RU2499373C1 - Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда - Google Patents
Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2499373C1 RU2499373C1 RU2012122809/07A RU2012122809A RU2499373C1 RU 2499373 C1 RU2499373 C1 RU 2499373C1 RU 2012122809/07 A RU2012122809/07 A RU 2012122809/07A RU 2012122809 A RU2012122809 A RU 2012122809A RU 2499373 C1 RU2499373 C1 RU 2499373C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- dielectric tube
- power electrode
- dielectric
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для инициирования высокочастотной плазмы. Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда содержит диэлектрическую трубку, установленную в пазу диэлектрического фланца, в осевом отверстии которого размещен полый силовой электрод так, что его глухой заостренный конец расположен внутри цилиндрической диэлектрической трубки, а другой конец силового электрода размещен за пределами диэлектрической трубки и электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора. Конец силового электрода, расположенный за пределами диэлектрической трубки, снабжен двумя штуцерами. Первый штуцер, расположенный на наружном конце силового электрода, соединен с системой водоснабжения. Второй штуцер, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода, соединен с системой канализации. На силовом электроде радиально, под острым углом к его оси, установлен дополнительный электрод, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки и внешнего электрода, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки. Внешний электрод установлен на первом конце штанги, имеющем возможность перемещения параллельно оси диэлектрической трубки, а второй конец штанги, через закрепленную на ней электроизолирующую вставку, соединен с приводом. Технический результат: уменьшение напряжения, необходимого для возбуждения барьерного разряда, инициирующего высокочастотный факельный разряд. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для инициирования высокочастотной плазмы.
Известно устройство для осуществления поджига индукционного разряда в ВЧИ-плазмотроне [RU 96108559 A, МПК 6 H05H 1/46, опубл. 27.07.1998], содержащее установленный на узле подачи плазмообразующего газа и электрически изолированный от металлической разрезной разрядной камеры игнайтер, поджигающий электрод которого совместно с пневмопоршнем, имеет возможность возвратно-поступательного перемещения в направляющем пневмоцилиндре, подсоединенном к линии подвода сжатого газа. Игнайтер электрически соединен с одной и более металлическими пластинами, имеющими возможность перемещения в пространстве без касания относительно других металлических пластин, электрически соединенных с индуктором. Индукционный разряд возбуждают кратковременным введением поджигающего электрода внутрь разрядной камеры в зону индуктора.
Недостатками этого устройства являются эрозия поджигающего электрода, что ограничивает срок эксплуатации устройства, влияние поджигающего электрода на рабочую частоту генератора, необходимость использования дополнительного высоковольтного напряжения, что увеличивает минимально необходимое напряжение для возбуждения высокочастотного разряда.
Известна система формирования коронного разряда для возбуждения плазменной дуги в электрохирургической системе [US 6213999 B1, МПК 7 A61B 18/00, A61B 017/36, опубл. 10.04.2001], содержащая источник высокочастотной электрической энергии, связанные с ним рабочий и инициирующий электроды, между которыми имеется электрическая связь емкостного типа, диэлектрический барьер, расположенный между рабочим и инициирующим электродами. Поджиг плазменной дуги осуществляют путем возбуждения коронного разряда на рабочем электроде.
В этой системе повторное возбуждение коронного разряда затруднено из-за неизбежного закругления острия рабочего электрода в процессе поддержания разряда. Для возбуждения коронного разряда необходимо поддержание высоковольтного потенциала на инициирующем электроде, что увеличивает минимально необходимое напряжение для возбуждения высокочастотного разряда.
Известен источник плазмы [US 7608839 B2, МПК H01J 27/00, H01T 23/00, опубл. 27.10.2009], выбранный в качестве прототипа, содержащий заземленный внешний электрод, установленный на внешней поверхности диэлектрической трубки, силовой электрод, установленный внутри области, ограниченной диэлектрической трубкой и электрически соединенный с высокочастотным генератором. Возбуждение высокочастотного разряда осуществляют с помощью возбуждения барьерного разряда с силового электрода.
Неоптимальная конструкция силового электрода увеличивает минимально необходимое напряжение для возбуждения барьерного разряда для инициирования высокочастотного разряда.
Задачей изобретения является уменьшение напряжения, необходимого для возбуждения барьерного разряда, инициирующего высокочастотный факельный разряд.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда, также как в прототипе, содержит внешний электрод, который установлен на внешней поверхности диэлектрической трубки, силовой электрод, установленный внутри области, ограниченной диэлектрической трубкой и электрически соединенный с высокочастотным генератором.
Согласно изобретению диэлектрическая трубка установлена в пазу диэлектрического фланца, в осевом отверстии которого размещен полый силовой электрод так, что его глухой заостренный конец расположен внутри цилиндрической диэлектрической трубки, а другой конец силового электрода размещен за пределами диэлектрической трубки и электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора. Конец силового электрода, расположенный за пределами диэлектрической трубки, снабжен двумя штуцерами. Первый штуцер, расположенный на наружном конце силового электрода, соединен с системой водоснабжения. Второй штуцер, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода, соединен с системой канализации. На силовом электроде радиально, под острым углом к его оси, установлен дополнительный электрод, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки и внешнего электрода, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки. Внешний электрод установлен на одном конце штанги с возможностью перемещения параллельно оси диэлектрической трубки. Второй конец штанги, через закрепленную на ней электроизолирующую вставку, соединен с приводом.
Уменьшение величины электрического напряжения, необходимого для бесконтактного возбуждения высокочастотного факельного разряда, достигается за счет установки на силовом электроде дополнительного электрода, направленного своим заостренным концом к месту соприкосновения внешнего электрода и диэлектрического барьера. Вокруг заостренного конца дополнительного электрода образуется область с более высокой напряженностью электрического поля, чем для остальной части поверхности силового электрода. Это значительно снижает напряжение зажигания барьерного разряда и увеличивает разрядный ток.
На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства для возбуждения высокочастотного факельного разряда.
Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда содержит цилиндрическую диэлектрическую трубку 1, установленную в пазу диэлектрического фланца 2. В осевом отверстии фланца 2 размещен полый силовой электрод 3 так, что его один конец заглушен и расположен внутри диэлектрической трубки 1, а другой конец выведен за ее пределы. Конец силового электрода 3, расположенный за пределами диэлектрической трубки 1, снабжен двумя штуцерами 4 и 5. Первый штуцер 4, расположенный на торце силового электрода 3, соединен с системой водоснабжения 6 (СВ). Второй штуцер 5, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода 3, соединен с системой канализации 7 (СК). Конец силового электрода 3, расположенный за пределами диэлектрической трубки 1, электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора 8. На силовом электроде 3 радиально, под острым углом к его оси, установлен дополнительный электрод 9, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки 1 и внешнего электрода 10, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки 1. Внешний электрод 10 установлен на одном конце штанги 11, выполненной с возможностью перемещения параллельно оси диэлектрической трубки 1. Второй конец штанги 11 через закрепленную на ней электроизолирующую вставку 12 соединен с приводом 13.
Диэлектрическая трубка 1 изготовлена из кварцевого стекла. Фланец 2 выполнен из термостойкого диэлектрика, например, фторопласта. В качестве силового электрода 3 использована медная трубка. Для формирования штуцеров 4 и 5 использованы медные трубки диаметра, меньшего, чем диаметр силового электрода 3. В качестве высокочастотного генератора 8 может быть использован, например, ВЧГ-2/4 (4 кВт, 17 МГц). Дополнительный электрод 9 представляет собой медный стержень. Внешний электрод 10 изготовлен из листа латуни, загнутого по цилиндрической поверхности. Подвижная штанга 11 представляет собой стальной стержень. В качестве материала для электроизолирующей вставки 12 может быть использован фторопласт. В качестве привода 13 использован шаговый электродвигатель MOTS 1 (12 В, 32 мА).
При работе устройства для возбуждения высокочастотного факельного разряда непрерывно подают воду в силовой электрод 3 через штуцер 4 из системы водоснабжения 6 (СВ) и сливают воду из силового электрода 3 через штуцер 5 в систему канализации 7 (СК). Включают привод 13, приближают внешний электрод 10 к наружной поверхности диэлектрической трубки 1 и соответственно к дополнительному электроду 9, расположенному на силовом электроде 3 внутри объема, ограниченного диэлектрической трубкой 1. С помощью высокочастотного генератора 8 подают высокочастотное напряжение на силовой 3 и дополнительный 9 электроды. За счет емкостной связи между силовым электродом 3 и внешним электродом 10 осуществляют электрический пробой промежутка между внешним электродом 10 и заостренным концом дополнительного электрода 9 и возбуждают барьерный разряд между дополнительным электродом 9 и внутренней поверхностью диэлектрической трубки 1. С помощью привода 13 внешний электрод 10 перемещают параллельно оси диэлектрической трубки 1 в направлении формирования плазменного потока. Этим переносят барьерный разряд с заостренного конца дополнительного электрода 9 на силовой электрод 3. С помощью барьерного разряда возбуждают высокочастотный факельный разряд с силового электрода 3.
Эксперименты показали, что напряжение, необходимое для возбуждения барьерного разряда между дополнительным электродом 9 и внутренней поверхностью диэлектрической трубки 1, снижается с уменьшением радиуса кривизны заостренного конца дополнительного электрода 9. В экспериментах использовались дополнительные электроды с различными радиусами кривизны заостренного конца. Внешний диаметр диэлектрической трубки 1 составлял 60 мм. Толщина стенки диэлектрической трубки 1 составляла 3 мм. Результаты представлены в таблице 1.
Таким образом, уменьшено напряжение, необходимое для возбуждения барьерного разряда в устройстве для возбуждения высокочастотного факельного разряда.
| Таблица 1 | ||||||
| Rкр, мм | 0,055 | 0,13 | 0,25 | 0,4 | 0,515 | 0,65 |
| Uбар, кВ | 2,4 | 2,84 | 3,25 | 3,4 | 3,64 | 3,75 |
Claims (1)
- Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда, содержащее внешний электрод, который установлен на внешней поверхности диэлектрической трубки, силовой электрод, установленный внутри области, ограниченной диэлектрической трубкой и электрически соединенный с высокочастотным генератором, отличающееся тем, что диэлектрическая трубка установлена в пазу диэлектрического фланца, в осевом отверстии которого размещен полый силовой электрод так, что его глухой заостренный конец расположен внутри цилиндрической диэлектрической трубки, а другой конец силового электрода размещен за пределами диэлектрической трубки и электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора, при этом конец силового электрода, расположенный за пределами диэлектрической трубки, снабжен двумя штуцерами, причем первый штуцер, расположенный на наружном конце силового электрода, соединен с системой водоснабжения, а второй штуцер, ориентированный перпендикулярно оси силового электрода, соединен с системой канализации, на силовом электроде радиально под острым углом к его оси установлен дополнительный электрод, конец которого заострен и направлен к месту соприкосновения диэлектрической трубки и внешнего электрода, который своей вогнутой стороной охватывает часть внешней поверхности диэлектрической трубки, внешний электрод установлен на одном конце штанги с возможностью перемещения параллельно оси диэлектрической трубки, а другой конец штанги через закрепленную на ней электроизолирующую вставку соединен с приводом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122809/07A RU2499373C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122809/07A RU2499373C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2499373C1 true RU2499373C1 (ru) | 2013-11-20 |
Family
ID=49710233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012122809/07A RU2499373C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2499373C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633707C2 (ru) * | 2016-04-07 | 2017-10-17 | Евгений Владимирович Беспала | Устройство для генерации плазмы высокочастотного разряда |
| RU2713214C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-02-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Устройство для возбуждения факельного разряда |
| RU2717841C1 (ru) * | 2019-10-15 | 2020-03-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Коллинеарный электрод |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU96108559A (ru) * | 1996-04-23 | 1998-07-27 | В.И. Мазин | Способ поджига индукционного разряда в вчи-плазмотроне и устройство для его осуществления |
| RU2127220C1 (ru) * | 1997-11-10 | 1999-03-10 | Александр Александрович Луканин | Озонатор и генератор озона |
| US6126779A (en) * | 1996-11-28 | 2000-10-03 | Aea Technology Plc | Plasma gas processing |
| US6213999B1 (en) * | 1995-03-07 | 2001-04-10 | Sherwood Services Ag | Surgical gas plasma ignition apparatus and method |
| US7608839B2 (en) * | 2005-08-05 | 2009-10-27 | Mcgill University | Plasma source and applications thereof |
-
2012
- 2012-06-01 RU RU2012122809/07A patent/RU2499373C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6213999B1 (en) * | 1995-03-07 | 2001-04-10 | Sherwood Services Ag | Surgical gas plasma ignition apparatus and method |
| RU96108559A (ru) * | 1996-04-23 | 1998-07-27 | В.И. Мазин | Способ поджига индукционного разряда в вчи-плазмотроне и устройство для его осуществления |
| US6126779A (en) * | 1996-11-28 | 2000-10-03 | Aea Technology Plc | Plasma gas processing |
| RU2127220C1 (ru) * | 1997-11-10 | 1999-03-10 | Александр Александрович Луканин | Озонатор и генератор озона |
| US7608839B2 (en) * | 2005-08-05 | 2009-10-27 | Mcgill University | Plasma source and applications thereof |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633707C2 (ru) * | 2016-04-07 | 2017-10-17 | Евгений Владимирович Беспала | Устройство для генерации плазмы высокочастотного разряда |
| RU2713214C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-02-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Устройство для возбуждения факельного разряда |
| RU2717841C1 (ru) * | 2019-10-15 | 2020-03-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Коллинеарный электрод |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1777347A (zh) | 产生低温等离子体的电晕耦合介质阻挡放电装置 | |
| CN204827767U (zh) | 点火装置和点火系统 | |
| US8468992B2 (en) | Igniter for igniting a fuel/air mixture in a combustion chamber, in particular in an internal combustion engine, by creating a corona discharge | |
| RU2499373C1 (ru) | Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда | |
| CN108322983B (zh) | 浮动电极增强介质阻挡放电弥散等离子体射流发生装置 | |
| JP2010541167A5 (ru) | ||
| TWI400010B (zh) | 形成電漿之裝置及方法 | |
| CN103061950A (zh) | 电晕点火装置 | |
| JP2016130512A (ja) | 点火方法、及び点火システム | |
| CN111278206B (zh) | 一种介质阻挡放电串联微波放电的等离子体发生装置 | |
| WO2016084772A1 (ja) | 点火ユニット、点火システム、及び内燃機関 | |
| KR20120041475A (ko) | 노즐 구조에 의한 상압 플라즈마 토치 발생장치 | |
| RU2270491C2 (ru) | Высокочастотный источник электронов, в частности нейтрализатор | |
| CN116170931A (zh) | 一种基于dbd的增强放电功率的设备和方法 | |
| RU2003110016A (ru) | Высокочастотный источник электронов, в частности нейтрализатор | |
| CN109104808A (zh) | 一种长使用寿命的新型微波等离子体激发装置 | |
| CN115297602A (zh) | 等离子体发热结构及等离子体雾化装置 | |
| CN208836438U (zh) | 一种长使用寿命的新型微波等离子体激发装置 | |
| JP2004221019A (ja) | 大気圧下でマイクロ波プラズマを点火する方法および装置 | |
| JP6261100B2 (ja) | 大気圧誘導結合プラズマ装置 | |
| RU2398328C2 (ru) | Способ ионизации газа | |
| CN106972239B (zh) | 一种新型等离子体天线及使用方法 | |
| JPWO2016108283A1 (ja) | 点火システム、及び内燃機関 | |
| KR102423771B1 (ko) | 하이브리드 플라즈마 장치 | |
| RU2717841C1 (ru) | Коллинеарный электрод |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140602 |