本發(fā)明涉及等離子體設(shè)備，特別是涉及到一種等離子體噴槍。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，等離子技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上應(yīng)用于等離子點(diǎn)火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒廢物處理等。等離子體是由電離放電現(xiàn)象所形成的一種狀態(tài)，伴隨著放電將會生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體噴槍中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態(tài)，經(jīng)相互碰撞而產(chǎn)生高溫，等離子體火炬的中心溫度可高達(dá)攝氏數(shù)萬度以上，火炬邊緣溫度也可達(dá)到數(shù)千度以上，被處理的物質(zhì)受到高溫等離子體沖擊時(shí)，其分子將會分解、原子將會重新組合而生成新的物質(zhì)，使有害物質(zhì)變?yōu)闊o害物質(zhì)。

在煤氣化生產(chǎn)線上，當(dāng)把水蒸汽通過高溫分解后與煤炭進(jìn)行造氣反應(yīng)，使煤炭更容易氣化，提高煤炭的氣化率，實(shí)現(xiàn)節(jié)省煤炭資源；在生活垃圾或工業(yè)有機(jī)廢棄物處置系統(tǒng)中，當(dāng)把水蒸汽通過高溫分解后與再與生活垃圾或工業(yè)有機(jī)廢棄物進(jìn)行氣化反應(yīng)時(shí)，使其轉(zhuǎn)化的合成氣品質(zhì)好，達(dá)到化工原料的要求，實(shí)現(xiàn)資源化利用。水分子是一種相當(dāng)穩(wěn)定的物質(zhì)，在常壓條件下，溫度在2000k時(shí)水分子幾乎不分解，2500k時(shí)有25%的水發(fā)生分解，3400～3500k時(shí)氫氣和氧氣的摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到最大，分別為18%和6%，當(dāng)溫度達(dá)到4200k以上時(shí)，水分子將全部分解為氫氣、氧氣、活性氫原子、活性氧原子和活性氫氧原子團(tuán)，但是，一般的加熱方式難以達(dá)到這么高的溫度，而使用等離子體噴槍則能做到。

在現(xiàn)有的等離子體氣化噴槍中，被加熱的氣體從陰極的外圍進(jìn)入放電區(qū)，水蒸汽不易進(jìn)入火炬的中心區(qū)域，因此，現(xiàn)有的等離子體氣化噴槍存在水分子分解率低的缺點(diǎn)。等離子體噴槍的陰極是發(fā)射電子的部件，由于承受電流的沖擊和數(shù)萬度的高溫?zé)疲虼?，陰極的頭部很容易被燒蝕而致?lián)p壞，不僅影響生產(chǎn)，而且增加生產(chǎn)成本。

中國專利公告號cn203851357u公開了“一種等離子體加熱分解器”，由陽極套、陽極、陰極基座、陰極和絕緣架組成，其中，陰極基座呈中軸向前凸出的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，陰極基座的中軸為貫通的空心結(jié)構(gòu)，陰極嵌入到陰極基座中軸的內(nèi)空間中，陰極的頭端側(cè)壁緊密裝配在陰極基座中軸的前端壁體中，陰極的尾端緊密裝配在陰極基座后端的壁體中，陰極的桿體外壁與陰極基座中軸的內(nèi)壁之間空間構(gòu)成水套，陰極的桿體中有原料氣通道，原料氣通道有原料氣輸入接口接入，陰極的頭端中心有原料氣噴口，原料氣通道通過原料氣噴口連通到收縮腔。該專利把水蒸汽通過陰極頭端中心的噴口噴入收縮腔中的放電區(qū)，使水蒸汽吸收到陰極頭端的熱量得到預(yù)熱，同時(shí)對陰極的頭端具有冷卻作用，克服了常規(guī)等離子體噴槍電極易燒蝕的缺點(diǎn)。但是，由于該專利是采取把“陰極的頭端側(cè)壁緊密裝配在陰極基座中軸的前端壁體中，陰極的尾端緊密裝配在陰極基座后端的壁體中”的措施進(jìn)行水套密封的，材料的熱脹冷縮作用將會使陰極松動，造成陰極移位和密封不可靠，水套內(nèi)的冷卻水容易泄漏到收縮腔中的放電區(qū)，影響到噴槍正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有等離子體噴槍的缺點(diǎn)，提高等離子體氣化噴槍的加熱效率，使水分子分解率更高，避免陰極移位，冷卻水不會泄漏，并且對等離子體噴槍的陰極進(jìn)行有效保護(hù)，使等離子體氣化噴槍能滿足煤氣化生產(chǎn)、固體廢物處置領(lǐng)域及鍋爐點(diǎn)火的應(yīng)用要求。

本發(fā)明的一種熱解用途的等離子體噴槍，包括陰極和陽極，其特征是等離子體噴槍主要由圓盤體陰極2、絕緣基座1、隔離件9和陽極3組成，其中，圓盤體陰極2的圓盤前面中心有凸出體，圓盤前面中心的凸出體構(gòu)成陰極頭，陰極頭的中心有噴氣口2-2，圓盤體陰極2的圓盤后部中心有承插口2-5，承插口2-5與噴氣口2-2相通，圓盤體周邊的沿體后端構(gòu)成密封平面2-6；絕緣基座1為二段變徑的中空回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，中空小徑在絕緣基座1的后段中，中空大徑在絕緣基座1的前段中，中空小徑段的前端面構(gòu)成密封端面1-3，在中空小徑段的后端中心有后接口1-7，在中空大徑段的前端有前接口1-2；隔離件9的前部為隔離管9-2，隔離管9-2的內(nèi)空間構(gòu)成氣流通道ⅷ，隔離件9的后端有加熱介質(zhì)輸入口9-1，加熱介質(zhì)輸入口9-1與氣流通道ⅷ相通；陽極3由噴管3-4和外殼3-2構(gòu)成，噴管3-4呈軸向貫通的結(jié)構(gòu)，噴管3-4內(nèi)的后部有壓縮孔道ⅲ，壓縮孔道ⅲ為圓形直孔結(jié)構(gòu)，壓縮孔道ⅲ的后端為收窄的喇叭口結(jié)構(gòu)，壓縮孔道ⅲ的前端為漸擴(kuò)的圓錐形結(jié)構(gòu)，壓縮孔道ⅲ前端的圓錐形空間構(gòu)成噴射腔ⅱ，外殼3-2包圍在噴管3-4的外圍，外殼3-2與噴管3-4之間的內(nèi)空間構(gòu)成冷卻水套ⅰ，冷卻水套ⅰ有冷卻劑進(jìn)口3-7接入和冷卻劑出口3-3接出；圓盤體陰極2安裝在絕緣基座1的中空小徑的前端上，圓盤體陰極2上的密封平面2-6與絕緣基座1中的密封端面1-3緊貼密封；隔離件9安裝在絕緣基座1的后接口1-7中，隔離件9前部的隔離管9-2穿過絕緣基座1的中空小徑內(nèi)空間伸入到圓盤體陰極2的承插口2-5中，氣流通道ⅷ連通到圓盤體陰極2的噴氣口2-2，絕緣基座1的中空小徑內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形冷卻室ⅶ，環(huán)形冷卻室ⅶ有冷卻水輸入接口1-4接入和冷卻水輸出接口1-8接出，圓盤體陰極2的圓盤后端構(gòu)成散熱面；陽極3安裝在絕緣基座1的前接口1-2上，絕緣基座1的中空大徑內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形氣室ⅵ，環(huán)形氣室ⅵ有工作氣接口1-1接入，環(huán)形氣室ⅵ連通到陽極的壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間中；陰極頭置于陽極的壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間中，噴氣口2-2周圍的端面構(gòu)成放電端2-3，壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間構(gòu)成放電區(qū)ⅳ，壓縮孔道ⅲ前端的噴管3-4內(nèi)壁構(gòu)成放電面3-5。本發(fā)明中，在圓盤體陰極2的沿體上有螺孔2-1，螺孔2-1為二只以上，呈均勻分布；在絕緣基座1中有螺栓過孔1-5，螺栓過孔1-5的數(shù)量與圓盤體陰極2上的螺孔2-1數(shù)量相等，螺栓過孔1-5的位置與圓盤體陰極2的螺孔2-1位置進(jìn)行配合；在螺栓過孔1-5的后端有密封環(huán)槽1-6，密封環(huán)槽1-6中有密封墊6；在螺栓過孔1-5中有螺栓8，螺栓8的螺頭旋入到圓盤體陰極2上的螺孔2-1中，把圓盤體陰極2定位在絕緣基座1內(nèi)；圓盤體陰極2上的陰極頭前端為圓弧面結(jié)構(gòu)；圓盤體陰極2后部中心的承插口2-5后端有密封圓槽2-4，密封圓槽2-4中有密封圈5；在圓盤體陰極2與陽極3的后端之間有旋流圈4，旋流圈4上有切向氣槽ⅴ，環(huán)形氣室ⅵ通過切向氣槽ⅴ連通到陽極內(nèi)壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間中；在陽極3的后端上有旋流圈4的定位榫頭3-8；在陽極外殼3-2的后部有安裝螺頭3-1，陽極3以螺紋旋合方式安裝在絕緣基座1的前接口1-2上。

本發(fā)明用于工業(yè)有害氣體處理和水蒸汽加熱分解，具體實(shí)施時(shí)，在陽極的外殼3-2上有電氣接口3-6，通過陽極的外殼3-2對噴管3-4進(jìn)行電氣連通，工作電源的正極連接到陽極的電氣接口3-6上，工作電源的負(fù)極通過螺栓8連接到圓盤體陰極2上，冷卻水的供水管分別連接到冷卻水輸入接口1-4上和冷卻劑進(jìn)口3-7上，冷卻水的回水管分別連接到冷卻水輸出接口1-8上和冷卻劑出口3-3上，工作氣的供氣管連接到工作氣接口1-1上，加熱介質(zhì)的輸氣管連接到加熱介質(zhì)輸入口9-1上。工作時(shí)，一路冷卻水流過到環(huán)形冷卻室ⅶ中，對圓盤體陰極2進(jìn)行沖刷冷卻，通過水流把陰極的熱量快速移走；另一路冷卻水進(jìn)入到陽極的冷卻水套ⅰ中，對陽極的噴管3-4進(jìn)行冷卻，通過水流把陽極的熱量快速移走；工作氣進(jìn)入到環(huán)形氣室ⅵ中，然后通過切向氣槽ⅴ以旋轉(zhuǎn)氣流方式進(jìn)入到放電區(qū)ⅳ；當(dāng)在陽極3與圓盤體陰極2之間施加電能時(shí)，陰極頭的噴氣口2-2周邊便發(fā)射電子，形成高溫的等離子體電弧，等離子體電弧通過壓縮孔道ⅲ進(jìn)入到噴射腔ⅱ中，在等離子體電弧通過壓縮孔道ⅲ時(shí)，電弧受到壓縮，使等離子體電弧得到進(jìn)一步升溫，等離子體電弧的弧根分別在陰極頭前端的放電端2-3上和陽極噴管3-4內(nèi)壁的放電面3-5上，等離子體火炬從陽極噴管3-4內(nèi)的噴射腔ⅱ中噴出；放電端2-3的等離子體電弧弧根分布在陰極頭的噴氣口2-2周邊，工業(yè)有害氣體或水蒸汽從陰極頭前端的中心噴氣口2-2噴入放電區(qū)ⅳ，工業(yè)有害氣體或水蒸汽從等離子體電弧弧根的中心進(jìn)入到等離子體電弧的中心，使得等離子體電弧的能量集中作用在工業(yè)有害氣體或水蒸汽上，工業(yè)有害氣體或水蒸汽更容易受熱分解，因此，加熱溫度和加熱效率更高，同時(shí)，工業(yè)有害氣體或水蒸汽在通過噴氣口2-2時(shí)，對陰極頭前端的中心進(jìn)行氣流沖刷，快速帶走熱量，對陰極頭進(jìn)行保護(hù)，防止燒蝕。上述過程中，把工業(yè)有害氣體進(jìn)行高溫活化分解、原子重新組合而生成新的無害物質(zhì)；或把水蒸汽進(jìn)行高溫活化分解，生成氫和氧的活性化學(xué)物，用作煤氣化或固體有機(jī)廢物氣化的氣化劑，高溫等離子體的熱能釋放到氣化爐中，提供給原料烘干和熱解所需。

上述的發(fā)明中，所述的工作氣包括空氣、氮?dú)?、氬氣或氫氣其中的一種，所述的加熱介質(zhì)包括水蒸汽或工業(yè)有害氣體其中的一種，當(dāng)把本發(fā)明作為熱解水制氫設(shè)備應(yīng)用或作為氣化爐設(shè)備應(yīng)用時(shí)，加熱介質(zhì)為水蒸汽，工作氣選用氫氣；當(dāng)把本發(fā)明作為有害氣體的處置設(shè)備應(yīng)用時(shí)，加熱介質(zhì)為有害氣體，工作氣選用空氣。

在等離子設(shè)備中，陰極的作用是發(fā)射電子，陰極上的等離子電弧弧根集中在陰極頭端的中心，溫度最高，因此，陰極頭端的中心最易被燒蝕。本發(fā)明采取把水蒸汽或工業(yè)有害氣體通過陰極頭中心的噴氣口2-2噴入到等離子體電弧弧根的中心，使水蒸汽或工業(yè)有害氣體吸收陰極頭中心的熱量，陰極頭的中心得到快速散熱，同時(shí)，從陰極頭中心的噴氣口2-2噴出的氣體形成保護(hù)氣流，對陰極頭的中心區(qū)域進(jìn)行有效保護(hù)，避免或減緩陰極頭被燒蝕。本發(fā)明中，陰極頭的頭端加工成圓弧端面，工作氣以旋轉(zhuǎn)方式?jīng)_刷陰極頭的圓弧型頭端，使得放電的面積增大，等離子體電弧的弧根分散在圓弧端面上，避免局部溫度過高而燒蝕陰極；水蒸汽通過隔離件9及隔離管9-2進(jìn)入到陰極頭中心的噴氣口2-2，然后從噴氣口2-2噴入放電區(qū)ⅳ，使得水蒸汽在氣流通道ⅷ中不會受到環(huán)形冷卻室ⅶ的冷卻作用，避免水蒸汽冷凝為水。

本發(fā)明通過螺栓8把圓盤體陰極牢固地定位在絕緣基座1內(nèi)而不會發(fā)生位移，并使圓盤體陰極上的密封平面2-6與絕緣基座1中的密封端面1-3緊貼密封，不會因熱脹冷縮而松動，使得密封可靠，不會泄漏，從而確保等離子體噴槍能正常工作。本發(fā)明把陰極設(shè)計(jì)為圓盤體結(jié)構(gòu)，使得圓盤后端的散熱面更貼近冷卻水輸入接口1-4和冷卻水輸出接口1-8，冷卻水在噴槍內(nèi)的行程更短，以快速把陰極的熱量移出噴槍，具有冷卻效果更好的特點(diǎn)。圓盤體的陰極結(jié)構(gòu)更簡單，加工精度要求低，因此加工更容易，可以降低加工成本。

本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，絕緣基座1和隔離件9選用聚四氟乙烯材料制作；圓盤體陰極2選用鎢鑭鋯合金材料或鉻鋯銅合金材料制作；陽極3選用鉻鋯銅合金材料制作。

本發(fā)明的有益效果是：提供的一種圓盤體陰極及熱解用途的等離子體噴槍，克服了現(xiàn)有等離子體噴槍的缺點(diǎn)，快速把陰極的熱量移出噴槍，冷卻效果更好，對等離子體噴槍的陰極進(jìn)行更有效保護(hù)，避免陰極移位和冷卻水不會泄漏。本發(fā)明提高了等離子體氣化噴槍的加熱效率，使水分子分解率更高，本發(fā)明的等離子體氣化噴槍能滿足煤氣化生產(chǎn)、固體廢物處置領(lǐng)域及鍋爐點(diǎn)火的應(yīng)用要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種圓盤體陰極結(jié)構(gòu)圖。

圖2是圖1的a-a剖面圖。

圖3是本發(fā)明中的絕緣基座結(jié)構(gòu)圖。

圖4是圖3的b-b剖視圖。

圖5是本發(fā)明的一種熱解用途的等離子體噴槍結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1.絕緣基座，1-1.工作氣接口，1-2.前接口，1-3.密封端面，1-4.冷卻水輸入接口，1-5.螺栓過孔，1-6.密封環(huán)槽，1-7.后接口，1-8.冷卻水輸出接口，2.圓盤體陰極，2-1.螺孔，2-2.噴氣口，2-3.陰極的放電端，2-4.密封圓槽，2-5.承插口，2-6.密封平面，3.陽極，3-1.安裝螺頭，3-2.陽極的外殼，3-3.冷卻劑出口，3-4.陽極的噴管，3-5.陽極的放電面，3-6.電氣接口，3-7.冷卻劑進(jìn)口，3-8.旋流圈的定位榫頭，4.旋流圈，5.密封圈，6.密封墊，7.平墊圈，8.螺栓，9.隔離件，9-1.加熱介質(zhì)輸入口，9-2.隔離管，ⅰ.陽極的冷卻水套，ⅱ.噴射腔，ⅲ.壓縮孔道，ⅳ.放電區(qū)，ⅴ.切向氣槽，ⅵ.環(huán)形氣室，ⅶ.環(huán)形冷卻室，ⅷ.氣流通道。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1圖1和圖2所示的實(shí)施方式中，圓盤體陰極的圓盤前面中心有凸出體，圓盤前面中心的凸出體構(gòu)成陰極頭，陰極頭的前端為圓弧面結(jié)構(gòu)，陰極頭的中心有噴氣口2-2，噴氣口2-2周圍的端面構(gòu)成放電端2-3，圓盤體陰極的圓盤后部中心有承插口2-5，承插口2-5的后端有密封圓槽2-4，承插口2-5與噴氣口2-2相通，圓盤體周邊的沿體后端構(gòu)成密封平面2-6，在圓盤體周邊的沿體上有四只螺孔2-1，四只螺孔2-1呈均勻分布。

本實(shí)施例的圓盤體陰極安裝在等離子體噴槍上應(yīng)用，等離子體噴槍由圓盤體陰極、絕緣基座1、隔離件9和陽極3組成，其中，絕緣基座1為二段變徑的中空回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，中空小徑在絕緣基座1的后段中，中空大徑在絕緣基座1的前段中，中空小徑段的前端面構(gòu)成密封端面1-3，在中空小徑段的后端中心有后接口1-7，在中空大徑段的前端有前接口1-2；圓盤體陰極安裝在絕緣基座1的中空小徑的前端上，圓盤體陰極上的密封平面2-6與絕緣基座1中的密封端面1-3緊貼密封；在絕緣基座1中有螺栓過孔1-5，螺栓過孔1-5的數(shù)量與圓盤體陰極上的螺孔2-1數(shù)量相等，螺栓過孔1-5的位置與圓盤體陰極的螺孔2-1位置進(jìn)行配合；在螺栓過孔1-5的后端有密封環(huán)槽1-6，密封環(huán)槽1-6中有密封墊6；在螺栓過孔1-5中有螺栓8，螺栓8的螺頭旋入到圓盤體陰極上的螺孔2-1中，把圓盤體陰極定位在絕緣基座1內(nèi)。隔離件9的前部為隔離管9-2，隔離管9-2的內(nèi)空間構(gòu)成氣流通道ⅷ，隔離件9的后端有加熱介質(zhì)輸入口9-1，加熱介質(zhì)輸入口9-1與氣流通道ⅷ相通。隔離件9安裝在絕緣基座1的后接口1-7中，隔離件9的前部隔離管9-2穿過絕緣基座1的中空小徑內(nèi)空間伸入到圓盤體陰極的承插口2-5中，氣流通道ⅷ連通到圓盤體陰極的噴氣口2-2，絕緣基座1的中空小徑內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形冷卻室ⅶ，環(huán)形冷卻室ⅶ有冷卻水輸入接口1-4接入和冷卻水輸出接口1-8接出，圓盤體陰極的圓盤后端構(gòu)成散熱面；陽極3安裝在絕緣基座1的前接口1-2上。

實(shí)施例2圖5所示的實(shí)施方式中，熱解用途的等離子體噴槍由圓盤體陰極2、絕緣基座1、隔離件9和陽極3組成，其中，圓盤體陰極2的圓盤前面中心有凸出體，圓盤前面中心的凸出體構(gòu)成陰極頭，圓盤體陰極2上的陰極頭前端為圓弧面結(jié)構(gòu)，陰極頭的中心有噴氣口2-2，在圓盤體陰極2的沿體上有四只螺孔2-1，四只螺孔2-1呈均勻分布，圓盤體陰極2的圓盤后部中心有承插口2-5，承插口2-5的后端有密封圓槽2-4，密封圓槽2-4中有密封圈5，承插口2-5與噴氣口2-2相通，圓盤體周邊的沿體后端構(gòu)成密封平面2-6；絕緣基座1為二段變徑的中空回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，中空小徑在絕緣基座1的后段中，中空大徑在絕緣基座1的前段中，中空小徑段的前端面構(gòu)成密封端面1-3，在中空小徑段的后端中心有后接口1-7，在中空大徑段的前端有前接口1-2，在絕緣基座1中有四只螺栓過孔1-5，四只螺栓過孔1-5的位置與圓盤體陰極2的螺孔2-1位置進(jìn)行配合，在螺栓過孔1-5的后端有密封環(huán)槽1-6，密封環(huán)槽1-6中有密封墊6；隔離件9的前部為隔離管9-2，隔離管9-2的內(nèi)空間構(gòu)成氣流通道ⅷ，隔離件9的后端有加熱介質(zhì)輸入口9-1，加熱介質(zhì)輸入口9-1與氣流通道ⅷ相通；陽極3由噴管3-4和外殼3-2構(gòu)成，噴管3-4呈軸向貫通的結(jié)構(gòu)，噴管3-4內(nèi)的后部有壓縮孔道ⅲ，壓縮孔道ⅲ為圓形直孔結(jié)構(gòu)，壓縮孔道ⅲ的后端為收窄的喇叭口結(jié)構(gòu)，壓縮孔道ⅲ的前端為漸擴(kuò)的圓錐形結(jié)構(gòu)，壓縮孔道ⅲ前端的圓錐形空間構(gòu)成噴射腔ⅱ，外殼3-2包圍在噴管3-4的外圍，外殼3-2與噴管3-4之間的內(nèi)空間構(gòu)成冷卻水套ⅰ，冷卻水套ⅰ有冷卻劑進(jìn)口3-7接入和冷卻劑出口3-3接出；圓盤體陰極2安裝在絕緣基座1的中空小徑的前端上，通過螺栓8把圓盤體陰極2定位在絕緣基座1內(nèi)，螺栓8穿過螺栓過孔1-5，螺栓8的螺頭旋入到圓盤體陰極2上的螺孔2-1中，圓盤體陰極2上的密封平面2-6與絕緣基座1中的密封端面1-3緊貼密封；隔離件9安裝在絕緣基座1的后接口1-7中，隔離件9前部的隔離管9-2穿過絕緣基座1的中空小徑內(nèi)空間伸入到圓盤體陰極2的承插口2-5中，氣流通道ⅷ連通到圓盤體陰極2的噴氣口2-2，絕緣基座1的中空小徑內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形冷卻室ⅶ，環(huán)形冷卻室ⅶ有冷卻水輸入接口1-4接入和冷卻水輸出接口1-8接出，圓盤體陰極2的圓盤后端構(gòu)成散熱面；陽極3安裝在絕緣基座1的前接口1-2上，在陽極外殼3-2的后部有安裝螺頭3-1，陽極3以螺紋旋合方式安裝在絕緣基座1的前接口1-2上，絕緣基座1的中空大徑內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形氣室ⅵ，環(huán)形氣室ⅵ有工作氣接口1-1接入，環(huán)形氣室ⅵ連通到陽極的壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間中；陰極頭置于陽極的壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間中，在圓盤體陰極2與陽極3的后端之間有旋流圈4，旋流圈4上有切向氣槽ⅴ，環(huán)形氣室ⅵ通過切向氣槽ⅴ連通到陽極內(nèi)壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間中，在陽極3的后端上有旋流圈4的定位榫頭3-8；噴氣口2-2周圍的端面構(gòu)成放電端2-3，壓縮孔道ⅲ后端的喇叭口空間構(gòu)成放電區(qū)ⅳ，壓縮孔道ⅲ前端的噴管3-4內(nèi)壁構(gòu)成放電面3-5。本實(shí)施例中，絕緣基座1和隔離件9選用聚四氟乙烯材料制作；圓盤體陰極2選用鎢鑭鋯合金材料或鉻鋯銅合金材料制作；陽極3選用鉻鋯銅合金材料制作。

本實(shí)施例用于工業(yè)有害氣體處理和水蒸汽加熱分解，具體實(shí)施時(shí)，在陽極的外殼3-2上有電氣接口3-6，通過陽極的外殼3-2對噴管3-4進(jìn)行電氣連通，工作電源的正極連接到陽極的電氣接口3-6上，工作電源的負(fù)極通過螺栓8連接到圓盤體陰極2上，冷卻水的供水管分別連接到冷卻水輸入接口1-4上和冷卻劑進(jìn)口3-7上，冷卻水的回水管分別連接到冷卻水輸出接口1-8上和冷卻劑出口3-3上，工作氣的供氣管連接到工作氣接口1-1上，加熱介質(zhì)的輸氣管連接到加熱介質(zhì)輸入口9-1上。工作時(shí)，一路冷卻水流過到環(huán)形冷卻室ⅶ中，對圓盤體陰極2進(jìn)行沖刷冷卻，通過水流把陰極的熱量快速移走；另一路冷卻水進(jìn)入到陽極的冷卻水套ⅰ中，對陽極的噴管3-4進(jìn)行冷卻，通過水流把陽極的熱量快速移走；工作氣進(jìn)入到環(huán)形氣室ⅵ中，然后通過切向氣槽ⅴ以旋轉(zhuǎn)氣流方式進(jìn)入到放電區(qū)ⅳ；當(dāng)在陽極3與圓盤體陰極2之間施加電能時(shí)，陰極頭的噴氣口2-2周邊便發(fā)射電子，形成高溫的等離子體電弧，等離子體電弧通過壓縮孔道ⅲ進(jìn)入到噴射腔ⅱ中，在等離子體電弧通過壓縮孔道ⅲ時(shí)，電弧受到壓縮，使等離子體電弧得到進(jìn)一步升溫，等離子體電弧的弧根分別在陰極頭前端的放電端2-3上和陽極噴管3-4內(nèi)壁的放電面3-5上，等離子體火炬從陽極噴管3-4內(nèi)的噴射腔ⅱ中噴出；放電端2-3的等離子體電弧弧根分布在陰極頭的噴氣口2-2周邊，工業(yè)有害氣體或水蒸汽從陰極頭前端的中心噴氣口2-2噴入放電區(qū)ⅳ，工業(yè)有害氣體或水蒸汽從等離子體電弧弧根的中心進(jìn)入到等離子體電弧的中心，使得等離子體電弧的能量集中作用在工業(yè)有害氣體或水蒸汽上，工業(yè)有害氣體或水蒸汽更容易受熱分解，因此，加熱溫度和加熱效率更高，同時(shí)，工業(yè)有害氣體或水蒸汽在通過噴氣口2-2時(shí)，對陰極頭前端的中心進(jìn)行氣流沖刷，快速帶走熱量，對陰極頭進(jìn)行保護(hù)，防止燒蝕。上述過程中，把工業(yè)有害氣體進(jìn)行高溫活化分解、原子重新組合而生成新的無害物質(zhì)；或把水蒸汽進(jìn)行高溫活化分解，生成氫和氧的活性化學(xué)物，用作煤氣化或固體有機(jī)廢物氣化的氣化劑，高溫等離子體的熱能釋放到氣化爐中，提供給原料烘干和熱解所需。所述的工作氣包括空氣、氮?dú)狻鍤饣驓錃馄渲械囊环N，所述的加熱介質(zhì)包括水蒸汽或工業(yè)有害氣體其中的一種，當(dāng)把本實(shí)施例作為熱解水制氫設(shè)備應(yīng)用或作為氣化爐設(shè)備應(yīng)用時(shí)，加熱介質(zhì)為水蒸汽，工作氣選用氫氣；當(dāng)把本實(shí)施例作為有害氣體的處置設(shè)備應(yīng)用時(shí)，加熱介質(zhì)為有害氣體，工作氣選用空氣。