[发明专利]等离子体发生器

说明书

本发明公开了一种等离子体发生器，包括：第一碳电极；第一金属电极，具有腔体，腔体包括：构造为等离子体的出口的第一端、以及与第一端相对的第二端；其中，第一碳电极经由第二端延伸进腔体的内部；补偿送进装置，与第一碳电极固定连接，补偿送进装置驱动第一碳电极向出口的方向移动；其中，出口的内表面构造为，在由第二端至第一端的方向上，逐渐远离腔体的中心线；或者，出口的内表面构造为，在由第二端至第一端的方向上，先逐渐接近中心线、并随后远离中心线。

技术领域

本发明涉及等离子体发生器技术领域，具体来说，涉及一种等离子体发生器。

背景技术

电弧等离子体发生器又称电弧等离子体炬，或称等离子体喷枪，有时也称电弧加热器。电弧等离子体发生器是一种能够产生定向低温(约2000开～20000开)等离子体射流的放电装置，已在等离子体化工、冶金、喷涂、喷焊、机械加工和气动热模拟实验等领域中得到广泛应用。工业上应用的电弧等离子体发生器的主要技术指标是功率、效率和连续使用寿命。

电弧等离子体发生器主要由一个阴极和一个阳极(阳极用工件代替)构成的两极、一个放电室以及等离子体工作气供给系统三部分组成。常用的等离子体发生器的阴极和阳极大都用金属材料制成，由于等离子体发生器的阴极损耗，常常选用难熔金属材料或高导热性的金属材料制成，或者根据使用环境选择保护性气体对阴极进行保护。但是，无论采用何种材料、采取何种保护方式，电极材料特别是阴极材料由于其本身固有的特点，等离子体发生器的使用寿命受到电极使用寿命的限制，不能长时间连续工作，因此在例如需要长周期连续工作的化工领域和垃圾处理领域等受到限制。目前，等离子体发生器的连续使用寿命一般在数百个小时之间，报道过做的最好的不超过2000小时。因此，可长周期连续工作的长寿命是使等离子体发生器得到大规模推广应用的关键。

现有的一种电弧炉技术，该电弧炉是由可持续补偿的碳电极组成，可一定程度上延长等离子体发生器的寿命。但是，电弧炉通常为三相工频供电；电弧炉没有气体引入，产生的等离子体少，气体活性小。电弧炉的三个电极分别接在三相工频电源上，没有阴极和阳极之分，被加热或处理的材料同电极本身没有关系。

另一方面，市场上现有的等离子体发生器大多采用亚声速流动状态，出口为简单的圆形，热等离子体射流不能形成超音速流动状态，容易收到外界环境工作压力的影响。特别是在外界环境压力较高的应用场合，亚声速状态下的等离子体喷枪易受外界环境压力的波动而波动，不能正常稳定的工作，造成应用受到一定的限制。

针对相关技术中上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种等离子体发生器，能够实现等离子体发生器不间断地连续运行，并实现更大功率的操作。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种等离子体发生器，包括：第一碳电极；第一金属电极，具有腔体，腔体包括：构造为等离子体的出口的第一端、以及与第一端相对的第二端；其中，第一碳电极经由第二端延伸进腔体的内部；补偿送进装置，与第一碳电极固定连接，补偿送进装置驱动第一碳电极向出口的方向移动；其中，出口的内表面构造为，在由第二端至第一端的方向上，逐渐远离腔体的中心线；或者，出口的内表面构造为，在由第二端至第一端的方向上，先逐渐接近中心线、并随后远离中心线。

在一个实施例中，腔体包括在第一碳电极与第一金属电极之间形成的气体腔，并且气体腔具有进气口；其中，等离子体发生器还包括：进气法兰，连接于第一金属电极，第一碳电极穿设在进气法兰中，进气口包括设置在进气法兰中的径向进气口和设置在进气法兰和第一金属电极之间的旋转进气口。

在一个实施例中，第一碳电极两端设置有用于连接的螺纹结构。

在一个实施例中，等离子体发生器还包括：直流电源，第一碳电极和第一金属电极分别连接于直流电源。