DD292806A5

DD292806A5 - LIQUID-COOLED PLASMA BURNER WITH TRANSMITTED ARC

Info

Publication number: DD292806A5
Application number: DD89335004A
Authority: DD
Inventors: Hans-Josef Bebber; Heinrich-Otto Rossner; Gebhard Tomalla
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1991-08-08
Also published as: CA2004226A1; DE58908219D1; EP0446238B1; WO1990006666A1; JP2942354B2; ZA899174B; JPH04502531A; KR900702756A; ATE110221T1; DE3840485A1; EP0446238A1; ES2017440A6

Abstract

The invention relates to a fluid-cooled plasma burner with transferred arc in which the coolant, electric power and gas are taken via ignition and main electrode lances consisting of coaxial pipes to the ignition and main electrode. To improve the design of the burner, minimise heat losses from the burner jacket and improve the burner efficiency, it is proposed to provide a common coolant circuit (41, 35, 36, 43) for the ignition (16) and main electrode (27, 28) lances.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner mit übertragenem Lichtbogen, dessen Kühlflüssigkeit, Strom und Gas über aus koaxialen Rohren bestehende Zünd- und Hauptelektrodenlanzen zur Zünd- und Hauptelektrode geführt werden.The invention relates to a liquid-cooled plasma torch with transferred arc, the cooling liquid, electricity and gas are passed over coaxial tubes existing ignition and main electrode lances to the ignition and main electrode.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Plasmabrenner dieser Art sind z. B. aus der DE-OS 2900330 bekannt und bestehen im wesentlichen aus den Hauptkomponenten Brennermantel mit Düse, Hauptelektrodenlanze mit Hauptelektrode und Zündelektrodenlanze mit Zündelektrode. Dabei sind nach dem Stand der Technik alle drei genannten Komponenten baulich für sich bestehende, voneinander elektrisch isolierte Einheiten mit eigener Wasserkühlung. Sowohl die Zündelektrodenlanze als auch die Hauptelektrodenlanze sind je für sich flüssigkeitsgekühit; jede Lanze besteht aus Rohren, die koaxial zueinander angeordnet sind. Das Außenrohr der Zündelektrodeiilanze ist zur Zündelektrode hin stirnseitig geschlossen und nimmt die Zündelektrode auf. Das Innenrohr der Zündelektrodenlanze läßt zur Stirnwand des Außenrohres bzw. der Zündelektrode einen Spalt, durch den die Verbindung für die Kühlflüssigkeit zwischen der Zentralbohrung des Innenrohres und dem Ringkanal zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr hergestellt wird. Der Strom wird über das Außenrohr zur Zündelektrode geführt.Plasma torches of this type are z. B. known from DE-OS 2900330 and consist essentially of the main components burner jacket with nozzle, main electrode lance with main electrode and Zündelektrodenlanze with ignition electrode. In this case, according to the prior art, all three components mentioned structurally for themselves, each other electrically isolated units with their own water cooling. Both the Zündelektrodenlanze and the main electrode lance are each liquid-cooled; Each lance consists of tubes arranged coaxially with each other. The outer tube of the Zündelektroiilanze is closed towards the ignition towards the front side and receives the ignition electrode. The inner tube of the Zündelektrodenlanze leaves the end wall of the outer tube or the ignition electrode has a gap through which the connection for the cooling liquid between the central bore of the inner tube and the annular channel between the inner tube and the outer tube is made. The current is conducted via the outer tube to the ignition electrode.

Hauptelektrodenlanze geführt. Über den sich zwischen dem Außenrohr und der Zündelektrodenlanze und dem Innenrohr der Hauptelektrodenlanze ergebenden Ringkanal wird das Zündplasmagas an die Zündelektrode und die sie umhüllende, düsenförmig ausgebildete Zentralbohrung der Hauptelektrode geleitet.Main electrode lance guided. About the resulting between the outer tube and the Zündelektrodenlanze and the inner tube of the main electrode lance annular channel the Zündplasmagas is passed to the ignition electrode and the surrounding, nozzle-shaped central bore of the main electrode.

Für die Kühlung der Hauptelektrode wird nach dem Stand der Technik eine aus drei koaxial angeordneten Rohren bestehende Hauptelektrodenlanze verwendet. Hierdurch wird ein Vorlauf- und Rücklaufringkanal für die an der Innenstirnwand der Hauptelektrode umgeleitete Kühlflüssigkeit geschaffen. Die Stromzufuhr zur Hauptelektrode kann je nach Ausführung der Verbindung zwischen der Elektrode und der Lanze über das Innen- und/oder Außenrohr der Hauptelektrodenlanze erfolgen. Die elektrische Isolierung zwischen dem Außenrohr der Hauptelektrodenlanze und dem Innenrohr des Brennermantels und der Düse wird mittels Abstandshalter in der Weise ausgeführt, wie sie oben bezüglich der Stirnelektrodenlanze beschrieben ist. In entsprechender Weise wird auch das Hauptplasmagas in den Bereich zwischen der Hauptelektrode und der Düse geleitet. Nachteiligerweise sind die nach dem Stand der Technik bekannten Plasmabrenner baulich sehr aufwendig und weisen relativ hohe Wärmeverluste entlang ihrer Mantelflächen auf.For cooling the main electrode, a main electrode lance consisting of three coaxial tubes is used in the prior art. As a result, a flow and return ring channel for the redirected at the inner end wall of the main electrode cooling liquid is created. Depending on the design of the connection between the electrode and the lance, the current supply to the main electrode can take place via the inner and / or outer tube of the main electrode lance. The electrical insulation between the outer tube of the main electrode lance and the inner tube of the burner jacket and the nozzle is carried out by means of spacers in the manner described above with respect to the front electrode lance. Likewise, the main plasma gas is also directed into the region between the main electrode and the nozzle. Disadvantageously, the plasma torches known from the prior art are structurally very complicated and have relatively high heat losses along their lateral surfaces.

Object of the invention The aim of the invention is to largely avoid the aforementioned disadvantages. Explanation of the essence of the invention

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner mit übertragenem Lichtbogen derart weiterzuentwickeln, daß dessen Aufbau vereinfacht wird, bisher auftretendn Wärmeverluste reduziert und ein besserer Wirkungsgrad erzielt werden kann.It is therefore an object of the present invention to develop a liquid-cooled plasma torch with transferred arc such that its structure is simplified, so far occurring occurring heat losses and a better efficiency can be achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen gemeinsamen Kühlkreislauf für die Zündelektrodenlanze und die Hauptelektrodenlanze gelöst. Vorteilhafterweise können hierdurch nicht nur Kosten für Rohre und Abdichtungen eingespart werden, sondern die gesamte Kühlwasserversorgung des Plasmabrenners wird entscheidend vereinfacht. Darüber hinaus kann der Durchmesser des Plasmabrennerschaftes wesentlich kleiner gehalten werden, was einer direkten Reduzierung der von außentemperaturbeaufschlagten Brennermantelfläche entspricht, d.h. die Wärmeverluste des Mantels nehmen ab und derAccording to the invention this object is achieved by a common cooling circuit for the Zündelektrodenlanze and the main electrode lance. Advantageously, this not only costs for pipes and seals can be saved, but the entire cooling water supply of the plasma torch is significantly simplified. In addition, the diameter of the plasma torch shaft can be kept substantially smaller, which corresponds to a direct reduction of the outside temperature-loaded burner shell surface, i. the heat losses of the jacket decrease and the

Wirkungsgrad des Brenners wird verbessert. Auch erlaubt ein kleinerer Brennerschaftdurchmesser mehr Universalität hinsichtlich der Einsatz- und Einbaumöglichkeiten von Plasmabrennern in Gefäßen verschiedener Art und Größe, wie z. B. in einen Schmelzofen, eine Pfanne, einen Tundish oder in eine Vakuumanlage.Efficiency of the burner is improved. Also allows a smaller burner stem diameter more universal in terms of deployment and installation options of plasma torches in vessels of various types and sizes, such. B. in a smelting furnace, a pan, a tundish or in a vacuum system.

Dadurch, daß die Zündelektrodenlanze gegenüber den Kühlflüssigkeitskanälen abgedichtet und gegenüber der Hauptelektrodenlanze bzw. Hauptelektrode elektrisch isoliert ist, kann das Zündgas unmittelbar in der Zündelektrodenlanze geführt werden, wobei diese gleichzeitig von außen gekühlt wird. Vorzugsweise bestehen die Hauptelektroden- und Zündelektrodenlanze aus insgesamt nur drei koaxial zueinander angeordneten Rohren, wobei die Kühlflüssigkeit in den miteinander verbundenen Ringkanälen zwischen dem Außenrohr und dem Mittelrohr einerseits und zwischen dem Mittelrohr und dem Innenrohr andererseits geführt wird. Hiermit wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die Hauptelektrode das Bauteil ist, das der größten Kühlung bedarf. Dabei wird der Hauptelektrodenstrom über das Außenrohr und der Zündelektrodenstrom über das Innenrohr geführt.Characterized in that the Zündelektrodenlanze is sealed against the cooling liquid channels and electrically insulated from the main electrode lance or main electrode, the ignition gas can be performed directly in the Zündelektrodenlanze, which is simultaneously cooled from the outside. Preferably, the main electrode and Zündelektrodenlanze from a total of only three coaxial tubes arranged, the cooling liquid in the interconnected annular channels between the outer tube and the center tube on the one hand and between the central tube and the inner tube on the other hand is performed. This takes into account the fact that the main electrode is the component that requires the greatest cooling. The main electrode current is conducted via the outer tube and the ignition electrode current via the inner tube.

Damit die Kühlung des Innenrohres trotz des Isolationsschlauches, der von außen hierüber gezogen ist, noch hinreichend ist, wird ein entsprechend dünnwandiger Isolationsschlauch gewählt, der jedoch vorzugsweise hochelastisch und hochtemperaturfest sein soll. Zur Zentrierung der Zündelektrodenlanze dienen eine oder mehrere Hülsen.Thus, the cooling of the inner tube despite the insulation tube, which is pulled over from the outside, is still sufficient, a correspondingly thin-walled insulation tube is selected, however, should preferably be highly elastic and high temperature resistant. To center the ignition electrode lance serve one or more sleeves.

Das Mittelrohr setzt sich im Bereich der Hauptelektrode durch ein im wesentlichen ringförmiges Umlenkteil fort, das stirnseitig eine Verbindung zwischen den beidseitig hiervon liegenden Kühlflüssigkeitsringkanälen frei läßt. Dabei sind das Mittelrohr, das genannte Umlenkteil und die Hülse zur Zentrierung der Zündelektrodenlanze aus nichtlantendem Material, vorzugsweise Kunststoff. Dadurch wird eine möglicherweise durch das Kühlmedium verursachte Reduzierung des Übergangswiderstandes zwischen Zünd- und Hauptelektrode verhindert. Hingegen sind die Zündelektrode und die Gasdüse, in denen der zylindrische Innenraum der Zündelektrodenlanze übergeht, elektrisch leitend. Die Düsenwirkung der Gasdüse wird dadurch begünstigt, daß die entsprechenden Zündgasführungskanäle konisch nach außen geführt werden, vorzugsweise in Form von mehreren Einzelbohrungen, die im Bereich der Hauptelektrode bzw. des Auslasses wieder zusammengeführt werden. Die Gasdüse und die Hauptelektrode sind über eine ringförmige Isolierhülse miteinander verbunden, wobei diese Hülse aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff, einer druckflüssigkeitsdichten Keramik oder einem Verbundmaterial aus einem Kunststoff, einem Metall und einer Keramik bestehen kann. Der Isolationsschlauch wird überlappend und dichtend über die Gasdüse und einen Teil der Isolierhülse geführt, um die Flüssigkeitsisolierung zu verbessern. Die zwischen der Außenfläche der Gasdüse und der Innenfläche der Isolierhülse vorgesehene O-Ringdichtung, die in einer entsprechenden Nut der Gasdüse liegt, optimiert die Dichtigkeit. Die Hauptelektrode selbst ist topfartig ausgebildet und elektrisch leitend mit dem Außenrohr verbunden. Zwischen diesen Teilen wird zwecks Dichtigkeit eine O-Ringdichtung eingesetzt. Eine weitere O-Ringdichtung befindet sich im Überlappungsbereich von Isolierhülse und Hauptelektrode.The central tube continues in the region of the main electrode by a substantially annular deflecting part, which leaves the front side a connection between the bilaterally lying therefrom Kühlflüssigkeitsringkanälen. In this case, the center tube, said deflecting part and the sleeve for centering the Zündelektrodenlanze from nichtlantendem material, preferably plastic. This prevents a possible reduction of the contact resistance between the ignition and main electrodes caused by the cooling medium. By contrast, the ignition electrode and the gas nozzle, in which the cylindrical interior of the ignition electrode lance transitions, are electrically conductive. The nozzle effect of the gas nozzle is facilitated by the fact that the corresponding Zündgasführungskanäle are guided conically outwards, preferably in the form of a plurality of individual bores, which are brought together again in the region of the main electrode and the outlet. The gas nozzle and the main electrode are connected to each other via an annular insulating sleeve, which sleeve may consist of a high temperature resistant plastic, a pressure fluid-tight ceramic or a composite material of a plastic, a metal and a ceramic. The spaghetti is passed overlapping and sealing over the gas nozzle and a portion of the insulating sleeve to improve fluid isolation. The provided between the outer surface of the gas nozzle and the inner surface of the insulating O-ring seal, which is located in a corresponding groove of the gas nozzle, optimizes the tightness. The main electrode itself is pot-shaped and electrically conductively connected to the outer tube. Between these parts, an O-ring seal is used for tightness. Another O-ring seal is located in the overlap area of insulating sleeve and main electrode.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das Innenrohr und/oder die Gasdüse aus Kupfer zu fertigen. Die Zündelektrode sollte aus Wolfram bestehen, wobei aus fertigungstechnischen Gründen die Zündelektrode in ihrem oberen konisch geformten Teil mit Kupfer umgössen werden kann und der betreffende Gußblock die Gasdüse bildet.It has proven to be advantageous to manufacture the inner tube and / or the gas nozzle made of copper. The ignition electrode should consist of tungsten, for manufacturing reasons, the ignition electrode can be surrounded in its upper conical shaped part with copper and the cast block in question forms the gas nozzle.

Um in den Strömungskanälen für das Zündgas eine möglichst laminare Strömung zu erzielen, ist das Innenrohr im unteren Teilbereich konisch erweitert und der Konizität der sich anschließenden Bohrungen angepaßt.In order to achieve as laminar a flow as possible in the flow channels for the ignition gas, the inner tube in the lower portion is flared and adapted to the conicity of the subsequent holes.

embodiments Em embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail below. Show it

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Plasmabrenner in einem Längsschnitt, und Fig.2: die Befestigung der Zündelektrode in einem Längsschnitt in vergrößerter Darstellung.1 shows a plasma torch according to the invention in a longitudinal section, and Figure 2: the attachment of the ignition electrode in a longitudinal section in an enlarged view.

Der Plasmabrenner weist als Hauptkomponenten eine'Zünd- und Hilfselektrode 11, eine Haupt-oder Düsenelektrode 12 und eine Düse 13 auf, die jeweils elektrisch voneinander isoliert sind.The plasma torch has as main components an ignition and auxiliary electrode 11, a main or nozzle electrode 12 and a nozzle 13, each of which is electrically isolated from each other.

Die in ihrem Querschnitt kreisrunde Zündelektrode 11 ist mit ihrem oberen, konischen Ende 1V in einer Gasdüse 14 eingebettet, die wiederum an einer Zündlanze befestigt ist, die - im Unterschied zu bekannten Plasmabrennern - aus nur einem einzigen Rohr 16 besteht. Der zylindrische Innen- oder Hohlraum 17 des Rohres 16 geht in seinem an die Gasdüse 14 angrenzenden, unteren Bereich in eine konische Erweiterung 18 mit dem Kegelwinkel γ über. Die Gasdüse 14 weist mehrere, z. B. zehn am Umfang gleichmäßig verteilte Bohrungen oder Durchgangslöcher 19 auf. Die Achsen der Bohrungen 19 sind auf einer (gedachten) Kegelfläche (19') derart angeordnet, daß die Bohrungen 19 an ihrem dem Rohr 16 zugewandten Ende enger beieinander sind (als an ihrem der Zündelektrode 11 zugewandten Ende) und mit ihrem dem Rohr 16 zugewandten Ende insgesamt innerhalb des Hohlquerschnitts der konischen Erweiterung 18 liegen. Der Konuswinkel der (gedachten) Kegelfläche 19' ist in Fig. 2 mit β bezeichnet. Das Innenrohr 16 wird vorzugsweise aus Kupfer hergestellt, während die Zündelektrode 11 aus Wolfram ist. Hierbei bietet es sich an, die Zündelektrode 11 zu einem Halbzeug folgendermaßen vorzufertigen: Die Zündelektrode 11 wird z;i einem Stab mit einem Konus 11'mit einem Kegelwinkel vorgearbeitet und anschließend im Gießverfahren mit Kupfer ir; den für die Gasdüse 14 erforderlichen Abmessungen umgössen. Das so hergestellte Halbzeug wird durch Fertigung der Bohrungen 19 endbearbeitet und mit dem Rohr 16 verbunden. Durch den Neigungswinkel (= halber Kegelwinkel ß) der Bohrungen 19 in der Gasdüse 14 werden die Position des durch den Gasstrom gekühlten Bereichs und die Intensität der Kühlung bestimmt. Durch den geringen Abstand der Bohrungen 19 ist der dem Rohr 16 zugewandte Bereich der Gasdüse stärker gekühlt als der der Zündelektrode 11 zugewandte Bereich. Demzufolge wird der Kegelwinkel α des oberen kegelförmigen Endes 11' der Zündelektrode 11 zu gewählt, daß die gesamte Strecke der Verbindung zwischen der Gasdüse 14 und der Zündelektrode 11 gleichmäßig zur Stromübertragung und Wärmeleitung genutzt wird. Die Gasdüse 14 ist an ihrer Außenseite mit einem Ende einer elektrisch Isolierenden Hülse 20 umgeben. Mit ihrem anderen Ende umschließt die Isolierhülse 20 einen zylindrischen Flansch 21 der Hauptelektrode 12. Durch einen ringförmigen Vorsprung 22 an der Innenseite der Hülse 20 werden die Gasdüse 14 und die Hauptelektrode 12 mit ihrem Flansch 21 auf Abstand gehalten. Die Isolierhüls 20 dient demnach als. mechanisches Bindeglied zwischen der Gasdüse 14 und der Hauptelektrode 12 und bewirktThe circular in its cross-section ignition electrode 11 is embedded with its upper, conical end 1V in a gas nozzle 14, which in turn is attached to an ignition lance, which - in contrast to known plasma torches - consists of only a single tube 16. The cylindrical inner or cavity 17 of the tube 16 is in its adjacent to the gas nozzle 14, the lower region in a conical extension 18 with the cone angle γ over. The gas nozzle 14 has a plurality, z. B. ten evenly distributed on the circumference holes or through holes 19. The axes of the bores 19 are arranged on a (imaginary) conical surface (19 ') such that the bores 19 are closer to each other at their end facing the tube 16 (than at their end facing the ignition electrode 11) and facing the tube 16 End total within the hollow cross-section of the conical extension 18 lie. The cone angle of the (imaginary) conical surface 19 'is designated in Fig. 2 with β. The inner tube 16 is preferably made of copper, while the ignition electrode 11 is made of tungsten. In this case, it is advisable to prefabricate the ignition electrode 11 into a semifinished product as follows: the ignition electrode 11 is prefabricated with a cone 11 'with a cone 11' and then with copper ir in the casting process; surrounded the required for the gas nozzle 14 dimensions. The semi-finished product thus produced is finished by manufacturing the holes 19 and connected to the tube 16. By the inclination angle (= half cone angle ß) of the bores 19 in the gas nozzle 14, the position of the area cooled by the gas flow and the intensity of the cooling are determined. Due to the small spacing of the bores 19, the region of the gas nozzle facing the tube 16 is cooled more strongly than the region of the ignition electrode 11. Accordingly, the cone angle α of the upper tapered end 11 'of the ignition electrode 11 is chosen so that the entire distance of the connection between the gas nozzle 14 and the ignition electrode 11 is used evenly for power transmission and heat conduction. The gas nozzle 14 is surrounded on its outer side with one end of an electrically insulating sleeve 20. With its other end the insulating sleeve 20 encloses a cylindrical flange 21 of the main electrode 12. By an annular projection 22 on the inside of the sleeve 20, the gas nozzle 14 and the main electrode 12 are held with its flange 21 at a distance. The Isolierhüls 20 therefore serves as. mechanical link between the gas nozzle 14 and the main electrode 12 and causes

eine exakte Positionierung der Zündelektrode 11 in bezug auf die Hauptelektrode 12. Die Isolierhülse 20 besteht vorzugsweise aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff und/oder druckflüssigkeitsdichter Keramik oder aus einem Verbund aus Kunststoff, Metall und Keramik.an exact positioning of the ignition electrode 11 with respect to the main electrode 12. The insulating sleeve 20 is preferably made of a high temperature resistant plastic and / or pressure fluid-tight ceramic or a composite of plastic, metal and ceramic.

Die Hauptelektrode 12 weist einen zentralen Durchlaß 23 auf, der über eineTeillänge insbesondere im Bereich des zylindrischen Flansches 21 mit der Außenfläche der Zündelektrode 11 einen ringförmigen Kanal 24 bildet. Der Innendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs 22 ist gleich dem Innendurchmesser des daran anschließenden Flansches 21 bzw. des Durchlasses 23der Hauptelektrode 12. Die Bohrungen 19 liegen mit ihrem Ausgang sämtlich innerhalb der durch diesen Durchmessergegebenen Fläche.The main electrode 12 has a central passage 23, which forms an annular channel 24 over a part length, in particular in the region of the cylindrical flange 21, with the outer surface of the ignition electrode 11. The inner diameter of the annular projection 22 is equal to the inner diameter of the adjoining flange 21 and the passage 23 of the main electrode 12. The holes 19 are all with their output within the area given by this diameter.

The tube 16 is on its outside of a easily montiorbaren and removable thin-walled, high temperature resistant

und hochelastischen Isolationsschlauch 25 überzogen, der noch die Gasdüse 14 und einen Teil der Isolierhülse 20 ringförmigumgreift. Statt des Isolationsschlauches kann auch eine elektrisch isolierende Beschichtung vorgesehen sein.and highly elastic insulating tube 25 coated, which surrounds the gas nozzle 14 and a part of the insulating sleeve 20 annularly. Instead of the insulation tube, an electrically insulating coating can also be provided.

The main electrode 12 is electrically conductive with an outer cylindrical portion 26 and fluid-tight with a tube 28th

verbunden. Zwischen dem Rohr 28 und dem Rohr 16 ist ein weiteres Rohr 27 angeordnet, das an seinem unteren Ende ein Umlenkteil 29 trägt.connected. Between the tube 28 and the tube 16, a further tube 27 is arranged, which carries a deflection part 29 at its lower end.

Wegen ihrer koaxialen Anordnung werden die Rohre 16,27,28 im folgenden auch als Innenrohr 16, Mittelrohr 27 und Außenrohr 28 bezeichnet. Dabei stellt das Innenrohr 16 mit der Gasdüse 14 die Zündelektrodenlanze dar und diese bilden zusammen mit der Hülse 20 und dem Mittel- und dem Außenrohr 27 bzw. 28 die Hauptelektrodenlanze.Because of their coaxial arrangement, the tubes 16,27,28 hereinafter referred to as inner tube 16, middle tube 27 and outer tube 28. In this case, the inner tube 16 with the gas nozzle 14 is the Zündelektrodenlanze and these form together with the sleeve 20 and the middle and the outer tube 27 and 28, the main electrode lance.

For coaxial centering of the inner tube 16 are provided with axially parallel passages sleeves 31 made of electrical

isolierendem Material, die einerseits an den Isolationsschlauch 25 und andererseits an der Innenseite des Mittelrohres 27anliegen.insulating material, on the one hand to the insulating tube 25 and on the other hand on the inside of the central tube 27 are concerned.

The central tube 27 and the subsequent deflection part 29 and the centering sleeves 31 are preferably made Plastic, which brings weight savings in addition to the electrical insulation. The gas flow for the ignition electrode 11 via the symbolically indicated Zündgasanschluß 32, the cavity 17,

die Bohrungen 19 und den Ringkanal 24. Durch das kalte Zündplasmagas wird die durch das Rohr 16 gebildetethe holes 19 and the annular channel 24. By the cold Zündplasmagas which is formed by the tube 16

Ignition electrode lance inside cooled. When ignited Zündlichtbogen between the ignition electrode 11 and the main electrode 12th

ti itt das Zündplasmagas als Plasmastrahl aus dem Durchlaß 23 der Hauptelektrode 12 aus.The ignition plasma gas acts as a plasma jet from the passage 23 of the main electrode 12.

The flow of the gas for between the main electrode 12 and another pole, z. As a molten metal, too

zündenden Haupt- oder Leistungslichtbogen erfolgt über den symbolisch angedeuteten Plasmagasanschluß 33 und denigniting main or power arc via the symbolically indicated plasma gas connection 33 and the

Ring channel 34 through the outer surface of the outer tube 28 and the main electrode 12 on the one hand and the inner surface of the Burner jacket and the nozzle 13 on the other hand is formed. Between the inner tube 16 and the central tube 27 and between the central tube 27 and the outer tube 28 is a respective Ring channel 35 and 36 for the passage of a liquid coolant present. Both ring channels 35,36 are between the Diverter 29 and the front part of the main electrode 12 connected together. The formed by the inner tube 16 Ignition electrode lance is also detected by the coolant flow. Electrically, the ignition electrode 11 via the gas nozzle 14, the inner tube 16 ^ ⁿ .> I located on this, symbolically

angedeuteten Stromanschluß 37 mit einem Pol einer (nicht dargestellten) Strτη- bzw. Spannungsquelle verbunden. Dieindicated power connection 37 connected to one pole of a (not shown) Strτη- or voltage source. The

Main electrode 12 is above the outer tube 28 and the befindlicher., Also symbolically indicated Power connector 39 connected to another pole of the power source. For cooling both the ignition electrode 11 and the main electrode 12, a liquid coolant on the symbolic

angedeuteten Kühlmittelanschluß bzw. -eintritt 41 in den Ringkanal 35 eingegeben und unter dem Umlenkteil 29 durch denindicated coolant connection or inlet 41 is entered into the annular channel 35 and under the deflecting 29 by the

Ring channel 36 to the symbolically indicated coolant outflow or exit 43 returned. This will be the current to Main electrode 12 leading outer tube 28 cooled by the water flow inside. In addition, the outer tube, '28, goes through

das zur Hauptelektrode 12 durch den Ringkanal 34 strömende kalte Hauptplasmagas gekühlt.cooled to the main electrode 12 through the annular channel 34 flowing cold Hauptplasmagas.

To seal the coolant circuit through the annular channels 35,36 are seals in the form of O-rings between each Sleeve 20 and the gas nozzle 14 (O-ring 45) and the cylindrical inner flange 21 of the main electrode 12 (O-ring 46) and between

dem äußeren Flansch 26 der Hauptelektrode und dem Außenrohr 28 (0-Ring 47) vorgesehen. Die 0-Ringe 45...47 werden inthe outer flange 26 of the main electrode and the outer tube 28 (0-ring 47) are provided. The 0 rings 45 ... 47 are in

Ring grooves held by danen in Fig. 2, the annular groove 48 in the gas nozzle 14 for the 0-ring 45 and the annular groove 49 in the sleeve 20 for

den 0-Ring 46 beispielhaft dargestellt sind.the 0-ring 46 are shown by way of example.

Apart from the liquid coolant, the inner tube 16 is still through the flowing through the cavity 17 plasma gas

gekühlt.cooled.

Der beschriebene Plasmabrenner ist vorzugsweise als Drehstrom-Plasmabrenner zu betreiben. Daneben kann er aber auch, wie in der EP-OS 0134961 A2 beschrieben, mit Gleich- und/oder Wechselstrom betrieben werden.The plasma torch described is preferably to operate as a three-phase plasma torch. In addition, however, it can also be operated with direct current and / or alternating current, as described in EP-OS 0134961 A2.

Claims

1. A liquid-cooled plasma torch with transferred arc, the cooling liquid, electricity and gas are passed through coaxial tubes existing ignition and main electrode lances to the ignition and the main electrode, characterized by a common cooling circuit (41,35,36,43) for the Zünd and main electrode lance (14, 16, 27, 38).

2. plasma burner according to claim 1, characterized in that the ignition electrode lance (14,16) with the ignition electrode (11) opposite the channels (35,36) of the cooling circuit sealed and opposite the main electrode lance (27, 28) and the main electrode (12) is electrically isolated.

3. Plasma torch according to claim 1 or 2, characterized in that the main electrode and the Zündelektrodenlanze (14,16,27,28) consist of three coaxially arranged tubes (16,27, 28), wherein the cooling liquid in the interconnected Ring channels (35,36) between the outer tube (28) and the central tube (27) on the one hand and between the central tube (27) and the inner tube (16) on the other hand is performed.

4. Plasma torch according to claim 3, characterized in that the power connection (39) for the main electrode current to the outer tube (28) and the power connection (37) for the Zündelektrodenstrom with the inner tube (16) is connected.

5. plasma torch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Zündelektrodenlanze from only one, the ignition current conducting tube, the inner tube (16) is formed, within whose interior space (17) the ignition gas is guided, wherein the inner tube ( 16) is coated with a thin-walled, preferably highly elastic and high temperature resistant insulation tube (25).

6. plasma burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Zündelektrodenlanze (16) in the radial direction relative to the center and outer tube (27 or 28) existing main electrode lance, preferably mohrfach with sleeves (31) is centered.

7. plasma burner according to one of claims 3 to 6, characterized in that the central tube (27) with an annular deflecting member (29) is connected, which projects to form a connection of the liquid ring channels (35,36) into the main electrode (12) ,

8. plasma burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the central tube (27), the deflection part (29) and / or the sleeves (31) made of electrically non-conductive material, preferably plastic.

9. plasma torch according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cylindrical interior (17) of the inner tube (16) of the Zündelektrodenlanze in a gas nozzle (14) opens, which is electrically connected to the ignition electrode (11).

10. plasma burner according to claim 9, characterized in that the ignition electrode (11) protrudes with its conically shaped upper part (1 V) in the gas nozzle (14) and the gas nozzle (14) with radially obliquely outwardly guided Zündgasführungskanälen (19).

11. plasma torch according to any one of claims 9 or 10, characterized in that the Zündgasinnenraum (17) of the inner tube (16) in a plurality, preferably 8 to 12 symmetrically to the axis of the inner tube (16) and the ignition electrode \ '\ 1) arranged individual bores ( 19) merges, which are brought together again in the region of the main electrode (12) or its output (23) to a common cross section.

12. Plasma torch according to one of claims 1 to 11, characterized in that the gas nozzle (14) and the main electrode (12) via an annular insulating sleeve (20) are releasably connected together.

13. Plasma torch according to claim 12, characterized in that the insulating sleeve (20) consists of a high temperature resistant plastic, a pressure fluid-tight ceramic or a composite material of a plastic, a metal and a ceramic.

14. Plasma torch according to claim 12 or 13, characterized in that the insulating tube (25) engages overlapping and sealing over the gas nozzle (14) and a part of the insulating sleeve (20).

15. Plasma torch according to one of claims 12 to 14, characterized in that between the outer surface of the gas nozzle (14) and the inner surface of the insulating sleeve (20) an O-ring seal (45) is arranged, in a corresponding groove (48) of Gas nozzle (14) is located.

16. Plasma torch according to one of claims 1 to 15, characterized in that the main electrode (12) is pot-shaped and electrically conductively connected to the outer tube (28).

17. Plasma torch according to one of claims 1 to 16, characterized in that between the main electrode (12) and the outer tube (28) and between the main electrode (12) and the insulating sleeve (20) at least one O-ring seal (47 or 46) is provided.

18. Plasma torch according to one of claims 1 to 17, characterized in that the inner tube (16) and / or the gas nozzle (14) consist of copper.

19. Plasma torch according to one of claims 1 to 18, characterized in that the ignition electrode (11) consists of tungsten.

20. Plasma torch according to one of claims 1 to 19, characterized in that the ignition electrode (11) at its upper conically shaped part (11 ') with a gas nozzle (14) forming the copper block is surrounded in conical to the interior ( 17) of the inner tube (16) converging bores (19) are introduced.

21. Plasma torch according to claim 20, characterized in that the inner tube (16) in the lower portion (18) is flared.