本實(shí)用新型涉及一種點(diǎn)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(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置，屬于點(diǎn)火設(shè)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(diǎn)火裝置來可靠點(diǎn)燃火焰?，F(xiàn)有的點(diǎn)火裝置主要是電點(diǎn)火，利用高壓電點(diǎn)火、電弧點(diǎn)火和電熾熱等方式來引燃火焰。點(diǎn)火裝置中的主要有電點(diǎn)火部分和其他輔助部分構(gòu)成，電點(diǎn)火部分包含有電點(diǎn)火元件和電極，其中電點(diǎn)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(diǎn)火任務(wù)。但上述點(diǎn)火裝置的電極部分處于點(diǎn)火火焰的高溫之中，容易結(jié)碳、腐蝕損壞，高壓導(dǎo)電桿和高壓電纜可能會(huì)漏電，高溫下容易變形斷裂、腐蝕，因而可能造成點(diǎn)火失敗，甚至造成點(diǎn)火系統(tǒng)不能正常工作，同時(shí)現(xiàn)有的此類產(chǎn)品在點(diǎn)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(diǎn)火器”的實(shí)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(diǎn)火嘴，該激光點(diǎn)火嘴位于待點(diǎn)火的設(shè)備上，并伸入該設(shè)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(diǎn)火嘴，發(fā)射的激光束的中心線與激光點(diǎn)火嘴的中心線在一條支線上。該實(shí)用新型利用激光能量點(diǎn)火，解決了電點(diǎn)火方式的電極在高溫下腐蝕損壞，結(jié)炭，高壓導(dǎo)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(diǎn)火的可靠性和點(diǎn)火系統(tǒng)的壽命，點(diǎn)火過程簡單，裝置結(jié)構(gòu)簡單，有利于安裝維護(hù)。適用于鍋爐、燃燒器、工業(yè)爐、火炬等裝置點(diǎn)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），單體功率小（10kw以下）。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決現(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(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置。在該裝置中，電弧通道、噴嘴和點(diǎn)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(shè)計(jì)起到電弧引導(dǎo)的作用，本設(shè)計(jì)簡化點(diǎn)火步驟，降低點(diǎn)火難度，實(shí)現(xiàn)工作氣體一次點(diǎn)火，同時(shí)保證層流電弧熱等離子體射流的穩(wěn)定性。

為了實(shí)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(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點(diǎn)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(diǎn)火嘴設(shè)置在待點(diǎn)火設(shè)備上，點(diǎn)火嘴包括殼體、點(diǎn)火極和導(dǎo)管，點(diǎn)火極設(shè)置在導(dǎo)管的前端，且導(dǎo)管伸向待點(diǎn)火設(shè)備內(nèi)，殼體設(shè)在點(diǎn)火極和導(dǎo)管的外部；所述噴嘴與點(diǎn)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(gè)的陰極結(jié)構(gòu)；陰極結(jié)構(gòu)設(shè)置在底座上，底座內(nèi)設(shè)有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)與陰極結(jié)構(gòu)之間設(shè)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(shè)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(diǎn)火嘴三者的中心軸線重合。

優(yōu)選的，所述點(diǎn)火極與導(dǎo)管連接處涂有高溫石墨防咬劑。

優(yōu)選的，所述點(diǎn)火嘴內(nèi)壁上設(shè)有陶瓷絕緣體。

本實(shí)用新型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(rèn)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(dòng)狀態(tài)：層流與湍流。對某一指定流體，當(dāng)其流速小于一特定值時(shí)，流體作有規(guī)則的層狀或流束狀運(yùn)動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)沒有橫向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)間互不干擾地前進(jìn)，這種流動(dòng)形式叫層流；當(dāng)流體流速大于該值時(shí)，流體有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)遭到破壞，質(zhì)點(diǎn)除了主要的縱向運(yùn)動(dòng)外還有附加的橫向運(yùn)動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)交錯(cuò)混亂地前進(jìn)，這種流動(dòng)形式叫湍流。在層流等離子發(fā)生器內(nèi)，在氬氣、氮?dú)?、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(hù)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。

本實(shí)用新型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(gè)或者多個(gè)離散孔中引入二次氣流（冷卻氣體或射流），以保護(hù)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）在實(shí)用新型中，在該裝置中，電弧通道、噴嘴和點(diǎn)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(shè)計(jì)起到電弧引導(dǎo)的作用，本設(shè)計(jì)簡化點(diǎn)火步驟，降低點(diǎn)火難度，實(shí)現(xiàn)工作氣體一次點(diǎn)火，同時(shí)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(dòng)或調(diào)節(jié)工作氣體流量可能出現(xiàn)的斷弧現(xiàn)象。

2）在實(shí)用新型中，層流等離子提供熱源，電弧引導(dǎo)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(diǎn)火區(qū)熱量分布均勻；同時(shí)，層流等離子設(shè)備控制精度高，對點(diǎn)火區(qū)的控制方便，且均勻度好，應(yīng)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(diǎn)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）在實(shí)用新型中，層流等離子系統(tǒng)中電源的設(shè)置，為層流等離子發(fā)生器供電；

4）在實(shí)用新型中，層流等離子系統(tǒng)中噴嘴的設(shè)置，噴嘴對層流電弧等離子體進(jìn)行機(jī)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）在實(shí)用新型中，層流等離子發(fā)生器中多氣膜冷卻裝置的設(shè)置，減小傳熱梯度，抑制電級間擊穿和異常放電；

6）在實(shí)用新型中，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(qiáng)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(shí)間超過1500小時(shí)以上，而不需維護(hù)，在到達(dá)維護(hù)時(shí)間后，僅需進(jìn)行簡單的消耗件更換便又可投入使用，而且更換方便；

7）在實(shí)用新型中，點(diǎn)火極與導(dǎo)管連接處涂有高溫石墨防咬劑，能有效的保護(hù)點(diǎn)火極與導(dǎo)管，防止斷裂、結(jié)碳、腐蝕損壞等；

8）在實(shí)用新型中，點(diǎn)火嘴內(nèi)壁設(shè)有陶瓷絕緣體，能有效的起保護(hù)作用，防止點(diǎn)火嘴斷裂、結(jié)碳、腐蝕損壞等。

附圖說明

圖1 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：1、點(diǎn)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(diǎn)火極，7、導(dǎo)管，8、外殼，9、陶瓷絕緣體。

具體實(shí)施方式

下面通過對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點(diǎn)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(diǎn)火嘴1設(shè)置在待點(diǎn)火設(shè)備上，點(diǎn)火嘴1包括殼體5、點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7，點(diǎn)火極6設(shè)置在導(dǎo)管7的前端，且導(dǎo)管7伸向待點(diǎn)火設(shè)備內(nèi)，殼體5設(shè)在點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7的外部；所述噴嘴4與點(diǎn)火嘴1的中心軸線重合。

實(shí)施例2

一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點(diǎn)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(diǎn)火嘴1設(shè)置在待點(diǎn)火設(shè)備上，點(diǎn)火嘴1包括殼體5、點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7，點(diǎn)火極6設(shè)置在導(dǎo)管7的前端，且導(dǎo)管7伸向待點(diǎn)火設(shè)備內(nèi)，殼體5設(shè)在點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7的外部；所述噴嘴4與點(diǎn)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(gè)的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設(shè)置在底座304上，底座304內(nèi)設(shè)有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設(shè)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(shí)施例3

一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點(diǎn)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(diǎn)火嘴1設(shè)置在待點(diǎn)火設(shè)備上，點(diǎn)火嘴1包括殼體5、點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7，點(diǎn)火極6設(shè)置在導(dǎo)管7的前端，且導(dǎo)管7伸向待點(diǎn)火設(shè)備內(nèi)，殼體5設(shè)在點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7的外部；所述噴嘴4與點(diǎn)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(gè)的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設(shè)置在底座304上，底座304內(nèi)設(shè)有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設(shè)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(shí)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(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點(diǎn)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(diǎn)火嘴1設(shè)置在待點(diǎn)火設(shè)備上，點(diǎn)火嘴1包括殼體5、點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7，點(diǎn)火極6設(shè)置在導(dǎo)管7的前端，且導(dǎo)管7伸向待點(diǎn)火設(shè)備內(nèi)，殼體5設(shè)在點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7的外部；所述噴嘴4與點(diǎn)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(gè)的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設(shè)置在底座304上，底座304內(nèi)設(shè)有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設(shè)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(shè)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(diǎn)火嘴1三者的中心軸線重合。

所述點(diǎn)火極6與導(dǎo)管7連接處涂有高溫石墨防咬劑。

所述點(diǎn)火嘴1內(nèi)壁上設(shè)有陶瓷絕緣體9。

實(shí)施例5

一種利用層流等離子系統(tǒng)的無沖擊自適應(yīng)觸發(fā)點(diǎn)火裝置，包括層流等離子系統(tǒng)和點(diǎn)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(diǎn)火嘴1設(shè)置在待點(diǎn)火設(shè)備上，點(diǎn)火嘴1包括殼體5、點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7，點(diǎn)火極6設(shè)置在導(dǎo)管7的前端，且導(dǎo)管7伸向待點(diǎn)火設(shè)備內(nèi)，殼體5設(shè)在點(diǎn)火極6和導(dǎo)管7的外部；所述噴嘴4與點(diǎn)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(gè)的陰極結(jié)構(gòu)302；陰極結(jié)構(gòu)302設(shè)置在底座304上，底座304內(nèi)設(shè)有水、電、氣通道；陽極結(jié)構(gòu)301與陰極結(jié)構(gòu)302之間設(shè)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(shè)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(diǎn)火嘴1三者的中心軸線重合。

所述點(diǎn)火極6與導(dǎo)管7連接處涂有高溫石墨防咬劑。

所述點(diǎn)火嘴1內(nèi)壁上設(shè)有陶瓷絕緣體9。