DE2112888C3 - Hochfrequenz Induktionsplasmabrenner und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Description

Durch diese einfache Maßnahme werden die vielfachen Dichtungsprobleme umgangen, welche insbe-

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Induk- sondere zu den Schwierigkeiten bei der Vorrichtung tionsplasmabrenner mit einer rohrförmigen Hochfre- 55 gemäß der deutschen Auslegeschrift 181ISOI gequcnzspule, die ein eine Brennkammer einschließen- führt haben. Ferner wird ein wesentlich besserer des Brennkammerrohr umschlingt und durch die ein Kopplungsfaktor zwischen der Spule und dem Kühlmittel hindurchfließt, sowie ein Verfahren zur Plasma erzielt, wodurch bei sonst gleichen Voraus-Herstellung eines solchen Brenners. Setzungen die Leistungsfähigkeit des Brenners we-

Wcrden Hochfrequenz-Induktionspiasmabrenner 60 sentlich verbessert werden konnte. Schließlich wird mit relativ hohen Leistungen betrieben, kann das dadurch ein wesentlich verbesserter Wärmeübergang Problem der Kühlung erhebliche Schwierigkeiten be- an das Kühlmittel erreicht, so daß der Kühlmittelreiten. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, in- kreislauf kleiner dimensioniert werden kann als bisnerhalb eines äußeren Rohres ein zweites, stärker her. Dabei kann das Bauvolumen, insbesondere der hitzebeständiges Rohr, beispielsweise aus Quarzglas 65 Durchmesser, des Induktionsplasmabrenners sowie oder Siliziumdioxyd, vorzusehen und im Zwischen- sein Gewicht wesentlich reduziert werden, da die raum ein Kühlmittel strömen zu lassen. Bei einer großvolumige Kühlkammer, weiche bisher den Brenderartigen Konstruktion treten jedoch erhebliche ner umgab, fortfällt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung mit der metallisierten O^rflächcinnerh^lb^der weneincs Hochfrequenz-Induktionsplasmabrenner ist da- delformigen Ausnehmung J ve ^_{6 Meüdbchichl} durch gekennzeichnet, daß das wemielförmige Me- meübergang zu verbessern, "ⁿ _{zu brf wfc}

tallrohr in eine der Brennkammer entsprechende auf ^₁ ^'^Λ* ^^SfgX rohrförmigerΓ Hoch-Form eingegeben wird und daß die Zwischenräume 5 die Spule. Der In?«¹™""*J^Lj₁OuB des Kühlmit mit einer hoch wärmefesten keramischen Isolier- frequenzspule 4 ^d«f ^^_ndet wird, masse ausgefüllt werden. Dadurch ergibt sich eine tels, als welches z. B wasserJ _{ind die} .

einfache Möglichkeit zur Fabrikation eines solchen Zur Zu- und .Abl^ung dft, Kuwm ^ ^^

Brenners, wobei die äußeren Abmessungen wegen der Figur nicht ^da^^te"^ien _lsoHerstücke an eine der vorgegebenen Form besonders gut eingehalten io quenzspule4 über. ^^ei£_{uhlmUtelsenke} angeschloswerden können. Kuhlmitteiquene, o/w. ^

In besonders vorteilhafter Weise ist es möglich, als ^sen. _v~_Mmitu.\ _ei_n elektrisch leitendes Me-

Kühlmittel flüssiges Metali vorzusehen, welches ^{Wird a1}^ ^KuhlmltS_a!'" Verwendet, ist es beson-

selbst den elektrischen Leiter für die Hochfrequenz- dium, beispielsweise Wasser spule darstellt. Dadurch erübrigt sich die Aufnahme i,- -■— -'♦«"'»». die Hochfrequenzspule ___ eines separaten Rohres in die Brennkammerwand,
mit einem wendelförmigen Kanal

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der für die Spule, da beide_n *P^U^ Erfindung an Hand von Zeichnungen näher beschrie- >o schlußstelle,gleiches P^^Shrungsbeispiel beben. Es zeigt Das in F ι g. ^ S^ez"Mf Wandung mit einen

F i g. 1 die teilweise geschnittene Darstellung eines steht aus e.nem Rohr I dessen e^^ ^

ersten Ausführungsbeispicls, wendelform.gen, g"_p ^cf'f^S _K ^e _a ⁿ^_ls ^N _kö_nnen metallisiert

Fig.2 die teilweise geschnittene Darstellung eines Die Oberflachen diesesJKanab^* _{u]s dient}

zweiten Ausführungsbeispiels, *5 sein, so ^daß,^d _n ^e ^"^tjeuiLhe Anschlüsse her-

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zweiten Ausführungsbeispiels, 5 ,_n ^^tjeuiLhe Anschlüsse her

F i g. 3 die teilweise geschnittene Darstellung eines nachdem ^ent.^sP^rech^^de _n ^e'J^k _WCndelförmige Kanal 6

dritten Ausführungsbeispiels. gestellt worden sind. Der we \_ühlmitte!

Gemäß Fig. I umfaßt der Hochfrequent Induk- wird vorzugsweise von e.ncm tiussig

tionsplasmabrenner eine beispielsweise rohrförmige durchsetzt. ^_1H„u,_>nmetallisierunß des Kanals 6

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Brennkammerwand 1, welche beispielsweise aus ke- 3<> Auf *\°*$£*»S™™ g^{emäß tincm} ramischem Material besteht. In dem Innenraum 2 kann jedoch verzithte ^weraen _K ^B _{ühlmiUe| für}

wird durch nicht dargestellte Vorrichtungen ein Gas bevorzugten ^^us "hrungsbe.sp _Metall

eingeleitet und durch ebenfalls nicht dargestellte Mit- d.e in b . g. 2 6^{ea lA} ™ L _den elektrischen tl L Zünden gebracht genutzt wird, ^f^^ ll Al l

eingeleitet und durch ebenfalls nicht dargestellte Mit g 6 L _den elektrischen tel Lm Zünden gebracht. genutzt wird, ^f^^nzspu e darstellt. Als sol-Die äußere Oberfläche der Brennkammerwand 1 35 Later fur ^d« "^sTcine Natrium-Kalzium-Lcwcist eine wendeiförmige Ausnehmung3 auf, welche ches kann ^KlsP^{ie sw}f^!S^ ^"^e _weV_{che einen} Schmelzzur Aufnahme einer mehrwindigen Hochfrequenz- gierung verwendet werden, ^^ _{siedepunkt von} s_Pule4 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Ober- punkt vor, -^Π L- _{tändHch könncn auch} fläche der wendelformtgen Ausnehmung 3 metalli- iW c auiweisι. ο „_asförmige Kühlmittel siert, um eine gute Wärmeleitung zwischen dem 40 andere geeignete flüssige oder gasförmig Rohrl und der Hochfrequenzspule 4 herzustellen. verwendet ^w™. ■ _F -j _{g 3 geze}ig_ten Aus-Ferner nimmt die Metallschicht das elektrische Po- Gemäß einem wei er«- J} ^r J^ ^, ^_{ine rohr}. tential der Spule an, wodurch möglichst stetige Po- ^^"^S'f/j'L³' 7 °n df^^ Brennkammerwand tentiainächen erhalten werden, so dab die elektrische form.ge Metallwendel 7 m a^e Feldverteilung zwischen der Spule und dem Plasma 45 eingebettet. Die E»nbettunfc ge schien _Zu keine lokalen Maxima aufweist, welche zu uner- len einer zunaclwt ^ ^⁸/^™^⁸ vorzugsweise wünschten und unvorhersehbaren Spannungsüber- ^^Y^^^Si^hem Material.

STSSSiSSi.* besteht aus einem Rohr ÄrSung kann ^^J^ guter elektrischer und^F thermischer Leitfähigkeit. Im 50 vp^nonunj ^n ^urA^ch ej« be bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Spule sichere, einfache und kostcnsparenae aus Kupferrohr. Vorzugsweise sind die Kupferrohre tion durchfuhren IaIJt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

ι 2 Probleme bezüglich der Dichtung auf da sich wegen Patentansorüche· des starken TemperaturgefäUes beide Rofcre ver- Patentampruche. «^ ^ Jfa^ Es de daher versucht,

1. Hochfrequenz-Induktionsplasmabrenner mit Vorrichtungen zu schaffen, welche die nachtei igen einer rohrförmigen Hochfrequenzspule, die ein 5 Wirkungen dieser Temperaturunterschiede beseitigen eine Brennkammer einschließendes Brenn- soHten. ii„_e«.oi.rift isiisni kammerrohr umschlingt und durch die ein Kühl- So ist aus der deutschen Audegeschnft. 1 811 501 mittel hindurchfließt, dadurch ge kenn- ein Plasmastrahlgenerator bekannt, welcher aus zeichnet, daß die Wicklungen der Hochfre- einem einseitig offenen inneren RoHr aus aieiektnquenzspule (4) entweder in wendeiförmigen Aus- io _schem Material besteht, in dem das zu ion Bierendc nehmungen der äußeren Oberfläche oder in der Gas strömt. Ferner ist em dieses mit radialem Ab-Wand des Brennkammerrohres (I), welches aus stand konzentrisch umgebendes äußeres Rohr vorgedielektrischem Material besteht, angeordnet sind. sehen, das mit dem inneren Rohr eine Kammer ein-

2. Hochfrequenz-Induktionsplasmabrenner schließt, in welcher ein Kuhlmittel strömt. Zwischen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 15 den beiden Rohren sind elastische Federeinnchtundie wendeiförmigen Ausnehmungen (3) metalli- gen vorgesehen, die axiale Langenanderungen des insiert sind. neren Rohres relativ zum äußeren zulassen. Der Auf-

3. Hochfrequenz-Induktkmsplasmabrenner bau dieser Vorrichtung ist jedoch relativ komplizieri, nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß weshalb die Vorrichtung äußerst störanfällig ist.

die Hochfrequenzspule (4) aus mindestens zwei so Auch der durch die deutsche Auslegeschrift

parallelen und ncbeneinanderliegenden Zweigen 1264 640 bekannt gewordene Plasmabrenner, der

besteht. ebenfalls tine doppelwandige Rohrkonstruktion auf-

4. Hochfrequenz-Indukuonsplasmabrenner weist, in deren Zwischenraum das kühlmittel ^s.^trü™-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kann bezüglich Einfachheit und Wirksamkeit Ues die Brennkammerwand (1) mit einem wendelför- *5 Wärmeüberganges an das Kuhlmittel nicht betnedimigen Kanal (6) versehen ist. gen.

5. Hochfrequenz-Induktionsplasmabrenncr Ein weiterer Nachteil bekannter Vorrichtungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Art besteht darin, daß die Hochfrequenzspule die Oberfläche des Kanals (6) metallisiert ist. außerhalb des äußeren Rohres angeordnet ist, wo-

6. Hochfrequenz-Induktionsplasmabrenner 30 durch der radiale Abstand zwischen dem Plasma und nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spule relativ groß ist. Dies bedeutet einen relativ als Kühlmittel flüssiges Metall vorgesehen ist, geringen Kopplungsfaktor zwischen der Hochfrcwelches selbst den elektrischen Leiter für die quenzspule als Primärwicklung und der als Sekun-Hochfrequenzspule (4) darstellt. därwicklung eines Transformators wirkenden kon-

7. Hochfrequenz-lnduktionsplasmabrenncr 35 zentrischen Strombahn an der äußeren Grenzfläche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß des Plasmas.

als Kühlmittel eine Natrium-Kalzium-Legierung Ls ist Aufgabe vorliegender Erfindung, einen

vorgesehen ist, deren Schmelzpunkt etwa Hochfrequenz-Induktionsplasmabrenper zu beschrei-

-I1°C und deren Siedepunkt etwa f794°C ben, welcher einfach im Aufbau und in der Herstel-

beträgt. 40 lung und sicher im Betrieb ist, welcher einen höheren

8. Verfahren zur Herstellung eines Hochfre- -Kopplungsfaktor aufweist als bekannte Brenner diequcnz-Induktionsplasmabrcnners nach An- ser Art, und welcher einen wesentlich besseren Wirspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein wen- kungsgrad des Wärmeüberganges an das Kühlmittel delförmiges Metallrohr (7) in eine der Brennkam- aufweist als bekannte Brenner dieser Art. Diese Aufmer entsprechende Form eingegeben wird und 45 gäbe wird für einen eingangs zitierten Hochfredaß die Zwischenräume mit einer hoch wärmefe- quenz-Induktionsplasmabrenner erfindungsgemäß sten keramischen Isoliermasse ausgefüllt werden. dadurch gelöst, daß die Wicklungen der Hochfrequenzspule entweder in wendeiförmigen Ausnehmungen der äußeren Oberfläche oder in der Wand

50 des Brennkammerrohres, welches aus dielektrischem

Material besteht, angeordnet sind.