[發明專利]一種彈簧引弧式等離子燃燒器

在審

• 申請號: 201711317879.2
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107949140A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 石為華;鐘貴全;王志軍;陳珊;楊玉地;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: H05H1/28
• 分類號: H05H1/28;H05H1/34
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司11254
• 代理人: 劉伍堂

技術領域

本發明屬于石化、冶金以及電力行業等等離子燃燒器的技術領域，具體涉及一種彈簧引弧式等離子燃燒器。

背景技術

等離子體是指氣體被電離產生的含有大量電子，離子，激發態分子，原子以及自由基團的高活性物質，又被稱作物質的“第四態”，低溫等離子體溫度范圍在幾千到幾萬度，也就熱等離子體，熱等離子體應用于工業上，可以用做煤粉鍋爐點火槍，垃圾，固體廢棄物的氣化等，燃氣輪機的點火以及穩燃，化工方面的氫氣制備，當前也有大量研究使用熱等離子體制備石墨烯等材料。

目前等離子燃燒器作為熱源的供應者，主要應用于電站粉煤鍋爐點火，固廢垃圾熔融處理，飛灰處理等方面，已有的等離子燃燒器多使用單一氣源作為等離子體產生的介質氣源，介質氣源主要為壓縮空氣，氬氣，氫氣等簡單氣體，使用過程中通過高壓擊穿或接觸拉弧的方式產生電弧，用于電離介質氣體。

現電廠使用等離子點火器，由于其結構較大，基本采用陰極移動的方式通過陰陽極接觸引弧形成等離子體，鍋爐燃燒器點火后通過陰極移動進行斷弧，主要起到點火作用。而對于垃圾熔融等行業用的等離子燃燒器需要長期使用，全部均采用高壓起弧，通過高電壓擊穿與陰陽極之間形成電弧，介質氣體通過電弧形成等離子體，用于熱源的供應，但是需要配套的電源系統具備高壓起弧的控制部分，整個系統電源繁雜，同時增加系統成本，同時對工件的制作加工精度要求高，使用過程中易出現局部燒蝕后，不容易起弧，必須進行管部件更換，嚴重影響燃燒效率。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種彈簧引弧式等離子燃燒器，通過控制彈簧組件的壓縮使得陰陽極之間接觸通電，伸展時使得陰陽極之間形成合適的極間距，同時通入的介質氣源通過陰陽極之間的流道，通過電弧放電電離形成等離子體并由陽極的噴口噴出，采用彈簧式起弧結構，對等離子燃燒器的起弧過程進行了起弧方式的優化，該方式可以實現快速起弧，起弧后實現等離子體迅速穩定，起弧電壓范圍大，不需要額外附加高壓起弧系統，使起弧過程更加安全。

為至少解決上述技術問題之一，本發明采取的技術方案為：

本發明提出了一種彈簧引弧式等離子燃燒器，包括：陰極、槍體、彈簧組件和陽極，其中，所述陰極包括：相互連接的等徑段和放電段，所述等徑段沿水平方向貫穿所述槍體的內腔，并與所述內腔形成環形通道；所述彈簧組件位于所述槍體的內部，包括：陰極擋板、彈簧和槍體擋塊，其中，所述陰極擋板設置于所述等徑段的外壁上，所述槍體擋塊設置于所述槍體的內壁上，所述彈簧設置于所述陰極擋板和槍體擋塊之間，通過控制所述彈簧的壓縮量，控制所述陰極和陽極進行接觸和起弧；所述陽極與所述槍體靠近所述放電段的一端相連，并與所述放電段形成氣體空腔。

進一步的，多個所述槍體擋塊沿圓周方向間隔布置于所述槍體的內壁上，且位于所述陰極擋板的一側。

進一步的，還包括：圓環狀的堵板，所述堵板徑向設置于所述槍體遠離放電段的另一端，且所述堵板的外壁與所述槍體的內壁螺紋相連，所述堵板的內壁與所述等徑段通過密封圈相連，用于密封所述槍體。

進一步的，所述等徑段的內部沿水平方向設置有冷卻水通孔；所述等徑段的外壁上沿圓周方向設有多個與所述冷卻水通孔相連通的徑向通孔。

進一步的，還包括：絕緣層，其包裹在所述等徑段的外部，且所述絕緣層的一端位于所述槍體擋塊的內部，在所述絕緣層上設置有出水孔，所述出水孔分別與所述環形通道和徑向通孔相連通，形成冷卻水回路。

進一步的，所述絕緣層與所述槍體擋塊之間具有縫隙，使得冷卻水經所述縫隙流出，通過所述槍體的另一端側壁上設置的冷卻水出口排出。

進一步的，所述槍體的靠近所述放電段的一端通過密封件和所述絕緣層與所述放電段形成端部密封。

進一步的，所述等徑段的遠離放電段的一端位于所述槍體的外部，用于安裝陰極接頭。

進一步的，所述陽極包括：安裝部和出口部，其中，所述安裝部的一端通過密封件與所述槍體的外壁密封相連，另一端與所述出口部相連；所述出口部的內部沿水平方向設置有縮放噴口通道，所述縮放噴口通道的側壁內部設置有與所述氣體空腔相連通的氣體內腔。

進一步的，所述出口部的側壁上設有與所述氣體內腔相連通的進氣口，用于通入介質氣體；所述介質氣體通過所述氣體內腔對陽極進行冷卻，并通過所述進氣口進入所述氣體空腔，對陰極進行冷卻及在陰極表面形成氣膜保護。

本發明至少包括以下有益效果：

1）本發明采用彈簧式引弧結構，可以代替傳統高壓起弧系統級設備，使得起弧方式更加簡便；