DE3444054A1

DE3444054A1 - Lichtbogenplasmabrenner

Info

Publication number: DE3444054A1
Application number: DE19843444054
Authority: DE
Inventors: David Paul Raleigh N.C. Camacho; Salvador Lujan Camacho
Original assignee: Plasma Energy Corp
Current assignee: Plasma Energy Corp
Priority date: 1983-12-02
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1985-06-13
Also published as: US4559439A; SE8406104D0; SE8800033D0; SE8800033L; AU568419B2; JPS60137578A; SE8406104L; BR8406112A; CA1223045A; GB2150799A; FR2556168B1; SE457843B; FR2556168A1; AU3623384A; GB2150799B; GB8430441D0

Description

LIECkι &BETTEN

Patentanwälte Dipl.-lng. H -Peter LiecK

3 L L L Π R L European Patent Attorneys Dipl.-lng. Jürgen Betien

Maximiliansplatz D-8000 München - β ' ©089-220821

Telex 5216741 listd Technolaw⁸ Telegramm Electropat

Lichtbogenplasmabrenner

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenplasmabrenner und befaßt sich mit der Betriebsweise desselben. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Lichtbogenplasmabrenner, der durch Auswechseln einer Elektrodenanordnung gegen eine Kollimationsdüsenanordnung wahlweise in einer Arbeitsweise mit nichtübertragenem, indirektem, nichtdurchgeführtem Lichtbogen oder in einer Arbeitsweise mit übertragenem, direktem, durchgeführtem Lichtbogen einsetzbar ist. Die Elektrodenanordnung kann als Anschlußpunkt für den Lichtbogen bei der nichtübertragenen Arbeitsweise dienen, während die Kollimationsdüsenanordnung als Düse zur Erzeugung paralleler Strahlen eines zu einem äußeren Anschlußpunkt hindurchgeführten Lichtbogens bei der übertragenen Arbeitsweise dient.

Lichtbogenplasmabrenner sind bekannt und weisen eine Vorrichtung auf, mit der elektrische Energie wirksam in Wärmeenergie umgewandelt werden kann. Der Brenner erzeugt eine Plasmaflamme unter Verwendung einer ziemlich geringen Gasströmung. Die Wärme der Plasmaflamme hat Vorteile gegenüber der Wärme einer Verbrennungsflamme, beispielsweise eine hohe Flammentemperatur, variabel gesteuerte Atmosphären, die mit vielen chemischen und metallurgischen Verfahren verträglich sind, sowie hohe Wärmewirkungsgrade. Normalerweise ist eine Menge von 9 kg (unter einem Druck von 20 lbs) nötig, um durch die Verbrennungsflamme die 11000 kcal (44000 BTU) in 1 kg Brennöl oder 1 kg Erdgas freizusetzen. Für die Flamme des Lichtbogenplasmabrenners ist andererseits weniger als 0,1 kg Luft zum Freisetzen

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Kto.-Nr. 2 601205 Kto.-Nr. 561437 Kto.-Nr. 56816-805

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vergleichbarer Wärmemengen nötig. Aufgrund seiner hohen Flammentemperatur, des geringen Gasbedarfs und der hohen Wärmewirkungsgrade ist der Lichtbogenplasmabrenner für die verschiedensten Anwendungsfälle in den Wachstumstechnologien, wie Raumfahrt und Kernenergie aber auch in konventionelleren Techniken, wie der Beseitigung von Abfällen, der Herstellung und Veredelung von Stahl, der Erzeugung von Ozon und dgl. ideal geeignet.

Lichtbogenplasmageneratoren oder -brenner stehen meistens in zwei verschiedenen Bauarten zur Verfügung. Für die erste wird die herkömmlichere Arbeitsweise mit nichtübertragenem oder indirektem Lichtbogen angewandt. Der Lichtbogenplasmagenerator oder -brenner, der mit nichtübertragenem Lichtbogen arbeitet, weist eine hintere Elektrode, eine vordere Elektrode und einen zwischen beiden Elektroden koaxial ausgerichteten Gaswirbelerzeuger auf. Die ganze Anordnung ist natürlich in einem entsprechenden Gehäuse enthalten, welches wassergekühlt sein kann und die nötigen Zusatzbauelemente aufweist, die zum Erzeugen eines Lichtbogens nötig sind, der sich von der hinteren Elektrode durch den Gaswirbelerzeuger zu einem Anschlußpunkt an der vorderen Elektrode erstreckt. Die zweite Arbeitsweise ist die sogenannte direkte Arbeitsweise mit durchgeführtem oder übertragenem Lichtbogen. Bei einem hierfür ausgelegten Lichtbogenplasmabrenner ist eine Kollimationsdüse koaxial ausgerichtet mit der hinteren Elektrode und dem Wirbelerzeuger angebracht. Bei dieser Arbeitsweise hat der Lichtbogen einen Anschlußpunkt an der hinteren Elektrode und den anderen nach der Übertragung durch die Kollimationsdüse an einem äußeren, zu bearbeitenden Werkstück. Lichtbogenplasmabrenner mit übertragenem Lichtbogen sind z. B. in den beiden US-Patenten 3 194 941 und 3 818 174 beschrieben. Die beiden Arbeitsweisen haben ihre Vorteile in ihren entsprechenden Einsatzgebieten.

In der deutschen Patentanmeldung P 34 01 111 .λ sind verschiedene Verbesserungen an Lichtbogenplasmabrennern beschrieben, einschließlich eines Brenners, der sowohl in der Arbeitsweise mit übertragenem Lichtbogen als auch der indirekten Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen einsetzbar ist, siehe insbesondere Fig. 71 bis 77 mit zugehöriger Beschreibung. In Fig. 72 und der zugehörigen Beschreibung der genannten parallelen deutschen Patentanmeldung ist eine vordere Elektrode beschrieben, die mit der Gesamtanordnung des dort beschriebenen Brenners zusammensetzbar ist. Dieser Brenner ist gelegentlich als "verwandlungsfähiger" Brenner bezeichnet worden, und die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf einen solchen verwandlungsfähigen Brenner gemäß der genannten Patentanmeldung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lichtbogenplasmabrenner zu schaffen, der ohne weiteres am Einsatzort, d. h. dort, wo der Brenner benutzt wird, von der Arbeitsweise mit übertragenem Lichtbogen zu der Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen umwandelbar ist.

Ein diese Aufgabe lösender Lichtbogenplasmabrenner ist mit seinen Ausgestaltungen in den Patentansprüchen näher gekennzeichnet .

Der Lichtbogenplasmabrenner\eist ein äußeres Gehäuse auf, welches in Abschnitte unterteilt ist. Im Gehäuse sind der Reihe nach eine an eine entsprechende elektrische Energieversorgungsquelle angeschlossene hintere Elektrode, ein Gaswirbelerzeuger und, je nach der Arbeitsweise, entweder eine Elektrodenanordnung für die Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen oder eine Kollimationsdüsenanord- nung für die Arbeitsweise mit übertragenem Lichtbogen angeordnet. Ferner sind im Gehäuse Rohre für die Leitung von Wasser als Kühlmittel und Gaszufuhrleitungen enthalten. Der hintere Gehäuseteil enthält eine Halterung, mit * nach der Erfindung

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der die Elektrodenanordnung für die Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen oder die Kollimationsdüsenanordnung für den Betrieb des Brenners mit übertragenem Lichtbogen lösbar in Eingriff bringbar ist. Soll beispielsweise der Brenner von der direkten zur indirekten Arbeitsweise umgeschaltet werden, so wird die Kollimationsdüsenanordnung entfernt und durch die Elektrodenanordnung ersetzt, die einen vorderen Gehäuseteil aufweist. Ein Ende des vorderen Gehäuseteils ist zum lösbaren Eingriff mit dem übrigen Teil der Elektrodenanordnung angepaßt, während das andere Ende mit dem hinteren Gehäuseteil zusammenpaßt. Die Anordnung zum Erzeugen paralleler Strahlen in Form der Kollimationsdüsenanordnung, die vordere Elektrodenanordnung und der vordere Gehäuseteil sind so ausgelegt, daß sie Kühlmitteldurchlässe haben, um die verschiedenen Bauelemente des Brenners, gleichgültig ob die vordere Elektrodenanordnung oder die Kollimationsdüsenanordnung vorgesehen ist, kühlen zu können.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht eines Lichtbogenplasmabrenners, der für die indirekte Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen gestaltet ist;

Fig. 1b einen vergrößerten Schnitt des Brenners gemäß Fig. 1a;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Elektrodenanordnung, einschließlich der vorderen Elektrode und der angepaßten äußeren Hülse;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Kollimationsdüsenanordnung einschließlich der Düse und der angepaßten äußeren Hülse;

Fig. 4 einen Schnitt durch die hintere Elektrode und den

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Gaswirbelerzeuger, die durch Schraubgewinde miteinander verbunden sind;
Fig, 5 einen Schnitt durch den Gaswirbelerzeuger längs der Linie 5-5 in Fig. 4, der die Winkel der Gasöffnungen im Gaswirbelerzeuger zeigt.

In den Fig. 1a und 1b ist ein Lichtbogenplasmabrenner 10 gemäß der Erfindung so gezeigt, wie er für die Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen einsetzbar ist. Der Brenner weist einen rohrförmigen, hinteren Gehäuseteil 24 und eine koaxial innerhalb des hinteren Gehäuseteils 24 angebrachte, zylindrische, hintere Elektrode 30 auf. Die Elektrode 30 weist ein rohrförmiges Metallglied mit geschlossenem inneren Ende und offenem äußeren Ende auf. Am äußeren Ende der Elektrode 30 ist, wie Fig. 4 zeigt, ein ringförmiger Gaswirbelerzeuger 2 8 angeschraubt, der folglich gleichfalls innerhalb des hinteren Gehäuseteils 24 angeordnet ist. Der Gaswirbelerzeuger 28 hat eine Vielzahl tangential ausgerichteter öffnungen, die in Fig. erkennbar sind, und ist zur Aufnahme eines druckbeaufschlagten Gases auf dem Weg durch einen Gaszufuhrdurchlaß geeignet, der sich durch den Brenner erstreckt und zu dem eine Gaszufuhrleitung 34 gehört. Wenn das Gas durch die öffnungen im Gaswirbelerzeuger nach innen geströmt ist, wird aufgrund der tangentialen Ausrichtung der Öffnungen eine Wirbelströmung des Gases erzeugt, die mit der hinteren Elektrode 30 koaxial ausgerichtet ist.

Im hinteren Gehäuseteil 24 ist gleichfalls in koaxialer Ausrichtung eine rohrförmige Innenhülse 26 angebracht, die ein vorderes Ende mit Innengewinde hat. Dieses Gewindeende dient als lösbare Halterung zum wahlweisen Anbringen entweder einer Elektrodenanordnung 12 oder einer Kollimationsdüsenanordnung 31.

Bei der in Fig. 1a und 1b gezeigten Gestaltung ist am Lichtbogenplasmabrenner 10 die Elektrodenanordnung 12 an-

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gebracht, zu der eine rohrförmige, metallene, vordere Elektrode 14, mit einer sich durch dieselbe erstreckenden Bohrung und eine Außenhülse 16 gehört, die durch Anschweissen oder dgl. am linken Ende an der vorderen Elektrode befestigt ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Außenhülse 16 erstreckt sich axial mindestens über den größten Teil der axialen Länge der vorderen Elektrode 14 und in geringfügigem Abstand von derselben unter Schaffung eines Spaltes zwischen beiden. Die Elektrodenanordnung weist auch ein Außengewinde an der Außenhülse 16 auf, welches zum lösbaren Eingriff mit dem Innengewinde an der Innenhülse 26 geeignet ist, um auf diese Weise die Elektrodenanordnung lösbar am hinteren Gehäuseteil anzubringen, wenn die Arbeitsweise gemäß Fig. 1a und 1b erwünscht ist. Im einzelnen ist die vordere Elektrode 14 mit der hinteren Elektrode 30 und dem Gaswirbelerzeuger 28 koaxial und so ausgerichtet, daß die Bohrung der vorderen Elektrode 14 als Anschlußpunkt für einen Lichtbogen dienen kann, der sich von der hinteren Elektrode 30 durch den Gaswirbelerzeuger 28 zur Bohrung der vorderen Elektrode 14 erstreckt. Die Elektrodenanordnung weist auch einen vorderen rohrförmigen Gehäuseteil 20 auf, der geeignet ist, koaxial mit dem hinteren Gehäuseteil und mit einem Flansch am vorderen Ende der Elektrode 14 zusammenzuwirken, wenn die Elektrodenan-Ordnung ihre Betriebsstellung einnimmt.

Der Lichtbogenplasmabrenner 10 weist ferner eine Kollimationsdüsenanordnung 31 auf, die am besten in Fig. 3 erkennbar ist und eine rohrförmige Düse 32 mit Durchgangsbohrung sowie eine Außenhülse 34 hat , die an der Düse durch Anschweißen oder dgl. am in Fig. 3 gesehen linken Ende und durch Zapfen 18 am anderen Ende befestigt ist. Die Außenhülse 34 erstreckt sich in axialer Richtung über den größten Teil der axialen Länge der Düse 32 und in geringfügigem Abstand von derselben unter Schaffung eines Spaltes zwischen beiden. Die Außenhülse 34 hat ein Außen-

gewinde, welches zum lösbaren Eingriff mit dem Gewinde an der Innenhülse 26 geeignet ist, damit die Kollimationsdüsenanordnung lösbar am hinteren Gehäuseteil angebracht werden kann, wenn die Elektrodenanordnung 12 entfernt ist. In ihrer Betriebsstellung ist die Kollimationsdüsenanordnung mit der hinteren Elektrode und dem Gaswirbelerzeuger koaxial und so ausgerichtet, daß die Kollimationsdüsenanordnung als Kollimationsdüse für einen Lichtbogen dienen kann, der sich von der hinteren Elektrode 30 durch den Gaswirbelerzeuger 28 und außerdem durch die Bohrung der Düse 32 zu einem äußeren Anschlußpunkt erstreckt.

Die Beschreibung läßt erkennen, daß entweder die Elektrodenanordnung 12 oder die Kollimationsdüsenanordnung 31 durch die Schraubgewindeverbindung zwischen der Innenhülse 26 und der Außenhülse der jeweiligen Anordnung angebracht werden kann, so daß der Brenner in indirekter Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen eingesetzt werden kann, wenn die Elektrodenanordnung am hinteren Gehäuseteil angebracht ist, oder in der direkten Arbeitsweise mit übertragenem Lichtbogen, wenn die Kollimationsdüsenanordnung am hinteren Gehäuseteil angebracht ist. Der Brenner gemäß der Erfindung weist auch eine Durchlaßeinrichtung für ein Kühlmittel auf, um ein Kühlfluid, vorzugsweise Wasser längs der hinteren und vorderen Elektrode zu leiten und Wärme von denselben abzuführen. Zu dieser Kühlmitteldurchlaßeinrichtung 40 gehört eine Wasserzufuhrleitung 44; durch welche Wasser längs der äußeren Oberfläche der hinteren Elektrode 30 entlang der Kühlmitteldurchlaßeinrichtung 40 und dann längs des zwischen der vorderen Elektrode 14 und der Außenhülse 16 gebildeten Spalts 22 geleitet wird. Das Fluid fließt dann nach hinten und zu einer Auslaßleitung 36. Die Wasserzufuhrleitung 44 besteht vorzugsweise aus Metall und dient auch dazu, die nötige elektrische Energie zur hinteren Elektrode 30 zu

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leiten. Wenn die Kollimationsdüsenanordnung mit dem hinteren Gehäuseteil zusammengesetzt ist, fließt das Kühlfluid in ähnlicher Weise durch den zwischen der Düse 32 und der Außenhülse 34 gebildeten Spalt.

Die vordere Bohrung in der vorderen Elektrode 14 kann, wie am besten in Fig. 2 erkennbar ist, einen erweiterten, becherförmigen, vorderen Endbereich 14a aufweisen. Ein solcher becherförmiger, vorderer Endbereich hat sich als wünschenswert erwiesen, weil durch eine entsprechende Koordination zwischen dem Energieniveau und dem Gasvolumen, welches in den Gaswirbelerzeuger eintritt, der von der hinteren Elektrode 30 ausgehende Lichtbogen veranlaßt werden kann, seinen zweiten Anschlußpunkt an der nach vorn weisenden Schulter des erweiterten Endbereichs 14a zu nehmen. Folglich erstreckt sich die von diesem Anschlußpunkt verursachte Erosion in Fig. 2 gesehen nach links statt radial durch die Wand der Elektrode. Das hat zur Folge, daß die Lebensdauer der Elektrode bedeutend verlängert werden kann. Wie in den Zeichnungen erkennbar, hat die Elektrodenanordnung 12 eine axiale Länge, die bedeutend größer ist als die der Kollimationsdüsenanordnung 31, was der Grund für die Benutzung des vorderen rohrförmigen Gehäuseteils 20 im Fall der Elektrodenanordnung aber nicht im Fall der Kollimationsdüsenanordnung ist.

Der Lichtbogenplasmabrenner gemäß der Erfindung kann für den verschiedensten Energiebedarf bemessen werden. So liegt der Kapazitätsbereich für den Brenner gemäß der Erfindung üblicherweise zwischen 60 kW und 150 kW.

Im übrigen wird der gesamte Offenbarungsgehalt der älteren Patentanmeldung P 34 01 777.1 vom 19. Januar 1984 ausdrücklich auch zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.

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Claims

LIECK & BETTEN

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Patentansprüche

Lichtbogenplasmabrenner, insbesondere nach der Anmeldung P 34 01 777.1,

gekennzeichnet durch eine Anpaßbarkeit an eine Arbeitsweise mit übertragenem Lichtbogen oder eine Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen und durch

- ein rohrförmiges hinteres Gehäuseteil (24),

- eine zylindrische hintere Elektrode (30), die koaxial mit dem hinteren Gehäuseteil angebracht ist und ein rohrförmiges Metallglied mit geschlossenem inneren Ende und offenem äußeren Ende aufweist,

- einen ringförmigen Gaswirbelerzeuger (28), der koaxial mit dem hinteren Gehäuseteil und dem äußeren Ende der hinteren Elektrode benachbart angeordnet ist und eine Gaswirbelströmung erzeugt,

- eine am hinteren Gehäuseteil fest angebrachte Einrichtung (Innenhülse 26) zur lösbaren Halterung,

- eine Elektrodenanordnung (12) mit durchgehender, rohrförmiger Bohrung und einer Einrichtung zum lösbaren Eingriff mit der Halterungseinrichtung, die das lösbare Anbringen der Elektrodenanordnung am hinteren Gehäuseteil in einer Betriebsstellung in koaxialer Ausrichtung mit der hinteren Elektrode und dem Gaswirbelerzeuger und in solcher Weise ermöglicht, daß die Bohrung der Elektrodenanordnung als Anschlußpunkt für einen sich von der hinteren Elektrode durch den Gaswirbelerzeuger zu der Bohrung erstreckenden Lichtbogen dient, und

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- eine Kollimationsdüsenanordnung (31) mit durchgehender rohrförmiger Bohrung und einer Einrichtung, die mit der Halterungseinrichtung lösbar in Eingriff bringbar ist und das lösbare Anbringen der Kollimationsdüsenanordnung an dem hinteren Gehäuseteil in einer Betriebsstellung in koaxialer Ausrichtung mit der hinteren Elektrode und dem Gaswirbelerzeuger und in solcher Weise ermöglicht, daß die Kollimationsdüsenanordnung als Kollimationsdüse für einen Lichtbogen dient, der sich von der hinteren Elektrode durch den Gaswirbelerzeuger und durch die Bohrung der Kollimationsdüsenanordnung zu einem äußeren Anschlußpunkt erstreckt,

wobei entweder die Elektrodenanordnung oder die Kollimationsdüsenanordnung mittels der Halterungseinrichtung am hinteren Gehäuseteil anbringbar ist und den Betrieb des Brenners in einer Arbeitsweise mit nichtübertragenem Lichtbogen bei Anbringung der Elektrodenanordnung am hinteren Gehäuseteil oder in einer Arbeitsweise mit übertragenem Lichtbogen bei Anbringung der Kollimationsdüsenan-Ordnung am hinteren Gehäuseteil ermöglicht.

2. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrodenanordnung eine die Bohrung begrenzende, rohrförmige, metallene, vordere Elektrode (14) und eine an der vorderen Elektrode befestigte Außenhülse (16) aufweist, die sich axial mindestens über den größten Teil der axialen Länge der Elektrode und in geringfügigem Abstand von derselben erstreckt.

3. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 1 oder 2

dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrodenanordnung (12) einen vorderen rohrförmigen Gehäuseteil (20) aufweist, der bei der Betriebsstellung der Elektrodenanordnung mit dem hinteren Gehäuseteil (24) koaxial zusammenwirkt.

4 . Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die sich durch die vordere Elektrode erstreckende Bohrung einen erweiterten, becherförmigen, vorderen Endbereich (14a) aufweist.

5. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 2, 3 oder dadurch gekennzeichnet , daß die lösbare Halterungseinrichtung ein rohrförmiges Glied (26) mit einem Gewindeende aufweist, und daß die Einrichtung zum lösbaren Anbringen der Elektrodenanordnung (12) am hinteren Gehäuseteil (24) ein an der Außenhülse (16) ausgebildetes, entsprechendes Gewinde hat.

6. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 1,2, 3, 4 oder dadurch gekennzeichnet , daß die Kollimationsdüsenanordnung (31) eine rohrförmige, die Bohrung begrenzende Düse (32) und eine an der Düse befestigte Außenhülse (34) aufweist, die sich axial mindestens über den größten Teil der axialen Länge der Düse und in geringfügigem Abstand von derselben erstreckt.

7. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur lösbaren Halterung ein rohrförmiges Glied (26) mit einem Gewindeende aufweist, und daß die Einrichtung zum lösbaren Anbringen der Kollimationsdüsenanordnung (31) ein an der Außenhülse (34) ausgebildetes, entsprechendes Gewinde hat.

8. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 1, * dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Länge der Elektrodenanordnung (12) wesentlich größer ist als die axiale Länge der Kollimationsdüsenanordnung (31).

9. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 1,* dadurch gekennzeichnet , daß der hintere

Gehäuseteil (24) eine Gasdurchlaßeinrichtung aufweist, die dem Gaswirbelerzeuger (28) ein druckbeaufschlagtes Gas zuführt.

0O. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 1, *

dadurch gekennzeichnet , daß der hintere Gehäuseteil (24) eine Kühlmitteldurchlaßeinrichtung aufweist, und daß die Elektrodenanordnung (12) und die Kollimationsdüsenanordnung (31) jeweils Kühlmitteldurchlaßeinrichtungen aufweisen, die so konstruiert und angeordnet sind, daß sie bei Anbringung der jeweiligen Anordnung mit der Kühlmitteldurchlaßeinrichtung des hinteren Gehäuseteils in Verbindung stehen.

11. Lichtbogenplasmabrenner nach Anspruch 1, * dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrodenanordnung eine die Bohrung durch dieselbe begrenzende, rohrförmige, metallene, vordere Elektrode (14) und eine an der vorderen Elektrode befestigte Außenhülse (16) aufweist, die sich axial mindestens längs des größten Teils der axialen Länge der Elektrode und in geringem Abstand von derselben erstreckt, und daß die Kollimationsdüsenanordnung eine die Bohrung derselben begrenzende, rohrförmige Düse (32) und eine an der Düse befestigte Außenhülse (34) aufweist, die sich axial mindestens über den größten Teil der axialen Länge der Düse und in geringfügigem Abstand von derselben erstreckt, und daß der hintere Gehäuseteil eine Kühlmitteldurchlaßeinrichtung aufweist, und daß die Elektrodenanordnung und die Kollimationsdüsenanordnung jeweils eine Kühlmitteldurchlaßeinrichtung aufweisen, die so konstruiert und angeordnet sind, daß sie bei Anbringung der entsprechenden Anordnung mit der Kühlmitteldurchlaßeinrichtung des hinteren Gehäuseteils in Verbindung stehen, und daß ein Kühlmittel axial längs des zwischen der vorderen Elektrode (14) und der Außenhülse (16) begrenzten Raums fließen kann, wenn die Elektrodenanordnung am hinteren Gehäuseteil angebracht ist oder axial längs des zwischen der

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Düse (32) und der Außenhülse (34) begrenzten Raums, wenn die Kollimationsdüsenanordnung am hinteren Gehäuseteil angebracht ist.

* oder einem anderen der vorhergehenden Ansprüche