[发明专利]电浆炬激发装置

说明书

本发明提供一种电浆炬激发装置，包括一极芯架具有一舱室，该舱室内植入一极棒而形成一围绕于极棒与舱室壁面之间的集气槽，该极芯架的底端固置有一极芯，该极芯具有一芯孔，该芯孔的内端连通该集气槽，该芯孔的外端作为电浆炬的喷火口，其中该极棒具有一电离子投射端，该电离子投射端邻近于该芯孔的内端，该芯孔的内端与外端之间形成为一圆锥形孔壁，该圆锥形孔壁由该内端逐渐扩张至该外端而形成；如此，改善传统电浆炬因芯孔短浅而造成火焰温度及火焰长度受限的问题。

技术领域

本发明涉及由电极激发电离子而生成的电浆炬(Plasma Torch)，特别是有关于一种电浆炬激发装置。

背景技术

电浆炬(Plasma torch)是一种能够生成一束定向电浆喷流的高温火焰，电浆炬的温度能够高达3000℃～10000℃，因此常见用于材料加工、熔接、废物处理、陶瓷切割、金属切割及半导体废气烧结等用途上。

请参阅图1，揭示出现有电浆炬的生成技术，包括利用一阳极的极棒10a和一阴极的极芯20a之间通以数十伏特电压(V)、数百安培(A)电流的DC、AC或RF电源，并且使于极棒10a和极芯20a之间形成有集气槽21，并在该集气槽21内导入例如是He、Ar、N2或O2等气体集压，进而在极棒10a和极芯20a之间激发生成电离子(e-)碰撞及跳动，且在所述电离子(e-)碰撞及跳动的同时，凭借该集气槽21内集压的气体，将电离子(e-)带出极芯20a而形成对外喷流的电浆炬。

进一步的说，极芯20a一般具有一芯孔22a，极芯20a内的集气槽21经由芯孔22a连通至外界，集气槽21内的气体就是经由芯孔22a对外喷流形成电浆炬；其中，芯孔22a的孔壁提供极棒10a激发的电离子(e-)碰撞及跳动而成为一电场。

但是，现有技术中该芯孔22a多半为短浅的圆形或圆锥形孔壁，其可供电离子(e-)碰撞的面积及跳动的距离均显过小也过短；换言之，在一定的给电条件下，现有技术中极芯20a的芯孔22a所能生成的电场太小，乃至于电浆炬的火焰温度及火焰长度均因此而受到局限，除了影响到极芯20a的使用寿命之外，还影响到例如半导体废气处理程序中利用火焰烧结废气中有害物质的能力。

此外，由于电浆炬的火焰温度极高，因此现有的极芯20a内一般都会开设水道23，并于水道23中导入水循环，以冷却极芯20a的温度，避免受到电浆炬的火焰温度的热传导作用而影响极芯20a的使用寿命。但是，现有极芯20a内可供水循环进行热交换的构造设计并不理想，这也是影响极芯20a的使用寿命的原因之一。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在针对电场中极棒、极芯与集气槽之间的配置环境提出改善的道，进而提供一种电浆炬激发装置。

在一较佳实施中，本发明的技术手段包括：一极芯架，具有一中空的舱室；一极棒，植入于该舱室内而形成一围绕于极棒与舱室壁面之间的集气槽；一极芯，固置于该极芯架的底端，该极芯具有一芯孔，该芯孔具有一内端及一外端，该内端连通该集气槽，该外端作为电浆炬的喷火口；其中，该极棒具有一电离子投射端，该电离子投射端邻近于该芯孔的内端；该芯孔的内端与外端之间形成为一圆锥形孔壁，该圆锥形孔壁由该内端逐渐扩张至该外端而形成，且该圆锥形孔壁扩张至该外端的孔径小于该圆锥形孔壁的深度。

在进一步实施中，该芯孔的内端还包含由该圆锥形孔壁延伸形成的一圆形孔壁，该极棒的电离子投射端邻近该圆形孔壁。

在进一步实施中，该极芯的外围罩设有一极芯座，使该极芯与该极芯座之间形成一水腔室。其中该极芯座上配置有与该水腔室相连通的一进水管及一出水管。该极芯的外壁形成鳍片状。

在进一步实施中，该极芯架上配置有一用以导引气体流入该集气槽的一进气管，该进气管内的气体依序经由该集气槽的集压而后经由该芯孔流出。其中所述气体为He、Ar、N₂、O₂的其中之一。