本發(fā)明涉及一種點火裝置，尤其涉及一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置，屬于點火設備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在鍋爐、燃燒器、工業(yè)爐、火炬、煤氣放散系統(tǒng)等許多場合都需要點火裝置來可靠點燃火焰?，F(xiàn)有的點火裝置主要是電點火，利用高壓電點火、電弧點火和電熾熱等方式來引燃火焰。點火裝置中的主要有電點火部分和其他輔助部分構(gòu)成，電點火部分包含有電點火元件和電極，其中電點火元件通過電極產(chǎn)生電火花，引燃可燃混合氣體，形成穩(wěn)定的火焰，從而完成點火任務。但上述點火裝置的電極部分處于點火火焰的高溫之中，容易結(jié)碳、腐蝕損壞，高壓導電桿和高壓電纜可能會漏電，高溫下容易變形斷裂、腐蝕，因而可能造成點火失敗，甚至造成點火系統(tǒng)不能正常工作，同時現(xiàn)有的此類產(chǎn)品在點火控制、安裝、可靠性、維修性和壽命等方面不同程度地存在不足之處。
國家知識產(chǎn)權(quán)局于2005年12月21日公開了一種公開號為CN2747478，專利名稱為“激光點火器”的實用新型專利，該專利包括激光電源和激光發(fā)生器，還包括激光點火嘴，該激光點火嘴位于待點火的設備上，并伸入該設備內(nèi)與可燃混合氣體接觸，所述激光發(fā)生器的激光射出端朝向激光點火嘴，發(fā)射的激光束的中心線與激光點火嘴的中心線在一條支線上。該發(fā)明利用激光能量點火，解決了電點火方式的電極在高溫下腐蝕損壞，結(jié)炭，高壓導電桿和高壓電纜漏電，高溫下容易變形斷裂、腐蝕等問題。提高了點火的可靠性和點火系統(tǒng)的壽命，點火過程簡單，裝置結(jié)構(gòu)簡單，有利于安裝維護。適用于鍋爐、燃燒器、工業(yè)爐、火炬等裝置點燃火焰。但在該專利中，以激光為熱源，成本高，熱效率低（20%以下），單體功率?。?0kw以下）。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)問題，而提出了一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置。在該裝置中，電弧通道、噴嘴和點火嘴三者的中心軸線重合，層流等離子沿著中心軸線方向射入，這種設計起到電弧引導的作用，本設計簡化點火步驟，降低點火難度，實現(xiàn)工作氣體一次點火，同時保證層流電弧熱等離子體射流的穩(wěn)定性。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)效果，提出如下的技術(shù)方案：
一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點火嘴，所述層流等離子系統(tǒng)包括電源、層流等離子發(fā)生器和噴嘴，電源連接層流等離子發(fā)生器，噴嘴與層流等離子發(fā)生器為可拆卸式連接；所述點火嘴設置在待點火設備上，點火嘴包括殼體、點火極和導管，點火極設置在導管的前端，且導管伸向待點火設備內(nèi)，殼體設在點火極和導管的外部；所述噴嘴與點火嘴的中心軸線重合。
優(yōu)選的，所述層流等離子發(fā)生器包括陽極結(jié)構(gòu)、陰極結(jié)構(gòu)和多氣膜冷卻裝置，所述陽極結(jié)構(gòu)為中軸圓柱的陽極結(jié)構(gòu)，且沿著陽極結(jié)構(gòu)周圍環(huán)形均勻分布有至少3個的陰極結(jié)構(gòu)；陰極結(jié)構(gòu)設置在底座上，底座內(nèi)設有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)與陰極結(jié)構(gòu)之間設有絕緣層，且陽極結(jié)構(gòu)與陰極結(jié)構(gòu)之間形成電弧通道，電弧通道一端通向底座，電弧通道另一端通向噴嘴。
優(yōu)選的，所述電弧通道設有外殼，外殼為金屬合金碳化物材質(zhì)。
優(yōu)選的，所述電弧通道、噴嘴和點火嘴三者的中心軸線重合。
優(yōu)選的，所述點火極與導管連接處涂有高溫石墨防咬劑。
優(yōu)選的，所述點火嘴內(nèi)壁上設有陶瓷絕緣體。
本發(fā)明利用層流等離子系統(tǒng)的工作原理為：
等離子態(tài)是物質(zhì)的第四態(tài)，宇宙中幾乎99%的物質(zhì)（不包括尚未確認的暗物質(zhì)）都處于等離子態(tài)。等離子體射流與一般流體一樣，具有兩種流動狀態(tài)：層流與湍流。對某一指定流體，當其流速小于一特定值時，流體作有規(guī)則的層狀或流束狀運動，流體質(zhì)點沒有橫向運動，質(zhì)點間互不干擾地前進，這種流動形式叫層流；當流體流速大于該值時，流體有規(guī)則的運動遭到破壞，質(zhì)點除了主要的縱向運動外還有附加的橫向運動，流體質(zhì)點交錯混亂地前進，這種流動形式叫湍流。在層流等離子發(fā)生器內(nèi)，在氬氣、氮氣、氦氣、氫氣或氨氣的一種或任意兩種以上的混合氣體介質(zhì)的保護下，層流電弧等離子體射流是經(jīng)電弧加熱后從等離子體發(fā)生器噴嘴噴出的高溫高速束流，層流等離子體炬是非轉(zhuǎn)移弧等離子體炬。
本發(fā)明利用氣膜冷卻裝置的主要原理為：
從處于高溫環(huán)境表面上的一個或者多個離散孔中引入二次氣流（冷卻氣體或射流），以保護射入?yún)^(qū)域和下游區(qū)域的表面。
采用上述技術(shù)方案，帶來的有益技術(shù)效果為：
1）在發(fā)明中，在該裝置中，電弧通道、噴嘴和點火嘴三者的中心軸線重合，層流等離子沿著中心軸線方向射入，這種設計起到電弧引導的作用，本設計簡化點火步驟，降低點火難度，實現(xiàn)工作氣體一次點火，同時保證層流電弧熱等離子體射流的穩(wěn)定性，避免了工作氣體波動或調(diào)節(jié)工作氣體流量可能出現(xiàn)的斷弧現(xiàn)象。
2）在發(fā)明中，層流等離子提供熱源，電弧引導作用。由于層流等離子熱量集中，離子弧穩(wěn)定性好，沒有電極熔耗，輸出熱量均勻，便于控制，這樣使得點火區(qū)熱量分布均勻；同時，層流等離子設備控制精度高，對點火區(qū)的控制方便，且均勻度好，應力分配更容易控制合理；層流等離子束為一種電離弧，比湍流等離子熱量更集中，所以加熱速度更快，能控制基體溫度不致太高，避免引起噴嘴和點火嘴變形，這都是激光束、電子束和湍流等離子等加熱速度無法比擬；
3）在發(fā)明中，層流等離子系統(tǒng)中電源的設置，為層流等離子發(fā)生器供電；
4）在發(fā)明中，層流等離子系統(tǒng)中噴嘴的設置，噴嘴對層流電弧等離子體進行機械壓縮，用于穩(wěn)定等離子體的流向并使其能量更為集中高效；
5）在發(fā)明中，層流等離子發(fā)生器中多氣膜冷卻裝置的設置，減小傳熱梯度，抑制電級間擊穿和異常放電；
6）在發(fā)明中，電弧通道外殼為金屬合金碳化物材質(zhì)，防止產(chǎn)生高阻內(nèi)殼，加強抵御等離子體沖刷和濺射能力，這樣可使等離子炬的無故障工作平均時間超過1500小時以上，而不需維護，在到達維護時間后，僅需進行簡單的消耗件更換便又可投入使用，而且更換方便；
7）在發(fā)明中，點火極與導管連接處涂有高溫石墨防咬劑，能有效的保護點火極與導管，防止斷裂、結(jié)碳、腐蝕損壞等；
8）在發(fā)明中，點火嘴內(nèi)壁設有陶瓷絕緣體，能有效的起保護作用，防止點火嘴斷裂、結(jié)碳、腐蝕損壞等。
附圖說明
圖1 本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖中：1、點火嘴，2、電源，3、層流等離子發(fā)生器，301、陽極結(jié)構(gòu)，302、陰極結(jié)構(gòu)，303、多氣膜冷卻裝置，304、底座，305、電弧通道，4、噴嘴，5、殼體，6、點火極，7、導管，8、外殼，9、陶瓷絕緣體。
具體實施方式
下面通過對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點火嘴1，所述層流等離子系統(tǒng)包括電源2、層流等離子發(fā)生器3和噴嘴4，電源2連接層流等離子發(fā)生器3，噴嘴4與層流等離子發(fā)生器3為可拆卸式連接；所述點火嘴1設置在待點火設備上，點火嘴1包括殼體5、點火極6和導管7，點火極6設置在導管7的前端，且導管7伸向待點火設備內(nèi)，殼體5設在點火極6和導管7的外部；所述噴嘴4與點火嘴1的中心軸線重合。
實施例2
一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點火嘴1，所述層流等離子系統(tǒng)包括電源2、層流等離子發(fā)生器3和噴嘴4，電源2連接層流等離子發(fā)生器3，噴嘴4與層流等離子發(fā)生器3為可拆卸式連接；所述點火嘴1設置在待點火設備上，點火嘴1包括殼體5、點火極6和導管7，點火極6設置在導管7的前端，且導管7伸向待點火設備內(nèi)，殼體5設在點火極6和導管7的外部；所述噴嘴4與點火嘴1的中心軸線重合。
所述層流等離子發(fā)生器3包括陽極結(jié)構(gòu)301、陰極結(jié)構(gòu)302和多氣膜冷卻裝置303，所述陽極結(jié)構(gòu)301為中軸圓柱的陽極結(jié)構(gòu)301，且沿著陽極結(jié)構(gòu)301周圍環(huán)形均勻分布有三個的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設置在底座304上，底座304內(nèi)設有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設有絕緣層，且陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間形成電弧通道305，電弧通道305一端通向底座304，電弧通道305另一端通向噴嘴4。
實施例3
一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點火嘴1，所述層流等離子系統(tǒng)包括電源2、層流等離子發(fā)生器3和噴嘴4，電源2連接層流等離子發(fā)生器3，噴嘴4與層流等離子發(fā)生器3為可拆卸式連接；所述點火嘴1設置在待點火設備上，點火嘴1包括殼體5、點火極6和導管7，點火極6設置在導管7的前端，且導管7伸向待點火設備內(nèi)，殼體5設在點火極6和導管7的外部；所述噴嘴4與點火嘴1的中心軸線重合。
所述層流等離子發(fā)生器3包括陽極結(jié)構(gòu)301、陰極結(jié)構(gòu)302和多氣膜冷卻裝置303，所述陽極結(jié)構(gòu)301為中軸圓柱的陽極結(jié)構(gòu)301，且沿著陽極結(jié)構(gòu)301周圍環(huán)形均勻分布有五個的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設置在底座304上，底座304內(nèi)設有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設有絕緣層，且陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間形成電弧通道305，電弧通道305一端通向底座304，電弧通道305另一端通向噴嘴4。
實施例4
如圖1所示：一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點火嘴1，所述層流等離子系統(tǒng)包括電源2、層流等離子發(fā)生器3和噴嘴4，電源2連接層流等離子發(fā)生器3，噴嘴4與層流等離子發(fā)生器3為可拆卸式連接；所述點火嘴1設置在待點火設備上，點火嘴1包括殼體5、點火極6和導管7，點火極6設置在導管7的前端，且導管7伸向待點火設備內(nèi)，殼體5設在點火極6和導管7的外部；所述噴嘴4與點火嘴1的中心軸線重合。
優(yōu)選的，所述層流等離子發(fā)生器3包括陽極結(jié)構(gòu)301、陰極結(jié)構(gòu)302和多氣膜冷卻裝置303，所述陽極結(jié)構(gòu)301為中軸圓柱的陽極結(jié)構(gòu)301，且沿著陽極結(jié)構(gòu)301周圍環(huán)形均勻分布有四個的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設置在底座304上，底座304內(nèi)設有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設有絕緣層，且陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間形成電弧通道305，電弧通道305一端通向底座304，電弧通道305另一端通向噴嘴4。
所述電弧通道305設有外殼8，外殼8為金屬合金碳化物材質(zhì)。
所述電弧通道305、噴嘴4和點火嘴1三者的中心軸線重合。
所述點火極6與導管7連接處涂有高溫石墨防咬劑。
所述點火嘴1內(nèi)壁上設有陶瓷絕緣體9。
實施例5
一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應觸發(fā)點火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點火嘴1，所述層流等離子系統(tǒng)包括電源2、層流等離子發(fā)生器3和噴嘴4，電源2連接層流等離子發(fā)生器3，噴嘴4與層流等離子發(fā)生器3為可拆卸式連接；所述點火嘴1設置在待點火設備上，點火嘴1包括殼體5、點火極6和導管7，點火極6設置在導管7的前端，且導管7伸向待點火設備內(nèi)，殼體5設在點火極6和導管7的外部；所述噴嘴4與點火嘴1的中心軸線重合。
優(yōu)選的，所述層流等離子發(fā)生器3包括陽極結(jié)構(gòu)301、陰極結(jié)構(gòu)302和多氣膜冷卻裝置303，所述陽極結(jié)構(gòu)301為中軸圓柱的陽極結(jié)構(gòu)301，且沿著陽極結(jié)構(gòu)301周圍環(huán)形均勻分布有五個的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設置在底座304上，底座304內(nèi)設有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設有絕緣層，且陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間形成電弧通道305，電弧通道305一端通向底座304，電弧通道305另一端通向噴嘴4。
所述電弧通道305設有外殼8，外殼8為金屬合金碳化物材質(zhì)。
所述電弧通道305、噴嘴4和點火嘴1三者的中心軸線重合。
所述點火極6與導管7連接處涂有高溫石墨防咬劑。
所述點火嘴1內(nèi)壁上設有陶瓷絕緣體9。