[发明专利]带有冷却系统的等离子体加热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有冷却系统的等离子体加热器，属于等离子体发生器技术领域。

背景技术

目前在大气压条件下能够产生的等离子体有两种，一种是热等离子体，其特征是气体温度往往很高，大约10000K量级，主要用于等离子体喷涂、切割、焊接、废物处理、材料表面加工等领域。另一种是冷等离子体，其特征是气体温度很低(接近室温)，但电子温度很高，因此具有很高的化学活性，属于非平衡等离子体。但是，常温常压下，将空气电离以产生等离子体需要的电压较大，通常需要几千伏的高压。而采用现有技术中的升压电路，要产生这么高的电压，则需要器件的耐压性较高。同时电极温度很高，其寿命很短。

发明内容

本发明的目的在于提供带有冷却系统的等离子体加热器，其且能延长等离子体电极的使用寿命，并合理利用了热能。

为实现所述发明目的，带有冷却系统的等离子体加热器，所述等离子体加热器包括等离子体加热单元和冷却系统，等离子体加热单元包括：多个等离子加热枪、高压脉冲电源5和高压射频电源4，每个等离子加热枪包括：柱状的内电极1、筒状的外电极2、绝缘套筒3和高频线圈，其中，所述柱状的内电极1固定于绝缘套筒3的中心通孔上以将柱状的内电极1设置于筒状的外电极2中心轴线上并与外电极绝缘，所述的高频线圈缠绕在外电极上；所述的高压脉冲电源5能够提供多组脉冲电压，每组脉冲电压接于一个等离子加热枪的内电极1和外电极2上，以给内电极1和外电极2之间提供一高压脉冲电源以电离内电极1)和外电极2之间的腔体内的空气，高压射频电源能够提供多组射频电压，每组射频电压接于一个等离子加热枪的高频线圈的两端，所述外电极2的筒状体为由内层和外层的双层结构，内层和外层的双层之间形成能够供水流通的空隙，外层上设有进水管和出水管，其特征在于，所述有冷却系统包括主泵7、三向阀20和热交换系统，主泵7驱动冷却水流入三向阀的第一端，而后经三向阀20的第二端流入外电极2的进水管，冷却水在外电极2中变热而后从出水管流出，冷却水还经三向阀20的第三端流经热交换系统以进行降温。

优选地，出水管上设有出水温度传感器19以检测出水温度，如果出水温度低于下限，调节三向阀20，使热交换系统流量减小；温度高于上限，调节三向阀20，使热交换系统流量增大。

优选地，冷却系统还设有副泵8，所述三向阀20的入水管处设有流量传感器17以检测冷却水流量，如果流量正常，保持主泵工作；如果流量不正常，启用副泵。

优选地，所述的热交换系统为冷凝器21。

优选地，所述冷凝器中具有蛇形管。

优选地，所述冷凝器中具有容纳水的第一容器，蛇形管浸于第一容器的水内，冷却系统内的冷却水通过蛇形管时与容器中的水进行热交换以冷却流过蛇形管内的冷却水。

优选地，所述冷却系统还具有第二容器，第二容器与第一容器连通，水泵将第二容器内的温度较低的水抽入第一容器，第一容器内的水经一水管连到第二容器以在第二容器中形成人工喷泉。

与现有技术相比，本发明提供的带有冷却系统的等离子体加热器，其使用了冷却系统冷却电极的温度能增加等离子体电极的使用寿命，并合理利用了热能。

附图说明

图1是本发明提供的带有冷却系统的等离子体加热系统的示意图；

图2是本发明提供的高压射频电源的示意图；

图3是本发明提供的高压直流电源的示意图；

图4是本发明提供的高压脉冲电源的示意图；

图5是本发明提供的高压脉冲单元的电路图；

图6是本发明提供的高压脉冲单元给电容充电时的等效电路示意图；

图7是本发明提供的高压脉冲单元产生瞬时高电压时的等效电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明。相同的附图标记表示相同或者相似的部件。