DE102009006132B4

DE102009006132B4 - Düse für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner, Düsenkappe für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner sowie Plasmabrennerkopf mit derselben/denselben

Info

Publication number: DE102009006132B4
Application number: DE102009006132A
Authority: DE
Inventors: Volker Krink; Frank Laurisch; Timo Grundke
Original assignee: Kjellberg Finsterwalde Plasma und Maschinen GmbH
Current assignee: Kjellberg Finsterwalde Plasma und Maschinen GmbH
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: ES2425436T3; CA2734986C; SI2175702T2; EP2175702A1; HRP20130559T1; US20110284502A1; BRPI0920511A2; KR101225435B1; PL2175702T5; DE102009006132A1; EP2175702B2; CA2734986A1; DK2175702T4; KR101234874B1; EP2175702B9; RU2011117304A; DK2175702T3; KR20110063663A; PL2175702T3; SI2175702T1

Abstract

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 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.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner, eine Düsenkappe für einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner sowie einen Plasmabrennerkopf mit derselben/denselben.
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.
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.
Der Plasmastrahl kann in seinen Parameter 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.
Beim Plasmaschneiden beispielsweise wird das Plasma durch eine Düse, die gas- oder wassergekühlt sein kann, eingeschnürt. Dadurch können Energiedichten bis 2 × 10⁶ 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.
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.
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.
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.
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 DE 1 565 638 A1 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 25 25 939 A1 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.
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.
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.
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.
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.
Die DE 40 30 541 A1 offenbart einen flüssigkeitsgekühlten Plasmabrenner mit einer Düse. Die Düse besteht aus einem ersten Formkörper und einer Düsenkappe, die zusammengelötet sind. Die Wasserführung erfolgt mittels eines Zwischenringes, der in seiner Außenfläche zwei kreisförmige Ausnehmungen aufweist. Zwei weitere Ausnehmungen befinden sich in der Außenfläche eines weiteren Zwischenringes.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise eine Überhitzung in der Nähe des Düsenkanals bzw. der Düsenbohrung zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Plasmabrennerkopf, umfassend:

– eine Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 36,
– eine Düsenhalterung zur Halterung der Düse, und

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 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.
Desweiteren stellt die Erfindung bereit 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 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.
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. Vorteilhafterweise weist sie genau drei Ausnehmungen auf.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Plasmabrennerkopfes weist die Düse ein oder zwei Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) auf, und weist die Düsenkappe auf ihrer Innenfläche mindestens zwei Ausnehmungen, deren zur Düse gewandten Öffnungen sich jeweils über ein Bogenmaß b2 erstrecken, auf, wobei das Bogenmaß d4; e4 der in Umfangsrichtung an die Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) angrenzenden, gegenüber der bzw. den Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) nach außen hervorstehenden Bereiche der Düse jeweils größer als das Bogenmaß b2 ist. Auf diese Weise wird ein Nebenschluss vom Kühlmittelzulauf zum Kühlmittelrücklauf besonders elegant vermieden.
Vorteilhafterweise weist die Düsenkappe genau drei Ausnehmungen auf, deren zur Düse gewandten Öffnungen sich jeweils über ein Bogenmaß b2 erstrecken.
Weiterhin kann bei dem Plasmabrennerkopf vorgesehen sein, dass sich die beiden Bohrungen jeweils im wesentlichen parallel zur Langsachse des Plasmabrennerkopfes erstrecken. Dadurch wird erreicht, dass Kühlflüssigkeitsleitungen platzsparend an den Plasmabrennerkopf angeschlossen werden können.
Insbesondere können die Bohrungen für die Kühlflüssigkeitszulauf und den Kühflüssigkeitsrücklauf um 180° versetzt angeordnet sein.
Vorteilhafterweise ist das Bogenmaß c2 des Abschnitts zwischen den Ausnehmungen der Düsenkappe maximal halb so groß wie das minimale Bogenmaß a4 der Kühlflüssigkeitsrücklaufnut oder das minimale Bogenmaß b4 der Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) der Düse.
Günstigerweise kann sich bei der Düse die Flüssigkeitsrücklaufnut(en) auch über einen Teil des ersten Abschnitts in der Außenfläche der Düse erstrecken.
In einer besonderen Ausführungsform der Düse sind mindestens zwei Flüssigkeitszulaufnuten vorgesehen.
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.
Vorteilhafterweise erstreckt sich die Flüssigkeitszulaufnut in Umgangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270°. Durch eine derartige besonders breite Flüssigkeitsrück- bzw. zulaufnut lässt sich eine besonders gute Kühlung der Düse erreichen.
Zweckmäßigerweise befindet sich im ersten Abschnitt der Düse eine weitere Nut, die mit der Flüssigkeitszulaufnut in Verbindung steht.
Es kann vorgesehen sein, dass sich die weitere Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über den gesamten Umfang erstreckt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich die weitere Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel von 60° bis 300° erstreckt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich die weitere Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Düse sind genau zwei Flüssigkeitszulaufnuten vorgesehen.
Insbesondere können 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.
Vorteilhafterweise sind die Mittelpunkte der beiden Flüssigkeitszulaufnuten um einen Winkel versetzt zueinander über den Umfang der Düse angeordnet, der im Bereich von 30° bis 180° liegt.
Vorteilhafterweise liegt die Breite der Flüssigkeitsrücklaufnut in Umfangsrichtung im Bereich von 120° bis 270°.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die beiden Flüssigkeitszulaufnuten im ersten Abschnitt der Düse miteinander in Verbindung stehen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die beiden Flüssigkeitszulaufnuten im ersten Abschnitt der Düse durch eine weitere Nut miteinander in Verbindung stehen.
Zweckmäßigerweise geht die weitere Nut über eine der oder beide Flüssigkeitszulaufnuten hinaus.
Es kann vorgesehen sein, dass sich die weitere Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über den gesamten Umfang erstreckt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich die weitere Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass sich die weitere Nut in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts der Düse über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
Die weiteren bzw. übrigen Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausführungsformen.
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.
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.
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:
1 eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse und einer Düsenkappe gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
1a eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von 1;
1b eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 1;
2 Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von 1;
3 eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse und einer Düsenkappe gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3a eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von 3;
3b eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 3
4 Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von 3;
5 eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse und einer Düsenkappe gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
5a eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von 5;
5b eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 5;
6 Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von 5;
7 eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7a eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von 7;
7b eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 7;
8 Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von 7;
9 eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9a eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von 9;
9b eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 9;
10 Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von 9;
11 eine Längsschnittansicht durch einen Plasmabrennerkopf mit Plasma- und Sekundärgaszuführung mit einer Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11a eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von 11;
11b eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von 11;
12 Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) der Düse von 11;
13 Einzeldarstellungen (links oben: Draufsicht von vorne; rechts oben: Längsschnittansicht; rechts unten: Seitenansicht) Düse gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung;
14 Einzeldarstellungen (links: Längsschnittansicht; rechts: Draufsicht von vorne) der Düsenkappe von 1, 3 und 5 sowie 11;
15 Einzeldarstellungen (links: Längsschnittansicht; rechts: Draufsicht von vorne) einer Düsenkappe gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung;
16 Einzeldarstellungen (links: Längsschnittansicht; rechts: Draufsicht von vorne) einer Düsenkappe gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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.
Der in der 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.
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.
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.
Im vorliegenden Plasmabrenner nach 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. 2) nahezu senkrecht zur Längsachse der Plasmabrennerkopfes 1 umgelenkt. Danach strömt die Kühlflüssigkeit durch den von einer Kühlflüssigkeitsvorlaufnut 4.20 (s. 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.
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.
1a zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus 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. 14 bis 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.
1b beinhaltet eine Schnittdarstellung entlang der Linie B des Plasmabrennerkopfes aus 1, die die Ebene des Umlenkraums 10.10 zeigt.
2 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus 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 Dü senspitze 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.
3 zeigt einen Plasmabrenner ähnlich 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.
3a beinhaltet eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus 3 und zeigt, wie die 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 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. 14 bis 16).
3b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrenners aus 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.
4 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus 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.
5 zeigt einen Plasmabrenner ähnlich 3, aber gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform. Die Düse 4 verfügt über zwei Kühlflüssigkeitszulaufnuten 4.20 und 4.21 (s. 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.
5a ist die Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus 5, die zeigt, wie die durch die Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 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 der 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.
5b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrenners aus 5, die die Ebene des Umlenkraums 10.10 und die Verbindung mit beiden Kühlflüssigkeitszuläufen durch die Nut 4.6 in der Düse 4 zeigt.
6 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus 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 46 der Düse miteinander verbunden.
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 Langsachse 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. 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 Langsachse des Plasmabrennerkopfes, durch einen Umlenkraum 10.10 erfolgt.
7a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus 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.
7b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrennerkopfes aus 7, die die Ebene der Umlenkräume 10.10 zeigt.
8 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus 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.
Die 9 zeigt einen Plasmabrennerkopf gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Düse 4 verfingt über zwei Kühlflüssigkeitsvorlaufnuten 4.20 und 4.21. Auch hier wird die Kühlflüssigkeit nahezu senkrecht zur Langsachse 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 Langsachse parallelen Richtung in der Bohrung des Kühlflüssigkeitsvor laufs 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.
9a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus 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.
9b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrennerkopfes aus 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.
10 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus 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.
11 zeigt einen Plasmabrennerkopf ähnlich 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.
11a ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Plasmabrenners aus 11, die zeigt, wie die 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 her vorstehenden 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.
11b ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B des Plasmabrenners aus 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.
12 zeigt die Düse 4 des Plasmabrennerkopfes aus 11. Sie verfingt 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.
13 zeigt eine Düse gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung, die in den Plasmabrennerkopf nach 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 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.
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.
Die in den 15 und 16 gezeigten Düsenkappen gemäß weiteren besonderen Ausführungsformen der Erfindung unterscheiden sich von der in 14 gezeigten Ausführungsform in der Gestalt der Ausnehmungen 2.6. Die Ausnehmungen 2.6 in 15 sind in der dort gezeigten Ansicht zur Düsenspitze hin kegelstumpfförmig, wobei in 16 die kegelstumpfförmige Gestalt etwas abgerundet ist.
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.

Claims

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 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.
Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) auch über einen Teil des ersten Abschnitts (4.1) in der Außenfläche der Düse (4) erstreckt.
Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) vorgesehen sind.
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.
Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flüssigkeitsrücklaufnut in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) eine weitere Nut (4.6), die mit der Flüssigkeitszulaufnut (4.20) in Verbindung steht, befindet.
Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über den gesamten Umfang erstreckt.
Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt.
Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) vorgesehen sind.
Düse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
Düse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der beiden Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) um einen Winkel versetzt zueinander über den Umfang der Düse (4) angeordnet sind, der im Bereich von 30° bis 180° liegt.
Düse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) in Umfangsrichtung im Bereich von 120° bis 270° liegt.
Düse nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) miteinander in Verbindung stehen.
Düse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) durch eine weitere Nut (4.6) miteinander in Verbindung stehen.
Düse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Nut (4.6) über eine der oder beide Flüssigkeitszulaufnuten (4.20; 4.21) hinausgeht.
Düse nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über den gesamten Umfang erstreckt.
Düse nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt.
Düse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
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 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.
Düse nach Anspruch 20, 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.
Düse nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Flüssigkeitsrücklaufnuten (4.22) vorgesehen sind.
Düse nach Anspruch 22, 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.
Düse nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flüssigkeitszulaufnut in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
Düse nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass sich im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) eine weitere Nut (4.6), die mit der Flüssigkeitsrücklaufnut (4.22) in Verbindung steht, befindet.
Düse nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt.
Düse nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
Düse nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Flüssigkeitsrücklaufnuten (4.22) vorgesehen sind.
Düse nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass 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 Langsachse der Düse (4) erstreckt.
Düse nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
Düse nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Flüssigkeitszulaufnut in Umfangsrichtung im Bereich von 120° bis 270° liegt.
Düse nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) miteinander in Verbindung stehen.
Düse nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flüssigkeitsrücklaufnuten im ersten Abschnitt (4.1) der Düse (4) durch eine weitere Nut (4.6) in Verbindung stehen.
Düse nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Nut (4.6) über eine der oder beide Flüssigkeitsrücklaufnuten hinausgeht.
Düse nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 60° bis 300° erstreckt.
Düse nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Nut (4.6) in Umfangsrichtung des ersten Abschnitts (4.1) der Düse (4) über einen Winkel im Bereich von 90° bis 270° erstreckt.
Düsenkappe (2) 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 Ausnehmungen (2.6) aufweist.
Düsenkappe (2) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (2.2) genau drei Ausnehmungen (2.6) aufweist.
Düsenkappe (2) nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (2.6) äquidistant über den Innenumfang der Düsenkappe (2) angeordnet sind.
Düsenkappe (2) nach Anspruch 37, 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (2.6) über den Innenumfang der Düsenkappe (2) halbkreisförmig sind.
Plasmabrennerkopf (1), umfassend: eine Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 36, eine Düsenhalterung (5) zur Halterung der Düse (4), und eine Düsenkappe (2), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 37 bis 3940, 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 Langsachse 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.
Plasmabrennerkopf (1) nach Anspruch 41, 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 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.
Plasmabrennerkopf nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkappe genau drei Ausnehmungen (2.6) aufweist, deren zur Düse (4) gewandten Öffnungen sich jeweils über ein Bogenmaß b2 erstrecken.
Plasmabrennerkopf (1) nach Anspruch 41, 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Bohrungen jeweils im wesentlichen parallel zur Längsachse des Plasmabrennerkopfes (1) erstrecken.
Plasmabrennerkopf (1) nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen für den Kühlflüssigkeitszulauf und den Kühlflüssigkeitsrücklauf um 180° versetzt angeordnet sind.
Plasmabrennerkopf (1) nach einem der Ansprüche 41 bis 45, 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 Kühlflüssig keitsrücklaufnut (4.22) oder das minimale Bogenmaß b4 der Kühlflüssigkeitszulaufnut(en) (4.20) und/oder (4.21) der Düse (4).