CN103841742A - 磁旋弧等离子发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的磁旋弧等离子发生器，主要由阳极、阴极、磁线圈等组成，阴极与阳极之间形成电弧，电弧在磁线圈产生洛伦兹力的作用下高速旋转并被气流沿通道吹出形成等离子流，阴极及阳极的冷却可采用空冷或水冷方式，磁旋弧等离子发生器可以由空冷同轴式、水冷轴线式等四种不同的结构形式来实现，本发明的阴极结构为圆锥状或管状，阴极和阳极呈同轴式或轴线式布置，磁线圈布置在阴极内部或后部并串接在阴极电路回路中，所形成的高速旋转圆环状大面积的等离子射流可提高煤粉的燃尽率，节省电能损耗，同时由于电弧在不断进行高速运转，对阴阳极的烧蚀点不会停留在某个灼烧区域，大大提升了阴极与阳极的使用寿命。其结构紧凑、运行稳定、实用性强。

Description

磁旋弧等离子发生器

技术领域

本发明涉及等离子发生器，尤其是一种适用于阴极磁场驱动电弧旋转的磁旋弧等离子发生器。

背景技术

    目前的等离子发生器按发生器结构和电弧在发生器中的位置可分为轴线式等离子发生器和同轴式等离子发生器。其中轴线式的特点为电弧的主要部分被稳定在弧室的中心轴线上，这种等离子发生器又可分为两种，一种称为有中心电极的轴线式等离子发生器，其特点是阴极是棒状，另一种称之为管状阴极等离子发生器，其特点是阴极为管状。

    轴线式等离子发生器可以应用磁场线圈来压缩或旋转电弧，一般线圈串接在阳极回路中体积较大，适用性较差。如中国专利：ZL200720148264.3公开的等离子发生器中将线圈串接在阳极回路中，线圈体积较大，并且为了将磁场导入电弧处而应用了起导磁板作用的阳极支架，这必然会导致等离子发生器的重量和体积变大，对等离子发生器的应用非常不利。

同轴式等离子发生器的特点是两电极具有相同的轴线，而炽燃在两电极间的电弧却不在轴线上，这类等离子发生器一般采用外加磁场使电弧高速旋转，来增强加热气体的均匀性和提高电极寿命，但其缺点是外加磁场线圈体积大，实用性不强，因此，多年来一直应用很少。

发明内容

    技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、体积小、实用性强、运行可靠的磁旋弧等离子发生器。

技术方案：本发明的一种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅰ、阳极Ⅰ、磁线圈Ⅰ，所述的磁线圈Ⅰ布置在阴极Ⅰ内部并串接在阴极Ⅰ的回路中，所述的阳极Ⅰ后部设有进气管，端口设有绝缘环Ⅰ，绝缘环Ⅰ中部设有阴极杆，阴极杆一端穿过绝缘环Ⅰ与直流电源负极连接，另一端与磁线圈Ⅰ连接，磁线圈Ⅰ另一端与阴极Ⅰ连接，阴极Ⅰ回路中的电流通过磁线圈Ⅰ时产生磁场，铁芯安装在磁线圈Ⅰ内部起到增强磁场的作用，阴极Ⅰ与阳极Ⅰ之间形成电弧，电弧在磁线圈Ⅰ产生洛伦兹力的作用下高速旋转，并被从进气管进入的气流沿前部通道吹出形成等离子流。

所述的阴极Ⅰ的结构为圆锥状或管状。

本发明的第二种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅱ、阳极Ⅱ、磁线圈Ⅱ，所述的阴极Ⅱ包括阴极内芯、设在阴极内芯上的阴极外壳，阴极外壳的右端与阴极内芯相连，左端与冷却水接头相连，外部穿过绝缘环Ⅰ支撑在外套管Ⅰ内部，所述的磁线圈Ⅱ布置在阴极内芯与阴极外壳之间并串接在阴极的回路中，所述的冷却水接头上部开有上端孔、中部开有中心孔、下部开有下端孔，冷却水接头左端与直流电源负极连接，右端外壁套合在阴极外壳内，右端内壁套合在阴极内芯左端上，阴极内芯左端口内设有旋流环，所述的阳极Ⅱ设在阴极Ⅱ的右端，阳极Ⅱ出口与阴极内芯左端口相对，由小口渐变为大口，外套管Ⅰ上在阴极Ⅱ与阳极Ⅱ之间的位置设有压缩空气喷口，所述的磁线圈Ⅱ与阴极内芯外缘之间设有与冷却水接头上端孔相连通的内环冷却水道，磁线圈Ⅱ的外缘上设有水道隔套，形成与冷却水接头下端孔相连通的外环冷却水道，水道隔套右端开有连通内外环冷却水道的通孔；阴极Ⅱ与阳极Ⅱ之间形成电弧，电弧在磁线圈Ⅱ产生的洛伦兹力作用下高速旋转并被气流经阳极Ⅱ内部空间吹出后形成等离子流。

所述的阴极Ⅰ的结构为管状；所述的冷却水接头与阴极内芯的套合面之间装有用于电绝缘及密封的密封圈Ⅰ，阴极内芯与阴极外壳连接面上设有密封圈Ⅱ。

本发明的第三种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅲ、阳极Ⅲ、磁线圈Ⅲ、旋流环Ⅱ、水道隔套Ⅱ、密封套Ⅰ、阳极Ⅲ、外套管Ⅱ，所述的阳极Ⅲ设在阴极Ⅲ的前部，阳极Ⅲ的出口呈由大渐小，再由小渐大的通道，所述的磁线圈Ⅲ布置在阴极Ⅲ的后部并串接在阴极Ⅲ的回路中，磁线圈Ⅲ左端与直流电源负极串接，右端与阴极Ⅲ串接，所述的密封套Ⅰ套装在磁线圈Ⅲ上，由磁线圈Ⅲ与阴极Ⅲ夹紧固定，所述的旋流环Ⅱ设在外套管Ⅱ与磁线圈Ⅲ之间，位于磁线圈Ⅲ的左侧，所述的水道隔套Ⅱ设在磁线圈Ⅲ的内部，阳极Ⅲ与直流电源正极连接，阴极Ⅲ和阳极Ⅲ之间形成电弧，电弧在磁线圈Ⅲ产生的洛伦兹力作用下高速旋转，并由经过旋流环Ⅱ进入的压缩空气沿阳极Ⅲ的通道吹出后形成等离子流。

本发明的第四种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅳ、阳极Ⅳ、磁线圈Ⅳ、旋流环Ⅲ、水道隔套Ⅲ、中心进气管、密封套Ⅱ、外套管Ⅲ，所述的阳极Ⅳ设在阴极Ⅳ的前部，阳极Ⅳ的出口呈由大渐小，再由小渐大的通道，所述的磁线圈Ⅳ布置在阴极Ⅳ的后部并串接在阴极Ⅳ的回路中，所述的磁线圈Ⅳ左端与直流电源负极串接，右端与阴极Ⅳ串接，所述的密封套Ⅱ套装在磁线圈Ⅳ上，由磁线圈Ⅳ与阴极Ⅳ夹紧固定，所述的旋流环Ⅲ设在外套管Ⅲ与磁线圈Ⅳ之间，位于磁线圈Ⅳ的左侧，所述的水道隔套Ⅲ设在磁线圈Ⅳ的内部，所述的中心进气管与阴极Ⅳ套合相连，阳极Ⅳ与直流电源正极连接，阴极Ⅳ和阳极Ⅳ之间形成电弧，电弧在磁线圈Ⅳ产生的洛伦兹力作用下高速旋转，并由经过旋流环Ⅲ及由中心进气管进入的两股压缩空气共同沿阳极Ⅳ内部空间吹出后形成等离子流。

有益效果:本发明的磁旋弧等离子发生器主要由阳极、阴极、磁线圈等组成，阴极与阳极之间形成电弧，电弧在磁线圈产生洛伦兹力的作用下高速旋转并被气流沿通道吹出形成等离子流，阴极及阳极的冷却可采用空冷或水冷方式，磁旋弧等离子发生器可以由空冷同轴式、水冷轴线式等四种不同的结构形式来实现，本发明的阴极形状为圆锥状或管状，阴极和阳极呈同轴式或轴线式布置，磁线圈布置在阴极内部或后部并串接在阴极电路回路中，大大简化了等离子发生器的结构，节省了等离子枪的设计成本，所形成的高速旋转圆环状大面积的等离子射流可以提高煤粉的燃尽率，节省电能损耗，同时由于电弧在不断进行高速运转，对阴阳极的烧蚀点不会停留在某个灼烧区域，这样可以大大提升阴极与阳极的使用寿命。具有结构紧凑、运行稳定、实用性强及使用寿命长等优点。

附图说明

    图1是本发明的空冷同轴式磁旋弧等离子发生器结构示意图。

    图2是本发明的水冷轴线式管状阴极磁旋弧等离子发生器结构示意图。

    图3是本发明的水冷轴线式棒状阴极磁旋弧等离子发生器一结构示意图。

    图4是本发明的水冷轴线式棒状阴极磁旋弧等离子发生器二结构示意图。

    图中：1-绝缘环Ⅰ，2-进气管，3-阴极杆，4-铁芯，5-磁线圈Ⅰ，6-阴极Ⅰ，7-电弧，8-阳极Ⅰ，9-等离子流，21-密封圈Ⅰ，22-冷却水接头，23-旋流环Ⅰ，24-阴极外壳，25-水道隔套Ⅰ，26-磁线圈Ⅱ，27-阴极内芯，28-密封圈Ⅱ，29-阴极Ⅱ，30-压缩空气喷口，31-阳极Ⅱ，32-外套管Ⅰ，33-绝缘环Ⅱ，34-旋流环Ⅱ，35-磁线圈，36-水道隔套Ⅱ，37-密封套Ⅰ，38-阴极Ⅲ，39-阳极Ⅲ，40-外套管Ⅱ，41-旋流环Ⅲ，42-磁线圈Ⅳ，43-水道隔套Ⅲ，44-中心进气管，45-密封套Ⅱ，46-阴极Ⅳ，47-阳极Ⅳ，48-外套管Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明：

本发明的磁旋弧等离子发生器，包括阴极、阳极、磁线圈，磁线圈布置在阴极内部或后部并串接在阴极回路中，阴极与阳极之间形成电弧，电弧在磁线圈产生洛伦兹力的作用下高速旋转并被气流沿通道吹出形成等离子流，其中阴极、阳极的冷却方式采用空冷或水冷方式。本发明的磁旋弧等离子发生器由四种不同的结构形式来实现：

实施例1、空冷同轴式磁旋弧等离子发生器，如图1所示。该磁旋弧等离子发生器主要由绝缘环Ⅰ1、进气管2、阴极杆3、铁芯4、磁线圈Ⅰ5、阴极Ⅰ6、阳极Ⅰ8组成，所述的阴极Ⅰ6的结构为圆锥状。绝缘环Ⅰ1将阴极Ⅰ6和阳极Ⅰ8电绝缘并起到支撑作用；进气管2连接在阳极Ⅰ8左端为等离子流9提供载体气；阴极杆3一端穿过绝缘环Ⅰ1与直流电源负极连接，另一端与磁线圈Ⅰ5连接；磁线圈Ⅰ5串接在阴极回路中，一端与阴极杆3连接，另一端与阴极Ⅰ6连接，阴极回路中的电流通过磁线圈Ⅰ5时产生磁场；铁芯4安装在磁线圈5内部，起到增强磁场的作用。

所述的阴极Ⅰ6和阳极Ⅰ8同轴型布置，即两电极具有相同的轴线，而炽燃在两电极间的电弧却不在轴线上。所述的磁线圈Ⅰ5及其内部的铁芯4的功能也可采用永磁体来实现。通过空气对电极进行冷却，冷却介质除空气外，可以是氮气、氩气、富氧空气、各种燃气中的一种或几种。

工作原理及工作过程：通过空气对电极进行冷却，分别将直流电源接通至阴极杆3与阳极Ⅰ8上，则阴极Ⅰ6与阳极Ⅰ8之间的空隙将被接入的高电压击穿形成电弧7，故电流回路为从直流电源正极开始，经阳极Ⅰ8、电弧7、阴极Ⅰ6、磁线圈Ⅰ5及阴极杆3回到直流电源的负极。在电弧7形成的同时，电流流经串接在阴极回路中的磁线圈Ⅰ5并产生洛伦兹力，电弧7在洛仑兹力的作用下产生高速旋转，并被进气管2进入的气流吹出后形成等离子流9。

实施例2、水冷轴线式管状阴极磁旋弧等离子发生器，如图2所示。该磁旋弧等离子发生器主要由密封圈Ⅰ21、冷却水接头22、旋流环23、水道隔套25、磁线圈Ⅱ26、密封圈Ⅱ28、阴极Ⅱ29、阳极Ⅱ31、外套管Ⅰ32、绝缘环Ⅱ组成，所述的阴极Ⅱ29的结构为管状，阴极Ⅱ29包括阴极内芯27、设在阴极内芯27上的阴极外壳24，阴极外壳24的右端与阴极内芯27右端相连，阴极外壳24的左端与冷却水接头22相连，阴极外壳24的外部穿过绝缘环Ⅰ33支撑在外套管Ⅰ32内部，所述的磁线圈Ⅱ26布置在阴极内芯27与阴极外壳24之间并串接在阴极的回路中，所述的冷却水接头22上部开有上端孔a、中部开有中心孔b、下部开有下端孔c，所述的冷却水接头22左端与直流电源负极连接，中心孔b接压缩空气，冷却水接头22左端与直流电源负极连接，右端外壁套合在阴极外壳24内，右端内壁套合在阴极内芯27左端上，所述的冷却水接头22与阴极内芯27的套合面之间装有用于电绝缘及密封的密封圈Ⅰ21，阴极内芯27与阴极外壳24连接面上设有用于电绝缘及密封的密封圈Ⅱ28。阴极内芯27左端口内设有旋流环23，所述的阳极Ⅱ31设在阴极Ⅱ29的右端，阳极Ⅱ31出口与阴极内芯27左端口相对，由小口渐变为大口，外套管Ⅰ32上在阴极Ⅱ29与阳极Ⅱ31之间的位置设有压缩空气喷口30，所述的磁线圈Ⅱ26与阴极内芯27外缘之间设有与冷却水接头22上端孔a相连通的内环冷却水道，磁线圈Ⅱ26的外缘上设有水道隔套25，形成与冷却水接头22下端孔c相连通的外环冷却水道，水道隔套25由磁线圈Ⅱ26和阴极外壳24夹紧固定；水道隔套25右端开有连通内外环冷却水道的通孔d；阳极Ⅱ31与直流电源正极连接。

冷却水的流向：冷却水通过冷却水接头22左端上方孔a进入阴极内芯27与阴极外壳24之间的冷却水道，冷却水穿过水道隔套25和磁线圈Ⅱ26右侧孔d从冷却水接头22下方孔c流出。

工作原理及工作过程：通过水对电极进行冷却，分别将直流电源接通至冷却水接头22与阳极Ⅱ31上，阴极Ⅱ29的右端面与阳极Ⅱ31之间的空隙将被接入的高电压击穿形成电弧，故电流回路为从直流电源正极开始，经阳极Ⅱ31、电弧、阴极内芯27、磁线圈Ⅱ26及冷却水接头22回到直流电源的负极。在电弧形成的同时，电流流经串接在阴极回路中的磁线圈Ⅱ26并产生洛伦兹力，电弧在洛仑兹力的作用下产生高速旋转，并被压缩空气喷口30吹出的压缩空气压缩至轴线附近，最终被经由冷却水接头22的中心孔b及旋流环23进入阴极内芯27的压缩空气吹出后形成等离子流。

实施例3：水冷轴线式管状阴极磁旋弧等离子发生器一，如图3所示。该磁旋弧等离子发生器一主要由旋流环Ⅱ34、磁线圈Ⅲ35、水道隔套Ⅱ36、密封套Ⅰ37、阴极Ⅲ38、阳极Ⅲ39、外套管Ⅱ40组成，磁线圈Ⅲ35左端与直流电源负极串接，右端与阴极Ⅲ38串接，密封套Ⅰ37包裹在磁线圈Ⅲ35外侧，由磁线圈Ⅲ35与阴极Ⅲ38夹紧固定；旋流环Ⅱ34内侧与磁线圈Ⅲ35相连，外侧与外套管Ⅱ40相连；水道隔套Ⅱ36内置在磁线圈Ⅲ35内部，阳极Ⅲ39与直流电源正极连接。

冷却水的流向：冷却水通过水道隔套Ⅱ36内部流入，沿水道隔套Ⅱ36与磁线圈Ⅲ35之间的空间流出。

工作原理及工作过程：通过水对电极进行冷却，分别将直流电源接通至磁线圈Ⅲ35与阳极Ⅲ39上，阴极Ⅲ38与阳极Ⅲ39之间的空隙将被接入的高电压击穿形成电弧，故电流回路为从直流电源正极开始，经阳极Ⅲ39、电弧、阴极Ⅲ38、磁线圈Ⅲ35回到直流电源的负极。在电弧形成的同时，电流流经串接在阴极回路中的磁线圈Ⅲ35并产生洛伦兹力，电弧在洛仑兹力的作用下产生高速旋转，并被经由旋流环Ⅱ34进入外套管Ⅱ40的压缩空气吹出后形成等离子流。

实施例4：水冷轴线式棒状阴极磁旋弧等离子发生器二，如图4所示。该旋弧等离子发生器二主要由旋流环Ⅲ41、磁线圈Ⅳ42、水道隔套Ⅲ43、中心进气管44、密封套Ⅱ45、阴极Ⅳ46、阳极Ⅳ47、外套管Ⅲ48组成，磁线圈Ⅳ42左端与直流电源负极串接，右端与阴极Ⅳ46串接。密封套Ⅱ45包裹在磁线圈Ⅳ42外侧，由磁线圈Ⅳ42与阴极Ⅳ46夹紧固定；旋流环Ⅲ41内侧与磁线圈Ⅳ42相连，外侧与外套管Ⅲ48相连；水道隔套Ⅲ43内置在磁线圈Ⅳ42内部；中心进气管44与阴极Ⅳ46相连，阳极Ⅳ47与直流电源正极连接。

冷却水的流向：冷却水通过水道隔套Ⅲ43与中心进气管44之间的空间流入，沿水道隔套Ⅲ43与磁线圈Ⅳ42之间的空间流出。

工作原理及工作过程：通过水对电极进行冷却，分别将高压直流电接通至磁线圈Ⅳ42与阳极Ⅳ47上，阴极Ⅳ46与阳极Ⅳ47之间的空隙将被接入的高电压击穿形成电弧，故电流回路为从直流电源正极开始，经阳极Ⅳ47、电弧、阴极Ⅳ46、磁线圈Ⅳ42回到高压直流电的负极。在电弧形成的同时，电流流经串接在阴极回路中的磁线圈Ⅳ42并产生洛伦兹力，电弧在洛仑兹力的作用下产生高速旋转，并由经过旋流环Ⅲ41及由中心进气管44进入的两股压缩空气共同沿阳极Ⅳ47内部空间吹出后形成等离子流。

实施例2、3、4中均通过水对电极进行冷却。当磁旋弧等离子在50KW以上时，可以取消冷却水长期运行。

Claims (7)

1.一种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅰ（6）、阳极Ⅰ（8）、磁线圈Ⅰ（5），其特征在于：所述的磁线圈Ⅰ（5）布置在阴极Ⅰ（6）内部并串接在阴极Ⅰ（6）的回路中，所述的阳极Ⅰ（8）后部设有进气管（2），端口设有绝缘环Ⅰ（1），绝缘环Ⅰ（1）中部设有阴极杆（3），阴极杆（3）一端穿过绝缘环Ⅰ（1）与直流电源负极连接，另一端与磁线圈Ⅰ（5）连接，磁线圈Ⅰ（5）另一端与阴极Ⅰ（6）连接，阴极Ⅰ（6）回路中的电流通过磁线圈Ⅰ（5）时产生磁场，铁芯（4）安装在磁线圈Ⅰ（5）内部起到增强磁场的作用，阴极Ⅰ（6）与阳极Ⅰ（8）之间形成电弧(7)，电弧(7)在磁线圈Ⅰ（5）产生洛伦兹力的作用下高速旋转，并被从进气管（2）进入的气流沿前部通道吹出形成等离子流(9)。

2.根据权利要求1所述的一种磁旋弧等离子发生器，其特征是，所述的阴极Ⅰ（6）的结构为圆锥状。

3.一种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅱ（29）、阳极Ⅱ（31）、磁线圈Ⅱ（26），其特征在于：所述的阴极Ⅱ（29）包括阴极内芯（27）、设在阴极内芯（27）上的阴极外壳（24），阴极外壳（24）的右端与阴极内芯（27）相连，左端与冷却水接头（22）相连，所述的磁线圈Ⅱ（26）布置在阴极内芯（27）与阴极外壳（24）之间并串接在阴极的回路中，所述的冷却水接头（22）上部开有上端孔(a)、中部开有中心孔(b)、下部开有下端孔(c)，冷却水接头（22）左端与直流电源负极连接，右端外壁套合在阴极外壳（24）内，右端内壁套合在阴极内芯（27）左端上，阴极内芯（27）左端口内设有旋流环（23），所述的阳极Ⅱ（31）设在阴极Ⅱ（29）的右端，阳极Ⅱ（31）出口与阴极内芯（27）左端口相对，由小口渐变为大口，外套管Ⅰ（32）在阴极Ⅱ（29）与阳极Ⅱ（31）之间的位置设有压缩空气喷口（30），所述的磁线圈Ⅱ（26）与阴极内芯（27）外缘之间设有与冷却水接头（22）上端孔(a)相连通的内环冷却水道，磁线圈Ⅱ（26）的外缘上设有水道隔套（25），形成与冷却水接头（22）下端孔(c)相连通的外环冷却水道，水道隔套（25）右端开有连通内外环冷却水道的通孔(d)；阴极Ⅱ（29）与阳极Ⅱ（31）之间形成电弧，电弧在磁线圈Ⅱ（26）产生的洛伦兹力作用下高速旋转并被气流经阳极Ⅱ（31）内部空间吹出后形成等离子流。

4.根据权利要求3所述的一种磁旋弧等离子发生器，其特征是，所述的阴极Ⅱ（29）的结构为管状。

5.根据权利要求3所述的一种磁旋弧等离子发生器，其特征是，所述的冷却水接头（22）与阴极内芯（27）的套合面之间装有用于电绝缘及密封的密封圈Ⅰ（21），阴极内芯（27）与阴极外壳（24）连接面上设有密封圈Ⅱ（28）。

6.一种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅲ（38）、阳极Ⅲ（39）、磁线圈Ⅲ（35），其特征在于：还包括旋流环Ⅱ（34）、水道隔套Ⅱ（36）、密封套Ⅰ（37）、阳极Ⅲ（39）、外套管Ⅱ（40），所述的阳极Ⅲ（39）设在阴极Ⅲ（38）的前部，阳极Ⅲ（39）的出口呈由大渐小，再由小渐大的通道，所述的磁线圈Ⅲ（35）布置在阴极Ⅲ（38）的后部并串接在阴极Ⅲ（38）的回路中，磁线圈Ⅲ（35）左端与直流电源负极串接，右端与阴极Ⅲ（38）串接，所述的密封套Ⅰ（37）套装在磁线圈Ⅲ（35）上，由磁线圈Ⅲ（35）与阴极Ⅲ（38）夹紧固定，所述的旋流环Ⅱ（34）设在外套管Ⅱ（40）与磁线圈Ⅲ（35）之间，位于磁线圈Ⅲ（35）的左侧，所述的水道隔套Ⅱ（36）设在磁线圈Ⅲ（35）的内部，阳极Ⅲ（39）与直流电源正极连接，阴极Ⅲ(38)和阳极Ⅲ(39)之间形成电弧，电弧在磁线圈Ⅲ（35）产生的洛伦兹力作用下高速旋转，并由经过旋流环Ⅱ(34)进入的压缩空气沿阳极Ⅲ(39)的通道吹出后形成等离子流。

7.一种磁旋弧等离子发生器，包括阴极Ⅳ（46）、阳极Ⅳ（47）、磁线圈Ⅳ（42），其特征在于：还包括旋流环Ⅲ（41）、水道隔套Ⅲ（43）、中心进气管（44）、密封套Ⅱ（45）、外套管Ⅲ（48），所述的阳极Ⅳ（47）设在阴极Ⅳ（46）的前部，阳极Ⅳ（47）的出口呈由大渐小，再由小渐大的通道，所述的磁线圈Ⅳ（42）布置在阴极Ⅳ（46）的后部并串接在阴极Ⅳ（46）的回路中，所述的磁线圈Ⅳ（42）左端与直流电源负极串接，右端与阴极Ⅳ（46）串接，所述的密封套Ⅱ（45）套装在磁线圈Ⅳ（42）上，由磁线圈Ⅳ（42）与阴极Ⅳ（46）夹紧固定，所述的旋流环Ⅲ（41）设在外套管Ⅲ（48）与磁线圈Ⅳ（42）之间，位于磁线圈Ⅳ（42）的左侧，所述的水道隔套Ⅲ（43）设在磁线圈Ⅳ（42）的内部，所述的中心进气管（44）与阴极Ⅳ（46）套合相连，阳极Ⅳ（47）与直流电源正极连接，阴极Ⅳ（46）和阳极Ⅳ（47）之间形成电弧，电弧在磁线圈Ⅳ（42）产生的洛伦兹力作用下高速旋转，并由经过旋流环Ⅲ（41）及由中心进气管（44）进入的两股压缩空气共同沿阳极Ⅳ（47）内部空间吹出后形成等离子流。

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