ES2935577T3

ES2935577T3 - Device and method for generating an atmospheric plasma

Info

Publication number: ES2935577T3
Application number: ES17001337T
Authority: ES
Inventors: Manuel Kunz; André Hellinger; Sudarsan Vedantha
Original assignee: bdtronic GmbH
Current assignee: bdtronic GmbH
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2037-08-04
Also published as: EP3291651B1; SI3291651T1; PT3291651T; DK3291651T3; RS63874B1; DE102016010619A1; PL3291651T3; EP3291651A1; HUE061142T2; FI3291651T3

Abstract

Para el tratamiento de superficies de plástico, metal, cerámica, etc. con fines de limpieza o activación, es conocido aplicarles un plasma atmosférico. Es conocido integrar un transformador y una tobera de plasma en un cabezal de plasma común para la generación de plasma. La pérdida de potencia del transformador, que se acumula como calor en el cabezal de plasma, ha demostrado ser una desventaja. Este desarrollo de calor puede ser tan grande que la generación de plasma se ve afectada. La invención crea un dispositivo y un método para generar un plasma atmosférico, con el que se asegura un funcionamiento estable y fiable. A tal efecto se pretende (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)For the treatment of plastic, metal, ceramic surfaces, etc. for cleaning or activation purposes, it is known to apply an atmospheric plasma to them. It is known to integrate a transformer and a plasma nozzle in a common plasma head for plasma generation. Power loss from the transformer, which accumulates as heat in the plasma head, has proven to be a disadvantage. This heat development can be so great that plasma generation is affected. The invention creates a device and a method for generating an atmospheric plasma, with which a stable and reliable operation is ensured. For this purpose it is intended (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo y procedimiento para generar un plasma atmosféricoDevice and method for generating an atmospheric plasma

La invención se refiere a un dispositivo para generar un plasma atmosférico según las características de la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a un procedimiento para generar un plasma atmosférico según la reivindicación 5.The invention relates to a device for generating atmospheric plasma according to the features of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for generating atmospheric plasma according to claim 5.

Para el tratamiento de superficies de plástico, metal, cerámica, etc., por ejemplo, con fines de limpieza, activación de superficies, polimerización, reducción de gérmenes y similares, es conocida la aplicación de un plasma atmosférico. Al limpiar y / o activar la superficie por medio de un plasma atmosférico, se puede humedecer mejor, por ejemplo, con un líquido o un adhesivo.For the treatment of surfaces made of plastic, metal, ceramics, etc., for example for cleaning, surface activation, polymerization, germ reduction and the like, the application of an atmospheric plasma is known. When cleaning and / or activating the surface by means of an atmospheric plasma, it can be better moistened, for example, with a liquid or an adhesive.

Para generar un plasma atmosférico se utiliza un cabezal de plasma con un transformador y una boquilla de plasma. Debido a la alta tensión generado por el transformador, un gas de proceso en la boquilla de plasma se ioniza por medio de una descarga. El gas de proceso sale de la boquilla como acero de plasma dirigido o llama de plasma. To generate an atmospheric plasma a plasma head with a transformer and a plasma nozzle is used. Due to the high voltage generated by the transformer, a process gas in the plasma nozzle is ionized by means of a discharge. The process gas exits the nozzle as directed plasma steel or plasma flame.

Para evitar problemas como, por ejemplo, roturas de ductos, descargas o pérdidas de potencia, es conocido integrar el transformador y la boquilla de plasma en un cabezal de plasma común. Debido a este diseño compacto del cabezal de plasma, se puede prescindir de ductos largos y componentes electrónicos, lo que reduce el riesgo de ducto o de descargas.In order to avoid problems such as duct breaks, lightning strikes or power losses, it is known to integrate the transformer and the plasma nozzle in a common plasma head. Due to this compact design of the plasma head, long pipelines and electronic components can be dispensed with, reducing the risk of pipeline or shock.

Particularmente desventajoso en este diseño compacto ha demostrado ser la pérdida de potencia del transformador, que se acumula como calor en la carcasa del cabezal de plasma. Esta generación de calor puede ser tan grande que el transformador falla o se daña. Por lo tanto, esta generación de calor influye en la generación de plasma.Particularly disadvantageous in this compact design has proven to be the power loss from the transformer, which accumulates as heat in the plasma head housing. This heat generation can be so great that the transformer fails or is damaged. Therefore, this heat generation influences the plasma generation.

Los sistemas de plasma conocidos, como se describe, por ejemplo, en la publicación US 2015/0054405 A1, tienen un enfriamiento en el que el calor se disipa por convección desde la carcasa del cabezal de plasma. Sin embargo, este tipo de enfriamiento solo es suficiente para ciertos diseños o tamaños, así como para las posiciones de instalación del cabezal de plasma. Por ejemplo, el enfriamiento del transformador por convección pura resulta insuficiente con el uso continuo del cabezal de plasma.Known plasma systems, as described, for example, in US publication 2015/0054405 A1, have cooling in which heat is dissipated by convection from the plasma head housing. However, this type of cooling is only sufficient for certain designs or sizes, as well as installation positions of the plasma head. For example, pure convection transformer cooling is insufficient with continuous use of the plasma head.

Por lo tanto, la invención se basa en el objetivo de proporcionar un dispositivo y un procedimiento para generar un plasma atmosférico, con el que se asegura un funcionamiento estable y confiable.Therefore, the invention is based on the objective of providing a device and a method for generating an atmospheric plasma, with which a stable and reliable operation is ensured.

Un dispositivo para lograr este objetivo tiene las características de la reivindicación 1.A device for achieving this objective has the features of claim 1.

En consecuencia, se prevé que a un cabezal de plasma se le asigne un transformador y al menos una boquilla de plasma, en donde el transformador y la boquilla de plasma forman una unidad espacial, un ducto de suministro para un medio que fluye para el control activo de la temperatura del cabezal de plasma y en una pared de una carcasa del cabezal de plasma se dispone al menos un canal para guiar el medio. En este caso, el canal se extiende al menos en parte sobre la pared del cabezal de plasma, en la que está conectado a al menos una entrada. El medio es el gas de proceso. Por medio del medio que fluye puede controlarse activamente la temperatura del cabezal de plasma. En consecuencia, dependiendo del diseño o del tamaño y del funcionamiento del cabezal de plasma, la temperatura de este puede controlarse activamente. El medio que fluye disipa permanentemente el calor del cabezal de plasma. introduciendo el medio, el cabezal de plasma se puede mantener a una temperatura estable durante todo el tiempo de funcionamiento. Por lo tanto, se puede generar una temperatura en el cabezal de plasma con ayuda del medio que fluye a través de él, en el que se logra un rendimiento máximo de plasma y, al mismo tiempo, el cabezal de plasma funciona de modo particularmente estable y confiable.Accordingly, it is envisaged that a plasma head is assigned a transformer and at least one plasma nozzle, wherein the transformer and the plasma nozzle form a spatial unit, a supply duct for a flowing medium for control. active temperature control of the plasma head and at least one channel for guiding the medium is arranged in a wall of a housing of the plasma head. In this case, the channel extends at least partly over the wall of the plasma head, where it is connected to at least one input. The medium is the process gas. By means of the flowing medium the temperature of the plasma head can be actively controlled. Consequently, depending on the design or the size and operation of the plasma head, the temperature of the plasma head can be actively controlled. The flowing medium permanently dissipates the heat from the plasma head. By introducing the medium, the plasma head can be kept at a stable temperature during the entire operating time. Thus, a temperature can be generated in the plasma head with the help of the medium flowing through it, in which maximum plasma yield is achieved and at the same time the plasma head runs particularly stable. and confiable.

La invención prevé que como medio para el control de la temperatura, en particular para el enfriamiento del cabezal de plasma, preferiblemente del transformador, puede usarse un electrodo o de una boquilla de plasma, el mismo gas de proceso.The invention provides that as means for temperature control, in particular for cooling the plasma head, preferably the transformer, an electrode or a plasma nozzle, the same process gas, can be used.

El uso del gas de proceso como medio de enfriamiento es particularmente ventajoso, ya que debe suministrarse de todos modos al cabezal de plasma. Según la invención, por lo tanto, el gas de proceso fluye primero a través del área alrededor del transformador antes de ser suministrado a la boquilla de plasma para la generación de plasma. El aumento de la temperatura del gas de proceso debido a la absorción de energía térmica no tiene ningún efecto sobre la eficiencia de la formación de plasma. Para un funcionamiento particularmente eficiente del cabezal de plasma, también puede ser ventajoso según la invención si el gas de proceso se mezcla con otro medio, que haya demostrado ser particularmente bueno como medio de refrigeración. De esta manera, el calor se puede disipar rápidamente del cabezal de plasma y al mismo tiempo se puede generar una llama de plasma sin tener que instalar un ducto adicional para el medio de enfriamiento en el cabezal de plasma.The use of the process gas as a cooling medium is particularly advantageous, since it must be supplied to the plasma head anyway. According to the invention, therefore, the process gas first flows through the area around the transformer before being supplied to the plasma nozzle for plasma generation. The increase in the temperature of the process gas due to the absorption of thermal energy has no effect on the efficiency of plasma formation. For particularly efficient operation of the plasma head, it can also be advantageous according to the invention if the process gas is mixed with another medium, which has proven to be particularly good as a cooling medium. In this way, heat can be quickly dissipated from the plasma head and at the same time a plasma flame can be generated without having to install an additional duct for the cooling medium in the plasma head.

Un ejemplo de realización particularmente ventajoso de la presente invención puede prever que, en una carcasa, preferiblemente en una pared de la carcasa, se disponga un canal, en particular serpenteante, para conducir el medio, que se extiende al menos por zonas sobre la pared de la carcasa y al que se conecta al menos un ducto de suministro. Conduciendo el canal a través de la pared del cabezal de plasma, el medio permanece en contacto con la pared durante un tiempo particularmente largo, lo que significa que el medio puede absorber una cantidad particularmente grande de energía térmica del transformador. En particular, una configuración serpenteante del canal ha demostrado ser particularmente eficiente para la transferencia de energía térmica al medio. Un extremo del canal representa un ducto de suministro para el medio, por ejemplo, para el gas de proceso. El segundo extremo del canal puede estar libre, de modo que el gas se introduce en la atmósfera, o está conectado al ducto de suministro para la boquilla de plasma, de modo que el medio se utiliza como gas de proceso directamente para la generación de plasma. Este diseño permite mantener el diseño compacto del cabezal de plasma.A particularly advantageous exemplary embodiment of the present invention can provide that a channel, in particular serpentine, is arranged in a housing, preferably in a wall of the housing, for conducting the medium, which extends at least in parts over the wall of the casing and to which at least one supply duct is connected. By driving the channel through the wall of the plasma head, the medium remains in contact with the wall for a particularly long time, which means that the medium can absorb a particularly large amount of thermal energy from the transformer. In particular, a meandering configuration of the channel has proven to be particularly efficient for the transfer of thermal energy to the medium. One end of the channel represents a supply line for the medium, for example for process gas. The second end of the channel can be free, so that the gas is introduced into the atmosphere, or it is connected to the supply duct for the plasma nozzle, so that the medium is used as process gas directly for plasma generation. . This design allows the compact design of the plasma head to be maintained.

El canal serpenteante para el medio se puede realizar en paralelo, vertical, principalmente en paralelo a un eje longitudinal de la carcasa, agujeros en la pared de la carcasa. Los canales pueden estar inicialmente abiertos a los lados frontales de la carcasa cilíndrica hueca. Estas aberturas pueden cerrarse mediante una parte de fondo o de tapa de la carcasa, más precisamente de tal manera que dos aberturas adyacentes estén conectadas alternativamente una con otra o aisladas una de otra, de modo que en la pared se forme el canal serpenteante. La parte de fondo o de tapa de la carcasa está atornillada o pegada a la carcasa, por ejemplo. Otro ejemplo de realización puede prever que el canal se forme como un tornillo en la pared de la carcasa. Una carcasa de este tipo con un canal similar a un tornillo en la pared se puede fabricar, por ejemplo, con un procedimiento generativo, como una impresora 3D.The meandering channel for the middle can be made in parallel, vertical, mainly parallel to a longitudinal axis of the casing, holes in the casing wall. The channels may initially be open to the front sides of the hollow cylindrical shell. These openings can be closed by a bottom or cover part of the casing, more precisely in such a way that two adjacent openings are alternately connected to one another or isolated from one another, so that the meandering channel is formed in the wall. The bottom or lid part of the casing is screwed or glued to the casing, for example. Another exemplary embodiment can provide that the channel is formed like a screw in the wall of the housing. Such a housing with a screw-like channel in the wall can be manufactured, for example, with a generative method, such as a 3D printer.

También se puede prever que el canal se forme como un evaporador para un medio líquido. En este ejemplo de realización, un medio líquido se alimenta primero en el canal para luego conducirse hacia la boquilla de plasma en forma de gas. Dado que los medios líquidos generalmente tienen una mayor capacidad calorífica que los gases se puede aumentar la transferencia de calor entre el transformador o la pared y el medio y, al mismo tiempo, el medio se puede usar al menos parcialmente como gas de proceso. Esto también permite la deposición de capas.It can also be provided that the channel is formed as an evaporator for a liquid medium. In this exemplary embodiment, a liquid medium is first fed into the channel and then passed to the plasma nozzle in the form of a gas. Since liquid media generally have a higher heat capacity than gases, the heat transfer between the transformer or the wall and the medium can be increased and, at the same time, the medium can be used at least partly as a process gas. This also allows layer deposition.

Preferiblemente, la presente invención puede prever además que al menos un disipador de calor, en particular aletas de enfriamiento, estén dispuestos en un exterior de la pared o la carcasa, a lo largo de las cuales puede hacerse conducir el medio. Como alternativa a la formación de canales en la pared, esta también puede tener disipadores de calor en el lado exterior. A su vez, estos disipadores de calor pueden enfriarse activamente aplicando un medio de enfriamiento, preferiblemente mediante un ventilador.Preferably, the present invention can further provide that at least one heat sink, in particular cooling fins, are arranged on an outside of the wall or housing, along which the medium can be led. As an alternative to channeling the wall, the wall can also have heat sinks on the outside. In turn, these heat sinks can be actively cooled by applying a cooling medium, preferably by means of a fan.

Un procedimiento para lograr el objetivo antes mencionado comprende las medidas de la reivindicación 5. En consecuencia, se prevé que mediante un medio fluido se controla activamente la temperatura de un cabezal de plasma en cuya carcasa está dispuesto un transformador y al menos una boquilla de plasma, en cuyo caso para el control activo de la temperatura del cabezal de plasma, el medio pasa a través de un canal en una pared de una carcasa del cabezal de plasma, y el gas de proceso se utiliza como medio. Por medio de este control activo de la temperatura del cabezal de plasma se permite la disipación activa y eficiente del calor de proceso del transformador. Dependiendo del tamaño y del diseño del cabezal de plasma, se espera una generación de calor diferente del transformador. Regulando el flujo del medio, la disipación de calor del cabezal de plasma puede controlarse activamente de modo que el cabezal de plasma puede funcionar a una temperatura de operación óptima. A la temperatura óptima de operación, el cabezal de plasma se comporta de forma especialmente fiable y estable.A method for achieving the aforementioned objective comprises the measures of claim 5. Accordingly, it is provided that the temperature of a plasma head in the housing of which a transformer and at least one plasma nozzle are arranged is actively controlled by means of a fluid medium. , in which case for active control of the temperature of the plasma head, the medium passes through a channel in a wall of a housing of the plasma head, and the process gas is used as the medium. By means of this active control of the temperature of the plasma head, the active and efficient dissipation of the process heat from the transformer is allowed. Depending on the size and design of the plasma head, different heat generation is expected from the transformer. By regulating the flow of the medium, the heat dissipation of the plasma head can be actively controlled so that the plasma head can be operated at optimum operating temperature. At the optimum operating temperature, the plasma head behaves particularly reliably and stably.

Otro ejemplo de realización de la presente invención puede prever que, para el control activo de la temperatura, preferiblemente el enfriamiento del cabezal de plasma, el medio pasa a través de la carcasa, preferiblemente a través de una pared de la carcasa, del cabezal de plasma, en particular a través de un canal en la pared, del cabezal de plasma y el paso del medio se regula por medio de una válvula, de modo que el flujo se lleva a cabo dependiendo de la temperatura del cabezal de plasma.Another exemplary embodiment of the present invention can provide that, for active temperature control, preferably cooling of the plasma head, the medium passes through the housing, preferably through a housing wall, of the plasma head. plasma, in particular through a channel in the wall, of the plasma head and the passage of the medium is regulated by means of a valve, so that the flow takes place depending on the temperature of the plasma head.

Preferiblemente, la presente invención puede prever además que, para el control activo de la temperatura, se controla previamente la temperatura del medio guiado por la pared y/o se hace pasar a una presión predeterminada a través de la pared. Para ello puede preverse que en el cabezal de plasma esté dispuesto un sensor de temperatura que mide la temperatura y la transmite a una unidad de control, que de manera correspondiente enfría previamente o calienta el medio. Además de la temperatura del medio, la presión también puede variar. Por ejemplo, con una gran cantidad de energía térmica para disipar, se puede aumentar la presión del medio para controlar la temperatura del cabezal de plasma. Al aumentar la presión del medio, se aumenta el caudal de modo que se aumenta la energía térmica para absorber por unidad de tiempo. Del mismo modo, puede reducirse la presión del medio con la cual esta se hace pasar a través del canal si solo tiene que disiparse una pequeña cantidad de energía térmica del cabezal de plasma. Este control previo de temperatura y variación de la presión permite un funcionamiento particularmente eficiente y, por lo tanto, confiable del cabezal de plasma y también garantiza una operación estable del mismo.Preferably, the present invention can further provide that, for active temperature control, the temperature of the medium guided through the wall is previously controlled and/or is passed through the wall at a predetermined pressure. For this, provision can be made for a temperature sensor to be arranged in the plasma head, which measures the temperature and transmits it to a control unit, which correspondingly pre-cools or heats the medium. In addition to the temperature of the medium, the pressure can also vary. For example, with a large amount of thermal energy to dissipate, the media pressure can be increased to control the temperature of the plasma head. By increasing the pressure of the medium, the flow is increased so that the thermal energy to be absorbed per unit of time is increased. Similarly, the pressure of the medium with which it is forced through the channel can be reduced if only a small amount of thermal energy has to be dissipated from the plasma head. This pre-control of temperature and pressure variation enables particularly efficient and therefore reliable operation of the plasma head and also ensures stable operation of the plasma head.

Además, otro ejemplo de realización ventajoso de la presente invención puede prever que el medio para controlar la temperatura del cabezal de plasma se aplique a un lado externo de la pared. Mediante esta aplicación del medio al lado externo de la carcasa o de la pared, se crea una forma particularmente simple de enfriar el cabezal de plasma. Furthermore, another advantageous embodiment of the present invention can provide that the means for controlling the temperature of the plasma head is applied to an external side of the wall. By this application of the medium to the outer side of the housing or the wall, a particularly simple way of cooling the plasma head is created.

Un ejemplo de realización preferido de la presente invención se explica con más detalle a continuación por medio de los dibujos. En estos dibujosA preferred embodiment of the present invention is explained in more detail below by means of the drawings. in these drawings

La Figura 1 muestra una sección transversal a través de un cabezal de plasma representado esquemáticamente, La Figura 2 muestra una sección transversal a través de una representación esquemática de una pared del cabezal de plasma, yFigure 1 shows a cross section through a schematically represented plasma head, Figure 2 shows a cross section through a schematic representation of a wall of the plasma head, and

La Figura 3 muestra una sección transversal a través de otro ejemplo de realización de un cabezal de plasma. Figure 3 shows a cross section through another exemplary embodiment of a plasma head.

Un ejemplo de realización de un cabezal de plasma según la invención 10 se muestra en la Fig. 1 muy esquematizado en sección transversal. Esencialmente, el cabezal de plasma 10 consiste en una carcasa 11, dentro de la cual se disponen un transformador 12 y una boquilla de plasma 13. El transformador 12 está encerrado por un aislador 14 y está conectado a una fuente de tensión 15. El transformador 12 y la fuente de tensión 15 generan la alta tensión requerido para encender el plasma. Una pared 23 de la carcasa 11 del cabezal de plasma 10 está conectada a una tierra 29.An exemplary embodiment of a plasma head 10 according to the invention is shown in FIG. 1 very schematically in cross section. Essentially, the plasma head 10 consists of a casing 11, inside which a transformer 12 and a plasma nozzle 13 are arranged. The transformer 12 is enclosed by an insulator 14 and is connected to a voltage source 15. The transformer 12 and voltage source 15 generate the high voltage required to ignite the plasma. A wall 23 of the casing 11 of the plasma head 10 is connected to a ground 29.

La boquilla de plasma 13 comprende un electrodo 16, que está acoplado al transformador 12. Este electrodo en forma de aguja 16 apunta con su punta en la dirección de un electrodo de anillo 17 que sirve como salida para el plasma. A través de una entrada de gas de proceso 18, el gas de proceso pasa al volumen de boquilla 19. El gas de proceso se representa esquemáticamente aquí como flecha 20. En realidad, el volumen de boquilla 19 se envasa de manera casi homogénea con un flujo permanente de gas de proceso 18.The plasma nozzle 13 comprises an electrode 16, which is coupled to the transformer 12. This needle-shaped electrode 16 points with its tip in the direction of a ring electrode 17 which serves as an outlet for the plasma. Through a process gas inlet 18, the process gas passes into the nozzle volume 19. The process gas is represented schematically here as arrow 20. Actually, the nozzle volume 19 is filled almost homogeneously with a permanent flow of process gas 18.

Por medio de una descarga eléctrica entre el electrodo 16 y el electrodo de anillo 17 se produce una ionización del gas de proceso representada aquí simbólicamente como un rayo 21. El gas ionizado sale de la boquilla de plasma 13 a través del electrodo de anillo 17 como chorro de plasma 22 o como una llama de plasma.By means of an electrical discharge between the electrode 16 and the ring electrode 17, an ionization of the process gas occurs, represented here symbolically as lightning 21. The ionized gas leaves the plasma nozzle 13 via the ring electrode 17 as plasma jet 22 or as a plasma flame.

En la pared 23 del cabezal de plasma 10 se forma al menos un canal 24. En el ejemplo de realización que se muestra aquí, este canal 24 se extiende serpenteando a través de toda la pared 23. En la Fig. 2, una pared enrollada 23 del cabezal de plasma 10 se representa esquemáticamente, de modo que el curso serpenteante del canal 24 se hace notorio en la pared 23. El canal 24 tiene una entrada 25 y una salida 26. Según la invención, se hace ingresar un medio a la entrada 25 por medio de una válvula no representada o de un volumen de almacenamiento, de modo que el medio fluye con una presión predeterminada a través del canal 24 en dirección de la salida 26 (ver flecha 27). In the wall 23 of the plasma head 10, at least one channel 24 is formed. In the exemplary embodiment shown here, this channel 24 extends meandering through the entire wall 23. In Fig. 2, a rolled wall 23 of the plasma head 10 is represented schematically, so that the meandering course of the channel 24 becomes visible on the wall 23. The channel 24 has an inlet 25 and an outlet 26. According to the invention, a medium is introduced into the inlet 25 via a valve (not shown) or a storage volume, so that the medium flows with a predetermined pressure through channel 24 in the direction of outlet 26 (see arrow 27).

El medio que fluye, que es el gas de proceso, disipa el calor desarrollado por el transformador 12. Este gas de proceso se hace pasar después de que haya fluido a través del canal 24 y haya absorbido la energía térmica del transformador 12, a través de un elemento de conexión 28, representado de modo discontinuo, a través de la entrada de gas de proceso 18 hacia el volumen de boquilla 19. El elemento de conexión 18 puede ser, por ejemplo, una manguera o un trozo corto de tubería. Este elemento de conexión 18 también puede integrarse en la carcasa 11 o en el cabezal de plasma 10. El canal 24 está integrado en la carcasa 11 o en la pared 23.The flowing medium, which is the process gas, dissipates the heat developed by the transformer 12. This process gas is passed after it has flowed through the channel 24 and has absorbed the thermal energy of the transformer 12, through of a connection element 28, shown dashed, through the process gas inlet 18 to the nozzle volume 19. The connection element 18 can be, for example, a hose or a short piece of pipe. This connection element 18 can also be integrated in the housing 11 or in the plasma head 10. The channel 24 is integrated in the housing 11 or in the wall 23.

Dependiendo del tamaño o diseño o de la energía térmica desarrollada por el transformador 12, se pueden utilizar diferentes medios como refrigerantes. Además, es concebible que, dependiendo de la energía térmica desarrollada, el gas de proceso se enfríe previamente o se deje ingresar en el canal 24 a una presión mayor. Para este propósito, según la invención se utiliza un dispositivo de control no representado que determina la temperatura en el cabezal de plasma 10 por medio de un sensor de temperatura en el cabezal de plasma 10 y de manera correspondiente controla la entrada del gas de proceso en el canal 24.Depending on the size or design or the thermal energy developed by the transformer 12, different media can be used as coolants. Furthermore, it is conceivable that, depending on the heat energy developed, the process gas is pre-cooled or allowed to enter the channel 24 at a higher pressure. For this purpose, according to the invention, a control device (not shown) is used, which determines the temperature in the plasma head 10 by means of a temperature sensor in the plasma head 10 and correspondingly controls the input of the process gas into the plasma head 10. channel 24.

Además de la configuración de un canal 24 representada en la Figs. 1 y 2, la Fig. 3 muestra otro ejemplo de realización para un canal 30. En el canal 30 representado en la Fig. 3, como se describió anteriormente en el ejemplo de realización mostrada en la Fig. 1, el medio se suministra al canal 30 a través de una entrada no mostrada y se suministra al volumen de boquilla 19 a través de un elemento de conexión 28 de la manera descrita anteriormente. El canal 30 está dispuesto en el segundo ejemplo de realización en forma de tornillo en la pared 23 del cabezal de plasma 10. Mediante esta disposición del canal 30 en forma de tornillo se puede generar una superficie de contacto particularmente larga entre el medio y la pared 23, de modo que se configura una transferencia de la energía térmica al medio de manera particularmente eficiente.In addition to the one channel configuration 24 depicted in Figs. 1 and 2, Fig. 3 shows another exemplary embodiment for a channel 30. In the channel 30 shown in Fig. 3, as described above in the exemplary embodiment shown in Fig. 1, the medium is supplied to the channel 30 through an inlet not shown and is supplied to the nozzle volume 19 through a connecting element 28 in the manner described above. In the second exemplary embodiment, the channel 30 is arranged in the form of a screw in the wall 23 of the plasma head 10. By means of this arrangement of the channel 30 in the form of a screw, a particularly large contact surface between the medium and the wall can be generated. 23, so that a transfer of the thermal energy to the medium is configured in a particularly efficient manner.

Además de los ejemplos de realización representados aquí, también es concebible que la pared 23 esté asociada en su exterior 31 con disipadores de calor (no representados) como, por ejemplo, aletas de refrigeración. Por medio de estas aletas de enfriamiento, a través de las cuales también puede hacerse fluir, por ejemplo, un medio para enfriar, la energía térmica del transformador 12 también se disipa efectivamente del cabezal de plasma 10. In addition to the exemplary embodiments shown here, it is also conceivable that the wall 23 is associated on its outside 31 with heat sinks (not shown) such as cooling fins, for example. By means of these cooling fins, through which, for example, a cooling medium can also be made to flow, the thermal energy of the transformer 12 is also effectively dissipated from the plasma head 10.

Claims

1. Device for generating an atmospheric plasma with a plasma head (10), comprising a transformer (12) for generating a high voltage and at least one plasma nozzle (13) to which a process gas can be supplied for plasma generation, wherein the transformer (12) and at least one plasma nozzle (13) form a spatial unit and wherein the plasma head (10) comprises at least one supply duct for a medium flowing through thereof, wherein the medium is the process gas for active control of the temperature of the plasma head (10), characterized in that on a wall (23) of a casing (11) of the plasma head (10) is arranged at least one channel (24, 30) for guiding the medium which extends at least in areas on the wall (23) of the plasma head (10) and which is connected to at least one inlet (25).

Device for generating an atmospheric plasma according to claim 1, characterized in that at least one serpentine channel (24, 30) is arranged on the wall (23) of the plasma head (10) to guide the meandering medium at least by sections on the wall (23) of the plasma head (10) and which is connected to at least one input (25).

Device for generating an atmospheric plasma according to claim 1 or 2, wherein the channel (24, 30) is formed as holes in the wall (23) of the housing (11) parallel, in particular parallel to a longitudinal axis of the casing (11), wherein the open holes on the front sides of the mainly hollow cylindrical casing (11) can be connected by means of a bottom or cover part or are insulated from each other, so that the channel serpentine (24) is formed on the wall (23).

Device for generating an atmospheric plasma according to one of the preceding claims, wherein at least one heat sink, in particular cooling fins, is arranged on an outer side (31) of the housing (11) along which the medium can be made to drive.

5. Procedure for generating an atmospheric plasma with a transformer (12) to generate a high voltage and with at least one plasma nozzle (13), to which a process gas is supplied to generate the plasma, where the transformer (12 ) and at least one plasma nozzle (13) form a plasma head (10) and the temperature of the plasma head (10) is actively controlled by a flowing medium, wherein process gas is used as the medium, characterized in that for active temperature control of the plasma head (10), the medium passes through a channel (24, 30) in a wall (23) of a housing (11) of the plasma head (10).

Method for generating an atmospheric plasma according to claim 5, wherein for active temperature control, the temperature of the medium conducted through the wall (23) is previously regulated and/or guided at a predetermined pressure through of the channel (24, 30).

A method for generating an atmospheric plasma according to claim 5 or 6, wherein the means for controlling the temperature of the plasma head (10) is applied to an outer side (31) of the casing (11).