RU2370924C2 - Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы - Google Patents
Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370924C2 RU2370924C2 RU2007139572/06A RU2007139572A RU2370924C2 RU 2370924 C2 RU2370924 C2 RU 2370924C2 RU 2007139572/06 A RU2007139572/06 A RU 2007139572/06A RU 2007139572 A RU2007139572 A RU 2007139572A RU 2370924 C2 RU2370924 C2 RU 2370924C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- anode
- sections
- cathode
- plasma
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для создания низкотемпературной неравновесной плазмы при атмосферном давлении и может быть использовано при создании плазмохимических источников, активирующих при атмосферном давлении газовую среду и поверхности различных материалов. Электродная система в газоразрядной камере содержит секционированные анод и катод для создания стационарного разряда в поперечном потоке газа. Секции анода выполнены в форме тонких пластин. Секции катода выполнены в форме тонких игл, ориентированных перпендикулярно потоку и расположенных в плоскости, касающейся нижней по потоку границы анодных секций. Расстояние между катодными секциями не превышает межэлектродное расстояние. Изобретение позволяет создать вне зоны разряда холодную (близкую к комнатной температуре) плазменную струю, длина которой зависит от вида газа, скорости ее потока и мощности разряда. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области генерации неравновесной низкотемпературной плазмы при атмосферном давлении и может быть использовано при создании плазмохимических источников, активирующих при атмосферном давлении газовую среду и поверхности различных материалов.
Изобретение направлено на получение генерации неравновесной плазмы в свободном пространстве за счет создания холодных (близких к комнатной температуре) и длинных плазменных струй в разных газах, способных химически активировать при атмосферном давлении газовые среды и поверхности термически нестойких материалов.
Одним из эффективных способов плазмохимической активации газов при атмосферном давлении (например, с целью их очистки от вредных примесей) является пропускание газовых потоков через газоразрядную камеру. При этом в плазме происходит возбуждение и диссоциация газообразных соединений вплоть до формирования различных радикалов и образование безвредных, легко утилизируемых веществ.
Наиболее распространенная форма газоразрядной камеры (аналог), используемой для создания неравновесной плазмы в газовых потоках, - цилиндрическая или прямоугольная; стенки камеры, а также расположенный по оси стержень являются электродами (патент США №4695358, кл. С01В 17/60, 1987). Известно также устройство, содержащее камеру (электрохимический реактор), в которой газ прокачивают между рядом штырей-электродов (катодом) и плоским анодом (патент США №4657738, кл. В01J 19/08, 1987).
Общим недостатком известных устройств является низкая производительность вследствие невысокого удельного энерговклада в обрабатываемый газ и, как следствие, малая скорость прокачки газа.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности (прототипом) является устройство газоразрядной камеры, содержащей штыревые катоды и плоский анод из токопроводящего материала с отверстиями на поверхности, выполненными в виде сферических, соприкасающихся друг с другом лунок, расположенных соосно с катодами в шахматном порядке (патент RU 2105439 Н05Н 1/24, В01D 53/32, 1996). Размеры камеры вдоль потока и расстояние от электродной системы до выходного отверстия намного превышают межэлектродное расстояние. Неравновесная низкотемпературная плазма находится в межэлектродном промежутке внутри камеры, и, соответственно, обрабатываемые материалы также должны размещаться в межэлектродном зазоре внутри камеры. Такое расположение обрабатываемого материала зачастую приводит к его электрическому пробою и механическому повреждению.
Недостатком известного устройства камеры является невозможность создания неравновесной плазмы в свободном пространстве.
Техническим результатом изобретения является создание неравновесной плазмы в свободном пространстве за счет формирования холодных (близких к комнатной температуре) и длинных плазменных струй в разных газах, способных химически активировать при атмосферном давлении газовые среды и поверхности термически нестойких материалов. Для достижения этого технического результата предложено усовершенствовать известную газоразрядную камеру для создания низкотемпературной неравновесной плазмы при атмосферном давлении, содержащую электродную систему из штыревых катодов и секций анода с протоком газа в межэлектродном промежутке. Усовершенствование заключается в том, что электроды установлены в камере таким образом, что их межэлектродные промежутки расположены на выходе газового потока из камеры, при этом секции анода выполнены в виде пластин, катодные штыри расположены напротив анода со стороны кромки анодных пластин, обращенной к выходу камеры, а расстояние между катодными секциями не превышает межэлектродное расстояние.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана общая схема газоразрядной камеры.
Газоразрядная камера выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда, содержащего диэлектрические стенки 1, внутри которых размещена электродная система из секционированных катода 2 и анода 3, нагруженных на балластные сопротивления 4. Секции анода выполнены в форме тонких пластин. Площадь анодных секций определяется сортом плазмообразующего газа. Секции катода выполнены в форме штырей или тонких игл, ориентированных перпендикулярно потоку и расположенных в плоскости, касающейся нижней по потоку границы анодных секций. Электроды установлены в камере таким образом, что их межэлектродные промежутки расположены непосредственно на выходе газового потока из камеры. Расстояние между катодными секциями не превышает межэлектродное расстояние. При подаче на клемму 5 высокого электрического напряжения между катодом и анодом формируется газовый разряд, плазма 6 которого выносится потоком из полости камеры.
Газоразрядная камера имеет не показанные на чертеже присоединения к газодинамической системе, позволяющей производить прокачку плазмообразующего газа при различных скоростях потока.
Газоразрядная камера работает следующим образом. Газ при атмосферном давлении поступает в пространство между катодом и анодом, где подачей на электроды высокого электрического напряжения 15 - 35 кВ возбуждается газовый разряд. 3а счет большой скорости газового потока, варьируемой в пределах 30-70 м/с, и особенностей геометрии предлагаемой конструкции электродной системы газоразрядная плазма выносится из межэлектродного промежутка, что приводит к выносу плазмы из полости камеры в свободное пространство.
Claims (1)
- Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы при атмосферном давлении, содержащая электродную систему из штыревых катодов и секций анода с протоком газа в межэлектродном промежутке, отличающаяся тем, что электроды установлены в камере таким образом, что их межэлектродные промежутки расположены на выходе газового потока из камеры, при этом секции анода выполнены в виде пластин, катодные штыри расположены напротив анода со стороны кромки анодных пластин, обращенной к выходу камеры, а расстояние между катодными секциями не превышает межэлектродное расстояние.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139572/06A RU2370924C2 (ru) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139572/06A RU2370924C2 (ru) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007139572A RU2007139572A (ru) | 2009-05-10 |
RU2370924C2 true RU2370924C2 (ru) | 2009-10-20 |
Family
ID=41019413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007139572/06A RU2370924C2 (ru) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2370924C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633705C1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Способ получения плазменной струи и устройство для его осуществления |
RU2638569C1 (ru) * | 2016-08-02 | 2017-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Способ стерилизации газоразрядной плазмой атмосферного давления и устройство для его осуществления |
RU2705791C1 (ru) * | 2019-02-26 | 2019-11-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Источник неравновесной аргоновой плазмы на основе объемного тлеющего разряда атмосферного давления |
RU2733786C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-10-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Устройство для возбуждения разряда в импульсно-периодическом газовом лазере |
RU2751547C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2021-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Газоразрядное устройство для обработки плазмой при атмосферном давлении поверхности биосовместимых полимеров |
RU2764165C1 (ru) * | 2021-05-31 | 2022-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Устройство для получения плазменной струи |
-
2007
- 2007-10-26 RU RU2007139572/06A patent/RU2370924C2/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633705C1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Способ получения плазменной струи и устройство для его осуществления |
RU2638569C1 (ru) * | 2016-08-02 | 2017-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Способ стерилизации газоразрядной плазмой атмосферного давления и устройство для его осуществления |
RU2705791C1 (ru) * | 2019-02-26 | 2019-11-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Источник неравновесной аргоновой плазмы на основе объемного тлеющего разряда атмосферного давления |
RU2733786C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-10-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Устройство для возбуждения разряда в импульсно-периодическом газовом лазере |
RU2751547C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2021-07-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук | Газоразрядное устройство для обработки плазмой при атмосферном давлении поверхности биосовместимых полимеров |
RU2764165C1 (ru) * | 2021-05-31 | 2022-01-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Устройство для получения плазменной струи |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007139572A (ru) | 2009-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2370924C2 (ru) | Газоразрядная камера для создания низкотемпературной неравновесной плазмы | |
Hensel et al. | DC microdischarges inside porous ceramics | |
KR101891438B1 (ko) | 수처리용 글로우 플라즈마 반응장치 및 그 작동방법 | |
KR101933258B1 (ko) | 다공질 유전체를 포함하는 플라즈마 발생원 | |
CN202524634U (zh) | 介质阻挡放电增强型低温等离子体电刷发生装置 | |
US7771673B2 (en) | Plasma generating electrode and plasma reactor | |
CN101228288A (zh) | 注射型等离子体处理设备和方法 | |
KR101942139B1 (ko) | 분말 플라즈마 처리 장치 | |
CN102065626B (zh) | 大气压低温等离子体电刷发生装置及其阵列组合 | |
TW202005479A (zh) | 活性氣體產生裝置 | |
JP2009505342A (ja) | プラズマ発生装置及びプラズマ発生方法 | |
CN107979907B (zh) | 大气压介质阻挡放电增强型直流交替电极低温等离子体射流阵列 | |
JP6072007B2 (ja) | 表面プラズマを用いてガスを処理するためのデバイス | |
JP3580294B2 (ja) | 沿面放電電極およびこれを用いたガス処理装置、ガス処理方法 | |
KR100725045B1 (ko) | 상압 플라즈마 발생장치 | |
KR101664541B1 (ko) | 저온 상압 플라즈마 제트 장치 | |
JP2007265932A (ja) | リモート式プラズマ処理装置 | |
JP2005313108A (ja) | 誘電体 | |
KR100420129B1 (ko) | 다중전극 배열을 이용한 플라즈마 표면처리장치 | |
WO2023019083A1 (en) | Methods and apparatus for generating atmospheric pressure, low temperature plasma | |
KR101692218B1 (ko) | 휘발성 유기 화합물 제거용 유전체 장벽 플라즈마 반응 장치 및 이를 이용한 휘발성 유기 화합물의 제거방법 | |
RU2642798C1 (ru) | Разрядная камера для проведения плазмохимических реакций | |
KR20180095216A (ko) | 미반응 가스 처리를 위한 고전압 진공 플라즈마 반응 장치 | |
CN109289457B (zh) | 一种利用磁场加强刀片滑动弧的温室气体转化装置及方法 | |
RU2396369C2 (ru) | Способ обработки термически нестойких материалов холодной плазменной струей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20161227 |