RU124105U1

RU124105U1 - MICROWAVE PLASMATRON

Info

Publication number: RU124105U1
Application number: RU2012135708/07U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Давыдов; Сергей Иванович Грицинин; Игорь Антонович КОССЫЙ
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Плазма-Про"
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2013-01-10

Abstract

1. Микроволновый плазматрон, характеризующийся тем, что содержит источник микроволнового излучения, систему передачи излучения, коаксиальный тракт транспортировки излучения, внешний и внутренний электроды, резонаторы, узел подачи газа и узел подачи воды, при этом один резонатор выполнен прямоугольным и размещен между магнетроном и системой передачи излучения, второй резонатор выполнен коаксиальным и составляет часть коаксиального тракта, другую часть которого составляет внешний электрод, причем внутренний электрод выведен в коаксиальный тракт, выполняя функцию газоподводящей трубки, при этом длина внешнего электрода превышает длину внутреннего электрода, а система подачи воды установлена на входе внутреннего электрода.2. Микроволновый плазматрон по п.1, характеризующийся тем, что система подачи воды расположена непосредственно на входе внутреннего электрода и выполнена в виде небулайзера и позволяет подавать воду в виде аэрозоля непосредственно во внутренний электрод.1. A microwave plasmatron, characterized in that it contains a microwave source, a radiation transmission system, a coaxial radiation transport path, external and internal electrodes, resonators, a gas supply unit and a water supply unit, wherein one resonator is rectangular and placed between the magnetron and the system radiation transmission, the second resonator is made coaxial and forms part of the coaxial path, the other part of which is the external electrode, and the internal electrode is brought into the coaxial the path, acting as a gas supply tube, while the length of the external electrode exceeds the length of the internal electrode, and the water supply system is installed at the inlet of the internal electrode. 2. The microwave plasmatron according to claim 1, characterized in that the water supply system is located directly at the inlet of the internal electrode and is made in the form of a nebulizer and allows you to supply water in the form of an aerosol directly to the internal electrode.

Description

Полезная модель относится к устройствам для генерации микроволновых плазменных факелов с целью углекислотной и паровой и комбинированной конверсии углеводородных газов в синтез-газ.The utility model relates to devices for generating microwave plasma torches for the purpose of carbon dioxide and steam and combined conversion of hydrocarbon gases into synthesis gas.

Известен микроволновый плазматрон, содержащий источник микроволнового излучения, систему передачи излучения, коаксиальный тракт транспортировки излучения с внешним и внутренним электродами (RU 83682 U1, 10.02.2009).Known microwave plasmatron containing a source of microwave radiation, a radiation transmission system, a coaxial path for transporting radiation with external and internal electrodes (RU 83682 U1, 02/10/2009).

Недостатком известного решения являются большие габариты и высокая стоимость устройства. Кроме того в этом устройстве невозможно осуществление углекислотной и паровой и комбинированной конверсии метана в синтез-газ.A disadvantage of the known solution is the large size and high cost of the device. In addition, in this device it is impossible to carry out carbon dioxide and steam and combined conversion of methane into synthesis gas.

Техническим результатом предложения является расширение функциональной возможности. Кроме того техническим результатом предложенного решения является возможность получения водородсодержащего газа из смеси углеводородных газов с углекислым газом и водяным аэрозолем с помощью простого в изготовлении и не включающего дорогостоящих механических и электронных устройств.The technical result of the proposal is the expansion of functionality. In addition, the technical result of the proposed solution is the possibility of obtaining a hydrogen-containing gas from a mixture of hydrocarbon gases with carbon dioxide and water aerosol using a simple to manufacture and not including expensive mechanical and electronic devices.

Технический результат достигается тем, что микроволновый плазматрон содержит источник микроволнового излучения, систему передачи излучения, коаксиальный тракт транспортировки излучения, внешний и внутренний электроды, резонаторы, узел подачи газа и узел подачи воды, при этом один резонатор выполнен прямоугольным и размещен между магнетроном и системой передачи излучения, второй резонатор выполнен коаксиальным и составляет часть коаксиального тракта, другую часть которого составляет внешний электрод, причем внутренний электрод выведен в коаксиальный тракт, выполняя функцию газоподводящей трубки, при этом длина внешнего электрода превышает длину внутреннего электрода, а система подачи воды установлена на входе внутреннего электрода.The technical result is achieved in that the microwave plasmatron contains a microwave radiation source, a radiation transmission system, a coaxial radiation transport path, external and internal electrodes, resonators, a gas supply unit and a water supply unit, while one resonator is made rectangular and placed between the magnetron and the transmission system radiation, the second resonator is made coaxial and forms part of the coaxial path, the other part of which is the external electrode, and the inner electrode denned to the coaxial path, acting as a gas supply tube, while the length of the external electrode exceeds the length of the internal electrode, and the water supply system is installed at the inlet of the internal electrode.

Система подачи воды может быть расположена непосредственно на входе внутреннего электрода и выполнена в виде небулайзера, что позволяет подавать воду в виде аэрозоля непосредственно во внутренний электрод.The water supply system can be located directly at the inlet of the internal electrode and is made in the form of a nebulizer, which allows you to supply water in the form of an aerosol directly to the internal electrode.

На чертеже представлен микроволновой плазматрон.The drawing shows a microwave plasmatron.

Устройство содержит прямоугольный резонатор 1, коаксиальный резонатор внешний электрод 2, продолжение внешнего электрода коаксиального волновода сетку 3, рабочую камеру 4, смотровые окна 5, плазму микроволнового разряда 6, магнетрон 7, устройство подачи воды 8 (небулайзер ультразвукового или компрессорного типа).The device contains a rectangular resonator 1, a coaxial resonator, an external electrode 2, a continuation of the external electrode of a coaxial waveguide grid 3, a working chamber 4, viewing windows 5, microwave discharge plasma 6, magnetron 7, a water supply device 8 (ultrasonic or compressor type nebulizer).

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Рабочий газ подается через центральный электрод. На входе центрального электрода находится система подачи воды, которая в виде водного аэрозоля поступает в центральный электрод. При включении системы питания магнетрона 7 на выходе сопла получают плазменный факел 6.The working gas is supplied through the central electrode. At the entrance of the central electrode is a water supply system, which in the form of a water aerosol enters the central electrode. When you turn on the power system of the magnetron 7 at the exit of the nozzle receive a plasma torch 6.

После запуска магнетрона 7 микроволновое излучение начинает накапливаться в системе прямоугольный резонатор - коаксиальный тракт.По мере работы магнетрона и накопления микроволновой энергии напряженность поля на конце сопла возрастает и, в некоторый момент времени, достигает пробойной величины. При этом на конце сопла в струе рабочего газа образуется пробой и формируется область газоразрядной плазмы. Эта плазма, в силу своей высокой проводимости, фактически становится продолжением внутреннего электрода коаксиальной линии, и электромагнитная волна теперь может распространяться дальше по коаксиалу, до конца области, занятой плазмой, где вновь обеспечиваются пробойные условия для прилегающей области. Таким образом, в струе рабочего газа формируется плазменный факел, длина которого может достигать десятков сантиметров. Поскольку даже при не очень мощных магнетронах напряженность электрического поля на конце сопла за счет накопления микроволновой энергии в коаксиальном резонаторе может достигать значительной величины, возможна работа устройства в широком спектре газов и их смесей.After the start of magnetron 7, microwave radiation begins to accumulate in the rectangular resonator - coaxial path system. As the magnetron operates and microwave energy is accumulated, the field strength at the end of the nozzle increases and, at some point in time, reaches the breakdown value. In this case, a breakdown is formed at the end of the nozzle in the jet of working gas and a region of gas-discharge plasma is formed. This plasma, by virtue of its high conductivity, actually becomes a continuation of the internal electrode of the coaxial line, and the electromagnetic wave can now propagate further along the coaxial, to the end of the region occupied by the plasma, where breakdown conditions for the adjacent region are again ensured. Thus, a plasma torch is formed in the working gas stream, the length of which can reach tens of centimeters. Since even with not very powerful magnetrons, the electric field at the end of the nozzle due to the accumulation of microwave energy in the coaxial resonator can reach a significant value, the device can operate in a wide range of gases and their mixtures.

Предлагаемая полезная модель позволяет получать водородсодержащий газ из смеси углеводородных газов с углекислым газом и водяным аэрозолем с помощью простого в изготовлении и не включающего дорогостоящих механических и электронных устройств. Данный способ подачи воды в плазменный факел позволяет отказаться от прогрева внутреннего электрода микроволнового факела.The proposed utility model allows to obtain a hydrogen-containing gas from a mixture of hydrocarbon gases with carbon dioxide and water aerosol using a simple to manufacture and not including expensive mechanical and electronic devices. This method of supplying water to the plasma torch allows you to abandon the heating of the internal electrode of the microwave torch.

Claims

1. A microwave plasmatron, characterized in that it contains a microwave source, a radiation transmission system, a coaxial radiation transport path, external and internal electrodes, resonators, a gas supply unit and a water supply unit, wherein one resonator is rectangular and placed between the magnetron and the system radiation transmission, the second resonator is made coaxial and forms part of the coaxial path, the other part of which is the external electrode, and the internal electrode is brought into the coaxial the path, acting as a gas supply tube, while the length of the external electrode exceeds the length of the internal electrode, and the water supply system is installed at the inlet of the internal electrode.

2. The microwave plasmatron according to claim 1, characterized in that the water supply system is located directly at the inlet of the internal electrode and is made in the form of a nebulizer and allows you to supply water in the form of an aerosol directly to the internal electrode.