[实用新型]基于缩放通道结构的大气压放电冷等离子体发生器及阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及大气压放电冷等离子体发生器技术领域。

背景技术

目前，在低气压条件下可以产生大面积的非平衡冷等离子体，但真空腔的存在，一方面使得设备的制造和维护费用大大增加，另一方面也限制了被处理工件的几何尺寸，从而极大地限制了其应用范围。当前在大气压条件下能够产生的等离子体有两种，一种是热等离子体，其特征是气体温度往往很高，大约10000K量级，主要用于等离子体喷涂、切割、焊接、废物处理、材料表面加工等领域。由于热等离子体温度很高，因此，对于畏热材料，不能采用其进行处理；另一种是冷等离子体，其特征是气体温度很低(接近室温)，但电子温度很高，因此具有很高的化学活性，属于非平衡等离子体。但目前在大气压条件下产生冷等离子体的方法主要是电晕放电、介质阻挡放电等。采用上述方法产生的冷等离子体往往体积比较小，而且空间分布很不均匀。近几年提出的大气压射频辉光放电等离子体技术，可以在大气压条件下产生比较大面积的均匀放电的冷等离子体。大气压射频辉光放电冷等离子体技术由于摆脱了昂贵、复杂的真空系统的限制，在微电子工业、核工业(核废料处理)、生物医学领域、军事领域、甚至在保障国家安全等诸多领域都将有着非常广阔的应用前景，如等离子体刻蚀、等离子体辅助化学气相沉积、材料表面改性、清除生化有机物、放射性废料处理或者清洗放射性沾染的表面、热电厂和某些化工厂的脱硫、脱硝、汽车尾气处理、医疗器械的快速消毒灭菌、制药和食品行业的消毒、食品保鲜、皮肤病治疗等。

但是现有的大气压冷等离子体发生器，无论是平板型冷等离子体发生器还是同轴型冷等离子发生器，对于冷等离子体射流流速的控制，都只能依靠增大工作气体流量来实现，从而极大地限制了冷等离子体中活性粒子的有效作用距离，而且也大大提高了该项技术的使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于缩放通道结构的大气压放电冷等离子体发生器及阵列。

本实用新型所述发生器的特征之一在于，所述发生器是基于平板型缩放通道结构的平板型大气压放电冷等离子体发生器，含有：

接有射频电源的一对电极，由上、下两块平板构成，该电极中间有支撑用的绝缘体；

平板型缩放通道结构，形成于所述上、下两块平板之间，所述结构由同进气口相连的压缩部、喉部、扩展部依次贯通而成。

所述平板型缩放通道位于所述发生器的进气口处或出气口处中的任何一处。

本实用新型所述发生器的特征之二在于，所述发生器是基于回转型缩放通道结构的同轴型大气压放电冷等离子体发生器，含有：

内电极，接射频电源；

绝缘支架，外套于所述内电极；

外电极，外套于所述绝缘支架并接地，该外电极侧向或轴向开有进气口；

回转型缩放通道，由连接到形成于所述内、外电极之间通道的压缩部、喉部及扩展部依次贯通而成。

所述的回转型缩放通道结构位于所述发生器的出口处，所述位于内、外电极间的通道是放电区。

所述的回转型缩放通道位于放电区，所述内电极的端部插入到压缩部内，在内电极和压缩部的内壁间也形成供放电用的通道，而所述内、外电极之间的放电区形成连接于所述压缩部处的进气口的进气通道。

本实用新型所述发生器的特征之三在于，所述发生器是基于该发生器进气口处的回转型缩放通道结构的平板型大气压放电冷等离子体发生器，含有：

回转型缩放通道，由连接等离子工作气体进气口的压缩部、喉部及扩展部依次贯通形成；

平板电极，由内电极和外电极构成，在内、外电极的相对应位置开有进气口；该平板电极的内、外电极依次固定在所述扩展部的出口位置。

本实用新型所述发生器的特征之四在于，所述发生器是基于该发生器进口处的方形缩放通道结构的平板型大气压放电冷等离子体发生器，含有：

方形缩放通道，由连接冷等离子体工作气体进气口的压缩部、喉部以及扩展部依次贯通形成；

平板电极，由内电极和外电极构成，该平板电极中的内、外电极依次固定在所述扩展部出口处，在内、外电极的相应位置开有进气口。

本实用新型所述发生器阵列之特征在于，所述的基于缩放通道结构的大气压放电冷等离子体发生器组成的发生器阵列，其特征在于，含有：

筒型外壳，在壳体上开有射频电源连接口、冷等离子体工作气体进气口以及冷却介质(气体或液体)的进出口(如果需要)；