[发明专利]一种基于微波的等离子炬

说明书

本发明公开了一种基于微波的等离子炬，属于微波应用技术领域，包括屏蔽外壳和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳；所述输入管包括位于屏蔽外壳上方的进管部、位于屏蔽外壳内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳下方的出管部；所述屏蔽外壳上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管；所述工作进气管用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。本发明的一种基于微波的等离子炬，利用微波产生等离子体分解废气，具有使用寿命长，处理效率高，节约能源等特点。

技术领域

本发明属于微波应用技术领域，具体地说涉及一种基于微波的等离子炬。

背景技术

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

但是采用外加电压达到气体的放电产生等离子体的方式，需要经常更换电极，电极两端产生高压，等离子体要轰击电极，造成电极受损，使设备的使用寿命变短，另外，相同功率下电极方式比微波方式处理效率更低。利用微波产生和维持等离子体来分解废气的效率更高，主要是因为微波频率高，光量子能量高，所以相同功率下产生的电子浓度高，因此处理废气的效率更高。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种基于微波的等离子炬，拟解决现有电极式等离子体设备处理废气的寿命短，处理效率低等问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于微波的等离子炬，包括屏蔽外壳和输入管；所述输入管贯穿屏蔽外壳；所述输入管包括位于屏蔽外壳上方的进管部、位于屏蔽外壳内部的可透微波管部和位于屏蔽外壳下方的出管部；所述屏蔽外壳上设有馈口；所述馈口用于向可透微波管部输入微波；所述进管部上设有至少一个的工作进气管；所述工作进气管用于输入工作气体；所述出管部用于输出火焰。由上述结构可知，屏蔽外壳一般采用金属外壳，减少微波泄漏；输入管为中空结构，并不限定是否为规则的截面以及是否可拆卸；所述输入管包括位于屏蔽外壳上方的进管部，进管部用来输入工作气体，或者既输入工作气体又输入待处理的废气；工作气体一般选用氮气或氩气；废气例如半导体行业CVD设备采用scrubber处理的废气；屏蔽外壳内部的可透微波管部可以透过微波，一般为石英材质，微波频率高，光量子能量高，可以使工作气体产生高浓度电子，分解废气，另外由于等离子体温度也高，也促进废气的分解；馈口是微波进入屏蔽外壳内部的进口，可以直接或间接连接波导和微波源；进管部上设有至少一个的工作进气管，如果进管部内只流通工作气体，工作进气管可以是进管部本身，直接从进管部上端输入，工作进气管也可以是进管部外侧面单独设的支管；如果进管部内又流通工作气体又流通废气，则工作进气管是进管部外侧面单独设的支管，废气从进管部上端直接输入；工作气体流向也是从进管部到出管部，产生的火焰从出管部输出；进管部和出管部在与屏蔽外壳的连接部位会设置一段微波抑制器，一般为一段金属管，减少微波从屏蔽外壳上的贯穿孔逃离。由于相同功率下采用微波产生等离子体，其电子浓度高，因此处理废气的效率更高。另外，由于舍弃了电极，不需要更换电极，寿命更高，节约资源。

进一步的，所述进管部包括金属进管；所述金属进管固定在屏蔽外壳顶部；所述金属进管侧表面设有至少一个的工作进气管。由上述结构可知，工作气体从金属进管侧表面的工作进气管进到金属进管内并流向出管部；金属进管本身也承担着微波抑制器的作用。

进一步的，所述出管部包括金属出管；所述金属出管固定在屏蔽外壳底部。由上述结构可知，金属出管也承担着微波抑制器的作用。