等離子體焰炬噴嘴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種等離子體焰炬噴嘴，特別是涉及一種在等離子體焰炬前電極設(shè)置石墨材料的焰炬噴嘴的等離子體焰炬噴嘴。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在廢物的應(yīng)用處理、新材料開發(fā)、有害氣體去除等中利用熱等離子體(thermal plasma)。
[0003]這種熱等離子體中的核心與產(chǎn)生超高溫的等離子體的等離子體焰炬(plasmatorch)相關(guān)聯(lián),在上述等離子體焰炬中，最為廣泛應(yīng)用的是中空型(hollow type)直流電弧等離子體焰炬。
[0004]其中，所述中空型等離子體焰炬的內(nèi)部具有產(chǎn)生直流電弧的電極，在該電極的內(nèi)部，對前電極(front electrode)及后電極(rear electrode)的內(nèi)部空間進行了特殊的設(shè)計，以對作為超高溫的導(dǎo)電性流體的等離子體進行約束的同時賦予所需的特性，且所述中空型等離子體焰炬與焰炬噴嘴(nozzle)的前電極連接以使流動的電弧點集中于內(nèi)部，同時執(zhí)行最終將等離子體排出到外部的導(dǎo)向作用。
[0005]特別是，為了容易地進行電弧的點火(ignit1n)，所述等離子體焰炬使用無氧銅(oxygen free cupper, 0PC)材料的電極及電極噴嘴。
[0006]然而，所述無氧銅材料的前電極及電極噴嘴作為在產(chǎn)生等離子體時直流電弧點(arc spot)集中的地方，在高溫電弧熱下腐蝕的很快。
[0007]此外,在反極性(reverse polarity)焰炬的情況下，陰極點(cathode spot)中的腐蝕比陽極點(anode spot)中的腐蝕大。
[0008]此外，在利用等離子體焰炬的熔融爐系統(tǒng)中，無氧銅材料的焰炬前電極部分插入熔融爐中而運作，因此，外部暴露在高溫的等離子體氛圍中。
[0009]因此，為了減小焰炬前部的消耗速度，必須伴隨水冷卻(water cooling),從而降低等離子體焰炬的熱效率。
[0010]此外，在熔融爐內(nèi)，等離子體行為的再現(xiàn)性少，總是具有大的不確定性，暴露在這種情況下的焰炬噴嘴即使受到小的異常放電(Side arcing)冷卻通道也容易受到損壞。
[0011]在此情況下，發(fā)生需要中斷工作并更換噴嘴的情況，因此工作效率降低。
[0012]而且，無氧銅的生產(chǎn)成本昂貴，且加工成噴嘴的過程困難，因此，部件的價格高從而整體經(jīng)濟性也降低。
[0013]現(xiàn)有的等離子體焰炬的無氧銅材料的電極噴嘴的價格昂貴，并且異常放電導(dǎo)致較難使用至所意圖的壽命期間，因此，存在有降低設(shè)備的運行效率及經(jīng)濟性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]技術(shù)課題
[0015]為此，本發(fā)明為了解決如上所述的諸多問題而提出，本發(fā)明的目的在于提供一種通過螺栓將石墨材料的焰炬噴嘴結(jié)合在等離子體焰炬前電極，以促進更換焰炬噴嘴的等離子體焰炬噴嘴。
[0016]技術(shù)方案
[0017]為了達(dá)到所述目的，根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴的特征在于，以螺栓為媒介將焰炬噴嘴固定設(shè)置在等離子體焰炬前電極。
[0018]有益效果
[0019]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴具有如下的效果。
[0020]第一，在本發(fā)明中，內(nèi)部不設(shè)置冷卻通道，而是能夠在使用一段時間后周期性地進行更換，因此，在根本上改善等離子體焰炬的熱效率的同時，也能夠創(chuàng)新性地改善等離子體焰炬的運行安全性、設(shè)備利用率、運行經(jīng)濟性等。
[0021 ] 第二，在本發(fā)明中，作為廉價的消耗性材料的石墨材料的噴嘴可以在使用一小段時間后周期性地進行更換，而無需另外的冷卻，從而能夠以低成本的等離子體焰炬確保技術(shù)的全球競爭力。
【附圖說明】
[0022]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴的示意圖；
[0023]圖2是示出采用根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴的等離子體焰炬的示意圖；
[0024]圖3是示出圖2的等離子體焰炬前電極的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明。
[0026]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴的示意圖。
[0027]如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴8以螺栓11為媒介固定設(shè)置在等離子體焰炬前電極I。
[0028]其中，所述焰炬噴嘴8由石墨構(gòu)成。
[0029]S卩，根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴8作為等離子體焰炬前電極I的延伸部分，是在產(chǎn)生等離子體時內(nèi)部集中有電弧點的構(gòu)件。
[0030]其中，所述等離子體前電極I及焰炬噴嘴8的作用是對作為高溫流體的等離子體進行約束并賦予所需的特性。
[0031]特別是，所述等離子體焰炬噴嘴8是通過螺栓11與等離子體焰炬前電極I連接結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
[0032]因此，明確的是:根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴8由石墨材料構(gòu)成，可作為耗材使用而無需另外的冷卻，外部暴露在高溫等離子體中，內(nèi)部被高溫電弧點逐漸腐蝕，在進行了一定程度的消耗時，可將螺栓松開并更換為新的焰炬噴嘴8而進行使用。
[0033]圖2是示出采用根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴的等離子體焰炬的示意圖，圖3是示出圖2的前電極的結(jié)構(gòu)圖。
[0034]如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴8作為等離子體前電極I的延伸部分，是在產(chǎn)生等離子體時內(nèi)部集中有電弧點的構(gòu)件。
[0035]其中，所述等離子體前電極I和焰炬噴嘴8的作用是對作為高溫流體的等離子體進行約束并賦予所需的特性。
[0036]特別是，根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴8是通過螺栓11與等離子體焰炬前電極I連接結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
[0037]其中，在利用高溫等離子體的操作中，等離子體前電極I插入在熔融爐(或反應(yīng)爐)中，整體暴露在高溫電弧中。
[0038]此外，等離子體焰炬殼體4不僅被電氣絕緣(isolat1n)，而且在內(nèi)部循環(huán)冷卻水，從而能夠在高溫等離子體狀態(tài)下防止外部損傷。
[0039][附圖標(biāo)記的說明]
[0040]1:等離子體焰炬前電極 2:中空型前電極
[0041]3:中空型后電極4:等離子體焰炬殼體
[0042]5:電極冷卻水連接部 6:DC電源連接部
[0043]7:等離子體氣體連接部 8:等離子體焰炬噴嘴
[0044]9、10:等離子體噴嘴設(shè)置11:螺栓
【主權(quán)項】
1.一種等離子體焰炬噴嘴，其特征在于，以螺栓(11)為媒介將焰炬噴嘴(8)固定設(shè)置在等離子體焰炬前電極(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體焰炬噴嘴，其特征在于，所述焰炬噴嘴(8)由石墨構(gòu)成。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種通過螺栓將石墨材料的焰炬噴嘴結(jié)合在等離子體焰炬前電極，以促進更換焰炬噴嘴的等離子體焰炬噴嘴。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的等離子體焰炬噴嘴的特征在于，以螺栓為媒介將焰炬噴嘴固定設(shè)置在等離子體焰炬前電極。
【IPC分類】H05H1-34
【公開號】CN104582226
【申請?zhí)枴緾N201310712846
【發(fā)明人】趙賢濟, 金千雨, 金榮一, 李商雨, 樸勝喆, 樸宗吉, 黃泰元
【申請人】韓國水力原子力株式會社
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年12月20日
【公告號】US20150102019