Способ увеличения напряженности электри-ческого поля дуги b электродуговых гене-patopax низкотемпературной плазмы

 

за . уУле

"Т110 ЩГ! т* ".

Фи а

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (&686577

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.04.78 (21) 2608021/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл,з

Н 05 Н 1/00

Государственный комитет (53) УДК 533.69..87 (088.8) Опубликовано 23.05.81. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 28.05.81

Ао делам нзооретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

В. М. Егоров, О. Я. Новиков, В. Ф. Путько и В. С. Соболев

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДУГИ В ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ

ГЕНЕРАТОРАХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к способам и устройствам для получения и исследования низкотемпературной плазмы и может быть применено в электродуговых генераторах низкотемпературной плазмы.

Известен способ увеличения напряженности электрического поля дуги в плазматронах, состоящий в воздействии на электродуговой разряд магнитным полем, пересекающим разряд, что приводит к турбулизации зоны горения электрической дуги, интенсификации теплоотдачи в окружающий газ (1).

Недостаток способа состоит в незначительности увеличения напряженности электрического поля дуги.

Известен также способ у вел ичения напряженности электрического поля дуги путем наложения на дуговой разряд поперечного магнитного поля (2).

Однако этот способ мало эффективен.

Кроме того, при наложении на дугу поперечного магнитного поля неизбежны пульсации параметров газа .на выходе из канала плазматрона.

Целью изобретения является повышение эффективности воздействия и снижение пульсаций параметров плазмы.

Цель достигается тем, что на дуговой разряд налагают вращающееся поперечное магнитное поле, причем ось вращения магнитного поля совпадает с осью канала дугового разряда.

Способ осуществляют следующим образом.

Зажигают дуговой разряд и налагают

10 на разряд поперечное вращающееся магнитное поле так, чтобы ось вращения магнитного поля совпадала с осью вращения дугового разряда. При наложении вращающегося поперечного магнитного поля дуга вращается вокруг оси вращения магнитного поля и вокруг своей собственной оси.

Увеличение длины дуги, вызванное ее отклонением от оси разрядной камеры, приводит к увеличению технической напряженности электрического поля дуги. Вращение элекЗО трической дуги в разрядной камере вызывает интенсивный поперечный обдув столба дуги, резкое увеличение теплоотдачи в окружа;ощий газ за счет поперечной конвекции, что приводит к увеличению локаль686577

Формула изобретения

Составитель Н. Ермохин

Редактор Л. Павлова Техред А. Бойкас Заказ 3259/50 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной напряженности электрического поля дуги.

Исследовалось влияние вращающегося магнитного поля на напряженность электрического поля дуги длиной 5".10 м, горящей между двумя угольными электродами и обдуваемой ламинарным потоком газа (аргон). Расход аргона составлял 2,8 г/с.

Диаметр разрядной камеры — 22 мм. Источником вращающегося магнитного поля служил статор асинхронного двигателя КД -50, питающийся от генератора частоты и создающий магнитное поле, по форме близкое к круговому. Эксперимент показал значительное возрастание напряжения на дуге (при поддержании тока дуги постоянным) при воздействии на дугу внешним вращающимся магнитным полем. Так, если при токе дуги 14 А и отсутствии внешнего магнитного поля напряжение на дуге составляло 30 В, то при наложении магнитного поля, вращающегося со скоростью

50об/с, обладающего индукцией 65 Гс, напряжение на электрической дуге возрастало до 43 В, а при воздействии на дугу магнитного поля индукцией 200 Гс, вращающегося со скоростью 500об/с, напряжение на дуге достигало значения 50 В, т. е, возрастало на 66,6%.

При своем вращении под действием вращающегося магнитного поля дуга постоянно входила в слои холодного газа, что повышало эффективность теплообмена столба дуги с плазмообразующим газом. Это позволило повысить тепловой КПД плазматрона. Повышение напряжения горения дуги при практически неизменном значении тока позволило значительно повысить ресурс работы электродов при увеличении мощности, вкладываемой в дуговой нагрев. Условия теплообмена электрической дуги с окружающим газом, длина дуги, напряжение на дуге при фиксированных параметрах внешнего магнитного поля остаются неизменными во времени, параметры газа на выходе плазматрона стабильными, что в ряде случаев позволило повысить эффективность использования плазматрона за счет отказа от демпфирующих объемов.

Способ увеличения напряженности электрического поля дуги в электродуговых генераторах низкотемпературной плазмы путем наложения на дуговой разряд поперечного магнитного поля, отличающийся тем, го что, с целью повышения, эффективности воздействия и снижения пульсаций параметров плазмы, на дуговой разряд налагают вращающееся поперечное магнитное поле, причем ось вращения магнитного поля совпадает с осью канала дугового разряда.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШАИ- 3278796, кл. 315 — 111, 1966.

2. Егоров В. М., Танаев В. В, Исследование характеристик разряда в поперечном зо магнитном поле». Материалы УП Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы. Алма-Ата, 1977, т. 1, с. 191 (прототип).