基于等离子弧的加热方法、加热装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于等离子弧的加热方法及加热装置。高频电流击穿雾化水分子，雾化水分子电离，阴极与阳极之间形成功率电弧。功率电弧促使雾化水分子电离形成高温等离子弧。高温等离子弧促使雾化水分子电离，高温等离子弧与雾化水分子电解产生氢氧气互助推挽模式，高温等离子弧喷射为等离子火焰，实现加热。氢气和氧气的燃烧值很高，水的电解效率很高，本发明专利技术提供的基于等离子弧的加热方法具有很高的电热转换效率，能够用于加热，节约能源。高温等离子弧喷射形成及加热的过程中仅使用水，氢氧燃烧还原为水，不会产生有害气体成分，不会污染空气，实现无污染加热、燃烧。本发明专利技术提供的加热方法及加热装置能够用于垃圾焚烧、工业独立加热或民用加热。

【技术实现步骤摘要】
基于等离子弧的加热方法、加热装置及应用
本专利技术涉及加热设备
，尤其涉及基于等离子弧的加热方法、加热装置及应用。
技术介绍
等离子体是目前工业化应用中的新型热源，主要应用于冶炼、喷涂、焊接、垃圾处理以及工业加热、民用加热等领域。等离子体分为低温等离子体和高温等离子体。低温等离子体主要用于等离子电视、表面防水涂层以及电脑芯片等产品的应用。高温等离子体主要利用等离子弧的高温、能量集中以及电热转换效率高等特性而应用于垃圾处理以及作为工业加热、民用加热等的热源。根据等离子体的特性研制出用于实现各种应用的等离子发生器。等离子发生器能够同时产生正离子和负离子，所产生的正离子和负离子在空气中进行正负电荷中和的瞬间易产生巨大的能量。巨大能量在释放过程中能够使周围的细菌结构发生改变或发生能量转换，进而导致细菌死亡，实现杀菌、灭菌的作用。目前，等离子发生器主要通过氩气、氮气以及混合气体等作为电弧的压缩介质。采用氩气、氮气以及混合气体等作为压缩介质的等离子发生器在加热或垃圾焚烧时不可避免地会出现较大的烟尘以及氧化物。烟尘以及氧化物的产生容易污染环境，影响人类生活。氩气、氮气以及混合气体等成本较高，造成资源及能源的浪费。等离子发生器的阴极电极为金属钨。金属钨容易在使用过程中发生烧损，缩短金属钨的使用寿命，因而金属钨仅能使用十几至二十几个小时。由于现有等离子发生器为固定式电极，因而当金属钨烧损至不能使用时，必须更换阴极电极。阴极电极的频繁更换导致工作效率低。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于等离子弧的加热方法、加热装置及应用，以解决现有等离子发生器使用时污染环境的问题。本专利技术提供一种基于等离子弧的加热方法，所述方法包括：高频电流击穿腔体内的雾化水分子，以使所述雾化水分子电离，阴极与阳极之间形成初始引导电弧喷射；所述初始引导电弧喷射促使所述阴极与所述阳极之间形成功率电弧；所述功率电弧加速所述雾化水分子电离；所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射；断开所述高频电流，所述高温等离子弧喷射形成等离子火焰，使所述等离子火焰加热。优选地，所述阳极包括第一阳极和第二阳极；所述高频电流击穿腔体内的所述雾化水分子，以使所述阴极与所述第一阳极之间形成所述初始引导电弧喷射；所述初始引导电弧喷射促使所述阴极与所述第二阳极之间形成功率电弧；所述功率电弧加速所述雾化水分子电离；所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射；断开所述高频电流，所述高温等离子弧喷射形成等离子火焰，使所述等离子火焰加热。优选地，所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射包括：所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧；所述高温等离子弧使所述雾化水分子雪崩式电离；所述雾化水分子雪崩式电离出的氢气和氧气对所述功率电弧再次压缩，形成高温等离子弧喷射。优选地，所述雾化水分子为所述腔体的冷却用水经雾化装置雾化形成。本专利技术提供一种基于等离子弧的加热装置，所述加热装置包括腔体、第一阳极电极座和雾化装置；所述第一阳极电极座位于所述腔体正下方，所述第一阳极电极座与所述腔体之间设置有阳极绝缘体，且所述腔体与所述第一阳极电极座之间相连通；所述雾化装置的第一排气管贯穿所述第一阳极电极座，且所述第一排气管的端部位于所述腔体与所述第一阳极电极座之间；所述腔体内部设置有安装座、电极夹头和阴极电极棒，所述安装座、所述电极夹头和所述电极夹头的中心线重合；所述安装座位于所述电极夹头的上方，且所述阴极电极棒贯穿所述安装座和所述电极夹头；所述安装座上设置有阴极进水管和阴极出水管，所述阴极进水管的一端和阴极出水管的一端在所述电极夹头处相连通，且所述阴极出水管贯穿所述第一阳极电极座。优选地，所述加热装置还包括第二阳极电极座，所述第二阳极电极座位于所述第一阳极电极座的下方，所述第二阳极电极座与所述第一阳极电极座之间设置有中空的绝缘垫，且所述第二阳极电极座与所述第一阳极电极座之间相连通。优选地，所述加热装置还包括阳极水管，所述阳极水管贯穿所述第二阳极电极座；所述阴极出水管的另一端与所述阳极水管的进水端通过调节阀相连通；所述阳极水管的出水端与所述雾化装置相连接。优选地，所述加热装置还包括电极推进装置，所述电极推进装置设置于所述腔体的顶端，且所述电极推进装置与所述阴极电极棒相接触。优选地，所述电极推进装置包括调节手柄、调节螺栓和调节螺母；所述调节螺母外设于所述调节螺栓，且所述调节螺母的内螺纹与所述调节螺栓的外螺纹相吻合；所述调节螺栓的两端分别连接所述调节手柄和所述阴极电极棒。本专利技术提供的基于等离子弧的加热装置用于垃圾焚烧、工业独立加热或民用加热。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术提供一种基于等离子弧的加热方法及加热装置，其中，加热方法包括：高频电流击穿腔体内的雾化水分子，以使所述雾化水分子电离，阴极与阳极之间形成初始引导电弧喷射；所述初始引导电弧喷射促使所述阴极与所述阳极之间形成功率电弧；所述功率电弧加速所述雾化水分子电离；所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射；断开所述高频电流，所述高温等离子弧喷射形成等离子火焰，使所述等离子火焰加热。本专利技术提供的基于等离子弧的加热方法或加热装置通过高频电流击穿腔体水分子。高频电流的击穿使得雾化水分子发生电离形成氢离子气和氧离子气。同时，高频电流的击穿还使得阴极与阳极之间形成初始引导电弧。氢离子气和氧离子气在初始引导电弧的作用下在阳极处形成小电流离子弧喷射。小电流离子弧喷射立刻加速雾化水分子的电离，进而初始引导电弧在阳极处形成初始引导电弧喷射。初始引导电弧喷射的形成促使阴极与阳极之间形成功率电弧。功率电弧的形成会加速雾化水分子的电离，产生更多的氢离子气和氧离子气。较多的氢离子气和氧离子气聚集形成氢气和氧气。由于氢气和氧气的膨胀作用使得氢气和氧气对功率电弧压缩，压缩的功率电弧形成高温等离子弧。高温等离子弧再次加速雾化水分子的电离，使得高温等离子弧与雾化水分子之间形成互助推挽模式，极大提高水的电解效率，最终由于腔体空间的限制形成高温等离子弧喷射。高温等离子弧喷射形成后，断开高频电流，高温等离子弧喷射形成等离子火焰，使等离子火焰持续加热。由于氢气和氧气的燃烧值很高，且水的电解效率很高，因而本专利技术提供的基于等离子弧的加热方法或加热装置具有很高的电热转换效率，能够用于加热、焚烧，且节约能源。由于高温等离子弧喷射形成及加热的过程中仅使用水，因而不会产生有害气体成分，进而不会污染空气，实现无污染加热、焚烧。由于高温等离子弧与雾化水分子之间的互助作用以及氢气和氧气的燃烧值，使得高温等离子弧喷射的火焰具有较高的温度，且火焰面积增大40-50％。当本专利技术提供的加热方法或加热装置在用于垃圾焚烧时，较高的火焰温度使得垃圾直接碳化，杀死细菌及微生物，且不会产生有害物质。较大的火焰面积能够处理大范围的垃圾，从而提高垃圾处理效率。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。为了更清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于等离子弧的加热方法，其特征在于，所述方法包括：高频电流击穿腔体内的雾化水分子，以使所述雾化水分子电离，阴极与阳极之间形成初始引导电弧喷射；所述初始引导电弧喷射促使所述阴极与所述阳极之间形成功率电弧；所述功率电弧加速所述雾化水分子电离；所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射；断开所述高频电流，所述高温等离子弧喷射形成等离子火焰，使所述等离子火焰加热。

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子弧的加热方法，其特征在于，所述方法包括：高频电流击穿腔体内的雾化水分子，以使所述雾化水分子电离，阴极与阳极之间形成初始引导电弧喷射；所述初始引导电弧喷射促使所述阴极与所述阳极之间形成功率电弧；所述功率电弧加速所述雾化水分子电离；所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射；断开所述高频电流，所述高温等离子弧喷射形成等离子火焰，使所述等离子火焰加热。2.根据权利要求1所述的基于等离子弧的加热方法，其特征在于，所述阳极包括第一阳极和第二阳极；所述高频电流击穿腔体内的所述雾化水分子，以使所述阴极与所述第一阳极之间形成所述初始引导电弧喷射；所述初始引导电弧喷射促使所述阴极与所述第二阳极之间形成功率电弧；所述功率电弧加速所述雾化水分子电离；所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射；断开所述高频电流，所述高温等离子弧喷射形成等离子火焰，使所述等离子火焰加热。3.根据权利要求1或2所述的基于等离子弧的加热方法，其特征在于，所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧喷射包括：所述雾化水分子电离出的氢气和氧气对所述功率电弧压缩，形成高温等离子弧；所述高温等离子弧使所述雾化水分子雪崩式电离；所述雾化水分子雪崩式电离出的氢气和氧气对所述功率电弧再次压缩，形成高温等离子弧喷射。4.根据权利要求1或2所述的基于等离子弧的加热方法，其特征在于，所述雾化水分子为所述腔体的冷却用水经雾化装置雾化形成。5.一种基于等离子弧的加热装置，其特征在于，所述加热装置包括腔体(1)、第一阳极电极座(2)和雾化装置(3)；所述第一阳极电极座(2)位于所述腔体(1)正下方，所述第一阳极电极座(2)与所述腔体(1)之间设置有阳极绝缘体(4)，且所述腔体(1)与所述第一阳极电极座(2)之间相连通；所述雾化装置(3)的第一排气管(5)贯穿所述第一阳极电极座(2)，且所述第一排气管(5)的端部位于所述腔体(1)与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑，吴政漾，
申请(专利权)人：成都高鑫焊割科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51