FR2552964A1 - Torche a plasma a energie hyperfrequence - Google Patents
Torche a plasma a energie hyperfrequence Download PDFInfo
- Publication number
- FR2552964A1 FR2552964A1 FR8315713A FR8315713A FR2552964A1 FR 2552964 A1 FR2552964 A1 FR 2552964A1 FR 8315713 A FR8315713 A FR 8315713A FR 8315713 A FR8315713 A FR 8315713A FR 2552964 A1 FR2552964 A1 FR 2552964A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- plasma torch
- waveguide
- torch according
- gas
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
L'ENERGIE HYPERFREQUENCE EST AMENEE PAR UN GUIDE D'ONDE 1 A SECTION RECTANGULAIRE. UN GAZ PLASMAGENE CENTRAL ET UN GAZ ANNULAIRE DE GAINAGE SONT AMENES PAR UN TUBE TRANSVERSAL 2 EN T. LES BRANCHES SUPERIEURES DU T TRAVERSENT A JOINT ETANCHE LES PETITES FACES DU GUIDE D'ONDE; LA HAMPE DU T TRAVERSE AVEC JEU UNE OUVERTURE 7 MENAGEE DANS UNE GRANDE FACE DE CE GUIDE D'ONDE, EST MUNIE D'UNE BUSE 22 ET EST ENTOUREE D'UN MANCHON 3 QUI SE TERMINE PAR UNE AILE ROULEE 25. APPLICATION AU SOUDAGE ET AU COUPAGE D'OBJETS METALLIQUES.
Description
"TORCHEI A PLASMA A ENERGIE YP UENCE" 2552964
La présente invention est relative à une torche à plasma du type comprenant un guide d'onde destiné à être relié à un générateur de microondes, et une conduite d'alimentation en gaz qui comprend
une partie aval traversant avec jeu une ouverture du guide d'onde.
Des torches de ce type, récemment proposées, ont permis d'obtenir à la sortie du tube un plasma stable dans un flux central de gaz plasmagène, éventuellement gainé par un flux annulaire d'un autre gaz, ou dans un flux annulaire de gaz plasmagène entourant éventuellement un flux central d'un autre gaz Cependant, ces torches 10 connues n'ont pas permis d'atteindre des puissances suffisantes pour envisager leur utilisation industrielle, notamment en soudage-coupage. L'invention a pour but de fournir une torche à plasma de
construction simple capable de combler cette lacune.
A cet effet, l'invention a pour objet une torche à plasma du type précité, caractérisée en ce que la conduite d'alimentation a la forme générale d'un T dont la hampe constitue ladite partie aval, une première branche supérieure du T traversant sans jeu un orifice latéral du guide d'onde et étant destinée à être reliée à une source 20 de gaz tandis que la deuxième branche supérieure du T s'étend jusqu'à la paroi latérale du guide d'onde opposée à cet orifice et est obturée. Dans un mode de réalisation qui permet d'augmenter encore la puissance de la torche et d'utiliser celle-ci dans des 25 applications très variées, dans la partie aval de la conduite est disposé un conduit central relié à un conduit d'alimentation en un deuxième gaz, ce conduit d'alimentation étant disposé coaxialement dans l'une des branches supérieures du T et étant relié au conduit
central par un coude.
Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'une torche à plasma suivant l'invention, prise suivant la ligne I- I de la figure 2;
la figure 2 est une vue en coupe prise suivant la ligne II-II de la 35 figure 1.
La torche à plasma représentée aux dessins est constituée essentiellement d'un guide d'onde 1, d'un tube 2 d'alimentation en
2 2552964
gaz et d'un manchon 3, tous ces éléments étant méetalliques.
Le guide d'onde 1 est rectiligne et présente une section rectangulaire que l'on voit à la figure 2 Il s'étend depuis un générateur de micro- ondes (non représenté, situé à gauche en 5 considérant la figure 1) jusqu'à une extrémité obturée par un piège
quart-d'onde 4, lequel est réglable en position au moyen d'une tige coulissante 5 qui fait saillie à l'extrémité du guide d'onde De tels pièges sont bien connus dans la technique des hyperfréquences et n'ont pas besoin d'être décrits en détail Pour la commodité de la 10 description, on supposera que l'axe X-X du guide d'onde est
horizontal, ainsi que les grands côtés de la section rectangulaire de
ce guide d'onde.
Le guide d'onde 1 comporte un tronçon intermédiaire amovible 6 dont la face inférieure présente une ouverture circulaire 15 7 d'axe vertical Y-Y et dont les faces latérales présentent
respectivement deux orifices circulaires 8 et 9 Les orifices 8 et 9 ont un mûme diamètre inférieur à celui de l'ouverture 7 et sont alignés sur un même axe Z-Z horizontal Les axes X-X, Y-Y et Z-Z se rencontrent au centre de la section du guide d'onde située dans le 20 plan de symétrie du tronçon 6.
Le tube d'alimentation 2 est destiné à véhiculer deux gaz différents, respectivement par une conduite extérieure 10 et par un
conduit intérieur 11.
La conduite extérieure 10 a une forme générale en T Une 25 branche supérieure 12 du T, d'axe Z-Z, traverse à joint étanche l'orifice 8 et se termine par un raccord 13 destiné à être relié à une source (non représentée) d'un premier gaz L'autre branche supérieure 14 du T, également d'axe Z-Z, s'embo te à joint étanche à son extrémité dans l'orifice 9 et est obturée hermétiquement par une 30 rondelle 15 La hampe 16 du T traverse caxialement l'aouverture 7,
avec un large jeu.
Le conduit intérieur 11, muni d'un raccord 17 pour sa liaison avec une source (non représentée) d'un deuxième gaz, est constitué d'une partie anmont 18 d'axe Z-Z qui traverse à joint étanche la rondelle 15, d'un coude 20 et d'une partie aval 21 d'axe Y-Y La partie 21 comporte une collerette perforée axialement qui permet à la fois son centrage dans la hampe 16 du T et le passage du
premier gaz.
L'ensemble du tube 2 peut, comme représenté, être constitué par une succession d'éléments tubulaires vissés les uns aux autres, les étancheites étant de préférence réalisées par des soudures Sur 5 l'extrémite inférieure de la hampe 16 est vissée une buse 22 à nez conique, d'un type usuel en oxycoupage, dont un conduit central conmunique avec le conduit 11 et dont un conduit annulaire (ou une série de conduits disposés en couronne) comunique avec le conduit 10 La buse 22 s'appuie sur un épaulement intérieur 23 du conduit 10, 10 avec interposition d'un joint d' étanchéité approprié (non
représenté), et est maintenue par un écrou 24 vissé dans ce conduit.
Le manchon 3 présente un diamntre intérieur sensiblement égal à celui de l'ouverture 7 Il comnporte à son extrémité supérieure une bride extérieure 24 vissée autour de cette ouverture, et à son 15 extrémité inférieure une aile extérieure roulée 25 Cette aile, qui se raccorde tangentiellement à la paroi cylindrique du manchon, peut avoir, comme représenté, un profil en arc de cercle En variante, cette aile 25 pourrait être remplacée par un bourrelet extérieur à contcxn arrondi se raccordant tangentiellement au manchon Le cercle 20 le plus bas de l'aile 25 ou du bourrelet se trouve sensiblement dans
le plan horizontal d'extrémité de la buse 22.
En fonctionnement, l'un des deux raccords 13 et 17 est relié à une sourve d'un gaz plasmagène, par exemple d'argon, et l'autre a une source d'un autre gaz destiné soit à gainer le gaz 25 plasmagène soit à être entouré par celui-ci à la sortie de la buse
22 Le générateur de micro-ondes fournit une énergie électromagnétique pulsatoire, par exemple à la fréquence de 2,45 G Hz.
La puissance incidente se partage en une puissance utile transmise par le tube 2 et la buse 22, laquelle forme une antenne en 30 l'absence de gaz, et en une puissance réfléchie parasite renvoyée par le guide d'onde 1 vers le générateur La demanderesse a constaté que, de façon surprenante, avec un réglage convenable du piège 4, il était possible d'obtenir un plasma stable à la sortie de la buse 22 avec un rendement puissance utile/ puissance incidente de l'ordre de 95 %, 35 pour une puissance incidente allant jusqu'à 6 k W au moins Des essais satisfaisants ont en particulier été réalisés avec un plasma central d'argon gainé d'azote ou d'air comprimé En supprimant le gaînage
4 2552964
gazeux, on a pu obtenir un plasma stable jusqu'à une puissance
incidente de 4 k W environ.
En variante, le chapeau extérieur de la buse peut être réalisé en un matériau dialectique (quart, céramique, etc) Ceci 5 permet d'augmenter la puissance de la torche ou, pour une puissance donnée, de réduire les débits de gaz nécessaires Par ailleurs, si la torche est destinée à fonctionner dans des conditions toujours identiques, il est possible de remplacer le piège 4 par une simple
plaque plane d'axe X-X reliée hermétiquement au guide d'onde.
La torche décrite ci-dessus peut en particulier être
utilisée pour le soudage ou le coupage d'objets métalliques.
2552964
Claims (8)
1 Torche à plasma, du type comprenant un guide d'onde ( 1) destiné à être relié à un générateur de micro-ondes, et une conduite ( 10) d'alimentation en gaz qui comprend une partie aval ( 16) traversant avec jeu une ouverture ( 7) du guide d'ondes, caractérisée 5 en ce que la conduite d'alimentation ( 10) a la forme générale d'un T dont la hampe constitue ladite partie aval, une première branche supérieure ( 12) du T traversant sans jeu un orifice latéral ( 8) du guide d'onde et étant destinée à être reliée à une source de gaz tandis que la deuxième branche supérieure ( 14) du T s'étend jusqu'à 10 la paroi latérale du guide d'onde opposée à cet orifice et est obturée. 2 Torche à plasma suivant la revendication 1,
caractérisée en ce que le guide d'ondes ( 1) a une section rectangulaire et en ce que chacune des parties du T est rectiligne et 15 perpendiculaire à la paroi associée du guide d'onde.
3 Torche à plasma suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la partie aval ( 16) de la conduite ( 10)
traverse un grand côté du guide d'onde ( 1).
4 Torche à plasma suivant l'une quelconque des 20 revendications 1 à 3, caractérisée en ce que dans la partie aval ( 16)
de la conduite ( 10) est disposé un conduit central ( 21) relié à un
conduit ( 18) d'alimentation en un deuxième gaz.
Torche à plasma suivant la revendication 4, caractérisée en ce que ledit conduit d'alimentation ( 18) est disposé 25 coaxialement dans l'une ( 14) des branches supérieures du T et est
relié au conduit central ( 21) par un coude ( 20).
6 Torche à plasma suivant la revendication 5, caractérisée en ce que ledit conduit d'alimentation ( 18) est disposé coaxialement à ladite deuxième branche supérieure ( 14) du T. 7 Torche à plasma suivant l'une quelconque des
revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le chapeau extérieur de
la buse ( 22) est constitué d'un matériau dialectique.
8 Torche à plasma suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la partie aval ( 16) de 35 la conduite ( 10) est entourée d'un manchon ( 3) dont le diamètre
intérieur est à peu près égal à celui de ladite ouverture ( 7) et qui
6 2552964
est fixe sur le guide d'onde ( 1) autour de cette dernière.
9 Torche a plansma suivant la revendication 8, caractérisée en ce que l'extrétmité aval du manchon est pourvue d'une
aile extérieure roulée ( 25).
10 Torche à plasma suivant la revendication 8, caractérisée en ce que l'extrémité aval du manchon est pourvue d'un
bourrelet extérieur à contour arrondi.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8315713A FR2552964B1 (fr) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | Torche a plasma a energie hyperfrequence |
| US06/656,909 US4645973A (en) | 1983-10-03 | 1984-10-02 | Hyperfrequency energy plasma torch |
| JP59206478A JPS6097600A (ja) | 1983-10-03 | 1984-10-03 | プラズマトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8315713A FR2552964B1 (fr) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | Torche a plasma a energie hyperfrequence |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2552964A1 true FR2552964A1 (fr) | 1985-04-05 |
| FR2552964B1 FR2552964B1 (fr) | 1985-11-29 |
Family
ID=9292752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8315713A Expired FR2552964B1 (fr) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | Torche a plasma a energie hyperfrequence |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4645973A (fr) |
| JP (1) | JPS6097600A (fr) |
| FR (1) | FR2552964B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157061C1 (ru) * | 1999-03-23 | 2000-09-27 | Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН | Устройство для свч-плазменной обработки материалов |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5159474A (en) | 1986-10-17 | 1992-10-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Transform optical processing system |
| US5565118A (en) * | 1994-04-04 | 1996-10-15 | Asquith; Joseph G. | Self starting plasma plume igniter for aircraft jet engine |
| USD371058S (en) | 1994-10-31 | 1996-06-25 | American Torch Tip Company | Electrode tip for a plasma arc cutting torch |
| US7164095B2 (en) * | 2004-07-07 | 2007-01-16 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Microwave plasma nozzle with enhanced plume stability and heating efficiency |
| US7619178B2 (en) * | 2006-02-06 | 2009-11-17 | Peschel William P | Directly connected magnetron powered self starting plasma plume igniter |
| FR2952786B1 (fr) * | 2009-11-17 | 2012-06-08 | Centre Nat Rech Scient | Torche a plasma et procede de stabilisation d'une torche a plasma |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2964678A (en) * | 1959-06-26 | 1960-12-13 | Gen Electric | Arc plasma generator |
| BE626654A (fr) * | 1962-01-16 | |||
| US3280364A (en) * | 1963-03-05 | 1966-10-18 | Hitachi Ltd | High-frequency discharge plasma generator utilizing an auxiliary flame to start, maintain and stop the main flame |
| US3641389A (en) * | 1969-11-05 | 1972-02-08 | Varian Associates | High-power microwave excited plasma discharge lamp |
| US3911318A (en) * | 1972-03-29 | 1975-10-07 | Fusion Systems Corp | Method and apparatus for generating electromagnetic radiation |
| US4517495A (en) * | 1982-09-21 | 1985-05-14 | Piepmeier Edward H | Multi-electrode plasma source |
-
1983
- 1983-10-03 FR FR8315713A patent/FR2552964B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-10-02 US US06/656,909 patent/US4645973A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-10-03 JP JP59206478A patent/JPS6097600A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ELECTRONIC ENGINEERING, vol. 38, no. 457, mars 1966, LONDRES (GB), * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2157061C1 (ru) * | 1999-03-23 | 2000-09-27 | Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН | Устройство для свч-плазменной обработки материалов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2552964B1 (fr) | 1985-11-29 |
| JPS6097600A (ja) | 1985-05-31 |
| US4645973A (en) | 1987-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1332511B1 (fr) | Dispositif de traitement de gaz par plasma | |
| CA1228650A (fr) | Torches a plasma | |
| FR2555392A1 (fr) | Procede de traitement thermique, notamment de coupage, par un jet de plasma | |
| EP0157702A2 (fr) | Torche de soudage ou coupage à plasma | |
| EP0480793B1 (fr) | Equipement et installation de soudage au laser de crayons combustibles ou analogues | |
| FR3056931B1 (fr) | Dispositif d'aspiration de fumees pour torche de soudage | |
| FR2552964A1 (fr) | Torche a plasma a energie hyperfrequence | |
| FR2599804A1 (fr) | Robinet de bouteille de gaz ou similaire | |
| EP0750449A1 (fr) | Tête de torche à plasma et torche à plasma la comportant | |
| EP0170566B1 (fr) | Procédé pour le réchauffage du gaz de soufflage d'un haut-fourneau par un générateur de plasma | |
| EP0935405A1 (fr) | Electrode pour torche à plasma | |
| EP0223675A1 (fr) | Torche de soudage avec dispositif d'amorcage d'arc | |
| EP0012057A1 (fr) | Raccordement de deux conduits | |
| FR2547693A1 (fr) | Torche a plasma, notamment pour le soudage ou le coupage de metaux | |
| EP2556913A1 (fr) | Torche de soudage à l'arc à aspiration modulable des fumées | |
| EP2561944B1 (fr) | Torche de soudage à l'arc à étanchéité améliorée | |
| FR2750286A1 (fr) | Tete de torche a plasma | |
| WO1994016270A1 (fr) | Buse de chalumeau a gaz | |
| EP0750450B1 (fr) | Torche à plasme à structure générale sensiblement axi-symétrique | |
| FR2692665A1 (fr) | Dispositif d'étanchéité partielle des électrodes de fours électriques à arc. | |
| FR2654293A1 (fr) | Torche a plasma a injection non refroidie de gaz plasmagene. | |
| FR2589377A1 (fr) | Installation de soudage a l'arc electrique sous gaz protecteur pour realiser des cordons de soudure circulaires | |
| CA2179535A1 (fr) | Dispositif de refroidissement externe d'une torche a plasma | |
| EP0693343A1 (fr) | Torche de soudage électrique sous gaz neutre et avec aspiration | |
| EP0802600B1 (fr) | Cable électrique à isolation gazeuse |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |