[发明专利]DC等离子体焰炬电力设计方法和设备

说明书

一种用于使DC等离子体焰炬工作的方法和设备。所使用的电源至少是所使用的平均工作电压的两倍，从而使所述焰炬更稳定工作。所述焰炬可以包括两个同心圆柱电极，所述电极可以是石墨，并且等离子体合成气体可以是氢气。所提供的电源还具有以至少20千伏的脉冲电压点燃所述焰炬的能力。

本申请是申请日为2016年07月26日、申请号为201680056461.8、发明名称为“DC等离子体焰炬电力设计方法和设备”的中国专利申请(其对应PCT申请的申请日为2016年07月26日、申请号为PCT/US2016/044039)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月29日提交的美国临时申请62/198,431的优先权，上述申请通过引用而全文并入于此。

技术领域

本发明一般涉及的技术领域是利用电能来实现化学变化的方法和设备。

背景技术

无论产品或过程如何独特，随着时间的推移，所有的制造过程都在寻找更高效且更有效的方式。这可以采用原材料成本、能量成本、或过程稳定性和效率的简单改进等的形式。一般来说，作为大部分制造过程(如果不是全部的话)的成本的主要部分的原材料成本和能量资源实际上趋向于随时间而增加，这是因为如果没有其它原因，则规模会扩大并且产量会增加。出于这些和其它原因，在本领域不断搜索不仅改进过程和生产的产品而且还以更高效率且有效的方式生产产品的方式。

这里描述的系统满足上述的挑战，同时还实现附加的改进。

发明内容

描述了一种方法，其使用等离子体合成气体和工作电压电源来使DC等离子体电弧焰炬工作，其中，所述电源至少是所使用的平均工作电压的两倍，从而使得所述焰炬更稳定地工作，该更稳定地工作包括电压波动减少以及所述电弧基本上不熄灭。

附加实施例包括：在上述方法中，所述焰炬在功率调节模式下工作，其中在该功率调节模式下，所述电源在给定功率设定点处工作，并且所述电源调节输出电压和电流这两者以使输出功率保持在所述设定点处；在上述方法中，所述焰炬利用电流设定点进行工作，其中在该电流设定点处，所述电源切换为电流调节模式以保持所述电弧不熄灭，然后使所述电流设定点升高并且在电流高到足以保持所述电弧不熄灭的情况下切换回所述功率调节模式，从而使得电压波动被基本上消除并且电弧熄灭被基本上消除；在上述方法中，所述焰炬包括同心圆柱电极；在上述方法中，所述电源具有以至少20千伏的脉冲电压点燃所述焰炬的能力；在上述方法中，所述电极包括石墨；在上述方法中，所述等离子体合成气体是氢气。

描述了一种设备，其包括DC等离子体焰炬和工作电压电源，其中，所述电源至少是所使用的平均工作电压的两倍，从而使得所述焰炬更稳定地工作。

附加实施例包括：在上述设备中，所述焰炬包括同心圆柱电极；在上述设备中，所述电源具有以至少20千伏的脉冲电压点燃所述焰炬的能力；在上述设备中，所述电源包含感应滤波器，所述感应滤波器分布在调节器的正极腿和负极腿之间以防止所述等离子体焰炬和/或点燃器所引起的传导发射反馈回敏感电子部件；在上述设备中，还包括滤波元件，所述滤波元件用于使所述敏感电子部件在瞬时测量或累积测量中暴露于电压或电流形式的能量的50％以下；在上述设备中，所述电源包含斩波调节器的输出处的滤波元件以对高频能量进行分流；在上述设备中，所述电源包含并联配置的斩波调节器以实现冗余；在上述设备中，所述电源包含串并联配置的斩波调节器以允许使用较低的阻断电压；在上述设备中，所述电极包括石墨。

根据以下说明，这些和附加实施例将变得显而易见。

附图说明

图1示出如这里所述的典型焰炬的示意性表示。

图2示出如这里所述的典型系统的示意性表示。

具体实施方式