[发明专利]非转移弧等离子充分燃烧室及运行方法

说明书

技术领域

本发明属于等离子技术领域，并且更具体地，涉及一种非转移弧等离子充分燃烧室及其运行方法。

背景技术

等离子态是物质的第四态，宇宙中几乎99﹪的物质(不包括尚未确认的暗物质)都处于等离子态。

等离子体的温度分布范围从10K的低温到核聚变等离子体的10亿K超高温并且拥有一系列独特性质，使等离子体在纳米材料生产、新材料合成、热加工制造、冶炼、钻探、煤化工、垃圾废物处理、材料表面处理、电子、新能源、军事、航空航天等领域获得广泛应用。

近几十年来，等离子体发生器的研制及等离子诊断技术的开发均取得了巨大的进展，并且等离子体研制与开发的重点已不再局限于航天航空方面的应用，而是更多地转向机械、化工、冶金、环保等工业部门的应用，特别是在材料加工与新材料研制方面的应用。

然而，现有技术中传统等离子燃烧装置能量消耗较大、热量产生较小，释放相同的热量需要更多的电能，不适用于等离子节能利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种非转移弧等离子充分燃烧室及其运行方法，解决现有等离子燃烧室耗能大、产热小的缺点。

根据本发明的一方面，提供一种非转移弧等离子充分燃烧室，包括燃气等离子非转移弧生成系统、空气等离子非转移弧生成系统和等离子燃烧室，燃气等离子非转移弧生成系统和空气等离子非转移弧生成系统分别设置在等离子燃烧室的两端，其中：

燃气等离子非转移弧生成系统的燃气非转移弧等离子枪由等离子燃烧室的一端伸入等离子燃烧室，空气等离子非转移弧生成系统的空气非转移弧等离子枪由等离子燃烧室的另一端伸入等离子燃烧室。

根据本发明的一个实施例，燃气等离子非转移弧生成系统还包括燃气瓶、气体混合器、气体冷却器和气体调压阀，气体混合器的入口分别与燃气瓶和气体冷却器相连，气体混合器的出口与燃气非转移弧等离子枪的进气口相连，气体冷却器通过气体调压阀连通到等离子燃烧室内。

根据本发明的一个实施例，空气等离子非转移弧生成系统包括空压机、空气调压阀和空气非转移弧等离子枪，空压机通过空气调压阀连接到空气非转移弧等离子枪。

根据本发明的一个实施例，燃气瓶输出的燃气流量略大于空压机输出的空气助燃所需要的燃气流量，保证燃烧室内为微还原性气氛。

根据本发明的一个实施例，还包括为空气非转移弧等离子枪和燃气非转移弧等离子枪提供电能与冷却水的非转移弧等离子装置。

根据本发明的一个实施例，非转移弧等离子装置包括燃气非转移弧等离子装置和空气非转移弧等离子装置，其中，燃气非转移弧等离子装置通过水电缆连接到燃气非转移弧等离子枪；空气非转移弧等离子装置通过水电缆连接到空气非转移弧等离子枪。

根据本发明的一个实施例，燃气非转移弧等离子装置采用小电压大电流电源；空气非转移弧等离子装置采用大电压小电流电源。

根据本发明的一个实施例，还包括调节等离子燃烧室内气体压力的气体压力阀。

根据本发明的一个实施例，燃气非转移弧等离子枪产生的燃气等离子与空气非转移弧等离子枪产生的空气等离子中的氧气等离子完全反应。

根据本发明的一个实施例，燃气非转移弧等离子枪与空气非转移弧等离子枪产生的热量相同。

在本发明中，燃气等离子非转移弧生成系统包括燃气瓶、气体混合器、气体冷却器、气体调压阀、燃气非转移弧等离子装置和燃气非转移弧等离子枪，气体混合器两侧的入口分别与燃气瓶和气体冷却器相连，气体混合器的出口与燃气非转移弧等离子枪的进气口相连，气体冷却器通过气体调压阀连接到等离子燃烧室的上部并与等离子燃烧室内连通，燃气非转移弧等离子装置与燃气非转移弧等离子枪相连，燃气非转移弧等离子枪在等离子燃烧室的一端插入到等离子燃烧室中以在等离子燃烧室内生成燃气等离子非转移弧；

空气等离子非转移弧生成系统包括空压机、空气调压阀、空气非转移弧等离子装置和空气非转移弧等离子枪，空压机通过空气调压阀连接到空气非转移弧等离子枪，空气非转移弧等离子装置与空气非转移弧等离子枪相连，空气非转移弧等离子枪在等离子燃烧室的另一端插入到等离子燃烧室中以在等离子燃烧室内生成空气等离子非转移弧。

在本发明中，气体压力阀连接到等离子燃烧室的下部。气体压力阀的作用是当等离子燃烧室之中的气压达到一定值时，气体压力阀打开，释放部分气体，等离子燃烧室中的气压达到指定要求。