[发明专利]具有能够反极性/正极性操作的结构的等离子体喷枪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于熔融放射性废料及一般工业废料等的熔融炉的等离子体喷枪，更具体地，涉及一种由一端被堵塞且中空的空洞型后方电极和两端被开放的喷嘴型(Nozzle)前方电极构成并能够通过电线连接以反极性或正极性操作的具有能够反极性/正极性操作的结构的等离子体喷枪。

背景技术

一般而言，利用等离子体喷枪的熔融炉是通过处理核电站中产生的放射性废料中的金属或混凝土等可燃性或非可燃性物质来减少体积并通过处理设施稳定地处理的技术。

如上所述的等离子体喷枪作为在电极之间产生并保持等离子体弧的装置，向使用的工艺提供能量(主要为热能形式)和反应气体，起到促进对象物的离子化及状态变化反应的作用。

另外，如上所述，在电极之间产生的等离子体弧一般以调节流速和流量的方式注入各种气体(氩、氮、氧及压缩空气等)以符合对应用途。

此外，如上所述的等离子体喷枪可以根据其结构和形态被分为多种，可以根据电极的配置，将其区分为正极性和反极性以及转移型和非转移型等。

尤其，以处理或熔融废料为目的的工业用等离子体喷枪主要采用空洞型，其具有温度非常高的同时无污染源，且容易调节等离子体的温度和速度的优点。

上述的喷枪的结构中，非转移性喷枪不受对象物的影响，从而能够稳定地操作，但能量传递效率降低。转移型喷枪虽然对象物的能量传递效率高，但只在对象物具有导电性时才能够操作，并且，弧受外部气体的环境的影响，因此，操作不稳定。

因此，为了克服如上所述的缺点，通常将非转移性喷枪用作加热非金属类的工具，将转移型喷枪用作加热金属类的工具。

另外，一般来说，现有技术的等离子体喷枪的前方电极连接到正极，后方电极连接到负极，从而以正极性操作。

相反，反极性等离子体喷枪被构成为后方电极连接到正极，前方电极连接到负极，前方电极的替换比较自由，能够增加操作电压，从而用于高功率等离子体的应用。

目前，利用等离子体喷枪的废料处理技术广泛地利用在瑞士ZWILAG、俄罗斯Radon、日本敦贺核电站等，近年来，为了有效、安全且以高收率处理各种废料而进行对高功率等离子体喷枪及利用其的技术的研究。

现有技术文献

[专利文献]

1.韩国授权专利第10-1340439号(2013年12月11日公告)

2.韩国公开专利第2012-0029495号(2012年03月27日公开)

3.韩国公开专利第2001-0078636号(2001年08月21日公开)

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为了解决现有技术中的各种问题而提出的，其目的在于，提供一种具有能够反极性/正极性操作的结构的等离子体喷枪，其以放射性废料及工业废料等各种(导电性及非导电性等)废料为对象，可通过高温熔融运行来提高处理量。

并且，本发明的技术的另一目的在于，向熔融炉的内部均匀、有效地传递能量，从而能够确保处理设施的运行的简易性和稳定性及便利性。

并且，本发明的技术的又一目的在于，确保利用等离子体喷枪的熔融炉的有效、稳定的操作。

此外，本发明的技术的目的在于，当在等离子体熔融炉中熔融放射性废料或一般工业废料等时，通过长期高温运行来经济、有效地进行处理。

并且，本发明的技术的目的在于，为了有效的废料处理，提高等离子体喷枪的结构或操作方法及工艺等。

(二)技术方案

为了实现上述的目的而构成的本发明为如下。即，本发明的能够反极性/正极性操作的等离子体喷枪结合并设置在熔融炉，且在电极之间产生并保持等离子弧，熔融放射性废料或工业废料等废料，等离子体喷枪包括：后方电极，设置在喷枪管体的内部并与正极或负极电连接；以及前方电极，通过喷枪管体的前端与后方电极的前端邻接地设置并与负极或正极电连接，并且，通过转换后方电极和前方电极的电连接，以反极性等离子体喷枪或正极性等离子体喷枪操作。

如上所述的本发明的结构还可以包括直线输送所述等离子体喷枪的一轴喷枪输送工具。其中，一轴喷枪输送工具可以包括：一轴LM导轨，沿直线引导等离子体喷枪；一轴导块，在一轴LM导轨上可直线移动地设置，并通过上部固定并支撑等离子体喷枪；一轴滚珠螺杆，贯通一轴导块并与其螺丝结合，并通过正反旋转使一轴导块向前后直线移动；以及一轴伺服电机，与一轴滚珠螺杆的一端连接，并通过电源的施加正反旋转，使一轴滚珠螺杆正反旋转。