Изобретение относится к газоразрядным приборам в -области получения низкотемпературной плазмы.
Для обеспечения устойчивого режима работы МГД-генератора степень ионизации рабочего газа на входе в его канал поддерживают на определенном уровне с помощью специального устройства - предионизатора. Для дуговых предионизаторов, используемых в настоящее время для этих целей, характерны срыв дугового разряда при больших скоростях движения рабочего газа, малая площадь сечения зоны предварительной ионизации единичной дуги, что требует нрименения большого количества дуг, а также загрязнение рабочего газа материалом электродов.
Известные безэлектродные предионизаторы представляют собой модификацию безэлектродных СВЧ-плазматронов. Они не обеснечивают устойчивой зоны непрерывной ионизации. Эти предионизаторы вынуждены работать в импульсном режиме из-за смещения зоны СВЧ-разряда вследствие движения фронта ионизации навстречу потоку СВЧ-энергии.
Цель изобретения - обеспечить стабильную зону предварительной ионизации, имеющую площадь поперечного сечения, соизмеримую с сечением газового потока на входе в канал МГД-генератора. Ири этом все устройство должно быть простым, надежным в работе и
не должно иметь механически изнашивающихся элементов.
Цель достигается тем, что волновод выполнен ступенчатым, причем переходная сгулень размещена в области разгонного устройсгва перед входом в канал МГД-генератора.
При продуве газа по трубке в направлении распространения СВЧ-энергии разряд движется навстречу потоку энергии, если скорость газового потока меньше скорости распространения фропта ионизации. Если же скорость распространения фронта ионизации ниже скорости газового потока, то разряд уносится вместе с газом. Если волновод выполнить ступенчатым, сохраняя неизменным его волновое сопротивление, то при заданной скорости газового потока можно подобрать такие сечения ступеней волновода, что в одной ступени скорость раснространения фронта ионизации выше скорости газового потока, а в другой ступени - ниже скорости газа. В таком волноводе разряд останавливается в месте стыка ступеней.
Предлагаемый СВЧ-предионизатор содержит источник / СВЧ-энергии непрерывного действия; волновод 2 со ступенью 3, полость которого заключает в себе разгонное устройство 4 и часть канала 5 МГД-геператора; газопровод 6; устройство связи 7; согласованную СВЧ-нагрузку 8.
Работает предионизатор следующим образом. От источника / (магнетрона) СВЧ-энергию с помощью волноводов и устройств связи подают в зону СВЧ разряда (последний при этом является неравновесным). При этом в отсутствии плазмы СВЧ-энергия поступает в канал МГД-генератора и далее через устройство связи - в согласованную нагрузку. После возбуждения СВЧ-разряда на входе в канал МГД-генератора практически вся энергия в нем поглощается, и фронт СВЧ-разряда начинает двигаться навстречу потоку электромагнитной энергии и патоку газа.
Перемещение зоны разряда прекращается в месте изменения сечения волновода и таким образом создается устойчивая зона ионизации. Поперечное сечение зоны ионизации при этом зависит от величины подводимой СВЧ-энергии
и с ростом энергии стремится заполнить все сечение разгонного устройства и канала МГДгенератора.
Предмет изобретения
Сверхвысокочастотный предионизатор магнитогидродинамического генератора на неравновесной низкотемпературной плазме, состоящий из источника СВЧ-энергии непрерывного действия, волновода и СВЧ-нагрузки, отличающийся тем, что, с целью локализации предварительной ионизации рабочего газа на входе в канал МГД-генератора, волновод выполнен ступенчатым, причем переходная ступень размещена в области разгонного устройства перед входом э канал МГД-генератора.
