DE102010050082B4

DE102010050082B4 - burner

Info

Publication number: DE102010050082B4
Application number: DE102010050082.8A
Authority: DE
Inventors: Dr. Auth Matthias; Lothar Brehm; Dipl.-Ing. Kötzing Jörg
Original assignee: J Plasma GmbH
Current assignee: J Plasma GmbH
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2030-10-30
Also published as: WO2012034605A1; DE102010050082A1

Abstract

Vorrichtung umfassend einen Plasmabrenner mit induktiver Kopplung, enthaltend einen Brennerkanal (1) mit einem Innenraum (2), eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule (3) und einen Brennerfuß (4), wobei der Brennerkanal als ein mit dem Brennerfuß koppelbares und durch die gegebene Induktionsspule hindurch in den Brennerfuß einschiebbares Mehrfachrohr, vorzugsweise Doppelrohr, dessen Innen- (7) und Außenrohr (6) an einem Ende miteinander verbunden sind, ausgebildet ist, dessen Mehrfachwandung einen zum Brennerfuß gerichteten offenen Querschnitt für eine Gaseintrittsöffnung (5) in Form eines auf den Brennerfuß aufsetzbaren und mit einem Fluid beaufschlagbaren offenen Endes und einen in Brennrichtung gerichteten geschlossenen Querschnitt aufweist, wobei wenigstens ein Außenrohr (6) des Mehrfachrohres im Bereich des in Brennrichtung orientierten Endes des Brennerkanals mindestens einen seitlichen Gasaustritt (8) aufweist, wobei die Induktionsspule auf der Außenseite des Mehrfachrohres angeordnet ist und das Innenrohr und das Außenrohr an einem Endabschnitt so miteinander verbunden sind, dass das in einem Zwischenbereich des Innenrohrs und des Außenrohrs strömende Gas ausschließlich über den seitlichen Gasaustritt (8) austreten kann.Apparatus comprising a plasma torch with inductive coupling, comprising a burner channel (1) with an interior (2), an induction coil (3) surrounding the burner channel and a burner base (4), wherein the burner channel can be coupled to the burner base and through the given induction coil into the burner base insertable multiple tube, preferably double tube, the inner (7) and outer tube (6) are interconnected at one end, is formed, whose Mehrfachwandung directed to the burner foot open cross-section for a gas inlet opening (5) in the form of a At least one outer tube (6) of the multi-tube in the region of the burner-oriented end of the burner channel at least one lateral gas outlet (8), wherein the induction coil on the Outside of the me is arranged and the inner tube and the outer tube are connected to one another at one end portion so that the gas flowing in an intermediate region of the inner tube and the outer tube can escape exclusively via the lateral gas outlet (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere Plasmabrenner mit induktiver Kopplung nach Anspruch 1.The invention relates to a burner, in particular plasma torch with inductive coupling according to claim 1.

Brenner insbesondere Plasmabrenner mit induktiver Kopplung zur Beschichtung bilden einen bekannten Stand der Technik. Bei derartigen Vorrichtungen wird ein Plasma erzeugt, das anschließend einen Brennerkanal durchströmt und als Brennerflamme austritt. Für den Betrieb eines Plasmabrenners sind (Plasma-)arbeitsgase wie Ar oder Stickstoff – bei Verwendung eines Flammenbrenner Brenngase wie H₂, CH₄, Propan oder Acetylen –, Spülgase zur Kühlung sowie Realtivgase wie SiCl₄ notwendig. Der Brennerkanal ist von einer Spulenwicklung umgeben. Diese erzeugt ein Magnetfeld, welches das Plasma in seinem Strömungsverhalten beeinflusst. Um eine gute Kopplung zwischen der Wicklung und dem Plasma zu erreichen, sollte die Wicklung möglichst eng um den Brennerkanal herum geführt sein.Burners in particular plasma torch with inductive coupling to the coating form a known prior art. In such devices, a plasma is generated, which then flows through a burner channel and exits as a burner flame. For the operation of a plasma torch are (plasma) working gases such as Ar or nitrogen - when using a flame burner fuel gases such as H ₂ , CH ₄ , propane or acetylene -, purge gases for cooling and Realtivgassen such as SiCl ₄ necessary. The burner channel is surrounded by a coil winding. This generates a magnetic field which influences the plasma in its flow behavior. In order to achieve a good coupling between the winding and the plasma, the winding should be guided as closely as possible around the burner channel.

Der Brennerkanal selbst besteht aus einem röhrenförmigen Körper, der aus einem Dielektrikum, insbesondere aus Glas, besteht. Der Körper des Brennerkanals ist dabei auf einem so genannten Brennerfuß aufgesetzt. Dieser dient zum Einleiten der Plasmagase.The burner channel itself consists of a tubular body, which consists of a dielectric, in particular of glass. The body of the burner channel is placed on a so-called Brennerfuß. This serves to introduce the plasma gas.

Bei einer Reihe von induktiv gekoppelten Plasmabrennern ist der Körper des Brennerkanals so ausgebildet, dass dessen Wand von einem Fluid durchströmt werden kann. Dieses Fluid kann ein Kühlmedium sein oder selbst als Betriebsmedium des Plasmabrenners dienen, das von der durch den Brennvorgang erzeugten Wärme auf die erforderliche Betriebstemperatur vorgewärmt wird. Zu diesem Zweck weisen die Wände des Brennerkanals entsprechende Kanäle auf. Diese münden in Einlass- und Auslassanschlüsse ein, die auf der Außenseite der Wand des Brennerkanals angeordnet sind. Weil das Plasma und das in der Wand des Brennerkanals strömende Medium sehr oft im Gegenstromprinzip umgetrieben werden, befinden sich die Einlass- und Auslassanschlüsse entsprechend an entgegengesetzten Enden des Brennerkanals und zweigen in einer radialen Richtung von der Wand des Brennerkanals ab.In a number of inductively coupled plasma torches, the body of the burner channel is designed so that its wall can be flowed through by a fluid. This fluid may be a cooling medium or itself serve as the operating medium of the plasma torch, which is preheated by the heat generated by the firing process to the required operating temperature. For this purpose, the walls of the burner channel have corresponding channels. These lead into inlet and outlet ports, which are arranged on the outside of the wall of the burner channel. Because the plasma and the medium flowing in the wall of the burner channel are very often countercurrently driven, the inlet and outlet ports are respectively at opposite ends of the burner channel and branch off in a radial direction from the wall of the burner channel.

So lehrt beispielsweise die US 3,296,410 einen induktiv gekoppelten Plasmagenerator. Dieser weist ein so genanntes water jacket auf, das der Kühlung der Vorrichtung dient. Das water jacket ist in Form eines im Wesentlichen zylindrisch geformten Mehrfachrohres mit einem Innen- und einem Außenrohr ausgeführt. Weiterhin ist dort eine Spule vorgesehen. Diese besteht aus einer Wicklung in Form eines hohlen Kupferrohres.For example, that teaches US 3,296,410 an inductively coupled plasma generator. This has a so-called water jacket, which serves to cool the device. The water jacket is designed in the form of a substantially cylindrically shaped multiple tube with an inner and an outer tube. Furthermore, there is provided a coil. This consists of a winding in the form of a hollow copper tube.

Die US 3,428,771 und die US 4,794,230 offenbaren jeweils eine Vorrichtung, bei denen die Brennerwand entweder ein Einfachrohr oder ein Doppelrohr sind. Bei der letztgenannten Druckschrift handelt es sich um zwei ineinander geschobene zylindrische Röhren, die das Doppelrohr ausbilden.The US 3,428,771 and the US 4,794,230 each discloses a device in which the burner wall are either a single tube or a double tube. In the latter document are two telescoped cylindrical tubes that form the double tube.

Die US 3,694,618 , die GB 1,091,498 und die DE 102 31 739 B4 offenbaren jeweils Ausführungsformen, bei denen ein inneres zylindrisches Rohr, darauf folgend eine Spulenwicklung und abschließend ein äußeres zylindrisches Rohr vorgesehen sind. Das Doppelrohr wird auch bei diesen Ausführungsbeispielen durch zwei ineinander geschobene zylindrische Einzelrohre gebildet.The US 3,694,618 , the GB 1,091,498 and the DE 102 31 739 B4 each disclose embodiments in which an inner cylindrical tube, followed by a coil winding and finally an outer cylindrical tube are provided. The double tube is also formed in these embodiments by two telescoped cylindrical individual tubes.

Die FR 2 014 935 A1 offenbart eine Plasma-Bogen-Aufheizvorrichtung. Bei der dort gelehrten Ausführungsform wird im Fußbereich des Brenners eine Gasströmung in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei ein Teilstrom im inneren Rohr strömt und ein zweiter Teilstrom im äußeren Rohr strömt und eine auf der Innenseite des inneren Rohres angeordnete HF-Spule kühlt.The FR 2 014 935 A1 discloses a plasma arc heater. In the embodiment taught there, a gas flow is divided into two partial flows in the foot region of the burner, wherein a partial flow flows in the inner tube and a second partial flow flows in the outer tube and cools an arranged on the inside of the inner tube RF coil.

Eine derartige Konstruktion steht jedoch im Konflikt zu dem Erfordernis einer möglichst engen Spulenwicklung um den Brennerkanal und führt zu großen konstruktiven Nachteilen, die den Bau des Plasmabrenners aufwändig und kompliziert gestalten. Um den Brenner aufzubauen, wird zunächst der Brennerkanal gefertigt, anschließend mit der Spulenwicklung versehen, während abschließend die Anschlüsse für das in der Wand des Brennerkanals strömende Medium angebracht werden. Eine Folge davon ist, dass der Brennerkanal und die Spulenwicklung nach dem Zusammenbau nur noch als ein einheitliches Ganzes gehandhabt werden und ausgetauscht werden können. Es ist insbesondere nicht mehr möglich, einen defekten Brennerkanal auszuwechseln, ohne die Spulenwicklungen mit zu verwerfen und anschließend wieder neu aufzubauen.Such a design, however, conflicts with the requirement of a coil winding as close as possible around the burner channel and leads to major constructive disadvantages that make the construction of the plasma torch complex and complicated. To build the burner, the burner channel is first made, then provided with the coil winding, while finally the connections for the medium flowing in the wall of the burner channel medium are attached. A consequence of this is that the burner duct and the coil winding after assembly can only be handled as a single whole and can be replaced. In particular, it is no longer possible to replace a defective burner channel without rejecting the coil windings and then rebuilding them again.

Es besteht daher die Aufgabe, die genannten Nachteile zu beseitigen und einen Brenner insbesondere einen Plasmabrenner mit induktiver Kopplung zu schaffen, der sich durch einen einfachen konstruktiven Aufbau und eine weitgehend unabhängige Tauschbarkeit sämtlicher Komponenten auszeichnet.It is therefore the object to eliminate the disadvantages mentioned and to provide a burner in particular a plasma torch with inductive coupling, which is characterized by a simple structural design and a largely independent interchangeability of all components.

Diese Aufgabe wird mit einem Brenner, der insbesondere als Plasmabrenner mit induktiver Kopplung verwendet wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige und/oder vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brenners.This object is achieved with a burner, which is used in particular as a plasma torch with inductive coupling with the features of claim 1. The dependent claims contain expedient and / or advantageous embodiments of the burner according to the invention.

Erfindungsgemäß enthält der Plasmabrenner mit induktiver Kopplung einen Brennerkanal mit einem Innenraum, eine den Brennerkanal umgebende Induktionsspule und einen Brennerfuß.According to the plasma torch with inductive coupling includes a burner channel an interior space, an induction coil surrounding the burner channel and a burner foot.

Erfindungswesentlich ist dabei der Brennerkanal als ein mit dem Brennerfuß koppelbares und durch die gegebene Induktionsspule hindurch in den Brennerfuß einschiebbares Mehrfachrohr, vorzugsweise ein Doppelrohr, dessen Innen- und Außenrohr an einem Ende miteinander verbunden sind, ausgebildet. Dessen Mehrfachwandung weist einen zum Brennerfuß gerichteten offenen Querschnitt für eine Gaseintrittsöffnung in Form eines auf den Brennerfuß aufsetzbaren und mit einem Fluid beaufschlagbaren offenen Endes und einen in Brennrichtung gerichteten geschlossenen Querschnitt auf, wobei wenigstens ein Außenrohr des Mehrfachrohres im Bereich des in Brennrichtung orientierten Endes des Brennerkanals mindestens einen seitlichen Gasaustritt aufweist. Dabei ist die Induktionsspule auf der Außenseite des Mehrfachrohres angeordnet und das Innenrohr und das Außenrohr sind an einem Endabschnitt so miteinander verbunden, dass das in einem Zwischenbereich des Innenrohrs und des Außenrohrs strömende Gas ausschließlich über den seitlichen Gasaustritt austreten kann.Essential to the invention is the burner channel as a coupled with the burner base and insertable through the given induction coil into the burner base multiple tube, preferably a double tube, the inner and outer tubes are connected together at one end formed. Whose Mehrfachwandung has a directed towards the Brennerfuß open cross-section for a gas inlet opening in the form of an attachable to the burner and can be acted upon with a fluid fluid open end and a focal direction in the firing direction closed cross-section, wherein at least one outer tube of the multi-tube in the direction of Brennrichtung oriented end of the burner channel Has at least one lateral gas outlet. In this case, the induction coil is arranged on the outside of the multiple tube and the inner tube and the outer tube are connected to one another at one end portion so that the gas flowing in an intermediate region of the inner tube and the outer tube can escape exclusively via the lateral gas outlet.

In einem Ausführungsbeispiel bilden die Induktionsspule und der Brennerfuß eine feste und unveränderbare Anordnung, während der Brennerkanal als ein in mit dem Brennerfuß koppelbares Mehrfachrohr vorzugsweise eines Doppelrohrs ausgebildet ist. Im folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels des Doppelrohrbrenners die wesentlichen Merkmale anschaulich beschrieben werden. Eine Übertragung auf ein Mehrfachrohrsystem ist für einen Fachmann naheliegend und analog den Ausführungen des Doppelrohrbrenners vorzunehmen. Die Doppelwandung des Doppelrohrs weist einen zum Brennerfuß gerichteten offenen Querschnitt für eine Gaseintrittsöffnung und einen in Brennrichtung gerichteten geschlossenen Querschnitt auf, wobei ein Außenrohr des Doppelrohres im Bereich des in Brennrichtung orientierten Endes des Brennerkanals mindestens eine seitliche äußere Gasaustrittsöffnung aufweist.In one embodiment, the induction coil and the burner base form a fixed and unchangeable arrangement, while the burner channel is designed as a multiple tube, which can be coupled to the burner base, preferably of a double tube. In the following, the essential features will be described vividly using an embodiment of the double-tube burner. A transfer to a multi-tube system is obvious to a person skilled in the art and analogous to the designs of the double-tube burner. The double wall of the double tube has an open cross-section directed towards the burner base for a gas inlet opening and a closed cross-section directed in the firing direction, wherein an outer tube of the double tube has at least one lateral outer gas outlet opening in the region of the burner chamber-oriented end in the burner direction.

Der Brennerkanal ist somit als ein Doppelrohr ausgebildet, dessen Innen- und Außenrohr an einem Ende miteinander verbunden sind. Der durch das Innen- und das Außenrohr eingeschlossene Hohlraum kann somit von einem Ende her durchströmt werden. Dieses offene Ende ist auf einen Brennerfuß aufsetzbar und wird von diesem Ende her mit dem entsprechenden Fluid beaufschlagt. Ein großer Vorteil einer derartigen Gestaltung besteht darin, dass das Doppelrohr nicht seitlich beschickt wird, wobei die entsprechenden seitlich herausstehenden Anschlüsse entfallen. Das Doppelrohr des Brennerkanals kann dadurch durch eine gegebene Spule hindurch in den Brennerfuß eingeschoben werden. Die Konfiguration aus Spule und Brennerfuß ist somit vollständig unabhängig von dem verschleißintensiven Brennerkanal selbst. Das verschlossene Ende des Hohlraums zeigt in Brennrichtung und stabilisiert dort das Doppelrohr. Im diesem Bereich befinden sich die Auslassöffnungen für das innerhalb des Doppelrohres strömende Fluid. Erfindungsgemäß ist es bei einem Mehrfachrohrbrenner vorgesehen, die unterschiedlichen Hohlräume mit unterschiedlichen Fluiden zu bestücken. In diesem Fall erfolgt die Abnahme des Fluids über wenigstens eine Austrittsöffnungen an der Oberseite des Brenners.The burner channel is thus formed as a double tube, the inner and outer tubes are connected together at one end. The enclosed by the inner and outer tube cavity can thus be traversed from one end. This open end can be placed on a burner foot and is acted upon from this end with the appropriate fluid. A major advantage of such a design is that the double tube is not loaded laterally, with the corresponding laterally protruding connections omitted. The double tube of the burner channel can thereby be inserted through a given coil into the burner base. The configuration of the coil and the burner base is thus completely independent of the wear-intensive burner channel itself. The closed end of the cavity points in the firing direction and stabilizes the double tube there. In this area are the outlet openings for the fluid flowing within the double tube. According to the invention it is provided in a multi-tube burner to equip the different cavities with different fluids. In this case, the removal of the fluid via at least one outlet openings takes place at the top of the burner.

Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Mehrfachrohre durch Ausssparungen miteinander verbunden. Das eingeleitete Fluid kann in diesem Fall durch mehrfaches Passieren der heissen Zone besonders viel Energie aufnehmen. Damit kann das Fluid in effektiver Weise vorgewärmt werden.In one embodiment, the multiple tubes are interconnected by Ausssparungen. In this case, the fluid introduced can absorb a particularly large amount of energy by passing the hot zone several times. Thus, the fluid can be preheated in an effective manner.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Außenrohr des Doppelrohres eine das Innenrohr an einer Stelle berührende Eindellung zur Aufnahme eines Zünddrahtes auf. Dadurch kann der Zünddraht sehr nahe zum von dem Plasma durchströmten Innenraum geführt werden, ohne den Brennerkanal selbst seitlich zu durchbohren.In an expedient embodiment, the outer tube of the double tube has a depression contacting the inner tube at a location for receiving an ignition wire. As a result, the ignition wire can be guided very close to the interior through which the plasma flows, without piercing the burner channel itself laterally.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Doppelrohr ein zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr verlaufendes Zünddrahtrohr für den in das Zünddrahtrohr einführbaren Zünddraht aufweist. Das in dem Doppelrohr strömende Fluid fließt um das Zünddrahtrohr herum. Im einfachsten Fall ist dieses Zünddrahtrohr so gestaltet, dass eine elektrisch leitende Verbindung von der Außenseite durch das Doppelwandrohr zur Innenrohrinnenseite geführt wird, wobei darauf geachtet werden muss, dass keine Gase aus dem äußeren Doppelrohr entweichen können. Dadurch wird die Durchführung des Zündstroms für den Betrieb des Plasmas hergestellt.In a further embodiment, the double tube has an ignition wire tube extending between the outer tube and the inner tube for the ignition wire to be inserted into the ignition wire tube. The fluid flowing in the double tube flows around the ignition wire tube. In the simplest case, this Zünddrahtrohr is designed so that an electrically conductive connection is guided from the outside through the double wall pipe to the inner tube inside, taking care that no gases can escape from the outer double tube. As a result, the execution of the ignition current for the operation of the plasma is produced.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Durchführung des Zündstroms durch die Brennerkonstruktion dadurch erreicht, dass an einer Stelle zumindest eines der beiden Rohre an das andere angelegt wird, vorzugsweise mit ihm verschmolzen wird, so dass ein elektrischer Übergang von einem externen Zünddraht durch den Glaskörper ins Brennerinnere erfolgt.In a further embodiment, the implementation of the ignition current is achieved by the burner design in that at one point at least one of the two tubes is applied to the other, preferably fused with it, so that an electrical transition from an external ignition wire through the glass body into the burner interior he follows.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Innenrohr eine in den Innenraum hineinragende Ausformung auf. Dadurch lässt sich die Plasmaströmung günstig beeinflussen. Bei einer weiteren Ausführungsform weist wenigstens ein Brennerrohr eine Oberflächenstrukturierung auf. Beispielsweise kann durch eine schraubenartige Windung an der Glasoberfläche der Gasstrom zu einer Helix ausgebildet werden. Dieses ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der Flammenstabilität. Ebenso wie eine Strukturierung der an der Innenseite des Brennerinnenrohrs kann diese auch an der Außenseite des Innenrohrs und/oder an einer der der Oberflächen des Außenrohrs erfolgen. Durch eine Strukturierung der Glasoberfläche an den Grenzflächen des Doppelrohrdurchflusses ist eine Strömungsbeeinflussung des Fluids in geeigneter Weise möglich. Dadurch kann eine Verbesserung des Austrittsstroms an den Austrittsdüsen erreicht werden. Weiterhin kann dadurch die Verweilzeit des Fluids erhöht werden. In analoger Weise erschließt sich der Aufbau eines Mehrfachrohrbrenners für einen Fachmann.In a further embodiment, the inner tube has a protruding into the interior molding. As a result, the plasma flow can be favorably influenced. In a further embodiment, at least one burner tube has a surface structuring. For example, by a helical winding on the glass surface of the gas stream can be formed into a helix. This is particularly advantageous in terms of flame stability. Just like one Structuring of the inside of the burner inner tube, this can also be done on the outside of the inner tube and / or on one of the surfaces of the outer tube. By structuring the glass surface at the interfaces of the double tube flow, a flow influencing of the fluid is possible in a suitable manner. As a result, an improvement of the outlet flow at the outlet nozzles can be achieved. Furthermore, this can increase the residence time of the fluid. In an analogous manner, the structure of a multi-tube burner opens up for a person skilled in the art.

Durch eine Strukturierung der äußeren Außenrohrglasoberfläche ist in einem Ausführungsbeispiel möglich, die Induktionsspule rutschfest an einer Position des Brenners zu fixieren. Bei einer weiteren Ausführungsform ist durch eine geeignete Aussparung möglich, eine kleinere Spule zu verwenden und damit energieeffizienter zu arbeiten.By structuring the outer outer tube surface, it is possible in one embodiment to fix the induction coil in a non-slip manner at a position of the burner. In a further embodiment, it is possible by means of a suitable recess to use a smaller coil and thus to work more energy-efficiently.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Innenrohr zumindest eine in den Innenraum führende innere Gasaustrittsöffnung auf. Hierdurch können insbesondere Precursoren in den Plasmastrom an einer geeigneten Stelle zugeführt werden.In a further embodiment, the inner tube has at least one inner gas outlet opening leading into the inner space. In this way, in particular precursors can be supplied to the plasma stream at a suitable location.

Der erfindungsgemäße Brenner soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen eines induktiv gekoppelten Doppelrohrplasmabrenners näher erläutert werden. Zur Verdeutlichung dienen die 1 bis 3. Es werden für gleiche oder gleichwirkende Teile die selben Bezugszeichen verwendet. In analoger Weise ist das Schema auf einen Mehrfachrohrbrenner zu übertragen.The burner according to the invention will be explained in more detail below with reference to embodiments of an inductively coupled double-tube plasma burner. To clarify serve the 1 to 3 , The same reference numbers are used for identical or equivalent parts. In an analogous manner, the scheme is to be transferred to a multi-tube burner.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Plasmabrenners in einer Gesamtdarstellung, 1 a first exemplary embodiment of a plasma torch in an overall representation,

2 eine beispielhafte Ausführungsform eines Plasmabrenners mit Ausformungen des Innenrohres und einer Zünddrahteindellung, 2 an exemplary embodiment of a plasma torch with inner tube shapes and a Zünddrahteindellung,

3 eine beispielhafte Ausführungsform eines Plasmabrenners mit einem Zünddrahtrohr. 3 an exemplary embodiment of a plasma torch with a Zünddrahtrohr.

1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform des Plasmabrenners in einer Gesamtdarstellung. Der Plasmabrenner weist einen Brennerkanal 1 auf. Dieser enthält einen Innenraum 2, der als Brennkammer und/oder Plasmazentrum dient. Der Brennerkanal ist von einer Induktionsspule 3 umgeben. Diese enthält eine Spulenwicklung 3a, die in einen Verbundkörper 3b eingebettet ist. Die Induktionsspule, bzw. der Verbundkörper 3b liegen möglichst dicht an dem Brennerkanal 2 an. 1 shows a first exemplary embodiment of the plasma torch in an overall view. The plasma torch has a burner channel 1 on. This contains an interior 2 which serves as a combustion chamber and / or plasma center. The burner channel is from an induction coil 3 surround. This contains a coil winding 3a in a composite body 3b is embedded. The induction coil, or the composite body 3b lie as close as possible to the burner channel 2 at.

Zur Gas- und Plasmagaszuführung ist ein Brennerfuß 4 vorgesehen. Der Brennerfuß weist Gaszuführungen 4a und eine Brennerkanalhalterung 4b auf. Bei dem hier vorliegenden Beispiel ist der Brennerfuß fest mit der Induktionsspule 3 verbunden, während der Brennerkanal in der Brennerkanalhalterung klemmend oder verrastend arretiert ist und prinzipiell beliebig oft aus dem Brennerfuß entnommen oder in diesen eingesetzt werden kann.For gas and plasma gas supply is a burner foot 4 intended. The burner base has gas feeds 4a and a burner channel bracket 4b on. In the example shown here, the burner base is fixed to the induction coil 3 connected, while the burner channel is locked in the burner channel holder clamped or latching and in principle as often removed from the burner base or can be used in this.

Der Brennerkanal besteht aus einem Doppelrohr. Dieses Doppelrohr weist einen zum Brennerfuß hin offenen Querschnitt auf. Dieser offene Querschnitt bildet eine Gaseintrittsöffnung 5 für die über den Brennerfuß und dessen Gaszuführungen herangeführten Gase. Das Doppelrohr ist in Brennrichtung, d. h. in Richtung der Flamme, durch einen Verschluss 5a abgedichtet, der den Querschnitt des Doppelrohres im Bereich der Doppelwand verschließt. Das Doppelrohr kann aus einem Glaswerkstoff bestehen. In einem solchen Fall kann der Verschluss 5a in Form einer Verschmelzung ausgeführt sein. Bei den Mehrfachrohrbrennern ist die Entnahme der Gasgemische über wenigstens eine Entnahmevorrichtung in 5a vorgesehen.The burner channel consists of a double tube. This double tube has a cross section open towards the burner base. This open cross-section forms a gas inlet opening 5 for the gases supplied via the burner base and its gas feeds. The double tube is in the firing direction, ie in the direction of the flame, through a closure 5a sealed, which closes the cross section of the double tube in the region of the double wall. The double tube may consist of a glass material. In such a case, the shutter 5a be executed in the form of a merger. In the multi-tube burners, the removal of the gas mixtures via at least one sampling device in 5a intended.

Das Doppelrohr des Brennerkanals besteht aus einem Außenrohr 6 und einem Innenrohr 7. Das Außenrohr 6 weist im zur Flamme weisenden Endbereich einen oder mehrere Gasaustritte 8 auf. Diese führen den über den Brennerfuß zugeführten und zwischen Innen- und Außenrohr geleiteten Gasstrom in seitlicher Richtung nach außen ab. Die Gasaustritte sind hierzu als seitlich herausragende Stutzen ausgebildet, an die Schläuche oder sonstige Leiteinrichtungen zur Gasabführung angebracht, insbesondere angeklemmt, werden können. Diese Stutzen können an das Außenrohr 6 angeschmolzen sein. In jedem Fall sind die Stutzen der Gasaustritte 8 fest mit dem Außenrohr verbunden. Das erwärmte Gasgemisch bzw. Fluid aus den Gasaustrittsöffnungen 8 kann wahlweise über eine geeignete Verbindung der Brennergaszuführung 4a zugeführt bzw. beigemischt werden und/oder durch wenigstens eine separate Düse, die oberhalb des Verschlusses 5a angebracht ist, in die Randzone der (Plamsa)-Flamme geleitet werden. Dadurch ist es in einer Ausführungsform möglich, dass das verwendete Arbeitsmedium – vorzugsweise das Plasmaarbeitsgas – das vorgewärmte Fluid ist. In einer weiteren Ausführungsform ist das verwendete Reaktivmedium – vorzugsweise das die Precursorverbindung zumindest anteilig enthaltende Gemisch – das vorgewärmte Fluid.The double tube of the burner channel consists of an outer tube 6 and an inner tube 7 , The outer tube 6 has one or more gas leaks in the end region facing the flame 8th on. These lead the supplied via the burner foot and passed between the inner and outer tubes gas flow in the lateral direction to the outside. The gas leaks are designed for this purpose as laterally protruding nozzle, attached to the hoses or other guide devices for gas discharge, in particular clamped, can. These nozzles can be attached to the outer tube 6 be melted. In any case, the nozzles of the gas leaks 8th firmly connected to the outer tube. The heated gas mixture or fluid from the gas outlet openings 8th can optionally via a suitable connection of the burner gas supply 4a supplied or admixed and / or by at least one separate nozzle, which is above the closure 5a attached to the edge zone of the (Plamsa) flame. This makes it possible in one embodiment that the working medium used - preferably the plasma working gas - is the preheated fluid. In a further embodiment, the reactive medium used-preferably the mixture containing the precursor compound at least proportionally-is the preheated fluid.

Bei einer Ausführungsform kann das erwärmte Fluid für andere, nicht unmittelbar an dem Brenner beteiligten Prozesse verwendet werden. Es wird in diesem Fall dann nicht mehr dem Brenner zugeführt.In one embodiment, the heated fluid may be used for other processes not directly involved in the burner. It is then no longer supplied to the burner in this case.

Der in 1 gezeigte Aufbau ermöglicht es, den Brennerkanal in dem oben beschriebenen Aufbau unabhängig von den sonstigen Komponenten in den Brennerfuß einzusetzen oder zu entnehmen. Der Brennerfuß und die Induktionsspule bilden eine integrierte Anordnung oder Fassung für den Brennerkanal. Dessen Gasaustritte befinden sich außerhalb bzw. oberhalb des Bereiches der Induktionsspule. Die Induktionsspule behindert somit die Entnahme und das Einsetzen des Brennerkanals nicht. Weiterhin wird der Doppelrohraufbau des Brennerkanals durch den in Brennrichtung angeordneten Verschluss 5a stabilisiert. Sowohl die Gestaltung des Brennerkanals als auch die gesamte Anordnung aus Brennerkanal, Brennerfuß und Induktionsspule ist somit sehr widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen und bildet eine definierte Anordnung, mit der sich das Plasma im Innenraum wirksam beeinflussen lässt. The in 1 construction shown allows the burner channel in the structure described above, regardless of the other components in the burner base insert or remove. The burner base and induction coil form an integrated assembly or socket for the burner channel. Its gas outlets are located outside or above the area of the induction coil. The induction coil thus does not hinder the removal and insertion of the burner channel. Furthermore, the double tube structure of the burner channel by the arranged in the firing direction shutter 5a stabilized. Both the design of the burner channel and the entire arrangement of burner channel, burner base and induction coil is thus very resistant to mechanical loads and forms a defined arrangement with which the plasma can be effectively influenced in the interior.

Der so gebildete Grundaufbau kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Die 2 und 3 zeigen hierzu verschiedene beispielhafte Ausführungsformen. Diese betreffen insbesondere Gestaltungen, die der Leitung des Plasmas im Innenraum des Brennerkanals sowie der Befestigung eines Zünddrahtes dienen.The basic structure formed in this way can be modified in various ways. The 2 and 3 show various exemplary embodiments. These relate in particular designs that serve to direct the plasma in the interior of the burner channel and the attachment of a firing wire.

Bei der Ausführungsform aus 2 weist das Außenrohr 6 eine Eindellung 9 auf, die punktuell das Innenrohr 7 berührt. In die Eindellung 9 ist ein Zünddraht 10 eingeführt und mit dem Innenrohr verbunden, insbesondere in die Wand des Innenrohrs eingeschmolzen. Der Zünddraht ragt dabei etwas in den Innenraum 2 des Brennerkanals hinein. Das zwischen dem Außen- und dem Innenrohr strömende Fluid wird durch die Eindellung nicht behindert. Es strömt um die Eindellung herum.In the embodiment of 2 has the outer tube 6 a dent 9 on, the punctually the inner tube 7 touched. In the dousing 9 is a firing wire 10 introduced and connected to the inner tube, in particular melted into the wall of the inner tube. The ignition wire projects slightly into the interior 2 of the burner channel. The flowing between the outer and the inner tube fluid is not hindered by the dent. It flows around the dogleg.

Zur Beeinflussung des Strömung im Innenraum des Brennerkanals weist das Innenrohr eine innere Ausformung 12 auf. Diese ragt entweder nur an einem Punkt in den Innenraum hinein oder zieht sich ringförmig über zumindest einen Teil des Innenrohrumfangs. Es können auch mehrere innere Ausformungen vorgesehen sein.For influencing the flow in the interior of the burner channel, the inner tube has an inner shape 12 on. This either only projects into the interior space at one point or extends annularly over at least part of the inner tube circumference. It can also be provided a plurality of inner formations.

Die Befestigung des Brennerkanals in der Anordnung aus Brennerfuß und Induktionsspule erfolgt wie bei der Ausführungsform aus 1. Es können verschiedene Brennkanäle in die Fassung aus Brennerfuß und Induktionsspule eingesetzt werden. Eine zweckmäßige Anpassung des Plasmabrenners an verschiedene Aufgaben ist dadurch möglich.The attachment of the burner channel in the arrangement of burner base and induction coil takes place as in the embodiment of 1 , Different combustion channels can be used in the socket made of burner base and induction coil. An appropriate adaptation of the plasma torch to different tasks is possible.

In einem Ausführungsbeispiel bilden die Spule und der Brennerfuss eine feste und unveränderbare Anordnung.In one embodiment, the coil and the burner foot form a fixed and unchangeable arrangement.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Spule unabhängig vom Brenner angebracht und bildet ein separates Bauelement. Bei der Darstellung nach 6 wird der Brenner als Umwicklung ausgebildet. Durch die mono, bi- oder poly-filare Wicklung entsteht die Mehrfachwandung des Brenners.In the embodiment, the coil is mounted independently of the burner and forms a separate component. In the presentation after 6 The burner is designed as a wrap. The mono, bi- or poly-filar winding creates the multiple wall of the burner.

3 zeigt einen weiteren beispielhaften Brennerkanal. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist zwischen dem Außen- und dem Innenrohr ein Zünddrahtrohr 11 eingefügt. Das Außen- und gegebenenfalls das Innenrohr ist hierzu durchbohrt, während das Zünddrahtrohr eingeschmolzen oder in einer sonstigen Weise fest eingefügt ist. Ein Einschmelzen ist vor allem dann zweckmäßig, wenn das Doppelrohr des Brennerkanals aus einem Glaswerkstoff gefertigt ist. Der Zünddraht 10 ist in das Zünddrahtrohr eingeschlossen. Das Zünddrahtrohr ist hierzu entweder als ein Hohlkörper ausgebildet, der mit einer Vergussmasse ausgefüllt ist, in welche der Zünddraht eingeschoben ist und die anschließend verhärtet. Alternativ kann das Zünddrahtrohr aber auch ein Vollkörper sein, in welchem der Zünddraht bereits integriert ist und der somit zusammen mit dem Zünddraht in die Bohrung des Innen- und Außenrohrs eingesetzt wird. In jedem Fall wird das Zünddrahtrohr von dem zwischen Innen- und Außenrohr strömenden Fluid umströmt und behindert somit nicht den Fluss innerhalb des Hohlraums im Doppelrohr. 3 shows another exemplary burner channel. In the example shown here is between the outer and inner tube, a Zünddrahtrohr 11 inserted. The outer and optionally the inner tube is pierced for this purpose, while the Zünddrahtrohr is melted down or firmly inserted in any other way. Melting is particularly useful when the double tube of the burner channel is made of a glass material. The ignition wire 10 is enclosed in the ignition wire tube. The Zünddrahtrohr is this formed either as a hollow body, which is filled with a potting compound, in which the ignition wire is inserted and then hardened. Alternatively, however, the ignition wire tube may also be a solid body in which the ignition wire is already integrated and which is thus inserted together with the ignition wire into the bore of the inner and outer tubes. In any case, the ignition wire tube flows around the fluid flowing between inner and outer tube fluid and thus does not hinder the flow within the cavity in the double tube.

Bei der Ausführungsform aus 3 weist das Innenrohr 7 des Brennerkanals einen inneren Gasaustritt 13 auf. Dieser führt das zwischen dem Innen- und dem Außenrohr strömende Fluid zumindest zu einem Teil in den Innenraum 2 des Brennerkanals ein und ermöglicht somit das Zuführen von Zuschlagstoffen, insbesondere von Precursorfluiden, in den Plasmabereich und somit eine chemische Beeinflussung der Flamme. Gleichzeitig wird auch eine Wärmebeaufschlagung der Precursoren durch einen Wärmekontakt mit dem heißen Innenrohr erreicht. Es versteht sich, dass in einem derartigen Fall der äußere Gasaustritt 8 auch entfallen kann, sodass das gesamte Precursor-Fluid über den inneren Gasaustritt eingeleitet wird. Ein entsprechender Brennerkanal lässt sich problemlos fertigen und vor allem je nach Erfordernis in einfacher Weise in den Brennerfuß bzw. die Fassung aus Brennerfuß und Induktionsspule gemäß den vorher genannten Ausführungsbeispiele einsetzen. Die Verwendung eines Plasmabrenners insbesondere mit induktiver Kopplung gemäß der genannten Ausführungsbeispiele ist besonders dann von Vorteil, wenn das Plasmabrenners einen Vorwärmkreislauf durchlaufen soll. In einem derartigen Fall wird das Gas, beispielsweise eine SiCl₄/N₂-Mischung, zunächst in den Raum zwischen dem Innen- und dem Außenrohr geleitet und nimmt dort Wärme aus dem Plasmazentrum des Innenraums 2 auf. Das erwärmte Gas verlässt den äußeren Gasauslass 8 und gelangt zurück in den Brennerfuß. Dort wird es in den Innenraum, d. h. das Plasmazentrum, geleitet und vollführt dort den Brennvorgang. Die Anzahl, Form, Größe und Position der Gasauslassöffnungen 8 ist über den Brenner variabel und muss dem Verwendungszweck vom Fachmann angepasst werden. Andere Gasgemische wie Sauerstoff und/oder wenigsten ein gasförmiger Donor vorzugsweise ein F-Donor und noch mehr bevorzugt SF₆ sind ebenfalls erfindungsgemäß vorgesehen. Bei Verwendung eines Mehrfachrohrbrenners ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die unterschiedlichen Rohrzwischenräume mit verschiedenen Gasgemischen zu bestücken.In the embodiment of 3 has the inner tube 7 the burner channel an internal gas outlet 13 on. This leads the flowing between the inner and the outer tube fluid at least in part in the interior 2 the burner channel and thus allows the supply of aggregates, in particular precursor fluids, in the plasma region and thus a chemical influence of the flame. At the same time a heat application of the precursors is achieved by a thermal contact with the hot inner tube. It is understood that in such a case the external gas outlet 8th can also be omitted, so that the entire precursor fluid is introduced via the inner gas outlet. A corresponding burner channel can be easily manufactured and above all, depending on requirements in a simple manner in the burner base or the socket of the burner base and induction coil according to the aforementioned embodiments. The use of a plasma torch, in particular with inductive coupling according to the aforementioned embodiments, is particularly advantageous when the plasma torch is to undergo a preheating cycle. In such a case, the gas, for example, a SiCl ₄ / N ₂ mixture, first passed into the space between the inner and the outer tube and takes there heat from the plasma center of the interior 2 on. The heated gas leaves the outer gas outlet 8th and gets back into the burner foot. There it is directed into the interior, ie the plasma center, where it completes the burning process. The number, shape, size and position of the gas outlet openings 8th is variable over the burner and must be adapted to the purpose of use by a specialist. Other gas mixtures such as oxygen and / or at least one gaseous donor, preferably an F donor and even more preferably SF _6, are also provided by the invention. When using a multi-tube burner, it is inventively provided to equip the different pipe interspaces with different gas mixtures.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist um das innere Brennerrohr wenigstens ein temperaturbeständiger Schlauch bzw. ein Rohr wickelförmig zumindest abschnittsweise herumgelegt. (4) Dadurch bildet sich ebenfalls bei einem Ausführungsbeispiel eine spulenförmige Anordnung aus. Durch die vorzugsweise spiralförmige Wicklung ist ein effizienterer Wärmeübergang vom zum Flammbereich gerichteten Rohr in das die Wicklung durchströmende Fluid möglich. Die Anschlüsse für die Zufuhr bzw. Abfuhr des Fluids können in diesem Ausführungsbeispiel an den jeweiligen Wicklungsenden erfolgen. Es ist weiterhin vorgesehen, dass diese Wicklung an die Anzahl der späteren Düsen polyfilar vorzugsweise bei einer zweidüsigen Anordnung bifilar erfolgt. Desweiteren besteht die Möglichkeit einer Mehrfachwicklung der mono- bzw. polyfilaren Anordnung. Die Anzahl und die Höhe der Wicklungen (L) sind variabel und können sowohl in längsrichtung abschnittsweise an einer bestimmten Position (M) oder auch über die gesamte Brennerlänge verlaufen (5).In a further exemplary embodiment, at least one temperature-resistant tube or a tube is wrapped around the inner burner tube in a winding-shaped manner at least in sections. ( 4 ) This also forms in one embodiment, a coil-shaped arrangement. The preferably spiral-shaped winding enables a more efficient transfer of heat from the tube directed toward the flame region into the fluid flowing through the winding. The connections for the supply or removal of the fluid can be made in this embodiment at the respective coil ends. It is further provided that this winding is bifilar to the number of later nozzles polyfilar preferably in a zweidüsigen arrangement. Furthermore, there is the possibility of a multiple winding of the mono- or polyfilar arrangement. The number and the height of the windings (L) are variable and can extend both in the longitudinal direction in sections at a certain position (M) or over the entire length of the burner ( 5 ).

Die Fluide der einzelnen Schläuche bzw. Rohre können, müssen aber nicht gleiche chemische Zusammensetzung haben. Das Material der Schläuche bzw. Rohre ist dem entsprechenden Verwendungszweck geeignet vom Fachmann anzupassen. Als temperaturbeständige Materialien sind Metall (beispielsweise Kupfer, Stahl oder Aluminium) – bzw. Glasrohre oder Kunststoffschläuche verwendbar, wobei bei der Nutzung des Brenners mit einem induktiv gekoppeltem Plasma vorzugsweise dielektrische Materialien verwendet werden sollten.The fluids of the individual hoses or pipes can, but need not have the same chemical composition. The material of the hoses or pipes is suitable for the appropriate purpose to be adapted by the skilled person. As temperature-resistant materials are metal (for example, copper, steel or aluminum) - or glass tubes or plastic hoses used, with the use of the burner with an inductively coupled plasma preferably dielectric materials should be used.

In einer Ausführungsform ist es vorgesehen in den Brennerfuss, der vorzugsweise aus einem Metallkörper besteht, durch Einbringung von Kanälen und/oder Gitterstrukturen innerhalb, die von dem Fluid durchströmt werden, und/oder Umwicklungen außerhalb, die Wärme in das Fluid zu überführen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Mikrowärmetauscher in den Brennerfuss mit integriert.In one embodiment, it is provided in the burner foot, which preferably consists of a metal body, by introducing channels and / or grid structures within which are traversed by the fluid, and / or wraps outside, to transfer the heat into the fluid. In a preferred embodiment, a micro heat exchanger is integrated into the burner foot.

Der Gegenstand der Erfindung wurde anhand von beispielhaften Ausführungsformen erläutert. Im Rahmen fachmännischen Handelns sind weitere Ausführungsformen möglich. So ist die Verwendung dieses Brenners nicht auf Erzeugung von induktiv gekoppelte Plasmen beschränkt. In analoger Weise kann dieses Prinzip auch auf andere Arten von Plasmen (dielektrische Barriereentladung, Mikrowellenplasmen, Plasmajets etc) bzw. Beschichtungsverfahren wie OVD Verfahren angewendet werden, wobei der Brennerfuss in geeigneter Weise modifiziert werden muss und die Induktionsspule entfällt. Für den Betrieb dieses Brenners ist kein besonderer Außendruck notwendig, so dass sowohl Vakuumverfahren als auch Atmosphären bzw. Hochdruckanwendungen möglich sind. Ebenfalls möglich ist die Nutzung dieses Brenners für Flammverfahren bzw. CVD-Verfahren. Dabei wird im Inneren ein Brennmedium verbrannt. Die Zufuhr des durch die Abstrahlung der Hitze vorgewärmten Precursors bzw. der Precursoren und deren Gemischen kann entweder direkt mit dem Brennmedium – also durch den Brennerkopf selber (4a) – und/oder durch wenigstens eine Düse und/oder Düsenkette oberhalb des Brenners erfolgen. Durch Flammverfahren sind lokale chemische Umgebungen für den Stoffumsatz möglich, die mit Plasmabrennern nur schwierig erreicht werden können. Weiterhin ist bei manchen Apparaturen der Einbau eines Plasmabrenners nur schwer möglich. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip ist für den Fachmann leicht auf andere Geometrien (Ovalität, Eckigkeiten), Maßstäbe (Miniaturisierung, Maßstabsvergrösserung) und Anordnungen (mehrere Brenner, Reihenschaltung, Parallelschaltung) modifiziert werden.The subject matter of the invention has been explained with reference to exemplary embodiments. In the context of expert action, further embodiments are possible. Thus, the use of this burner is not limited to the production of inductively coupled plasmas. In an analogous manner, this principle can also be applied to other types of plasmas (dielectric barrier discharge, microwave plasmas, plasma etches etc.) or coating methods such as OVD methods, wherein the burner foot has to be suitably modified and the induction coil is dispensed with. For the operation of this burner no special external pressure is necessary, so that both vacuum processes and atmospheres or high pressure applications are possible. Also possible is the use of this burner for flame processes or CVD process. This burns a fuel inside. The supply of preheated by the radiation of heat precursor or precursors and their mixtures can either directly with the fuel - ie by the burner head itself ( 4a ) - and / or by at least one nozzle and / or nozzle chain above the burner. Flame processes provide local chemical conversion environments that are difficult to achieve with plasma torches. Furthermore, it is difficult to install a plasma torch in some equipment. The principle underlying the invention is readily modified for the skilled person to other geometries (ovality, Eckigkeiten), scales (miniaturization, scale-up) and arrangements (multiple burners, series connection, parallel connection).

In einer Ausführungsform wird das erwärmte Fluid nicht dem Brennprozess als Precursor und/oder Brennmittel und/oder Arbeitsgas zugeführt, sondern für einen anderen Prozess weiter verwendet.In one embodiment, the heated fluid is not supplied to the combustion process as a precursor and / or fuel and / or working gas, but further used for another process.

Das Fluid besteht in einer weiteren Ausführungsform aus wenigstens einer der nachfolgenden Komponenten und/oder Gemischen und/oder Emulsionen und/oder Suspensionen aus diesen:
Glasmatrixbuildner vorzugsweise ein Si- Donor insbesondere SiCl₄ und/oder Si-Organyl und/oder SiO₂,
F-Donor vorzugsweise SF₆, C_xH_yF_z, NF₃,
Dotierungsmittel beinhaltend Verbindungen und/oder Gemische von Haupt- und/oder Nebengruppenelementen und/oder Selten Erden Elementen vorzugsweise bestehend aus den Elementen Na, Li, K, Ge, W, Al, As, B, Sb, P, Nd, Ce, Yb, Ho, Cr, Ti, Ag, Ru, Rh, Ir, Au, Pt, Sm, Er, Y, V, Sc, Lu, Pr
Lösungsmittel wie vorzugsweise Wasser, Ethanol, Aceton, Isopropanol, Essigester, Diethylether, Methanol, Acetonitril, Toluol, Chloroform, Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff,
Brennmittel wie Kohlenwasserstoffe vorzugsweise Methan, Propan, Butan, Acetylen, Ethylen,
Prozessgase wie vorzugsweise N₂, O₂, Ar, He, H₂ bzw. deren Derivaten wie N_xO_y, NF₃
Das Fluid kann sowohl gasförmige als auch flüssige Bestandteile enthalten.In a further embodiment, the fluid consists of at least one of the following components and / or mixtures and / or emulsions and / or suspensions of these:
Glass matrix builder preferably a Si donor, in particular SiCl ₄ and / or Si-organyl and / or SiO ₂ ,
F donor preferably SF ₆ , C _x H _y F _z , NF ₃ ,
Doping agent containing compounds and / or mixtures of main and / or subgroup elements and / or rare earth elements preferably consisting of the elements Na, Li, K, Ge, W, Al, As, B, Sb, P, Nd, Ce, Yb , Ho, Cr, Ti, Ag, Ru, Rh, Ir, Au, Pt, Sm, Er, Y, V, Sc, Lu, Pr
Solvents such as preferably water, ethanol, acetone, isopropanol, ethyl acetate, diethyl ether, methanol, acetonitrile, toluene, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride,
Combustibles such as hydrocarbons, preferably methane, propane, butane, acetylene, ethylene,
Process gases such as preferably N ₂ , O ₂ , Ar, He, H ₂ or their derivatives such as N _x O _y , NF ₃
The fluid may contain both gaseous and liquid components.

Die Strömungsrichtung des Fluids kann zum Brennerfuss hin oder weg erfolgen. In einem Ausführungsbeispiel wird das in Richtung Brennerfuss fließende Fluid durch nach innen gerichtete Öffnungen des Brennerfusses in den Brennerinnenraum eingeführt.The direction of flow of the fluid may be toward or away from the burner foot. In one embodiment, the fluid flowing in the direction of the burner foot is introduced into the burner interior through inwardly directed openings of the burner foot.

Brenner dieser Art sind insbesondere zu Herstellung von Beschichtungen insbesondere von Quarzglas bzw. dotiertem Quarzglas auf geeigneten Substraten wie Glas, Graphit, Keramik und/oder Metall vorgesehen. In effizienter Weise lassen sich durch Brenner dieser Art Halbzeuge für die optische Industrie, vor allem Preformen und/oder Stäbe und/oder Rohre für Lichtwellenleiter herstellen. Aber auch Gläser basierend auf einem anderen Glasbildner wie Al, Ge sind möglich und können vom Fachmann entsprechend verwendet werden.Burners of this type are intended in particular for producing coatings, in particular quartz glass or doped quartz glass, on suitable substrates such as glass, graphite, ceramic and / or metal. Burners of this type can be used to efficiently produce semi-finished products for the optical industry, in particular preforms and / or rods and / or tubes for optical waveguides. But also glasses based on another glass former such as Al, Ge are possible and can be used accordingly by the skilled person.

Weitere Verwendungen und Ausführungsformen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.Further uses and embodiments emerge in particular from the subclaims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Brennerkanal in DoppelrohrformBurner duct in double tube form
22: Innenrauminner space
33: Induktionsspuleinduction coil
3a3a: Spulenwicklungcoil winding
3b3b: Verbundkörpercomposite body
44: Brennerfußburner stand
4a4a: Gaszuführunggas supply
4b4b: BrennerkanalhalterungBurner duct holder
55: GaseintrittsöffnungGas inlet opening
5a5a: Verschlussshutter
66: Außenrohrouter tube
77: Innenrohrinner tube
88th: Gasaustrittgas outlet
99: Eindellungdenting
1010: Zünddrahtignition wire
1111: ZünddrahtrohrZünddrahtrohr
1212: Innere AusformungInner shaping
1313: Innerer GasaustrittInner gas outlet

Claims

Device comprising a plasma torch with inductive coupling, containing a burner channel ( 1 ) with an interior ( 2 ), an induction coil surrounding the burner channel ( 3 ) and a burner foot ( 4 ), wherein the burner channel as a coupled with the burner and can be inserted through the given induction coil into the torch base insertable multiple tube, preferably double tube whose interior ( 7 ) and outer tube ( 6 ) are connected to each other at one end, is formed, whose Mehrfachwandung directed to the burner foot open cross-section for a gas inlet opening ( 5 ) in the form of an open end, which can be placed on the burner base and can be acted upon with a fluid, and has a closed cross-section directed in the firing direction, at least one outer tube ( 6 ) of the multiple tube in the region of the burner direction oriented in the end of the burner channel at least one lateral gas outlet ( 8th ), wherein the induction coil is arranged on the outside of the multi-tube and the inner tube and the outer tube are connected to one another at one end section such that the gas flowing in an intermediate region of the inner tube and the outer tube flows exclusively via the lateral gas outlet. 8th ) can escape.

Device according to claim 1, characterized in that the outer tube ( 6 ) of the double tube one to the inner tube ( 7 ) directed preferably at one point touching dents ( 9 ) for receiving an ignition wire ( 10 ) having.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the double tube between the outer tube ( 6 ) and the inner tube ( 7 ) extending ignition wire tube ( 11 ) for the insertable into the ignition wire ignition wire ( 10 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tube ( 7 ) at least one in the interior ( 2 ) structuring the surface preferably at least one molding ( 12 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tube ( 7 ) at least one in the interior ( 2 ) leading inner gas outlet ( 13 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that takes place within the burner base by means of passages and / or channels and / or grid structures, a heat exchange between the burner interior and at least a portion of the fluid.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the fluids flowing through the multiple tube consists at least partially of at least one of the following components and / or mixtures and / or emulsions and / or suspensions thereof: Si-donor preferably SiCl ₄ and / or Si-organyl and / or SiO ₂ , F-donor preferably SF ₆ , C _x H _y F _z , NF ₃ , dopants-containing compounds and / or mixtures of main and / or subgroup elements and / or rare earth elements preferably consisting of the elements Na, Li, K, Ge, W, Al, As, B, Sb, P, Nd, Ce, Yb, Ho, Cr, Ti, Ag, Ru, Rh, Ir, Au, Pt, Sm , Er, Y, V, Sc, Lu, Pr, solvents and / or coolants such as preferably water, ethanol, acetone, isopropanol, ethyl acetate, diethyl ether, methanol, acetonitrile, toluene, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, ethylene glycol, fuels such as hydrocarbons preferably methane, propane, butane, acetylene, ethylene, process gases such as preferably CO, CO ₂ , N ₂ , O ₂ , Ar, He, H ₂ or derivatives thereof such as N _x O _y , NF ₃ .

Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the flow direction of each fluid individually - preferably in the direction of the burner end or burner base - takes place.

Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the inner side of the inner tube at least in sections has a structuring preferably a helix, which influences the flow in the interior of the burner in the desired manner.

Use of a burner according to one of the preceding claims for heating articles and / or for depositing doped and / or undoped quartz glass layers for producing semi-finished products for optical waveguides.

Glass body produced by means of a burner according to one of the claims.