JPH06302398A - プラズマトーチの電極構造 - Google Patents
プラズマトーチの電極構造Info
- Publication number
- JPH06302398A JPH06302398A JP5088893A JP8889393A JPH06302398A JP H06302398 A JPH06302398 A JP H06302398A JP 5088893 A JP5088893 A JP 5088893A JP 8889393 A JP8889393 A JP 8889393A JP H06302398 A JPH06302398 A JP H06302398A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- plasma
- chamber
- plasma torch
- torch
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カソード電極の高温による損耗を防止しつ
つ、かつトーチ内部の温度低下を防止して、加熱対象へ
の熱効率を向上させる。 【構成】 プラズマトーチのカソード３を、銅や銅合金
などの低融点金属を用いたチャンバー１の基端部を覆う
平板状とする。これによって、チャンバー１内の高温プ
ラズマガスとカソード３との接触面積が減少し、カソー
ド３を冷却した場合にも、チャンバー１内のプラズマガ
スの大幅な温度低下を抑えることができる。
つ、かつトーチ内部の温度低下を防止して、加熱対象へ
の熱効率を向上させる。 【構成】 プラズマトーチのカソード３を、銅や銅合金
などの低融点金属を用いたチャンバー１の基端部を覆う
平板状とする。これによって、チャンバー１内の高温プ
ラズマガスとカソード３との接触面積が減少し、カソー
ド３を冷却した場合にも、チャンバー１内のプラズマガ
スの大幅な温度低下を抑えることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属プロセスにおけ
る、製錬・抽出、溶解・精錬、溶射、また表面改質等に
使用されるプラズマトーチの電極構造に関する。
る、製錬・抽出、溶解・精錬、溶射、また表面改質等に
使用されるプラズマトーチの電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマの金属プロセスへの適用は、高
温冶金反応への応用研究として、大容量合金鋼溶解炉や
還元ガス加熱など数多く試行され、また実操業設備とし
て営業運転されているものも多い。
温冶金反応への応用研究として、大容量合金鋼溶解炉や
還元ガス加熱など数多く試行され、また実操業設備とし
て営業運転されているものも多い。
【０００３】プラズマ発生用として使用されるプラズマ
トーチは、カソードとアーノドとの間に生成されるアー
クによって高温のプラズマを形成するもので、特に、電
極や耐火物の損耗などの解決すべき問題が残されてい
る。
トーチは、カソードとアーノドとの間に生成されるアー
クによって高温のプラズマを形成するもので、特に、電
極や耐火物の損耗などの解決すべき問題が残されてい
る。
【０００４】図３は、従来から溶接・溶解・精錬等に用
いられている、いわゆる非移行型のプラズマトーチを示
す断面図で、電流路がトーチ内部で完結するものであ
る。
いられている、いわゆる非移行型のプラズマトーチを示
す断面図で、電流路がトーチ内部で完結するものであ
る。
【０００５】このプラズマトーチは、それぞれウォータ
ージャケットを有する円筒形のアーノード２０とカソー
ド２１とを同一軸線上に備え、アーノード２０とカソー
ド２１の間にはガスインジェクタ２２、またカソード２
１の外周を囲むように磁気コイル２３が設けられてい
る。２４は電力印加用の直流電源である。
ージャケットを有する円筒形のアーノード２０とカソー
ド２１とを同一軸線上に備え、アーノード２０とカソー
ド２１の間にはガスインジェクタ２２、またカソード２
１の外周を囲むように磁気コイル２３が設けられてい
る。２４は電力印加用の直流電源である。
【０００６】同装置において、アーノード２０とカソー
ド２１の間に放電を起こしてアークＡが生成されるが、
その際の電極の局部的な損耗を防ぐために、発生したア
ークに磁気コイル２３で直流磁界を加えてローレンツ力
を与えたり、ガスインジェクタからトーチ内に供給され
るガスの旋回流を利用することにより、アークスポット
の強制移動を行い、電極全体の均熱化を図るなどの方策
がとられている。
ド２１の間に放電を起こしてアークＡが生成されるが、
その際の電極の局部的な損耗を防ぐために、発生したア
ークに磁気コイル２３で直流磁界を加えてローレンツ力
を与えたり、ガスインジェクタからトーチ内に供給され
るガスの旋回流を利用することにより、アークスポット
の強制移動を行い、電極全体の均熱化を図るなどの方策
がとられている。
【０００７】また、例えば、特開昭６３−２５２３９８
号公報には、アークに上流側電極の内面に一部沿って往
復する方法で長手方向に吹き払うように制御し、これに
よってアーク根元の移動を行う電極の損耗調整方法が記
載されている。
号公報には、アークに上流側電極の内面に一部沿って往
復する方法で長手方向に吹き払うように制御し、これに
よってアーク根元の移動を行う電極の損耗調整方法が記
載されている。
【０００８】また、アークプラズマは数千度以上の高温
であり、この高温からアーノドやカソード電極等を保護
するためには、ウォータージャケットに冷却水を通して
冷却することが必要となる。ところが、高温のプラズマ
ジェットを効率良く得るためには、一旦温度上昇したプ
ラズマガスの温度低下を生じさせることなく排出するこ
とが必要であり、この点からは、カソード等を冷却する
ことはマイナス要因となる。
であり、この高温からアーノドやカソード電極等を保護
するためには、ウォータージャケットに冷却水を通して
冷却することが必要となる。ところが、高温のプラズマ
ジェットを効率良く得るためには、一旦温度上昇したプ
ラズマガスの温度低下を生じさせることなく排出するこ
とが必要であり、この点からは、カソード等を冷却する
ことはマイナス要因となる。
【０００９】上記した従来のプラズマトーチにおいて
は、カーソードは円筒状で、その外周にウォータージャ
ケットを形成し、ここに冷却水を供給して高熱によるカ
ソード電極の損耗を防止する構造である。このため、高
温プラズマガスとカソードとの接触面積が大きく、ウォ
ータージャケットに水を通しカソードを冷却することに
よって、プラズマガスの大幅な温度低下を招き、加熱対
象物への熱効率が低下するという問題がある。
は、カーソードは円筒状で、その外周にウォータージャ
ケットを形成し、ここに冷却水を供給して高熱によるカ
ソード電極の損耗を防止する構造である。このため、高
温プラズマガスとカソードとの接触面積が大きく、ウォ
ータージャケットに水を通しカソードを冷却することに
よって、プラズマガスの大幅な温度低下を招き、加熱対
象物への熱効率が低下するという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決すべき課
題は、カソード電極の高温による損耗を防止しつつ、か
つトーチ内部の温度低下を防止して、加熱対象への熱効
率を向上させることにある。
題は、カソード電極の高温による損耗を防止しつつ、か
つトーチ内部の温度低下を防止して、加熱対象への熱効
率を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマトーチ
の電極構造は、カソードとアーノドとの間でアークを生
成して熱プラズマを発生させるプラズマトーチにおい
て、前記カソードを、チャンバーの基端部を覆う平板状
としたことを特徴とする。ここで、カソードの材料とし
て、銅や銅合金などの低融点金属を用いることができ
る。
の電極構造は、カソードとアーノドとの間でアークを生
成して熱プラズマを発生させるプラズマトーチにおい
て、前記カソードを、チャンバーの基端部を覆う平板状
としたことを特徴とする。ここで、カソードの材料とし
て、銅や銅合金などの低融点金属を用いることができ
る。
【００１２】
【作用】カソードの形状を従来の円筒状から平板状にす
ることにより、チャンバー内の高温プラズマガスとカソ
ードとの接触面積が減少し、カソードを冷却した場合に
も、チャンバー内のプラズマガスの大幅な温度低下を抑
えることができる。
ることにより、チャンバー内の高温プラズマガスとカソ
ードとの接触面積が減少し、カソードを冷却した場合に
も、チャンバー内のプラズマガスの大幅な温度低下を抑
えることができる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の特徴を図面に示す実施例に基づ
いて具体的に説明する。
いて具体的に説明する。
【００１４】図１は、本発明の第１の実施例で、非移行
型のプラズマトーチを示す。
型のプラズマトーチを示す。
【００１５】図中１は冷却用ウォータージャケットを備
えた円筒状チャンバー、２はプラズマ生成ガス供給用の
ガスインジェクタである。円筒状チャンバー１の基端部
には外側にウォータージャケットを備えた平板状のカー
ソド３が設けられている。また４は生成されたアークＡ
のアークスポットを強制移動させ、カソード３の偏損耗
を防止する磁気コイルである。本実施例では、直流電源
５のマイナス側をカソード３に接続し、またプラス側を
円筒状チャンバー１に接続して、これをアノードとして
いる。
えた円筒状チャンバー、２はプラズマ生成ガス供給用の
ガスインジェクタである。円筒状チャンバー１の基端部
には外側にウォータージャケットを備えた平板状のカー
ソド３が設けられている。また４は生成されたアークＡ
のアークスポットを強制移動させ、カソード３の偏損耗
を防止する磁気コイルである。本実施例では、直流電源
５のマイナス側をカソード３に接続し、またプラス側を
円筒状チャンバー１に接続して、これをアノードとして
いる。
【００１６】同装置において、ガスインジェクタ２より
渦巻き状にプラズマ生成ガスが円筒状チャンバー１内に
供給され、この状態でカソード３と円筒状チャンバー１
（アノード）との放電によってアークＡが生成され、こ
れによってプラズマ生成ガスが高温のプラズマジェット
として外部に放出される。また、発生するアークＡには
磁気コイル４によって磁界が印加され、ローレンツ力に
よってアークスポットの強制移動が行われる。
渦巻き状にプラズマ生成ガスが円筒状チャンバー１内に
供給され、この状態でカソード３と円筒状チャンバー１
（アノード）との放電によってアークＡが生成され、こ
れによってプラズマ生成ガスが高温のプラズマジェット
として外部に放出される。また、発生するアークＡには
磁気コイル４によって磁界が印加され、ローレンツ力に
よってアークスポットの強制移動が行われる。
【００１７】円筒状チャンバー１及びカソード３のウォ
ータージャケットにはそれぞれ冷却水が供給され、高熱
によるチャンバー１及びカソード３の損傷を防止する。
その際カソード３は平板状としているため、従来の円筒
状のものよりチャンバー１内の高温のガスと接触する面
積が少なくなり、温度上昇したプラズマガスの大幅な温
度低下を招くことなく、カソード３のみの冷却が可能と
なる。また、カソード３を平板状としたことにより、プ
ラズマトーチ全体の長さが短くなりコンパクト化が可能
となる。さらには、カーソド３を厚みのあるものとする
ことができるため、製品寿命の長いプラズマトーチとす
ることができる。
ータージャケットにはそれぞれ冷却水が供給され、高熱
によるチャンバー１及びカソード３の損傷を防止する。
その際カソード３は平板状としているため、従来の円筒
状のものよりチャンバー１内の高温のガスと接触する面
積が少なくなり、温度上昇したプラズマガスの大幅な温
度低下を招くことなく、カソード３のみの冷却が可能と
なる。また、カソード３を平板状としたことにより、プ
ラズマトーチ全体の長さが短くなりコンパクト化が可能
となる。さらには、カーソド３を厚みのあるものとする
ことができるため、製品寿命の長いプラズマトーチとす
ることができる。
【００１８】図２は本発明の第２の実施例のプラズマト
ーチで、いわゆる移行型への適用例を示す。なお、本実
施例において、先の実施例に対応するものは、同じ符号
を付した。
ーチで、いわゆる移行型への適用例を示す。なお、本実
施例において、先の実施例に対応するものは、同じ符号
を付した。
【００１９】本実施例の移行型のプラズマトーチは、チ
ャンバー８（アノード）は着火用としてのみ用い、電極
のプラス側が加熱対象物７に接続され、この加熱対象物
７がアーノドとしての役目を果たす。また、本実施例の
円筒状チャンバー８は途中に縊れ部８ａを形成し、これ
によってプラズマを絞り込み、より長く安定したプラズ
マを得ることができる。
ャンバー８（アノード）は着火用としてのみ用い、電極
のプラス側が加熱対象物７に接続され、この加熱対象物
７がアーノドとしての役目を果たす。また、本実施例の
円筒状チャンバー８は途中に縊れ部８ａを形成し、これ
によってプラズマを絞り込み、より長く安定したプラズ
マを得ることができる。
【００２０】本実施例の移行型のプラズマトーチにおい
ても、カソード３は平板状としているため、従来の円筒
状のものよりチャンバー１内の高温のガスと接触する面
積が少なくなり、ガスの大幅な温度低下を招くことな
く、カソード３のみの冷却が可能となる等、先の実施例
と同様の効果を奏することができる。
ても、カソード３は平板状としているため、従来の円筒
状のものよりチャンバー１内の高温のガスと接触する面
積が少なくなり、ガスの大幅な温度低下を招くことな
く、カソード３のみの冷却が可能となる等、先の実施例
と同様の効果を奏することができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
ができる。
【００２２】（１）カソードを従来の筒状のものから平
板状のものとすることにより、チャンバ内の高温ガスと
カソードとの接触面積が減少し、高温のプラズマガスの
温度低下を招くことなく、カソードを冷却することがで
きる。
板状のものとすることにより、チャンバ内の高温ガスと
カソードとの接触面積が減少し、高温のプラズマガスの
温度低下を招くことなく、カソードを冷却することがで
きる。
【００２３】（２）同様の理由により、プラズマトーチ
全体の大きさを替えることなくカーソドを厚みのあるも
のとすることができ、製品寿命の長いプラズマトーチと
することができる。
全体の大きさを替えることなくカーソドを厚みのあるも
のとすることができ、製品寿命の長いプラズマトーチと
することができる。
【図１】本発明の第１の実施例である非移行型プラズマ
トーチの断面図である。
トーチの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例である移行型プラズマト
ーチの断面図である。
ーチの断面図である。
【図３】従来の非移行型プラズマトーチの断面図であ
る。
る。
１ チャンバ（アノード） ２ ガスインジェクタ ３ カソード ４ 磁気コイル ５ 直流電源 ７ 加熱対象物（アノード） ８ チャンバ
Claims (1)
- 【請求項１】 カソードとアーノドとの間でアークを生
成して熱プラズマを発生させるプラズマトーチにおい
て、前記カソードを、チャンバーの基端部を覆う平板状
としたことを特徴とするプラズマトーチの電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5088893A JPH06302398A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | プラズマトーチの電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5088893A JPH06302398A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | プラズマトーチの電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302398A true JPH06302398A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13955656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5088893A Withdrawn JPH06302398A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | プラズマトーチの電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302398A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07135091A (ja) * | 1993-11-11 | 1995-05-23 | Sumitomo Sitix Corp | プラズマトーチ用ノズル |
| JP2013235833A (ja) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Gs Platech Co Ltd | 非移送式中空型プラズマトーチ |
| CN108534549A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-09-14 | 刘冠诚 | 一种提高产品纯度的等离子金属冶炼还原装置 |
| KR20210023701A (ko) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 용사 장치 및 플라즈마 용사 방법 |
| CN113923845A (zh) * | 2021-08-30 | 2022-01-11 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种电弧等离子炬热效率和焰流焓值测量系统及方法 |
-
1993
- 1993-04-15 JP JP5088893A patent/JPH06302398A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07135091A (ja) * | 1993-11-11 | 1995-05-23 | Sumitomo Sitix Corp | プラズマトーチ用ノズル |
| JP2013235833A (ja) * | 2012-05-07 | 2013-11-21 | Gs Platech Co Ltd | 非移送式中空型プラズマトーチ |
| CN108534549A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-09-14 | 刘冠诚 | 一种提高产品纯度的等离子金属冶炼还原装置 |
| KR20210023701A (ko) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라즈마 용사 장치 및 플라즈마 용사 방법 |
| CN113923845A (zh) * | 2021-08-30 | 2022-01-11 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种电弧等离子炬热效率和焰流焓值测量系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4564740A (en) | Method of generating plasma in a plasma-arc torch and an arrangement for effecting same | |
| EP0339563A2 (en) | Transfer-type plasma torch | |
| CN108633159A (zh) | 等离子体发生器 | |
| CA1230387A (en) | Electric arc plasma torch | |
| JP3733461B2 (ja) | 複合トーチ型プラズマ発生方法及び装置 | |
| JPH03149797A (ja) | 移行式プラズマトーチ | |
| JPH06302398A (ja) | プラズマトーチの電極構造 | |
| US4122292A (en) | Electric arc heating vacuum apparatus | |
| US3723630A (en) | Method for the plasma-ac remelting of a consumable metal bar in a controlled atmosphere | |
| JP3268235B2 (ja) | 溶鋼加熱タンディッシュ | |
| CN217989275U (zh) | 一种热等离子体反应器保护装置 | |
| JPS63154273A (ja) | プラズマト−チ | |
| JPH1027687A (ja) | プラズマ溶融炉 | |
| CN115121906A (zh) | 一种随焊加热系统及使用方法 | |
| US4414672A (en) | Plasma-arc furnace | |
| JP5512941B2 (ja) | シリコンの精製装置および精製方法 | |
| JP5091801B2 (ja) | 複合トーチ型プラズマ発生装置 | |
| JP2595365B2 (ja) | 熱プラズマジェット発生装置 | |
| KR100493731B1 (ko) | 플라즈마 발생장치 | |
| US4227031A (en) | Nonconsumable electrode for melting metals and alloys | |
| JPH04139384A (ja) | 移行式プラズマトーチ | |
| JPH0713290B2 (ja) | 溶射トーチ | |
| JP3154659B2 (ja) | プラズマピンチ法及びプラズマアーク炉 | |
| KR100604961B1 (ko) | 공기 플라즈마 토오치 | |
| KR100633376B1 (ko) | 플라즈마 아크 토오치의 양전극 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |