RU2285358C2 - Device for generation of plasma stream - Google Patents
Device for generation of plasma stream Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285358C2 RU2285358C2 RU2004131067/06A RU2004131067A RU2285358C2 RU 2285358 C2 RU2285358 C2 RU 2285358C2 RU 2004131067/06 A RU2004131067/06 A RU 2004131067/06A RU 2004131067 A RU2004131067 A RU 2004131067A RU 2285358 C2 RU2285358 C2 RU 2285358C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- plasma
- channel
- electrode
- output
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001538234 Nala Species 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к технике электрических разрядов в газах, в частности к устройствам генерации плазменных потоков, и может быть использовано в плазменных технологиях, атомизаторах вещества, плазмохимических реакторах, медицине - источниках излучения и холодной плазмы.The present invention relates to techniques for electric discharges in gases, in particular to devices for generating plasma flows, and can be used in plasma technologies, substance atomizers, plasma chemical reactors, medicine - radiation sources and cold plasma.
Известно устройство для генерации плазмы - плазмотрон (Бадьянов Б.Н., Давыдов В.А. Сварочные процессы в электронной технике. М. ВШ. 1988), содержащий заостренный катод, анод - сопло, позволяющий получать высокотемпературный плазменный поток при атмосферном давлении.A known device for generating plasma is a plasmatron (Badyanov B.N., Davydov V.A. Welding processes in electronic technology. M. VSh. 1988), containing a pointed cathode, anode - nozzle, which allows to obtain a high-temperature plasma stream at atmospheric pressure.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для генерации плазменного потока (свидетельство на полезную модель РФ №8199), содержащее сопло со вставленным заостренным на конце электродом, имеющее приспособление для присоединения с источником плазмообразующего вещества, выходной электрод для создания электрического поля со стороны выходного конца сопла.The closest technical solution, selected as a prototype, is a device for generating a plasma stream (certificate for utility model of the Russian Federation No. 8199), containing a nozzle with an electrode pointed at the end, having a device for connecting to a source of a plasma-forming substance, an output electrode to create an electric field from the output end of the nozzle.
Однако это устройство имеет недостатки, заключающиеся в том, что в данной конструкции высокая средне-массовая температура и малый объем плазменного потока, что не позволяет его использовать в плазменных устройствах, позволяющих получать плазменные потоки с низкими средне-массовыми температурами, например при работе с биологическими тканями, с термолабильными и легковоспламеняющимися (горючими) материалами.However, this device has drawbacks in that, in this design, a high average mass temperature and a small volume of the plasma stream, which does not allow it to be used in plasma devices that allow receiving plasma flows with low average mass temperatures, for example, when working with biological fabrics with thermolabile and flammable (combustible) materials.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в снижении средне - массовой температуры плазмы и увеличении объема плазменного потока.The problem solved by the invention is to reduce the average mass temperature of the plasma and increase the volume of the plasma stream.
Авторам неизвестно, чтобы поставленная цель достигалась при атмосферном давлении и малой мощности, вкладываемой в разряд.The authors do not know that the goal was achieved at atmospheric pressure and low power invested in the discharge.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в отличие от известного устройства для генерации плазменного потока, содержащего сопло со вставленным заостренным на конце стержневым электродом, имеющего приспособление для присоединения с источником плазмообразующего вещества, выходной электрод со сквозным каналом для создания электрического поля со стороны выходного канала сопла, конец стержневого электрода выступает за пределы сопла на расстояние, превышающее два диаметра отверстия выходного канала сопла, а расстояние между выходным отверстием сопла и выходным электродом составляет от трех до пяти диаметров отверстия канала сопла.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that, in contrast to the known device for generating a plasma stream, comprising a nozzle with a rod electrode pointed at the end, having a device for connecting with a source of a plasma-forming substance, an output electrode with a through channel for creating an electric field from the side the outlet channel of the nozzle, the end of the rod electrode protrudes beyond the nozzle by a distance exceeding two diameters of the outlet Nala nozzle, and the distance between the outlet nozzle and the outlet electrode is from three to five times the channel diameter nozzle apertures.
Решение поставленной задачи становится возможным на основе явления, связанного с тем, что при выполнении указанных условий происходит образование плотной плазмы на конце заостренного электрода, которая расширяется в направлении движения потока в виде плазменного образования, проникающего за пределы выходного электрода в атмосферный воздух на расстояние 6-8 миллиметров при поперечном размере потока 5-6 миллиметров.The solution of this problem becomes possible on the basis of the phenomenon associated with the fact that, when these conditions are met, a dense plasma is formed at the end of the pointed electrode, which expands in the direction of flow in the form of a plasma formation, penetrating outside the output electrode into the atmospheric air by a distance of 6 8 millimeters with a transverse flow size of 5-6 millimeters.
Проведенный сопоставимый анализ аналога, прототипа и заявленного устройства выявил следующие общие признаки:A comparative analysis of the analogue, prototype and the claimed device revealed the following common signs:
- сопло для подачи плазмообразующего вещества;- nozzle for supplying a plasma-forming substance;
- заостренный на конце стержневой электрод;- a rod electrode pointed at the end;
- выходной электрод со сквозным каналом.- output electrode with a through channel.
Проведенный анализ выявил следующие отличительные признаки:The analysis revealed the following distinguishing features:
- стержневой электрод выступает за пределы сопла на расстояние, превышающее два диаметра отверстия выходного канала сопла;- the rod electrode protrudes beyond the nozzle by a distance exceeding two diameters of the hole of the nozzle outlet channel;
- расстояние между выходным отверстием сопла и выходным электродом составляет от трех до пяти диаметров отверстия канала сопла.- the distance between the nozzle exit hole and the output electrode is from three to five diameters of the nozzle channel opening.
Данные отличительные признаки составляют критерий " технический результат ", так как благодаря им удается существенно уменьшить температуру и увеличить объем плазменного потока.These distinguishing features make up the criterion of "technical result", because thanks to them it is possible to significantly reduce the temperature and increase the volume of the plasma stream.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на (Фиг.1) представлено устройство для генерации плазменного потока, на Фиг.2 - электрическая схема, на Фиг.3 - результаты измерения средне-массовой температуры плазменного потока.The invention is illustrated by drawings, where (Fig. 1) shows a device for generating a plasma stream, Fig. 2 is an electrical diagram, Fig. 3 is a measurement of the average mass temperature of a plasma flow.
Устройство состоит из выходного электрода 1, сопла 2, заостренного на конце стержневого электрода 3, введенного в канал 4, конец стержневого электрода выступает за пределы сопла на расстояние (d), превышающее два диаметра отверстия канала сопла (D), расстояние между выходным отверстием сопла и выходным электродом (s) составляет от трех до пяти диаметров отверстия канала сопла (Фиг.1).The device consists of an
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Устройство подключают к системе газообеспечения 7 и источнику постоянного напряжения 6. При давлении рабочего газа больше атмосферного на электроды устройства (стержневой электрод 3 и выходной электрод 1) подают напряжение, достаточное для пробоя межэлектродного промежутка. На выходе сопла 4 зажигается разряд, происходит образование плотной плазмы на конце заостренного электрода, которая расширяется в направлении движения потока в виде плазменного образования 5, проникающего за пределы выходного электрода в атмосферный воздух на расстояние 6-8 миллиметров при поперечном размере потока 5-6 миллиметров (Фиг.2).The device is connected to a
Пример. Выходной электрод 1 выполнен из меди. Диаметр выходного отверстия 2 миллиметра. Стержневой электрод 3 выполнен из вольфрамовой проволоки диаметром 0.5 миллиметров, заострен на конце, введен в канал 4 сопла 2. Диаметр канала сопла 1 миллиметр. Конец заостренного электрода выступает за торец сопла на расстояние 2.5 миллиметра. Расстояние между выходным отверстием сопла и выходным электродом 4 миллиметра. Из системы газообеспечения 7 подавался рабочий газ - воздух. При давлении выше атмосферного на электроды (стержневой электрод 3 и выходной электрод 1) подавали постоянное напряжение. Между электродами зажигался разряд, плазма которого поникала через отверстие в выходном электроде за пределы выходного электрода в атмосферный воздух. При токе разряда 20 мА напряжении на электродах 500 В, мощности разряда 10 Вт длина плазменного потока составила 6 миллиметров при диаметре потока 5 миллиметров. Температура плазменного потока у выходного электрода - 60°С, на границе плазмы 40°С (Фиг.3).Example. The
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использования заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в плазменных технологиях, атомизаторах вещества, плазмохимических реакторах, в технике электрических разрядов в газах, в медицине - источники излучения и холодной плазмы;- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in plasma technologies, substance atomizers, plasma chemical reactors, in the technique of electric discharges in gases, in medicine - radiation sources and cold plasma;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;- for the claimed invention in the form described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived technical result.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004131067/06A RU2285358C2 (en) | 2004-10-26 | 2004-10-26 | Device for generation of plasma stream |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004131067/06A RU2285358C2 (en) | 2004-10-26 | 2004-10-26 | Device for generation of plasma stream |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004131067A RU2004131067A (en) | 2006-04-10 |
| RU2285358C2 true RU2285358C2 (en) | 2006-10-10 |
Family
ID=36458532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004131067/06A RU2285358C2 (en) | 2004-10-26 | 2004-10-26 | Device for generation of plasma stream |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2285358C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2342810C1 (en) * | 2007-05-17 | 2008-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Plasma source of penetrating radiation |
| RU2396369C2 (en) * | 2007-10-26 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (ФГУП "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") | Procedure for processing thermally unstable material with cold plasma jet |
| RU2455798C1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-07-10 | Валерий Анатольевич Гостев | Liquid microplasmotron |
| US9511240B2 (en) | 2009-03-16 | 2016-12-06 | Drexel University | Apparatus for atmospheric pressure pin-to-hole spark discharge and uses thereof |
| RU2606396C2 (en) * | 2011-10-03 | 2017-01-10 | Борислав Стефанов БОРИСОВ | Method and device for production of plasma |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU667031A1 (en) * | 1977-12-19 | 1980-02-25 | Институт Ядерных Исследований | Method of obtaining plasma streams |
| US4318028A (en) * | 1979-07-20 | 1982-03-02 | Phrasor Scientific, Inc. | Ion generator |
| RU2092982C1 (en) * | 1995-05-23 | 1997-10-10 | Саратовский государственный университет им.Н.Г.Чернышевского | Method for producing fast plasma currents |
| RU8199U1 (en) * | 1997-09-04 | 1998-10-16 | В.А. Гостев | DEVICE FOR PLASMA FLOW GENERATION |
| RU2187216C1 (en) * | 2001-07-05 | 2002-08-10 | Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН | Process of generation of plasma flux and gear for its realization |
-
2004
- 2004-10-26 RU RU2004131067/06A patent/RU2285358C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU667031A1 (en) * | 1977-12-19 | 1980-02-25 | Институт Ядерных Исследований | Method of obtaining plasma streams |
| US4318028A (en) * | 1979-07-20 | 1982-03-02 | Phrasor Scientific, Inc. | Ion generator |
| RU2092982C1 (en) * | 1995-05-23 | 1997-10-10 | Саратовский государственный университет им.Н.Г.Чернышевского | Method for producing fast plasma currents |
| RU8199U1 (en) * | 1997-09-04 | 1998-10-16 | В.А. Гостев | DEVICE FOR PLASMA FLOW GENERATION |
| RU2187216C1 (en) * | 2001-07-05 | 2002-08-10 | Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН | Process of generation of plasma flux and gear for its realization |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2342810C1 (en) * | 2007-05-17 | 2008-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Plasma source of penetrating radiation |
| RU2396369C2 (en) * | 2007-10-26 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (ФГУП "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") | Procedure for processing thermally unstable material with cold plasma jet |
| US9511240B2 (en) | 2009-03-16 | 2016-12-06 | Drexel University | Apparatus for atmospheric pressure pin-to-hole spark discharge and uses thereof |
| US10500407B2 (en) | 2009-03-16 | 2019-12-10 | Drexel University | Apparatus for atmospheric pressure pin-to-hole spark discharge and uses thereof |
| RU2455798C1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-07-10 | Валерий Анатольевич Гостев | Liquid microplasmotron |
| RU2606396C2 (en) * | 2011-10-03 | 2017-01-10 | Борислав Стефанов БОРИСОВ | Method and device for production of plasma |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004131067A (en) | 2006-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100946434B1 (en) | Microwave Plasma Nozzle, Plasma Generating System and Plasma Generating Method Improved Plume Safety and Heating Efficiency | |
| EP0002623B1 (en) | Electric arc apparatus and method for treating a flow of material by an electric arc | |
| Seo et al. | Comparative studies of atmospheric pressure plasma characteristics between He and Ar working gases for sterilization | |
| US8502108B2 (en) | Method and device for creating a micro plasma jet | |
| RU2013139165A (en) | PLASMA BURNER | |
| US9378933B2 (en) | Apparatus for generating reactive gas with glow discharges and methods of use | |
| CN104411083B (en) | Device and method for producing continuous low-temperature large-section atmospheric pressure plasma plumes | |
| JP2014212109A (en) | Multi-mode ionization device | |
| JP4817407B2 (en) | Plasma generating apparatus and plasma generating method | |
| RU2285358C2 (en) | Device for generation of plasma stream | |
| JP2012084396A (en) | Pulse-power-type low-temperature plasma jet generating apparatus | |
| Kang et al. | Effects of dielectric tube shape and pin-electrode diameter on the plasma plume in atmospheric pressure helium plasma jets | |
| Cho et al. | Cold plasma jets made of a syringe needle covered with a glass tube | |
| Nguyen et al. | Enhanced atmospheric pressure plasma jet performance by an alternative dielectric barrier discharge configuration | |
| WO2004094795A3 (en) | Plasmatron fuel converter having decoupled air flow control | |
| Sagas et al. | Basic characteristics of gliding-arc discharges in air and natural gas | |
| Matra et al. | Non-thermal dielectric barrier discharge generator | |
| CN109587921A (en) | A kind of plasma jet generating device coupling high energy electron | |
| Kim et al. | Flame stabilization using a plasma discharge in a lifted jet flame | |
| Korolev et al. | Simulation of nonstationary phenomena in atmospheric-pressure glow discharge | |
| RU2455798C1 (en) | Liquid microplasmotron | |
| RU8199U1 (en) | DEVICE FOR PLASMA FLOW GENERATION | |
| RU132295U1 (en) | LIQUID PLASMOTRON | |
| EP3474635A1 (en) | Modular plasma jet treatment system | |
| US3192427A (en) | Plasma flame generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070709 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151027 |