TW201242435A - Plasma torch - Google Patents

Description

201242435 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明有關一種電漿火炬，更明確係，一種關於無需拆 解裝置便可移除高電壓電弧放電之電漿火炬，其中攙雜 或塵埃係附著至電極，使得能夠避免由攙雜或塵埃所引 起電弧放電效應的惡化。 [先前技術] [0002] 大體上，電漿火炬為設計成可以在至少20, OOOoC溫度上 利用電來產生熱焰之裝置。電槳火炬廣泛用在各種不同 Ο 應用，包括化學元素的分析、鋼板切割、與有害氣體的 分解。 [0003] 電漿火炬係以電漿形式使電能轉換成熱能，而此轉換係 根據當電聚氣體通過電極間所形成的電弧，藉由電極的 電弧放電與氣體所產生之能量使氣體改變成電漿狀態之 原理。 [0004] 在傳統的電漿火炬中，從數伏特至數萬伏特之高頻高壓 係施加於電極以產生電弧放電。不過，塵埃或攙雜會附 者在電極的陰極棒*導致電弧放電效應的惡化。 [0005] 上述問題可藉由週期性拆解電漿火炬及清潔陰極棒加以 克服，但此一維護程序非常麻煩。 【發明内容】 [0006] 本發明已設法解決上述問題，且本發明之目標係提供一 電漿火炬，其構造包括：一進氣孔，除了用於電漿生產 之反應氣體與用於冷卻裝置之冷卻氣體以外的氣體可經 10110576(P編號舰01 第3頁/共11頁 1013230266-0 201242435 由該進氣孔進入’以從一陰極棒移除攙雜；及一氣體通 道’經由該進氣孔進入之氣體可經由該氣體通道施加至 陰極棒，使其更方便清潔及維護。 [〇〇〇7]為了要達成本發明之上述目的，提供一電漿火炬，該電 漿火炬包括：一陽極噴嘴；一陰極棒；一電弧產生器， 其係調適於兩電極間產生一電弧；反應氣體供應構件， 其係調適供應一反應氣體給電弧產生器；冷卻媒體供應 構件，其係調適從電漿生產移除所形成的熱；及清潔氣 體供應構件’其係調適移除附著在該陰極棒的攙雜。 _8]清潔氣體供應構件包括：一清潔氣體進氣孔，其係在該 電漿火矩的外部圓周表面上形成，以允許經由其供應清 潔氣體；及—清潔祕通道’其係於該《火炬内形成 ，以使清潔氣體經由其傳遞給電弧產生器。 ]巧潔氣體為高壓壓縮氣體。壓縮氣體可從連接至清潔氣 體進氣孔的氣體壓縮器供應。 ]'月潔虱體供應構件係職在完成電祕理後，經由該清 心體進氣孔供應清潔氣體，及使該清潔氣體經由清潔 ，、以壓縮陰極棒，及使電弧產生器移除附著在陰 極棒的攙雜。 [0011] 發明之效果 [0012] 如上前# ^ 述，本發明的電漿火炬之構造包括：一進氣孔， 除了用於電之反應氣體與詩冷卻裝置之冷卻氣 體以外的氣體可經由該進氣孔進人’以從—陰極棒移除 單錢:；及—氣體通道，經由該進氣孔進入之氣體可經由 第4頁/共11頁 201242435 [0013] 該氣體通道施加至陰極棒》此構造使其方便清潔及維護 本發明之電漿火炬，且能有利地延長本發明之電漿火炬 的工作壽命。 【實施方式】 現將參考附圖以詳細說明本發明之較佳具體實施例。 [0014] 圖1為示意說明根據本發明之一較佳具體實施例之一電漿 火炬的截面圖。 [0015] 〇 請即參考圖卜本發明之電衆火炬包括：一陽極嗔嘴（岣 :一陰極棒〇〇); -電弧產生器，其調適在兩電極間產 生一電狐；反應氣體供應構件（30)，其係調適供應-反 應氣體給該電弧產生器；冷卻氣體鍋構件⑷），其係 調l從電漿生產移除所形成的熱卜及清潔氣體供應構件 (5〇)，其係調適移除附著在陰極棒的攙雜。 [0016] 喷嘴⑽通常是由電解鋼製成，且陰極棒UG)可為鶴製 成。 ❹ [0017] 反應氣體供應構件⑽）可包括：―反應氣體進氣孔 、雨道（32(n，應讀可經由該進氣孔進人；及"'反應氣體 ^ Θ反應氣體可經由該通道饋人電孤產生器。 [0018] =可從連接至該反應氣體進氣孔(310) 體槽供應。 [0019] 反應氣體的類型取決於«處理所需的功能。例如，反 應氣體可從氧、氣與 [0020] 冷卻氣體供應構件A 牛（40)可包括：一冷卻氣體進氣孔 mi〇576(P編號 A0101 第5頁/共11頁 1013230266-0 201242435 (410)，冷卻氣體可經由該進氣孔進入；一冷卻通道 (420)，其中經由該冷卻氣體進氣孔進入的冷卻氣體可循 環，以移除從電極形成的熱；及一冷卻氣體出氣孔(430) ，冷卻氣體可經由該出氣孔釋出至大氣。 [0021] 冷卻氣體可從連接至冷卻氣體進氣孔（410)的一冷卻氣體 槽饋送。 [0022] 雖然氣體冷卻在此具體實施例中係示例說明從該電漿火 炬移除熱，但應明白，其他的冷卻液體（諸如水）可用來 移除從電漿火炬所形成的熱。 [0023] 清潔氣體供應構件（50)用於電漿處理後，移除附著在陰 極棒（10)的攙雜。 [0024] 更明確係，該清潔氣體供應構件（50)包括：一清潔氣體 進氣孔（510)，清潔氣體可經由該進氣孔進入；及一清潔 氣體通道（520)，經由該清潔氣體進氣孔進入的清潔氣體 可經由該通道傳遞給電弧產生器。 [0025] 到達該電弧產生器的清潔氣體可加壓該陰極棒（10)，以 移除附著在陰極棒（10)的攙雜。 [0026] 為了更有效移除附著在陰極棒（10)的攙雜，最好將高壓 壓縮氣體當作清潔氣體使用。 [0027] 為了此目的，一氣體壓縮器可連接至清潔氣體進氣孔 (510)，以透過該清潔氣體進氣孔（510)供應壓縮氣體。 [0028] 電漿火炬只提供一清潔氣體供應構件（50)，但是兩或多 個清潔氣體供應構件可提供以更有效率方法來移除攙雜 10110576^^^ A〇101 第6頁/共11頁 1013230266-0 201242435 [0029] [0030] [0031] Ο [0032] [0033] ❹ [0034] [0035] [0036] 以下，將描述根據本發明之電漿火炬操作。 圖2說明在根據本發明之較佳具體實施例之電浆火炬中的 一反應氣體、冷卻氣體、與清潔氣體之循環流。 請即參考圖2…高電壓施加至用於電衆處理之陽極喷嘴 與陰極棒，且一反應氣體透過反應氣體供應構件供應給 電旅產生器。其後’反應氣體在電弧產生器的兩電極間 離子化。離子化的結果’電能會以電弧電漿的形式轉換 成熱能。 此時，建立電弧電漿之電漿火炬的内部溫度可足夠高以 熔化電極。為了要避免此熔化，冷卻氣體允許透過冷卻 氣體供應構件在電聚火炬中流通，如圖2所示，吸收來自 電漿火炬的熱，以達成電漿火炬的冷卻。 完成上述操作的電漿處理後，清潔氣體會透過清潔氣體 供應構件饋入電弧產生器，且透過該電弧產生器傳遞給 陰極棒，以移除附著至該陰極棒的塵埃或攙雜。 因此，在本發明的電漿火炬中，只要饋入清潔氣體便可 移除附著至陰極棒的攙雜，而無需拆解裝置，如此非常 方便清節及維護裝置。 【圖式簡單說明】 圖1為示意說明根據本發明之一較佳具體實施例之一電漿 火炬的截面圖。 圖2為示意說明於根據本發明之一較佳具體實施例之一電 腿〇576{ρ編號A_i 第7頁/共11頁 1013230266-0 201242435 漿火炬中的反應氣體、冷卻氣體、與清潔氣體之循環流 【主要元件符號說明】 [0037] 10 陰極棒 [0038] 20 喷嘴 [0039] 310 反應氣體進氣孔 [0040] 320 反應氣體通道 [0041] 410 冷卻氣體進氣孔 [0042] 420 冷卻通道 [0043] 430 冷卻氣體出氣孔 [0044] 520 清潔氣體通道 削57#單編號應01 第8頁/共^頁 1013230266-0

Claims (1)

1. 201242435 七、申請專利範圍： 1 . 一電漿火炬包括： 一陽極喷嘴； 一陰極棒； 一電弧產生器，其係調適於兩電極間產生一電弧； 反應氣體供應構件，其係調適供應一反應氣體給該電弧產 生器； 冷卻媒體供應構件，其係調適從電漿生產移除所形成的熱 ;及 Ο 清潔氣體供應構件，其係調適移除附著在該陰極棒的攙雜 〇 2 .如申請專利範圍第1項所述之電漿火炬，其中該清潔氣體 供應構件包括： 一清潔氣體進氣孔，其在該電漿火炬的外部圓周表面上形 成，以使清潔氣體經由該進氣孔饋入；及 一清潔氣體通道，其在該電漿火炬的内部形成，以使清潔 ^ 氣體經由該通道傳遞給該電弧產生器。 3 .如申請專利範圍第2項所述之電漿火炬，其中該清潔氣體 為高壓壓縮氣體。 4 .如申請專利範圍第2項所述之電漿火炬，其中該清潔氣體 供應構件調適係於完成電漿處理後，透過該清潔氣體進氣 孔供應清潔氣體，且使該清潔氣體經由該清潔氣體通道加 壓該陰極棒、及使該電弧產生器移除附著在該陰極棒的攙 雜。 1〇110576(Ρ^ A〇101 第9頁/共11頁 1013230266-0