[发明专利]一种双模式等离子体点火器

说明书

本发明公开了一种双模式等离子体点火器，包括：壳体、阳极、中空阴极连杆、可更换阴极头、线圈、嵌入阳极、绝缘层、冷却气进口、压缩空气进口、旋流器、水冷槽；所述阳极与壳体一侧相连通，在阳极的内壁上设有用于冷却的水冷槽；所述中空阴极连杆位于壳体中，所述可更换阴极头与中空阴极连杆一端相连通，所述中空阴极连杆的另一端设有冷却气进口，在中空阴极连杆的外表面包裹有绝缘层，在绝缘层表面安装有嵌入阳极；所述旋流器设置在绝缘层与壳体之间，在壳体的一侧开设有压缩空气进口，线圈位于壳体外周。非平衡等离子体放电实现了反应活性的提高，这将降低热平衡等离子体所需的放电电压，起到防止阴极烧蚀、延长阴极寿命的作用。

技术领域

本发明涉及一种点火器，具体说是一种双模式等离子体点火器。

背景技术

为了使燃料能够高效、清洁的燃烧，以实现节能减排的目的，人们设计了多种点火及燃烧方式。其中，等离子体点火技术由于具有点火能量高、可靠性好等特点，成为燃烧技术研究领域的一项新兴技术。

目前，绝大多数等离子体点火技术均是基于热平衡等离子体理论开发而成的。热平衡等离子体点火具有很高的点火能量，能够使燃料迅速的着火。但是，由于热平衡等离子体技术的温度很高，容易导致电极寿命的降低。因此，在使用中需要间隔一定时间进行电极的更换。这造成了成本升高、可靠性降低等一系列问题。

现有技术中公开了名称为一种拉长电弧等离子体射流点火器，申请号为201410568885.5的专利，其由壳体、阴极安装座、阴极、阳极、旋流器、绝缘套、进气管、旋流孔构成。还公开了名称为一种扫掠式等离子体射流点火器，申请号为201811373547.0的专利申请，其由射流出口、射流自激振荡腔、点火器壳体阴极、点火器阳极、点火器进气孔、绝缘体、导线连接孔构成。其缺点在于：(1)该点火器均采用热平衡等离子体的原理工作。热平衡等离子体温度高、能量大，易导致电极烧蚀，影响电极寿命。(2)采用电弧放电技术的热平衡等离子体点火方式的点火范围窄，不利于实现稀薄条件下的燃烧，不利于经济性的提高。

发明内容

为解决现有等离子体点火器的电极烧蚀、寿命短、点火范围窄等问题，本申请提供一种双模式等离子体点火器。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种双模式等离子体点火器，包括：壳体、阳极、中空阴极连杆、可更换阴极头、线圈、嵌入阳极、绝缘层、冷却气进口、压缩空气进口、旋流器、水冷槽；所述阳极与壳体一侧相连通，在阳极的内壁上设有用于冷却的水冷槽；所述中空阴极连杆位于壳体中，所述可更换阴极头与中空阴极连杆一端相连通，所述中空阴极连杆的另一端设有冷却气进口，在中空阴极连杆的外表面包裹有绝缘层，在绝缘层表面安装有嵌入阳极；所述旋流器设置在绝缘层与壳体之间，在壳体的一侧开设有压缩空气进口，线圈位于壳体外周。

进一步的，可更换阴极头表面上加工有用于实现气体流通的冷却孔道。

进一步的，可更换阴极头一部分结构位于阳极中，另一部分结构位于壳体中。

进一步的，所述压缩空气进口用于进入压缩空气，该压缩空气首先被沿面放电电离成非平衡等离子体，随后被电弧放电电离成热平衡等离子体。

进一步的，所述中空阴极连杆是中空结构，用于将冷却空气引入可更换阴极头。

进一步的，在壳体的另一端设有固定支架。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：

(1)本方案采用沿面放电-电弧放电的双放电模式，首先将空气电离成非平衡等离子体，提高了空气的反应活性；随后采用电弧放电技术，实现热平衡等离子体放电。这样，非平衡等离子体放电实现了反应活性的提高，这将降低热平衡等离子体所需的放电电压，起到防止阴极烧蚀、延长阴极寿命的作用。

(2)采用进气旋流，可增强压缩空气与燃料的接触面积，并提高湍流度，从而加快反应速度。