TW200914184A - Water vapor plasma torch device - Google Patents

Description

200914184 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 「本七明係有關於—種水汽型電聚火矩裝置 一種可再㈣電極循環水產生蒸汽作h作氣體，^曰 可同時移除電極熱能及作為水 〜、

At c，^ 〇 π , 飞之預熱’回收電極埶 此以即嚙且同時提高能源 … τ . ^ Γ <仗用效革，亚以可調整之 正負極間距而達到延長1 裝置。_ 、长”使用命命之水汽型電漿火炬 【先前技術】 傳統電漿火炬（Wh)，例如中華民國第 f專利’第1264967號專利和美國帛7256366號專利， -工作乳體係採用氮氣（％)、氫 ，或者為上述各氣體之心= 卻：炬：:广備，除此之外’ #需要冷卻水系統冷 此外，該電漿壽命。 η η , 母之特性’也與電極大小、 時間運轉^ ===體=素相f，因此當長 間隙亦會增加，因而造成斷弧: = 響系統正常運作。故—般習 者丁、無法符合使用者於實際使用時之所需。 200914184 【發明内容】 主要:=主二目的係在於，使用蒸汽(Si—為 ㈣體之…：：了點火階段需要氯氣外，無需 汽作為工作氣：：=’並再利用電極德環水產生蒸 之預熱，達二:::：!移:電極熱能及作為水汽 率之目的。 ’一即令且同時提高能源使用致 本發明之次要目的係 負極調整座前進，击、σ 、”田牙螺紋微調- 之正負極間距可：;=桿狀負電極因消耗所增- 長水汽型電裝火矩裝置之使:壽負:極之次數’進而廷 裝置係—種水汽型電… 流產生器、-絕;體二電極、一火炬本體、1 -金屬夾套及一桿狀電極所 負極調整座、 極為正極，後端之桿狀電極為負極之物 :該火炬本體為—正極單元;該竣流產„電極 緣單元；該負極固定座、該負絕緣 金屬夾套與該桿狀電極為-負極單元 ^座、該 作氣體（氬氣或蒸汽）卜工 ^先係將-工 炬本體内，經由該竣流產生 二：處進入該火 漩氣流穿越正負極間 氣流’在該渦 而形成電裝，同時其加熱及離子化 為被處理物之熱源。I σ亥貝嘴電極噴出以作 200914184 f實施方式】 音圖請f圖閱所『第1圖』所示，係本發明之基本結構示 二:/!示:本發明係-種水汽型電漿火炬裝置， 本毛月之水〉又型電漿火炬妒 雷朽1T , 佐发置1係至少包含有一喷嘴 電極11、一火炬本體i 2、—旋 絕緣體1 4、—負極固 -金屬夹套i 7及一桿:雷負極調整座16、 循環水可作為水> 之龍 所構成’電極冷卻 提高能源使用效率，且罝m ‘、，'月匕以即名亚同時 且 且/、有兩極間距可調整之特色， =長該水汽型電浆火炬裝置1之使用壽命。 〜水π型電聚火炬裝置1# 絕緣單元及一自炻留- ;^早7G、 _ q g i貞’心極單域包括有該喷嘴 電極1 1與該火炬本 _〆^ 漩产连4 。 2忒絕緣早兀係包括有該 ，丨產生。σ 1 3與該絕緣體丄4 . _ 有該負極固定幻5、二4，°亥負極早70係包括 备λ 7 μ 5该負極調整座1 Θ、該金；I% 套1 7及該桿狀電極i 8。 蜀 :貝嘴電極i丄與該桿狀電極丄 導線連接—電源供 刀Μ由一條 火炬裝置1之正極，在該水汽型錢 生q U 早几與負極單元間，係以該漩流產 生。口 1 3與該絕緣體1 4作p 電極11與負極之H m ，免正極之噴嘴 18發线路，而其中以 mm嘴電極11，其内係含有-㈣方 穩定電孤/ii’使蒸汽以渴旋方向連入電聚火培 200914184 該火炬本體1 2以不鏽鋼為材質，内含有/冷卻 水入口121、—冷卻水出口122及-工作氣體入 ^ 1 2 3 ’藉以提供循環水通過該火矩本體^與該 、嘴電極1 1間之出入管道，而該火炬本體1 2前端 係以數個埋頭螺检2ia來固定該喷嘴電極工玉，並 ，個％形墊圈2 2 a和2 2 b來防止該噴嘴電極i 圃;':火炬本體1 2間之循環水滲漏，其中，環形墊 2 2 a和2 2 b係為橡膠材質。 士 °亥灰流產生益1 3係位於該喷嘴電極1 1、該火 =體12及該桿狀電極18之間，其卜該旋流產 口。1 3之材質係為絕緣陶瓷。 負朽^邑緣體1 4係連接正極單元之火姖本體1 2與 、；早凡之負極固定座i 5 ’並分別由數個埋頭螺检 、2 1 c來固定’其中，該絕緣 為鐵弗龍（Teflon)。 4之材貝係 兮全狀電極18以㈣銅為材質，係失持固定於 以：;7:，該金屬夾套17係可校正該桿狀 8之中心線，以避免為負極之桿狀電極 =而該金屬夾套i 7與該負極調整座丄6 可藉由調整該負極固定座15與該負整二 丄6之内螺紋151與外螺紋161之咬人尾 =制該水汽型電裝火炬裝置i之正負極間二 ==151與該外螺紋161係、可為細牙·， 固定座15與該負極調整座U之内外係可 200914184 進一步含有刻度。以上所述，係構成一全新 電漿火炬裝置i。 史當本發明之非傳輪型（Non_Transferred)水汽型電 漿裝置1於運用時，係先將一可為蒸汽（st_) 或氨氣（ΑΓ)之工作氣體由該工作氣體人σ 1 2 3處 _火炬本體12内，經由正極入口處之旋流產生 器1 3内S之四個切線方向斜孔’使該工作氣體獲得 切線速度’而在正極内形成渦漩氣流，其不僅可增加 正負電極之對流冷卻效果及電弧之穩定度’並且可藉 ==氣流使弧根轉動而減少正極熔蝕；在該爾 -牙越正負極間之電弧時’可使其被加熱及離子化而 形成電漿’同時膨脹擴大並由該噴嘴電極U喷 火炬本體1 2外部’以作為被處理物之熱源。另外f 當該水汽型電聚火炬裝置工在此升溫狀態下時，其正 二=由於電流通過而產生高熱’可藉該循環水由該 體1=7 2 1及冷卻水出口 1 2 2通過該火炬本 的嘴電極11’藉此移除正極單元之妖量 並降低其溫度’不僅-方面可作為水汽之預執，另 方面亦可回收熱能以節省且提高能源之使用效 :於該渦竣氣流可使電弧增長，因而在相同之功率 :下：水汽型電聚火炬裝置1之電壓增加，相對1電 降，因而可延長該水汽型電聚火炬裝置i之使用 200914184 請進一步參閱『第2圖』所干 流程示意圖。如圖所示 ^發明之系統 置i係包含在—水^ 士蔣月之水》飞型電聚火炬襄 ，而其設備另包含有/言 炬整體系統設備之-， 乃匕3有一電源供應器3、— 一純水系統5、一循淨李移β ^ ，弧衮置4、 衣糸，，先6 、一蒸汽甚斗π 7 除水器8及-氬氣瓶9所構成。首 =、- 統5經一純水閥5丄控 :' 由该純水系 之進水量，並由$循=& 入5亥循環系統Θ中 卫由口玄循％系統6將純水 汽產生器補充水兩種用途，該循及* 泵6 1提供該水汽型電聚火 循環水 嘴電極冷卻之用.u 1循核壓力作為噴 制其進入該装汽產u 7 /Γ %水間6 2控 …、π座生态7之水量，並由 7將其加熱以產生所需之落汽。_此：=產生器 之循環水可以移除喷嘴 曰。以盾％糸統6内 -方面可作為丄' 量並降低其溫度，另 '之預熱’達到回收敎台t 能源使用效率之目的。而其…汽因：=提高 水滴係由該除水哭《收,…μ降所產生之 火炬裝置1在引二 除。百先’該水汽型電漿 入口 12 3及2 關閉分別可控制該工作氣體 量控制閥8 laVV二口1中蒸汽流量之蒸汽流 引弧所需之I氣广’接者只開啟該氣氣瓶9，使 口 123進：：、."一氣氣控制闊91由該工作氣體人 乙d進入该水汽型電漿火炬裝置工， 應器3則呈現為待機狀態，藉啟動該引弧供 氣氣解離，以建立電弧。然後，進人升溫;Π: 200914184 開啟該蒸汽流量控制閥8 la以增加蒸汽流量，同時 並增加該電源供應器3電流設定和關閉該氬氣控制閥 9 1。當需要提升功率時’可逐漸開啟該蒸汽流量控 制門8 1b以增加蒸汽流量和穩定電弧，並且增加該 電源供應器3的輸出電流。 ^ 冬發明之水汽型電漿火炬裝 m itc /\二衣夏丄 ，J 累占 火階段需使用氬氣外，係使用蒸汽為工作氣體，並益 需^卜㈣之供應’因此可節省相關氣體設備及維修 之費用，而本發明亦可藉由調整該負極固定座丄5血 =極調整座16之内外螺幻51、161之咬; 二、以控制並解讀正負極之間距，若該内外螺紋丄 兮倉搞1^1為田牙螺紋’則可藉由該細牙螺紋微調 16前進’藉以補償桿狀電極18因消 =之正負極間距’由於減少更換桿狀電極之次 :而延長該水汽型電襞火炬裝置丄之使用壽命。 有機物氣：發Γ之水汽型電黎火炬裝置1係可適用於 化、廢棄物處理、垃圾焚化爐灰逢再處理、 ，，屬綷接、切割、及印刷電路板等之處理。 可有：=，本發明係一種水汽型電聚火炬裝置’ 生&作;;’白用之種種缺點’利用噴嘴電極循環水產 之預執，達體，同時移除電極熱能及作為水汽 率之目、的到=回收熱能以節省且提高能源使用效 使用二之兩極間距，能達到延長其 ,進而使本發明之產生能更進步、更實用、 200914184 更符合使用者之所雲公斤 汀而確已符合發明專利宇請之要 件，羑依法提出專利申請。 冬惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已， 二不能以此限定本發明實施之範圍；故凡依本發明申 π專利範圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變化 與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 200914184 【圖式簡單說明】 第1圖，係本發明之基本結構示意圖。 第2圖，係本發明之系統流程示意圖。 r 【主要元件符號說明】 水汽型電漿火炬裝置1 喷嘴電極1 1 蒸汽入口 1 1 1 火炬本體1 2 冷卻水入口 1 2 1 冷卻水出口 1 2 2 工作氣體入口 1 2 3 漩流產生器1 3 絕緣體1 4 負極固定座1 5 内螺紋151 負極調整座1 6 外螺紋161 金屬夾套1 7 桿狀電極1 8 埋頭螺栓2 1 a〜2 1 c 200914184 環形墊圈2 2 a〜2 2 b 電源供應器3 引弧裝置4 純水系統5 純水閥5 1 循環系統6 循環水泵6 1 循環水閥6 2 蒸汽產生器7 除水器8 蒸汽流量控制閥8 1 a、8 氬氣瓶9 氬氣控制閥9 1

Claims (1)

1. 200914184 十、申請專利範圍： .一種水汽型電漿火炬裝置，係包括： 一喷嘴電極，該噴嘴電極係疏 * -電源供應器之正極 ¥、.泉連接至 電聚火炬裝置之正極；〜出以，為該水汽型 -火財體，該火炬本體之“細 才王固定該噴嘴電極，而該火 員累 構成-正極單元；Λ炬本·與該喷嘴電極 產生器’該旋流產生器係位於該噴嘴電 方二、炬本體與桿狀電極之間’且含有四個切線 向斜孔’用以使一工作氣體獲得切線速度； 二 、名緣體，该絕緣體係連接該火炬本體，並由 5亥埋頭螺拴固定’而該絕緣體係與該竣流產生哭構 成一絕緣單元； ^ 一負極固定座，該負極固定座係連接該絕緣 體，並由該埋頭螺栓固定； ,一負極調整座，該負極調整座與該負極固定座 係以一内螺紋與一外螺紋控制該水汽型電聚火炬 裝置之正負極間距； 金屬失套’該金屬夾套係與該負極調整座緊 密配合；以及 200914184 夹套：桿=2桿狀電極係夹持固定於該金屬 極， 、二 導線連接至該電源供應器之負 極係愈=汽型：漿火炬裝置之負極’而該桿狀電 構成；:=^座、該負極調整座及該金屬夾套 2 4 6 ί申：中專利乾圍第1項所述之水汽型電漿火炬裝 '、，該噴嘴電極内係含有一渦旋方向装汽入 口 - ο ν /六、/ U /、 ί申：：利祀圍第1項所述之水汽型電漿火炬裝 一中，該喷嘴電極之材質係為韌煉銅。 :申：：利範圍"項所述之水汽型電漿火炬裝 置，、中’該火炬本體係含有一冷卻水入口、一 α 作氣體入口，其中，該火炬本體： 何貝係為不鏽鋼。 :申=利範圍第1項所述之水汽型電焚火炬裝 環形塾:’。該喷嘴電極與該火炬本體間係含有兩個 :申„第5項所述之水汽型電裝火炬裝 /、γ ’各環形墊圈係為橡膠材質。 利範圍第1項所述之水汽型電聚火炬裝 正極單元旋流產生器係用以隔離該 7 200914184 8 .依申請專利範圍第1項所 '十、 置，其中，該絕緣體之材質俘鐵^型電黎火炬裝 π ^ ^ 貝係為鐵弗龍（Teflon) 〇 9 .依申請專利範圍第丄項 置，其中，哼、,ά 、以之水 ' 型電漿火炬裝 U生器之材質係為絕緣陶資" 1 0 ·依申請專利範圍第1 置，1中，、斤述之水汽型電漿火炬裝 置共f ’该金屬夾套俾用LV ρ χ Μ 心線。 ㈣用叫正該桿狀電極之中 1 1 ·依申請專利範圍第2項 置，其中，該内螺紋與該外漿火炬裝 且該負極固定座盥該負極效細牙螺紋， 步含有刻度。負極料座之内外係可進一 2署依申請專利範圍第工項所述之水汽型電浆火炬裝 置〜、中’該水汽型電浆火炬裝置係為非傳輸型 (Non-Transferred)電漿火炬。 3.依申請專利範圍第工項所述之水汽型電毁火炬裝 置，其中，該水汽型電漿火炬裝置係包含於一水汽 型電漿火炬整體系統設備中，且另包 、——* 應器、一引弧裝置、一純水系統、一循環系; 洛汽產生器、一除水器及一氬氣瓶。