[發明專利]一種雙級噴管結構的等離子體噴槍

有效

• 申請號: 201410596068.0
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104363690A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 周開根
• 申請（專利權）人: 周開根
• 主分類號: H05H1/26
• 分類號: H05H1/26;H05H1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及等離子體設備，特別是涉及到一種等離子體噴槍的噴管結構。

背景技術

當前，等離子技術已得到廣泛的應用，工業上應用于等離子點火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒廢物處理等。等離子體的處理方式和一般的方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現象下所形成的一種狀態，伴隨著放電現象將會生成了激發原子、激發分子、離解原子、游離原子團、原子或分子離子群的活性化學物以及它們與其它的化學物碰撞而引起的反應。在等離子體發生器中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，溫度可達幾萬度以上。

等離子熱解水制氫技術是最近幾年提出來的水制氫候選技術之一，因為水是一種相當穩定的物質，在常壓條件下，溫度在2000K時水分子幾乎不分解，2500K時有25%的水發生分解，3400～3500K時氫氣和氧氣的摩爾分數達到最大，分別為18%和6%，當溫度達到4200K以上時，水分子將全部分解為氫氣、氫、氧氣、氧和氫氧原子團，一般的加熱方式難以達到這么高的溫度，而使用等離子體噴槍則能做到；應用等離子體噴槍處理危險有害的廢棄物和生活垃圾，使氣化爐不需輸入空氣或氧氣，使生活垃圾轉化的合成氣品質好，達到化工原料的要求，合成氣再通過后級設備生產甲醇或二甲醚產品，實現資源化和無污染處理生活垃圾；在煤氣化生產線上如利用等離子體噴槍把水蒸汽加熱分解后再噴入氣化爐內，與煤炭進行化學反應，所發生的反應是放熱反應，使氣化爐不需輸入空氣或氧氣助燃，生產的合成氣中氫氣的分數比例高，廢氣的含量低，實現節能減排。

現有的等離子體噴槍多為單級結構，存在分解不完全及加熱效率不高的缺點。

發明內容

本發明的目的是要克服現有等離子體噴槍存在分解不完全及加熱效率不高的缺點，提供一種雙級噴管結構的等離子體噴槍，使等離子體噴槍達到更高的處理溫度，提高等離子體噴槍的加熱效率及分解能力，以滿足熱解水制氫、固體廢物處置及有害氣體處理領域的應用要求。

本發明的一種雙級噴管結構的等離子體噴槍，其特征是等離子體噴槍由后座（1）、陰極（3）、第一絕緣槍架（2）、第一噴管（4）、第一管套（5）、第二絕緣槍架（6）、第二噴管（7）和第二管套（8）組成，其中，后座（1）為回轉體結構，在后座（1）的回轉體結構內有冷卻水回路，在后座（1）回轉體結構中心的前端有陰極接口（1-2）；陰極（3）為圓棒體結構，陰極（3）的圓棒體結構中有冷卻腔（Ⅹ）；第一絕緣槍架（2）為回轉體結構，第一絕緣槍架（2）的回轉體結構中有前安裝槽（2-3）和后安裝槽（2-1），在前安裝槽（2-3）與后安裝槽（2-1）之間有貫通的圓形孔道；第一噴管（4）的后部為喉口結構（4-1），喉口結構（4-1）的后端為收窄的喇叭口結構，喉口結構（4-1）的前端為圓錐形噴管結構，第一噴管（4）以嵌入方式安裝在第一管套（5）中，第一噴管（4）與第一管套（5）壁體之間的空間構成第一冷卻水套（Ⅵ），第一冷卻水套（Ⅵ）有冷卻劑進口（5-7）接入和冷卻劑出口（5-1）接出；第二絕緣槍架（6）為回轉體結構，第二絕緣槍架（6）的回轉體結構中有前連接槽口（6-2）和后連接槽口（6-1），前連接槽口（6-2）與連接槽口（6-1）之間貫通；第二噴管（7）的后端為收窄的喇叭口結構，第二噴管（7）的前端為擴張的圓錐管結構，第二噴管（7）后端的喇叭口結構與前端的圓錐管結構之間為貫通的圓形孔道，第二噴管（7）以嵌入方式安裝在第二管套（8）中，第二噴管（7）與第二管套（8）壁體之間的空間構成第二冷卻水套（Ⅱ），第二冷卻水套（Ⅱ）有冷卻水進口（8-4）接入和冷卻水出口（8-1）接出；陰極（3）安裝在后座（1）中心前端的陰極接口（1-2）中，后座（1）攜陰極（3）安裝在第一絕緣槍架（2）的后安裝槽（2-1）中，第一管套（5）攜第一噴管（4）安裝在第一絕緣槍架（2）的前安裝槽（2-3）與第二絕緣槍架（6）的后連接槽口（6-1）中，第二管套（8）攜第二噴管（7）安裝在第二絕緣槍架（6）的前連接槽口（6-2）中；陰極（3）的頭部伸入到第一噴管（4）后端的喇叭口空間中，第一噴管（4）后端的喇叭口空間構成第一放電區（Ⅸ），第一噴管（4）后部的喉口結構（4-1）內空間構成第一壓縮孔道（Ⅷ），第一噴管（4）的圓錐形噴管結構內空間構成第一噴射腔（Ⅶ），第二噴管（7）后端的喇叭口結構內空間構成第二噴射腔（Ⅰ），第二噴管（7）的后端與前端之間貫通的圓形孔道構成第二壓縮孔道（Ⅲ），第二噴管（7）前端擴張的圓錐管結構內空間構成第二噴射腔（Ⅰ）。