플라즈마 토치
Plasma torch
플라즈마 토치(플라즈마 아크, 플라즈마 건, 플라즈마 커터 또는 플라즈마트론이라고도 함)는 [1][2][3]플라즈마의 방향 흐름을 생성하기 위한 장치입니다.
플라즈마 제트는 플라즈마 절단, 플라즈마 아크 용접, 플라즈마 분무 및 폐기물 처리를 [4]위한 플라즈마 가스화 등의 용도로 사용할 수 있습니다.
종류들
열 플라스마는 직류(DC), 교류(AC), 무선 주파수(RF) 및 기타 방전에 의해 플라즈마 토치에서 발생합니다.DC 토치가 가장 일반적으로 사용되고 연구되는 이유는 AC에 비해 "플리커 발생과 노이즈 감소, 보다 안정적인 작동, 보다 나은 제어, 최소 2개의 전극, 낮은 전극 소비, 약간 낮은 내화성 [열] 마모 및 낮은 전력 소비"[5]이기 때문입니다.
전송됨과 비전송됨
DC 토치에는 비전송 및 전송의 두 가지 유형이 있습니다.비전사 DC 토치의 경우 전극은 토치 자체의 바디/하우징 내부에 있습니다(여기서 아크가 생성됩니다).반면 전사된 토치에서는 하나의 전극이 외부(일반적으로 처리해야 할 전도성 물질)에 있으므로 아크가 토치 외부에서 더 멀리 형성될 수 있습니다.
DC 토치의 이동 장점은 플라즈마 아크가 수냉 본체 외부에 형성되어 열 손실을 방지할 수 있다는 것입니다. 즉, 비이동 토치의 경우 전기 대 열 효율은 50%까지 낮을 수 있지만 온수 자체는 [6]사용할 수 있습니다.또한 전사된 DC 토치는 한쪽 토치가 음극이고 다른 한쪽 토치가 양극인 트윈 토치 구성으로 사용할 수 있으며, 이는 일반적인 전사된 단일 토치 시스템의 장점을 가지고 있지만 다른 쪽 [5]전극을 형성할 필요가 없기 때문에 비전도성 재료와 함께 사용할 수 있다.그러나 대부분의 일반적인 비전도성 재료는 플라즈마 토치의 정확한 절단 능력을 필요로 하지 않기 때문에 이러한 유형의 설정은 드물다.또한 이 특정 플라즈마 소스 구성에 의해 발생하는 방전은 예측하기 위해 3D 기술이 필요한 복잡한 형상 및 유체 역학으로 특징지어져 성능이 불안정해집니다.비전사 토치의 전극은 플라즈마 아크로 인해 더 많이 마모되기 때문에 더 큽니다.
생성되는 플라즈마의 품질은 밀도(압력), 온도 및 토치 출력의 함수입니다(크면 클수록 좋습니다).Leal-Quiros는 토치 자체의 효율에 대해 예를 들어 Westinghouse Plasma Corp.의 경우 "90%의 열 효율이 쉽게 가능하다. 효율은 토치를 벗어나 공정에 들어가는 아크 전력의 비율을 나타낸다"[7]고 보고했습니다.
열 플라즈마 DC 토치, 비전사 아크, 열음극
DC 토치는 전극(구리, 텅스텐, 흑연, 은 등으로 구성 가능) 사이에 전기 아크를 형성하고, 열 플라즈마는 운반체/작업가스의 연속적인 입력으로 형성되며, 플라즈마 제트/불꽃으로 바깥쪽으로 돌출된다(인접 화상에서 볼 수 있음).DC 토치에서 캐리어 가스는 예를 들어 산소, 질소, 아르곤, 헬륨, 공기 또는 [5]수소 중 하나일 수 있습니다. 따라서 캐리어 가스는 가스일 필요는 없습니다(따라서 캐리어 유체라고 더 잘 칭함).
예를 들어 체코 프라하의 플라즈마 물리학 연구소(IPP)의 연구용 플라즈마 토치는 HO 소용돌이(아크를 점화하기 위한 아르곤의 소량 첨가)와 함께2 작동하며 고온/속도 플라즈마 [6]불꽃을 생성합니다.사실, 아크 안정화에 대한 초기 [8]연구는 물-보텍스를 이용했다.전반적으로 전극 재료와 캐리어 오일은 충분한 전력과 기능을 유지하면서 전극 부식이나 산화(및 처리 물질의 오염)를 방지하기 위해 특별히 일치시켜야 합니다.
또한 아크 전류가 충분히 증가하면 캐리어 가스의 유속을 상승시켜 더 크고 돌출된 플라즈마 제트를 촉진할 수 있으며, 그 반대도 가능하다.
실제 플라즈마 횃불의 플라즈마 불꽃은 기껏해야 몇 인치 정도 된다; 그것은 가상의 장거리 플라즈마 무기와 구별되어야 한다.
갤러리
Hypertherm HyPerformance 플라즈마 토치 커팅 메탈 클로즈업
섹터 필드 ICP-MS 토치
섹터 필드 ICP-MS 토치
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Jeffus, Larry F. (2002). Welding: principles and applications. Cengage Learning. p. 180. ISBN 978-1-4018-1046-7.
- ^ Szałatkiewicz, J. (2017). "Safety and intelligent control system for plasmatron application". Journal of KONES Powertrain and Transport. 24 (247–252): 6. doi:10.5604/01.3001.0010.2942 (inactive 31 July 2022).
{{cite journal}}: CS1 유지 : 2022년 7월 현재 DOI 비활성화 (링크) - ^ "Energy Recovery from Waste of Printed Circuit Boards in Plasmatron Plasma Reactor". Polish Journal of Environmental Studies. 23 (1): 277–281.
- ^ Szałatkiewicz, J. (2014). "Energy Recovery from Waste of Printed Circuit Boards in Plasmatron Plasma Reactor" (PDF). Polish Journal of Environmental Studies. 23 (1): 5.
- ^ a b c Gomez, E.; Rani, D.A.; Cheeseman, C.R.; Deegan, D.; Wise, M.; Boccaccini, A.R. (2009). "Thermal plasma technology for the treatment of wastes: A critical review". Journal of Hazardous Materials. 161 (2–3): 614–626. doi:10.1016/j.jhazmat.2008.04.017. PMID 18499345.
- ^ a b Hrabovský, Milan; Kopecky, V.; Sember, V.; Kavka, T.; Chumak, O.; Konrad, M. (August 2006). "Properties of Hybrid Water/Gas DC Arc Plasma Torch". IEEE Transactions on Plasma Science. 34 (4): 1566–1575. Bibcode:2006ITPS...34.1566H. doi:10.1109/TPS.2006.878365. S2CID 36444561.
- ^ Leal-Quirós, Edbertho (2004). "Plasma Processing of Municipal Solid Waste". Brazilian Journal of Physics. 34 (4B): 1587. Bibcode:2004BrJPh..34.1587L. doi:10.1590/S0103-97332004000800015.
- ^ Kavka, T; Chumak, O.; Sember, V.; Hrabovsky, M. (July 2007). "Processes in Gerdien arc generated by hybrid gas-water torch". 28th ICPIG.
