[发明专利]一种新型直流等离子体发生器

说明书

本发明公开了一种新型直流等离子体发生器，其特征在于：包含前电极、后电极、旋气环、前电极冷却机构、后电极冷却机构和水冷线圈，前电极的一端与旋气环的一端固定连接，旋气环的另一端与后电极的一端固定连接，前电极冷却机构设置在前电极外侧，后电极冷却机构设置在后电极上，水冷线圈设置在前电极冷却机构上，前电极内开有一个沿轴线方向设置的喷管，喷管包含喷管直段、喷管扩张段和喷管出口直段，后电极内盲孔采用尾部渐扩式井型结构。本发明提高了电极使用寿命，大大加强了危险废物处置效果。

技术领域

本发明涉及一种等离子体发生器，特别是一种新型直流等离子体发生器，属于等离子发生器领域。

背景技术

随着环保要求越来越高，环保监管越来越严厉，工业危险废物处置市场越来越大，危废处置行业标准野越来越高。热等离子体具有高能量密度、高温、高焓等特点，特别适宜处置飞灰、电子垃圾、液态或者气态有毒危险废物。

热等离子体产生方法主要通过以下几种方式：1）交流等离子体发生器，结构复杂，应用较少；2）直流电弧，主要应用于金属冶炼，危废灰渣熔融等；3）射频等离子体发生器，通过高频感应产生热等离子体，其功率相对较低，热效率较低，主要应用于新材料领域；4）直流等离子体发生器，功率覆盖千瓦至兆瓦级，热效率达到 70-80%，广泛应用航空航天、热喷涂、切割、废弃物处理等行业。

现有的大功率直流等离子体发生器，寿命较短，可靠性较差，长时间热态运行稳定性较差，效率不高等问题。直接制约直流等离子体发生器的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型直流等离子体发生器，提高等离子体发生器长时间热态运行的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种新型直流等离子体发生器，其特征在于：包含前电极、后电极、旋气环、前电极冷却机构、后电极冷却机构和水冷线圈，前电极的一端与旋气环的一端固定连接，旋气环的另一端与后电极的一端固定连接，前电极冷却机构设置在前电极外侧，后电极冷却机构设置在后电极上，水冷线圈设置在前电极冷却机构上，前电极内开有一个沿轴线方向设置的喷管，喷管包含喷管直段、喷管扩张段和喷管出口直段，后电极内盲孔采用尾部渐扩式井型结构。

进一步地，所述喷管直段的一端与喷管扩张段的一端连接，喷管扩张段的另一端与喷管出口直段的一端连接，喷管直段、喷管扩张段和喷管出口直段的连接部分圆滑过渡，其中喷管直段的直径小于喷管出口直段的直径。

进一步地，所述后电极的一端端部沿轴线方向开设有一个盲孔，盲孔包含入口直段、渐变扩张段和尾部直段，入口直段的一端与渐变扩张段一端连接，渐变扩张段的另一端与尾部直段的一端连接，入口直段、渐变扩张段和尾部直段的连接部分圆滑过渡，其中入口直段的直径小于尾部直段的直径。

进一步地，所述喷管直段的另一端端部设置有前电极入口圆弧倒角，入口直段的另一端端部设置有后电极出口圆弧倒角，其中前电极入口圆弧倒角弧度大于后电极出口圆弧倒角。

进一步地，所述喷管直段的直径小于入口直段的直径。

进一步地，所述旋气环上开有若干个进气孔，每个进气孔沿着旋气环内壁圆形截面的切线方向设置，若干个进气孔沿旋气环的周向等间距分布并且每个进气孔均沿同一顺时针或逆时针方向设置。

进一步地，所述前电极冷却机构包含前电极水冷套，前电极水冷套的两端分别与前电极两端密封连接，前电极水冷套的一端开有若干个进水孔，若干个进水孔沿前电极水冷套的周向等间距分布，前电极水冷套的另一端开有若干个回水孔，若干个回水孔沿前电极水冷套的周向等间距分布，每个进水孔均倾斜于前电极水冷套的径向设置并且若干个进水孔沿同一顺时针或逆时针方向设置，每个回水孔均倾斜于前电极水冷套的径向设置并且若干个回水孔沿同一顺时针或逆时针方向设置，其中若干个进水孔的倾斜方向与若干个回水孔的倾斜方向相反。