PL207901B1 - Sposób i urządzenie do uruchamiania palników plazmowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do uruchamiania palników plazmowych, przeznaczonych w szczególności do stosowania w kotłach, służących do rozruchu kotła i podtrzymania płomienia.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 176190 Układ do zapalania i kontroli płomienia palnika z wykorzystaniem jednej elektrody zapalają co-jonizacyjnej posiadają cy generator wysokiego napię cia, zasilacz prądu stałego i wzmacniacz operacyjny, charakteryzuje się tym, że uzwojenie wtórne cewki wysokiego napięcia generatora iskry jest połączone z jednej strony z elektrodą zapalająco-jonizacyjną, a z drugiej strony jest zwarte do masy poprzez pierwszy kondensator i dwie diody w ukł adzie antyrównoległym oraz poprzez dwa rezystory połączone szeregowo, z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego, przy czym pomiędzy rezystory połączone szeregowo, jest włączony zwierający do masy kondensator, do masy jest również zwarte wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego. Natomiast wyjście sterujące wzmacniacza operacyjnego jest połączone z jego wejściem odwracającym. Urządzenie zasilane jest z zasilacza prądu stałego napięciem dodatnim względem masy.

Z polskiego opisu zgł oszenia patentowego nr 353752 znane urzą dzenie do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych zbudowane jest z zasilacza rezonansowego ze zwrotem mocy, którego wyjście połączone jest z elektrodami głównymi. Równolegle do wyjścia zasilacza rezonansowego przyłączony jest szeregowy, rezonansowy obwód pomocniczy składający się z cewki zapłonowej i kondensatora zapł onowego. Pomię dzy cewkę zapł onową i kondensator zapł onowy włączona jest elektroda pomocnicza, która znajduje się między elektrodami głównymi.

Palnik plazmowy znany z polskiego opisu patentowego nr 170145, zawiera dwie albo więcej elektrod rurowych, umieszczonych współosiowo jedna w drugiej, przeznaczony jest do obróbki chemicznej substratu reakcji, w którym umieszczono współosiowo w elektrodzie wewnętrznej rurę doprowadzającą dla dostarczania substratu reakcji, która jest chłodzona cieczą, a jej powierzchnia zewnętrzna i dolna wyposażone są w powłokę izolującą termicznie. Ponadto, rura doprowadzająca może być przesuwana w kierunku osiowym dla dopasowania położenia dyszy względem płomienia plazmy. Dolna część rury doprowadzającej, jest wymienialna i wyposażona jest w stożkową zwężkę w postaci dyszy Venturiego. Między rurą doprowadzającą, a elektrodą wewnętrzną oraz między elektrodami wewnętrzną i zewnętrzną utworzone zostały pierścieniowe przejścia, do których może być doprowadzony gaz tworzący plazmę. Gaz tworzący plazmę może zostać wychłodzony i wziąć udział w chłodzeniu rury doprowadzającej. Rura posiada ściankę wewnętrzną i ściankę zewnętrzną i wyposażona jest w wewnętrzną płytkę działową, która kończy się w pewnej odległości nad podstawą rury, tworząc kanał dla chłodziwa.

Inny palnik plazmowy znany jest z polskiego opisu patentowego nr 170153. Palnik ten przeznaczony jest do dostarczania energii, na przykład dla reakcji chemicznych, zawiera przynajmniej trzy elektrody rurowe umieszczone współosiowo jedna wewnątrz drugiej. Elektrody mogą się przesuwać osiowo względem siebie. Są korzystnie odizolowane elektrycznie od siebie i mają połączenia ze źródłem energii elektrycznej. Jeśli używane są trzy elektrody, elektroda środkowa używana jest jako elektroda pomocnicza albo elektroda zapłonowa. Jest ona wówczas sprzężona z jedną z pozostałych elektrod. Odległość od trzeciej elektrody jest dostosowana do napięcia roboczego w taki sposób, że uzyskiwana jest iskra elektryczna po podłączeniu napięcia roboczego. Podczas działania, elektroda pomocnicza jest wysuwana ze strefy plazmy, nie dopuszczając w ten sposób do ciągłego tworzenia się dolnego punktu łuku.

Z książki Ż ukova M.F., Karpenki E.I., Peregudova V.S. i iimych pt. „Plazmennaia bezmazutnaja roztopka kotlov i stabilizacja gorenija pyleugolnogo fakela. Niskotemperaturnaja plazma, Novosibirsk, Nauka, 1995 r. znany jest sposób i urządzenie do uruchamiania plazmotronów dużej mocy stosowanych w plazmowych palnikach pyłowych. Sposób polega na spowodowaniu wysokonapięciowego wyładowania iskrowego między elektrodami plazmotronu dużej częstotliwości celem inicjacji luku elektrycznego i generacji plazmy w plazmotronie. Urządzenie do wytworzenia wyładowania iskrowego inicjującego działanie plazmotronu wykorzystuje iskrowy generator oscylacji wysokiego napięcia, o dużej częstotliwoś ci, którego indukcyjność jest włączona w obwód zasilania plazmotronu.

Istota sposobu według wynalazku, polega na tym, że wyładowanie plazmowe dużej mocy w ukł adzie palnika plazmowego inicjuje się wył adowaniem plazmowym mał ej mocy.

Istota urządzenia polega na tym, że pomiędzy katodą i anodą plazmotronu dużej mocy, są usytuowane elektrody pomocniczego plazmotronu inicjującego małej mocy prądu przemiennego średniej

PL 207 901 B1 częstotliwości, przy czym pomocniczy plazmotron inicjujący jest układem inicjacji plazmy. Obwód elektryczny plazmotronu dużej mocy jest odizolowany galwanicznie od obwodu elektrycznego plazmotronu inicjującego.

Korzystnie elektrody pomocniczego plazmotronu inicjującego są połączone przez układ rezonansowy z zasilaczem rezonansowym ze zwrotem mocy.

Podstawową zaletą nowego sposobu inicjacji wyładowania plazmowego plazmotronu dużej mocy z użyciem wyładowania plazmowego średniej częstotliwości, jest ograniczenie emisji zakłóceń elektromagnetycznych w otoczeniu plazmotronu do poziomu dopuszczalnego dla działania układów automatyki bloku energetycznego.

Zaletą urządzenia do bezzakłóceniowego uruchamiania plazmowych palników pyłowych według wynalazku jest poprawa bezpieczeństwa pracy z plazmowymi palnikami pyłowymi, ponieważ napięcie generowane między elektrodami pomocniczego plazmotronu zapłonowego jest znacznie mniejsze niż w przypadku użycia generatora iskrowego do inicjacji działania plazmotronu dużej mocy.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, który przedstawia schemat blokowy urządzenia do uruchamiania palników plazmowych.

P r z y k ł a d 1

Sposób uruchamiania palników plazmowych polegający na tym, że między elektrodami układu palnika plazmowego katodą K i anodą A, inicjuje się wyładowanie plazmowe dużej mocy za pomocą wyładowania plazmowego małej mocy wygenerowanego przy użyciu elektrod E pomocniczego plazmotronu inicjującego prądu przemiennego średniej częstotliwości.

P r z y k ł a d 2

Urządzenie uruchamiania palników plazmowych stanowi urządzenie do uruchamiania do bezzakłóceniowego uruchamiania plazmowych palników pyłowych. W urządzeniu tym pomiędzy katodą K i anodą A plazmotronu dużej mocy, są usytuowane trzy elektrody E pomocniczego plazmotronu inicjującego małej mocy prądu przemiennego średniej częstotliwości, przy czym pomocniczy plazmotron inicjujący jest układem inicjacji plazmy dla plazmotronu dużej mocy. Obwód elektryczny plazmotronu dużej mocy jest odizolowany galwanicznie od obwodu elektrycznego plazmotronu inicjującego. Elektrody E plazmotronu pomocniczego połączone są z zasilaczem rezonansowym ZR ze zwrotem mocy poprzez układ rezonansowym UR. Układ rezonansowy UR ma szeregowo połączoną cewkę L i kondensator C, a pomiędzy cewkę L i kondensator C jest włączona elektroda pomocnicza E plazmotronu pomocniczego, która znajduje się między dwiema pozostałymi elektrodami głównymi E.

Działanie urządzenia według wynalazku polega na tym, że pomiędzy katodą K i anodą A plazmotronu dużej mocy inicjuje się wyładowanie plazmowe plazmotronu dużej mocy za pomocą pomocniczego plazmotronu inicjującego. Po zadziałaniu plazmotronu dużej mocy następuje przerwanie działania plazmotronu inicjującego.

Claims (3)

1. Sposób uruchamiania palników plazmowych polegający na tym, że między elektrodami plazmotronu inicjuje się plazmę, znamienny tym, że wyładowanie plazmowe dużej mocy w układzie palnika plazmowego inicjuje się wyładowaniem plazmowym małej mocy.

2. Urządzenie do uruchamiania palników plazmowych, znamienne tym, że pomiędzy katodą (K) i anodą (A) plazmotronu dużej mocy, są usytuowane elektrody (E) pomocniczego plazmotronu inicjującego małej mocy prądu przemiennego średniej częstotliwości, przy czym pomocniczy plazmotron inicjujący jest układem inicjacji plazmy, a ponadto obwód elektryczny plazmotronu dużej mocy jest odizolowany galwanicznie od obwodu elektrycznego plazmotronu inicjującego.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elektrody (E) pomocniczego plazmotronu inicjującego są połączone przez układ rezonansowy (UR) z zasilaczem rezonansowym ze zwrotem mocy (ZR).