[發明專利]一種基于微波的等離子炬

在審

• 申請號: 202010092129.5
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111111391A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳勇
• 申請（專利權）人: 成都悅坤科技有限公司
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

本發明公開了一種基于微波的等離子炬，屬于微波應用技術領域，包括屏蔽外殼和輸入管；所述輸入管貫穿屏蔽外殼；所述輸入管包括位于屏蔽外殼上方的進管部、位于屏蔽外殼內部的可透微波管部和位于屏蔽外殼下方的出管部；所述屏蔽外殼上設有饋口；所述饋口用于向可透微波管部輸入微波；所述進管部上設有至少一個的工作進氣管；所述工作進氣管用于輸入工作氣體；所述出管部用于輸出火焰。本發明的一種基于微波的等離子炬，利用微波產生等離子體分解廢氣，具有使用壽命長，處理效率高，節約能源等特點。

技術領域

本發明屬于微波應用技術領域，具體地說涉及一種基于微波的等離子炬。

背景技術

低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質第四態，當外加電壓達到氣體的放電電壓時，氣體被擊穿，產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個體系呈現低溫狀態，所以稱為低溫等離子體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內發生分解，并發生后續的各種反應以達到降解污染物的目的。

但是采用外加電壓達到氣體的放電產生等離子體的方式，需要經常更換電極，電極兩端產生高壓，等離子體要轟擊電極，造成電極受損，使設備的使用壽命變短，另外，相同功率下電極方式比微波方式處理效率更低。利用微波產生和維持等離子體來分解廢氣的效率更高，主要是因為微波頻率高，光量子能量高，所以相同功率下產生的電子濃度高，因此處理廢氣的效率更高。

發明內容

本發明的目的是針對上述不足之處提供一種基于微波的等離子炬，擬解決現有電極式等離子體設備處理廢氣的壽命短，處理效率低等問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于微波的等離子炬，包括屏蔽外殼和輸入管；所述輸入管貫穿屏蔽外殼；所述輸入管包括位于屏蔽外殼上方的進管部、位于屏蔽外殼內部的可透微波管部和位于屏蔽外殼下方的出管部；所述屏蔽外殼上設有饋口；所述饋口用于向可透微波管部輸入微波；所述進管部上設有至少一個的工作進氣管；所述工作進氣管用于輸入工作氣體；所述出管部用于輸出火焰。由上述結構可知，屏蔽外殼一般采用金屬外殼，減少微波泄漏；輸入管為中空結構，并不限定是否為規則的截面以及是否可拆卸；所述輸入管包括位于屏蔽外殼上方的進管部，進管部用來輸入工作氣體，或者既輸入工作氣體又輸入待處理的廢氣；工作氣體一般選用氮氣或氬氣；廢氣例如半導體行業CVD設備采用scrubber處理的廢氣；屏蔽外殼內部的可透微波管部可以透過微波，一般為石英材質，微波頻率高，光量子能量高，可以使工作氣體產生高濃度電子，分解廢氣，另外由于等離子體溫度也高，也促進廢氣的分解；饋口是微波進入屏蔽外殼內部的進口，可以直接或間接連接波導和微波源；進管部上設有至少一個的工作進氣管，如果進管部內只流通工作氣體，工作進氣管可以是進管部本身，直接從進管部上端輸入，工作進氣管也可以是進管部外側面單獨設的支管；如果進管部內又流通工作氣體又流通廢氣，則工作進氣管是進管部外側面單獨設的支管，廢氣從進管部上端直接輸入；工作氣體流向也是從進管部到出管部，產生的火焰從出管部輸出；進管部和出管部在與屏蔽外殼的連接部位會設置一段微波抑制器，一般為一段金屬管，減少微波從屏蔽外殼上的貫穿孔逃離。由于相同功率下采用微波產生等離子體，其電子濃度高，因此處理廢氣的效率更高。另外，由于舍棄了電極，不需要更換電極，壽命更高，節約資源。

進一步的，所述進管部包括金屬進管；所述金屬進管固定在屏蔽外殼頂部；所述金屬進管側表面設有至少一個的工作進氣管。由上述結構可知，工作氣體從金屬進管側表面的工作進氣管進到金屬進管內并流向出管部；金屬進管本身也承擔著微波抑制器的作用。

進一步的，所述出管部包括金屬出管；所述金屬出管固定在屏蔽外殼底部。由上述結構可知，金屬出管也承擔著微波抑制器的作用。