Электродуговой нагреватель газа Советский патент 1980 года по МПК H05B7/18 H05H1/24 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродуговым высокотемпературным нагревателям газа, и может быть использовано в различных высокотемпературных технологических процессах (электротермия, плазмохимия, плазменная металлургия и т. п.). Известны электродуговые нагреватели газа, содержащие электроды, межэлектродную вставку и устройства для подачи нагреваемого газа Г), (2). В этих электродуговых чагреёателях газа дуга горит между электродами и стабилизируется газовым вихрем. Нагретый дугой газ выводят либо через один трубчатый электрод, либо через два. Известен также электродуговой нагреватель газа, содержащий два параллельно установленных полых цилиндрических электрода, межэлектродную вставку в внде изогнутой трубы, изолированную от электродов кольцами для подачи газа, и узел вращения дуги (3). Цель изобретения - увеличение мощности нагревателя за счет интенсификации теплообмена между дугой и газом. Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве межэлектродная вставка снабжена двумя дополнительными прямолинейными отрезками труб, одни концы которых пристыкованы к электродам через упомянутые изолирующие кольца, а другие через дополнительные аналогичные кольца - к изогнутой части вставки. Вращение дуги осуществляется соленоидом, охватывающим оба электрода.. На фиг. I схематично изображен электродуговой нагреватель газа, разрез; на фиг. 2 - схема действия сил на дуги в параллельных вставках. Электродугрвой нагреватель газа состоит из двух параллельно установленных полых цилиндрических электродов 1, охваченных общим соленоидом 2. Межэлектродная вставка выполнена из изогнутой части 3 и двух прямолинейных отрезков труб 4. Устройства 5-7 служат для тангенциальной подачи газа в криволинейные участки 3 и прямолинейные участки 4 межэлектродной вставки и в электроды 1. Все устройства 5-7 для подачи газа выполнены из электроизоляционных материалов. Прямолинейные

отрезки труб 4 расположены параллельно друг другу с межосевым расстоянием, составляющим, предпочтительно, 2,01-3,0 наи большего радиального размера. Стенки их изготовлены из иеферромагнитиого материала. Они изолированы как от криволинейных вставок, так и от электродов. Прямолинейные отрезки труб 4 могут быть как цельными, так и состоящими из отдельных изолированных одна от другой секций. При этом устройства 7 для тангенциальной подачи газа могут быть расположены как между участками вставки, так и между секциями.

Электродуговой нагреватель работает сле дующим образом.

После подачи рабочего газа, охлаждающей жидкости, электропитания на электроды и соленоид инициируют электрическую дугу между электродами при малых токах дуги с целью ослабления влияния параллельных дуг одна на другую. Дуги, стабилизирЬваиные газовым вихрем, располагаются в приосевой зоне межэлектродной вставки, Последующее увеличение силы тока дуги до номинальной величины приводит к увеличеник) взаимодействия дуг в параллельно расположенных участках вставки. Дуговые столбы, отталкиваясь друг от друга, смещаются с оси вихря..

Дуги в обоих прямолинейных участках вставки, заняв устойчивое положение равновесия на некотором расстоянии от осей своих вставок, обдуваются потоком газа, что интенсифицирует теплообмен между дугой и газом, т. е. увеличивает градиент напряжения по длине дуги и, соответственно, мощность электродугового нагревателя при тех же, по сравнению с известным устройствам (3), расходе газа, величине тока, длине дуги и КПД..

Повыщение градиента напряжения по длине дуги без возрастания тока дуги благоприятно сказывается на вольт-амперной характеристике нагревателя (ее восходящая ветвь круче, чем у известных нагревателей), что позволяет работать в безреостатном режиме при меньших токах дуги.

Изобрегеиие позволяет увеличить мощность элсктродугового нагревателя газа в 1,5-2 раза при одинаковом с известным устройством |3) расходе, газа, силе тока, длине дуги и КПД.

Формула изобретения

. Электродуговой нагреватель газа, содержацгий два параллельно установленных полых цилиндрических электрода, межэлектродиую вставку в виде изогнутой трубы, изолированную от электродов кольцами с каналами для подачи газа в разрядную камеру, и соленоид, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности нагревателя, вставка снабжена двумя дополнительными прямолинейными отрезками труб, одни концы которых пристыкованы к электродам через упомянутые кольца, а другие через дополнительные аналогичные кольца - к нзогиутой части вставки.

2. Электродуговой нагреватель газа, отличающийся тем, что соленоид охватывает оба электрода.

Источники информации),

принятые во внимание при экспертизе

1.Коротеев А. С. и др. Генераторы низкотемпературной плазмы. М., «Наука, 1969, с. 20.

2.Коротеев А. С. и др. Генераторы низкотемпературной плазмы. М., «Наука, 1969, с. 21.

3.Авторское свидетельство СССР № 524336, кл. Н 05 В 7/18. 1976.