[發明專利]一種火花放電自激勵噴射等離子體產生裝置

有效

• 申請號: 201410225853.5
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN104023461A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 劉軒東;劉善紅;張喬根;鐵維昊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H05H1/26
• 分類號: H05H1/26
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳;張波濤

技術領域

本發明涉及噴射等離子體產生裝置技術領域，特別涉及一種火花放電自激勵高速噴射等離子體產生裝置。

背景技術

大氣壓等離子體射流是目前國際上等離子體應用領域的研究熱點。由于其能夠在開放空間、而不是如傳統放電僅在放電間隙內產生等離子體，使得其在材料表面改性、食品存儲、廢氣廢水處理等眾多領域尤其是生物醫學方面具有廣泛的應用。

目前，大氣壓等離子體射流產生裝置主要采用介質阻擋放電(Dielectric?Barrier?Discharge，DBD)、類介質阻擋放電(DBD-like)和單個電極放電的形式，通過吹氣的方式將放電產生的等離子體帶離放電間隙形成等離子體射流。工作氣體主要包括惰性氣體(如氦氣、氬氣)、氮氣和空氣等，射流的長度從幾mm到十幾cm，射流的氣體溫度從幾百℃到常溫。但是這幾種等離子體射流產生裝置都存在以下幾個問題：一是需要外部吹氣，裝置結構復雜，體積大，攜帶不便；二是施加電壓較低，產生的等離子體射流速度小，活性低。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述一個或多個技術問題，本發明公開了一種火花放電自激勵噴射等離子體產生裝置，所述裝置包括至少一微型放電腔，所述放電腔設有一噴孔，其特征在于，所述裝置通過施加脈沖高壓在微型放電腔內發生火花放電產生帶電粒子，并在所述放電腔內瞬間升高的氣壓作用下，從放電腔的噴孔處噴射等離子體。

該裝置采用火花放電的形式，能夠在沒有外部吹氣的條件下、在瞬間升高的氣壓的作用下產生高速噴射的等離子體。所述的噴射等離子體產生裝置由于采用火花放電的形式，施加脈沖電壓較高，等離子體獲得的初始能量較大，導致等離子體噴射速度大，活性高，可適用于常壓、高壓環境。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進一步說明。

圖1是本發明的一個實施例所示意的噴射等離子體產生裝置的整體裝配圖。

圖中，1.板電極，2.環電極，3.針電極，4.高分子化合物絕緣環，5.噴射孔，6.微型放電腔，7.螺孔，8.為與7相對應螺孔。

具體實施方式

以下，結合附圖詳細說明本發明一種火花放電自激勵噴射等離子體產生裝置的實現。

在一個實施例中，本發明公開了一種火花放電自激勵噴射等離子體產生裝置，所述裝置包括至少一微型放電腔，所述放電腔設有一噴孔，所述裝置通過施加脈沖高壓在微型放電腔內發生火花放電產生帶電粒子，并在所述放電腔內瞬間升高的氣壓作用下，從放電腔的噴孔處噴射等離子體。

就上述實施例而言，通過施加脈沖高壓來引起火花放電，釋放出大量氣體分子，導致放電腔內氣壓急劇升高，在氣壓的作用下將等離子體帶離放電腔，形成噴射等離子體，從而不需要外部吹氣。同時，放電腔內部采用火花放電的形式，提高了間隙的放電電壓，使產生的噴射等離子體獲得更大的初始能量，發展速度大，活性高。

在另一個實施例中，所述大量帶電粒子還在局部增強的電場的作用下，進一步加速所述等離子體的噴射速度。這樣的話，與前述實施例相比，增加了附加的增強電場的約束能力。

在另一個實施例中，所述裝置的氣體介質為如下三種氣體中任一或者其任意混合：空氣、N₂、SF₆。任意混合可以是其中兩兩混合，也可以是三者混合，也可以是不同混合比例。進一步的，所述裝置可以工作在常壓(指氣壓)環境，也可以工作在高壓環境。

在另一個實施例中，如圖1所示，該噴射等離子體產生裝置，包括上層板電極(1)、下層高分子化合物絕緣環(4)、和針電極(3)，所述放電腔具有一個噴孔，所述裝置從放電腔的噴孔處噴射等離子體；且：所述噴孔位于上層，上層為接地的板電極，下層為圓筒形高分子化合物絕緣環且下層密封安裝有正對噴孔的針電極；所述裝置通過在針電極處施加脈沖高壓使得微型放電腔內發生火花放電。

對于該實施例而言，放電腔內放電沿著針電極和板電極之間絕緣環表面進行，由于該微型放電腔內的火花放電，使得其中釋放出大量氣體分子，導致放電腔內氣壓急劇升高，在氣壓的作用下將等離子體帶離放電腔，形成噴射等離子體，從而不需要外部吹氣，簡化了裝置結構。

優選的，所述上下兩層通過金屬螺栓緊固。

優選的，在另一個實施例中，板電極呈圓板形結構。容易理解的，板電極也可以是其他正多邊形。