用于处理气体的等离子反应器制造技术

本发明专利技术提供一种等离子体产生系统(10)，包括：用于传输微波能量的波导(20)；设置在波导(20)内以限定等离子体腔的内壁(40)，其中等离子体(46)通过使用微波能量在等离子体腔内生成；第一进气口(44)安装在第一次的波导(20)和配置为引入第一气体至等离子腔内,在等离子腔内使用第一气体产生涡流(45),第一气体入口(44)具有一个孔(32)，由等离子体处理过(46)的气体穿过该孔(32)离开等离子腔；和离子体稳定器(38)，该离子体稳定器(38)具有圆形中空圆柱体形状并安装在波导(20)的第二侧，该等离子体稳定器(38)的纵向方向与第一涡旋流(45)的旋转轴平行。转轴平行。转轴平行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理气体的等离子反应器


[0001]本专利技术涉及等离子体生成器，更具体地说，涉及使用微波等离子体处理气体的装置。

技术介绍

[0002]近年来，微波技术已应用于生成各种类型的等离子体。通常，用作等离子体源的微波放电，是通过将微波能量连接到包含待处理气体的放电室中来实现的。操作传统微波等离子体系统的困难之一，包括以稳定的方式维持等离子体。不稳定的等离子体，由于反应器几何形状、进气歧管、腔室设计或气体流速等不理想，可能导致气体处理或改造条件低于最佳条件，甚至可能导致等离子体自行熄灭或破坏反应器。
[0003]因此，需要一种微波等离子体系统，该微波等离子体系统具有改善的等离子体稳定性，从而产生更高效率的反应器和产量，以实现更好的经济性。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的一个方面，一种等离子体生成系统包括：波导，该波导用于传输微波能量；内壁，该内壁设置在波导内以限定等离子体腔，其中等离子体在等离子体腔内通过使用微波能量产生；第一气体入口，该第一气体入口安装在波导的第一侧上，配置为将第一气体引入等离子体腔中并使用第一气体在等离子体腔中产生第一涡流，第一气体入口具有孔，由等离子体处理的气体穿过该孔离开等离子体腔；以及等离子体稳定器，该等离子体稳定器具有圆形中空圆柱体的形状并安装在波导管的第二侧，该等离子体稳定器的轴向方向与第一涡流的旋转轴平行。
[0005]根据本专利技术的另一个方面，一种等离子体生成系统包括：波导，该波导用于传输微波能量；内壁，该内壁设置在波导内以限定等离子体腔，其中等离子体在等离子体腔内通过使用微波能量产生；第一气体入口，该第一气体入口安装在波导的第一侧上，配置为将第一气体引入等离子体腔中并使用第一气体在等离子体腔中产生第一涡流，第一气体入口具有孔，由等离子体处理的气体穿过该孔离开等离子体腔；以及等离子体稳定器，该等离子体稳定器具有圆形中空圆柱体形状并安装在第一气体入口上，该等离子体稳定器的轴向与第一涡流的旋转轴平行。
附图说明
[0006]图1示出了根据本公开实施例的等离子体生成系统的示意图。
[0007]图2示出了根据本公开的实施例的图1沿线2
‑
2截取的的等离子体室的截面图。
[0008]图3示出了根据本公开的实施例的顺流入口的透视图。
[0009]图4示出了根据本公开的实施例的图3沿着线4
‑
4截取的顺流入口的剖视图。
[0010]图5示出了根据本公开的实施例的逆流入口的透视图。
[0011]图6示出了根据本公开的实施例的图5沿着线6
‑
6截取的逆流入口的剖视图。
[0012]图7示出了根据本公开的实施例的内部涡流的透视图。
[0013]图8示出了根据本公开的实施例的外部涡流的透视图。
[0014]图9示出了根据本公开的实施例的等离子体室的截面图。
[0015]图10示出了根据本公开的实施例的内部涡流的透视图。
[0016]图11示出了根据本公开的实施例的等离子体室的截面图。
[0017]图12示出了根据本公开的实施例的外部涡流的透视图。
[0018]图13示出了根据本公开的实施例的等离子体室的截面图。
[0019]图14A示出了根据本公的开实施例的中空圆柱体的透视图。
[0020]图14B示出了根据本公开的实施例的中空圆柱体的透视图。
具体实施方式
[0021]在以下描述中，出于解释的目的，阐述了具体细节以提供对本公开的理解。然而，对于本领域技术人员来说，显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实施本公开。此外，本领域技术人员将认识到，下面描述的本公开的实施例可以通过各种方式实现。
[0022]图中所示的组件或模块是本公开的示例性实施例的说明，并且本公开的实施例意在避免本公开模糊。还应当理解，在整个讨论中，组件可以描述为单独的功能单元，该单独的功能单元可以包括子单元，但是本领域技术人员能够认识到，各个组件或各个组件的部分可以被分成单独的组件或者可以被集成在一起，包括集成在单个系统或组件中。应当注意，本文讨论的功能或运行可以组件而执行。
[0023]说明书中对“一个实施例”、“优选实施例”、“实施例”或“一些实施例”的引用表示结合实施例描述的特定特征、结构、特性或功能包括在本公开的至少一个实施例中，并且可以在多于一个实施例中。此外，上述短语在说明书中不同地方出现不一定指代相同一个或多个实施例。
[0024]在说明书的不同地方使用某些术语是为了说明，而这些术语的使用不应解释为限制。术语“包括”、“包括有”、“含有”和“包含”应理解为开放式术语，并且以下的任何列表都是示例，并不意味着局限于所列出的项目。
[0025]图1(英语缩写“FIG.1”)示出了根据本公开一些实施例的等离子体生成系统10的示意图。如图所示，等离子体生成系统10包括：微波腔/波导20，该微波腔/波导20具有中空管形状；等离子体室22，该等离子体室22连接到波导20；和微波供应单元12，该微波供应单元12连接到波导20，并可以通过操作微波波导20向等离子体室22提供微波能量。在一些实施例中，等离子体室22接收微波能量，并利用接收的微波能量处理气体。在一些实施例中，气罐26通过气体管线24向等离子体室22提供气体，气罐30通过气体管线28向等离子体室22提供气体。
[0026]微波供应单元12向等离子体室22提供微波能量，并且包括：微波发生器14，该微波发生器14用于产生微波；电源16，该电源16用于向微波发生器14供电；以及调谐器18，该调谐器18用于减少从等离子体室22反射并向微波发生器14传播的微波能量。在一些实施例中，微波供应单元12可以包括其他部件，例如具有隔离器，该隔离器用于耗散向微波发生器14传播的反射微波能量的虚拟负载，和用于将反射微波能量引导至虚拟负载的循环器，以及设置在波导20端部的滑动短路。
[0027]图2示出了根据本公开实施例的图1沿线2
‑
2中的等离子体室22(即，沿着平行于纸的平面切割)截取的截面图。如图所示，等离子体室22包括：内壁40；等离子体稳定器38；顺流入口42，该顺流入口42连接到气体管线24并配置为将顺流引入等离子体室；和逆流入口44，该逆流入口44连接到气体管线28并配置为将逆流引入等离子体室。这里，术语等离子体腔指的是由内壁40、波导20、顺流入口42和逆流入口44包围的封闭空间，其中逆流气体和顺流通过经由波导20传输的微波能量在等离子体腔内被处理/重整。
[0028]在一些实施例中，内壁40由对微波能量透明的材料构成，例如石英或陶瓷。在一些实施例中，内壁40由任何适合均匀流动、热变电阻、耐化学性和电磁透明度所需的其他介电材料构成。在一些实施例中，内壁40具有优选地但不限于中空圆柱体的形状。
[0029]图3示出了根据本公开的一些实施例的顺流入口42的透视图。图4示出了根据本公开实施例的沿着线4
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种等离子体生成系统，包括：波导，所述波导用于传输微波能量；内壁，所述内壁设置在所述波导内以限定等离子体腔，等离子体在所述等离子体腔内通过使用所述微波能量生成；第一气体入口，所述第一气体入口安装在所述波导的第一侧上，并且配置为将第一气体引入所述等离子体腔内，并且在所述等离子体腔内使用所述第一气体产生第一涡流，所述第一气体入口具有孔，由等离子体处理过的气体穿过所述孔离开所述等离子体腔；以及等离子体稳定器，所述等离子体稳定器具有圆形中空圆柱体的形状，安装在所述波导的第二侧并且突出到所述等离子体腔内，所述等离子体稳定器的纵向方向与所述第一涡流的旋转轴平行。2.如权利要求1所述的等离子体生成系统，其中，所述内壁由对所述微波能量透明的材料构成。3.如权利要求1所述的等离子体生成系统，其中，所述第一涡流具有以螺旋运动朝向所述波导的第二侧前进的外部区域，和以螺旋运动朝向所述波导的第一侧前进的内部区域，并且其中所述等离子体在所述第一涡流的内部区域中产生。4.如权利要求1所述的等离子体生成系统，其中，所述第一气体入口具有一个或多个通道，所述一个或多个通道将所述第一气体引入所述等离子体腔内，并且所述一个或多个通道的每一个均布置成将涡旋运动施加给穿过所述一个或多个通道的第一气体。5.如权利要求1所述的等离子体生成系统，进一步包括：第二气体入口，所述第二气体入口安装在所述波导的第二侧上，并且配置为将第二气体引向所述等离子体稳定器，其中，所述第二气体入口配置为在所述等离子体腔内使用所述第二气体产生第二涡流。6.如权利要求5所述的等离子体生成系统，其中，所述第二涡流位于所述第一涡流内部，并且在所述第二涡流中生成所述等离子体。7.如权利要求5所述的等离子体生成系统，其中，所述第二气体入口具有一个或多个通道，所述第二气体流经所述一个或多个通道，并且所述一个或多个通道中的每一个布置成将涡旋运动施加给穿过所述一个或多个通道的第二气体。8.如权利要求5所述的等离子体生成系统，其中，所述第二气体的流量范围为流入所述等离子体腔的气体总流量质量的5
‑
95％。9.如权利要求1所述的等离子体生成系统，其中，所述内壁和所述等离子体稳定器中的至少一个具有被刻线的表面，以施加螺旋运动至与所述表面接触的气体。10.一种等离子体生成系统，包括：波导，所述波导用于传输微波能量；内壁，所述内壁设置在所述波导内以限定等离子体腔，等离子体在所述等离子体腔内通过使用所述微波能量生成；第一气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：雷卡邦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：