Генератор нерівноважної плазми

Пропонована корисна модель відноситься до галузей промисловості, в яких можливе застосування нерівноважної плазми для проведення різних технологічних операцій синтезу речовин або створення ефективних джерел випромінювання, заряджених іонів або радикалів.

Технічним результатом, на досягнення якого спрямована дана корисна модель, є створення генератора нерівноважної плазми з високим питомим енерговкладом, в якому реалізовано створення швидкого однорідного потоку плівки рідини вздовж поверхні, із забезпеченням стійкості електричного розряду, що володіє розподіленим негативним зворотним зв'язком.

Технічний результат досягається тим, що запропонований генератор нерівноважної плазми, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю забезпечення високого питомого енерговкладу, за допомогою організації, принаймні, по одному з електродів, швидкого плівкового потоку рідини з боку, зверненої до області розряду, з можливістю формування швидкого плівкового потоку провідної рідини за рахунок відцентрових сил на внутрішній поверхні зовнішнього циліндра коаксіальної газорозрядної камери, з можливістю утворення між зовнішнім та внутрішнім електродами плазми, з можливістю створення однорідного швидкого потоку плівки рідини вздовж поверхні, із забезпеченням стійкості електричного розряду, що володіє зворотним розподілом. зв'язком, з використанням швидко поточної вздовж поверхні електрода плівки провідної рідини, з можливістю послаблення стрибка струму шляхом посилення випаровування рідини, що забезпечує зменшення швидкості розмноження носіїв заряду без обмеження на величину сумарного струму провідності, що протікає.

Запропонована корисна модель промислово застосовна тадозволяє вирішувати проблему розробки дешевих пристроїв зі створення стабільних джерел нерівноважної плазми за високого тиску, з високими питомими енерговкладами.

ПЕРЕДНІЙ РІВЕНЬ ТЕХНІКИ

Актуальною проблемою є створення генератора нерівноважної плазми з високим питомим енерговкладом, за допомогою створення швидкого плівкового потоку рідини, що веде, або з використанням додаткового механізму формування потоку провідної рідини всередині газорозрядної камери, з використанням феромагнітних наночастинок.

Відомо, наприклад, «Пристрій та спосіб отримання короткохвильового випромінювання з плазми газового розряду» [1], в якому вирішувалося завдання введення високої густини енергії в плазму для створення інтенсивного джерела короткохвильового випромінювання. Для цієї мети запропоновано використовувати осесиметричне розташування електродів з розділяючою їх діафрагмою з осьовим отвором, що дозволяло створити високу концентрацію електричного поля в центрі осьового отвору в діафрагмі, також використовувався інтенсивний коаксіальний предионизатор, розташований в центрі високовольтного електрода і виконаний на центрі.

Найбільш близьким аналогом пропонованого винаходу є плівкоутворюючий пристрій [2], в якому описано створення однорідного швидкого потоку плівки рідини вздовж поверхні.

Однак наведені вище аналоги не вирішують вищезазначених проблем.

Технічним результатом, на досягнення якого спрямована данакорисна модель є створення генератора нерівноважної плазми з високим питомим енерговкладом, в якому реалізовано створення однорідного швидкого потоку плівки рідини вздовж поверхні, із забезпеченням стійкості електричного розряду, що володіє розподіленим негативним зворотним зв'язком.

РОЗКРИТТЯ КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

Технічний результат досягається тим, що запропоновано:

1. Генератор нерівноважної плазми, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю забезпечення високого питомого енерговкладу, за допомогою організації, принаймні, по одному з електродів, швидкого плівкового потоку рідини з боку, зверненої до області розряду, з можливістю формування швидкого плівкового потоку провідної рідини за рахунок відцентрових сил на внутрішній поверхні зовнішнього циліндра коаксіальної газорозрядної камери, з можливістю утворення між зовнішнім і внутрішнім електродами плазми, з можливістю створення однорідного швидкого потоку плівки рідини вздовж поверхні, із забезпеченням стійкості електричного розряду, що володіє розподіленим негативним зворотним зв'язком, поточної вздовж поверхні електрода плівки провідної рідини, з можливістю ослаблення стрибка струму шляхом посилення випаровування рідини, що забезпечує зменшення швидкості розмноження носіїв заряду без обмеження на величину сумарного струму провідності, що протікає.

Пристрій для створення нерівноважної плазми відрізняється від відомих тим, що дозволяє реалізувати високі питомі енерговклади. Пристрій виконано з можливістю організації, принаймні, по одному з електродів 1 і 2 швидкого плівкового потоку провідної рідини 3 з боку, зверненої до області розряду. Формування швидкого плівковогопотоку провідної рідини 3 відбувається за рахунок відцентрових сил на внутрішній поверхні зовнішнього циліндра 1 коаксіальної газорозрядної камери 4. У генераторі нерівноважної плазми використовують можливість організації електричного розряду з розподіленим негативним зворотним зв'язком по струму і одночасно із захистом електродів плазмового генератора від впливу плазми і для зняття теплових потоків, що виникають у місцях введення високих щільностей енергії. Реалізовано пропонований генератор з використанням швидко поточної вздовж поверхні електрода плівки провідної рідини. Виникнення локального стрибка струму у разі послаблюється з допомогою посилення випаровування рідини у цій точці і, внаслідок цього, зменшення швидкості розмноження носіїв заряду. Жорсткого обмеження на величину середнього струму провідності, що протікає, при цьому не виникає.

Схема організації електричного розряду через швидко протікає плівку рідини представлена на Фіг.1, де по одному електроду 2 з електродів 1 і 2 швидко протікає плівка провідної рідини 3 товщиною 0,5-1 см. Для досягнення великих енерговкладів потрібна висока однорідність рідкої плівки.

Схема пропонованого пристрою реалізована на основі плазмового циліндричного реактора, представленого на Фіг.2, де позиції Фіг.2 пронумеровані наступним чином:

1 - зовнішній електрод

2 - внутрішній електрод

3 - плівка провідної рідини

4 - камера газорозрядна

5 - формувач вихрового потоку рідини.

У генератор нерівноважної плазми подають плівку провідної рідини 3 формувача вихрового потоку рідини 5.

В основу запропонованої корисної моделі покладено плівкоутворюючий пристрій, в якому реалізовано створення однорідного швидкогопотоку плівки рідини вздовж поверхні, що забезпечує стійкість електричного розряду, що володіє розподіленим негативним зворотним зв'язком, але на відміну від бар'єрного розряду, що має справу з струмами провідності. Вдалося реалізувати таке рішення з використанням швидко поточної вздовж поверхні електрода плівки провідної рідини. Виникнення локального стрибка струму в цьому випадку послаблюється за рахунок посилення випаровування рідини в даній точці і, внаслідок цього, зменшення швидкості розмноження носіїв заряду, при цьому жорсткого обмеження на величину сумарного струму провідності, що протікає, не виникає.

Генератор працює в такий спосіб. Однорідний потік рідини, що рухається спіраллю, надійно покриває внутрішню порожнину зовнішнього циліндра - електрода. Між зовнішнім 1 і внутрішнім електродами 2 запалюється плазма з середніми питомими енерговкладами, наприклад, до 10 кВт/см 3 , що на два порядки перевищує величини, досягнуті в інших видах розряду. Плазма однорідно заповнює коаксіальний проміжок між електродами. Особливо слід підкреслити наявність високої нерівноважності в отриманій плазмі: поблизу водяної плівки температура нейтральної компоненти не перевищує, наприклад, 100°С, тоді як температура електронів досягає, наприклад, 10000-50000°С. При зазначеній щільності енерговкладу висока щільність радикалів призводить до інтенсивного перебігу нерівноважних реакцій. Пропонований пристрій може знайти застосування обробки різних розчинів, суспензій і пульп.

Досягнуто технічного результату створенням генератора нерівноважної плазми з високим питомим енерговкладом за рахунок формування швидкого плівкового потоку провідної рідини, в генераторі реалізовано створення однорідного швидкого потоку плівки рідини вздовжповерхні, забезпечена стійкість електричного розряду, що має розподілений негативний зворотний зв'язок.

Запропонований генератор нерівноважної плазми з високим питомим енерговкладом, з використанням швидкого плівкового потоку провідної рідини може знайти застосування для обробки різних розчинів, суспензій і пульп. Пристрій промислово застосовується для потреб науки та промисловості для проведення різних технологічних операцій синтезу речовин або для створення ефективних джерел випромінювання, для отримання інтенсивних потоків заряджених іонів або радикалів. Запропонована корисна модель дозволяє вирішувати проблему розробки дешевих пристроїв зі створення стабільних джерел нерівноважної плазми за високого тиску, з високими питомими енерговкладами.

1. Патент Україна 2252496 (заявка 2002120301), H05G 2/00, Публікації: 2005.05.20.

2. Патент Україна 79384, A23L 3/00 (2006.01), Публікація 2009.01.10.

Генератор нерівноважної плазми, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю забезпечення високого питомого енерговкладу за допомогою організації, принаймні, по одному з електродів швидкого плівкового потоку провідної рідини з боку, зверненої до області розряду, з можливістю формування швидкого плівкового потоку провідної рідини за рахунок відцентрових сил на внутрішній поверхні зовнішнього циліндра коаксіальної газорозрядної камери, з можливістю утворення між зовнішнім та внутрішнім електродами плазми, з можливістю створенняоднорідного швидкого потоку плівки рідини вздовж поверхні, із забезпеченням стійкості електричного розряду, що володіє розподіленим негативним зворотним зв'язком, з використанням швидкоплинної вздовж поверхні електрода плівки провідної рідини, з можливістю ослаблення стрибка струму шляхом посилення випаровування рідини, що забезпечує зменшення швидкості розмноження носіїв заряду без обмежень сумарного струму провідності.