CN104703375A - 一种等离子体设备的电阻箱 - Google Patents

Abstract

一种等离子体设备的电阻箱，涉及电加热设备，由箱体、隔板、集热槽和电阻丝组成，箱体由集热水箱和移热油箱对合构成，隔板设置在集热水箱与移热油箱之间，在隔板上有集热槽接口，集热槽的上沿口焊接在隔板的集热槽接口上，集热槽的内空间构成热交换室，热交换室连通到集热水箱的内空间；电阻丝安装在移热油箱中，集热槽伸入到移热油箱中，集热槽与电阻丝（错开位置进行定位；在移热油箱前端的壁体上有进线口，在移热油箱后端的壁体上有出线口；在集热水箱的上部有热水输出接口接出，在集热水箱的下部有循环回水接口接入。本发明用于大功率等离子体设备中，使电网电压稳定和等离子体喷枪工作稳定，利用导热油移走电阻丝的热量，避免电阻丝老化并且实现余热回收利用。

Description

一种等离子体设备的电阻箱

技术领域

本发明涉及电加热设备，特别是涉及到一种等离子体加热设备。

背景技术

    当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧和废物处理等。近几年来，利用等离子体处理危险有害的废弃物和生活垃圾的技术发展很快，等离子体的处理方式和一般的焚烧方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气体分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上。

利用等离子体设备把水蒸汽加热分解为氢、氧的活性化学物后，作为气化剂喷入气化炉,与有机质垃圾炭进行化学反应，所进行的是放热反应，可以为气化炉提供原料烘干和热解所需的热量，从而使气化炉不需输入空气或氧气，使生活垃圾转化的合成气品质好，达到化工原料的要求，实现无污染及能源化处置生活垃圾。或利用等离子体喷枪把水蒸汽加热分解后再喷入气化炉内与煤炭进行造气反应，使煤炭的气化率几乎达到100%，节省煤炭资源消耗，并且生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低，实现减排温室气体。

在生活垃圾处置领域或煤气化领域使用的等离子体设备，一般功率都很大，使用时，引起电网电压的波动，影响到电网电压的稳定性，使得等离子体设备工作不稳定。因此，在大功率等离子体设备中使用限流电阻来避免出现过大的冲击电流，有利于电网电压的稳定及使等离子体设备工作稳定。

发明内容

本发明的目的是要为大功率等离子体设备提供一种电阻箱，在等离子体设备工作时，避免出现过大电流冲击，使电网电压稳定和等离子体设备工作稳定，并且使电阻箱实现余热回收利用，以减少资源消耗和减排温室气体。

本发明的一种等离子体设备的电阻箱，包括箱体和电阻丝，其特征是电阻箱由箱体、隔板（3-3）、集热槽（3-6）和电阻丝（6）组成，其中，箱体由集热水箱（3）和移热油箱（5）对合构成，隔板（3-3）设置在集热水箱（3）与移热油箱（5）之间，集热水箱（3）的下沿口焊接在隔板（3-3）上，在隔板（3-3）上有集热槽接口（3-4）；集热槽（3-6）呈朝上开口的条形凹槽结构，集热槽（3-6）的上沿口焊接在隔板（3-3）的集热槽接口（3-4）上，集热槽（3-6）的内空间构成热交换室（Ⅰ），热交换室（Ⅰ）连通到集热水箱（3）的内空间；移热油箱（5）为方形凹槽结构，电阻丝（6）安装在移热油箱（5）中，集热槽（3-6）伸入到移热油箱（5）中，集热槽（3-6）与电阻丝（6）错开位置进行定位；在移热油箱（5）前端的壁体上有进线圆孔，在移热油箱（5）后端的壁体上有出线圆孔；在集热水箱（3）的上部有热水输出接口（3-1）接出，在集热水箱（3）的下部有循环回水接口（3-2）接入。

本发明中，在集热槽（3-6）壁体与电阻丝（6）之间的部位有绝缘衬板（7），绝缘衬板（7）贴附在集热槽（3-6）外侧的壁体上，绝缘衬板（7）与电阻丝（6）之间有空间；在电阻箱的外围有膨胀罐（1），在移热油箱（5）中有膨胀管（2）接入，膨胀罐（1）安装在膨胀管（2）的上端，膨胀罐（1）的内空间构成膨胀室（Ⅱ），膨胀室（Ⅱ）的上部有呼吸管（1-3）接出；在移热油箱（5）的顶部有排气管（12）接出；隔板（3-3）的四周有延伸边板，隔板（3-3）四周的延伸边板构成连接法兰（3-5）；在移热油箱（5）上沿口的外侧有安装法兰（5-1），连接法兰（3-5）和安装法兰（5-1）进行配合连接，在连接法兰（3-5）与安装法兰（5-1）之间有密封垫（9）；在移热油箱（5）中有前导电支架（24）、后导电支架（18）和电阻丝的安装件，在移热油箱（5）的进线圆孔上有进线组件，进线组件包括前导电杆（13）、前绝缘内套（15）和前绝缘外套（14），在移热油箱（5）的出线圆孔上有出线组件，出线组件包括后导电杆（21）、后绝缘内套（22）和后绝缘外套（20）；电阻丝（6）的两端分别通过安装件安装在前导电支架（24）与后导电支架（18）之间，前导电支架（24）安装在前导电杆（13）上，后导电支架（18）安装在后导电杆（21）上；前绝缘内套（15）嵌在移热油箱（5）前端的进线圆孔中，前绝缘外套（14）旋紧在前绝缘内套（15）的外端头上，前导电杆（13）从前绝缘内套（15）的中心穿出移热油箱（5）前端之外；后绝缘内套（22）嵌在移热油箱（5）后端的出线圆孔中，后绝缘外套（20）旋紧在后绝缘内套（22）的外端头上，后导电杆（21）从后绝缘内套（22）的中心穿出移热油箱（5）后端之外；在前导电杆（13）与前绝缘内套（15）之间有密封圈c（25）进行密封，在前绝缘内套（15）与移热油箱（5）前壁体之间有密封圈d（26）进行密封；在后导电杆（21）与后绝缘内套（22）之间有密封圈b（23）进行密封，在后绝缘内套（22）与移热油箱（5）后壁体之间有密封圈a（19）进行密封；电阻丝（6）为多根设置，多根电阻丝（6）排列在移热油箱（5）的下部，集热槽（3-6）插入在相邻的二根电阻丝（6）之间；在电阻箱的外壁上安装保温层。

本发明使用时，把电阻箱以串联方式连接在等离子体喷枪与工作电源之间，然后通过膨胀罐（1）的加油口（1-1）向移热油箱（5）中加满导热油，使移热油箱（5）中的电阻丝（6）沉浸在导热油中，导热油的油位在膨胀室1/3的位置，把集热水箱（3）上部的热水输出接口（3-1）连接到热水供应系统的供水管路或热水贮罐，把集热水箱（3）下部的循环回水接口（3-2）连接到热水供应系统的回水管路，在集热水箱（3）中和集热槽（3-6）中加满水，使集热水箱（3）的水与热水供应系统的水形成循环回路。等离子体设备工作时，工作电源通过电阻箱内的电阻丝（6）向等离子体喷枪供电，电阻丝（6）起到限流作用，防止等离子体喷枪产生过大的冲击电流，避免电网电压波动并使等离子体喷枪能稳定工作。在等离子体喷枪工作时，电流通过电阻丝（6）会使电阻丝（6）发热而产生热量，如不能把热量及时移去，会造成电阻丝（6）升温过高而加速老化，缩短使用寿命。本发明采取把电阻丝（6）沉浸在导热油中的措施，通过导热油及时把电阻丝（6）产生的热量移走，使电阻丝（6）保持在相对恒定的低温水平，避免电阻丝（6）老化，延长使用寿命。当电阻丝（6）周边的导热油吸收热量升温后，会因密度减小而进行上升运动，冷油会立即补充到电阻丝（6）的周边吸热，这样就使移热油箱（5）中的导热油形成循环，不断把电阻丝（6）产生的热量及时移走。移热油箱（5）中的导热油吸收热量后，通过集热槽（3-6）的壁体把热量传递给热交换室（Ⅰ）中的水，热交换室（Ⅰ）中的水吸收热量后产生上升动能而与集热水箱（3）中的水进行循环交换，把热量交换到集热水箱（3）中，进行生产热水，当集热水箱（3）中的水升温到100℃以上时，便会产生蒸汽。本发明利用集热水箱（3）中的水来吸收电阻丝（6）的热量，不但使电阻丝（6）保持在相对恒定的低温水平，而且进行回收余热生产热水或蒸汽，用于生产或提供给工人洗澡用水。根据焦耳定律计算，当电阻丝（6）的阻值为5欧姆、流过电阻丝（6）的电流为150安培时，电阻丝（6）每小时将产生405mj的热量，可把2418kg的水从20℃加热到60℃，或生产蒸汽41kg。

移热油箱（5）中的导热油在吸热升温时，会膨胀使体积增大，因此，本发明在电阻箱的外围设置膨胀罐（1），利用膨胀室（Ⅱ）的空间容积来吸纳膨胀增大的导热油，当移热油箱（5）中的导热油降温体积变小，膨胀罐（1）中的导热油会返回到移热油箱（5）中。

本发明中，所述的导热油又称“热载体油”，是一类用于间接传递热量的热稳定性较好的专用油品，具有抗热裂化和抗化学氧化的性能，在常压的条件下，可以获得很高的操作温度，低毒无味，不腐蚀设备；传热效率好，散热快，热稳定性很好；化学性质较稳定，不像轻质油那么容易着火燃烧，使用安全，因此，导热油是电阻丝（6）理想的移热载体。水是一种弱电介质材料，在电场中易析氢和易析氧，易变质及易腐蚀设备，因此，水不适合作为电阻丝（6）直接的移热载体。

本发明的有益效果是：提供的一种等离子体设备的电阻箱，用于大功率等离子体设备中，在等离子体设备工作时，避免出现过大电流冲击，使电网电压稳定和等离子体喷枪工作稳定；利用导热油移走电阻丝的热量，避免电阻丝老化，并且实现余热回收利用，以减少资源消耗和减排温室气体。

附图说明

图1是本发明的一种等离子体设备的电阻箱结构图。

图2是图1的A-A剖视图。

图中：1.膨胀罐，1-1.加油口，1-2.进油口，1-3.呼吸管，2.膨胀管，3.集热水箱，3-1.热水输出接口，3-2.循环回水接口，3-3.隔板，3-4.集热槽接口，3-5.连接法兰，3-6.集热槽，4.热交换媒水，5.移热油箱，5-1.安装法兰，6.电阻丝，7.绝缘衬板，8.导热油，9.密封垫，10.连接螺栓，11.保温层，12.排气管，13.前导电杆，13-1.电路接口a，14.前绝缘外套，15.前绝缘内套，16.电阻丝的安装件，17.安装螺栓，18.后导电支架，19.密封圈a，20.后绝缘外套，21.后导电杆，21-1.电路接口b，22.后绝缘内套，23.密封圈b，24.前导电支架，25.密封圈c，26.密封圈d，Ⅰ.热交换室，Ⅱ.膨胀室。

具体实施方式

实施例1  图1所示的实施方式中，等离子体设备的电阻箱由箱体、隔板（3-3）、集热槽（3-6）和电阻丝（6）组成，其中，箱体由集热水箱（3）和移热油箱（5）对合构成，隔板（3-3）设置在集热水箱（3）与移热油箱（5）之间，集热水箱（3）的下沿口焊接在隔板（3-3）上，在隔板（3-3）上有集热槽接口（3-4），隔板（3-3）的四周有延伸边板，隔板（3-3）四周的延伸边板构成集热水箱（3）的连接法兰（3-5）；集热槽（3-6）呈朝上开口的条形凹槽结构，集热槽（3-6）的上沿口焊接在隔板（3-3）的集热槽接口（3-4）上，集热槽（3-6）的内空间构成热交换室（Ⅰ），热交换室（Ⅰ）连通到集热水箱（3）的内空间；移热油箱（5）为方形凹槽结构，在移热油箱（5）上沿口的外侧有安装法兰（5-1），安装法兰（5-1）和集热水箱（3）上的连接法兰（3-5）进行配合连接，在连接法兰（3-5）与安装法兰（5-1）之间有密封垫（9）；电阻丝（6）为多根设置，多根电阻丝（6）以排列方式安装在移热油箱（5）的下部，集热槽（3-6）伸入到移热油箱（5）中，集热槽（3-6）插入在相邻的二根电阻丝（6）之间，在集热槽（3-6）壁体与电阻丝（6）之间的部位有绝缘衬板（7），绝缘衬板（7）贴附在集热槽（3-6）外侧的壁体上，绝缘衬板（7）与电阻丝（6）之间有空间；在移热油箱（5）中有前导电支架（24）、后导电支架（18）和电阻丝的安装件，在移热油箱（5）的进线圆孔上有进线组件，进线组件包括前导电杆（13）、前绝缘内套（15）和前绝缘外套（14），在移热油箱（5）的出线圆孔上有出线组件，出线组件包括后导电杆（21）、后绝缘内套（22）和后绝缘外套（20）；电阻丝（6）的两端分别通过安装件安装在前导电支架（24）与后导电支架（18）之间，前导电支架（24）安装在前导电杆（13）上，后导电支架（18）安装在后导电杆（21）上；前绝缘内套（15）嵌在移热油箱（5）前端的进线圆孔中，前绝缘外套（14）旋紧在前绝缘内套（15）的外端头上，前导电杆（13）从前绝缘内套（15）的中心穿出移热油箱（5）前端之外，在前导电杆（13）的外端有电路接口a（13-1）；后绝缘内套（22）嵌在移热油箱（5）后端的出线圆孔中，后绝缘外套（20）旋紧在后绝缘内套（22）的外端头上，后导电杆（21）从后绝缘内套（22）的中心穿出移热油箱（5）后端之外，在后导电杆（21）的外端有电路接口b（21-1）；在前导电杆（13）与前绝缘内套（15）之间有密封圈c（25）进行密封，在前绝缘内套（15）与移热油箱（5）前壁体之间有密封圈d（26）进行密封；在后导电杆（21）与后绝缘内套（22）之间有密封圈b（23）进行密封，在后绝缘内套（22）与移热油箱（5）后壁体之间有密封圈a（19）进行密封。在移热油箱（5）的顶部有排气管（12）接出，排气管（12）穿过集热水箱（3）的空间连通到大气中，在移热油箱（5）前端的壁体上有进线圆孔，在移热油箱（5）后端的壁体上有出线圆孔；在集热水箱（3）的上部有热水输出接口（3-1）接出，在集热水箱（3）的下部有循环回水接口（3-2）接入。本实施例中，在电阻箱的外围有膨胀罐（1），在移热油箱（5）中有膨胀管（2）接入，膨胀管穿过集热水箱（3）的空间连通到移热油箱（5）中，膨胀罐（1）安装在膨胀管（2）的上端，膨胀罐（1）的内空间构成膨胀室（Ⅱ），膨胀室（Ⅱ）的上部有呼吸管（1-3）接出；在电阻箱的外壁上安装保温层。

本实施例使用时，把电阻箱以串联方式连接在等离子体喷枪与工作电源之间，然后通过膨胀罐（1）的加油口（1-1）向移热油箱（5）中加满导热油，使移热油箱（5）中的电阻丝（6）沉浸在导热油中，导热油的油位在膨胀室1/3的位置，把集热水箱（3）上部的热水输出接口（3-1）连接到热水供应系统的供水管路或热水贮罐，把集热水箱（3）下部的循环回水接口（3-2）连接到热水供应系统的回水管路，在集热水箱（3）中和集热槽（3-6）中加满水，使集热水箱（3）的水与热水供应系统的水形成循环回路。等离子体设备工作时，工作电源通过电阻箱内的电阻丝（6）向等离子体喷枪供电，电阻丝（6）起到限流作用，防止等离子体喷枪产生过大的冲击电流，避免电网电压波动并使等离子体喷枪能稳定工作。在等离子体喷枪工作时，电流通过电阻丝（6）会使电阻丝（6）发热而产生热量，如不能把热量及时移去，会造成电阻丝（6）升温过高而加速老化，缩短使用寿命。本发明采取把电阻丝（6）沉浸在导热油中的措施，通过导热油及时把电阻丝（6）产生的热量移走，使电阻丝（6）保持在相对恒定的低温水平，避免电阻丝（6）老化，延长使用寿命。当电阻丝（6）周边的导热油吸收热量升温后，会因密度减小而进行上升运动，冷油会立即补充到电阻丝（6）的周边吸热，这样就使移热油箱（5）中的导热油形成循环，不断把电阻丝（6）产生的热量及时移走。移热油箱（5）中的导热油吸收热量后，通过集热槽（3-6）的壁体把热量传递给热交换室（Ⅰ）中的水，热交换室（Ⅰ）中的水吸收热量后产生上升动能而与集热水箱（3）中的水进行循环交换，把热量交换到集热水箱（3）中，进行生产热水，当集热水箱（3）中的水升温到100℃以上时，便会产生蒸汽。本发明利用集热水箱（3）中的水来吸收电阻丝（6）的热量，不但使电阻丝（6）保持在相对恒定的低温水平，而且进行回收余热生产热水或蒸汽，用于生产或提供给工人洗澡用水。

Claims (10)

1.一种等离子体设备的电阻箱，包括箱体和电阻丝，其特征是电阻箱由箱体、隔板（3-3）、集热槽（3-6）和电阻丝（6）组成，其中，箱体由集热水箱（3）和移热油箱（5）对合构成，隔板（3-3）设置在集热水箱（3）与移热油箱（5）之间，集热水箱（3）的下沿口焊接在隔板（3-3）上，在隔板（3-3）上有集热槽接口（3-4）；集热槽（3-6）呈朝上开口的条形凹槽结构，集热槽（3-6）的上沿口焊接在隔板（3-3）的集热槽接口（3-4）上，集热槽（3-6）的内空间构成热交换室（Ⅰ），热交换室（Ⅰ）连通到集热水箱（3）的内空间；移热油箱（5）为方形凹槽结构，电阻丝（6）安装在移热油箱（5）中，集热槽（3-6）伸入到移热油箱（5）中，集热槽（3-6）与电阻丝（6）错开位置进行定位；在移热油箱（5）前端的壁体上有进线圆孔，在移热油箱（5）后端的壁体上有出线圆孔；在集热水箱（3）的上部有热水输出接口（3-1）接出，在集热水箱（3）的下部有循环回水接口（3-2）接入。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是在集热槽（3-6）壁体与电阻丝（6）之间的部位有绝缘衬板（7），绝缘衬板（7）贴附在集热槽（3-6）外侧的壁体上，绝缘衬板（7）与电阻丝（6）之间有空间。

3.根据权利要求1所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是在电阻箱的外围有膨胀罐（1），在移热油箱（5）中有膨胀管（2）接入，膨胀罐（1）安装在膨胀管（2）的上端，膨胀罐（1）的内空间构成膨胀室（Ⅱ），膨胀室（Ⅱ）的上部有呼吸管（1-3）接出。

4.根据权利要求1所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是在移热油箱（5）的顶部有排气管（12）接出。

5.根据权利要求1所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是隔板（3-3）的四周有延伸边板，隔板（3-3）四周的延伸边板构成连接法兰（3-5）；在移热油箱（5）上沿口的外侧有安装法兰（5-1），连接法兰（3-5）和安装法兰（5-1）进行配合连接，在连接法兰（3-5）与安装法兰（5-1）之间有密封垫（9）。

6.根据权利要求1所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是在移热油箱（5）中有前导电支架（24）、后导电支架（18）和电阻丝的安装件，在移热油箱（5）的进线圆孔上有进线组件，进线组件包括前导电杆（13）、前绝缘内套（15）和前绝缘外套（14），在移热油箱（5）的出线圆孔上有出线组件，出线组件包括后导电杆（21）、后绝缘内套（22）和后绝缘外套（20）；电阻丝（6）的两端分别通过安装件安装在前导电支架（24）与后导电支架（18）之间，前导电支架（24）安装在前导电杆（13）上，后导电支架（18）安装在后导电杆（21）上；前绝缘内套（15）嵌在移热油箱（5）前端的进线圆孔中，前绝缘外套（14）旋紧在前绝缘内套（15）的外端头上，前导电杆（13）从前绝缘内套（15）的中心穿出移热油箱（5）前端之外；后绝缘内套（22）嵌在移热油箱（5）后端的出线圆孔中，后绝缘外套（20）旋紧在后绝缘内套（22）的外端头上，后导电杆（21）从后绝缘内套（22）的中心穿出移热油箱（5）后端之外。

7.根据权利要求6所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是在前导电杆（13）与前绝缘内套（15）之间有密封圈c（25）进行密封，在前绝缘内套（15）与移热油箱（5）前壁体之间有密封圈d（26）进行密封。

8.根据权利要求6所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是在后导电杆（21）与后绝缘内套（22）之间有密封圈b（23）进行密封，在后绝缘内套（22）与移热油箱（5）后壁体之间有密封圈a（19）进行密封。

9.根据权利要求1或6所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是电阻丝（6）为多根设置，多根电阻丝（6）排列在移热油箱（5）的下部，集热槽（3-6）插入在相邻的二根电阻丝（6）之间。

10.根据权利要求1或6所述的一种等离子体设备的电阻箱，其特征是在电阻箱的外壁上安装保温层。