CN102548178A - 电弧等离子体发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电弧等离子体发生器，包括阳极和阴极，该阳极具有电弧通道，通过阳极和阴极之间的放电产生电弧，其中，采用氧化性气体作为工作气体，所述电弧对工作气体加热以产生等离子体，等离子体通过电弧通道并经由阳极的喷口喷出。本发明的电弧等离子体发生器解决了采用空气作为工作气体的电弧等离子体发生器存在的问题，有利于燃烧，提高电弧等离子体发生器的高温反应能力；降低氮氧化物的排放，达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种电弧等离子体发生器。
背景技术
电弧等离子体技术在国民经济各领域应用多年，其主要用途有等离子切割，等离子喷涂，等离子焊接，等离子体超细粉末，等离子垃圾焚烧，等离子煤粉点火技术等等。主要是利用电弧等离子体的设备和技术比较简单，能量集中，温度高，容易控制等特点，在工业上等到了广泛的应用。
电弧等离子体发生器可以采用空气作为工作气体，这是由于空气是最易得到的气源，而且气源价格便宜。空气在电弧中被电离成等离子体，变成高温等离子体，其主要成分是N2、O2、N+、O+、NO、NO+等分子和离子，还有电子。等离子体中的氮气在高温中与氧气容易反应生成氮氧化物，增加对大气的污染。
因此，需要采用一种新的工作气体来克服上述问题。
发明内容
本发明提出一种电弧等离子体发生器，其技术方案如下：
一种电弧等离子体发生器，包括阳极和阴极，该阳极具有电弧通道，通过阳极和阴极之间的放电产生电弧，采用氧化性气体尤其是纯氧气作为工作气体，该电弧对工作气体加热以形成等离子体，等离子体通过电弧通道并经由阳极的喷口喷出。
优选地，电弧等离子体发生器包括一安装在阳极和阴极之间的进气环，工作气体通过该进气环切向地输入电弧通道，在该电弧通道中形成工作气体旋流。
优选地，阳极和阴极由抗氧化性材料制成。
优选地，阳极的电弧通道的内壁面和阴极的与工作气体接触的表面用抗氧化性材料涂层。
优选地，所述抗氧化性材料为铬锆铜合金或者铜银合金。
优选地，所述铬锆铜合金包括：质量百分比为0.05％-1.50％的Cr，质量百分比为0.05％-0.25％的Zr，其余为Cu。
优选地，所述铜银合金包括：质量百分比为3％-8％的Ag，其余为Cu。
优选地，所述铜银合金中添加质量百分比少于1％的稀土元素。
在本发明中，用氧化性气体尤其是纯氧气代替空气作为工作气体用于等离子体发生器，以解决采用空气作为工作气体的电弧等离子体发生器存在的问题，产生如下的优点：1)有利于燃烧，提高电弧等离子体发生器的高温反应能力；2)降低氮氧化物的排放，达到节能减排的目的。
附图说明
下面结合附图和优选的实施例详细描述本发明的结构和特点。其中，
图1示出本发明的电弧等离子体发生器的示意纵向剖视图；
图2示出用于本发明电弧等离子体发生器的进气环的横向剖视图。
具体实施方式
图1示出本发明的电弧等离子体发生器的纵向示意剖视图。该电弧等离子体发生器包括阳极1和阴极3，该阳极具有电弧通道11，通过在阳极1和阴极3之间加上直流电(采用高频引弧或接触引弧)放电产生电弧，电弧对工作气体加热以产生等离子体，等离子体通过电弧通道11并经由阳极1的喷口12喷出。在本发明中，采用纯氧气作为工作气体X。阳极和阴极材料采用抗氧化材料，以减小阴阳极的烧损，或者也可以规定，阳极1的电弧通道11的内壁面和阴极3的与工作气体X接触的表面用抗氧化性材料涂层。工作气体X通过进气环2切向旋转从阴阳极间隙进入。在此，阳极1和阴极3优选同轴地设置。
在本发明中，按照一种变型方案，由于纯氧的弧电压比空气的弧电压低，通过更改阳极电弧通道的直径和长度，将电弧通道变细或变长，增加电弧压缩程度或增加电弧的长度，提高电弧的电压，从而增加发生器的功率。
图2示出用于本发明电弧等离子体发生器的进气环的横向剖视图。电弧等离子体发生器包括一安装在阳极1和阴极3之间的进气环2，工作气体X通过该进气环切向地输入电弧通道11，以在该电弧通道中形成工作气体旋流。如图2所示，该进气环2包括切向通入进气环2内部的输入通道21，工作气体经由输入通道21喷入进气环内部，从而在电弧通道11中形成工作气体旋流。
按照本发明一个实施例，电弧等离子体发生器的阳极和阴极由抗氧化性材料制成，或者，阳极的电弧通道的内壁面和阴极的与工作气体接触的表面用抗氧化性材料涂层。抗氧化性材料为铬锆铜合金或者铜银合金。
按照本发明一个变型实施例，铬锆铜合金包括：质量百分比为0.05％-1.50％的Cr，质量百分比为0.05％-0.25％的Zr，其余为Cu。
按照本发明一个变型实施例，铜银合金包括：质量百分比为3％-8％的Ag，其余为Cu。优选地，铜银合金中添加质量百分比少于1％的稀土元素。
Claims (8)
1.一种电弧等离子体发生器，包括阳极和阴极，该阳极具有电弧通道，通过阳极和阴极之间的放电产生电弧，其特征在于，采用氧化性气体作为工作气体，所述电弧对工作气体加热以产生等离子体，等离子体通过电弧通道并经由阳极的喷口喷出。
2.如权利要求1所述的电弧等离子体发生器，其特征在于，所述氧化性气体是纯氧气。
3.如权利要求1所述的电弧等离子体发生器，其特征在于，所述电弧等离子体发生器包括一安装在阳极和阴极之间的进气环，工作气体通过该进气环切向地输入电弧通道，以在该电弧通道中形成工作气体旋流。
4.如权利要求1所述的电弧等离子体发生器，其特征在于，阳极和阴极由抗氧化性材料制成，或者，阳极的电弧通道的内壁面和阴极的与工作气体接触的表面用抗氧化性材料涂层。
5.如权利要求4所述的电弧等离子体发生器，其特征在于，所述抗氧化性材料为铬锆铜合金或者铜银合金。
6.如权利要求5所述的电弧等离子体发生器，其特征在于，所述铬锆铜合金包括：质量百分比为0.05％-1.50％的Cr，质量百分比为0.05％-0.25％的Zr，其余为Cu。
7.如权利要求5所述的电弧等离子体发生器，其特征在于，所述铜银合金包括：质量百分比为3％-8％的Ag，其余为Cu。
8.如权利要求7所述的电弧等离子体发生器，其特征在于，所述铜银合金中添加质量百分比少于1％的稀土元素。
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Application publication date: 20120704 |