JPH0263549A - Process and apparatus for plasma reaction - Google Patents

Process and apparatus for plasma reaction

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JPH0263549A
JPH0263549A JP21333388A JP21333388A JPH0263549A JP H0263549 A JPH0263549 A JP H0263549A JP 21333388 A JP21333388 A JP 21333388A JP 21333388 A JP21333388 A JP 21333388A JP H0263549 A JPH0263549 A JP H0263549A
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JP
Japan
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plasma
reactant
torch
laser
gas
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Pending
Application number
JP21333388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Okuya
猛 奥谷
Yoshinori Nakada
善徳 中田
Masaaki Suzuki
正昭 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Priority to JP21333388A priority Critical patent/JPH0263549A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/121Coherent waves, e.g. laser beams

Abstract

PURPOSE:To maintain high frequency induction plasma stably by irradiating a mixture of a reactant with plasma gas with laser light to excite and heat the reactant, then introducing the reactant into a top zone of the high frequency induction plasma. CONSTITUTION:A head part 1 of a plasma torch is arranged to above a plasma torch part 3 having a high frequency work coil 5 on the external periphery interposing thereby a part 2 to be irradiated with laser light, and a tip end of an introducing pipe 12 for the plasma gas and the reactant is arranged to the part 2 to be irradiated with laser light. The mixture of the reactant and the plasma gas is irradiated with laser light to excite and heat the reactant, then the product is introduced to a top zone of high frequency induction plasma. By this process, clean thermal plasma can be obtd., moreover, the plasma can be maintained stably and heating of a reactant to extremely high temp. has becomed possible.

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、レーザで反応物質を励起加熱し、これを高周
波誘導プラズマへ導入することにより、プラズマを安定
に発生させ、清浄なプラズマの超高温を用いて、効率よ
く、反応を生じせしめるプラズマ反応方法及び装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application] The present invention generates plasma stably by exciting and heating a reactant with a laser and introducing it into high-frequency induced plasma. The present invention relates to a plasma reaction method and apparatus that efficiently generate a reaction.

〔従来の技術及びその問題点〕[Conventional technology and its problems]

熱プラズマは、電子のみならず重い粒子の温度も高く、
はぼ熱平衡にあるプラズマで、温度は5X103〜2X
10”K<らいで、圧力が高い(0,5気圧以上)場合
にできる。従って、プラズマの持っているエネルギー密
度は大きく、被加熱物質を短時間で高温化することがで
きる。この特徴を生かし。
In thermal plasma, not only the electrons but also the heavy particles have a high temperature.
The plasma is in thermal equilibrium, with a temperature of 5X103 to 2X
This is possible when the pressure is high (more than 0.5 atmospheres) and 10"K<. Therefore, the energy density of plasma is large and the material to be heated can be heated to high temperature in a short time. Take advantage of it.

高温のみで進行する化学反応、高融点物質の融解・精錬
などいわゆる高温処理の熱源として利用され、また、そ
の利用が種々検討されている。
It is used as a heat source for so-called high-temperature processing, such as chemical reactions that proceed only at high temperatures, and melting and refining of high-melting-point substances, and various uses are being investigated.

熱プラズマの発生方式には、アーク放電と高周波誘導の
二つがある。アーク放電方式は、陰極とを印加し、絶縁
破壊させた気体を誘導加熱するものである。前者では、
安価な電源で高い運動エネルギーのプラズマが得られ、
手軽にプラズマを得ることができるが、熱によって電極
(タングステン、炭素など)が蒸発して直流プラズマ中
に混入し、プラズマを汚染することがある。また、プラ
ズマガスとともに反応物質を注入するとき、これらのガ
スが腐食性である場合、電極が腐食され、直流プラズマ
中に混入する。従って、清浄なプラズマを得ることがで
きない。一方、後者では、プラズマ密度はアーク放電に
よる直流プラズマよりも低いが、無電極であるため、清
浄なプラズマを得ることができ、高純度な製品を得るの
に適している。さらに、直流プラズマの場合では、一般
に陽極部をノズル状にしてそこからプラズマを吹き出さ
せるいわゆるプラズマジェットにして使用されるため、
そのプラズマの噴出速度は超音速と言われている。従っ
て、反応履歴の制御と化学反応速度論的に必要とされる
反応時間がある程度必要である場合、直流プラズマの利
用には限界があると言われている。一方、高周波誘導プ
ラズマ(R,F、プラズマ)では、プラズマガス流速が
直流プラズマよりも遅< (z30+++/s)、プラ
ズマ内での完全な化学反応が期待され反応履歴の制御も
可能である。しかしながら、無電極であるために外的じ
よう乱には非常に敏感で、導入される反応物質の量はか
なり制限され、供給速度がある量を越えるとたちまちプ
ラズマは不安定になり消えてしまう。
There are two ways to generate thermal plasma: arc discharge and high-frequency induction. In the arc discharge method, a cathode is applied to cause dielectric breakdown, and the gas is heated by induction. In the former,
Plasma with high kinetic energy can be obtained using an inexpensive power source,
Plasma can be easily obtained, but the electrodes (tungsten, carbon, etc.) may evaporate due to heat and mix into the DC plasma, contaminating the plasma. Furthermore, when reactants are injected together with the plasma gas, if these gases are corrosive, the electrodes will be corroded and mixed into the DC plasma. Therefore, clean plasma cannot be obtained. On the other hand, in the latter case, although the plasma density is lower than that of DC plasma generated by arc discharge, since it is electrodeless, clean plasma can be obtained and it is suitable for obtaining high-purity products. Furthermore, in the case of direct current plasma, the anode section is generally used as a nozzle and the plasma is blown out from there as a so-called plasma jet.
The ejection speed of the plasma is said to be supersonic. Therefore, it is said that there is a limit to the use of DC plasma when a certain amount of reaction time is required to control the reaction history and chemical reaction kinetics. On the other hand, in high-frequency induced plasma (R, F, plasma), the plasma gas flow rate is slower than in direct current plasma (z30+++/s), and a complete chemical reaction is expected within the plasma, making it possible to control the reaction history. However, since it is electrodeless, it is very sensitive to external disturbances, and the amount of reactants introduced is considerably limited, and if the supply rate exceeds a certain amount, the plasma quickly becomes unstable and disappears. .

従って、プラズマの安定性を損なうことなく反応を維持
するためには、プラズマの温度を急激に低下させないこ
と、プラズマの流れを極端に乱さないことが必要である
Therefore, in order to maintain the reaction without impairing the stability of the plasma, it is necessary to prevent the temperature of the plasma from dropping rapidly and to prevent the flow of the plasma from being extremely disturbed.

前記のR,F、プラズマを安定に維持し、プラズマ反応
装置として利用するために種々の試みがなされている。
Various attempts have been made to maintain the R, F, and plasma described above stably and use them as plasma reactors.

R,F、プラズマ内の電場および磁場に起因する磁気圧
効果によってプラズマ上部に渦流が発生することが知ら
れており、この渦流がプラズマの安定性に深く関与して
いることが現在までの研究で明らかにされている。そし
て、このプラズマ上部の渦流を防げないように反応物質
を注入できるトーチが提案されている。このトーチを大
まかに分類すると以下に述べる3種になる。
It is known that a vortex is generated at the top of the plasma due to magnetic pressure effects caused by R, F, electric and magnetic fields in the plasma, and research to date has shown that this vortex is deeply involved in the stability of the plasma. is revealed in. A torch that can inject a reactant without preventing the vortex flow above the plasma has been proposed. This torch can be roughly classified into the following three types.

第1のトーチは、プラズマの尾炎部あるいはワークコイ
ル部からプラズマ上部渦流を乱さず反応物質を注入でき
るトーチである。このトーチでは、注入によるプラズマ
の不安定性は解消されるが、反応物質の注入によりプラ
ズマ内温度は低下する。
The first torch is a torch that can inject a reactant from the tail flame part of the plasma or the work coil part without disturbing the upper plasma vortex. In this torch, the instability of the plasma due to injection is eliminated, but the temperature inside the plasma decreases due to the injection of the reactant.

従って、プラズマの超高温を充分に利用しているとは言
えない。プラズマ尾炎部へ注入するよりは。
Therefore, it cannot be said that the extremely high temperature of plasma is fully utilized. Rather than injecting into the plasma tail flame area.

ワークコイルの間隙から注入する方がプラズマの側面へ
注入することになり、熱をより有効に利用することにな
るが、トーチの構造が複雑になる。
Injecting from the gap between the work coils involves injecting into the sides of the plasma, which makes more efficient use of heat, but makes the structure of the torch more complicated.

何れにしても、プラズマ上部からの注入ではないので超
高湿を有効に利用しているとは言えない。
In any case, since the injection is not from above the plasma, it cannot be said that ultra-high humidity is effectively utilized.

第2のトーチは、プラズマ上部から反応物質を注入した
場合、渦流を乱し、プラズマが不安定になり消火してし
まうが、プラズマが消えても絶えずエネルギーを供給し
ていると、直ちに点火され、ある程度渦流が乱されても
プラズマは維持できるという考えを基に開発されたもの
で、エネルギー供給源としてR,F、プラズマ上方に設
置された直流プラズマジェットを用いる方式である。こ
の方式では、直流プラズマジェットに反応物質を注入す
ることにより反応物質およびプラズマガスにエネルギー
を供給し、この直流プラズマジェットをRoF、プラズ
マの軸方向に噴出させるものである。この方式は、検討
の結果、正確にR,F、プラズマの軸方向に直流プラズ
マジェットの噴出方向が合致するため、渦流は乱されな
い(R,F、プラズマの中心軸上には渦流は発生しない
)。しかし、既に述べたように、直流プラズマでは、熱
によって電極が蒸発もしくは腐食して熱プラズマ中に混
入するため清浄な熱プラズマが得られず、反応生成物に
不純物が混入してしまうことになる。従って、高純度の
生成物を!32造することはできない。
If a reactant is injected from the top of the plasma, the second torch will disturb the vortex, making the plasma unstable and extinguishing it. However, if energy is constantly supplied even after the plasma has disappeared, the second torch will ignite immediately. This method was developed based on the idea that plasma can be maintained even if the vortex is disturbed to some extent, and uses R, F, and a DC plasma jet placed above the plasma as energy supply sources. In this method, energy is supplied to the reactant and plasma gas by injecting the reactant into a DC plasma jet, and the DC plasma jet is ejected in the axial direction of the RoF plasma. As a result of our study, we found that in this method, the ejection direction of the DC plasma jet exactly matches the axial direction of R, F, and plasma, so the vortex is not disturbed (no vortex is generated on the central axis of R, F, and plasma. ). However, as mentioned above, in direct current plasma, the electrodes evaporate or corrode due to heat and mix into the thermal plasma, making it impossible to obtain clean thermal plasma and resulting in impurities being mixed into the reaction products. . Therefore, a product of high purity! It is not possible to make 32.

第3のトーチは、第2のトーチで用いている直流プラズ
マジェットのかわりにRoF、プラズマトーチを用いる
方式である。この方式では、エネルギー供給用のR,F
、プラズマトーチの軸と、その下方にあるR、F、プラ
ズマトーチの軸とは同一線上にある。
The third torch uses an RoF plasma torch instead of the DC plasma jet used in the second torch. In this method, R, F for energy supply
, the axis of the plasma torch and the axis of the R, F, plasma torch below it are on the same line.

エネルギー供給用R,F、プラズマトーチは、その下方
にあるR、F、プラズマトーチよりプラズマの出力は小
さい。この方式では、第2のトーチの様な直流プラズマ
を用いないため、清浄なプラズマが得られるが5反応物
質をエネルギー供給用プラズマトーチの上部から注入し
た場合、渦流を乱しプラズマが消火してしまう、そして
、その下方にあるR、F、プラズマの渦流も乱し、プラ
ズマをも消火してしまう、ことになる。従って、反応物
質の注入方法として、プラズマ上方から軸方向に反応物
質を注入することができないため、プラズマの超高温を
充分に利用していることにはならず、効率の良い反応が
期待できない。
The R, F, and plasma torches for energy supply have smaller plasma outputs than the R, F, and plasma torches located below them. This method does not use direct current plasma like the second torch, so clean plasma can be obtained.However, when the 5 reactants are injected from the top of the energy supply plasma torch, the vortex is disturbed and the plasma is extinguished. This also disturbs the R, F, and plasma vortices below it, extinguishing the plasma as well. Therefore, as a method of injecting the reactant, it is not possible to inject the reactant in the axial direction from above the plasma, so the extremely high temperature of the plasma is not fully utilized, and an efficient reaction cannot be expected.

R,F、プラズマは清浄なプラズマであり、高純度の生
成物を製造する優れた手段と考えられるが、安定にプラ
ズマを維持し、超高温を利用する手段はまだ見いだされ
ていない。
R, F, and plasma are clean plasmas and are considered to be an excellent means for producing highly pure products, but a means for stably maintaining plasma and utilizing ultrahigh temperatures has not yet been found.

〔発明の課題〕[Problem of invention]

本発明は、R,F、プラズマを安定に維持し、かつその
超高温を有効に利用するプラズマ反応方法及び装置を提
供することをその課題とする。
An object of the present invention is to provide a plasma reaction method and apparatus that maintain R, F, and plasma stably and effectively utilize their ultrahigh temperatures.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発、明者らは、この様な課題を解決すべく鋭意研究を
重ねた結果、反応物質とプラズマガスとの混合物をレー
ザ光で励起した後、R,F、枠環プラズマ上部へ導入す
ることにより、清浄なプラズマを得ることができ1.ま
た、安定にプラズマが維持でき、超高温を利用できるこ
とを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに
至った。
The inventors of the present invention, as a result of extensive research to solve these problems, have discovered a method in which a mixture of reactants and plasma gas is excited by laser light and then introduced into the upper part of the R, F, and frame ring plasmas. By doing this, clean plasma can be obtained.1. They also discovered that plasma can be maintained stably and ultra-high temperatures can be utilized, and based on this knowledge they have completed the present invention.

即ち、本発明の方法は、R,F、プラズマに注入される
反応物質をレーザ光で照射し、励起加熱する工程と、R
,F、プラズマにより該反応物質を超高温に加熱する工
程からなり、また本発明の装置は、このような各工程を
実施する領域を含むものである(本発明による方法及び
装置をそれぞれバイブ+1 すニットプラズマレーザ反応方法及び装置となづける)
。レーザ光照射領域は、R,F、プラズマ上部に側゛る
。反応物質は、レーザ光光路の真上に導かれる。レーザ
光の照射により励起された反応物質は、レーザ光照射領
域真下に発生している熱プラ′ズマの中心(軸方向)に
注入され、R,F、プラズマの超高温と接触し、加熱さ
れる。レーザ光では、不純物の混入がなく、清浄な状態
で励起・加熱でき、かつ、加熱用に清浄なプラズマであ
るR、F、プラズマを用いているため、高純度物を製造
するのに適している。
That is, the method of the present invention includes a step of irradiating R, F, and a reactant to be injected into the plasma with laser light to excite and heat it;
. (referred to as plasma laser reaction method and apparatus)
. The laser beam irradiation area is on the upper side of the R, F and plasma. The reactants are directed directly above the laser beam path. The reactant excited by the laser beam irradiation is injected into the center (in the axial direction) of the thermal plasma generated directly below the laser beam irradiation area, contacts the ultra-high temperature of R, F, and plasma, and is heated. Ru. Laser light does not contain impurities and can be excited and heated in a clean state, and uses clean plasma such as R, F, and plasma for heating, so it is suitable for manufacturing high-purity products. There is.

Si、 N、のセラミック粉体を合成する反応では、反
応物質が各々5i−H,C−H,N−Hを持つため、C
O,レーザ光(波長10,591.m)を効率よく吸収
するので、CO2レーザが好適に用いられる。また、固
体粒子を反応物質とする場合は、CO2レーザやNd 
: YAGレーザ(波長1.06μm)等を使用するこ
とにより反応物質を励起加熱することができる。その他
、反応物質に応じて各種レーザ(エキシマレーザ、色素
レーザなど)を使用することができる。レーザ照射領域
真下には、ワークコイルで励起誘導されたRoF、プラ
ズマがあり、この中心の軸方向にレーザ光により励起加
熱された反応物質を注入し、R,F、プラズマの安定性
を増し、超高温を利用し9反応を効率よく完結させる。
In the reaction to synthesize ceramic powders of Si and N, each of the reactants has 5i-H, C-H, and N-H, so C
A CO2 laser is preferably used because it efficiently absorbs O, laser light (wavelength 10,591.m). In addition, when using solid particles as a reactant, CO2 laser or Nd
: The reactant can be excited and heated by using a YAG laser (wavelength: 1.06 μm) or the like. In addition, various lasers (excimer laser, dye laser, etc.) can be used depending on the reactant. Directly below the laser irradiation area, there is a RoF plasma excited and induced by a work coil, and a reactant excited and heated by the laser beam is injected in the axial direction of this center to increase the stability of the R, F, and plasma. Utilizes ultra-high temperature to efficiently complete 9 reactions.

二種以上の反応物より生成物を製造する場合。When producing a product from two or more reactants.

即ち、A+B−DC(反応物質A、B、生成物C)の場
合1反応物質Aのみをレーザで照射し、もう一つの反応
物質BをR,F、プラズマの尾炎部に注入し、反応させ
て反応生成物Cを得るという方法も可能である。
That is, in the case of A+B-DC (reactants A, B, product C), only one reactant A is irradiated with a laser, and the other reactant B is injected into R, F, and the tail flame of the plasma, and the reaction begins. It is also possible to obtain the reaction product C.

次に本発明の装置について、添付図面に従って説明する
と、第1図において、本発明のハイブリッドプラズマレ
ーザ反応装置全体は、プラズマトーチヘッド部1、レー
ザ照射部2、R,F、プラズマトーチ部3、レーザ発振
部4、ワークコイル5に接続する高周波電源部(図示せ
ず)から成っている。レーザ照射部2、R,F、プラズ
マトーチ部3は、耐熱性で電気絶縁性の石英ガラスや窒
化ケイ素などを材料とする二重管から成っている。その
外管6にはレーザ照射部のレーザ光入口及び出口には、
レーザ光を通す窓7,8がおかれている(CO□レーザ
の場合はKCQ、 Zn5eなど、YAGレーザの場合
はシリカガラスなど)。内管9はプラズマトーチヘッド
部1からワークコイル5上方までの間に設置され、外管
と内管との間をシースガス10が流れるようになってい
る。このシースガスはプラズマガスと同じガスを用い、
外管内壁下方に沿ってらせん状に流れ、熱プラズマの熱
から外管を守るとともに、適切な渦流を生じさせプラズ
マを安定に維持させるためのもので、内管と外管との間
に位置するプラズマトーチヘッド部に設けられた4〜6
箇所の孔11から送入される。
Next, the apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, the entire hybrid plasma laser reaction apparatus of the present invention includes a plasma torch head section 1, a laser irradiation section 2, R, F, a plasma torch section 3, It consists of a laser oscillation section 4 and a high frequency power supply section (not shown) connected to a work coil 5. The laser irradiation section 2, R, F, and plasma torch section 3 are made of double tubes made of heat-resistant and electrically insulating materials such as quartz glass and silicon nitride. In the outer tube 6, the laser beam inlet and outlet of the laser irradiation part are
Windows 7 and 8 through which the laser beam passes are provided (for example, KCQ or Zn5e for a CO□ laser, or silica glass for a YAG laser). The inner tube 9 is installed between the plasma torch head 1 and above the work coil 5, and a sheath gas 10 flows between the outer tube and the inner tube. This sheath gas uses the same gas as the plasma gas,
It flows in a spiral along the inner wall of the outer tube, protecting the outer tube from the heat of the thermal plasma, and creating an appropriate vortex to maintain the plasma stably.It is located between the inner tube and the outer tube. 4 to 6 provided on the plasma torch head to
It is fed through the hole 11 at the location.

プラズマトーチヘッド部1の中心には、プラズマガス及
び反応物質を注入する導入管12が設置され、その横に
はプラズマ点火用のタングステン棒(または炭素棒)1
3がおかれ、点火時にはワークコイル5の中心まで押し
込むことができ、点火後は引き上げることができるよう
になっている。ヘッド部lの上端部外周側には冷却用の
水冷管14が巻かれている。
At the center of the plasma torch head section 1, an introduction tube 12 for injecting plasma gas and reactants is installed, and next to it is a tungsten rod (or carbon rod) 1 for plasma ignition.
3 is placed, and can be pushed into the center of the work coil 5 during ignition, and can be pulled up after ignition. A cooling water pipe 14 is wound around the outer circumferential side of the upper end of the head portion l.

レーザ光照射部2は、窓7の外側にレーザ発振装置がお
かれ、レーザー発振部4で発振されたレーザ光はレンズ
20で適当なビーム径に絞られた後、窓7を通り、プラ
ズマトーチヘッド部中心に設置されている管12から注
入される反応物質に照射される。第2図に、このレーザ
ー照射部の横方向断面図を示す。窓7,8を熱などから
保護するために窓内側にアルゴンガス等の冷却用ガスを
吹き込むことができるように冷却用ガス導入管23が配
設されている。反応物質に吸収されなかったレーザ光は
、出口側の窓8を出てビームストッパー21で吸収され
る。レーザ光により励起・加熱された反応物質とプラズ
マガスとの混合物は、導入管12の先端からレーザによ
る炎を生じ、正確に熱プラズマの軸中心へと導かれる。
In the laser beam irradiation section 2, a laser oscillation device is placed outside a window 7, and the laser beam oscillated by the laser oscillation section 4 is narrowed down to an appropriate beam diameter by a lens 20, passes through the window 7, and is emitted by a plasma torch. The reactant injected from the tube 12 installed in the center of the head is irradiated. FIG. 2 shows a lateral sectional view of this laser irradiation section. A cooling gas introduction pipe 23 is provided so that cooling gas such as argon gas can be blown into the inside of the windows to protect the windows 7 and 8 from heat. The laser light that is not absorbed by the reactant exits through the window 8 on the exit side and is absorbed by the beam stopper 21. The mixture of reactants and plasma gas excited and heated by the laser beam generates a laser flame from the tip of the introduction tube 12, and is guided precisely to the axial center of the thermal plasma.

そして、反応物質は、プラズマガスで加熱され、生成物
すに変換される。
The reactants are then heated with plasma gas and converted to products.

R,F、プラズマトーチ部3は、外管6外側にワークコ
イル5が巻かれ、このワークコイルは高周波電源に接続
されている。プラズマ点火は、まずプラズマガスを流し
、トーチヘッド部にあるタングステン棒をワークコイル
中央に差し込み、電源を入れ、誘導加熱によりタングス
テン棒を加熱しプラズマを発生させる。プラズマ点火後
は、タングステン棒を引き上げる。また、発生した熱プ
ラズマの尾炎部へ反応物質の一部を注入できるように、
外管壁に注入管22を設けることもできる。
In the R, F, plasma torch section 3, a work coil 5 is wound around the outside of an outer tube 6, and this work coil is connected to a high frequency power source. Plasma ignition involves first flowing plasma gas, inserting the tungsten rod in the torch head into the center of the work coil, turning on the power, and heating the tungsten rod using induction heating to generate plasma. After plasma ignition, pull up the tungsten rod. In addition, some of the reactants can be injected into the tail flame of the generated thermal plasma.
It is also possible to provide an injection tube 22 in the outer tube wall.

(発明の効果) 本発明においては1. R,F、プラズマ上部に、レー
ザ光により励起・加熱された反応物質を注入することに
より、清浄な熱プラズマを得ることができるとともに、
安定なプラズマを維持し、反応物質を超高温に加熱する
ことが可能になる。そして。
(Effect of the invention) In the present invention, 1. By injecting a reactant excited and heated by laser light into the upper part of the R, F, plasma, it is possible to obtain a clean thermal plasma, and
It becomes possible to maintain a stable plasma and heat reactants to extremely high temperatures. and.

本発明で得られる生成物は、不純物を含まない高純度の
ものである。
The product obtained in the present invention is of high purity and does not contain impurities.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の詳細な説明断面図である。 第2図は、レーザ照射部の横方向断面図である。 1・・・プラズマトーチヘッド部、2・・・レーザ照射
部。 3・・・R,F、プラズマトーチ部、4・・・レーザ発
振部、5・・・ワークコイル、6・・・外管、7,8・
・・窓、9・・・内管、12・・・プラズマガスと反応
物質との混合物導入管。 特許出願人工業技術院長飯塚幸三 指定代理人 工業技術院北海道工業開発試験所長後 藤
 藤太部
FIG. 1 is a detailed sectional view of the present invention. FIG. 2 is a lateral cross-sectional view of the laser irradiation section. 1... Plasma torch head section, 2... Laser irradiation section. 3...R, F, plasma torch section, 4...laser oscillation section, 5...work coil, 6...outer tube, 7,8...
...Window, 9...Inner pipe, 12...Pipe for introducing a mixture of plasma gas and reactant. Patent applicant: Kozo Iizuka, Director of the Agency of Industrial Science and Technology; Designated representative: Director of Hokkaido Industrial Development Testing Institute, Agency of Industrial Science and Technology; Fujitabe Gofuji

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)反応物質とプラズマガスとの混合物をレーザ光で
照射し、該反応物質を励起・加熱した後、高周波誘導プ
ラズマ上部に導入することを特徴とするプラズマ反応方
法。
(1) A plasma reaction method characterized in that a mixture of a reactant and a plasma gas is irradiated with a laser beam to excite and heat the reactant, and then introduced into the upper part of a high-frequency induced plasma.
(2)外周に高周波ワークコイルを有するプラズマトー
チ部の上方にレーザ照射部を介してプラズマトーチヘッ
ド部を配設するとともに、該レーザ照射部にプラズマガ
スと反応物質との混合物導入管の先端を配置した構造を
有することを特徴とする高周波誘導プラズマ反応装置。
(2) A plasma torch head section is disposed above the plasma torch section which has a high-frequency work coil on its outer periphery through a laser irradiation section, and the tip of a mixture introduction tube of plasma gas and reactant is connected to the laser irradiation section. A high-frequency induced plasma reaction device characterized by having a structure in which
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JPH06293950A (en) * 1993-04-06 1994-10-21 Sansha Electric Mfg Co Ltd Method for surface-modifying metallic substrate

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JPS63134662A (en) * 1986-11-22 1988-06-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for synthesizing high hardness boron nitride

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