CN111050458A - 一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头 - Google Patents

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卿绍伟
陈长城
唐胜利
古建全
敬敏
刘彦涛
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    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/48—Generating plasma using an arc
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，属于煤粉炉直流电弧等离子体点火器领域，包括主体、触头部和连接部，所述连接部设置在主体后端，所述触头部设置在主体前端，其与主体连接面的面积大于相对底面的面积，所述主体、触头部和连接部内设有内孔，其中设有热电子发射合金材料，所述内孔的侧壁上设有微肋结构，所述触头部的前端也设有微肋结构。本发明通过对阴极头内孔加工微肋结构，显著增大其与冷却水的换热面积，增强传热能力，从而更加高效地冷却阴极头，减弱阴极头的受热侵蚀，延长阴极头寿命。

Description

一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头
技术领域
本发明属于煤粉炉直流电弧等离子体点火器领域，涉及一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头
背景技术
直流电弧等离子体点火技术可实现燃煤锅炉无油化，具有高效、节能、无污染等显著优点。然而，煤粉炉直流电弧等离子体点火器的阴极头因其周围热等离子体光斑(5000-10000K)的强烈作用，受热侵蚀严重，寿命通常只有200h左右，严重影响点火器的使用性能；传统阴极内孔的换热面为圆柱光管形貌，其换热面积及传热能力有限，当直流电弧功率提升较大幅度后，阴极受热侵蚀显著增强，寿命急剧缩短。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，包括主体、触头部和连接部，所述连接部设置在主体后端，所述触头部设置在主体前端，其与主体连接面的面积大于相对底面的面积，所述主体、触头部和连接部内设有内孔，其中设有热电子发射合金材料，所述内孔的侧壁上设有微肋结构，所述触头部的前端也设有微肋结构。
进一步，所述主体为圆柱体，所述连接部为底面直径小于主体底面直径的圆柱体，所述触头部为圆台体，其下底面直径与主体底面直径相同，与主体底面连接，其上底面直径小于主体底面直径。
进一步，所述内孔侧壁上设置的微肋结构为轴向微肋、周向微肋、螺旋微肋、双螺旋微肋和双斜微肋等中的一种。
进一步，所述内孔侧壁上设置的微肋结构为轴向微肋、周向微肋、螺旋微肋、双螺旋微肋和双斜微肋等任意几种的组合。
进一步，所述触头部前端设置的微肋结构为环形微肋、径向微肋、螺旋微肋等中的一种。
进一步，所述触头部前端设置的微肋结构为环形微肋、径向微肋、螺旋微肋等任意几种的组合。
进一步，所述主体、触头部和连接部材料为紫铜。
本发明的有益效果在于：本发明通过在阴极头内孔侧壁及底部端面加工单一或组合微肋结构，可以显著增加换热面积，进而增强传热能力，降低阴极头温度，减弱阴极头的受热侵蚀，延长阴极头寿命。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为常规阴极头外表面侧视图；
图2为常规阴极头外表面底面视图；
图3为本发明实施例所述设有轴向微肋的阴极头底面视图；
图4为本发明实施例所述设有周向微肋的阴极头底面视图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明提供一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，包括主体、触头部和连接部，所述连接部设置在主体后端，所述触头部设置在主体前端，其与主体连接面的面积大于相对底面的面积，所述主体、触头部和连接部内设有内孔，其中设有热电子发射合金材料，所述内孔的侧壁上设有微肋结构，所述触头部的前端也设有微肋结构。
所述主体为圆柱体，所述连接部为底面直径小于主体底面直径的圆柱体，所述触头部为圆台体，其下底面直径与主体底面直径相同，与主体底面连接，其上底面直径小于主体底面直径。
典型的阴极头外表面的侧视图、底面图分别如图1、图2所示。其外部轮廓为圆柱形貌，底面中心小圆为热电子发射合金材料，其余部分为紫铜。传统的阴极头内孔为圆柱光管形貌，换热面积小、传热性能差。本发明旨在通过在内孔加工微肋形貌，以增强阴极头的传热能力。
具体而言：(1)可在内孔侧壁加工轴向微肋(如图3所示)、周向微肋(即横肋，如图4所示)、其他微肋形貌(如螺旋微肋、双螺旋微肋、双斜内肋等)，或者上述微肋的组合。
(2)可在内孔底面加工环形微肋、径向微肋、螺旋微肋等，或上述微肋的组合(如图3、图4所示的环形、径向微肋组合)。
(3)微肋尺寸参数主要包括肋高(即槽深)、肋宽和槽宽。一般而言，当雷诺数大于20000时，微肋高越大，微肋数越多，传热性能越好。
本发明通过在阴极头内孔侧壁及底部端面加工单一或组合微肋结构，可以显著增加换热面积，进而增强传热能力，降低阴极头温度，减弱阴极头的受热侵蚀，延长阴极头寿命。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，其特征在于：包括主体、触头部和连接部，所述连接部设置在主体后端，所述触头部设置在主体前端，其与主体连接面的面积大于相对底面的面积，所述主体、触头部和连接部内设有内孔，其中设有热电子发射合金材料，所述内孔的侧壁上设有微肋结构，所述触头部的前端也设有微肋结构。
2.根据权利要求1所述的内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，其特征在于：所述主体为圆柱体，所述连接部为底面直径小于主体底面直径的圆柱体，所述触头部为圆台体，其下底面直径与主体底面直径相同，与主体底面连接，其上底面直径小于主体底面直径。
3.根据权利要求2所述的内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，其特征在于：所述内孔侧壁上设置的微肋结构包括轴向微肋、周向微肋、螺旋微肋、双螺旋微肋和双斜微肋中的一种。
4.根据权利要求3所述的内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，其特征在于：所述内孔侧壁上设置的微肋结构包括轴向微肋、周向微肋、螺旋微肋、双螺旋微肋和双斜微肋任意几种的组合。
5.根据权利要求2所述的内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，其特征在于：所述触头部前端设置的微肋结构包括环形微肋、径向微肋、螺旋微肋中的一种。
6.根据权利要求5所述的内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，其特征在于：所述触头部前端设置的微肋结构包括环形微肋、径向微肋、螺旋微肋任意几种的组合。
7.根据权利要求1所述的内孔具有微肋结构的直流电弧阴极头，其特征在于：所述主体、触头部和连接部材料为紫铜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN2689161Y (zh) * 2004-04-10 2005-03-30 陈卫华 钢质内微肋强化换热管
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