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等离子体发生器

阅读:1057发布:2020-09-14

IPRDB可以提供等离子体发生器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及一种等离子体发生器,其包括:第一电极,其内部沿轴向设有电弧通道;第一支架,与所述第一电极轴向的第一端间隙配合连接;所述第一支架形成有第一空腔,所述第一空腔与所述电弧通道连通;以及第二电极,设于所述第一空腔内,且沿所述第一电极的轴向设置,所述第二电极的端部与所述第一电极的第一端之间具有非接触的重叠段。本发明第一支架与第一电极的第一端间隙配合连接,利于实现等离子体发生器的结构轻型化,利于减少发生器的重量,可增强设备的维护便捷性、降低材料成本消耗;且较小的产品体积及重量也更加便于安装应用。,下面是等离子体发生器专利的具体信息内容。

1.一种等离子体发生器,其特征在于,包括:

第一电极(1),其内部沿轴向设有电弧通道(11);

第一支架(2),与所述第一电极(1)轴向的第一端间隙配合连接;所述第一支架(2)形成有第一空腔,所述第一空腔与所述电弧通道(11)连通;以及第二电极(3),设于所述第一空腔内,且沿所述第一电极(1)的轴向设置,所述第二电极(3)的端部与所述第一电极(1)的第一端之间具有非接触的重叠段。

2.如权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,包括:

壳体(4),形成有第二空腔,所述第一电极(1)设于所述第二空腔内;以及第二支架(5),与所述壳体(4)的第一端螺纹连接,所述第二支架(5)形成有第三空腔,所述第三空腔与所述第二空腔连通,所述第一支架(2)设于所述第三空腔内。

3.如权利要求2所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第一电极(1)的第二端从所述壳体(4)的第二端穿出;

所述第一电极(1)靠近其第二端的部位设有第一挡块(12),所述第一挡块(12)位于所述第二空腔内;

所述壳体(4)的第二端设有向所述第一电极(1)延伸的第二挡块(41),所述第二挡块(41)与所述第一挡块(12)相互配合形成限位。

4.如权利要求2所述的等离子体发生器,其特征在于,所述壳体(4)还设有径向延伸的第三挡块(42),所述第三挡块(42)靠近所述壳体(4)与所述第二支架(5)的螺纹连接处,所述第三挡块(42)与所述第二支架(5)的端部抵接。

5.如权利要求2所述的等离子体发生器,其特征在于,包括:

隔板(6),设于所述壳体(4)的内壁与所述第一电极(1)之间;所述隔板(6)将所述壳体(4)的内壁与所述第一电极(1)之间的空间分为第一内腔和第一外腔,所述第一内腔相对于所述第一外腔靠近所述第一电极(1);以及第三支架(7),与所述隔板(6)的第一端螺纹连接,所述第三支架(7)将所述第一支架(2)与所述第二支架(5)的空间分为第二内腔和第二外腔,所述第二内腔相对于所述第二外腔靠近所述第一支架(2);

其中,所述第二内腔、所述第一内腔、所述第一外腔和所述第二外腔依次连通,以使冷却介质沿所述第二内腔、所述第一内腔、所述第一外腔和所述第二外腔流动。

6.如权利要求5所述的等离子体发生器,其特征在于,包括第一引流装置(81),设于所述第一内腔,用于为冷却介质的流动提供动力。

7.如权利要求6所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第一电极(1)对应安装所述第一引流装置(81)的部位的径向尺寸小于所述第一电极(1)的其他部位的径向尺寸。

8.如权利要求6所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第一电极(1)的外壁设有多个导流槽(13),所述导流槽(13)位于所述第一引流装置(81)的下游,所述导流槽(13)沿所述第一电极(1)的轴向设置。

9.如权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,包括第二引流装置(82),设于所述第二电极(3)与所述第一支架(2)之间,用于为气体的流动提供动力。

10.如权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第二电极(3)与所述第一支架(2)相对的部位设有第一绝缘件(91),所述第一支架(2)与所述第二电极(3)相对的部位设有第二绝缘件(92)。

11.如权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第一电极(1)设有第四挡块(15),所述第四挡块(15)靠近所述第一电极(1)与所述第一支架(2)的间隙配合处,所述第四挡块(15)与所述第一支架(2)的端部抵接。

12.如权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第一电极(1)与第一支架(2)之间设有第一密封槽(14),所述第一密封槽(14)靠近所述第一电极(1)的第一端与所述第一支架(2)的间隙配合处,所述第一密封槽(14)内设有第一密封圈。

13.如权利要求2所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第二支架(5)与所述壳体(4)之间设有第二密封槽(51),所述第二密封槽(51)靠近所述第二支架(5)与所述壳体(4)的螺纹连接处,所述第二密封槽(51)内设有第二密封圈。

14.如权利要求3所述的等离子体发生器,其特征在于,所述第二挡块(41)与所述第一电极(1)之间设有第三密封槽(43),所述第三密封槽(43)内设有第三密封圈,以使所述第二挡块(41)与所述第一电极(1)之间形成密封连接。

15.如权利要求1所述的等离子体发生器,其特征在于,所述电弧通道(11)包括沿电弧流动方向依次设置的第一通道、第二通道和第三通道;

沿电弧流动方向,所述第一通道的径向尺寸逐渐缩小;

沿电弧流动方向,所述第二通道的径向尺寸一致;

沿电弧流动方向,所述第三通道的径向尺寸逐渐增大。

说明书全文

等离子体发生器

技术领域

[0001] 本发明涉及等离子体技术领域,尤其涉及一种等离子体发生器。

背景技术

[0002] 目前,电站锅炉等离子体点火及稳燃技术在火力发电厂已经得到广泛的应用。电弧等离子体发生器作为该技术的核心设备之一,对产品的结构轻量化、小型化和高效化提
出更高要求。

发明内容

[0003] 本发明的其中一个目的是提出一种利于轻型化的等离子体发生器。
[0004] 本发明的一些实施例提供了一种等离子体发生器,其包括:
[0005] 第一电极,其内部沿轴向设有电弧通道;
[0006] 第一支架,与所述第一电极轴向的第一端间隙配合连接;所述第一支架形成有第一空腔,所述第一空腔与所述电弧通道连通;以及
[0007] 第二电极,设于所述第一空腔内,且沿所述第一电极的轴向设置,所述第二电极的端部与所述第一电极的第一端之间具有非接触的重叠段。
[0008] 在一些实施例中,等离子体发生器包括:
[0009] 壳体,形成有第二空腔,所述第一电极设于所述第二空腔内;以及
[0010] 第二支架,与所述壳体的第一端螺纹连接,所述第二支架形成有第三空腔,所述第三空腔与所述第二空腔连通,所述第一支架设于所述第三空腔内。
[0011] 在一些实施例中,所述第一电极的第二端从所述壳体的第二端穿出;
[0012] 所述第一电极靠近其第二端的部位设有第一挡块,所述第一挡块位于所述第二空腔内;
[0013] 所述壳体的第二端设有向所述第一电极延伸的第二挡块,所述第二挡块与所述第一挡块相互配合形成限位。
[0014] 在一些实施例中,所述壳体还设有径向延伸的第三挡块,所述第三挡块靠近所述壳体与所述第二支架的螺纹连接处,所述第三挡块与所述第二支架的端部抵接。
[0015] 在一些实施例中,等离子体发生器包括:
[0016] 隔板,设于所述壳体的内壁与所述第一电极之间;所述隔板将所述壳体的内壁与所述第一电极之间的空间分为第一内腔和第一外腔,所述第一内腔相对于所述第一外腔靠
近所述第一电极;以及
[0017] 第三支架,与所述隔板的第一端螺纹连接,所述第三支架将所述第一支架与所述第二支架的空间分为第二内腔和第二外腔,所述第二内腔相对于所述第二外腔靠近所述第
一支架;
[0018] 其中,所述第二内腔、所述第一内腔、所述第一外腔和所述第二外腔依次连通,以使冷却介质沿所述第二内腔、所述第一内腔、所述第一外腔和所述第二外腔流动。
[0019] 在一些实施例中,等离子体发生器包括第一引流装置,设于所述第一内腔,用于为冷却介质的流动提供动力。
[0020] 在一些实施例中,所述第一电极对应安装所述第一引流装置的部位的径向尺寸小于所述第一电极的其他部位的径向尺寸。
[0021] 在一些实施例中,所述第一电极的外壁设有多个导流槽,所述导流槽位于所述第一引流装置的下游,所述导流槽沿所述第一电极的轴向设置。
[0022] 在一些实施例中,等离子体发生器包括第二引流装置,设于所述第二电极与所述第一支架之间,用于为气体的流动提供动力。
[0023] 在一些实施例中,所述第二电极与所述第一支架相对的部位设有第一绝缘件,所述第一支架与所述第二电极相对的部位设有第二绝缘件。
[0024] 在一些实施例中,所述第一电极设有第四挡块,所述第四挡块靠近所述第一电极与所述第一支架的间隙配合处,所述第四挡块与所述第一支架的端部抵接。
[0025] 在一些实施例中,所述第一电极与第一支架之间设有第一密封槽,所述第一密封槽靠近所述第一电极的第一端与所述第一支架的间隙配合处,所述第一密封槽内设有第一
密封圈。
[0026] 在一些实施例中,所述第二支架与所述壳体之间设有第二密封槽,所述第二密封槽靠近所述第二支架与所述壳体的螺纹连接处,所述第二密封槽内设有第二密封圈。
[0027] 在一些实施例中,所述第二挡块与所述第一电极之间设有第三密封槽,所述第三密封槽内设有第三密封圈,以使所述第二挡块与所述第一电极之间形成密封连接。
[0028] 在一些实施例中,所述电弧通道包括沿电弧流动方向依次设置的第一通道、第二通道和第三通道;
[0029] 沿电弧流动方向,所述第一通道的径向尺寸逐渐缩小;
[0030] 沿电弧流动方向,所述第二通道的径向尺寸一致;
[0031] 沿电弧流动方向,所述第三通道的径向尺寸逐渐增大。
[0032] 基于上述技术方案,本发明至少具有以下有益效果:
[0033] 在一些实施例中,第一支架与第一电极的第一端间隙配合连接,用于快速装入或抽出第一电极,安装方便,利于实现等离子体发生器的结构轻型化,减少发生器的重量,可增强设备的维护便捷性、降低材料成本消耗;且较小的产品体积及重量也更加便于安装应
用。

附图说明

[0034] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0035] 图1为本发明一些实施例提供的等离子体发生器的剖视示意图;
[0036] 图2为本发明一些实施例提供的第一电极的立体示意图;
[0037] 图3为本发明一些实施例提供的第一电极的主视示意图;
[0038] 图4为图3中的A-A剖视示意图。
[0039] 附图中标号说明:
[0040] 1-第一电极;11-电弧通道;12-第一挡块;13-导流槽;14-第一密封槽;15-第四挡块;
[0041] 2-第一支架;
[0042] 3-第二电极;
[0043] 4-壳体;41-第二挡块;42-第三挡块;43-第三密封槽;
[0044] 5-第二支架;51-第二密封槽;
[0045] 6-隔板;
[0046] 7-第三支架;
[0047] 81-第一引流装置;82-第二引流装置;
[0048] 91-第一绝缘件;92-第二绝缘件。

具体实施方式

[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例,都属于本发明保护的范围。
[0050] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护
范围的限制。
[0051] 如图1所示,在一些实施例中,等离子体发生器包括第一电极1、第一支架2和第二电极3。
[0052] 第一电极1的内部沿其轴向的第一端至第二端的方向设有电弧通道11。电弧通道11沿第一电极1的轴向设置,用于通过气流等离子体电弧。
[0053] 可选地,第一电极1采用铜合金材料制成,用于提供电弧等离子体发生器所需要的动力电输送,保证等离子体发生器的正常工作。
[0054] 第一支架2与第一电极1的第一端间隙配合连接,用于快速装入或抽出第一电极1;第一支架2形成有第一空腔,第一空腔与电弧通道11连通。第一支架2用于支撑第一电极1。
[0055] 第二电极3设于第一空腔内,且沿第一电极1的轴向设置,第二电极3的端部与第一电极1的第一端之间具有非接触的重叠段。即:第二电极3的端部部分位于第一电极1的电弧通道11内。
[0056] 在一些实施例中,气流通过第二电极3与第一支架2之间的区域,进入第二电极3与第一电极1之间的非接触重叠区域,通过第一电极1和第二电极3的非接触的重叠部位产生
电压击穿气流而起弧,形成等离子体电弧,等离子体电弧沿电弧通道11流动。
[0057] 在一些实施例中,第一支架2与第一电极1的第一端间隙配合连接,用于快速装入或抽出第一电极1,安装方便,利于实现等离子体发生器的结构轻型化,利于减少发生器的重量,可增强设备的维护便捷性、降低材料成本消耗;且较小的产品体积及重量也更加便于安装应用,尤其是对于外部空间狭小的锅炉更加方便。
[0058] 在一些实施例中,等离子体发生器包括壳体4和第二支架5。
[0059] 壳体4形成有第二空腔,第一电极1设于第二空腔内。壳体4的第一端至其第二端的方向与第一电极1轴向的第一端至其第二端的方向相同。
[0060] 第一电极1与壳体4的内壁之间形成冷却介质通道,利于对第一电极1形成冷却。
[0061] 第二支架5与壳体4的第一端螺纹连接,第二支架5形成有第三空腔,第三空腔与第二空腔连通,第一支架2设于第三空腔内。
[0062] 第二支架5与壳体4的第一端螺纹连接,取代焊接或法兰盘螺栓连接,利于显著减少第二支架5的外径尺寸,减轻整机重量,减少材料消耗,实现电弧等离子体发生器的结构轻型化设计。
[0063] 维护时,先拧下壳体4,然后即可快速更换易耗件第一电极1,结构简单,更换电极方便快捷。
[0064] 在一些实施例中,第一电极1与第一支架2的间隙配合连接处位于第二支架5形成的第三空腔内。
[0065] 在一些实施例中,第一电极1的第二端从壳体4的第二端穿出。
[0066] 第一电极1靠近其第二端的部位沿径向设有第一挡块12,第一挡块12位于壳体4形成的第二空腔内。
[0067] 壳体4的第二端沿径向设有向第一电极1延伸的第二挡块41,第二挡块41与第一挡块12相互配合形成限位。
[0068] 如图2、图3所示,在一些实施例中,第一电极1设有第四挡块15,第四挡块15径向延伸。第四挡块15靠近第一电极1与第一支架2的间隙配合连接处,第一支架2的端部与第一电极1间隙配合连接,第四挡块15与第一支架2的端部抵接,用于保证第一电极1与第一支架2的紧密贴合,保证正极或负极动力电从第一支架2输送到第一电极1。
[0069] 在一些实施例中,壳体4沿径向设有第三挡块42。第三挡块42靠近壳体4与第二支架5的螺纹连接处,壳体4与第二支架5的端部螺纹连接,第三挡块42与第二支架5的端部抵
接。
[0070] 在一些实施例中,等离子体发生器包括隔板6和第三支架7。
[0071] 隔板6设于壳体4的内壁与第一电极1之间,隔板6的第一端至其第二端的方向与第一电极1的第一端至其第二端的方向相同;隔板6将壳体4的内壁与第一电极1之间的空间分
为第一内腔和第一外腔,第一内腔相对于第一外腔靠近第一电极1。
[0072] 第三支架7设于第一支架2与第二支架5之间。第三支架7与隔板6的第一端螺纹连接,第三支架7将第一支架2与第二支架5的空间分为第二内腔和第二外腔,第二内腔相对于第二外腔靠近第一支架2。
[0073] 其中,第二内腔、第一内腔、第一外腔和第二外腔依次连通,有利于冷却介质沿第二内腔、第一内腔、第一外腔和第二外腔流动。即:冷却介质依次通过第二内腔、第一内腔、第一外腔和第二外腔,为第一电极1和第二电极3进行降温。
[0074] 在一些实施例中,第一电极1与第一支架2间隙配合连接,壳体4与第二支架5螺纹连接,隔板6与第三支架7螺纹连接,采用螺纹连接,相对于相关技术中的焊接或法兰盘螺栓连接等,利于实现等离子体发生器的结构轻型化,且利于减少外径尺寸,利于等离子体发生器与燃烧器更好的配合,有利于燃烧器一次风流场的布置,促进燃烧调整。
[0075] 在一些实施例中,等离子体发生器包括第一引流装置81,第一引流装置81设于第一内腔,用于为冷却介质的流动提供动力。
[0076] 可选地,第一引流装置81用于引导冷却介质螺旋流动。
[0077] 在一些实施例中,第一电极1对应安装第一引流装置81的部位的径向尺寸小于第一电极1的其他部位的径向尺寸。
[0078] 如图3所示,在一些实施例中,第一电极1的外壁设有多个导流槽13,导流槽13位于第一引流装置81的下游,导流槽13沿第一电极1的轴向设置,导流槽13沿第一电极1的轴向设置,利于引导冷却介质的流动,利于充分冷却第一电极1。
[0079] 在一些实施例中,等离子体发生器包括第二引流装置82,第二引流装置82设于第二电极3与第一支架2之间,用于为气体的流动提供动力。
[0080] 可选地,第二引流装置82用于引导气体的螺旋流动。
[0081] 在一些实施例中,第二电极3与第一支架2相对的部位设有第一绝缘件91,第一支架2与第二电极3相对的部位设有第二绝缘件92。第一绝缘件91与第二绝缘件92之间形成绝
缘层。
[0082] 第二引流装置82设于第一绝缘件91和第二绝缘件92之间的空间。
[0083] 在一些实施例中,第一电极1与第一支架2之间设有第一密封槽14。可选地,第一电极1的第一端设有第一密封槽14。
[0084] 第一密封槽14靠近第一电极1的第一端与第一支架2的间隙配合连接处,第一密封槽14内设有第一密封圈。
[0085] 第一电极1上的第一密封槽14中安装的第一密封圈可防止冷却介质或气流从第一支架2与第一电极1之间的安装面通过。
[0086] 在一些实施例中,第二支架5与壳体4之间设有第二密封槽51。可选地,第二支架5设有第二密封槽51。
[0087] 第二密封槽51靠近第二支架5与壳体4的螺纹连接处,第二密封槽51内设有第二密封圈。
[0088] 第二支架5上的第二密封槽51中安装的第二密封圈可防止冷却介质从第二支架5与壳体4之间的安装面通过。
[0089] 在一些实施例中,第二挡块41与第一电极1之间设有第三密封槽43。可选地,第二挡块41设有第三密封槽43。
[0090] 第三密封槽43内设有第三密封圈,以使第二挡块41与第一电极1之间形成密封连接。
[0091] 壳体4的第二端设有向第一电极1延伸的第二挡块41,第二挡块41与第一挡块12相互配合形成限位。第二挡块41上的第三密封槽43中安装的第三密封圈可防止冷却介质从第
一电极1与壳体4之间的安装面通过。
[0092] 如图4所示,在一些实施例中,电弧通道11包括沿电弧流动方向依次设置的第一通道、第二通道和第三通道。
[0093] 沿电弧流动方向,第一通道的径向尺寸逐渐缩小。
[0094] 沿电弧流动方向,第二通道的径向尺寸一致。
[0095] 沿电弧流动方向,第三通道的径向尺寸逐渐增大。
[0096] 第一电极1用于提供等离子体发生器所需要的稳弧气流、冷却循环回路,以及等离子体发生器所需要的动力电输送,保证等离子体发生器的正常工作。
[0097] 可选地,第一电极1的壁厚为4mm~40mm,长度L为200mm~600mm,电弧通道11的内径为8mm~60mm。
[0098] 在一些实施例中,第一电极1接通电源正极,第二电极3接通电源负极。或者,第一电极1接通电源负极,第二电极3接通电源正极。
[0099] 在一些实施例中,冷却介质包括水或其他冷媒。
[0100] 本公开实施例用于提高电弧等离子体发生器的综合性能,实现电弧等离子体发生器的结构轻型化。
[0101] 在一些实施例中,等离子体发生器的工作过程如下。
[0102] 第一电极1和第二电极3分别接通电源正极和负极,或者,负极和正极,第一绝缘件91与第二绝缘件92之间组成绝缘层,气流依次通过绝缘层,第二引流装置82,第二电极3与第一电极1之的重合部位,通过第一电极1与第二电极3的重合部位产生的电压击穿而起弧,等离子体电弧到达第一电极1的电弧通道11,成为具有一定旋转速度、压力恒定且均匀的旋转稳弧气流,该旋转稳弧气流在电弧通道11内旋转。
[0103] 电弧通道11形成气体放电的稳定电弧通道,稳定电弧通道能将等离子体发生器产生的等离子体电弧稳定在等离子体发生器的中心,保证电弧等离子体发生器的正常工作。
[0104] 冷却介质从第一支架2与隔板6之间的第二内腔进入等离子体发生器,先流过第一内腔,带走第一电极1的发热量,再流过隔板6与壳体4之间的第一外腔,最后回到第二支架5与隔板6之间的第二外腔,构成冷却循环回路,保证电弧等离子体发生器的第一电极1的温
度不会过高,从而保证电弧等离子体发生器的正常工作。
[0105] 本公开实施例的电弧等离子体发生器能够提供电弧通道、稳弧气流及电极冷却,保证等离子体发生器的正常工作,能显著提高电弧等离子体发生器的综合性能,实现电弧
等离子体发生器的结构轻型化。
[0106] 在本发明的描述中,需要理解的是,使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对上述零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0107] 另外,在没有明确否定的情况下,其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。
[0108] 最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然
可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发
明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
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