Високочастотний індукційний плазмотрон

Реферат: Високочастотний індукційний плазмотрон належить до плазмової техніки та використовується у плазмових енергетичних комплексах у виробництві синтез газу з бурого вугілля. Високочастотний індукційний плазмотрон, який співвісно встановлений у трубчатому циліндричному корпусі плазмового пальника та містить діелектричний стакан з сформованим проточним плазмогенеруючим каналом, який поєднаний з розпилювальною форсункою, що оснащений витками індуктора, пов'язаного з підведенням високочастотної електричної енергії. На виході з форсунки по осі встановлено обтічний пневморозподільник потоку, а витки індуктора розміщені всередині діелектричного стакана, індуктор виконаний у вигляді розтягнутої спіралі, вихідний торець якого щільно прилягає до вихідного перерізу діелектричного стакана, а сам стакан у вихідному перерізі має перехідне звуження. За допомогою запропонованого винаходу досягається підвищення ефективності роботи пристрою. UA 113355 C2 (12) UA 113355 C2 UA 113355 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Високочастотний індукційний плазмотрон належить до плазмової техніки і може знайти використання у плазмових енергетичних комплексах у виробництві синтез газу з бурого вугілля. Відомо високочастотний індукційний плазмотрон, який встановлено у захисному трубчатому циліндричному корпусі, що являє собою трубу з діелектричного матеріалу, яка утворює проточний плазмогенеруючий канал, виконаний у вигляді водоохолодних поздовжніх профільованих металевих секцій, індуктор, що його охоплює, встановлені усередині плазмогенеруючого каналу в його торцевій частині вузли вводу оброблюваного матеріалу (див., наприклад, патент Росії № 2233563, МПК: Н05В 7/18, 27.07.2004). Відомо також високочастотний індукційний плазмотрон, який встановлено у трубчатому циліндричному корпусі плазмового пальника співвісно з ним, що являє собою трубу з діелектричного матеріалу, всередині якої розташовано водоохолодний колектор, яка утворює проточний плазмогенеруючий канал, поєднаний з розпилювальною форсункою, в стінках якого розміщені гілки індуктора, пов'язаного з підведенням високочастотної електричної енергії (див., наприклад, патент Росії № 2295206, 10.03.2007). За технічною суттю та ефектом, що досягається, відомий пристрій є найбільш близьким до того, що заявляється. Загальним недоліком відомих пристроїв є необхідність підведення водяного охолодження у пристрої для запобігання швидкого його руйнування під впливом високих температур, що у подальшому знижує ефективність його роботи. В основу винаходу поставлено задачу створення високочастотного індукційного плазмотрона, що дозволить підвищити ефективність роботи пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у високочастотному індукційному плазмотроні, який встановлено у трубчатому циліндричному корпусі плазмового пальника співвісно з ним і містить проточний плазмогенеруючий канал, поєднаний з розпилювальною форсункою, що оснащено витками індуктора, пов'язаного з підведенням високочастотної електричної енергії; згідно з винаходом, на виході з форсунки по осі встановлено обтічний пневморозподільник потоку, а витки індуктора розміщено всередині діелектричного стакана в плазмогенеруючому каналі, індуктор виконано у вигляді розтягнутої спіралі, вихідний торець індуктора плазмотрона щільно прилягає до вихідного перерізу діелектричного стакана, а сам стакан у вихідному перерізі має перехідне звуження. Відмінними ознаками пристрою, що заявляється, є: - на виході з форсунки по осі встановлено обтічний пневморозподільник потоку, - витки індуктора розміщено всередині діелектричного стакана в плазмогенеруючому каналі, індуктор виконано у вигляді розтягнутої спіралі, вихідний торець індуктора плазмотрона щільно прилягає до вихідного перерізу діелектричного стакана, а сам стакан у вихідному перерізі має перехідне звуження. Виходячи з описаного рівня техніки, витікає, що відмінності, які заявляються, є новими. На фіг. 1 представлена схема пристрою, що заявляється, а на фіг. 2 вигляд А. Високочастотний індукційний плазмотрон встановлено у трубчатому циліндричному корпусі 1 плазмового пальника співвісно з ним, і являє собою діелектричний стакан 2, що утворює проточний плазмогенеруючий канал 3, поєднаний з розпилювальною форсункою 4. Витки індуктора 5 виконано у вигляді розтягнутої спіралі і розміщено всередині діелектричного стакана 2 в плазмогенеруючому каналі 3. На виході з форсунки 4 по осі встановлено обтічний пневморозподільник потоку 6. Вихідний торець 7індуктора 5 плазмотрону щільно прилягає до вихідного перерізу 8 діелектричного стакана 2, а сам стакан 2 у вихідному перерізу 8 має перехідне звуження. Індуктор 5 пов'язано з підведенням високочастотної електричної енергії 9, що також розташовано у діелектричному ізоляторі. Діелектричний стакан 2 зовні оповитий нагрівачем/охолоджувачем 10. Пристрій, що заявляється, працює таким чином. Через форсунку 4 у плазмогенеруючий канал 3 подають паровугільну суміш. На витки індуктора 5 подають високочастотний струм, який утворює електромагнітне поле, що нагріває та іонізує оброблюваний матеріал. На виході з форсунки 4 встановлено обтічний пневморозподільник потоку 6, який забезпечує розподіл потоку матеріалу по всьому внутрішньому перерізу каналу 3, що створює зовнішнє перевищення тиску струменя потоку матеріалу по відношенню до тиску струменя у районі осі потоку, чим забезпечується охолодження поверхні індуктора 5 матеріалом, що подають на плазмову дисоціацію, за рахунок чого виключається необхідність в установці додаткових охолоджувачів. Завдяки тому, що вихідний торець 7 індуктора 5 щільно прилягає до вихідного перерізу 8 діелектричного стакана 2 і сам стакан 2 в вихідному перерізі 8 має перехідне звуження, забезпечується 100 %-ве проходження матеріалу через індуктор. 1 UA 113355 C2 Техніко-економічні переваги пристрою, що заявляється, у порівнянні з пристроємпрототипом полягають у підвищенні ефективності його роботи. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Високочастотний індукційний плазмотрон, який співвісно встановлений у трубчатий циліндричний корпус плазмового пальника і містить діелектричний стакан, всередині якого сформований проточний плазмогенеруючий канал, поєднаний з розпилювальною форсункою, та оснащений індуктором з витками, виконаним з можливістю підведення до нього високочастотної електричної енергії, який відрізняється тим, що на виході з форсунки по осі плазмогенеруючого каналу встановлений обтічний пневморозподільник потоку, а витки індуктора розміщені всередині діелектричного стакана, індуктор виконаний у вигляді розтягнутої спіралі, вихідний торець якої щільно прилягає до вихідного перерізу діелектричного стакана, а сам стакан у вихідному перерізі має перехідне звуження. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2