通
常のガス燃料式のブロートーチの炎と同様に利用
することができる。このようにして得られるプラ
ズマは、その純度が極めて高く、またそのエネル
ギー密度も大である。

超高周波域のエネルギー源を用いる場合、金属
管の内径を0.5乃至２mm程度とすると、良好な結
果が得られ、その時の炎の長さは、およそ１cm程
度となる。このように、炎を小さくできるため、
プラズマのエネルギー密度は20KW／cm³程度とな
り、前記したような公知プラズマブロートーチの
場合に比して、約４倍の大きさとなる。

また、超高周波信号発生器に発生するエネルギ
ーのほぼ100％近くを、プラズマのエネルギーと
することができる。

以下、本発明の好適実施例について詳しく説明
する。

第１図において、銅、アルミニウム、鋼等の電
気の良導体からなる真直ぐな細管１は、軸線１ａ
に方向に延び、かつその後端２は、図示しないア
ルゴン等のガスの供給源に接続されている。細管
１の先端３にはノズル３ａを設けてあり、ここか
ら、細管１の内部を流れるガスが噴出するように
なつている。

この細管１の内径は、0.5乃至２mmであり、軸
線方向の厚さが約５mm程度のリング４の孔５に挿
通されている。細管１の外径は、リング４が、細
管１と電気接触を保ちつつ、前後方向に摺動しう
るように定められている。

このリング４の外径は、約１cm程度で、細管１
と同軸をなす金属製のスリーブ６の内部に摺動可
能に挿入されている。

このスリーブ６と、その外側にあつて、やはり
細管１と同軸をなす第２の円筒形金属スリーブ８
とにより、環状のケーシング７が形成されてい
る。

ケーシング７の内部に画定された環状空室７ａ
の後端は、軸線１ａと直交し、かつ両スリーブ
６，８を連結する蓋板９により閉じられている。
この実施例に場合、蓋板９は、両スリーブ６，８
と電気接触を保ちつつ、両スリーブ間を、軸線方
向に沿つて、矢印９ａにより示すように前後に摺
動し得るようになつている。

一方、環状空室７ａの前端は、やはり軸線１ａ
と直交する蓋板１０により閉じられている。この
蓋板１０は、スリーブ６の前端１２からは離隔し
ており、該前端１２と蓋板１０の孔１１の周縁と
の間には、軸線１ａ方向について、ｇ（数mm、例
えば1.6mm）の長さを有する空隙１３が形成され
ている。

細管１は、孔１１を貫通して、前端１２よりも
さらに前方に延び、ケーシング７の外に向けて突
出している。細管１の先端３の孔１１の面よりの
突出長ｄは、例えば５mmである。

ケーシング７の外管をなすスリーブ８の前端近
くには、横孔１５が穿通されている。この横孔１
５は、絶縁材よりなるプラグ１５ａにより閉じら
れ、かつプラグ１５ａには、同軸ケーブル１７の
中心導体１６が挿通されている。

この同軸ケーブルの外側導体１８は、横孔１５
の周囲において、スリーブ８に、溶接その他の手
段により、適宜連結されている。

中心導体１６は、ケーシング７の空室７ａ内
を、その中心に向かつて延び、内側のスリーブ６
の空隙１３に近い部分、すなわち、該スリーブ６
の前端１２から距離ｌの個所に、溶接等により連
結されている。

中心導体１６の端部２０を、スリーブ６に直接
溶接する代りに、スリーブ６の外周面より僅かに
離隔して対向配置した図示しない金属片に溶接し
てもよい。

導体１６，１８は、超高周波信号発生器２１の
両出力端子に接続されている。

ねじ棒２２は、蓋板９に近い部分において、ス
リーブ８に止着されたねじ孔付きのソケツト２２
ａに、半径方向を向けて挿通されており、そのケ
ーシング７の空室７ａに突入する長さｘを、調節
し得るようになつている。

この空室７ａ並びにスリーブ６の内部は、通常
空気で満されているが、空気以外の他の絶縁物
質、例えばアルミナ、テフロン等で満されていて
もよい。

発振器２１より、同軸ケーブル１７に、1GHz
乃至は数ＧHzの電圧を供給し、アルゴン等のガス
を、細管１内に比較的小さな流量をもつて流す
と、きわめて簡単な起動操作により、細管１の先
端３の出口にプラズマが発生し、しかも、プラズ
マは、発振器２１から電圧の供給を続ける限り、
発生し続ける。

起動に際して、操作者は、細管１の先端３を金
属部に接触させてから、マイクロスパークが発生
するようにそれを離す。すると、プラズマが発生
し始める。

発振器２１が作動し、かつガスの流れが維持さ
れている限り、プラズマは、細管１の先端３か
ら、１cm乃至数cm前方の空気中に向かう小さな炎
２３として発生し続ける。

プラズマが発生し続ける間、特に細管１の先端
３は、極めて僅かに加熱されるだけで、極めて高
い効率をもつて、細管からプラズマにエネルギー
が伝達されることがわかつた。

第１図に示したような装置に、15W乃至500W
の電力を供給して、種々の実験を行つた。

その測定結果によれば、電磁波の放射や反射に
よる装置に送られたエネルギーの損失は、供給エ
ネルギーの総量の５％を越えることがなかつた。

第１図に示したような金属管により、高いエネ
ルギー密度を有するプラズマ２３を、小さな体積
で得られる理由についての完全な科学的分析はで
きないが、唯云えることは、細管１からガスが噴
出されない時には、装置全体が、細管１の先端３
を放射部分とするアンテナとして、作動するとい
うことである。

超高周波エネルギーは、同軸ケーブル１７を経
て、中空のケーシング７に伝えられ、ケーシング
７がカプラーとして機能することにより、このエ
ネルギーを、細管１の前端部１４に形成された放
射部分に伝える。

スリーブ６の前端と蓋板１０の間の空隙１３に
は、強い電界が形成される。この空隙１３に蓄え
られたエネルギーは、エネルギーの伝達を促進す
るように寸法が定められている孔１１のために、
外部に、特に細管１の前端部１４に伝達される。

ここで、注目すべきことは、中空の環状体をな
すケーシング７が、特定の周波数についてのみ機
能をするようにした空胴共振器ではなく、インピ
ーダンスの整合が可能で、しかも、公称周波数の
前後20％の範囲のエネルギーの伝達が可能である
ということである。

例えば、公称周波数が2450MHzである場合、こ
のようなカプラーをもつてすれば、空胴共振器と
は異なり、2000乃至2800MHzの範囲で、容易に作
動することができる。

特に、第１図の実施例の場合、空室７ａ内にお
いて測定される過電圧係数は、空胴共振器の場合
とは異なり、４を越えることは、殆んどない。こ
れは、エネルギーの供給のための同軸ケーブル１
７の連結点を、蓋板１０の近傍に定めてあるため
である。

プラズマが、細管１の前端部１４の先端３に発
生すると、この装置は、アンテナとしての性質を
停止する。スパークの発生は、細管１の出口にあ
るガス体に電子を放出させる。その過程は、細管
の出口に存在する電界により強く加速され、イオ
ンが、周囲のガス分子と何度も衝突を繰り返すこ
とにより、イオンの噴出する平衡状態が形成され
る。この平衡状態にあつては、細管１から放出さ
れる電磁波の圧倒的大部分が、形成されたプラズ
マにより吸収される。

プラズマを、高い効率をもつて、しかも良好な
状態で発生し、かつ維持するためには、最大限の
量のエネルギーが、ケーシング７により構成され
るカプラーにより、空隙１３を経て、細管１の前
端部１４に伝達される必要がある。このカプラー
は、プラズマ発生装置のインピーダンスを、エネ
ルギー供給用の同軸ケーブル１７のインピーダン
スに整合する働きがある。

実験によれば、プラズマ発生装置のインピーダ
ンスは、プラズマそのもののインピーダンスとと
もに、大きく変化することがわかつた。プラズマ
のインピーダンスは、使用するガスのイオン化エ
ネルギー及びガスの圧力等、極めて多数の要因に
左右される。しかし、このようなインピーダンス
は、大気圧程度の高圧下にあつては、概ね抵抗性
であつて、当該プラズマにより消費される電力、
実際上は概ねその体積に従つて変化することがわ
かつている。

従つて、個々の超高周波信号発振器２１の型式
について、中空のケーシング７により構成される
カプラーのインピーダンスを制御することが可能
である。

このような目的を達成するために、種々の構成
をとることが可能である。特に、環状の空室７ａ
内で、リング４を、細管１とスリーブ６との間で
摺動させると、装置の効率を変化させることが可
能であり、発振器２１から供給される特定の大き
さの電力から、細管１の先端３において、最大限
のエネルギーのプラズマを発生させるようにする
ことができる。

中空ケーシング７からなるカプラーのインピー
ダンスを整合するもう１つの方法は、ねじ棒２２
のケーシング７内への突出量ｘを変化させること
である。さらにもう１つの方法は、両スリーブ
６，８間に形成される環状空室７ａの後端を閉じ
る蓋板９の位置を、矢印９ａの向きに変化させる
ことである。

次のような関係が成立する時に、良好な結果が
得られることがわかつた。

２（ａ＋ｂ）＝λ／２ ここで、ａは両スリーブ間の半径の差、ｂは、
ケーシング７の軸線方向の長さ、すなわち両蓋板
９，１０間の距離、そしてλは、発振器２１によ
り発生する電流の波長である。

以上説明したような本発明のプラズマ発生装置
の実施例によれば、炎２３を利用して、対象物を
加熱するためのブロートーチが提供される。

超高周波信号発振器２１により発生する電流の
周波数は2430MHz、細管１の内径は0.5乃至２mm、
スリーブ６の外径は１cm、パラメータａ及びｂ
は、それぞれ12.5mm及び20mm、蓋板１０とスリー
ブ６の前端１２との間の空隙の軸線方向の距離ｇ
は数mm、細管１の前端部１４が、ケーシング７の
外部に突出する長さは１cm程度であるものとす
る。

この実施例の場合、細管１から噴出するガスは
アルゴンであり、その流量は毎分数リツトル程度
である。アルゴンは、高いイオン化エネルギーを
有するガスであり、しかも、極めて高温であつて
も、多種の、処理を施こそうとする表面に対して
不活性である。

この実施例において、超高周波信号発振器２１
の出力が200W程度であると、得られるプラズマ
のパワー密度は、20KW／cm³程度である。

このように、プラズマ２３は、その秀れた熱的
性質のために、表面処理、溶断、溶接等に利用可
能なマイクロブロートーチとして好適である。ま
たプラズマ２３は、細管１に流されるガスもしく
はその混合体を分析するための分光器の光源とし
ても利用することができる。この場合、本発明の
装置は、マイクロトーチとして機能する。

ガスが、細管１を構成する金属に対して腐食性
を有している場合には、細管１の内面に、例えば
アルミナ等からなる保護層を被覆すればよい。こ
のような場合、細管１の前端部１４の外面のみが
導電性であつても、やはりアンテナとして機能す
る点には変りがないから、細管１の内面に被覆さ
れた絶縁材料は、プラズマの発生にとり、何らの
障害とはならない。

細管１の前端部１４には、所望の流量と装置の
使用目的とに応じて、適宜異なる形状のものと交
換し得るようにしたノズル３ａを設けてある。云
い換えると、同一の装置をもつて、さまざまな使
用目的に、又、種々の特性を有する励起用ガスを
用いて転用することが可能である。前記ノズル３
ａは、必要に応じて、耐火材料からなるものとす
ることができる。

本発明のプラズマ発生装置の別の実施態様とし
て、第３図に示すように、蓋板１０から突出する
細管１の前端部１４ａの長さを、第１図の前端部
１４の長さよりも長くすることもある。

この実施例においては、細管１の前端部１４ａ
は、それと同軸をなし、かつ両スリーブ６，８の
間の直径を有する別の外被管３０に、一定距離を
おいて囲繞されている。しかし、外被管３０の直
径を、内側のスリーブ６の直径より小さくするこ
とも可能である。この外被管３０の後端４２は、
蓋板１０の前面に、電気的に接続されている。

この実施例においては、リング４に対応する部
材が用いられずに、スリーブ６は、単にその後端
が、細管１の貫通している端壁２５により閉じら
れているのみである。この端壁２６は、蓋板９ｃ
と連続しており、しかも、該蓋板９ｃの周縁は、
スリーブ８の後端１０９にさらに連続しているこ
とにより、空室７ａの後部が閉じられている。従
つて、この実施例の場合、空室７ａの後部を閉じ
ている蓋板９ｂの位置を調節することはできな
い。

勿論、第１図について前述したように、ケーシ
ング７のインピーダンスを調節するために、ねじ
棒２２等を用いることも可能である。また、固定
された蓋板２５の代りに、第１図の細管１とスリ
ーブ６との間に用いられているリング４のような
摺動可能な部材により、同様の結果を得るように
することもできる。

蓋板１０の内面１０ａに、細管１の外径と概ね
等しい孔３２を中央に有する、テフロン等からな
る絶縁板３１を被着し、かつ、同蓋板１０の外面
１０ｂの、外被管３０の内側に位置する領域に
も、やはりテフロン等からなる絶縁板３３被着
し、これらに細管１を挿通してある。

このように、細管１の前端部１４ａと外被管３
０との間の空隙３４と、両スリーブ６，８間の空
隙７ａとが互いに隔絶されているため、前者の空
隙３４に注入されたガスが、両スリーブ６，８間
の空隙７ａ内に流入することがない。

注入するガスは、細管１４ａの先端のノズル３
６から噴出するガスが、同様の雰囲気内で励起さ
れて、プラズマ２３ａを発生するように、アルゴ
ンガスとしてもよい。しかし、空隙３４に注入さ
れるガスは、励起されるガスとは異なる性質を有
するものであつてもよく、さらに、励起されるガ
ス自体も、アルゴン以外のガスであつてもよい。

このような構成によれば、大気圧においてばか
りでなく、それ以上もしくはそれ以下の圧力下に
おいて、プラズマを発生させることができる。

また、細管１の前端部１４ａと外被管３０との
間に画定される空隙３４を、アルミナ等の他の絶
縁物質で満してもよい。

ガスを、入口３５から外被管３０内部に導入
し、かつその流れを、外被管３０の出口に位置す
るプラズマ２３ａに向けて好適に誘導するため
に、外被管３０の前端３０ａに、細管１の中心軸
線を向くテーパーをつけるとよい。

ブロートーチとして特に好適なこの実施例の場
合、外被管３０の直径は約18mm、スリーブ６の直
径は約10mm、スリーブ８の直径は約40mm、スリー
ブ８の軸線方向の長さは約32mm、スリーブ６の前
端１２ａと、蓋板１０の中心位置に位置する孔１
１ａの面との間の空隙１３ａの幅ｇは約1.6mm、
蓋板１０と中心導体１６と距離は約８mmである。
また、超高周波発振器２１の発振周波数並びに出
力は、それぞれ2450MHz並びに2KWである。

細管１の内径は約0.5mm、その外径は約３mmで
ある。細管１の前端部１４ａ及び外被管３０の長
さは、所望に応じて適宜選べばよい。図示した実
施例の場合、その長さは約80mmである。

この実施例において、細管１の前端部１４ａ
は、外被管３０を外側導体とする同軸ケーブルの
芯線をなし、かつこの同軸ケーブルは、同軸ケー
ブル１７から、中空の環状ケーシング７により構
成されるカプラーを介して高周波電力の供給を受
けるものと考えることができる。

第３図に示したように、同軸ケーブル１７を、
両スリーブ６，８により構成された同軸構造に連
結するにあたつて、第１図について説明したよう
に、溶接等の直接的な手段により、中心導体及び
外側導体をそれぞれ接続すればよい。

中空の環状ケーシング７により構成される同軸
構造は、前記したように、インピーダンスを整合
しうるようになつている。この同軸構造と、細管
１の前端部１４ａ及び外被管３０により構成され
る同軸構造とは、きわめて強い電界の存在する空
隙１３ａを介して、電磁的に連結されており、そ
れらの間に、エネルギーの伝達が行なわれる。蓋
板１０の中心に位置する孔１１ａより、エネルギ
ーが空隙１３ａを越えて伝達され、細管１の前端
部３０と外被管３０とにより構成される同軸構造
へと伝達し得るようになつている。

細管１内にガスが存在しない時、細管１の前端
部１４ａに達したエネルギーは、そこから放射さ
れる。しかし、一旦ガスが励起されると、逆に、
このエネルギーは、すべて、前端部１４ａの先端
のプラズマ２３ａのガスをイオン化するために利
用されるようになる。

第３図の実施例について行つた上記説明は、第
１図の実施例についてもあてはまる。

すなわち、第１図の実施例において、中空の環
状ケーシング７により構成された同軸構造のイン
ピーダンス整合器が、空隙１３を介して、励起用
の同軸構造に電磁的に連結されている。励起用の
同軸構造とは、細管１を中心導体として、スリー
ブ６の前端１２とリング４との間で細管１を囲繞
するスリーブ６の部分を、外側導体とするもので
あり、また、細管１の前端部１４は、この同軸構
造の外側に突出している。

第２図は、このような同軸構造を単純化した実
施例を示している。第３図の場合と同じく、第１
図のものと同一の部分には、同一の符号を付して
ある。

第２図に示した実施例は、出力の大きさに応じ
てプラズマの効率を調節する必要がない場合に用
いるのに適している。励起するガスとしては、や
はりアルゴンを用い、第１図の実施例とは、次の
点が異なるのみである。

スリーブ６と細管１との間の電気的接続を可能
にするための摺動リング４を省略し、スリーブ６
が、その前端１２ｂにおいて、細管１が貫通する
端壁２５ｂにより閉じられている。この端壁２５
ｂは、蓋板１０の中心に穿通された孔１１の面か
ら距離ｇだけ離隔しており、中空の環状ケーシン
グ７と細管１との間のカプラーとしての空隙１３
の幅が定められている。一方、スリーブ６の後端
は、やはり細管１が貫通するもう一つの端壁２６
ｂにより閉じられており、該端壁２６ｂは、さら
に、両スリーブ６，８間に画定された空室７ａの
後部を閉じる蓋板９ｂに連続している。

細管１の前端部１４ｂは、ガスの物性並びに流
量、伝達される電力、作動周波数等の、装置の作
動条件に応じた長さだけ、蓋板１０の前方に突出
している。この実施例の場合、ガスの噴出する細
管１のノズル３ｃにプラズマを得るために、その
長さを約５mmとしてある。

この構造は、第１図と第３図とに示した実施例
の極限例とも云うべきもので、カプラーをなす空
隙１３に伝えられたエネルギーは、同軸構造によ
り伝達されるのではなく、電磁波を放射する細管
１の前端部１４ｂに直接伝達される。

この実施例の場合、導体１６は、蓋体１０から
1.6mmの距離にある。

ここで注目すべきことは、以上説明したような
装置のすべての実施例において、細管は、比較的
小径であり、しかも、細管１の先端の小さな体積
部分に集中して発生するプラズマをかろうじて維
持するに足るような比較的小さい流量をもつて、
ガスを、その内部に流すようになつていることで
ある。特に、このガスの流れは、プラズマを、細
管１の外部にまで吹き飛ばすことがない。このプ
ラズマは、上記したような要領で細管１の前端に
伝達された超高周波エネルギーにより、該細管１
の先端に形成され、かつ自然に維持されるように
なつている。このエネルギーは、細管の出口にお
いてプラズマにより直ちに消費される。

このプラズマは、極めて高密度であつて、上記
した応用例ばかりではなく、他のさまざまな目的
に応用可能な炎を形成する。

本発明の装置により発生されるプラズマは、公
知の装置により発生したプラズマとは異なり、大
気圧のような比較的高い圧力下にあつても、きわ
めて良好な状態のものであるということは、注目
に値すると思う。この圧力は、第３図について説
明した外被管３０とガスの入口３５とにより、或
る程度調節することが可能である。しかし、高圧
下における本発明の利用は、何もこの実施例に限
定されるものではない。

第３図に示したような、細管１の前端部１４ａ
と外被管３０とから同軸構造とすれば、プラズマ
が、高周波発振器２１及びケーシング７等からな
る励起部本体から、或る程度離隔した位置に発生
するようにすることができる。

一般に、高圧下においてプラズマを発生させる
には、開口部の径を、比較的小さくするのが適当
であり、かつスリーブ６及び外被管３０が、細管
１よりも大きな径を有する方が、装置のインピー
ダンスを適切に整合するに際し、好都合であると
の２つの理由から、細管１の径は、スリーブ６及
び外被管３０の径の10分の１程度の小さなものと
してある。

最後に、前部の蓋板１０の中心に位置する孔１
１ａの直径は、同部に存在する強い電界により空
隙１３，１３ａ，１３ｂに集中されるエネルギー
が、細管の前端に向かつて伝達され得るように、
充分大きくしてある。

本発明のプラズマ発生装置は、どのような態様
で実施しても、炎の熱的並びに光学的特性のみな
らず、その炎の物理的作用も有用である。細管１
から高温となつて噴出するガスは、力を生み出す
こともできる。従つて、例えば、人工衛星の姿勢
制御用に、この力を利用することもできる。

また、本発明のプラズマ発生装置は、細管１に
より定められる正確なエネルギーの基準を有する
イオン源としても利用できる。すなわち、プラズ
マ中に発生するイオンを、該プラズマから取り出
すために加速させることができる。

これは、２個の電極間に形成される連続的な電
界を利用することにより可能である。

本発明のプラズマ発生装置を内蔵するイオン源
においては、発生するイオンは、金属の電位と同
じ電位を有しているため、適当な電位を有する第
２の電極を、プラズマから適当な距離をおいた位
置に設置することにより、簡単にイオンを加速す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のプラズマ発生装置の一好適
実施例を概念的に示す縦断面図、第２図は、別の
好適実施例を示す第１図と同様な図、第３図は、
さらに別の好適実施例を示すやはり第１図と同様
な図である。 １……細管、１ａ……軸線、２……後端、３…
…先端、３ａ，３ｂ，３ｃ……ノズル、４……リ
ング、５……孔、６……スリーブ、７……ケーシ
ング、７ａ……空室、８……スリーブ、９，９
ｂ，９ｃ……蓋板、９ａ……矢印、１０……蓋
板、１０ａ……内面、１０ｂ……外面、１１，１
１ａ……孔、１２，１２ａ，１２ｂ……前端、１
３，１３ａ，１３ｂ……空隙、１４，１４ａ，１
４ｂ……前端部、１５……横孔、１５ａ……プラ
グ、１６……中心導体、１７……同軸ケーブル、
１８……外側導体、２０……端部、２１……高周
波発振器、２２……ねじ棒、２２ａ……ソケツ
ト、２３，２３ａ……プラズマ、２５，２５ｂ…
…端壁、２６，２６ｂ……蓋板、３０……外被
管、３０ａ……前端、３１……板、３２……孔、
３３……板、３４……空隙、３５……ガス入口、
４２……後端、１０８，１０９……周縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開口端を有する導電性の細管と、 高周波エネルギー供給装置と、 前記細管の前記開口端とともに放射性アンテナ
   を形成するべく、前記細管と同一の軸の回りに配
   置され、かつ高周波エネルギー装置に連結された
   スリーブ構造体であつて、開口部を有する蓋板を
   備えていることにより、前記細管と接触しないよ
   うになつており、前記細管の前記開口端が前記開
   口部より突出し、全体としてほぼ閉塞された空間
   を形成している前記スリーブ構造体と、 前記細管を介し、前記開口端に向けてガス流を
   生成する装置とを備え、それにより、前記細管の
   前記開口端で前記ガスのプラズマが点火され次
   第、プラズマが放射エネルギーを吸収して維持さ
   れるようになつているプラズマ発生装置。 ２ 高周波エネルギー供給装置が、少くとも
   100MHzの周波数の電磁波を発生し得る高周波発
   振器を備えることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のプラズマ発生装置。 ３ 細管の開口端が、大気圧に近い圧力下の空気
   中もしくはガス雰囲気において作動しうるように
   なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のプラズマ発生装置。 ４ スリーブ構造体が、細管の先端に位置するノ
   ズルの近傍にまで達するように、前記細管の前端
   部に一定間隔をおいて取付けられた導電性の外被
   管を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のプラズマ発生装置。 ５ 高周波エネルギー供給装置が、高周波発振器
   とスリーブ構造体とを接続する同軸ケーブルを備
   えることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載のプラズマ発生装置。 ６ スリーブ構造体が、細管と同軸をなし、同軸
   ケーブルの中心導体に接続された第１の導電性ス
   リーブと、前記第１のスリーブを囲繞し、かつ、
   前記同軸ケーブルの外側導体に接続された第２の
   導電性スリーブと、これら両スリーブ間に、前記
   細管を囲繞するような強い電界の存在する空隙を
   形成するように、前記両スリーブを連結する導電
   性部材とを備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載のプラズマ発生装置。 ７ スリーブ構造体が、細管を囲繞し、同軸ケー
   ブルの中心導体に接続された第１の導電性スリー
   ブと、細管を第１のスリーブに接続する導電性の
   部材と、前記第１のスリーブを囲繞し、かつ前記
   同軸ケーブルの外側導体に接続された第２の導電
   性スリーブと、細管の開口端と反対の側におい
   て、前記第１のスリーブと前記第２のスリーブと
   の間に画定された空室を閉じるもう１つの蓋板を
   備えることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
   記載のプラズマ発生装置。 ８ 細管と第１のスリーブとの間に、環状の空隙
   が画定されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項に記載のプラズマ発生装置。 ９ 第１のスリーブと第２のスリーブとが、開口
   端に近い側において、同軸ケーブルに接続されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記
   載のプラズマ発生装置。 １０ 細管と第１のスリーブとの間に位置するリ
   ングが、前記第１のスリーブの前後端の間に位置
   することを特徴とする特許請求の範囲第７項に記
   載のプラズマ発生装置。 １１ リングが、開口端とは反対の側の第１のス
   リーブの端部に位置することを特徴とする特許請
   求の範囲第７項に記載のプラズマ発生装置。 １２ 開口端を、第１のスリーブ及び第２のスリ
   ーブにより画定される空間の外側で囲繞している
   導電性の外被管を備えることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項に記載のプラズマ発生装置。 １３ 細管と外被管との間に画定される空室に連
   通するガス入口を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項に記載のプラズマ発生装置。 １４ 開口部が、非導電性であり、しかも、電磁
   波を拡散することのない材料からなる板により閉
   じられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １３項に記載のプラズマ発生装置。 １５ 細管と第１のスリーブとの間に位置する導
   電性のリングが、前記細管の軸線方向に移動可能
   であることを特徴とする特許請求の範囲第７項に
   記載のプラズマ発生装置。 １６ 開口端と反対側に設けた蓋板が、第１のス
   リーブと第２のスリーブに対し、その軸線方向に
   移動可能であることを特徴とする特許請求の範囲
   第７項に記載のプラズマ発生装置。 １７ 細管の前端のノズルが、耐火材料でできて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のプラズマ発生装置。 １８ 細管の内面が、保護層により被覆されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のプラズマ発生装置。