到阳极内压缩孔道(III)后端的喇叭口空间中，在阳极(3)的后端上有旋流圈(4)的定位榫头(3-8);喷气口(2-2)周围的端面构成放电端(2-3)，压缩孔道(III)后端的喇叭口空间构成放电区(IV)，压缩孔道(III)前端的喷管(3-4)内壁构成放电面(3-5)。本实施例中，绝缘基座(I)和隔离件(9)选用聚四氟乙烯材料制作；圆盘体阴极(2)选用钨镧锆合金材料或铬锆铜合金材料制作；阳极(3 )选用络错铜合金材料制作。
[0022]本实施例用于工业有害气体处理和水蒸汽加热分解，具体实施时，在阳极的外壳(3-2 )上有电气接口( 3-6 )，通过阳极的外壳(3-2 )对喷管(3-4)进行电气连通，工作电源的正极连接到阳极的电气接口(3-6)上，工作电源的负极通过螺栓(8)连接到圆盘体阴极(2)上，冷却水的供水管分别连接到冷却水输入接口(1-4)上和冷却剂进口(3-7)上，冷却水的回水管分别连接到冷却水输出接口(1-8)上和冷却剂出口(3-3)上，工作气的供气管连接到工作气接口(1-1)上，加热介质的输气管连接到加热介质输入口(9-1)上。工作时，一路冷却水流过到环形冷却室(VE)中，对圆盘体阴极(2)进行冲刷冷却，通过水流把阴极的热量快速移走；另一路冷却水进入到阳极的冷却水套(I )中，对阳极的喷管(3-4)进行冷却，通过水流把阳极的热量快速移走；工作气进入到环形气室(VI)中，然后通过切向气槽(V)以旋转气流方式进入到放电区(IV);当在阳极(3)与圆盘体阴极(2)之间施加电能时，阴极头的喷气口(2-2)周边便发射电子，形成高温的等离子体电弧，等离子体电弧通过压缩孔道
(III)进入到喷射腔(II)中，在等离子体电弧通过压缩孔道(III)时，电弧受到压缩，使等离子体电弧得到进一步升温，等离子体电弧的弧根分别在阴极头前端的放电端(2-3)上和阳极喷管(3-4)内壁的放电面(3-5)上，等尚子体火炬从阳极喷管(3-4)内的喷射腔(II)中喷出；放电端(2-3)的等离子体电弧弧根分布在阴极头的喷气口(2-2)周边，工业有害气体或水蒸汽从阴极头前端的中心喷气口(2-2)喷入放电区(IV)，工业有害气体或水蒸汽从等离子体电弧弧根的中心进入到等离子体电弧的中心，使得等离子体电弧的能量集中作用在工业有害气体或水蒸汽上，工业有害气体或水蒸汽更容易受热分解，因此，加热温度和加热效率更高，同时，工业有害气体或水蒸汽在通过喷气口(2-2)时，对阴极头前端的中心进行气流冲刷，快速带走热量，对阴极头进行保护，防止烧蚀。上述过程中，把工业有害气体进行高温活化分解、原子重新组合而生成新的无害物质；或把水蒸汽进行高温活化分解，生成氢和氧的活性化学物，用作煤气化或固体有机废物气化的气化剂，高温等离子体的热能释放到气化炉中，提供给原料烘干和热解所需。所述的工作气包括空气、氮气、氩气或氢气其中的一种，所述的加热介质包括水蒸汽或工业有害气体其中的一种，当把本实施例作为热解水制氢设备应用或作为气化炉设备应用时，加热介质为水蒸汽，工作气选用氢气；当把本实施例作为有害气体的处置设备应用时，加热介质为有害气体，工作气选用空气。
【主权项】
1.一种热解用途的等离子体喷枪，包括阴极和阳极，其特征是等离子体喷枪主要由圆盘体阴极(2)、绝缘基座(1)、隔离件(9)和阳极(3)组成，其中，圆盘体阴极(2)的圆盘前面中心有凸出体，圆盘前面中心的凸出体构成阴极头，阴极头的中心有喷气口(2-2)，圆盘体阴极(2)的圆盘后部中心有承插口(2-5)，承插口(2-5)与喷气口(2-2)相通，圆盘体周边的沿体后端构成密封平面(2-6);绝缘基座(I)为二段变径的中空回转体结构，中空小径在绝缘基座(I)的后段中，中空大径在绝缘基座(I)的前段中，中空小径段的前端面构成密封端面(1-3)，在中空小径段的后端中心有后接口( 1-7)，在中空大径段的前端有前接口( 1-2);隔离件(9)的前部为隔离管(9-2)，隔离管(9-2)的内空间构成气流通道(麗)，隔离件(9)的后端有加热介质输入口(9-1)，加热介质输入口(9-1)与气流通道(VID相通；阳极(3)由喷管(3-4)和外壳(3-2)构成，喷管(3-4)呈轴向贯通的结构，喷管(3-4)内的后部有压缩孔道(III)，压缩孔道(III)为圆形直孔结构，压缩孔道(III)的后端为收窄的喇叭口结构，压缩孔道(III)的前端为渐扩的圆锥形结构，压缩孔道(III)前端的圆锥形空间构成喷射腔(II )，外壳(3-2)包围在喷管(3-4)的外围，外壳(3-2)与喷管(3-4)之间的内空间构成冷却水套(I )，冷却水套(I )有冷却剂进口(3-7)接入和冷却剂出口(3-3)接出； 圆盘体阴极(2)安装在绝缘基座(I)的中空小径的前端上，圆盘体阴极(2)上的密封平面(2-6 )与绝缘基座(I)中的密封端面(1-3 )紧贴密封；隔离件(9 )安装在绝缘基座(I)的后接口(1-7)中，隔离件(9)前部的隔离管(9-2)穿过绝缘基座(I)的中空小径内空间伸入到圆盘体阴极(2)的承插口(2-5)中，气流通道(VID连通到圆盘体阴极(2)的喷气口(2-2)，绝缘基座(I)的中空小径内空间构成环形冷却室(VD，环形冷却室(VE)有冷却水输入接口(1-4)接入和冷却水输出接口(1-8)接出，圆盘体阴极(2)的圆盘后端构成散热面；阳极(3)安装在绝缘基座(I)的前接口( 1-2)上，绝缘基座(I)的中空大径内空间构成环形气室(VI)，环形气室(VI)有工作气接口( 1-1)接入，环形气室(VI)连通到阳极的压缩孔道(III)后端的喇叭口空间中；阴极头置于阳极的压缩孔道(III)后端的喇叭口空间中，喷气口(2-2)周围的端面构成放电端(2-3)，压缩孔道(ΠΙ)后端的喇叭口空间构成放电区(IV)，压缩孔道(III)前端的喷管(3-4)内壁构成放电面(3-5)。
2.根据权利要求1所述的一种热解用途的等离子体喷枪，其特征是在圆盘体阴极(2)的沿体上有螺孔(2-1)，螺孔(2-1)为二只以上，呈均匀分布；在绝缘基座(I)中有螺栓过孔(1-5)，螺栓过孔(1-5)的数量与圆盘体阴极(2)上的螺孔(2-1)数量相等，螺栓过孔(1-5)的位置与圆盘体阴极(2 )的螺孔(2-1)位置进行配合；在螺栓过孔(1-5 )的后端有密封环槽(1-6)，密封环槽(1-6)中有密封垫(6);在螺栓过孔(1-5)中有螺栓(8)，螺栓(8)的螺头旋入到圆盘体阴极(2)上的螺孔(2-1)中，把圆盘体阴极(2)定位在绝缘基座(I)内。
3.根据权利要求1所述的一种热解用途的等离子体喷枪，其特征是圆盘体阴极(2)上的阴极头前端为圆弧面结构。
4.根据权利要求1所述的一种热解用途的等离子体喷枪，其特征是圆盘体阴极(2)后部中心的承插口(2-5)后端有密封圆槽(2-4)，密封圆槽(2-4)中有密封圈(5)。
5.根据权利要求1所述的一种热解用途的等离子体喷枪，其特征是在圆盘体阴极(2)与阳极(3)的后端之间有旋流圈(4)，旋流圈(4)上有切向气槽(V)，环形气室(VI)通过切向气槽(V)连通到阳极内压缩孔道(III)后端的喇叭口空间中；在阳极(3)的后端上有旋流圈(4)的定位榫头(3-8)。
6.根据权利要求1所述的一种热解用途的等离子体喷枪，其特征是在阳极外壳(3-2)的后部有安装螺头(3-1 )，阳极(3)以螺纹旋合方式安装在绝缘基座(I)的前接口( 1-2)上。
【专利摘要】一种热解用途的等离子体喷枪，涉及等离子体设备，由圆盘体阴极、绝缘基座、隔离件和阳极组成，圆盘体阴极的圆盘前面中心有凸出体，凸出体构成阴极头，阴极头的中心有喷气口；绝缘基座为二段变径的中空回转体结构，中空小径在绝缘基座的后段中，中空大径在绝缘基座的前段中；圆盘体阴极安装在绝缘基座的中空小径的前端上，中空小径内空间构成环形冷却室，隔离件安装在绝缘基座的后接口中，阳极安装在绝缘基座的前接口上，绝缘基座的中空大径内空间构成环形气室，喷气口周围的端面构成放电端，压缩孔道后端的喇叭口空间构成放电区，压缩孔道前端的喷管内壁构成放电面。本实用新型克服了现有等离子体喷枪的缺点，快速把阴极的热量移出喷枪，冷却效果更好。
【IPC分类】H05H1-28, H05H1-34
【公开号】CN204482138
【申请号】CN201520233803
【发明人】周开根
【申请人】衢州迪升工业设计有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月18日