Способ управления дуговым разрядом Советский патент 1981 года по МПК H05H1/00 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДУГОВЫМ РАЗРЯДОМ

I

Изобретение относится к электродуговому нагреву газа и может быть использовано в отраслях народного хозяйства применяющих плазмотехнологические процессы, в частности в плазмохимии, металлургической и металлообрабатывающей промышленностях.

Известен способ управления дуговым разрядом путем наложения на дугу вращающегося магнитного поля частотой 50Гц 1.

При этом повышается напряжение дуги, но уменьшается энтальпия газа по оси за счет увеличения потерь на стенку канаЛа и тем самым уменьшается КПД установки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления дуговым разрядом путем наложения на электрическую дугу внешних возмущений за счет ловального интенсивного вдува газа перпендикулярно вектору напряженности электрического поля 2.

В этом способе увеличивается напряженность электрического поля в 2,5-3 раза, однако при этом уменьшается средняя энтальпия газа, снижается КПД, а также возможен отрыв дуги за счет переохлаждения участка дуги.

Цель изобретения - увеличение мощности за счет повышения напряженности электрического поля дуги.

Указанная цель достигается путем наложения на электрическую дугу внешних возмущений в виде серии импульсов электрического тока, при этом величину единичного импульса тока выбирают в пределах 103-5..

На чертеже изображена схема, поясняющая предлагаемый способ.

На дуговой разряд между электродами 1 и 2, подключенными к источнику 3 дугового разряда, накладывают с помощью электродов 4 и 5 серию импульсов тока, которые формируются стандартным источником 6 питания. Каждый одиночный импульс повы5шает напряжение на разряде в течение некоторого времени. Серия импульсов позволяет повысить напряжение на длительный период времени.

При наложении таким образом, поперечного ,пульсного разряда на дуговой разряд плазменного устройства, в последнем образуется конфигурация типа «магнитное сопло за счет перепада давления по оси разряда в зоне «магнитного сопла происходит дополнительный подсос газа в дуговой разряд, вызывая интенсивный теплообмен дуги с дополнительной массой газа. При этом повышается мощность за счет увеличения напряжения и тем самым растет КПД устройства.

Для повышения напряженности электрического поля дуги можно использовать пробой между электродами, а также пробой между одним из электродов и дугой. В последнем случае не образуется «магнитного сопла, так как разряд происходит несимметрично относительно оси дугового столба.

Эффект заключается в том, что ударная волна сбивает дуговой разряд с оси, наложение импульсов приводит к турбулизации дугового разряда, повышению теплообмена с потоком газа и, следовательно, повышению напряжения на дуге.

Предлагаемый способ позволяет увеличить мощность плазменных устройств, применяемых в химической и металлургической промышленности, реализовать интенсивное перемешивание рабочего газа в плазменных устройствах.

Формула изобретения

Способ управления дуговым разрядом путем наложения на электрическую дугу внешних возмущений в направлении, перпендикулярном вектору напряженности электрического поля дуги, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности за счет увеличения напряженности электрического поля, на дугу накладывают серию импульсов электрического тока, при этом величину единичного импульса тока выбирают в пределах .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по

заявке № 2608021/18-25, кл. Н,05 Н 1/00,

2. Жуков М. Ф. и др. Влияние локального интенсивного вдува газа на напряженность электрического поля дуги в турбулентном потоке газа. Известия Сибирского отделения АН СССР, серия технических наук, 1975 (прототип).