EP2175702A1 - Nozzle for a fluid-cooled plasma torch, nozzle cap for same and plasma torch head with same - Google Patents

Nozzle for a fluid-cooled plasma torch, nozzle cap for same and plasma torch head with same Download PDF

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EP2175702A1
EP2175702A1 EP09011322A EP09011322A EP2175702A1 EP 2175702 A1 EP2175702 A1 EP 2175702A1 EP 09011322 A EP09011322 A EP 09011322A EP 09011322 A EP09011322 A EP 09011322A EP 2175702 A1 EP2175702 A1 EP 2175702A1
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EP
European Patent Office
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nozzle
groove
case
section
liquid
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EP2175702B1 (en
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Volker Krink
Frank Laurisch
Timo Grundke
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Kjellberg Finsterwalde Plasma und Maschinen GmbH
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Definitions

  • the coolant is led back to the nozzle via a water feed channel and away from the nozzle via a water return channel.
  • These channels are usually offset by 180 ° to each other and the coolant should flow around the nozzle as evenly as possible on the way from the flow to the return. Nevertheless, overheating in the vicinity of the nozzle channel are repeatedly found.
  • substantially cylindrical is intended to mean that the outer surface is, at least when thinking away of the grooves, such as liquid inlet and - Weglaufnuten, by and large cylindrical.
  • substantially conically tapered means that the outer surface at least at Thinking away the grooves, like liquid inlet and return grooves, is tapered conically on the whole.
  • the bores for the cooling liquid inlet to the Küh gutkeits Weglauf can be arranged offset by 180 °.
  • the width of the liquid return groove and in case b) the width of the liquid inlet groove in the direction of contact in the range of 90 ° to 270 °.
  • the groove in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle of 60 ° to 300 ° and in case b) the groove in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle in the range of 60 ° to 300 °.
  • the width of the liquid return groove and in case b) the width of the liquid inlet groove in the circumferential direction is in the range of 120 ° to 270 °.
  • the in the FIG. 1 shown plasma burner head 1 takes with an electrode holder 6, an electrode 7 in the present case via a thread (not shown).
  • the electrode is designed as a flat electrode.
  • air or oxygen can be used as the plasma gas (PG).
  • a nozzle 4 is received by a substantially cylindrical nozzle holder 5.
  • a nozzle cap 2 which is attached via a thread (not shown) to the plasma burner head 1, fixed the nozzle 4 and forms with this a cooling liquid space 10.
  • the cooling liquid space 10 is sealed by a realized with a circular ring 4.16 seal, which is located in a groove 4.15 of the nozzle 4, between the nozzle 4 and the nozzle cap 2.
  • the nozzle bore 4.10 of the nozzle 4 is insufficiently cooled because the cooling liquid insufficiently flows through the part 10.20 of the cooling liquid space 10 closest to the nozzle bore and / or even on the side facing the coolant liquid return not reached.
  • Fig. 7a is a sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 7 showing how the space 10.11 formed by the coolant inlet groove 4.20 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 through the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inside surface of the nozzle cap 2 shunts between the coolant flow and the coolant return prevent.
  • FIG. 7b is a sectional view taken along the line BB of the plasma burner head FIG. 7 showing the plane of the deflection spaces 10.10.
  • the center of thedeckenkeitszulaufnut 4.20 and the center of thedeckensschreiblaufnut 4.22 are offset by 180 ° to each other over the circumference of the nozzle 4 and the same size. Between thedeckenkeitsvorlaufnut 4.20 and thedeckensschreiblaufnut 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31 and 4.32 with the corresponding sections 4.41 and 4.42.
  • FIG. 9 shows a plasma burner head according to another specific embodiment of the invention.
  • the nozzle 4 has twodestattkeitsvorlaufnuten 4.20 and 4.21.
  • the cooling liquid is almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1 of the nozzle holder 5 on the nozzle 4 aptly in the Coolant space 10 passed.
  • the cooling liquid is deflected from the direction parallel to the longitudinal axis in the bore of the cooling liquid flow WV of the plasma torch in the direction of the first nozzle section 4.1 almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1.
  • the cooling liquid flows through a groove 5.1 of the nozzle holder 5 in the two formed by thedeckenkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 spaces 10.11 and 10.12 to the nozzle bore 4.10 surrounding area 10.20 of the cooling liquid space 10 and flows around the nozzle 4 there , Thereafter, the cooling liquid flows back through the space formed by thedestattkeitsschreiblaufnut 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 10.15 back to the coolant return WR, the transition here is almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head, by a deflection 10.10.
  • Fig. 9a is a sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 9 showing how the spaces 10.11 and 10.12 formed by the cooling liquid inlet grooves 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 pass through the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inner surface of the nozzle cap 2 Prevent the coolant flow and coolant return. At the same time, a shunt between the spaces 10.11 and 10.12 is prevented by the section 4.43 of the protruding area 4.33.
  • the cooling liquid flows through the groove 4.6, which extends in the circumferential direction of the first section 4.1 of the nozzle 4 on a partial circumference between the grooves 4.20 and 4.21, ie over about 300 °, in the two by thedeckenkeitsvorlaufnuten 4.20 and 4.21 of the Nozzle 4 and the nozzle cap 2 formed spaces 10.11 and 10.12 to the nozzle bore 4.10 surrounding area 10.20 of the cooling liquid space 10 and flows around the nozzle 4 there. Thereafter, the cooling liquid flows back through the space 10.15 formed by the cooling liquid return groove 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 to the coolant return WR, the transition taking place substantially parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head.
  • Fig. 11a is a sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 11 showing how the spaces 10.11 and 10.12 formed by the cooling liquid inlet grooves 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 form a shunt through the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inside surface 2.5 of the nozzle cap 2 between the coolant flow and coolant return. At the same time, a shunt between the spaces 10.11 and 10.12 is prevented by the section 4.43 of the protruding area 4.33.
  • Thedeckenkeitszulaufnuten 4.20; 4.21 and thedeckenkeitsschreiblaufnut 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31; 4.32 and 4.33 with the corresponding sections 4.41; 4.42 and 4.43.
  • Thedeckenkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 are by a circumferential direction of the first section 4.1 of the nozzle 4 on a Partial circumference between the grooves 4.20 and 4.21, ie over about 300 ° extending groove 4.6 of the nozzle connected together. This is particularly advantageous for the cooling of the transition between the nozzle holder 5 and the nozzle 4.
  • FIGS. 15 and 16 shown nozzle caps according to further particular embodiments of the invention differ from the in Fig. 14 shown embodiment in the shape of the recesses 2.6.
  • the recesses 2.6 in Fig. 15 are in the view shown there to the nozzle tip out frustoconical, with in Fig. 16 the frustoconical shape is slightly rounded.

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Abstract

The nozzle (4) has a nozzle bore (4.10) for exit of a plasma gas jet at a nozzle tip (4.11). A section includes a cylindrical outer surface, and another section includes an outer surface that conically tapers towards the nozzle tip. A liquid supply groove extends over a part of the former section and over the latter section in the outer surface of the latter section towards the nozzle tip. A liquid recirculation groove is separated from the liquid supply groove and extends over the latter section. A nozzle holder (5) is provided for holding the nozzle. An independent claim is also included for a plasma torch head comprising a nozzle cap.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner, eine Düsenkappe für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner sowie einen Plasmabrennerkopf mit derselben/denselben.The present invention relates to a nozzle for a liquid-cooled plasma torch, a nozzle cap for a liquid-cooled plasma torch, and a plasma torch head having the same.

Als Plasma wird ein thermisch hoch aufgeheiztes elektrisch leitfähiges Gas bezeichnet, das aus positiven und negativen Ionen, Elektronen sowie angeregten und neutralen Atomen und Molekülen besteht.Plasma is a thermally highly heated electrically conductive gas, which consists of positive and negative ions, electrons and excited and neutral atoms and molecules.

Als Plasmagas werden unterschiedliche Gase, zum Beispiel das einatomige Argon und/oder die zweiatomigen Gase Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Luft eingesetzt. Diese Gase ionisieren und dissoziieren durch die Energie eines Lichtbogens. Der durch eine Düse eingeschnürte Lichtbogen wird dann als Plasmastrahl bezeichnet.The plasma gas used is a variety of gases, for example the monatomic argon and / or the diatomic gases hydrogen, nitrogen, oxygen or air. These gases ionize and dissociate through the energy of an arc. The narrowed by a nozzle arc is then referred to as plasma jet.

Der Plasmastrahl kann in seinen Parametern durch die Gestaltung der Düse und Elektrode stark beeinflusst werden. Diese Parameter des Plasmastrahls sind zum Beispiel der Strahldurchmesser, die Temperatur, Energiedichte und die Strömungsgeschwindigkeit des Gases.The plasma jet can be greatly influenced in its parameters by the design of the nozzle and electrode. These parameters of the plasma jet are, for example, the beam diameter, the temperature, the energy density and the flow velocity of the gas.

Beim Plasmaschneiden beispielsweise wird das Plasma durch eine Düse, die gas- oder wassergekühlt sein kann, eingeschnürt. Dadurch können Energiedichten bis 2x106 W/cm2 erreicht werden. Im Plasmastrahl entstehen Temperaturen bis 30.000 °C, die in Verbindung mit der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Gases sehr hohe Schneidgeschwindigkeiten an Werkstoffen realisieren.In plasma cutting, for example, the plasma is constricted through a nozzle, which may be gas or water cooled. As a result, energy densities up to 2x10 6 W / cm 2 can be achieved. Temperatures of up to 30,000 ° C are generated in the plasma jet, which, in combination with the high flow velocity of the gas, produce very high cutting speeds on materials.

Plasmabrenner können direkt oder indirekt betrieben werden. Bei der direkten Betriebsweise fließt der Strom von der Stromquelle über die Elektrode des Plasmabrenners, den mittels Lichtbogen erzeugten und durch die Düse eingeschnürten Plasmastrahl direkt über das Werkstück zur Stromquelle zurück. Mit der direkten Betriebsweise können elektrisch leitfähige Materialien geschnitten werden.Plasma torches can be operated directly or indirectly. In the direct mode of operation, the current from the power source flows through the electrode of the plasma torch, the arc generated by the arc and constricted by the nozzle directly back to the power source via the workpiece. With the direct mode of operation, electrically conductive materials can be cut.

Bei der indirekten Betriebsweise fließt der Strom von der Stromquelle über die Elektrode des Plasmabrenners, den mittels Lichtbogen erzeugten und durch die Düse eingeschnürten Plasmastrahl und die Düse zurück zur Stromquelle. Dabei wird die Düse noch stärker belastet als bei direktem Plasmaschneiden, da sie nicht nur den Plasmastrahl einschnürt, sondern auch den Ansatzpunkt des Lichtbogens realisiert. Mit der indirekten Betriebsweise können sowohl elektrisch leitende als auch nicht leitende Materialien geschnitten werden.In the indirect mode, the current flows from the power source through the electrode of the plasma torch, the plasma jet generated by the arc and constricted by the nozzle and the nozzle back to the power source. The nozzle is even more heavily loaded than with direct plasma cutting, because it not only constricts the plasma jet, but also realizes the starting point of the arc. With the indirect mode of operation, both electrically conductive and non-conductive materials can be cut.

Wegen der hohen thermischen Belastung der Düse wird diese in der Regel aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise wegen seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit aus Kupfer, hergestellt. Gleiches gilt für den Elektrodenhalter, der aber auch aus Silber hergestellt sein kann. Die Düse wird dann in einem Plasmabrenner, dessen Hauptbestandteile ein Plasmabrennerkopf, eine Düsenkappe, ein Plasmagasführungsteil, eine Düse, eine Düsenhalterung, eine Elektrodenaufnahme, ein Elektrodenhalter mit Elektrodeneinsatz und bei modernen Plasmabrennern eine Düsenschutzkappenhalterung und eine Düsenschutzkappe sind, eingesetzt. Der Elektrodenhalter fixiert einen spitzen Elektrodeneinsatz aus Wolfram, der für den Einsatz nicht oxidierender Gase als Plasmagas, zum Beispiel ein Argon-Wasserstoff-Gemisch geeignet ist. Eine sogenannte Flachelektrode, deren Elektrodeneinsatz beispielsweise aus Hafnium besteht, ist auch für den Einsatz oxidierender Gase als Plasmagas, zum Beispiel Luft oder Sauerstoff, geeignet. Um eine hohe Lebensdauer für die Düse zu erreichen, wird diese hier mit einer Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, gekühlt. Das Kühlmittel wird über einen Wasservorlauf zur Düse hin- und einen Wasserrücklauf von der Düse weggeführt und durchströmt dabei einen Kühlmittelraum, der durch die Düse und die Düsenkappe begrenzt wird.Because of the high thermal load of the nozzle, this is usually made of a metallic material, preferably because of its high electrical conductivity and thermal conductivity of copper. The same applies to the electrode holder, which can also be made of silver. The nozzle is then inserted into a plasma torch whose main components are a plasma torch head, a nozzle cap, a plasma gas guide member, a nozzle, a nozzle holder, an electrode holder, an electrode holder with electrode insert and in modern plasma torches a nozzle cap holder and a nozzle cap. The electrode holder fixes a tungsten tip insert which is suitable for the use of non-oxidizing gases as plasma gas, for example an argon-hydrogen mixture. A so-called flat electrode, whose electrode insert consists for example of hafnium, is also suitable for the use of oxidizing gases as plasma gas, for example air or oxygen. In order to achieve a long service life for the nozzle, it is cooled here with a liquid, for example water. The coolant is directed towards the nozzle via a water feed and a water return from the nozzle and flows through a coolant space which is delimited by the nozzle and the nozzle cap.

In DD 36014 B1 ist eine Düse beschrieben. Diese besteht aus einem gut leitenden Werkstoff, zum Beispiel Kupfer, und hat eine dem jeweiligen Plasmabrennertyp zugeordnete geometrische Form, zum Beispiel einen konisch ausgebildeten Entladungsraum mit einem zylindrischen Düsenausgang. Die äußere Form der Düse ist als Konus ausgebildet, wobei eine annähernd gleiche Wanddicke erzielt wird, die so bemessen ist, dass eine gute Stabilität der Düse und eine gute Wärmeleitung zum Kühlmittel gewährleistet ist. Die Düse sitzt in einem Düsenhalter. Der Düsenhalter besteht aus korrosionsfestem Material, zum Beispiel Messing, und hat innen eine Zentrieraufnahme für die Düse sowie eine Nut für einen Dichtungsgummi, der den Entladungsraum gegen das Kühlmittel abdichtet. Weiterhin befinden sich im Düsenhalter um 180° versetzte Bohrungen für den Kühlmittelzu- und -rücklauf. Auf dem äußeren Durchmesser des Düsenhalters befinden sich eine Nut für einen Rundgummi zur Abdichtung des Kühlmittelraums gegenüber der Atmosphäre sowie ein Gewinde und eine Zentrieraufnahme für eine Düsenkappe. Die Düsenkappe, ebenfalls aus korrosionsfestem Material, zum Beispiel Messing, ist spitzwinklig ausgebildet und hat eine zur Ableitung von Strahlungswärme an das Kühlmittel zweckmäßig bemessene Wandstärke. Der kleinste innere Durchmesser ist mit einem Rundring versehen. Als Kühlmittel wird am einfachsten Wasser verwendet. Diese Anordnung soll eine einfache Herstellung der Düsen bei sparsamem Materialeinsatz und ein schnelles Auswechseln dieser sowie durch die spitzwinklige Bauform ein Schwenken des Plasmabrenners gegenüber dem Werkstück und damit Schrägschnitte ermöglichen.In DD 36014 B1 a nozzle is described. This consists of a highly conductive material, for example copper, and has a geometric shape associated with the respective plasma torch type, for example a conical discharge space with a cylindrical nozzle exit. The outer shape of the nozzle is formed as a cone, wherein an approximately equal wall thickness is achieved, which is dimensioned so that a good stability of the nozzle and a good heat conduction to the coolant is ensured. The nozzle sits in a nozzle holder. The nozzle holder is made of corrosion-resistant material, such as brass, and has inside a centering for the nozzle and a groove for a rubber seal, which seals the discharge space against the coolant. Furthermore, there are 180 ° staggered holes in the nozzle holder for the coolant supply and return. On the outer diameter of the nozzle holder there is a groove for a round rubber for sealing the coolant space from the atmosphere and a thread and a centering for a nozzle cap. The nozzle cap, also made of corrosion-resistant material, such as brass, is formed at an acute angle and has a useful for the dissipation of radiant heat to the coolant wall thickness. The smallest inner diameter is provided with a round ring. The easiest way to cool water is to use water. This arrangement is intended to allow easy production of the nozzles with economical use of material and rapid replacement of these and by the acute-angled design pivoting of the plasma torch relative to the workpiece and thus bevel cuts.

In DE-OS 1 565 638 wird ein Plasmabrenner, vorzugsweise zum Plasmaschmelzschneiden von Werkstoffen und zur Schweißkantenvorbereitung, beschrieben. Die schlanke Form des Brennerkopfes wird durch die Verwendung einer besonders spitzwinkligen Schneiddüse erreicht, deren innerer und äußerer Winkel untereinander gleich und auch gleich dem inneren und äußeren Winkel der Düsenkappe sind. Zwischen der Düsenkappe und der Schneiddüse wird ein Kühlmittelraum gebildet, in dem die Düsenkappe mit einem Bund versehen ist, welcher mit der Schneiddüse metallisch dichtet, so dass dadurch ein gleichmäßiger Ringspalt als Kühlmittelraum entsteht. Die Zu- und Abführung des Kühlmittels, im allgemeinen Wasser, erfolgt durch zwei um 180° gegeneinander versetzt angeordnete Schlitze im Düsenhalter.In DE-OS 1 565 638 a plasma torch, preferably for plasma cutting of materials and for welding edge preparation is described. The slim shape of the Burner head is achieved by the use of a particularly acute-angled cutting nozzle whose inner and outer angles are equal to each other and equal to the inner and outer angle of the nozzle cap. Between the nozzle cap and the cutting nozzle, a coolant space is formed, in which the nozzle cap is provided with a collar, which seals with the metal cutting nozzle, thereby creating a uniform annular gap as the coolant space. The supply and discharge of the coolant, generally water, is carried out by two 180 ° offset from each other arranged slots in the nozzle holder.

In DE 25 25 939 wird ein Plasmalichtbogenbrenner, insbesondere zum Schneiden oder Schweißen, beschrieben, bei dem der Elektrodenhalter und der Düsenkörper eine austauschbare Baueinheit bilden. Die äußere Kühlmittelzuführung wird im wesentlichen durch eine den Düsenkörper umfassende Überwurfkappe gebildet. Das Kühlmittel strömt über Kanäle in einen Ringraum, welcher durch den Düsenkörper und die Überwurfkappe gebildet wird.In DE 25 25 939 a plasma arc torch, in particular for cutting or welding, is described, in which the electrode holder and the nozzle body form an exchangeable structural unit. The outer coolant supply is essentially formed by a comprehensive the nozzle body cap. The coolant flows via channels into an annular space, which is formed by the nozzle body and the cap.

DE 692 33 071 T2 betrifft eine Lichtbogen-Plasmaschneidvorrichtung. Es wird darin eine Ausführungsform einer Düse für einen Plasmalichtbogen-Schneidbrenner beschrieben, die aus einem leitenden Material gebildet ist und eine Austrittsöffnung für einen Plasmagasstrahl und einen hohlen Körperabschnitt, der so ausgebildet ist, dass er eine im allgemeinen konische dünnwandige Konfiguration hat, die in Richtung auf die Austrittsöffnung geneigt ist und einen vergrößerten Kopfabschnitt aufweist, der einstückig mit dem Körperabschnitt ausgebildet ist, wobei der Kopfabschnitt massiv mit Ausnahme eines zentralen Kanals ist, der mit der Austrittsöffnung fluchtet und eine im allgemeinen konische Außenfläche aufweist, die auch in Richtung auf die Austrittsöffnung geneigt ist und einen Durchmesser angrenzend an den des benachbarten Körperabschnitts besitzt, der den Durchmesser des Körperabschnitts übersteigt, um eine zurückgeschnittene Aussparung zu bilden. Die Lichtbogen-Plasmaschneidvorrichtung besitzt eine Sekundärgaskappe. Weiterhin ist zwischen der Düse und der Sekundärgaskappe eine wassergekühlte Kappe angeordnet, um eine wassergekühlte Kammer für die äußere Fläche der Düse für ein hochwirksames Kühlen zu bilden. Die Düse ist durch einen großen Kopf, der eine Austrittsöffnung für den Plasmastrahl umgibt, und einen scharfen Hinterschnitt oder eine Aussparung zu einem konischen Körper gekennzeichnet. Diese Düsenkonstruktion begünstigt das Kühlen der Düse. DE 692 33 071 T2 relates to an arc plasma cutting device. Described herein is an embodiment of a plasma arc cutting nozzle nozzle formed from a conductive material and having a plasma jet jet exit and a hollow body portion configured to have a generally conical thin-walled configuration in the direction is inclined to the outlet opening and has an enlarged head portion which is formed integrally with the body portion, wherein the head portion is solid except for a central channel, which is aligned with the outlet opening and having a generally conical outer surface, which is also in the direction of the outlet opening is inclined and has a diameter adjacent to that of the adjacent body portion exceeding the diameter of the body portion to form a recessed recess. The arc plasma cutter has a secondary gas cap. Further, a water-cooled cap is disposed between the nozzle and the secondary gas cap to form a water-cooled chamber for the outer surface of the nozzle for highly efficient cooling. The nozzle is characterized by a large head surrounding an exit port for the plasma jet and a sharp undercut or recess to a conical body. This nozzle design favors the cooling of the nozzle.

Bei den vorangehend beschriebenen Plasmabrennern wird das Kühlmittel über einen Wasservorlaufkanal zur Düse hin- und über einen Wasserrücklaufkanal von der Düse weggeführt. Diese Kanäle sind meist um 180° zueinander versetzt und das Kühlmittel soll auf dem Weg vom Vor- zum Rücklauf die Düse möglichst gleichmäßig umspülen. Dennoch werden immer wieder Überhitzungen in der Nähe des Düsenkanals festgestellt.In the plasma torches described above, the coolant is led back to the nozzle via a water feed channel and away from the nozzle via a water return channel. These channels are usually offset by 180 ° to each other and the coolant should flow around the nozzle as evenly as possible on the way from the flow to the return. Nevertheless, overheating in the vicinity of the nozzle channel are repeatedly found.

Eine andere Kühlmittelführung für einen Brenner, vorzugsweise Plasmabrenner, insbesondere für Plasmaschweiß-, Plasmaschneid-, Plasmaschmelz- und Plasmaspritzzwecke, die hohen thermischen Beanspruchungen der Düse und der Katode standhält, ist in DD 83890 B1 beschrieben. Hier ist für die Kühlung der Düse ein in das Düsenhalteteil leicht einsetzbarer und herausnehmbarer Kühlmedienleitring angeordnet, der zur Begrenzung der Kühlmedienführung auf eine dünne Schicht von maximal 3 mm Dicke entlang der äußeren Düsenwand eine umlaufende Formnut aufweist, in die mehr als eine, vorzugsweise zwei bis vier, und sternförmig zu dieser radial und symmetrisch zur Düsenachse und sternförmig zu dieser mit einem Winkel zwischen 0 und 90° angebrachte Kühlleitungen so einmünden, dass sie von je zwei Kühlmedienabflüssen und jeder Kühlmedienabfluss von zwei Kühlmedienzuflüssen benachbart ist.Another coolant guide for a burner, preferably plasma torches, in particular for plasma welding, plasma cutting, plasma melting and plasma spraying, which withstands high thermal stresses on the nozzle and the cathode is disclosed in US Pat DD 83890 B1 described. Here is for cooling the nozzle in the nozzle holding part easily deployable and removable Kühlmedienleitring arranged to limit the cooling media on a thin layer of a maximum thickness of 3 mm along the outer nozzle wall has a circumferential Formnut, in the more than one, preferably two to four, and star-shaped to this radially and symmetrically to the nozzle axis and star connected to this at an angle between 0 and 90 ° mounted cooling lines so that it is adjacent by two cooling media outlets and each cooling medium outflow of two cooling medium inflows.

Diese Anordnung hat wiederum den Nachteil, dass ein höherer Aufwand für die Kühlung durch die Verwendung eines zusätzlichen Bauteils, den Kühlmedienleitring, notwendig ist. Außerdem vergrößert sich dadurch die gesamte Anordnung.This arrangement in turn has the disadvantage that a higher outlay for the cooling by the use of an additional component, the Kühlmedienleitring, is necessary. In addition, this increases the entire arrangement.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise eine Überhitzung in der Nähe des Düsenkanals bzw. der Düsenbohrung zu vermeiden.The invention is therefore based on the object to avoid overheating in the vicinity of the nozzle channel or the nozzle bore in a simple manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Plasmabrennerkopf, umfassend:

  • eine Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
  • eine Düsenhalterung zur Halterung der Düse, und
eine Düsenkappe, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Düsenkappe und die Düse einen Kühlflüssigkeitsraum bilden, der über zwei jeweils um 60° bis 180° versetzte Bohrungen mit einer Kühlflüssigkeitszulaufleitung bzw. Kühlflüssigkeitsrücklaufleitung verbindbar ist, wobei die Düsenhalterung so gestaltet ist, dass die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes auf die Düse treffend in den Kühlflüssigkeitsraum und/oder nahezu senkrecht zur Längsachse aus dem Kühlflüssigkeitsraum in die Düsenhalterung gelangt.According to the invention, this object is achieved by a plasma burner head, comprising:
  • A nozzle according to any one of claims 1 to 19,
  • a nozzle holder for holding the nozzle, and
a nozzle cap, preferably according to one of claims 20 to 22, wherein the nozzle cap and the nozzle form a coolant space which is connectable via two each offset by 60 ° to 180 ° bores with a cooling liquid supply line or coolant return line, wherein the nozzle holder is designed so that the cooling liquid reaches the nozzle in the cooling liquid space and / or almost perpendicular to the longitudinal axis from the coolant liquid space into the nozzle holder almost perpendicularly to the longitudinal axis of the plasma burner head.

Weiterhin liefert die vorliegende Erfindung eine Düse für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner, umfassend eine Düsenbohrung für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze, einen ersten Abschnitt, dessen Außenfläche im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze anschließenden zweiten Abschnitt, dessen Außenfläche sich zur Düsenspitze hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt, wobei a) mindestens eine Flüssigkeitszulaufnut vorgesehen ist und sich über einen Teil des ersten Abschnitts und über den zweiten Abschnitt in der Außenfläche der Düse zur Düsenspitze hin erstreckt und genau eine von der bzw. den Flüssigkeitszulaufnut(en) separate Flüssigkeitsrücklaufnut vorgesehen ist und sich über den zweiten Abschnitt erstreckt, oder b) genau eine Flüssigkeitszulaufnut vorgesehen ist und sich über einen Teil des ersten Abschnitts und über den zweiten Abschnitt in der Außenfläche der Düse zur Düsenspitze hin erstreckt und mindestens eine von der Flüssigkeitszulaufnut separate Flüssigkeitsrücklaufnut vorgesehen ist und sich über den zweiten Abschnitt erstreckt. Mit im wesentlich zylindrisch soll gemeint sein, dass die Außenfläche zumindest bei Wegdenken der Nuten, wie Flüssigkeitszulauf- und -rücklaufnuten, im Großen und Ganzen zylindrisch ist. In analoger Weise soll "im wesentlichen kegelig verjüngt" bedeuten, dass die Außenfläche zumindest bei Wegdenken der Nuten, wie Flüssigkeitszulauf- und -rücklaufnuten, im Großen und Ganzen kegelig verjüngt ist.Further, the present invention provides a nozzle for a liquid-cooled plasma torch comprising a nozzle bore for the exit of a plasma jet at a nozzle tip, a first portion whose outer surface is substantially cylindrical, and a second portion adjoining the nozzle tip, the outer surface of which faces the nozzle tip is tapered substantially conically, wherein a) at least one Flüssigkeitszulaufnut is provided and extending over a portion of the first portion and the second portion in the outer surface of the nozzle to the nozzle tip and exactly one of the liquid or the Flüssigkeitszulaufnut (s) separate Flüssigkeitsrücklaufnut is provided and extends over the second portion, or b) exactly one Flüssigkeitszulaufnut is provided and extending over a portion of the first portion and the second portion in the outer surface of the nozzle to the nozzle tip and at least one liquid return groove separate from the liquid inlet groove is provided and extends over the second portion. By substantially cylindrical is intended to mean that the outer surface is, at least when thinking away of the grooves, such as liquid inlet and -rücklaufnuten, by and large cylindrical. In an analogous manner, "substantially conically tapered" means that the outer surface at least at Thinking away the grooves, like liquid inlet and return grooves, is tapered conically on the whole.

Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung eine Düsenkappe für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner bereit, wobei die Düsenkappe eine sich im wesentlichen kegelförmig verjüngende Innenfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche der Düsenkappe in einer radialen Ebene mindestens zwei Ausnehmungen aufweist.In addition, the present invention provides a nozzle cap for a liquid cooled plasma torch, wherein the nozzle cap has a substantially conically tapered inner surface, characterized in that the inner surface of the nozzle cap has at least two recesses in a radial plane.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Plasmabrennerkopfes weist die Düse ein oder zwei Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) auf, und weist die Düsenkappe auf ihrer Innenfläche mindestens zwei, insbesondere genau drei, Ausnehmungen, deren zur Düse gewandten Öffnungen sich jeweils über eine Bogenlänge (b2) erstrecken, auf, wobei die Bogenlänge der in Umfangsrichtung an die Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) angrenzenden, gegenüber der bzw. den Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) nach außen hervorstehenden Bereiche der Düse jeweils größer als die Bogenlänge (d4, e4) ist. Auf diese Weise wird ein Nebenschluss vom Kühlmittelzulauf zum Kühlmittelrücklauf besonders elegant vermieden.According to a particular embodiment of the plasma burner head, the nozzle has one or two Kühlflüssigkeitszulaufnut (s), and the nozzle cap on its inner surface at least two, in particular exactly three, recesses whose openings facing the nozzle each extend over an arc length (b 2 ), wherein the arc length of the circumferentially adjacent to the Kühlflüssigkeitszulaufnut (s) adjacent to the or Kühlflüssigkeitszulaufnut (s) outwardly projecting portions of the nozzle is greater than the arc length (d4, e4). In this way, a shunt from the coolant inlet to the coolant return is particularly elegant avoided.

Weiterhin kann bei dem Plasmabrennerkopf vorgesehen sein, dass sich die beiden Bohrungen jeweils im wesentlichen parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes erstrecken. Dadurch wird erreicht, dass Kühlflüssigkeitsleitungen platzsparend an den Plasmabrennerkopf angeschlossen werden können.Furthermore, it can be provided in the plasma burner head, that the two bores each extend substantially parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head. This ensures that coolant lines can be connected to save space on the plasma burner head.

Insbesondere können die Bohrungen für die Kühlflüssigkeitszulauf an den Kühflüssigkeitsrücklauf um 180° versetzt angeordnet sein.In particular, the bores for the cooling liquid inlet to the Kühflüssigkeitsrücklauf can be arranged offset by 180 °.

Vorteilhafterweise ist das Bogenmaß des Abschnitts zwischen den Ausnehmungen der Düsenkappe maximal halb so groß wie das minimale Bogenmaß der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut oder das minimale Bogenmaß der Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) der Düse.Advantageously, the radian dimension of the section between the recesses of the nozzle cap is at most half the size of the minimum radian measure of the coolant return groove or the minimum radian measure of the coolant inlet groove (s) of the nozzle.

Günstigerweise kann sich bei der Düse die Flüssigkeitsrücklaufnut(en) auch über einen Teil des ersten Abschnitts in der Außenfläche der Düse erstrecken.Conveniently, at the nozzle, the liquid return groove (s) may also extend over a portion of the first portion in the outer surface of the nozzle.

In einer besonderen Ausführungsform der Düse sind im Fall a) mindestens zwei Flüssigkeitszulaufnuten und im Fall b) mindestens zwei Flüssigkeitsrücklaufnuten vorgesehen.In a particular embodiment of the nozzle, at least two liquid feed grooves are provided in case a) and at least two liquid return grooves are provided in case b).

Vorteilhafterweise sind der Mittelpunkt der Flüssigkeitszulaufnut und der Mittelpunkt der Flüssigkeitsrücklaufnut um 180° versetzt zueinander über den Umfang der Düse angeordnet. Mit anderen Worten liegen die Flüssigkeitszulaufnut und die Flüssigkeitsrücklaufnut einander gegenüber.Advantageously, the center of the Flüssigkeitszulaufnut and the center of the liquid return groove are arranged offset by 180 ° to each other over the circumference of the nozzle. In other words, the liquid inlet groove and the liquid return groove face each other.

Vorteilhafterweise liegt im Fall a) die Breite der Flüssigkeitsrücklaufnut und im Fall b) die Breite der Flüssigkeitszulaufnut in Umgangsrichtung im Bereich von 90° bis 270°. Durch eine derartige besonders breite Flüssigkeitsrück- bzw. -zulaufnut lässt sich eine besonders gute Kühlung der Düse erreichen.Advantageously, in case a) the width of the liquid return groove and in case b) the width of the liquid inlet groove in the direction of contact in the range of 90 ° to 270 °. By means of such a particularly wide fluid return or inlet groove, a particularly good cooling of the nozzle can be achieved.

Zweckmäßigerweise befindet sich im Fall a) im ersten Abschnitt der Düse eine Nut, die mit der Flüssigkeitszulaufnut in Verbindung und im Fall b) im ersten Abschnitt der Düse eine Nut, die mit der Flüssigkeitsrücklaufnut in Verbindung steht.Conveniently, in case a) in the first portion of the nozzle there is a groove communicating with the liquid inlet groove and in case b) in the first portion of the nozzle a groove communicating with the liquid return groove.

Es kann vorgesehen sein, dass sich im Fall a) die Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über den gesamten Umfang erstreckt.It may be provided that in case a) the groove extends in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over the entire circumference.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich im Fall a) die Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel von 60° bis 300° und im Fall b) die Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 60 ° bis 300 ° erstreckt.In particular, it may be provided that in case a) the groove in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle of 60 ° to 300 ° and in case b) the groove in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle in the range of 60 ° to 300 °.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich im Fall a) diese Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° und im Fall b) die Nut in Umfangrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 90 ° bis 270 ° erstreckt.In particular, it may be provided that in case a) this groove in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle in the range of 90 ° to 270 ° and in the case b) the groove extends in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle in the range of 90 ° to 270 °.

Bei einer weiteren Ausfiihrungsform der Düse sind im Fall a) genau zwei Flüssigkeitszulaufnuten und im Fall b) genau zwei Flüssigkeitsrücklaufnuten vorgesehen.In a further embodiment of the nozzle, exactly two liquid feed grooves are provided in case a) and exactly two liquid return grooves are provided in case b).

Insbesondere können im Fall a) die beiden Flüssigkeitszulaufnuten über den Umfang der Düse symmetrisch zu einer Geraden angeordnet sein, die sich vom Mittelpunkt der Flüssigkeitsrücklaufnut im rechten Winkel durch die Längsachse der Düse erstreckt und im Fall b) die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten über den Umfang der Düse symmetrisch zu einer Geraden angeordnet sind, die sich vom Mittelpunkt der Flüssigkeitszulaufnut im rechten Winkel durch die Längsachse der Düse erstreckt.In particular, in case a), the two liquid feed grooves may be arranged circumferentially of the nozzle symmetrical to a straight line extending from the center of the liquid return groove at right angles through the longitudinal axis of the nozzle and in case b) the two liquid return grooves symmetrical about the circumference of the nozzle are arranged to a straight line extending from the center of the Flüssigkeitszulaufnut at right angles through the longitudinal axis of the nozzle.

Vorteilhafterweise sind im Fall a) die Mittelpunkte der beiden Flüssigkeitszulaufnuten und im Fall b) die Mittelpunkte der beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten um einen Winkel versetzt zueinander über den Umfang der Düse angeordnet, der im Bereich von 30° bis 180° liegt.Advantageously, in case a) the centers of the two liquid inlet grooves and in the case b) the centers of the two liquid return grooves offset by an angle to each other over the circumference of the nozzle, which is in the range of 30 ° to 180 °.

Vorteilhafterweise liegt im Fall a) die Breite der Flüssigkeitsrücklaufnut und im Fall b) die Breite der Flüssigkeitszulaufnut in Umfangsrichtung im Bereich von 120° bis 270°.Advantageously, in case a) the width of the liquid return groove and in case b) the width of the liquid inlet groove in the circumferential direction is in the range of 120 ° to 270 °.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass im Fall a) die beiden Flüssigkeitszulaufnuten im ersten Abschnitt der Düse miteinander in Verbindung und im Fall b) die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten im ersten Abschnitt der Düse miteinander in Verbindung stehen.In addition, it can be provided that in case a) the two liquid inlet grooves in the first section of the nozzle communicate with each other and in case b) the two liquid return grooves in the first section of the nozzle communicate with each other.

Ferner kann vorgesehen sein, dass im Fall a) die beiden Flüssigkeitszulaufnuten im ersten Abschnitt der Düse durch eine Nut miteinander in Verbindung und im Fall b) die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten im ersten Abschnitt der Düse durch eine Nut in Verbindung stehen.Furthermore, it can be provided that, in case a), the two liquid feed grooves in the first section of the nozzle are connected to each other by a groove and in case b) the two liquid return grooves in the first section of the nozzle are connected by a groove.

Zweckmäßigerweise geht die Nut im Fall a) über eine der oder beide Flüssigkeitszulaufnuten und im Fall b) die Nut über eine der oder beide Flüssigkeitsrücklaufnuten hinaus.Conveniently, in case a), the groove passes over one or both of the liquid inlet grooves and in case b) the groove extends beyond one or both of the liquid return grooves.

Es kann vorgesehen sein, dass sich im Fall a) die Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über den gesamten Umfang erstreckt.It may be provided that in case a) the groove extends in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over the entire circumference.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich die Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt.In particular, it can be provided that extends in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle in the range of 60 ° to 300 °, the groove.

Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich die Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.In particular, it may be provided that the groove extends in the circumferential direction of the first portion of the nozzle over an angle in the range of 90 ° to 270 °.

Bei der Düsenkappe können in einer besonderen Ausführungsform die Ausnehmungen äquidistant über den Innenumfang angeordnet sein.In the nozzle cap, the recesses can be arranged equidistantly over the inner circumference in a particular embodiment.

Insbesondere können die Ausnehmungen im Radialschnitt halbkreisförmig sein.In particular, the recesses may be semicircular in radial section.

In einer besonderen Ausführungsform des Plasmabrennerkopfes könne sich die beiden Bohrungen jeweils im wesentlichen parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes erstrecken.In a particular embodiment of the plasma burner head, the two holes could each extend substantially parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head.

Vorteilhafterweise sind die Bohrungen für den Kühlflüssigkeitszulauf und den Kühlflüssigkeitsrücklauf um 180° versetzt angeordnet.Advantageously, the holes for the coolant inlet and the coolant return are arranged offset by 180 °.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch Zuführen und/oder Abführen der Kühlflüssigkeit im rechten Winkel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes statt ― wie im Stand der Technik ― parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes, eine bessere Kühlung der Düse durch deutlich längeren Kontakt der Kühlflüssigkeit mit der Düse erzielt wird.The invention is based on the surprising finding that by supplying and / or removing the cooling liquid at right angles to the longitudinal axis of the plasma burner head instead of - as in the prior art - parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head, a better cooling of the nozzle by significantly longer contact of the cooling liquid the nozzle is achieved.

Wenn mehr als eine Kühlflüssigkeitszulaufnut vorgesehen sind, so lässt sich damit im Bereich der Düsenspitze eine besonders gute Verwirbelung der Kühlflüssigkeit durch das Aufeinandertreffen der Kühlflüssigkeitsströme erzielen, die üblicherweise auch mit einer besseren Kühlung der Düse einhergeht.If more than one Kühlflüssigkeitszulaufnut are provided, it can thus be achieved in the nozzle tip a particularly good turbulence of the cooling liquid by the meeting of the cooling liquid flows, which is usually accompanied by a better cooling of the nozzle.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der mehrere Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1
eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse und einer Düsenkappe gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Fig. 1a
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 1;
Fig. 1b
eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 1;
Fig. 2
Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von Fig. 1;
Fig. 3
eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszufiihrung mit einer Düse und einer Düsenkappe gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3a
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 3;
Fig. 3b
eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 3
Fig. 4
Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von Fig. 3;
Fig. 5
eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse und einer Düsenkappe gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Fig. 5a
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 5;
Fig. 5b
eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 5;
Fig. 6
Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von Fig. 5;
Fig. 7
eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszufiihrung mit einer Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7a
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 7;
Fig. 7b
eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 7;
Fig. 8
Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von Fig. 7;
Fig. 9
eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszufiihrung mit einer Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Fig. 9a
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 9;
Fig. 9b
eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 9;
Fig. 10
Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von Fig. 9;
Fig. 11
eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig, 11a
eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 11;
Fig. 11b
eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 11;
Fig. 12
Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von Fig. 11;
Fig. 13
Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14
Einzeldarstellungen (links: Längsschnittansicht; rechts: Draufsicht von vorne) der Düsenkappe von Fig. 1, Fig. 3 und Fig. 5 sowie Fig. 11;
Fig. 15
Einzeldarstellungen (links: Längsschnittansicht; rechts: Draufsicht von vorne) einer Düsenkappe gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 16
Einzeldarstellungen (links: Längsschnittansicht; rechts: Draufsicht von vorne) einer Düsenkappe gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Further features and advantages of the invention will become apparent from the appended claims and the following description, in which several embodiments are explained in detail with reference to the schematic drawings. Showing:
Fig. 1
a longitudinal sectional view through a plasma burner head with plasma and secondary gas supply with a nozzle and a nozzle cap according to a particular embodiment of the present invention
Fig. 1a
a sectional view taken along the line AA of Fig. 1 ;
Fig. 1b
a sectional view taken along the line BB of Fig. 1 ;
Fig. 2
Individual representations (top left: top view from the front, top right: longitudinal section view, bottom right: side view) of the nozzle of Fig. 1 ;
Fig. 3
a longitudinal sectional view through a plasma burner head with plasma and Sekundärgaszufiihrung with a nozzle and a nozzle cap according to another particular embodiment of the present invention;
Fig. 3a
a sectional view taken along the line AA of Fig. 3 ;
Fig. 3b
a sectional view taken along the line BB of Fig. 3
Fig. 4
Individual representations (top left: top view from the front, top right: longitudinal section view, bottom right: side view) of the nozzle of Fig. 3 ;
Fig. 5
a longitudinal sectional view through a plasma burner head with plasma and secondary gas supply with a nozzle and a nozzle cap according to another particular embodiment of the present invention
Fig. 5a
a sectional view taken along the line AA of Fig. 5 ;
Fig. 5b
a sectional view taken along the line BB of Fig. 5 ;
Fig. 6
Individual representations (top left: top view from the front, top right: longitudinal section view, bottom right: side view) of the nozzle of Fig. 5 ;
Fig. 7
a longitudinal sectional view through a plasma burner head with plasma and Sekundärgaszufiihrung with a nozzle according to another particular embodiment of the present invention;
Fig. 7a
a sectional view taken along the line AA of Fig. 7 ;
Fig. 7b
a sectional view taken along the line BB of Fig. 7 ;
Fig. 8
Individual representations (top left: top view from the front, top right: longitudinal section view, bottom right: side view) of the nozzle of Fig. 7 ;
Fig. 9
a longitudinal sectional view through a plasma burner head with plasma and Sekundärgaszufiihrung with a nozzle according to another particular embodiment of the present invention
Fig. 9a
a sectional view taken along the line AA of Fig. 9 ;
Fig. 9b
a sectional view taken along the line BB of Fig. 9 ;
Fig. 10
Individual representations (top left: top view from the front, top right: longitudinal section view, bottom right: side view) of the nozzle of Fig. 9 ;
Fig. 11
a longitudinal sectional view through a plasma burner head with plasma and secondary gas supply with a nozzle according to another particular embodiment of the present invention;
Fig. 11a
a sectional view taken along the line AA of Fig. 11 ;
Fig. 11b
a sectional view taken along the line BB of Fig. 11 ;
Fig. 12
Individual representations (top left: top view from the front, top right: longitudinal section view, bottom right: side view) of the nozzle of Fig. 11 ;
Fig. 13
Individual representations (top left: top view from the front, top right: longitudinal section view, bottom right: side view) nozzle according to a further particular embodiment of the invention;
Fig. 14
Individual illustrations (left: longitudinal section view, right: top view from the front) of the nozzle cap of Fig. 1 . Fig. 3 and Fig. 5 such as Fig. 11 ;
Fig. 15
Individual representations (left: longitudinal sectional view, right: top view from the front) of a nozzle cap according to a particular embodiment of the invention;
Fig. 16
Individual representations (left: longitudinal sectional view, right: plan view from the front) of a nozzle cap according to a further specific embodiment of the present invention;

In der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsformen gezeigt, die mindestens eine Flüssigkeitslaufnut, hier als Kühlflüssigkeitszulaufnut bezeichnet und genau eine Flüssigkeitsrücklaufnut, hier als Kühlflüssigkeitsrücklaufnut bezeichnet, aufweisen. Die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt. Genauso gut können die Anzahl an Flüssigkeitszulaufnuten und Flüssigkeitsrückaufnuten vertauscht werden bzw. umgekehrt sein.In the following description, embodiments are shown which have at least one Flüssigkeitslaufnut, here referred to as Kühlflüssigkeitszulaufnut and exactly one liquid return groove, here referred to as Kühlflüssigkeitsrücklaufnut. However, the invention is not limited thereto. Just as well, the number of liquid inlet grooves and Flüssigkeitsrückaufnuten can be reversed or vice versa.

Der in den Figur 1 gezeigte Plasmabrennerkopf 1 nimmt mit einer Elektrodenaufnahme 6 eine Elektrode 7 im vorliegenden Fall über ein Gewinde (nicht dargestellt) auf. Die Elektrode ist als Flachelektrode ausgebildet. Für den Plasmabrenner kann zum Beispiel Luft oder Sauerstoff als Plasmagas (PG) verwendet werden. Eine Düse 4 wird von einer im Wesentlichen zylindrischen Düsenhalterung 5 aufgenommen. Eine Düsenkappe 2, die über ein Gewinde (nicht dargestellt) am Plasmabrennerkopf 1 befestigt ist, fixiert die Düse 4 und bildet mit dieser einen Kühlflüssigkeitsraum 10. Der Kühlflüssigkeitsraum 10 wird durch eine mit einem Rundring 4.16 realisierte Dichtung, der sich in einer Nut 4.15 der Düse 4 befindet, zwischen der Düse 4 und der Düsenkappe 2 abgedichtet.The in the FIG. 1 shown plasma burner head 1 takes with an electrode holder 6, an electrode 7 in the present case via a thread (not shown). The electrode is designed as a flat electrode. For the plasma burner, for example, air or oxygen can be used as the plasma gas (PG). A nozzle 4 is received by a substantially cylindrical nozzle holder 5. A nozzle cap 2, which is attached via a thread (not shown) to the plasma burner head 1, fixed the nozzle 4 and forms with this a cooling liquid space 10. The cooling liquid space 10 is sealed by a realized with a circular ring 4.16 seal, which is located in a groove 4.15 of the nozzle 4, between the nozzle 4 and the nozzle cap 2.

Ein Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser oder mit Gefrierschutzmittel versetztes Wasser durchströmt den Kühlflüssigkeitsraum 10 von einer Bohrung des Kühlflüssigkeitsvorlaufs WV zu einer Bohrung des Kühlflüssigkeitsrücklaufs WR, wobei die Bohrungen um 180° zueinander versetzt angeordnet sind.A cooling liquid, eg. As water or antifreeze added water flows through the coolant chamber 10 from a bore of the coolant flow WV to a bore of the coolant return WR, wherein the holes are arranged offset by 180 ° to each other.

Bei Plasmabrennern im Stand der Technik kommt es immer wieder zur Überhitzung der Düse 4 im Bereich der Düsenbohrung 4.10. Es kann aber auch zu Überhitzungen zwischen dem zylindrischen Abschnitt der Düse 4 und der Düsenhalterung 5 kommen. Dies trifft insbesondere auf Plasmabrenner, die mit hohem Pilotstrom oder indirekt betrieben werden, zu. Dies zeigt sich durch Verfärbung des Kupfers nach kurzer Betriebszeit. Hier treten schon bei Strömen von 40A Verfärbungen nach kurzer Zeit (z.B. 5 Minuten) auf. Ebenso wird die Dichtstelle zwischen Düse 4 und Düsenkappe 2 überlastet, was zur Beschädigung des Rundrings 4.16 und damit zur Undichtigkeit und Kühlflüssigkeitsaustritt führt. Untersuchungen haben ergeben, dass dieser Effekt besonders auf der dem Kühlflüssigkeitsrücklauf zugewandten Seite der Düse 4 auftritt. Es wird angenommen, das der thermisch am höchsten beanspruchte Bereich, die Düsenbohrung 4.10 der Düse 4 unzureichend gekühlt wird, weil die Kühlflüssigkeit den der Düsenbohrung am nächsten liegenden Teil 10.20 des Kühlflüssigkeitsraumes 10 unzureichend durchströmt und/oder diesen insbesondere auf der dem Kühlflüssigkeitsrücklauf zugewandten Seite gar nicht erreicht.In plasma torches in the prior art, overheating of the nozzle 4 in the area of the nozzle bore 4.10 always occurs. But it can also lead to overheating between the cylindrical portion of the nozzle 4 and the nozzle holder 5. This is especially true for plasma torches operated at high pilot current or indirectly. This is shown by discoloration of the copper after a short period of operation. Here, even at currents of 40A, discoloration occurs after a short time (e.g., 5 minutes). Likewise, the sealing point between nozzle 4 and nozzle cap 2 is overloaded, resulting in damage to the circular ring 4.16 and thus leakage and coolant leakage. Investigations have shown that this effect occurs especially on the side of the nozzle 4 facing the coolant return. It is assumed that the region which is subjected to the highest thermal stress, the nozzle bore 4.10 of the nozzle 4, is insufficiently cooled because the cooling liquid insufficiently flows through the part 10.20 of the cooling liquid space 10 closest to the nozzle bore and / or even on the side facing the coolant liquid return not reached.

Im vorliegenden Plasmabrenner nach Figur 1 wird die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes 1 von der Düsenhalterung 5 auf die Düse 4 treffend in den Kühlflüssigkeitsraum 10 geleitet. Dazu wird in einem Umlenkraum 10.10 des Kühlflüssigkeitsraums 10 die Kühlflüssigkeit von der zur Längsachse parallelen Richtung in der Bohrung des Kühlflüssigkeitsvorlaufs WV des Plasmabrenners in Richtung erster Düsenabschnitt 4.1 (s. Fig. 2) nahezu senkrecht zur Längsachse der Plasmabrennerkopfes 1 umgelenkt. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch den von einer Kühlflüssigkeitsvorlaufnut 4.20 (s. Fig. 1a, 1b und 2) der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.11 in den die Düsenbohrung 4.10 umgebenden Bereich 10.20 des Kühlflüssigkeitsraums 10 und umströmt die Düse 4 dort. Dann strömt die Kühlflüssigkeit durch einen von einer Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.15 zurück zum Kühlflüssigkeitsrücklauf WR, wobei der Übergang hier im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes erfolgt.In the present plasma torch FIG. 1 the cooling liquid is aptly directed into the cooling liquid space 10 almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1 from the nozzle holder 5 to the nozzle 4. For this purpose, in a deflection space 10.10 of the cooling liquid space 10, the cooling liquid from the direction parallel to the longitudinal axis in the bore of the cooling liquid flow WV of the plasma burner in the direction of the first nozzle section 4.1 (s. Fig. 2 ) almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head. 1 diverted. Thereafter, the cooling liquid flows through the coolant flowing from a Kühlflüssigkeitsvorlaufnut 4.20 (s. Fig. 1a . 1b and 2 ) of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 formed space 10.11 in the nozzle bore 4.10 surrounding area 10.20 of the cooling liquid space 10 and flows around the nozzle 4 there. Then the cooling liquid flows through a space 10.15 formed by a cooling liquid return groove 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 back to the coolant return WR, the transition taking place substantially parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head.

Weiterhin ist der Plasmabrennerkopf 1 mit einer Düsenschutzkappenhalterung 8 und einer Düsenschutzkappe 9 ausgestattet. Durch diesen Bereich strömt das Sekundärgas SG, in den Plasmastrahl umgibt. Das Sekundärgas SG durchströmt eine Sekundärgasführung 9.1 und kann durch diese in Rotation versetzt werden.Furthermore, the plasma burner head 1 is equipped with a nozzle protection cap holder 8 and a nozzle protection cap 9. Through this area flows the secondary gas SG, in the plasma jet surrounds. The secondary gas SG flows through a secondary gas guide 9.1 and can be rotated by this.

Fig. 1a zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus Figur 1. Diese zeigt, wie der durch die Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeter Raum 10.11 durch Abschnitte 4.41 und 4.42 von hervorstehenden Bereichen 4.31 und 4.32 der Düse 4 in Kombination mit den Innenfläche 2.5 der Düsenkappe 2 einen Nebenschluss zwischen dem Kühlflüssigkeitsvorlauf und Kühlflüssigkeitsrücklauf verhindern. Damit in jeder Stellung der Düse 4 zur Düsenkappe 2 zueinander der Nebenschluss der Kühlflüssigkeit verhindert wird, müssen die Bogenmaße d4 und e4 der Abschnitte 4.41 und 4.42 der hervorstehenden Bereiche 4.31 und 4.32 der Düse 4 mindestens genauso groß sein wie das Bogenmaß b2 zur Düse gewandter Ausnehmungen 2.6 der Düsenkappe 2 (s. Fig. 14 bis 16). Fig. 1a shows a sectional view along the line AA of the plasma torch FIG. 1 , This shows how the formed by the Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 space 10.11 by sections 4.41 and 4.42 of protruding portions 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inner surface 2.5 of the nozzle cap 2 prevent a shunt between the cooling liquid flow and coolant return , So that in each position of the nozzle 4 to the nozzle cap 2 to each other, the shunt of the cooling liquid is prevented, the sheet dimensions d4 and e4 of sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 must be at least as large as the radians b2 to the nozzle facing recesses 2.6 of the nozzle cap 2 (s. Fig. 14 to 16 ).

So wird eine wirksame Kühlung der Düse 4 im Bereich der Düsenspitze erreicht und eine thermische Überlastung verhindert. Es wird sichergestellt, dass möglichst viel Kühlflüssigkeit den Raum 10.20 des Kühlmittelraums 10 erreicht. Es kam bei Versuchen zu keiner Verfärbung der Düse im Bereich der Düsenbohrung 4.10 mehr. Auch traten Undichtigkeiten zwischen der Düse 4 und der Düsenkappe 2 nicht mehr auf und der Rundring 4.16 wurde nicht überhitzt.Thus, an effective cooling of the nozzle 4 is achieved in the region of the nozzle tip and prevents thermal overload. It is ensured that as much coolant as possible reaches the space 10.20 of the coolant chamber 10. There was no discoloration of the nozzle in the area of the nozzle bore 4.10 in experiments. Also leaks between the nozzle 4 and the nozzle cap 2 did not occur and the circular ring 4.16 was not overheated.

Figur 1b beinhaltet eine Schnittdarstellung entlang der Linie B des Plasmabrennerkopfes aus Figur 1, die die Ebene des Umlenkraums 10.10 zeigt. FIG. 1b includes a sectional view taken along the line B of the plasma burner head FIG. 1 , which shows the plane of the deflection 10.10.

Fig. 2 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus Figur 1. Sie verfügt über eine Düsenbohrung 4.10 für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze 4.11, einen ersten Abschnitt 4.1, dessen Außenfläche 4.4 im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze 4.11 anschließenden zweiten Abschnitt 4.2, dessen Außenfläche 4.5 sich zur Düsenspitze 4.11 hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt. Die Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 erstreckt sich über einen Teil des ersten Abschnitts 4.1 und über den zweiten Abschnitt 4.2 in der Außenfläche 4.5 der Düse 4 zur Düsenspitze 4.11 hin und endet vor der zylindrischen Außenfläche 4.3. Die Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 erstreckt sich über den zweiten Abschnitt 4.2 der Düse 4. Der Mittelpunkt der Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 und der Mittelpunkt der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut (4.22) sind um 180° versetzt zueinander über den Umfang der Düse (4) angeordnet. Die Breite alpha 4 der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 in Umfangsrichtung beträgt ca. 250°. Zwischen der Kühlflüssigkeitsvorlaufnut 4.20 und der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 befinden sich die nach außen hervorstehenden Bereichen 4.31 und 4.32 mit den dazu gehörigen Abschnitten 4.41 und 4.42. Fig. 2 shows the nozzle 4 of the plasma burner head FIG. 1 , It has a nozzle bore 4.10 for the exit of a plasma jet at a nozzle tip 4.11, a first section 4.1, the outer surface 4.4 is substantially cylindrical, and adjoining the nozzle tip 4.11 second section 4.2, the outer surface of the 4.5 to the nozzle tip 4.11 out in essentially conically tapered. The Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 extends over a portion of the first section 4.1 and the second section 4.2 in the outer surface 4.5 of the nozzle 4 to the nozzle tip 4.11 and ends in front of the cylindrical outer surface 4.3. The Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 extends over the second section 4.2 of the nozzle 4. The center of the Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 and the center of the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut (4.22) are arranged offset by 180 ° to each other over the circumference of the nozzle (4). The width alpha 4 of the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 in the circumferential direction is about 250 °. Between the Kühlflüssigkeitsvorlaufnut 4.20 and the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31 and 4.32 with the corresponding sections 4.41 and 4.42.

Figur 3 zeigt einen Plasmabrenner ähnlich Figur 1, aber gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform. Die Düse 4 verfügt über zwei Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21. Auch hier wird die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes 1 von der Düsenhalterung 5 auf die Düse 4 treffend in den Kühlflüssigkeitsraum 10 geleitet. Dazu wird im Umlenkraum 10.10 des Kühlflüssigkeitsraums 10 die Kühlflüssigkeit von der zur Längsachse parallelen Richtung in der Bohrung des Kühlflüssigkeitsvorlaufs WV des Plasmabrenners in Richtung erster Düsenabschnitt 4.1 nahezu senkrecht zur Längsachse der Plasmabrennerkopfes 1 umgelenkt. Dann strömt die Kühlflüssigkeit durch eine Nut 5.1 der Düsenhalterung 5 in die beiden durch die von den Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11 und 10.12 zum die Düsenbohrung 4.10 umgebenden Bereich 10.20 des Kühlflüssigkeitsraums 10 und umströmt die Düse 4 dort. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch den von der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.15 zum Kühlflüssigkeitsrücklauf WR zurück, wobei der Übergang hier im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes erfolgt. FIG. 3 shows a plasma burner similar FIG. 1 but according to another particular embodiment. The nozzle 4 has two Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21. Again, the cooling liquid is directed almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1 of the nozzle holder 5 on the nozzle 4 in the cooling liquid space 10. For this purpose, in the deflection space 10.10 of the cooling liquid space 10, the cooling liquid is deflected from the direction parallel to the longitudinal axis in the bore of the cooling liquid flow WV of the plasma burner in the direction of the first nozzle section 4.1 almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1. Then, the cooling liquid flows through a groove 5.1 of the nozzle holder 5 in the two formed by the Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 spaces 10.11 and 10.12 to the nozzle bore 4.10 surrounding area 10.20 of the cooling liquid space 10 and flows around the nozzle 4 there , After that flows the Cooling liquid through the space 10.15 formed by the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 back to the coolant return WR, the transition here is substantially parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head.

Fig. 3a beinhaltet eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus Figur 3 und zeigt, wie die durch die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11und 10.12 durch die Abschnitte 4.41 und 4.42 der hervorstehenden Bereiche 4.31 und 4.32 der Düse 4 in Kombination mit den Innenfläche 2.5 der Düsenkappe 2 einen Nebenschluss zwischen dem Kühlflüssigkeitsvorlauf und Kühlflüssigkeitsrücklauf verhindern. Gleichzeitig wird ein Nebenschluss zwischen den Räumen 10.11 und 10.12 durch den Abschnitt 4.43 des hervorstehenden Bereichs 4.33 verhindert. Damit in jeder Stellung der Düse 4 zur Düsenkappe 2 zueinander der Nebenschluss der Kühlflüssigkeit verhindert wird, müssen die Bogenmaße d4 und e4 der Abschnitte 4.41 und 4.42 der Düse 4 mindestens genauso groß sein wie das Bogenmaß b2 zur Düse gewandter Ausnehmungen 2.6 der Düsenkappe 2 (s. Fig. 14 bis 16). Fig. 3a includes a sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 3 and shows how the spaces 10.11 and 10.12 formed by the cooling liquid inlet grooves 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 form a shunt between the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inside surface 2.5 of the nozzle cap 2 Prevent the coolant flow and coolant return. At the same time, a shunt between the spaces 10.11 and 10.12 is prevented by the section 4.43 of the protruding area 4.33. Thus, in each position of the nozzle 4 to the nozzle cap 2 to each other, the shunt of the cooling liquid is prevented, the sheet dimensions d4 and e4 of sections 4.41 and 4.42 of the nozzle 4 must be at least as large as the radians b2 to the nozzle facing recesses 2.6 of the nozzle cap 2 (s , Fig. 14 to 16 ).

Figur 3b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrenners aus Figur 3, die die Ebene des Umlenkraums 10.10 und die Verbindung mit beiden Kühlflüssigkeitszuläufen 4.20 und 4.21 durch die Nut 5.1 in der Düsenhalterung 5 zeigt. FIG. 3b is a sectional view taken along the line BB of the plasma torch FIG. 3 showing the plane of the deflection space 10.10 and the connection with both coolant outlets 4.20 and 4.21 through the groove 5.1 in the nozzle holder 5.

Fig. 4 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus Figur 3. Sie verfügt über eine Düsenbohrung 4.10 für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze 4.11, einen ersten Abschnitt 4.1, dessen Außenfläche 4.4 im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze 4.11 anschließenden zweiten Abschnitt 4.2, dessen Außenfläche 4.5 sich zur Düsenspitze 4.11 hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt. Die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 erstrecken sich über einen Teil des ersten Abschnitts 4.1 und über den zweiten Abschnitt 4.2 in der Außenfläche 4.5 der Düse 4 zur Düsenspitze 4.11 hin und enden vor der zylindrischen Außenfläche 4.3. Die Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 erstreckt sich über den zweiten Abschnitt 4.2 der Düse 4. Die Breite alpha 4 der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 in Umfangsrichtung beträgt ca. 190°. Zwischen den Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20; 4.21 und der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 befinden sich die nach außen hervorstehenden Bereichen 4.31; 4.32 und 4.33 mit den dazu gehörigen Abschnitten 4.41; 4.42 und 4.43. Fig. 4 shows the nozzle 4 of the plasma burner head FIG. 3 , It has a nozzle bore 4.10 for the exit of a plasma jet at a nozzle tip 4.11, a first section 4.1, the outer surface 4.4 is substantially cylindrical, and adjoining the nozzle tip 4.11 second section 4.2, the outer surface of the 4.5 to the nozzle tip 4.11 out in essentially conically tapered. The Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 extend over a portion of the first section 4.1 and the second section 4.2 in the outer surface of the nozzle 4 4.5 to the nozzle tip 4.11 and end in front of the cylindrical outer surface 4.3. The Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 extends over the second section 4.2 of the nozzle 4. The width alpha 4 of the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 in the circumferential direction is about 190 °. Between the Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20; 4.21 and the coolant return groove 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31; 4.32 and 4.33 with the corresponding sections 4.41; 4.42 and 4.43.

Figur 5 zeigt einen Plasmabrenner ähnlich Figur 3, aber gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform. Die Düse 4 verfügt über zwei Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 (s. Fig. 5a). Auch hier wird die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes 1 von der Düsenhalterung 5 auf die Düse 4 treffend in den Kühlflüssigkeitsraum 10 geleitet. Dazu wird im Umlenkraum 10.10 des Kühlflüssigkeitsraums 10 die Kühlflüssigkeit von der zur Längsachse parallelen Richtung in der Bohrung des Kühlflüssigkeitsvorlaufs WV des Plasmabrenners in Richtung erster Düsenabschnitt 4.1 nahezu senkrecht zur Längsachse der Plasmabrennerkopfes 1 umgelenkt. Dann strömt die Kühlflüssigkeit durch eine Nut 4.6 der Düse 4 in die beiden durch die von den Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11 und 10.12 zum die Düsenbohrung 4.10 umgebenden Bereich 10.20 des Kühlflüssigkeitsraums 10 und umströmt die Düse 4 dort. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch den von der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.15 zum Kühlflüssigkeitsrücklauf WR zurück, wobei der Übergang hier im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes erfolgt. FIG. 5 shows a plasma burner similar FIG. 3 but according to another particular embodiment. The nozzle 4 has two Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 (s. Fig. 5a ). Again, the cooling liquid is directed almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1 of the nozzle holder 5 on the nozzle 4 in the cooling liquid space 10. For this purpose, in the deflection space 10.10 of the cooling liquid space 10, the cooling liquid is deflected from the direction parallel to the longitudinal axis in the bore of the cooling liquid flow WV of the plasma burner in the direction of the first nozzle section 4.1 almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1. Then, the cooling liquid flows through a groove 4.6 of the nozzle 4 in the two by the Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 spaces formed 10.11 and 10.12 to the nozzle bore 4.10 surrounding area 10.20 of the cooling liquid space 10 and flows around the nozzle 4 there , Thereafter, the cooling liquid flows back through the space 10.15 formed by the cooling liquid return groove 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 to the coolant return WR, the transition taking place substantially parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head.

Fig. 5a ist die Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus Figur 5, die zeigt, wie die durch die Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11und 10.12 durch die Abschnitte 4.41 und 4.42 der hervorstehenden Bereiche 4.31 und 4.32 der Düse 4 in Kombination mit der Innenfläche 2.5 der Düsenkappe 2 einen Nebenschluss zwischen dem Kühlflüssigkeitsvorlauf und Kühlflüssigkeitsrücklauf verhindern. Gleichzeitig wird ein Nebenschluss zwischen den Räumen 10.11und 10.12 durch den Abschnitt 4.43 des hervorstehenden Bereichs 4.33 verhindert. Damit in jeder Stellung der Düse 4 zur Düsenkappe 2 zueinander der Nebenschluss der Kühlflüssigkeit verhindert wird, müssen die Bogenmaße d4 und e4 der Abschnitte 4.41 und 4.42 der Düse 4 mindestens genauso groß sein wie das Bogenmaß b2 zur Düse gewandter Ausnehmungen 2.6 der Düsenkappe 2. Fig. 5a is the sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 5 showing how the spaces 10.11 and 10.12 formed by the cooling liquid supply grooves 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 form a shunt through the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inner surface 2.5 of the nozzle cap 2 between the coolant flow and coolant return. At the same time, a shunt between the spaces 10.11 and 10.12 is prevented by the section 4.43 of the protruding area 4.33. So that in each position of the nozzle 4 to the nozzle cap 2 to each other, the shunt of the cooling liquid is prevented, the sheet dimensions d4 and e4 of sections 4.41 and 4.42 of the nozzle 4 must be at least as large as the radians b2 to the nozzle facing recesses 2.6 of the nozzle cap. 2

Figur 5b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrenners aus Figur 5, die die Ebene des Umlenkraums 10.10 und die Verbindung mit beiden Kühlflüssigkeitszuläufen durch die Nut 4.6 in der Düse 4 zeigt. FIG. 5b is a sectional view taken along the line BB of the plasma torch FIG. 5 which shows the plane of the deflection 10.10 and the connection with both Kühlflüssigkeitszuläufen through the groove 4.6 in the nozzle 4.

Fig. 6 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus Figur 5. Sie verfügt über eine Düsenbohrung 4.10 für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze 4.11, einen ersten Abschnitt 4.1, dessen Außenfläche 4.4 im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze 4.11 anschließenden zweiten Abschnitt 4.2, dessen Außenfläche 4.5 sich zur Düsenspitze 4.11 hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt. Die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 erstrecken sich über einen Teil des ersten Abschnitts 4.1 und über den zweiten Abschnitt 4.2 in der Außenfläche 4.5 der Düse 4 zur Düsenspitze 4.11 hin und enden vor der zylindrischen Außenfläche 4.3. Die Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 erstreckt sich über den zweiten Abschnitt 4.2 der Düse 4. Die Breite alpha 4 der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 in Umfangsrichtung beträgt ca. 190°. Zwischen den Kühlflüssigkeitsnuten 4.20; 4.21 und der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 befinden sich die nach außen hervorstehenden Bereichen 4.31; 4.32 und 4.33 mit den dazu gehörigen Abschnitten 4.41; 4.42 und 4.43. Die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 sind durch die Nut 4.6 der Düse miteinander verbunden. Fig. 6 shows the nozzle 4 of the plasma burner head FIG. 5 , It has a nozzle bore 4.10 for the exit of a plasma jet at a nozzle tip 4.11, a first section 4.1, the outer surface 4.4 is substantially cylindrical, and adjoining the nozzle tip 4.11 second section 4.2, the outer surface of the 4.5 to the nozzle tip 4.11 out in essentially conically tapered. The Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 extend over a portion of the first section 4.1 and the second section 4.2 in the outer surface of the nozzle 4 4.5 to the nozzle tip 4.11 and end in front of the cylindrical outer surface 4.3. The Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 extends over the second section 4.2 of the nozzle 4. The width alpha 4 of the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 in the circumferential direction is about 190 °. Between the cooling liquid grooves 4.20; 4.21 and the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31; 4.32 and 4.33 with the corresponding sections 4.41; 4.42 and 4.43. The Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 are interconnected by the groove 4.6 of the nozzle.

Figur 7 stellt einen Plasmabrennerkopf gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dar. Auch hier wird die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes 1 von einer Düsenhalterung 5 auf die Düse 4 treffend in einen Kühlflüssigkeitsraum 10 geleitet. Dazu wird im Umlenkraum 10.10 des Kühlflüssigkeitsraums 10 die Kühlflüssigkeit von der zur Längsachse parallelen Richtung in der Bohrung des Kühlflüssigkeitsvorlaufs WV des Plasmabrenners in Richtung erster Düsenabschnitt 4.1 nahezu senkrecht zur Längsachse der Plasmabrennerkopfes 1 umgelenkt. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch einen von einer Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.11 (s. Fig. 7a) in den die Düsenbohrung 4.10 umgebenden Bereich 10.20 des Kühlflüssigkeitsraums 10 und umströmt die Düse 4 dort. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch einen von einer Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.15 zurück zum Kühlflüssigkeitsrücklauf WR, wobei der Übergang hier nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes, durch einen Umlenkraum 10.10 erfolgt. FIG. 7 FIG. 2 illustrates a plasma burner head according to a further specific embodiment of the invention. Here, too, the cooling liquid is directed into a coolant liquid space 10, approximately perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1, from a nozzle holder 5 onto the nozzle 4. For this purpose, in the deflection space 10.10 of the cooling liquid space 10, the cooling liquid is deflected from the direction parallel to the longitudinal axis in the bore of the cooling liquid flow WV of the plasma burner in the direction of the first nozzle section 4.1 almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1. Thereafter, the cooling liquid flows through a space 10.11 formed by a cooling liquid supply groove 4.20 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 (see FIG. Fig. 7a ) in the area surrounding the nozzle bore 4.10 10.20 of the cooling liquid chamber 10 and flows around the nozzle 4 there. Thereafter, the cooling liquid flows through a space 10.15 formed by a Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 back to the coolant return WR, wherein the transition takes place here almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head, through a deflection 10.10.

Fig. 7a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus Figur 7, die zeigt, wie der durch die Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildete Raum 10.11 durch die Abschnitte 4.41 und 4.42 der hervorstehenden Bereiche 4.31 und 4.32 der Düse 4 in Kombination mit der Innenfläche der Düsenkappe 2 einen Nebenschluss zwischen dem Kühlflüssigkeitsvorlauf und Kühlflüssigkeitsrücklauf verhindern. Fig. 7a is a sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 7 showing how the space 10.11 formed by the coolant inlet groove 4.20 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 through the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inside surface of the nozzle cap 2 shunts between the coolant flow and the coolant return prevent.

Figur 7b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrennerkopfes aus Figur 7, die die Ebene der Umlenkräume 10.10 zeigt. FIG. 7b is a sectional view taken along the line BB of the plasma burner head FIG. 7 showing the plane of the deflection spaces 10.10.

Fig. 8 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus Figur 7. Sie verfügt über eine Düsenbohrung 4.10 für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze 4.11, einen ersten Abschnitt 4.1, dessen Außenfläche 4.4 im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze 4.11 anschließenden zweiten Abschnitt 4.2, dessen Außenfläche 4.5 sich zur Düsenspitze 4.11 hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt. Die Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 und die Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 erstrecken sich über einen Teil des ersten Abschnitts 4.1 und über den zweiten Abschnitt 4.2 in der Außenfläche 4.5 der Düse 4 zur Düsenspitze 4.11 hin und enden vor der zylindrischen Außenfläche 4.3. Der Mittelpunkt der Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 und der Mittelpunkt der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 sind um 180° versetzt zueinander über den Umfang der Düse 4 angeordnet und gleich groß. Zwischen der Kühlflüssigkeitsvorlaufnut 4.20 und der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 befinden sich die nach außen hervorstehenden Bereichen 4.31 und 4.32 mit den dazu gehörigen Abschnitten 4.41 und 4.42. Fig. 8 shows the nozzle 4 of the plasma burner head FIG. 7 , It has a nozzle bore 4.10 for the exit of a plasma jet at a nozzle tip 4.11, a first section 4.1, the outer surface 4.4 is substantially cylindrical, and adjoining the nozzle tip 4.11 second section 4.2, the outer surface of the 4.5 to the nozzle tip 4.11 out in essentially conically tapered. The Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 and the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 extend over a portion of the first section 4.1 and the second section 4.2 in the outer surface 4.5 of the nozzle 4 to the nozzle tip 4.11 and end in front of the cylindrical outer surface 4.3. The center of the Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 and the center of the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 are offset by 180 ° to each other over the circumference of the nozzle 4 and the same size. Between the Kühlflüssigkeitsvorlaufnut 4.20 and the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31 and 4.32 with the corresponding sections 4.41 and 4.42.

Die Figur 9 zeigt einen Plasmabrennerkopf gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Düse 4 verfügt über zwei Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 und 4.21. Auch hier wird die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes 1 von der Düsenhalterung 5 auf die Düse 4 treffend in den Kühlflüssigkeitsraum 10 geleitet. Dazu wird in einem Umlenkraum 10.10 des Kühlflüssigkeitsraums 10 die Kühlflüssigkeit von der zur Längsachse parallelen Richtung in der Bohrung des Kühlflüssigkeitsvorlaufs WV des Plasmabrenners in Richtung erster Düsenabschnitt 4.1 nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes 1 umgelenkt. Dann strömt die Kühlflüssigkeit durch eine Nut 5.1 der Düsenhalterung 5 in die beiden durch die von den Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11 und 10.12 zum die Düsenbohrung 4.10 umgebenden Bereich 10.20 des Kühlflüssigkeitsraums 10 und umströmt die Düse 4 dort. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch den von der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.15 zum Kühlflüssigkeitsrücklauf WR zurück, wobei der Übergang hier nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes, durch einen Umlenkraum 10.10 erfolgt.The FIG. 9 shows a plasma burner head according to another specific embodiment of the invention. The nozzle 4 has two Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 and 4.21. Again, the cooling liquid is almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1 of the nozzle holder 5 on the nozzle 4 aptly in the Coolant space 10 passed. For this purpose, in a deflection space 10.10 of the cooling liquid space 10, the cooling liquid is deflected from the direction parallel to the longitudinal axis in the bore of the cooling liquid flow WV of the plasma torch in the direction of the first nozzle section 4.1 almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1. Then, the cooling liquid flows through a groove 5.1 of the nozzle holder 5 in the two formed by the Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 spaces 10.11 and 10.12 to the nozzle bore 4.10 surrounding area 10.20 of the cooling liquid space 10 and flows around the nozzle 4 there , Thereafter, the cooling liquid flows back through the space formed by the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 10.15 back to the coolant return WR, the transition here is almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head, by a deflection 10.10.

Fig. 9a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus Figur 9, die zeigt, wie der durch die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11 und 10.12 durch die Abschnitte 4.41 und 4.42 der hervorstehenden Bereiche 4.31 und 4.32 der Düse 4 in Kombination mit den Innenfläche der Düsenkappe 2 einen Nebenschluss zwischen dem Kühlflüssigkeitsvorlauf und Kühlflüssigkeitsrücklauf verhindern. Gleichzeitig wird ein Nebenschluss zwischen den Räumen 10.11 und 10.12 durch den Abschnitt 4.43 des hervorstehenden Bereichs 4.33 verhindert. Fig. 9a is a sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 9 showing how the spaces 10.11 and 10.12 formed by the cooling liquid inlet grooves 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 pass through the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inner surface of the nozzle cap 2 Prevent the coolant flow and coolant return. At the same time, a shunt between the spaces 10.11 and 10.12 is prevented by the section 4.43 of the protruding area 4.33.

Figur 9b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrennerkopfes aus Figur 9, die die Ebene der Umlenkräume 10.10 zeigt und die Verbindung mit beiden Kühlflüssigkeitsvorläufen 4.20 und 4.21 durch die Nut 5.1 in der Düsenhalterung 5 zeigt. FIG. 9b is a sectional view taken along the line BB of the plasma burner head FIG. 9 showing the plane of the deflection spaces 10.10 and shows the connection with both Kühlflüssigkeitsvorläufen 4.20 and 4.21 through the groove 5.1 in the nozzle holder 5.

Figur 10 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus Figur 9. Sie verfügt über eine Düsenbohrung 4.10 für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze 4.11, einen ersten Abschnitt 4.1, dessen Außenfläche 4.4 im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze 4.11 anschließenden zweiten Abschnitt 4.2, dessen Außenfläche 4.5 sich zur Düsenspitze 4.11 hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt. Die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 erstrecken sich über einen Teil des ersten Abschnitts 4.1 und über den zweiten Abschnitt 4.2 in der Außenfläche 4.5 der Düse 4 zur Düsenspitze 4.11 hin und enden vor der zylindrischen Außenfläche 4.3. Die Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 erstreckt sich über den zweiten Abschnitt 4.2 und den ersten Abschnitt 4.1 in der Außenfläche 4.5 der Düse 4. Zwischen den Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20; 4.21 und der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 befinden sich die nach außen hervorstehenden Bereichen 4.31; 4.32 und 4.33 mit den dazu gehörigen Abschnitten 4.41; 4.42 und 4.43. FIG. 10 shows the nozzle 4 of the plasma burner head FIG. 9 , It has a nozzle bore 4.10 for the exit of a plasma jet at a nozzle tip 4.11, a first section 4.1, the outer surface 4.4 is substantially cylindrical, and adjoining the nozzle tip 4.11 second section 4.2, the outer surface of 4.5 to the nozzle tip 4.11 out in essentially conically tapered. The Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 extend over a portion of the first section 4.1 and the second section 4.2 in the outer surface 4.5 of the nozzle 4 to the nozzle tip 4.11 and end in front of the cylindrical outer surface 4.3. The Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 extends over the second section 4.2 and the first section 4.1 in the outer surface 4.5 of the nozzle 4. Between the Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20; 4.21 and the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31; 4.32 and 4.33 with the corresponding sections 4.41; 4.42 and 4.43.

Figur 11 zeigt einen Plasmabrennerkopf ähnlich Figur 5, aber gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung. Die Bohrungen des Kühlflüssigkeitsvorlauf WV und des Kühlflüssigkeitsrücklaufs sind in einem Winkel von 90° versetzt angeordnet. Die Düse 4 verfügt über zwei Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 und eine in Umfangrichtung des ersten Abschnitts 4.1 sich über dem gesamten Umfang erstreckende und die Kühlflüssigkeitszulaufnuten verbindende Nut 4.6. Die Kühlflüssigkeit wird nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes 1 von der Düsenhalterung 5 auf die Düse 4 treffend in den Kühlflüssigkeitsraum 10 geleitet. Dazu wird im Umlenkraum 10.10 des Kühlflüssigkeitsraums 10 die Kühlflüssigkeit von der zur Längsachse parallelen Richtung in der Bohrung des Kühlflüssigkeitsvorlaufs WV des Plasmabrenners in Richtung erster Düsenabschnitt 4.1 nahezu senkrecht zur Längsachse der Plasmabrennerkopfes 1 umgelenkt. Dann strömt die Kühlflüssigkeit durch die Nut 4.6, die sich in Umfangrichtung des ersten Abschnitts 4.1 der Düse 4 auf einem Teilumfang zwischen den Nuten 4.20 und 4.21, d. h. über ca. 300° erstreckt, in die beiden durch die von den Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11 und 10.12 zum die Düsenbohrung 4.10 umgebenden Bereich 10.20 des Kühlflüssigkeitsraums 10 und umströmt die Düse 4 dort. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch den von der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Raum 10.15 zum Kühlflüssigkeitsrücklauf WR zurück, wobei der Übergang hier im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes erfolgt. FIG. 11 shows a plasma burner head similar FIG. 5 but according to another particular embodiment of the invention. The bores of the coolant flow WV and the coolant return are arranged at an angle of 90 °. The nozzle 4 has two Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 and in the circumferential direction of the first section 4.1 extending over the entire circumference and the Kühlflüssigkeitszulaufnuten connecting groove 4.6. The cooling liquid is directed approximately perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1 of the nozzle holder 5 on the nozzle 4 aptly into the cooling liquid space 10. For this purpose, in the deflection space 10.10 of the cooling liquid space 10, the cooling liquid is deflected from the direction parallel to the longitudinal axis in the bore of the cooling liquid flow WV of the plasma burner in the direction of the first nozzle section 4.1 almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head 1. Then, the cooling liquid flows through the groove 4.6, which extends in the circumferential direction of the first section 4.1 of the nozzle 4 on a partial circumference between the grooves 4.20 and 4.21, ie over about 300 °, in the two by the Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 and 4.21 of the Nozzle 4 and the nozzle cap 2 formed spaces 10.11 and 10.12 to the nozzle bore 4.10 surrounding area 10.20 of the cooling liquid space 10 and flows around the nozzle 4 there. Thereafter, the cooling liquid flows back through the space 10.15 formed by the cooling liquid return groove 4.22 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 to the coolant return WR, the transition taking place substantially parallel to the longitudinal axis of the plasma burner head.

Fig. 11a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus Figur 11, die zeigt, wie die durch die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 der Düse 4 und der Düsenkappe 2 gebildeten Räume 10.11und 10.12 durch die Abschnitte 4.41 und 4.42 der hervorstehenden Bereiche 4.31 und 4.32 der Düse 4 in Kombination mit den Innenfläche 2.5 der Düsenkappe 2 einen Nebenschluss zwischen dem Kühlflüssigkeitsvorlauf und Kühlflüssigkeitsrücklauf verhindern. Gleichzeitig wird ein Nebenschluss zwischen den Räumen 10.11und 10.12 durch den Abschnitt 4.43 des hervorstehenden Bereichs 4.33 verhindert. Damit in jeder Stellung der Düse 4 zur Düsenkappe 2 zueinander der Nebenschluss der Kühlflüssigkeit verhindert wird, müssen die Bogenmaße d4 und e4 der Abschnitte 4.41 und 4.42 der Düse 4 mindestens genauso groß sein wie das Bogenmaß b2 zur Düse gewandter Ausnehmungen 2.6 der Düsenkappe 2. Fig. 11a is a sectional view taken along the line AA of the plasma torch FIG. 11 showing how the spaces 10.11 and 10.12 formed by the cooling liquid inlet grooves 4.20 and 4.21 of the nozzle 4 and the nozzle cap 2 form a shunt through the sections 4.41 and 4.42 of the protruding areas 4.31 and 4.32 of the nozzle 4 in combination with the inside surface 2.5 of the nozzle cap 2 between the coolant flow and coolant return. At the same time, a shunt between the spaces 10.11 and 10.12 is prevented by the section 4.43 of the protruding area 4.33. So that in each position of the nozzle 4 to the nozzle cap 2 to each other, the shunt of the cooling liquid is prevented, the sheet dimensions d4 and e4 of sections 4.41 and 4.42 of the nozzle 4 must be at least as large as the radians b2 to the nozzle facing recesses 2.6 of the nozzle cap. 2

Figur 11b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrenners aus Figur 11, die die Ebene des Umlenkraums 10.10 und die Verbindung mit beiden Kühlflüssigkeitsvorläufe durch die über ca. 300° umlaufende Nut 4.6 in der Düse 4 und die um 90° versetzt angeordneten Bohrungen für den Kühlflüssigkeitsvorlauf WV und den Kühlflüssigkeitsrücklauf WR zeigt. FIG. 11b is a sectional view taken along the line BB of the plasma torch FIG. 11 , Which shows the plane of the deflection 10.10 and the connection with both cooling liquid flows through the over approximately 300 ° circumferential groove 4.6 in the nozzle 4 and offset by 90 ° arranged holes for the coolant flow WV and the coolant return WR.

Figur 12 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus Figur 11. Sie verfügt über eine Düsenbohrung 4.10 für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze 4.11, einen ersten Abschnitt 4.1, dessen Außenfläche 4.4 im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze 4.11 anschließenden zweiten Abschnitt 4.2, dessen Außenfläche 4.5 sich zur Düsenspitze 4.11 hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt. Die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 erstrecken sich über einen Teil des ersten Abschnitts 4.1 und über den zweiten Abschnitt 4.2 in der Außenfläche 4.5 der Düse 4 zur Düsenspitze 4.11 hin und enden vor der zylindrischen Außenfläche 4.3. Die Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 erstreckt sich über den zweiten Abschnitt 4.2 der Düse 4. Zwischen den Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20; 4.21 und der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 befinden sich die nach außen hervorstehenden Bereichen 4.31; 4.32 und 4.33 mit den dazu gehörigen Abschnitten 4.41; 4.42 und 4.43. Die Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 sind durch eine in Umfangrichtung des ersten Abschnitts 4.1 der Düse 4 auf einem Teilumfang zwischen den Nuten 4.20 und 4.21, d. h. über ca. 300° erstreckende Nut 4.6 der Düse miteinander verbunden. Dies ist besonders für die Kühlung des Übergangs zwischen der Düsenhalterung 5 und der Düse 4 vorteilhaft. FIG. 12 shows the nozzle 4 of the plasma burner head FIG. 11 , It has a nozzle bore 4.10 for the exit of a plasma jet at a nozzle tip 4.11, a first section 4.1, the outer surface 4.4 is substantially cylindrical, and adjoining the nozzle tip 4.11 second section 4.2, the outer surface of the 4.5 to the nozzle tip 4.11 out in essentially conically tapered. The Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 extend over a portion of the first section 4.1 and the second section 4.2 in the outer surface of the nozzle 4 4.5 to the nozzle tip 4.11 and end in front of the cylindrical outer surface 4.3. The Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 extends over the second section 4.2 of the nozzle 4. Between the Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20; 4.21 and the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 are the outwardly projecting areas 4.31; 4.32 and 4.33 with the corresponding sections 4.41; 4.42 and 4.43. The Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 and 4.21 are by a circumferential direction of the first section 4.1 of the nozzle 4 on a Partial circumference between the grooves 4.20 and 4.21, ie over about 300 ° extending groove 4.6 of the nozzle connected together. This is particularly advantageous for the cooling of the transition between the nozzle holder 5 and the nozzle 4.

Figur 13 zeigt eine Düse gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung, die in den Plasmabrennerkopf nach Figur 8 eingesetzt werden kann. Die Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 ist mit einer Nut 4.6 verbunden, die sich in Umfangsrichtung über den gesamten Umfang erstreckt. Dies hat den Vorteil, dass die Bohrung für den Kühlflüssigkeitsvorlauf WV und den Kühlflüssigkeitsrücklauf WR im Plasmabrennerkopf nicht um genau 180° versetzt angeordnet sein müssen, sondern auch wie zum Beispiel in Figur 11 dargestellt um 90° versetzt angeordnet sein können. Außerdem ist dies für die Kühlung des Übergangs zwischen der Düsenhalterung 5 und der Düse 4 vorteilhaft. Gleiches kann natürlich auch für eine Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22 genutzt werden. FIG. 13 shows a nozzle according to another specific embodiment of the invention, which in the plasma burner head after FIG. 8 can be used. The Kühlflüssigkeitszulaufnut 4.20 is connected to a groove 4.6 which extends in the circumferential direction over the entire circumference. This has the advantage that the bore for the cooling liquid flow WV and the coolant return WR in the plasma burner head need not be arranged offset by exactly 180 °, but also as for example in FIG. 11 can be arranged offset by 90 °. In addition, this is advantageous for the cooling of the transition between the nozzle holder 5 and the nozzle 4. The same can of course be used for a Kühlflüssigkeitsrücklaufnut 4.22.

Figur 14 zeigt eine Düsenkappe 2 gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung. Die Düsenkappe 2 weist eine sich im Wesentlichen kegelförmig verjüngende Innenfläche 2.2 auf, die in diesem Fall in einer radialen Ebene 14 Ausnehmungen 2.6 aufweist. Die Ausnehmungen 2.6 sind äquidistant über den Innenumfang angeordnet und im Radialschnitt halbkreisförmig. FIG. 14 shows a nozzle cap 2 according to a particular embodiment of the invention. The nozzle cap 2 has an essentially conically tapering inner surface 2.2, which in this case has recesses 2.6 in a radial plane. The recesses 2.6 are arranged equidistantly over the inner circumference and semicircular in the radial section.

Die in den Figuren 15 und 16 gezeigten Düsenkappen gemäß weiteren besonderen Ausführungsformen der Erfindung unterscheiden sich von der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform in der Gestalt der Ausnehmungen 2.6. Die Ausnehmungen 2.6 in Fig. 15 sind in der dort gezeigten Ansicht zur Düsenspitze hin kegelstumpfförmig, wobei in Fig. 16 die kegelstumpfförmige Gestalt etwas abgerundet ist.The in the FIGS. 15 and 16 shown nozzle caps according to further particular embodiments of the invention differ from the in Fig. 14 shown embodiment in the shape of the recesses 2.6. The recesses 2.6 in Fig. 15 are in the view shown there to the nozzle tip out frustoconical, with in Fig. 16 the frustoconical shape is slightly rounded.

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung werden in sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims will be essential in both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims (16)

Düse (4) für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner, umfassend eine Düsenbohrung (4.10) für den Austritt eines Plasmagasstrahls an einer Düsenspitze (4.11), einen ersten Abschnitt (4.1), dessen Außenfläche (4.4) im wesentlichen zylindrisch ist, und einen sich daran zur Düsenspitze (4.11) anschließenden zweiten Abschnitt (4.2), dessen Außenfläche (4.5) sich zur Düsenspitze (4.11) hin im wesentlichen kegelförmig verjüngt, wobei a) mindestens eine Flüssigkeitszulaufnut (4.20; 4.21) vorgesehen ist und sich über einen Teil des ersten Abschnitts (4.1) und über den zweiten Abschnitt (4.2) in der Außenfläche (4.5) der Düse (4) zur Düsenspitze (4.11) hin erstreckt und genau eine von der bzw. den Flüssigkeitszulaufnut(en) (4.20; 4.21) separate Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) vorgesehen ist und sich über den zweiten Abschnitt (4.2) erstreckt, oder b) genau eine Flüssigkeitszulaufnut (4.20 oder 4.21) vorgesehen ist und sich über einen Teil des ersten Abschnitts (4.1) und über den zweiten Abschnitt (4.2) in der Außenfläche (4.5) der Düse (4) zur Düsenspitze (4.11) hin erstreckt und mindestens eine von der Flüssigkeitszulaufnut (4.20 oder 4.21) separate Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) vorgesehen ist und sich über den zweiten Abschnitt (4.2) erstreckt.A nozzle (4) for a liquid cooled plasma torch comprising a nozzle bore (4.10) for exit of a jet of plasma at a nozzle tip (4.11), a first portion (4.1) whose outer surface (4.4) is substantially cylindrical and adjoins the nozzle tip (4.11) subsequent second section (4.2) whose outer surface (4.5) tapers towards the nozzle tip (4.11) substantially conically, wherein a) at least one Flüssigkeitszulaufnut (4.20, 4.21) is provided and over a portion of the first section (4.1 ) and over the second section (4.2) in the outer surface (4.5) of the nozzle (4) to the nozzle tip (4.11) and precisely one liquid return groove (4.22) separate from the liquid inlet groove (s) (4.20; 4.21) and extends over the second section (4.2), or b) exactly one liquid inlet groove (4.20 or 4.21) is provided and extends over a portion of the first section (4.1) and extending over the second portion (4.2) in the outer surface (4.5) of the nozzle (4) to the nozzle tip (4.11) and providing at least one liquid return groove (4.22) separate from the liquid inlet groove (4.20 or 4.21) and extending over the second portion (4.2). Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flüssigkeitsrücklaufnut(en) (4.22) auch über einen Teil des ersten Abschnitts (4.1) in der Außenfläche der Düse (4) erstreckt/erstrecken.Nozzle according to claim 1, characterized in that the liquid return groove (s) (4.22) also extend / extend over part of the first section (4.1) in the outer surface of the nozzle (4). Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) mindestens zwei Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) und im Fall b) mindestens zwei Flüssigkeitsrücklaufnuten (4.22) vorgesehen sind.Nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that in case a) at least two liquid inlet grooves (4.20; 4.21) and in case b) at least two liquid return grooves (4.22) are provided. Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt der Flüssigkeitszulaufnut (4.20) und der Mittelpunkt der Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) um 180° versetzt zueinander über den Umfang der Düse (4) angeordnet sind.Nozzle according to claim 3, characterized in that the center of the liquid inlet groove (4.20) and the center of the liquid return groove (4.22) are offset by 180 ° relative to each other over the circumference of the nozzle (4). Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die Breite der Flüssigkeitsrücklaufnut und im Fall b) die Breite der Flüssigkeitszulaufnut in Umfangsrichtung im Bereich von 90° bis 270° liegt.Nozzle according to one of claims 1 to 4, characterized in that in case a) the width of the liquid return groove and in case b) the width of the liquid inlet groove in the circumferential direction is in the range of 90 ° to 270 °. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Fall a) im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) eine Nut (4.6), die mit der Flüssigkeitszulaufnut (4.20) in Verbindung steht, befindet und dass sich im Fall b) im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) eine Nut, die mit der Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) in Verbindung steht, befindet, insbesondere dass sich im Fall a) die Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über den gesamten Umfang erstreckt oder dass sich im Fall a) die Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt und dass sich im Fall b) die Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt oder dass sich im Fall a) die Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt und dass sich im Fall b) die Nut in Umfangrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 90 ° bis 270 ° erstreckt.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that in case a) in the first section (4.1) of the nozzle (4) there is a groove (4.6) communicating with the liquid inlet groove (4.20) and in that case b) in the first section (4.1) of the nozzle (4) is a groove which is in communication with the liquid return groove (4.22), in particular that in case a) the groove (4.6) in the circumferential direction of the first section (4.1) Extends in the case of a) the groove (4.6) in the circumferential direction of the first portion (4.1) of the nozzle (4) over an angle in the range of 60 ° to 300 ° and that in Case b) the groove extends in the circumferential direction of the first section (4.1) of the nozzle (4) over an angle in the range of 60 ° to 300 ° or in the case a) the groove (4.6) in the circumferential direction of the first section (4.1) the nozzle (4) extends over an angle in the range of 90 ° to 270 ° and that si In the case b), the groove extends in the circumferential direction of the first section (4.1) of the nozzle (4) over an angle in the range of 90 ° to 270 °. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) genau zwei Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) und im Fall b) genau zwei Flüssigkeitsrücklaufnuten (4.22) vorgesehen sind.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that exactly two liquid return grooves (4.20; 4.21) are provided in case a) and exactly two liquid return grooves (4.22) are provided in case b). Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die beiden Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) über den Umfang der Düse symmetrisch zu einer Geraden angeordnet sind, die sich vom Mittelpunkt der Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) im rechten Winkel durch die Längsachse der Düse (4) erstreckt, und im Fall b) die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten über den Umfang der Düse symmetrisch zu einer Geraden angeordnet sind, die sich vom Mittelpunkt der Flüssigkeitszulaufnut im rechten Winkel durch die Längsachse der Düse (4) erstreckt.Nozzle according to claim 7, characterized in that in case a) the two liquid inlet grooves (4.20; 4.21) are arranged circumferentially of the nozzle symmetrical to a straight line extending from the center of the liquid return groove (4.22) at right angles through the longitudinal axis of the nozzle (4), and in case b) the two liquid return grooves are arranged circumferentially around the nozzle symmetrically to a straight line extending from the center of the liquid inlet groove at right angles through the longitudinal axis of the nozzle (4). Düse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die Mittelpunkte der beiden Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) und im Fall b) die Mittelpunkte der beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten um einen Winkel versetzt zueinander über den Umfang der Düse (4) angeordnet sind, der im Bereich von 30° bis 180° liegt.Nozzle according to claim 7 or 8, characterized in that in case a) the centers of the two liquid inlet grooves (4.20; 4.21) and in case b) the centers of the two liquid return grooves are offset by an angle to each other over the circumference of the nozzle (4) which is in the range of 30 ° to 180 °. Düse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die Breite der Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) und im Fall b) die Breite der Flüssigkeitszulaufnut in Umfangsrichtung im Bereich von 120° bis 270° liegt.Nozzle according to one of claims 7 to 9, characterized in that in case a) the width of the liquid return groove (4.22) and in case b) the width of the liquid inlet groove in the circumferential direction is in the range of 120 ° to 270 °. Düse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die beiden Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) miteinander in Verbindung stehen und dass im Fall b) die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) miteinander in Verbindung stehen.Nozzle according to one of Claims 7 to 10, characterized in that, in case a), the two liquid inlet grooves (4.20; 4.21) in the first section (4.1) of the nozzle (4) communicate with each other and in case b) the two liquid return grooves in first section (4.1) of the nozzle (4) communicate with each other. Düse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die beiden Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) durch eine Nut (4.6) miteinander in Verbindung stehen und dass im Fall b) die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) durch eine Nut in Verbindung stehen, insbesondere dass die Nut (4.6) im Fall a) über eine der oder beide Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) hinausgeht und dass im Fall b) die Nut über eine der oder beide Flüssigkeitsrücklaufnuten hinausgeht.Nozzle according to Claim 11, characterized in that, in case a), the two liquid inlet grooves (4.20; 4.21) in the first section (4.1) of the nozzle (4) communicate with each other through a groove (4.6) and in case b) the two Liquid return grooves in the first section (4.1) of the nozzle (4) are connected by a groove, in particular that the groove (4.6) in case a) beyond one or both Flüssigkeitszulaufnuten (4.20, 4.21) and that in case b) the groove beyond one or both of the liquid return grooves. Düsenkappe für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner, wobei die Düsenkappe (2) eine sich im wesentlichen kegelförmig verjüngende Innenfläche (2.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (2.2) der Düsenkappe (2) in einer radialen Ebene mindestens zwei, insbesondere genau drei, Ausnehmungen (2.6) aufweist.Nozzle cap for a liquid-cooled plasma torch, wherein the nozzle cap (2) has a substantially conically tapering inner surface (2.2), characterized in that the inner surface (2.2) of the nozzle cap (2) in a radial plane at least two, in particular exactly three, recesses (2.6). Plasmabrennerkopf (1), umfassend: - eine Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, - eine Düsenhalterung (5) zur Halterung der Düse (4), und - eine Düsenkappe (2), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei die Düsenkappe (2) und die Düse (4) einen Kühlflüssigkeitsraum (10) bilden, der über zwei jeweils um 60° bis 180° versetzte Bohrungen mit einer Kühlflüssigkeitszulaufleitung bzw. Kühlflüssigkeitsrücklaufleitung verbindbar ist, wobei die Düsenhalterung (5) so gestaltet ist, dass die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes (1) auf die Düse (4) treffend in den Kühlflüssigkeitsraum (10) und/oder nahezu senkrecht zur Längsachse aus dem Kühlflüssigkeitsraum in die Düsenhalterung gelangt. A plasma burner head (1) comprising: a nozzle according to any one of claims 1 to 12, - A nozzle holder (5) for holding the nozzle (4), and - A nozzle cap (2), preferably according to one of claims 20 to 22, wherein the nozzle cap (2) and the nozzle (4) form a cooling liquid space (10) via two each offset by 60 ° to 180 ° holes with a cooling liquid supply line or cooling liquid return line is connectable, wherein the nozzle holder (5) is designed so that the cooling liquid almost perpendicular to the longitudinal axis of the plasma burner head (1) on the nozzle (4) aptly in the cooling liquid space (10) and / or almost perpendicular to the longitudinal axis of the Coolant space enters the nozzle holder. Plasmabrennerkopf (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (4) ein oder zwei Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) (4.20; 4.21) aufweist, und die Düsenkappe (2) auf ihrer Innenfläche (2.5) mindestens zwei, insbesondere genau drei, Ausnehmungen (2.6), deren zur Düse (4) gewandten Öffnungen sich jeweils über ein Bogenmaß (b2) erstrecken, aufweist, wobei das Bogenmaß (d4; e4) der in Umfangsrichtung an die Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) (4.20; 4.21) angrenzenden, gegenüber der bzw. den Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) nach außen hervorstehenden Bereiche (4.31; 4.32) der Düse (4) jeweils mindestens genauso groß wie das Bogenmaß (b2) ist.Plasma burner head (1) according to claim 14, characterized in that the nozzle (4) has one or two Kühlflüssigkeitszulaufnut (s) (4.20; 4.21), and the nozzle cap (2) on its inner surface (2.5) at least two, in particular exactly three, Recesses (2.6), whose openings facing the nozzle (4) each extend over a radian measure (b 2 ), wherein the radian measure (d 4 , e 4 ) of the circumferential to the Kühlflüssigkeitszulaufnut (s) (4.20, 4.21) adjacent, with respect to the or the Kühlflüssigkeitszulaufnut (s) outwardly projecting portions (4.31, 4.32) of the nozzle (4) in each case at least as large as the radians (b 2 ). Plasmabrennerkopf (1) nach Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogenmaß (c2) des Abschnitts zwischen den Ausnehmungen (2.6) der Düsenkappe (2) maximal halb so groß ist wie das minimale Bogenmaß (a4) der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut (4.22) oder das minimale Bogenmaß (b4) der Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) (4.20) und/oder (4.21) der Düse (4).Plasma burner head (1) according to claims 14 or 15, characterized in that the radian measure (c2) of the portion between the recesses (2.6) of the nozzle cap (2) is at most half as large as the minimum radian dimension (a4) of the Kühlflüssigkeitsrücklaufnut (4.22) or the minimum radian dimension (b4) of the coolant inlet groove (s) (4.20) and / or (4.21) of the nozzle (4).
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