[實(shí)用新型]一種加速射流發(fā)生裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420502682.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204014247U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林麒;郝明;劉汝兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H05H1/54
• 分類(lèi)號(hào): H05H1/54
• 代理公司: 廈門(mén)南強(qiáng)之路專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于等離子體放電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種射流發(fā)生裝置，尤其是涉及一種加速射流發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

大氣壓等離子體射流是近年來(lái)逐漸興起的一種新等離子體放電技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)外等離子體科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

美國(guó)的約翰-霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室于2003年提出了一種等離子體射流激勵(lì)器。該激勵(lì)器由含內(nèi)置電極的密閉非金屬腔體和出口小孔組成，其中出口是在腔壁上開(kāi)的一個(gè)小孔。工作時(shí)，其陽(yáng)極和陰極接通高壓脈沖電源，在密閉腔體中放電造成腔內(nèi)氣體升溫膨脹增壓迫使氣體從唯一的出口向外擠出，從而形成射流。

中國(guó)專(zhuān)利CN103501572A公開(kāi)一種射流式等離子體激勵(lì)器，由具有通孔的石英玻璃管和從其兩端插入的電極構(gòu)成，玻璃管的一端具有一組射流出口，射流出口為小型圓孔。其工作原理與約翰-霍普金斯大學(xué)的激勵(lì)器相同，利用正電極條對(duì)負(fù)電極條進(jìn)行高壓脈沖電弧放電，使石英玻璃管內(nèi)空氣溫度突然升高，氣體膨脹，在石英管出口處形成射流。

現(xiàn)有的通過(guò)腔內(nèi)放電產(chǎn)生合成射流的激勵(lì)器一般都是在腔體壁上開(kāi)孔作為射流出口，沒(méi)有對(duì)出口的結(jié)構(gòu)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)。由于激勵(lì)器(如玻璃管)的腔體壁厚的限制，射流出口通道很短，難以獲得速度較大、能量較集中的射流。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供可獲得速度較大、能量較集中射流的一種加速射流發(fā)生裝置。

本實(shí)用新型設(shè)有管體、射流噴嘴、陰電極、陽(yáng)電極和高壓脈沖電源；

射流噴嘴設(shè)于管體上，且與管體內(nèi)腔相通，陰電極和陽(yáng)電極分別插入管體內(nèi)腔的一端并與管體端部密封固連，陰電極和陽(yáng)電極與高壓脈沖電源輸出端電連接。

所述管體最好為短圓柱形管體，管體的壁厚最好≥0.5mm，內(nèi)徑≥5mm，長(zhǎng)度≥10mm，可根據(jù)需要決定。所述管體的兩端直徑最好呈縮徑狀，這樣便于電極密封固連。管體的兩端開(kāi)口的直徑可為3mm。

所述射流噴嘴的流道最好呈由內(nèi)端向外端逐漸收縮的形狀；或呈由內(nèi)端向外端先逐漸收縮，再逐漸擴(kuò)張的形狀；射流噴嘴的流道長(zhǎng)度可為5～10mm。

所述陰電極和陽(yáng)電極最好采用多芯耐高溫導(dǎo)線(xiàn)，分別從容器兩端開(kāi)孔插入腔體并與容器密封固連。所述陰電極與陽(yáng)電極在管體腔內(nèi)的間隔距離最好≥5mm。

所述管體和射流噴嘴均為絕緣體，優(yōu)選玻璃或陶瓷。

所述高壓脈沖電源的優(yōu)選參數(shù)可為：輸出電壓0～50kV，頻率50～400Hz，脈沖調(diào)制頻率10～1000Hz，脈沖調(diào)制占空比5％～20％；高壓脈沖電源可采用市售產(chǎn)品或定制。

本實(shí)用新型是一種大氣壓放電產(chǎn)生合成射流的裝置。當(dāng)在陰、陽(yáng)電極之間加載高壓脈沖時(shí)，兩電極間發(fā)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生等離子體，同時(shí)釋放大量熱量，使腔內(nèi)溫度驟升，氣體膨脹、壓力驟增，從射流噴嘴向腔體外擠出，形成射流。射流的速度與放電后腔內(nèi)的壓力有關(guān)。若腔內(nèi)壓力不是很高，向外噴出的射流速度為亞音速，則采用收縮式通道的噴嘴，氣體經(jīng)過(guò)射流噴嘴的收縮段加速后從出口噴出。若腔內(nèi)壓力足夠高，則采用收縮-擴(kuò)張式通道的噴嘴，向外噴出的氣體速度經(jīng)過(guò)形似拉瓦爾噴管的噴嘴加速，從而形成高速射流。放電產(chǎn)生射流后，腔體內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，容器吸氣使內(nèi)外壓力平衡，完成一個(gè)放電-射流循環(huán)。然后在高壓脈沖電源作用下，再次放電，再次形成合成射流，如此往復(fù)循環(huán)獲得連續(xù)的射流。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)是：

1、所述加速射流發(fā)生裝置的放電容器連接經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的射流噴嘴，膨脹氣流經(jīng)過(guò)一段收縮狀或收縮-擴(kuò)張狀通道得到加速，可獲得速度高，能量穩(wěn)定的合成射流。

2、所述加速射流發(fā)生裝置的射流噴嘴獨(dú)立成型，在制作時(shí)可以根據(jù)需要調(diào)整其角度，從而獲得不同方向的射流。

3、所述的加速射流發(fā)生裝置可以方便地通過(guò)電參數(shù)改變射流強(qiáng)度，例如可通過(guò)調(diào)節(jié)加載電壓的頻率、占空比和加載電壓從而獲得不同速度的射流。

4、所述的加速射流發(fā)生裝置采用低頻率放電，電磁干擾較小，不會(huì)影響其他設(shè)備正常工作。

5、所述的加速射流發(fā)生裝置組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小、輕巧，易于加工且成本低，形狀大小方便調(diào)節(jié)。

6、該射流發(fā)生裝置利用腔內(nèi)大氣壓放電產(chǎn)生合成射流，增加對(duì)射流噴嘴通道的針對(duì)性設(shè)計(jì)，加速射流速度，不需要外加氣源和配置其它設(shè)備，如空氣壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)、過(guò)濾裝置等。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(剖面圖)。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(外觀(guān)圖)。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖(剖面圖)。