專利名稱：蒸氣等離子體燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸氣等離子體燃燒器，包括燃燒器手柄和燃 燒器基部，其中在燃燒器基部內(nèi)，設(shè)置有液體供送管、加熱裝置、 燃燒器室、以及連接到陰極支撐裝置的陰極和構(gòu)造成噴嘴并具有出 口的陽極。10 另外，本發(fā)明涉及一種用于這種蒸氣等離子體燃燒器的陰極和噴嘴。
背景技術(shù)：
在這種類型的蒸氣等離子體燃燒器中，帶負(fù)電荷的陰極和帶15正電荷的陽極之間的電弧通過電功率源被點(diǎn)燃(ignite)，所述陽 極構(gòu)造成位于燃燒器噴尖(tip)處的噴嘴。液體或者水通過液體 供送管從水箱被引導(dǎo)到燃燒器，在其中，它通過加熱裝置被蒸發(fā)， 并且通過通道被引導(dǎo)到燃燒器室，在所述燃燒器室中，它被用作等 離子體產(chǎn)生介質(zhì)，并且產(chǎn)生等離子體。所述等離子體束無電流地20 (currentless)離開噴嘴，并且由于它的高能量密度，可用于熔 化工件。由于所述等離子體束無電流地離開燃燒器噴嘴，并且在噴 嘴和工件之間沒有產(chǎn)生電弧，甚至非導(dǎo)電的材料也會(huì)被熱加工。除 了切割，蒸氣等離子體燃燒器也可用于連接工件。例如，DE 100 08 255 Al描述了一種蒸氣等離子體燃燒器，25其具體是形成為在等離子體燃燒器的噴尖實(shí)現(xiàn)低能量級(jí)，用于其它應(yīng)用。這種類型的電弧等離子體焊炬(torch)在EP 0 640 426 Al 中描述，其中，工作流體箱被集成在焊炬中。EP 1 050 200 Bl描述了一種蒸氣等離子體燃燒器，其具體形 5 成為使得用于切割過程的操作時(shí)間盡可能長。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種上述的蒸氣等離子體燃燒器，其允 許盡可能準(zhǔn)確的點(diǎn)燃電弧，并且其可以盡可能良好地被冷卻用于最 io 優(yōu)操作。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于上述蒸氣等離子體燃燒 器的陰極和噴嘴，其允許最優(yōu)的點(diǎn)燃，并且可以被良好地冷卻用于 最優(yōu)操作狀態(tài)和盡可能長的操作。本發(fā)明的所述第一目的通過上述的蒸氣等離子體燃燒器實(shí) 15 現(xiàn)，其中，陰極支撐裝置與陰極一起構(gòu)造成可軸向移動(dòng)的活塞，并 且連接到彈性元件，從而處于靜止位置的陰極被迫使緊靠噴嘴，并 且其中，陰極支撐裝置與液體供送管以這樣一種方式相通，即在工 作過程中，當(dāng)液體或者水被供應(yīng)時(shí)，陰極被提升離開噴嘴，從而電 弧可以在陰極和陽極之間被點(diǎn)燃。這種蒸氣等離子體燃燒器的特征20 在于可軸向移動(dòng)的陰極，因此允許接觸點(diǎn)燃。在靜止位置，陰極接觸陽極，因此產(chǎn)生了電短路。在蒸氣等離子體燃燒器的工作過程中， 陰極被水自動(dòng)提升離開，因此產(chǎn)生了陰極和陽極之間的電位，允許 在陰極和陽極之間產(chǎn)生電弧。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是幾乎沒有任何水會(huì)從處 于靜止位置的燃燒器泄露，因?yàn)閲娮鞄缀醣煌耆芊狻Ｒ驗(yàn)殛帢O通25 過等離子體燃燒器的工作介質(zhì)從陽極被提升離開，因此僅如果介質(zhì)存在，電弧才會(huì)被點(diǎn)燃。本發(fā)明的目的還通過上述的蒸氣等離子體燃燒器實(shí)現(xiàn)，其中， 朝著位于燃燒器基部中的燃燒器室的液體供送管以這樣一種方式 構(gòu)造，即所供應(yīng)的液體首先沿著陰極支撐裝置通過冷卻通道流動(dòng)， 5 并且然后沿著加熱裝置朝著燃燒器室流動(dòng)。因此，提供一種蒸氣等 離子體燃燒器，其中，陰極通過液體或者水被更好地冷卻。由于液 體吸收熱量，因此它需要較少的能量用于之后的蒸發(fā)。有利的是，由活塞元件限定的空間設(shè)置在陰極支撐裝置周圍， 所述空間連接到液體供送管，從而當(dāng)液體被供應(yīng)、并且所述陰極支 10 撐裝置連同所述陰極被提升離開所述噴嘴時(shí)，所述空間被填充。為了實(shí)現(xiàn)等離子體燃燒器的處于靜止位置的噴嘴的幾乎嚴(yán)密 的密封、并且為了通過分布力避免陰極或者噴嘴的破壞，陰極末端 的形狀優(yōu)選對(duì)應(yīng)于噴嘴的內(nèi)部的形狀。優(yōu)選的是，當(dāng)成型所述陰極 和噴嘴時(shí)，尖銳的邊緣或者拐角被避免。 15 彈性元件優(yōu)選通過螺旋彈簧形成，所述彈性元件迫使陰極緊靠處于靜止位置的噴嘴。這是簡單的、堅(jiān)固的(S0lid)、并且節(jié)省 成本的方案。由于陰極和陰極支撐裝置可軸向移動(dòng)，因此密封環(huán)優(yōu)選設(shè)置 在所述陰極支撐裝置上。所述密封環(huán)由彈性材料支撐，能夠忍受通20 常的蒸氣等離子體燃燒器的溫度，例如硅樹脂或者Teflon復(fù)合材 料。所述密封環(huán)(多個(gè))還可用于將所述陰極支撐裝置對(duì)中在所述 蒸氣等離子體燃燒器的周圍的缸中。為了保持輸送電流的陰極避免與其它蒸氣等離子體燃燒器部 件相接觸，陰極支撐裝置具有電絕緣覆層。所述覆層應(yīng)當(dāng)提供良好25 的電絕緣，還提供良好的導(dǎo)熱性，從而將產(chǎn)生的熱量散發(fā)掉。另外，所述絕緣覆層優(yōu)選被密封。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，蒸氣等離子體燃燒器的陰極由銅 或者銅合金制成。為了保護(hù)所述陰極防止高溫，可以至少部分設(shè)置電絕緣裝置， 5 特別是陶瓷覆層。陰極優(yōu)選通過螺紋連接到陰極支撐裝置，以允許所述陰極的 迅速更換。所述螺紋相對(duì)長，從而允許從所述陰極到所述陰極支撐 裝置的良好的熱傳遞。所述陰極優(yōu)選具有止擋凸緣，所述凸緣保持所述陰極避免被 10 過深地?cái)Q入所述陰極支撐裝置中，這會(huì)導(dǎo)致螺紋損壞。另外，所述 止擋凸緣密封所述陰極和陰極支撐裝置之間的連接部，并且防止工 作介質(zhì)進(jìn)入。優(yōu)選的是，防扭轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在陰極支撐裝置上，以保持所述 陰極支撐裝置防止當(dāng)安裝或者拆除所述陰極時(shí)被扭轉(zhuǎn)。所述裝置例15如由設(shè)置在所述陰極支撐裝置的橫向孔中的軸形成。為了實(shí)現(xiàn)蒸氣等離子體燃燒器的充分冷卻，陰極支撐裝置被 至少一個(gè)冷卻通道包圍，所述冷卻通道與液體供送管相通，從而液 體、特別是水或者適合的水的混合物可用作冷卻劑。液體供送管將 所述液體通向所述陰極支撐裝置周圍的腔室中，并且沿著所述至少20 —個(gè)冷卻通道引導(dǎo)，導(dǎo)致所述陰極支撐裝置被所述液體冷卻。由于 所述蒸氣等離子體燃燒器的液體被用作冷卻介質(zhì)，因此不需要設(shè)置 具有自己的冷卻介質(zhì)的單獨(dú)的冷卻回路。所述至少一個(gè)冷卻通道沿 著和圍繞所述陰極支撐裝置延伸，優(yōu)選是以螺旋的方式。這確保了 水被均勻地分布在所述陰極支撐裝置周圍。有利的是，除了所述冷25卻通道，整個(gè)陰極支撐裝置周圍的小的環(huán)形間隙，保持空著，所述冷卻介質(zhì)可以進(jìn)入。這確保了整個(gè)陰極支撐裝置表面的潤濕，并且 避免了所述陰極支撐裝置的局部過熱。為了保持蒸氣等離子體燃燒器的尺寸緊湊，在所述陰極支撐 裝置周圍流動(dòng)用于冷卻的液體通過返回通道被返回到加熱裝置。 5 所述加熱裝置優(yōu)選具有螺旋通道以引導(dǎo)所述液體，在所述通道中，它被蒸發(fā)。所述螺旋通道的優(yōu)點(diǎn)是利用加熱裝置被蒸發(fā)的 液體形成渦流，并且以這種渦流狀態(tài)到達(dá)所述燃燒器室中，其中所 述加熱裝置通常包括電加熱器。當(dāng)殼體還沒有被正確設(shè)置時(shí)，為了避免所述蒸氣等離子體燃 10 燒器的工作，可以設(shè)置保護(hù)開關(guān)，僅當(dāng)殼體被正確設(shè)置時(shí)，所述開 關(guān)才會(huì)被致動(dòng)。所述保護(hù)開關(guān)可以通過微型按鈕形成，通過殼體被 擰上或者被安裝，所述微型按鈕被致動(dòng)。僅如果所述保護(hù)開關(guān)被關(guān) 閉時(shí)，才可以供應(yīng)液體和接通電路。同樣，為了允許冷卻所述蒸氣等離子體燃燒器噴嘴，所述噴 15 嘴也可以具有冷卻通道，以引導(dǎo)冷卻流體。某種程度上，所述噴嘴 也可以通過將所述噴嘴利用螺紋連接到殼體來被冷卻。因此，在所 述噴嘴處產(chǎn)生的熱量可以通過所述螺紋被傳導(dǎo)到所述殼體。為了保護(hù)所述噴嘴防止機(jī)械破壞，并且為了保持與工件間隔 某種最小距離，間隔件可以設(shè)置在所述噴嘴上。 20 所述間隔件優(yōu)選作為環(huán)設(shè)置在出口周圍。所述間隔件也可以與噴嘴整體制備。所述間隔件也可以通過可連接的線材弓形件(wire bow)形 成。這是特別簡單的并且節(jié)省成本的方案。所述間隔件也可以由可 連接的保護(hù)管形成。 25 所述間隔件由電絕緣材料制成，或者可涂覆有電絕緣材料。因此，在電弧沒有被傳遞的情況中，輸送電流的陽極可以與它的環(huán) 境相隔離。本發(fā)明的目的通過上述的陰極實(shí)現(xiàn)，用于上述的蒸氣等離子 體燃燒器，其中，陰極末端的形狀基本對(duì)應(yīng)于噴嘴的內(nèi)部的形狀。 5 根據(jù)對(duì)蒸氣等離子體燃燒器的上述說明，另外的特征是顯而易見的。最后，本發(fā)明的目的通過一種用于上述蒸氣等離子體燃燒器 的噴嘴實(shí)現(xiàn)，其具有用于使等離子體束離開的開口，其中，間隔件 設(shè)置在所述出口附近。 10 根據(jù)蒸氣等離子體燃燒器的上述描述，其它特征是顯而易見的。


下面將利用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，其中 15 圖l是蒸氣切割機(jī)的示意圖；圖2a和2b是根據(jù)本發(fā)明的蒸氣等離子體燃燒器的示意圖， 其具有可軸向移動(dòng)的陰極，處于靜止位置，和處于工作位置；圖3a和3b是穿過處于靜止位置和工作位置的蒸氣等離子體 燃燒器的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；和 20 圖4是具有燃燒器手柄和燃燒器基部的蒸氣等離子體燃燒器的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了蒸氣切割機(jī)1，具有用于蒸氣切割的基本裝置la。 25所述基本裝置la包括電源2、控制裝置3、和鎖定(blocking)元件4，元件4被分配給所述控制裝置3。所述鎖定元件4通過供應(yīng) 管7連接到容器5和蒸氣等離子體燃燒器6,所述蒸氣等離子體燃 燒器6包括燃燒器手柄6a和燃燒器基部6b，從而所述蒸氣等離子 體燃燒器6可以被供應(yīng)以位于所述容器5中的液體8。所述蒸氣等 5離子體燃燒器6從所述電源2通過電纜9、 IO被供應(yīng)以電能。為了冷卻，所述蒸氣等離子體燃燒器6通過冷卻回路11連接 到液體容器13，冷卻回路11可選地裝配有流動(dòng)控制裝置12。當(dāng)所 述燃燒器6或者所述基本裝置la被投入操作時(shí)，所述冷卻回路11 可以由所述控制裝置3啟動(dòng)，因此通過所述冷卻回路11冷卻所述io 燃燒器6。所述燃燒器6通過冷卻管14、 15連接到所述液體容器 13，以形成所述冷卻回路11。另外，所述基本裝置la可具有輸入和/或顯示裝置16，用于 設(shè)置和顯示所述蒸氣切割機(jī)1的各種參數(shù)和工作模式。通過所述輸 入和/或顯示裝置16設(shè)置的參數(shù)被傳送到所述控制裝置3，其因此15將啟動(dòng)單獨(dú)的蒸氣切割機(jī)1的部件。另外，所述蒸氣等離子體燃燒器6可具有至少一個(gè)操作元件 17，特別是按鈕18。利用所述操作元件17，特別是所述按鈕18， 使用者可以通過啟動(dòng)和/或釋放所述按鈕18從而從所述燃燒器6命 令所述控制裝置3以啟動(dòng)或者控制蒸氣切割過程。另外，所述輸入20 和/或顯示裝置16例如可用于預(yù)先設(shè)置、特別是預(yù)先限定待切割的 材料、待使用的液體、和例如電流和電壓特性。所述燃燒器6當(dāng)然 可以裝配有另外的操作元件，用于從所述燃燒器6設(shè)置所述蒸氣切 割機(jī)1的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)。所述操作元件可以直接通過線路或 者通過總線系統(tǒng)連接到所述基本裝置la，特別是所述控制裝置3。25 當(dāng)所述按鈕18被致動(dòng)時(shí)，所述控制裝置3將啟動(dòng)對(duì)于蒸氣切割所需要的單獨(dú)部件。例如，首先，泵(未示出)、所述鎖定元件4、和所述電源2被啟動(dòng)，因此開始向所述燃燒器6供應(yīng)液體6和 電能。之后，所述控制裝置3將啟動(dòng)所述冷卻回路11，因此允許 冷卻所述燃燒器6。由于所述燃燒器6被供應(yīng)以液體8和電能，特 5 別是電流和電壓，所述燃燒器6中的所述液體8被轉(zhuǎn)變成高溫氣體 19，特別是等離子體，從而離開所述燃燒器6的所述氣體19可用 于切割工件20。圖2a和2b是處于靜止(rest)位置和處于工作位置的根據(jù) 本發(fā)明的蒸氣等離子體燃燒器6、特別是燃燒器噴嘴23的示意圖。0 所述蒸氣等離子體燃燒器6具有殼體21，殼體21容納有連接到電 源2的陰極22。構(gòu)造成噴嘴23的陽極24連接到所述電源2的陽 極孔(positive hole)。在根據(jù)圖2a的靜止位置，根據(jù)本發(fā)明可 軸向移動(dòng)的陰極22被迫使緊靠所述噴嘴23。在這種狀態(tài)中，沒有 電弧會(huì)在所述陰極22和所述陽極24之間被點(diǎn)燃，因?yàn)樗鼈兪嵌搪?5 的。容納在所述等離子體燃燒器6中以使水蒸發(fā)的加熱裝置25已 經(jīng)被接通從而預(yù)熱工作介質(zhì)。為了點(diǎn)燃所述陰極22和所述陽極24之間的電弧，即非傳遞 的(non-transmitted)電弧，工作流體(本發(fā)明中為液體8)供 應(yīng)可以被接通，如圖2b所示，因此使所述可軸向移動(dòng)的陰極22提20 升離開所述噴嘴23，并且如果電能供應(yīng)充分的話，電弧將在所述 陰極22和所述陽極24之間被點(diǎn)燃。在所述加熱裝置中被蒸發(fā)的水 被引導(dǎo)到燃燒器室27中，在其中，它用作對(duì)于等離子體束的介質(zhì)。 所述等離子體束被迫使穿過所述噴嘴23的開口 25向外，并且由于 它的高的能量密度，可用于切割和連接工件20。25 圖3a和3b是穿過蒸氣等離子體燃燒器6的一個(gè)實(shí)施例特別是燃燒器插入件的剖視圖。在圖3a中，所述蒸氣等離子體燃燒器 6處于靜止位置，即所述陰極22被迫使緊靠構(gòu)造成噴嘴23的所述 陽極24。所述蒸氣等離子體燃燒器包括殼體21、加熱裝置26和燃 燒器室27，在其處，所述蒸發(fā)的液體8被產(chǎn)生作為對(duì)于通過所述 5 噴嘴23的所述出口 25離開的所述等離子體束的介質(zhì)。所述陰極 22連接到陰極支撐裝置28，優(yōu)選通過螺紋(screw thread) 29。 所述陰極支撐裝置28通過彈簧30(虛線)被迫使緊靠所述噴嘴23。 所述蒸氣等離子體燃燒器6通過液體供送管32被供應(yīng)以所述液體 8。所述陰極22可與所述陰極支撐裝置28—起軸向移動(dòng)。所述液io 體供送管32以這樣一種方式連接到所述陰極支撐裝置28，即當(dāng)所 述液體被供應(yīng)時(shí)，所述陰極22被提升離開所述噴嘴23，從而電弧 可在所述陰極22和所述陽極24之間被點(diǎn)燃。這通過下面的方式實(shí) 現(xiàn)，即將所述液體8從所述液體供送管32引導(dǎo)到所述陰極支撐裝 置28周圍的空間中，所述空間由活塞元件31限定。由于水壓，所15 述活塞元件31抵抗彈簧30的力與所述陰極支撐裝置28和所述陰 極22—起被向后迫使，如圖3b所示。通過冷卻通道33，所述通道33優(yōu)選成螺旋狀設(shè)置在所述陰極 支撐裝置28周圍，所述液體8隨后到達(dá)回轉(zhuǎn)(turn-around)元件 34，元件34被構(gòu)造成密封環(huán)35。所述密封環(huán)35同樣允許中心定20 位所述可軸向移動(dòng)的陰極支撐裝置28。通過返回通道36，所述液 體8被返回到所述加熱裝置26，在其處，它在螺旋通道37中被蒸 發(fā)。由于所述通道37的螺旋設(shè)置，所述蒸發(fā)的液體8在環(huán)形空間 38中形成渦流(vortexed)，所述空間38合并到所述燃燒器室27 中?？梢员晦D(zhuǎn)變成等離子體的介質(zhì)通過所述陰極22和所述陽極2425之間的電弧被轉(zhuǎn)變成等離子體束，所述束通過所述噴嘴的所述出口25離開。連接所述陰極22和所述陰極支撐裝置28的螺紋29成型 為盡可能長，從而確保從陰極22到所述陰極支撐裝置28的最優(yōu)的 熱傳遞。所述陰極22裝配有止擋凸緣39，凸緣39保持所述陰極 22防止被過深地?cái)Q入所述陰極支撐裝置28中。所述陰極22可以5由銅或者銅合金制成，可選地具有陶瓷覆層?？梢栽O(shè)置防扭轉(zhuǎn)裝置 以保護(hù)所述陰極支撐裝置28防止當(dāng)所述陰極22被擰上或者擰下時(shí) 被扭轉(zhuǎn)。所述防扭轉(zhuǎn)裝置例如可以由橫向孔41中的軸40形成。所述噴嘴23是另一個(gè)一次性使用(expendable)的部件，其 可以連接到所述殼體21或者所述蒸氣等離子體燃燒器6的任何其io 它部件，例如通過螺紋42,用于方便更換。所述噴嘴23通過密封 環(huán)43密封隔離所述燃燒器室27。所述噴嘴23可以裝配有間隔件 44，間隔件44設(shè)置在所述出口 25周圍，并且保護(hù)所述噴嘴23防 止通過接觸工件20 (未示出)而被破壞。優(yōu)選的是，間隔件44由 電絕緣材料制成或者可以涂覆有電絕緣材料，所述間隔件44可以15由可連接的線材弓形件或者可連接的保護(hù)管形成。最后，保護(hù)開關(guān)45可以設(shè)置在所述蒸氣等離子體燃燒器6中， 其可以僅當(dāng)殼體21被正確設(shè)置時(shí)才被致動(dòng)。這將確保所述蒸氣等 離子體燃燒器6僅如果所述殼體21被正確連接時(shí)才被操作，因此 有效防止例如由于接觸所述加熱裝置26所造成的損壞。20 圖4是所述整個(gè)蒸氣等離子體燃燒器6的部分剖切的示意圖，即所述燃燒器手柄6a和所述燃燒器基部6b，包括軟管束(hose pack) 46的連接(僅示意性示出)，其包括所述管路和導(dǎo)管(lead)。 如圖所示，通過將冷卻回路供送管47與冷卻回路返回管48 例如通過連接元件49相連，閉合的冷卻回路11設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明25的所述燃燒器手柄6a中。另外，所述連接元件49裝配有旁路管50，所述管50連接到所述燃燒器基部6b內(nèi)的所述液體供送管32， 如圖示意性所示。優(yōu)選的是，所述旁路管50的直徑小于所述冷卻 回路供送管47和所述冷卻回路返回管48，從而，僅一小部分液體 8從所述燃燒器手柄6a內(nèi)的所述閉合冷卻回路11被提取(take5from)。當(dāng)然，可以在所述連接元件49中設(shè)置適合的元件或者閥， 從而用電的方式或者機(jī)械的方式調(diào)節(jié)待提取的液體的量，從而僅一 定量或者一定體積被引導(dǎo)到所述燃燒器基部6b中。所述蒸氣等離 子體燃燒器6的這個(gè)實(shí)施例確保了所述燃燒器手柄6a將被最優(yōu)地 冷卻，并且使得從所述燃燒器基部6b再傳遞的熱量不能將所述燃io 燒器手柄6a加熱到這樣的程度，即使用者會(huì)被燙傷，或者所述燃 燒器手柄6a的手持部分變得太熱以至于使用者再不能握著它。同 時(shí)，這個(gè)實(shí)施例允許冷卻回路中的顯著較高的流通速度，因?yàn)榕c如 果所述冷卻回路11通過所述燃燒器基部6b被引導(dǎo)的情況相比，所 述冷卻回路供送管47和所述冷卻回路返回管48可以具有較大的直15 徑，因?yàn)樵谒鋈紵骰?a內(nèi)具有較少的空間。這還允許更多 的返回的熱量被輸送走(transport off)。另外，當(dāng)切割過程結(jié)束時(shí)，這允許更好的將所述液體8從所 述燃燒器基部6b返回，因?yàn)閴毫档?，并且所述液體8因此被自 動(dòng)抽回到所述冷卻回路中。換句話說，在過程結(jié)束時(shí)，所述冷卻回20 路供送管47內(nèi)和所述冷卻回路返回管48內(nèi)的壓力被降低，同時(shí)它 在所述燃燒器基部6b內(nèi)保持較高，特別是在所述液體供送管32內(nèi)， 因?yàn)樗闹睆捷^小。結(jié)果，所述液體8從所述燃燒器基部6b、特 別是從所述液體供送管32回流到所述冷卻回路11中，即回流到所 述冷卻回路供送管47中和所述冷卻回路返回管48中，并且所述加25熱的液體8立即通過所述燃燒器手柄6a內(nèi)的所述冷卻回路11被輸送走。這防止了在切割過程完成之后所述燃燒器基部6b的過熱。 所述旁路管50也可以具有與所述冷卻回路供送管47和所述冷卻回路返回管48相同的橫截面或者直徑，因?yàn)樗鰴M截面或者直徑可以在燃燒器基部6b中減小，特別是在所述液體供送管32中， 從而僅僅是切割或者焊接過程所需要的那么多的所述液體8將到達(dá)所述燃燒器室27。所述液體8的量可以通過壓力進(jìn)行控制。為了完整，應(yīng)當(dāng)提及，另外的纜索，例如用于所述陽極24和所述陰極22的電纜，以及任何可選的控制纜索，由于簡潔的原因未不出。 另外，圖4示出了所述開關(guān)18被構(gòu)造成保護(hù)開關(guān)51，因此確保當(dāng)所述蒸氣燃燒器6停止時(shí)所述保護(hù)開關(guān)51不被致動(dòng)。所述保 護(hù)開關(guān)51設(shè)置有安全鉤52，其設(shè)置在開關(guān)元件53上方。任何想 要致動(dòng)所述開關(guān)元件53的使用者必須首先向下并且向前按壓所述 安全鉤52，從而利用他的手指夠到所述開關(guān)元件53。所述安全鉤52的運(yùn)動(dòng)啟動(dòng)了釋放裝置，例如是微型開關(guān)(未示出)的形式， 從而當(dāng)致動(dòng)所述開關(guān)元件53時(shí)，信號(hào)被發(fā)送給所述控制裝置3。 所述釋放裝置確保了僅當(dāng)所述安全鉤52被致動(dòng)時(shí)所述開關(guān)元件53 會(huì)被啟動(dòng)，并且如果所述安全鉤52被斷開，那么所述開關(guān)元件53 不能被啟動(dòng)。 基本上，討論所述蒸氣等離子體燃燒器6的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)提到，在靠近等離子體束25出口的范圍中的部件中，熱量的再傳遞是特 別重要的，以防止所述燃燒器基部6b在工作過程中過熱。為此， 所述陰極22因此例如成型為允許熱量從燃燒器室27的區(qū)域被傳導(dǎo) 到所述陰極支撐裝置28后面的區(qū)域。為此，所述陰極22具有位于 所述陰極支撐裝置28的區(qū)域中的平面或者平坦的前表面，并且優(yōu)選的是，當(dāng)所述陰極支撐裝置28被擰入時(shí)，這個(gè)整個(gè)表面連接到 陰極支撐裝置28的材料。因此，甚至所述陰極22的后部止擋用于 與所述陰極支撐裝置28 —起最優(yōu)地散發(fā)熱量，因此允許更多熱能 通過所述螺紋29和所述陰極22的后部止擋被傳遞。 5 另外，所述陰極支撐裝置28具有覆層，特別是帶有另外的密封層的陶瓷覆層，因此允許從所述陰極支撐裝置28向平行冷卻導(dǎo) 管中的所述液體8的甚至更好的熱傳遞。所述陶瓷覆層用于將所述 陰極支撐裝置28與所述液體8或者任何其它接觸部件隔離開，而 所述密封層用于密封所述陶瓷層隔離所述液體8，保持任何液體8io 不能透過所述陶瓷層朝向所述陰極支撐裝置。所述密封層例如是基 于樹脂的，因此提供了耐高溫的能力。優(yōu)選的，所述陶瓷層的厚度 在100微米和400微米之間，特別是200微米。所述陶瓷覆層的表面可具有某種結(jié)構(gòu)，特別的，它可以盡可 能粗糙(表面粗糙度)，從而增大它的表面積，并且因此允許更好15 的熱傳遞。為了確保永久密封，所述陰極支撐裝置28的區(qū)域中的 所述表面粗糙度為0.2微米到1微米，優(yōu)選O. 5微米。另外有利的是，為了簡單地更換，所述陰極22具有位于螺紋 臺(tái)肩處的柱形部分，其為2毫米到5毫米長，并且外徑對(duì)應(yīng)于所述 陰極支撐裝置28中的所述螺紋29的內(nèi)徑。當(dāng)所述陰極22連接到20所述陰極支撐裝置28時(shí)，這允許對(duì)中和對(duì)齊，從而通過簡單地扭 轉(zhuǎn)和施加壓力，所述陰極可以方便地被擰入所述陰極支撐裝置28 中。另外，所述陰極22具有位于所述螺紋的區(qū)域中的對(duì)中平面， 其沿著所述燃燒器室27的方向位于所述螺紋的端部中，這意味著 所述螺紋形成在所述柱形區(qū)域和所述對(duì)中平面之間。所述對(duì)中平面25具有的一定長度在2毫米和8毫米之間，優(yōu)選4.5毫米。最后，可行的是，所述橫向孔40不僅用作防扭轉(zhuǎn)裝置，而且 用作限定的臺(tái)肩，從而提升離開所述陰極22，特別是所述陰極支
權(quán)利要求
1.一種蒸氣等離子體燃燒器(6)，包括燃燒器手柄(6a)和燃燒器基部(6b)，其中，在所述燃燒器基部(6b)內(nèi)設(shè)置有液體供送管(32)、加熱裝置(26)、燃燒器室(27)、連接到陰極支撐裝置(28)的陰極(22)、和構(gòu)造成噴嘴(23)并具有出口(25)的陽極(24)，其特征在于，所述陰極支撐裝置(28)與所述陰極(22)一起構(gòu)造成可軸向移動(dòng)的活塞，并且以這樣一種方式連接到彈性元件(30)，即處于靜止位置的所述陰極(22)被迫使緊靠所述噴嘴(23)，并且所述陰極支撐裝置(28)與所述液體供送管(32)以這樣一種方向相連通，即在工作過程中，當(dāng)水被供應(yīng)時(shí)，所述陰極(22)被提升離開所述噴嘴(23)，從而電弧可以在所述陰極(22)和所述陽極(24)之間被點(diǎn)燃。
2. —種蒸氣等離子體燃燒器(6)，包括燃燒器手柄(6a)和 15燃燒器基部(6b)，其中，在所述燃燒器基部(6b)內(nèi)設(shè)置有液體供送管(32)、加熱裝置(26)、燃燒器室(27)、連接到陰極支撐 裝置(28)的陰極(22)、和構(gòu)造成噴嘴(23)并具有出口 (25) 的陽極(24)，其特征在于，通向所述燃燒器室(27)、并設(shè)置在所 述燃燒器基部(6b)內(nèi)的所述液體供送管(32)以這樣一種方式被 20 構(gòu)造，即所供應(yīng)的液體(8)首先沿著所述陰極支撐裝置(28)通 過冷卻通道(33)被引導(dǎo)、并且然后沿著所述加熱裝置(26)朝著 所述燃燒器室(27)被引導(dǎo)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)，其特 征在于， 一空間設(shè)置在所述陰極支撐裝置(28)周圍，所述空間由活塞元件(31)限定，并且連接到所述液體供送管(32)，從而當(dāng) 液體(8)被供應(yīng)、并且所述陰極支撐裝置(28)和所述陰極(22) 被提升離開所述噴嘴(23)時(shí)，所述空間被填充。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， 5其特征在于，所述陰極(22)的末端的形狀對(duì)應(yīng)于所述噴嘴(23)的內(nèi)部形狀。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， 其特征在于，所述彈性元件(30)由螺旋彈簧形成。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， io其特征在于，密封環(huán)(35)設(shè)置在所述陰極支撐裝置(28)上。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， 其特征在于，所述陰極支撐裝置(28)具有電絕緣覆層，并且優(yōu)選 是密封覆層。
8. 如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， 15其特征在于，所述陰極(22)由銅或者銅合金制成。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， 其特征在于，所述陰極(22)至少部分設(shè)置有電絕緣裝置，特別是 陶瓷覆層。
10. 如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， 20其特征在于，所述陰極(22)通過螺紋(29)連接到所述陰極支撐裝置(28)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)，其特征在于，所述陰極(22)具有止擋凸緣(39)。
12. 如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 (6)，其特征在于，防扭轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在所述陰極支撐裝置(28)上，所述裝置例如由設(shè)置在所述陰極支撐裝置(28)的橫向孔(41)中 5的軸(40)形成。
13. 如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 (6)，其特征在于，所述陰極支撐裝置(28)由至少一個(gè)冷卻通道 (33)圍繞，所述冷卻通道連接到所述液體供送管(32)，從而水可用作冷卻介質(zhì)。
14.如權(quán)利要求13所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)，其特征在于，所述至少一個(gè)冷卻通道(33)圍繞和沿著所述陰極支撐裝置 (28)延伸，優(yōu)選沿著螺旋路徑。
15. 如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 (6)，其特征在于，設(shè)置返回通道(36)以使所述液體返回到所述 加熱裝置(26)。
16. 如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 (6)，其特征在于，所述加熱裝置(26)具有螺旋通道(37)以引導(dǎo)所述流體。
17. 如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 20 (6)，其特征在于，設(shè)置保護(hù)開關(guān)，當(dāng)殼體(21)被正確設(shè)置時(shí)，所述開關(guān)會(huì)被致動(dòng)。
18. 如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 (6)，其特征在于，所述噴嘴(23)具有冷卻通道以引導(dǎo)冷卻流體。
19. 如權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 (6)，其特征在于，所述噴嘴(23)通過螺紋(42)連接到所述殼體(21)。
20. 如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 5 (6)，其特征在于，間隔件(44)設(shè)置在所述噴嘴(23)上。
21. 如權(quán)利要求20所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)，其特征 在于，所述間隔件(44)優(yōu)選設(shè)置成所述開口 (25)周圍的環(huán)。
22. 如權(quán)利要求20或21所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)， 其特征在于，所述間隔件(44)與所述噴嘴(23)整體制備。
23.如權(quán)利要求20所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)，其特征在于，所述間隔件(44)通過可連接的線材弓形件形成。
24. 如權(quán)利要求20所述的蒸氣等離子體燃燒器(6)，其特征 在于，所述間隔件(44)通過可連接的保護(hù)管形成。
25. 如權(quán)利要求20-24中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體燃燒器 15 (6)，其特征在于，所述間隔件(44)由電絕緣材料制成或者涂覆有電絕緣材料。
26. —種用于如權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體 燃燒器(6)的陰極(22)，其特征在于，所述陰極(22)的末端的 形狀基本對(duì)應(yīng)于所述噴嘴(23)的內(nèi)部形狀。
27.如權(quán)利要求26所述的陰極(22)，其特征在于，所述陰極(22)由銅或者銅合金制成。
28.如權(quán)利要求26或27所述的陰極(22)，其特征在于，至少部分陶瓷覆層被設(shè)置。
29. 如權(quán)利要求26-28中任一項(xiàng)所述的陰極(22)，其特征在 于，螺紋(29)被設(shè)置用于與所述陰極支撐裝置(28)連接。
30. 如權(quán)利要求26所述的陰極(22)，其特征在于，設(shè)置一 5止擋凸緣(39)。
31. —種用于如權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)所述的蒸氣等離子體 燃燒器(6)的噴嘴(23)，其具有開口 (25)，用于等離子體束離 開，其特征在于，設(shè)置有間隔件(44)。
32. 如權(quán)利要求31所述的噴嘴(23)，其特征在于，所述間 io隔件(44)優(yōu)選設(shè)置成所述出口 (25)周圍的環(huán)。
33. 如權(quán)利要求31或32所述的噴嘴(23)，其特征在于，所 述間隔件(44)與所述噴嘴(23)整體制備。
34. 如權(quán)利要求31所述的噴嘴(23),其特征在于，所述間 隔件(44)通過可連接的線材弓形件形成。
35.如權(quán)利要求31所述的噴嘴(23)，其特征在于，所述間隔件(44)通過可連接的保護(hù)管形成。
36.如權(quán)利要求31-35中任一項(xiàng)所述的噴嘴(23)，其特征在 于，所述間隔件(44)由電絕緣材料制成，或者涂覆有電絕緣材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蒸氣等離子體燃燒器(6)，包括燃燒器手柄(6a)和燃燒器基部(6b)。在所述燃燒器基部(6b)內(nèi)設(shè)置有液體供送管(32)、加熱裝置(26)、燃燒器室(27)、連接到陰極支撐裝置(28)的陰極(22)、和構(gòu)造成噴嘴(23)并具有出口(25)的陽極(24)。本發(fā)明還涉及一種用于這種蒸氣等離子體燃燒器(6)的陰極(22)和噴嘴(23)。本發(fā)明的目的是提供一種蒸氣等離子體燃燒器(6)，其可以被最優(yōu)地點(diǎn)燃，并且磨損部件可以被方便拆除。為此，所述陰極支撐裝置(28)與所述陰極(22)一起構(gòu)造成可軸向移動(dòng)的活塞，并且以這樣一種方式連接到彈簧元件(30)，即處于靜止位置的所述陰極(22)被迫使緊靠所述噴嘴(23)，并且所述陰極支撐裝置(28)與所述液體供送管(32)以這樣一種方向相通，即在工作過程中，當(dāng)水被供應(yīng)時(shí)，所述陰極(22)被提升離開所述噴嘴(23)，從而電弧可以在所述陰極(22)和所述陽極(24)之間被點(diǎn)燃。
文檔編號(hào)H05H1/34GK101258785SQ200680032653
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者哈拉爾德·朗熱德爾, 弗洛里安·西爾貝梅爾, 沃爾夫?qū)す諣? 米夏爾·海因里希, 馬克斯·施特格爾, 黑利貝特·潘澤 申請(qǐng)人:弗羅紐斯國際有限公司