Plazmový horák

Číslo patentu: U 3157

Dátum: 05.03.2002

Autori: Lukačevič Juraj, Lasák Vladimír, Lojkásek Jaromír, Dědek Milan

Je ešte 2 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa týka plazmového horáka vhodného k tepelnému rozkladu horľavých látok, napríklad uhoľného prášku za účelom jeho zapálenia bez pomociušľachtilých palív. Automatické riadenie umožňuje bez obslužnú prevádzkuZnáme zariadenia plazmovej technológie používajú obvykle ako plazmutvomé médium inertný plyn a vodu ku stabilizácii horenia elektrického oblúka. Nevýhodou použitia inermého plynu sú vysoké prevádzkové náklady, pri použití vody veľmi nizka životnosť elektród. Súčasné riešenie plazmových horákov vyžaduje pre každý menovaný výkon iné rozmery plazmového horáka. Známe konštrukcie plazmových horákov majú na katódovej časti kostry plné prevádzkové napätie proti zemi, čo je z hľadiska bezpečnosti práce úplne neprípustné. Ďalším nedostatkom podobných konštrukcií je do série pripojený obmedzovacLodpor, na ktorom sa pri prevádzke plazmového horáka stráca až 30 energie, čo veľmi nepriaznivo ovplyvňuje ekonomiku prevádzky tejto technológie. Elektródy pozostávajú zväčša zmedi amajú z dôvodu značného opálenia elektrickým oblúkom malú životnosť. Podstata technického riešeniaCieľom technického riešenia je vytvorenie plazmových horákov pre výkonový rad 50 až 500 kW s jednotnými zástavbovými rozmermi a maximálnou možnou zameniteľnosťou náhradných dielov, v usporiadani znemožňujúcom nebezpečný dotyk so živými časťami, pri požiadavke na zvýšenie životnosti elektród a úsporu elektrickej energie, pričom tento ciel je dosiahnutý technickým riešením, ktorého podstata spočíva v tom, že plazmový horák pozostáva z pripájacej priruby opatrenejna anódovej strane k nej pripojeným kovovým puzdrom obopínajúcim vo vnútriusporiadanú anódu, pričom v obvodovom plášti kovového puzdra sú usporiadané prívody elektrického prúdu a chladiaceho média pre anódu, zatial čo katódová oblasť plazmového horáka pozostáva z ochranného puzdra z elektrického izolantu,pripojeného z druhej strany k pripájacej prírube, a v ktorom je súoso s anódou umiestnená katóda vo forme hrubostennej trubice, medzi ktorej vonkajším povrchom a vnútomými stenami obvodového plášťa ochranného puzdra je vytvorený chladiaci priestor s prívodmi chladiaceho média prostredníctvom dutých priechodiek, ktoré prestupujú utesnene obvodovým plášťom ochrarmého puzdra a sú vo vnútri uchytené v telese katódy ako časť elektrovodnej dráhy k prívodu elektrického prúdu pre katódu a sú usporiadané pod svorkovnicovým krytom z izolantu, pričom cez homé dno ochranného puzdra je do dutiny katódy zavedená osová priechodka na prídavné palivo a sústava šikmých kanálikov na plazmutvomý vzduch, pričom všetky energetické prívody a prípoje médií sú vybavené na vstupoch do plazmového horáka ovládacími prvkami, spojenými s riadiacou jednotkou. Použitím izolačného materiálu na konštrukciu zapuzdrovanej katódy je v súlade s bezpečnostnými predpismi vyriešená ochrana pred nebezpečným dotykovým napätím. Automatickériadenie plazmového horáka riadiacou jednotkou naplno zabezpečuje všetky požiadavky bezpečnej prevádzky plazmového horáka i na neho nadväzujúce technológie.Pre vytvorenie redukčného prostredia medzi elektródami, vhodného pre stabilizovaný priebeh horenia elektrického oblúka, je ďalej podľa technického riešenia výhodné, že chladiaci priestor v ochrannom puzdre je nad katódou uzatvorený prepáücou, nad ktorou, pod homým viečkom ochranného puzdra, je vytvorený dutý priestor opatrený prívodom pulzujúceho plazmutvomého vzduchu,pričom dutý priestor je prepojený s vnútomým valcovým medzikružím katódy sústavou šikmých kanálikov vytvorených v prepážke, do ktorého, cez ochranné puzdro je ďalej zavedená osová priechodka na prídavné palivo. Periodickými zmenami tlaku plazmutvomého vzduchu vo výrivých komôrkach nad a pod katódou sa docieli krúživého pohybu oblúka po obvode elektród a súčasne jeho axiálny posuv, čím sa rozšíri pásmo, na ktorom dochádza k pripútaniu elektrického oblúka kelektróde a tým ku zvýšeniu životnosti elektród.Pre ďalšie zvýšenie životnosti a stability účinkov plazmového horáka sa javí účelné, že materiálom elektród sú zliatiny, ktoré sú podľa technického riešenia zušľachtená, napríklad sú podrobené procesu tvámenia, ako lisovanie, čím dochádza ku zhutneniu materiálu, zjemneniu jeho kryštalickej štruktúry a zvýšeniu tepelnej i elektrickej vodivosti. Tieto zmeny majú výrazný vplyv na životnosť elektród a celého plazmového horáka.Riadiaca jednotka umohluje automatický štart plazmového horáka pri splnení všetkých prevádzkových podmienok, samočinne odstavuje plazmový horák pri neprípustnej odchýlke hociktorej podmienky a odstavuje nadväzujúcu technológiu pri výpadku plazmového horáka. Riadiaca jednotka na automatické riadenie plazmového horáka umožňuje ovládať výkon plazmového horáka v závislosti na množstve a kvalite paliva, na ktoré je treba pôsobiť. Automaticky je riadené aj množstvo plazmutvomého vzduchu v závislosti na požadovanom výkone plazmového horáka. Automatika umožňuje štart plazmového horáka pri splnení všetkých prevádzkových podmienok a vypínanie plazmového horáka pri neprípustnej odchýlke od požadovaných parametrov a okrem ďalších funkcií odstavuje dodávku paliva pri výpadku plazmového horáka a pod.Prehľad obrázkov na gýkresochĎalšie výhody a účinky technického riešenia sú zrejmé z dole uvedeného popisu a výkresov, kde znamenajú obr. l pozdĺžny osový rez plazmovým horákom s vyznačenými prívodmi elektrickej energie, plazmutvomého vzduchu, prídavného paliva a chladiacej vody, obr. 2 technologickú schému automatického riadenia prevádzky plazmového horáka v nadväznosti na technologický celok, v ktoromdochádza k tepelnému pôsobeniu na práškové palivo s cieľom zvýšiť jehohospodáme využitie. Príklad uskutočnenia technického riešeniaPlazmový horák 1 m, umožňujúci tepelný rozklad práškového paliva, napríkladpráškového uhlia za účelom jeho zapálenia bez použitia ušľachtilých palív sa skladáz pripájacej príruby 1 a na anódovej strane k nej pripojeného kovového puzdra 2,obopínajúceho vo vnútri usporiadanú anódu ą, pričom v obvodovom plášti kovového puzdra g sú pre anódu à usporiadané duté prívody i elektrického prúdu a súčasne aj chladiacej vody. Anóda à je vytvorená napriklad vo forme komolého dutého kužeľa k kónickým otvorením v smere do prostredia, v ktorom má plazmový oblúk pôsobiť. Duté prívody 51 sú opatrené bočnými otvormi pre vstup a výstup chladiacej vody z prostredia okolo anódy ą. Nad anódou g, vo forme nízkej a prípadne na výšku prestaviteľnej medzery je vytvorený spodný prívod 59 s dutou prípojkou g pre ionizačnú prísadu pri štarte plazmového horáka lQQ a pre dodávku plaznutvorného vzduchu pri normálnom chode plazmového horáka LCD.Katódová oblasť plazmového horáka l 00 pozostáva z ochranného puzdra j z elektrického izolantu dostatočne tepelne odolného a pripojeného z druhej strany k pripájacej prirube l. V ochrarmom puzdre § je súoso s anódou § umiestnená katóda Q vo forme hrubostennej trubice. Medzi vonkajším povrchom katódy 6 a vnútomými stenami obvodového plášťa ochranného puzdra 5 je vytvorený chladiaci priestor 1 pre chladiaciu vodu na ochladenie vonkajšieho povrchu katódy Q. Prívod chladiacej vody je realizovaný dutými priechodkami 8, 2, ktoré prestupujú utesnene obvodovým plášťom ochranného puzdra Q a sú vo vnútri vo vhodných odstupoch od seba napríklad zazátkované do telesa katódy Q. Výstup a odvod chladiacej vody alebo iného chladiaceho média pre chladiaci priestor 7 je realizovaný postrarmými otvormi lQ, vytvorenými v dutých priechodkách §, 9. Spomínané duté priechodky §,2 sú vytvorené z elektricky vodivého materiálu a tým súčasne tvoria elektrovodnú dráhu k prívodu elektrického prúdu pre katódu 6. K prevádzkovej bezpečnosti sú vystupujúce konce dutých priechodiek §, 9 chránené svorkovnicovým krytom ll z izolantu. Čiastočne znázomené elektrické prívody 22 prechádzajú do vnútra tohoto svorkovnicového krytu ll otvormi E. Tu sú k dutým priechodkám §, 2 pripevnené vhodnými neznázomenými svorkami. Popísané usporiadanie zabezpečuje, že sa na katódovej časti plazmového horáka Q nemôže objaviť nebezpečné dotykové napätie ohrozujúce zdravie osôb a pripadne tiež ohrozujúce automatizačné prvky pre samočinné riadenie plazmového horáka EQ. Použitím izolačného materiálu na konštrukciu zapuzdrovanej katódy Q je v súlade s bezpečnostnými predpismivyríešená ochrana pred nebezpečným dotykovým napätím.

MPK / Značky

MPK: F23D 1/00, H05H 1/26

Značky: plazmový, horák

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/10-u3157-plazmovy-horak.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Plazmový horák</a>

Podobne patenty