JPH0331508Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は冷却効果を高めた空冷式プラズマトー
チの改良に関する。

「従来の技術及びその問題点」 最近、取扱いの簡便さ等の面より従来の水冷プ
ラズマトーチに代わり、空冷式のプラズマトーチ
が多く市販されており、これらのトーチは例えば
第１図及び第２図に示すように、先端にノズル１
を設けたトーチ本体２を、ノズル１奥側の軸線上
に配置された電極３周囲に所定間隔存して同心上
に配設するとともに、該トーチ本体２の外周近傍
に前記軸線と同心状に多数の冷却空気通孔２１を
穿設し、トーチ基側より電極３内に導入された空
気を前記通孔２１内に導いた後、該通孔２１内を
通過しながらノズル１外周側に形成した噴出口４
より外部に導出可能に構成し、該空気の通過によ
りその周囲に配置してある電極３ノズル１及びト
ーチ本体２等の冷却を行うようにしている。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながらかかる空冷式のトーチは、空気自
体の特性上従来の水冷式に比較して奪熱効果が格
段に落ち、而も前記空気はノズル１中心より噴射
されるプラズマアーク柱を形成する為の作動ガス
の周囲に導出される為に、前記冷却空気量を多く
して冷却効果を高めようとすると、前記冷却空気
が作動ガスに巻き込まれ良好な切断が困難になる
という問題を生じる。

従つて前記構成の空冷式トーチにおいては、10
〜20分以上の連続使用が困難であるとともに、又
例え10分程度の断続使用にて使用した場合におい
てもトーチ本体２側の加熱温度が300℃以上にな
る為に、前記トーチ本体２の外周囲を包被しこれ
らを一体的に掴持する包被体に樹脂モールド体等
を使用する事が出来ず、又前記トーチ内に配設し
た絶縁体等の各種部品も耐熱性の高いものを使用
しなければならず、必然的に組立作業の煩雑化と
製作コストの上昇につながるという問題を有して
いた。

本考案はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記冷
却空気流を多くしなくても冷却効果を格段に向上
させ、長時間の使用によつても樹脂モールド体等
が劣化しない温度に維持し得る空冷式プラズマト
ーチを提供する事を目的とする。

「問題点を解決しようとする手段」 本考案はかかる技術的課題を達成する為に、 先端側にノズル１を装着したトーチ本体２内
に、軸線方向に沿つて穿設され、ノズル１取り
付け位置近傍に出口端を有する複数の空気通孔
２１を設けた点、 前記通孔２１出口端のキヤツプ５内周面とト
ーチ本体２外周面間に空気室６を形成した点、 前記空気室６内のトーチ本体２外周面上に、
前記通孔２１出口端より導出した空気流が衝突
可能なフイン手段２２を設けた点、 を必須構成要件とする空冷式プラズマトーチを提
案する。

そして前記フイン手段２２は、空気流が衝突可
能であれば軸線と平行又は軸線に対し傾斜させて
設けてもよいが、前記通孔２１出口端と対峙する
面上に沿つて設けられた一又は複数の環状フイン
２２として構成する事により後記する効果が一層
円滑に達成される。

又前記環状フイン２２に、通孔２１軸線方向に
沿つて多数の貫通孔２２ａを穿設する事によりト
ーチ本体２側への空気流の接触面積の増加ととも
に、後記する撹拌効果が一層高まる。

「作 用」 かかる技術手段によれば、前記通孔２１を冷却
空気が通過しながらトーチ本体２を冷却させると
ともに、プラズマアーク柱よりの伝熱により最も
加熱温度が高くなるトーチ先側部分に空気室６を
設け、前記空気流の断熱膨張により通孔２１内を
通過した空気の冷却を図るとともに、該冷却した
空気流が前記フイン手段２２に衝突して、該空気
室６内で撹拌されながら空気室６出口側の噴出口
４や小孔４１より外部に放出されるよう構成した
為に、熱容量が小さい空気流を用いても従来の空
冷式トーチに比較して冷却効果が数段に高まり、
該トーチを用いて20分以上の連続切断を行つても
トーチ本体２側の加熱温度が200℃以上に上がる
事がない。

「考案の効果」 従つてかかる考案によれば、トーチ本体２側の
加熱温度が200℃以上に上がる事がない為に、長
時間の連続切断が可能になるとともに、トーチ本
体２及びその周囲に配設した各種部品の熱劣化が
大幅に低減し、耐久性の向上を図る事が出来る。

又前記トーチ本体２の外周囲を包被しこれらを
一体的に掴持する包被体に樹脂モールド体７等を
使用する事が出来、而も該トーチ内に配設した絶
縁体等の各種部品も特に耐熱性を有するものを使
用する必要性がなくなり、必然的に組立作業の容
易化と製作コストの低減につながる。

等の種々の著効を有す。

「実施例」 以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を
例示的に詳しく説明する。ただしこの実施例に記
載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、
この考案の範囲をそれのみに限定する趣旨ではな
く、単なる説明例に過ぎない。

第１図は本考案の実施例に係る半切断断面図、
第２図は第１図に対し90度偏位した部分の中心線
の上側部分のみを示す断面図である。

１１は先端に電極３を取り付けた内部本体、２
は該内部本体１１外周囲に囲繞されたトーチ本体
で、これらの基側に軸線に沿つて平行に冷却空気
導入管８と作動ガス（O₂）導入管９が接続され
ている。

１０は前記両本体２，１１と導入管９，８を一
体的に掴持し包被する樹脂モールド体、５はモー
ルド体１０先側に露出されたトーチ本体２外周部
に螺着されたキヤツプ、１はトーチ本体２先端内
周部に螺着されたノズルである。

次にこれらの各部構成について詳細に説明す
る。

内部本体１１は導電材料で形成され、冷却空気
導入管８側に接続されたプラズマアーク発生用の
電源端子より内部本体１１先端側に取り付けられ
た電極３にマイナス電圧が印加されるよう構成さ
れている。

そして該内部本体１１は軸線上に沿つて電極３
背側にまで達する中心穴１６が穿設され、該中心
穴１６内に導入管８の管路８１を延設して前記導
入管８より導かれた冷却空気が直接電極３背側に
衝突するよう構成する。そして前記衝突した空気
流は管路８１外周側を逆流しながら内部本体１１
基側に穿設された導孔１２よりトーチ本体２側の
通孔２１内に導かれる。

又、円筒状空隙１３を介してトーチ本体２の絶
縁体２ｂと対峙する内部本体１１外周面上に螺旋
状溝１４を形成し、該螺旋状溝１４により前記作
動ガス導入管９より円筒空隙１３内に導入された
作動ガスを螺旋流に変向させる。

トーチ本体２は中間に絶縁体２ｂを挟んで一体
に取り付けられた導電性の２つの分割体２ａ，２
ｃにより形成され、その下側分割体２ａに＋電源
端子ケーブル２３を接続し、該下側分割体２ａ先
側に取り付けられたノズル１にパイロツトアーク
発生用の＋電圧を印加させるとともに、該下側分
割体２ａの先側を段差状に縮径し、該縮径した分
割体２ａ外周面とキヤツプ５内周面に空気室６を
形成する。

そして該空気室６内に位置し、後記する通孔２
１出口端と対峙する面上に複数の環状フイン２２
を設け、該環状フイン２２に通孔２１軸線方向に
沿つて多数の貫通孔２２ａを穿設する。

一方トーチ本体２の前記両分割体と絶縁体２ｂ
間には、リング状のエアープール２４を形成する
とともに、該エアープールを貫通する如く、前記
環状フイン２２と対面する段差部より導孔１２に
まで達する通孔２１を、軸線方向に沿つて同心状
に多数本穿設する。

ノズル１は前記作動ガスの旋回流が噴出される
中心孔１４を穿設するとともに、キヤツプ中心開
口５１と対峙するノズル１外周面上にリング状噴
出口４を形成するとともに、該ノズル１外周面上
に多数のローレツト溝１５を刻設し、該噴出口４
より噴出する空気流の放出量を制限している。

又キヤツプ５側においては、前記中心開口５１
上流側にして前記環状フイン２２の下流側の傾斜
面上に、円周方向に多数の小孔５２を穿孔し、該
小孔５２より導出される空気流の導出量を前記リ
ング状噴出口４より噴出される量より相当大に設
定している。

次にかかる実施例に基づく作用を説明する。

先ず、作動ガス導入管９より作動ガスが導入さ
れ、トーチ本体２と内部本体１１間の円筒状空隙
１３内に形成された螺旋溝１４により螺旋流に変
向された後、該螺旋流をノズル１中心孔１４より
外部に噴出され、この状態で電極３と被加工板間
に作業用電圧を又ノズル１と電極３間に所定時間
高周波電圧を夫々印加させる事により、先ずノズ
ル１と電極３間にパイロツトアークが発生し、そ
の後被加工板に向けプラズマアーク柱が生成され
る。（パイロツトアークはノズル１と電極３間に
印加されている高周波電圧が切れると削減する。） と同時に前記冷却空気導入管８より内部本体１
１内に導入された冷却空気が管路８１を通つて先
ず電極３に衝突し、該電極３の冷却を行つた後、
管路８１外周より導孔１２を通つて通孔２１内に
入り込み、トーチ本体２の冷却を行いながら空気
室６内に噴射される。

そして該空気室６内で前記空気流が断熱膨張
し、通孔２１内を通過した空気の冷却を図るとと
もに、該冷却した空気流が前記環状フイン２２に
衝突し、該空気室６内で撹拌されながらトーチ本
体２とノズル１の冷却を行うとともに、その一部
が貫通孔２２ａ内に導かれてトーチ本体２とノズ
ル１の冷却を更に行いながら空気室６出口側の噴
出口４と小孔５１より外部に放出される。

かかる実施例によれば前本考案の作用効果が円
滑に達成され、本発明者のおこなつた実験によれ
ば、同一切断条件及び同一冷却空気量のもとでの
トーチ本体２の温度上昇がフインを付けない場合
339℃、フインを付けた場合169℃とフインを付け
た事による効果が顕著に現われ、プラズマトーチ
の使用率を大幅に増大させる事が出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る半切断断面図、
第２図は第１図に対し90度偏位した部分の中心線
の上側部分のみを示す断面図である。 １……ノズル、２……トーチ本体、２１……空
気通孔、５……キヤツプ、６……空気室、２２…
…フイン手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 中心孔より作動ガスを噴出するノズルを先端
   側に装着したトーチ本体内に、軸線方向に沿つ
   て穿設され、ノズル取り付け位置近傍に出口端
   を有する複数の空気通孔を設けるとともに、該
   通孔出口端のキヤツプ内周面とトーチ本体外周
   面間に形成した空気室内のトーチ本体外周面上
   に、前記通孔出口端より導出した空気流が衝突
   可能なフイン手段を設けた事を特徴とする空冷
   式プラズマトーチ。 ２ 前記フイン手段が、前記通孔出口端と対峙す
   る面上に沿つて設けられた一又は複数の環状フ
   インである実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の空冷式プラズマトーチ。 ３ 前記環状フインに、通孔軸線方向に沿つて多
   数の貫通孔を穿設した実用新案登録請求の範囲
   第２項記載の空冷式プラズマトーチ。