進氣口流入的空氣，能完全通過外電極，不從其它連接部位漏氣即可。為保證這一點，需在連接部位添加密封墊圈或采用錐形壓緊結構，如圖1所示:水冷壓緊環(huán)314和進氣旋向環(huán)42之間、進氣旋向環(huán)42和調整環(huán)43之間、調整環(huán)43和固定法蘭22之間均采用添加密封圈的形式，通過鎖緊螺母251將其壓緊；在發(fā)生器后半部分，固定法蘭22和固定套23采用錐形結構通過鎖緊螺母252將其壓緊，另外錐形結構也能確保鎖緊螺母252和固定套23處于同一中心位置；密封環(huán)24作為錐形結構起到兩方面的作用:其一為保證與固定套23之間緊密配合，其二為通過其壓緊時產生的形變保證與水冷管323之間的緊密結合。通過以上結構的設計確保整個系統(tǒng)處于密封狀態(tài)。
[0066]發(fā)生器的水冷接口、進氣口和接線端如圖2所示，進水口 311和出水口 312的分別為外電極11的水冷接口，兩進水口的分配主要看外電極的產熱分配，同軸型電極結構放電主要產生在外電極的直筒部分，弧根根據(jù)不同的氣流在直筒內壁或端口產生，冷卻主要是將進水口對直筒部分進行沖刷，增加其與冷水的接觸面積，能快速帶走熱量，減少電極的燒蝕；進水口 321和出水口 322的分別為內電極的水冷接口，其原理與外電極相似，水流從進水口 321流入，持續(xù)不斷的沖擊內電極的中心位置，增加熱交換，通過外壁流出。因放電采用的電源為高頻高壓電源，為防止高壓產生水中離子電離，冷卻液采用去離子水，同時因為產熱量小，可以將出水口 322和進水口 321連接起來，共用一個冷卻系統(tǒng)，降低系統(tǒng)的成本。內外電極的接線采用螺栓緊固結構，通過螺栓連接將其固定，其中外電極通過電極外壁21和外電極11之間的過渡連接將電流傳輸?shù)酵怆姌O11，因為高頻高壓放電電流小，所以這種連接方式滿足要求，內電極的電流傳輸通過水冷管323和內電極12之間的螺紋接觸傳輸，保證連接可靠。進氣方式采用側面進氣，通過內部的進氣旋向環(huán)改變氣流的旋轉方向。
[0067]從圖3中可以看出(V1, V2, V3, V4)為功率器件，(C1, C2, C3, C4)為浪涌電壓吸收電容，保護功率器件不被破壞，電容C5和電感L i組成的串聯(lián)諧振電路，用來降低電源損耗，提高輸出波形品質。使得最終輸出的電壓峰峰值為1kV?40kV，頻率為1kHz?40kHz。
[0068]供電電路主要是全橋逆變升壓電路，由兩個橋臂組成，每個橋臂上包含兩個開關管，變壓器T的輸入點為A和B兩點，分別位于兩橋臂之間的中點位置?？刂品绞讲捎秒p極性控制，功率管(V1, V2, V3, V4)采用時間比率控制。在一個周期!；內，在前半周期，功率管VjP V 4同時導通，功率管V 2和V 3均斷開，此時B點電勢為U i; A點電勢為0，Uab= -U i；電流流經變壓器W1邊由B流向A ;在后半周期，當功率管V 2和V 3同時導通且V JP V 4斷開時，A點電勢為Ui, B點電勢為0，Uab= U i;電流流經變壓器W1邊由A流向B ;當功率管V V 4與VjPV3都關斷時電壓Uab= O。經過上述過程實現(xiàn)了逆變，并將產生的交變的高頻信號，再經過(:5和L #且成的串聯(lián)諧振電路，最終通過高頻升壓變壓器，完成高頻高壓輸出。
[0069]等離子體射流的產生主要依靠氣流將發(fā)生器內部放電所產生的等離子體從其噴嘴噴出而形成，因此，進氣結構和工作氣體流量將直接影響所產生的射流的特性，如圖4所示。為保證暖等離子體充滿整個射流區(qū)，進氣環(huán)選用切向進氣方式，并采用均分的4個切向小孔均勻進氣，以保證放電的穩(wěn)定性。發(fā)生器內部氣體宏觀的流動方向為圖4中箭頭所示。在圖4中，(4a)結構的進氣方向與氣流方向成110°角；(4b)結構的進氣方向與氣流方向成20°角；(4c)結構的進氣方向與氣流方向成90°角。在不同的工作狀態(tài)下，選擇不同的結構。
[0070]同軸型發(fā)生器多采用環(huán)形電極結構和錐形電極結構組成，在兩電極之間施加高頻高壓電，將兩電極間隙距離最窄處的空氣擊穿，形成放電通道，再通以氣流將電弧吹出，形成等離子體射流。為得到穩(wěn)定的大面積射流，本結構采用多種電極結構，在不同的工作狀態(tài)下，選擇不同的結構。
[0071]本發(fā)明因產生的暖等離子體特性的優(yōu)勢，可以應用在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)、等離子體輔助燃燒等領域。
[0072]電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)是以等離子體為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜分析方法，可進行多元素的同時測定。樣品由載氣引入霧化系統(tǒng)進行霧化后，以氣溶膠形式進入等離子體的軸向通道，在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、電離和激發(fā)，發(fā)射出所含元素的特征譜線。根據(jù)特征譜線的存在與否，鑒別樣品中是否含有某種元素。但目前電感耦合等離子體光源采用熱等離子體，其工作前提條件是，需具備持續(xù)穩(wěn)定的高純氬氣流，炬管、感應圈、高頻發(fā)生器，冷卻系統(tǒng)等。因為熱等離子體溫度高達6000K?10000K，在工作過程中需要對整個系統(tǒng)進行冷卻，耗費了大量的高純氬，且結構復雜。若采用暖等離子體作為等離子體光源，在降低溫度的同時也能滿足系統(tǒng)所需的其它要求，因其溫度較低，大大降低了冷卻系統(tǒng)的難度和成本。因此暖等離子體在對電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法的革新具有重要意義。
[0073]暖等離子體點火技術除了在鍋爐的點火應用之外，可以推廣到對其它燃料點火燃燒技術。目前現(xiàn)有的發(fā)動機系統(tǒng)采用的火花點火技術已被世人所熟知，并能合理的掌握和運用，但暖等離子體輔助點火燃燒技術蘊含著巨大的經濟利益和社會價值。電火花點火技術是指引擎中燃料燃燒通常是采用火花放電來實現(xiàn)?；鸹ǚ烹姷乃查g高壓產生熱平衡等離子體，將空氣與燃料混合物分解成燃燒必需的自由基和活性物種，發(fā)生有氧氣參與的化學反應。自身燃燒釋放的能量產生新的活性物質使燃燒得以繼續(xù)，傳播火焰鋒面上活性物種產生的效率決定著整體燃燒速度。然而，這種自身產生活性物種的方式有時不足以維持燃燒，尤其是在貧燃情況下。暖等離子體技術并不依靠自身產生的活性物種來維持燃燒，而是憑借其高能電子與燃料和助燃氣分子的相互作用，發(fā)生一系列的反應(激發(fā)、離解和電離等)生成小分子燃料、自由基和離子等活性物質，使得燃燒繼續(xù)。因此暖等離子體技術是把原本主要用來加熱和低能振動激發(fā)的等離子體能量轉而用到高能電子激發(fā)和電離。應用暖等離子體點火助燃技術極大地加速了點火燃燒過程，同時使燃料燃燒的更加充分徹底。暖等離子體點火助燃技術在發(fā)動機點火助燃等其它點火領域同樣具有巨大優(yōu)勢，具有廣闊的發(fā)展前景。
【主權項】
1.一種暖等離子體發(fā)生器，其特征在于，是一種在內、外電極間接1kHz?40kHz、1kV?40kV高頻高壓產生的、等離子體溫度在2000K?4000K之間的、能在降低等離子體發(fā)生器輸入功率的同時又能提高點火過程熱能利用率的、采用同軸型電極結構的暖等離子體發(fā)生器，其中: 等離子體發(fā)生器主體，包括:一對同軸型電極、水冷系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)以及所述同軸型電極的鎖緊定位組件，其中: 一對同軸型電極(I)，由中心線相互重合的外電極(11)和內電極(12)構成，其中: 外電極(11)，用紫銅制成，入口處呈喇叭形，噴口處呈直筒形，兩者相應貫通， 內電極(12)，用鎢制成，呈圓錐形； 同軸型電極鎖緊定位組件(2)，包括:電極外壁(21)、第一鎖緊螺母(251)、第二鎖緊螺母(252)、固定法蘭(22)、固定套(23)、密封環(huán)(24)、密封螺母(26)以及都由螺釘、螺母、墊片組成的接地用組件(52)和接高壓用組件(51)，其中: 電極外壁(21)，用黃銅制成，呈圓筒形，底部開口且?guī)惯?，端面通過