[发明专利]集匹配电路一体的长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器

权利要求书

1.集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，包括非金属外壳、金属底盖、正极接线柱、负极接线柱、放电电极和电阻器；其中

非金属外壳为狭长的长方体形外壳，内部有一个狭长的空腔，也就是激励器腔体；在非金属外壳的顶部靠近长边的位置，开有一个沿长边方向延伸的长狭缝孔，作为气体进出激励器腔体的通道；为实现激励器腔体内部的有效加热，将多组V型放电电极通过非金属外壳底部预先开好的电极安装孔插入激励器腔体内部；多组V型放电电极竖直成排放置，形成断续的波浪形状，V型电极顶部位于激励器腔体内，底部裸露在非金属外壳底面以下，相邻V型电极顶部之间保持一定距离；除最右侧V型放电电极之外，在每个V型放电电极的底部连接一个电阻器；电阻器的一端与V型放电电极底部焊接在一起，另一端焊接在金属底盖上；非金属外壳的下部并不开放，仅有若干个供V型电极插入激励器腔体内部的小孔；

金属底盖的外部形状和内部腔体形状均为长方体，金属底盖顶部开放；金属底盖位于非金属外壳的下部，与非金属外壳之间实现密封连接，起到封装V型放电电极和电阻器、并提供公共接地端的作用；

在非金属外壳和金属底盖的侧面开有电极安装孔；正极接线柱和负极接线柱分别固定在非金属外壳和金属底盖侧面上的电极安装孔中；当正极接线柱固定在非金属外壳的左侧面时，正极接线柱与紧邻的左边第一个V型电极的左侧尖端之间所保持的距离与相邻V型电极顶部之间所保持的距离相等；负极接线柱通过连接金属底盖，达到接地的目的；

从激励器腔体的横截面看，激励器腔体类似于一个倾斜的漏斗状，自右下向左上延伸且逐渐收缩，右下方为“斗”，左上方为长狭缝孔；漏斗状激励器腔体从腔体中部到射流孔的收缩是连续的、光滑的，没有任何的拐角；此外，射流出口的角度是倾斜的，射流出口与非金属外壳的上表面所呈的夹角很小。

2.如权利要求1所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，非金属外壳的长狭缝孔与最近的长边保持3-5mm距离。

3.如权利要求1所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，长狭缝孔是若干个短狭缝孔组成的阵列。

4.如权利要求1所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，相邻两个V型放电电极的组间距范围为5-30mm；每个V型电极的尖端与相邻电极的尖端之间构成距离为2-3mm的放电间隙。

5.如权利要求4所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，V型电极顶部位于激励器腔体的中央轴线位置，V型电极的电极材料为耐高温的金属且具有一定的弹性；相邻两个V型放电电极的组间距范围为10mm。

6.如权利要求5所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，电阻器阻值为1MΩ。

7.如权利要求5所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，电极安装孔位于各自侧面的中心位置。

8.如权利要求1至7的任意一项所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器，其特征在于，其具体电路连接方法为：自左至右，激励器阳极，也就是正极接线柱，和第一个V型电极的左端点构成第一气体间隙G1，第一个V型电极的右端与第二个V型电极的左端构成第二气体间隙G2，以此类推...，直至第N个V型电极的右端与第N+1个V型电极的左端之间构成第N+1个气体间隙Gn+1；其中，N+1为V型电极的总数；第i个V型电极的底端与第i个电阻器的上端相连，i＝1，2，3，...N；电阻器的总数为N，比V型电极的总数少一个；每个电阻器的下端均与金属底盖，也就是与激励器的阴极相连；因为金属底盖接地，所以每个电阻器的下端均接地；第N+1个V型电极的底端通过连接导线与金属底盖相连后接地；所有电阻器和气体间隙构成串并联回路，电流从阳极注入、从阴极流出。

9.一种如权利要求1所述的集匹配电路为一体的细长腔体狭缝孔等离子体合成射流激励器的工作过程，其特征在于，具体包括下列步骤：

步骤1：在激励器阳极和激励器阴极之间连接一个高压脉冲电源，施加10-20kV的高压脉冲；该高压脉冲首先作用在第一气体间隙G1和第一电阻器R1上，由于气体间隙的电阻值为无穷大，所以电压全部由第一气体间隙G1承担；在高压脉冲作用下，第一气体间隙G1被击穿，形成放电电弧通道；

步骤2：当电弧形成以后，第一气体间隙G1的等效阻值急剧减小至几十欧姆，远远小于第一电阻器R1的阻值；故第一电阻器R1两端的电压分压要远大于第一气体间隙G1两端的电压，此时，第一气体间隙G1两端的电压甚至可以忽略不计；由此，该高压脉冲将施加在第二气体间隙G2和第二电阻器R2上；

步骤3：依照同样的分析，第二气体间隙G2被击穿；该高压脉冲继续传递给第三气体间隙G3和第三电阻器R3…；只要高压脉冲的初始能量足够大、能够克服击穿延迟中的电阻所引起的能量损耗，那么这一击穿过程将会持续下去，直到第N+1气体间隙GN+1被击穿；

步骤4：当全部N+1个气体间隙都被击穿后，从激励器阳极到激励器阴极的电弧通道全部打通，脉冲能量被全部用来加热激励器腔体内的空气，诱导射流从长狭缝孔喷出。