本实用新型专利技术涉及一种等离子体发生器的阳极结构及等离子体发生器，其中，等离子体发生器的阳极结构包括电弧通道，所述电弧通道内设置有扰流齿，形成扰流段。在扰流齿的强力扰动下，使快速旋转离子流变成强烈扰动紊乱流，产生的紊流气流带动阳极电弧弧根高速振荡摆动，加速了电弧弧根的移动速度，并使等离子射流的温度场、速度场和浓度场迅速趋于均匀，消除了阳极局部受热面热负荷过大现象，从而降低了阳极的烧损速度，提高了阳极寿命；同时经过扰流段产生的紊流气流失去了对周边气流的卷吸作用，减弱了气流对电弧轴向的约束力，使电弧弧根更容易向喷口移动，从而明显提高了电弧长度和电弧电压。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及等离子体发生器领域，特别是涉及一种等离子体发生器的阳极结构及等离子体发生器。
技术介绍
电弧等离子体发生器也叫等离子炬、等离子喷枪等，目前已经在我国的等离子化工、冶金、切割、喷涂、煤粉锅炉点火等领域取得了广泛的应用。作为一种清洁、安全、环保的等离子体热源，等离子体发生器在煤粉点火、废弃物处理、工业冶金等领域受到越来越多的重视，有趋势取代重油成为煤粉锅炉点火和废弃物处理的主要火源。随着现代工业的发展，对等离子体发生器的功率要求也越来越高，对阴阳极寿命要求也越来越长，功率的提高意味着等离子体发生器阳极将承受更高热流的冲刷和活性热气体的侵蚀，单位面积将承受更高的热负荷，因此，会直接导致阴阳极材料烧损的加剧，阴阳极使用寿命短是阻止大功率等离子体发生器进一步推广使用的主要障碍。目前还没有任何一种等离子体发生器可以避免阴阳极的烧损，如何提高阴阳极的使用寿命是现代等离子体发生器研宄的重点和难点。另外，随着等离子体发生器在不同领域的快速推广应用，对等离子射流大小、射流长短、甚至对射流的运动轨迹也都提出了新的要求。因此，现有的利用单一旋转气流控制等离子电弧射流的方式已无法满足特殊领域的使用要求。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种等离子体发生器的阳极结构及等离子体发生器，等离子体发生器的阳极结构的寿命可显著提高，且能够提高电弧长度和电弧电压。为实现上述目的，本技术提供了一种等离子体发生器的阳极结构，其包括电弧通道，所述电弧通道内设置有扰流齿，形成扰流段。在一优选或可选实施例中，所述电弧通道内还设置有与所述扰流段连接的落弧段，沿电弧的运动方向，所述落弧段位于所述扰流段的后方，所述落弧段的尺寸大于所述扰流段的尺寸。在一优选或可选实施例中，所述电弧通道内还设置有压缩段和稳弧段，沿电弧的运动方向，所述压缩段、所述稳弧段、所述扰流段和所述落弧段依次连接。在一优选或可选实施例中，沿电弧的运动方向，所述压缩段呈渐缩式的圆台状。在一优选或可选实施例中，所述稳弧段包括依次连接的等直径圆柱段和渐缩式圆台段，所述等直径圆柱段与所述压缩段连接，所述渐缩式圆台段与所述扰流段连接。在一优选或可选实施例中，所述扰流段和所述落弧段均呈等直径圆柱状，所述落弧段的直径大于所述扰流段的直径。在一优选或可选实施例中，所述压缩段、所述稳弧段、所述扰流段和所述落弧段相互之间的连接处均采用圆弧过渡连接。在一优选或可选实施例中，所述扰流齿包括齿根轴，所述齿根轴沿轴向设置在所述扰流段内，所述齿根轴上沿周向设置有数个齿片，单个所述齿片沿所述齿根轴的轴向设置。在一优选或可选实施例中，所述等离子体发生器的阳极结构还包括水冷通道，所述水冷通道设置在所述电弧通道的外壁上，用于对电弧通道进行冷却。在一优选或可选实施例中，所述水冷通道包括内通道和外通道，所述内通道位于所述电弧通道的外壁和所述外通道之间，所述内通道连通所述外通道，水流从所述内通道进入，从所述外通道流出。在一优选或可选实施例中，所述压缩段呈渐缩式圆台状，圆锥角为10°?120°，圆台小端面的直径为1mm?60mm，圆台高度为小端面直径的I?5倍，压缩段的外壁厚度为 2mm ?20mmo在一优选或可选实施例中，所述稳弧段的所述等直径圆柱段的直径为1mm?60_，所述等直径圆柱段的长度为所述等直径圆柱段的直径的2?10倍，所述稳弧段的所述渐缩式圆台段的圆锥角为10°?120°，所述稳弧段外壁的壁厚为5mm?20mm，所述等直径圆柱段与所述渐缩式圆台段之间采用圆弧过渡连接，圆弧半径为O?60_。在一优选或可选实施例中，所述扰流段的直径为6_?50_，所述扰流段两端的圆台角为0°?150°，所述扰流段外壁的壁厚为3mm?25mm。在一优选或可选实施例中，所述落弧段的直径为所述扰流段直径的1.2?3.5倍，所述落弧段的长度为50mm?300mm，所述落弧段的外壁的壁厚为5mm?15mm。在一优选或可选实施例中，所述齿片的高度为Imm?20_，所述齿片的宽度为所述扰流段直径的I?10倍，所述齿片的厚度范围为O?30mm。在一优选或可选实施例中，所述压缩段、所述稳弧段、所述扰流段和所述落弧段相互之间圆弧过渡连接，圆弧半径为O?60mm。为实现上述目的，本技术提供了一种等离子体发生器，其包括上述任一实施例中的等离子体发生器的阳极结构。基于上述技术方案，本技术至少具有以下有益效果:本技术在电弧通道的扰流段中设置了扰流齿，在扰流齿的强力扰动下，使快速旋转离子流变成强烈扰动紊乱气流，产生的紊乱气流带动阳极电弧弧根高速振荡摆动，加速了电弧弧根的移动速度，并使等离子射流的温度场、速度场和浓度场迅速趋于均匀，消除了阳极局部受热面热负荷过大现象，从而降低了阳极的烧损速度，提高了阳极寿命；同时经过扰流段产生的紊流气流失去了对周边气流的卷吸作用，减弱了气流对电弧轴向的约束力，使电弧弧根更容易向喂'口移动，从而明显提尚了电弧长度和电弧电压。在一优选或可选实施例中，扰流段后接直径增大的落弧段，当等离子射流喷出落弧段喷口时，没有了对周边冷气流的强烈卷吸，等离子射流温度不易速度降低，在相同功率下，等离子射流变得更长。本技术改变了传统旋流稳弧式等离子体发生器阳极局部烧蚀导致寿命较短和阳极喷口强烈卷吸冷气流导致等离子火焰短的缺点，与现有技术相比，可显著提高等离子体发生器阳极寿命、电弧长度、电弧电压和等离子火焰长度，同时具有结构简单等特性。【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1为本技术提供的等离子体发生器的阳极结构的剖视示意图；图2为本技术提供的等离子体发生器的阳极结构的侧视示意图。附图中标号:L1-压缩段；L2-稳弧段；L3-扰流段；L4_落弧段；1-旋流气体；2_紊乱气流；3_水冷通道；4_扰流齿。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1所示为本技术提供的等离子体发生器的阳极结构的一优选示意性实施例的结构图，此结构图只用来解释本技术，不能解释为对本技术的限当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子体发生器的阳极结构，其特征在于：包括电弧通道，所述电弧通道内设置有扰流齿(4)，形成扰流段(L3)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨锡信，王学东，杨金华，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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