[发明专利]一种高效的微波等离子炬

权利要求书

1.一种高效的微波等离子炬，其特征在于：包括微波发生器(14)、微波输送装置(15)、金属外壳(1)、超材料结构层(3)和放电管(16)；所述金属外壳(1)上设有馈口(2)；所述馈口(2)用于接收微波发生器(14)通过微波输送装置(15)向金属外壳(1)内部输入的微波；所述金属外壳(1)内设有超材料结构层(3)；所述超材料结构层(3)中心设有容纳空间(4)；所述容纳空间(4)包围放电管(16)；所述放电管(16)贯穿金属外壳(1)；所述超材料结构层(3)由外到内材料的相对介电常数渐变递增，使经过超材料结构层(3)的微波汇集在容纳空间(4)；所述超材料结构层(3)包括若干个由内到外依次嵌套的环柱(5)；所述容纳空间(4)为半径为r的圆柱空间；所述超材料结构层(3)的半径为R；所述超材料结构层(3)外部空间的相对介电常数为ε₀；所述超材料结构层(3)各位置点的相对介电常数构成阶梯函数，位置点与容纳空间(4)中心的距离为d，其中R＞d＞r；阶梯函数的每个阶梯和另构建的函数ε(d)＝ε₀(R/d)²相交；所述环柱(5)上设有若干个中空腔(6)；所述中空腔(6)两端分别延伸至对应环柱(5)的顶底面；位于外部的环柱(5)的中空腔(6)的截面大于位于内部的环柱(5)的中空腔(6)的截面；所述环柱(5)上的中空腔(6)均匀间隔；每个环柱(5)上的中空腔(6)数量相等；所述中空腔(6)的截面为圆形或椭圆形或多边形；所述金属外壳(1)顶部设有开口(7)；所述开口(7)上设有压盖(8)；所述压盖(8)底部设有凹圆槽(9)；所述凹圆槽(9)配合在超材料结构层(3)顶部；所述超材料结构层(3)夹在压盖(8)和金属外壳(1)的底部之间；所述压盖(8)内部设有连通腔(10)；所述凹圆槽(9)上设有若干个微孔(11)；所述微孔(11)使所有的中空腔(6)以及容纳空间(4)分别和连通腔(10)连通；所述压盖(8)上设有安全阀(12)；所述安全阀(12)用于连通腔(10)超压时泄压；所述超材料结构层(3)底部设有L定位板(13)；所述金属外壳(1)底部设有和L定位板(13)配合的L定位槽。

2.根据权利要求1所述的一种高效的微波等离子炬，其特征在于：所述放电管(16)包括金属进管(17)、石英管(18)和金属出管(19)；所述金属进管(17)、石英管(18)和金属出管(19)依次连通；所述金属进管(17)设在压盖(8)上，并贯穿连通腔(10)；所述金属出管(19)设在金属外壳(1)底部；所述石英管(18)位于容纳空间(4)内，且石英管(18)夹在压盖(8)和金属外壳(1)的底部之间；所述金属外壳(1)的内侧底部设有环凸(20)；所述石英管(18)的底部配合在环凸(20)内。