JPH11314162A - プラズマト―チ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマアークの安定性に優れ、且つ長い寿
命を備えたプラズマトーチを提供する。 【解決手段】 本発明のプラズマトーチは、軸方向に長
いほぼ円柱状あるいは切頭円柱状の電極（１）を有し、
この電極（１）は、その外周面（１５）に、周方向の少
なくとも一部に渡って少なくとも一つの凹み部（９）が
形成されている。プラズマトーチには、その内部にプラ
ズマガスの流束を注入しまたは導入するための単数また
は複数の注入用オリフィス（７）が設けられいる。前記
電極（１）に形成された前記凹み部（９）は、この注入
用オリフィス（７）に向かい合う様に配置されている。
プラズマトーチ内に吹き込まれたプラズマガスの流束
は、前記凹み部（９）によってその方向を曲げられて導
かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマトーチに係
る。本発明のプラズマトーチは電極を有し、この電極の
周囲には、周方向に凹み部が形成されている。プラズマ
トーチのプラズマ室へ注入されたプラスマガスの流束
は、この凹み部によって方向が曲げられ、および／また
は、導かれる。本発明のプラズマトーチは、プラズマ溶
接、プラズママーキング、プラズマ切断、プラズマサー
フェーシング、またはプラズマ溶射などで使用される。

【０００２】

【従来の技術】プラズマトーチは、従来、切断、溶接な
どの分野で使用されるとともに、他の関係分野、例え
ば、プラズマ溶射、プラズマサーフェーシングまたはプ
ラズママーキングなどの分野でも使用されている。

【０００３】プラズマトーチは、通常、電極、ノズル、
冷媒供給経路、プラズマガス供給経路などから構成され
る。電極は、電子放射材料で全体あるいは一部が作ら
れ、その形状は、一般的に、軸方向に長い円柱状あるい
は切頭円柱状（“ frustrocylindrical ”）の形状であ
る。ノズルは、電極と同軸に配置され、プラズマアーク
の経路の輪郭を形成する。冷媒供給経路は、プラズマト
ーチ（特に、電極）をその内部から冷却する様に形成さ
れている。プラズマガス供給経路は、一系統または複数
系統が設けられ、これらを介してプラズマ室へプラズマ
ガスが供給される。なお、プラズマ室は、内径側を電極
及びその支持部によって区切られ、外径側をノズルその
支持部の内面によって区切られた空間から構成される。

【０００４】プラズマトーチを使用する際には、電源装
置の一方に極に電極が接続され、他方に極にノズルが接
続される。

【０００５】電極の下端部とノズルの内面との間に形成
された噴出経路を流れるプラズマガスの流束の一部がイ
オン化された後、初期アークが発生し、更にアークプラ
ズマコラムが形成される。このアークプラズマコラム
は、電極から始まり、ノズルの内の前記噴出経路を通っ
てノズル外へ伸び、ワークピース（例えば、切断あるい
は溶接対象の部材）に到達する。

【０００６】プラズマトーチの運転方法は、行われる作
業のタイプによって異なる。例えば、プラズマジェット
は適切なパワーまで引き上げられ、作業の間（例えば、
溶接あるいは切断作業の間）、電極（例えば、カソード
となる）とノズル（例えば、アノードとなる）の間で維
持される。また、他のケースでは、パワーを引き上げる
前に、ワークピースを近付けることによりあるいは電圧
を切り替えることにより、プラズマジェットがワークピ
ースまで到達し、その結果、ワークピースがアノードに
なる。この様な場合には、ノズルを電源装置から切り離
すことも可能である。

【０００７】上記の様なプラズマトーチ及びその運転方
法については、例えば、下記の文献に記載されている：
ＥＰ−Ａ−５９９，７０９、 ＥＰ−Ａ−５７３，３３
０、ＵＳ−Ａ−５，５９７，４９７、 ＷＯ−Ａ−９６
／２３６２０、 ＵＳ−Ａ−５，４５１，７３９、 Ｅ
Ｐ−Ａ−０，７８７，５５６、 ＵＳ−Ａ−５，４１
６，２９６、 ＵＳ−Ａ−５，２０８，４４１、 ＦＲ
−Ａ−２，６６９，８４７、 及び ＦＲ−Ａ−２，１
１３，１４４。

【０００８】あるケースでは、特に技術的あるいは構造
的な理由に基づき、プラズマガスはプラズマ室に供給さ
れる。このプラズマ室は、電極の軸に対してほぼ垂直方
向の注入面内において電極及びノズルによって区切られ
ている。

【０００９】この様にして、プラズマガスは、プラズマ
室の中に、周方向に連続するスロットを介して、電極と
同軸のリング状の形状で注入される。

【００１０】他のケースでは、プラズマガスは、所定の
寸法の注入孔が形成されたリング状の部材を介してプラ
ズマ室の中に注入される。これらの注入孔の軸は、電極
の軸に向かって収束する様に形成されている。

【００１１】最後に、他の例では、プラズマガスは、先
の例と同様に、所定の寸法の注入孔が形成されたリング
状の部材を介してプラズマ室の中に注入される。ただ
し、この例においては、これらの注入孔の軸は、プラズ
マ室の周壁に対して接線方向に形成されている。あるい
は、これらの注入孔の軸は、プラズマ室の周壁に対して
接線方向と、電極の軸に向かって収束する方向との中間
の角度で形成されている。

【００１２】上記の内、前の二つのケースでは、プラズ
マガスの流束が電極（あるいはその支持部）の外周面に
衝突したとき、プラズマガスの流束（または流れ）に急
激な角度変化が生ずる。この衝突の角度は、多くの場合
９０度である。

【００１３】しかしながら、この様にプラズマガスの流
束が垂直に衝突した場合には、プラズマガスの流束の中
に乱流（または逆流域）が発生し、それによって、プラ
ズマトーチの内部におけるプラズマガスの流れが乱され
ることが知られている。

【００１４】従って、プラズマガスの流れを鎮静させる
（あるいはコントロールする）ためには、プラズマガス
の流束が衝突するポイントの下流側に十分な長さのプラ
ズマガス経路を確保して、そのプラズマガス経路内では
流れの条件の変動がほとんど無い様にしなければならな
い。これによって、プラズマトーチの運転中に、プラズ
マガスの流れが、電極の先端に張り付いているプラズマ
アークの根元の安定性を乱さない様に（あるいは極力乱
さない様に）する。

【００１５】上記の内、最後のケースでは、注入孔が形
成されたリング状の部材が使用され、これらの注入孔の
軸は、プラズマ室の周壁に対して接線方向に、あるい
は、プラズマ室の周壁に対して接線方向と、電極の軸に
向かって収束する方向との中間の角度で形成されてい
る。この様なリング状の部材を介して、プラズマガスが
乱流状態で供給される。

【００１６】しかしながら、前記注入孔を介して注入さ
れ、空洞部の壁に沿って導かれた各ガスジェットは、通
常、ほぼ共通の平面上にある曲線状の経路を流れる。

【００１７】注入孔が形成されたリング状の部材を介し
てプラズマガスを注入したとき、各注入孔から注入され
たガスジェットは、その流れの経路の途中で隣接するガ
スジェットと出会う。

【００１８】この結果、ガスジェットの流速及びプラズ
マ室の径方向断面の広さにもよるが、プラズマガスの流
れに乱れが生ずることになる。これによって、全てのガ
スジェットが攪拌され、乱流が発生し、渦流による損失
を生じ、場合によっては、縦断面におけるガスジェット
のオバーラップを生じ、このオバーラップは、更にプラ
ズマアークの根元の不安定性をもたらす。

【００１９】結局、いずれの例においても、プラズマト
ーチの内部でプラズマガスの流れに乱れが生じ、プラズ
マアークを不安定にし、その結果、なされる仕事に対し
てネガティブな影響を及ぼし、欠陥の原因となる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、以
上の様な問題を軽減すべくなされたもので、本発明の目
的は、プラズマガスが、ノズルと電極との間に形成され
たプラズマ室の中に注入されたときに、プラスマガスの
流束に大きな乱れを発生させることなく、プラスマガス
の流束（または流れ）の方向を曲げることができる様に
構成されたプラズマトーチを提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマトーチ
は、トーチボディと、トーチボディ内に収容された少な
くとも一つの電極と、この電極の少なくとも一部を取り
囲む様に配置された少なくとも一つのほぼ同軸のノズル
と、を備えたプラズマトーチであって、前記トーチボデ
ィは、当該トーチボディの中へ少なくとも一つのプラス
マガスの流束を注入するための少なくとも一つの注入用
オリフィスを有し、前記電極は、その外周面に、周方向
の少なくとも一部に渡って少なくとも一つの凹み部が形
成され、前記凹み部は、前記注入用オリフィスに対して
向い合う様に配置され、これによって、前記プラスマガ
スの流束の少なくとも一部が、前記凹み部でその方向を
曲げられ、および／または、導かれる様に構成されてい
ることを特徴とする。

【００２２】言い換えれば、本発明のプラズマトーチ
は、トーチボディと、トーチボディ内に収容された少な
くとも一つの電極と、この電極の少なくとも一部を取り
囲む様に配置された少なくとも一つのほぼ同軸のノズル
と、を備えたプラズマトーチであって、前記トーチボデ
ィは、当該トーチボディの中へ少なくとも一つのプラス
マガスの流束を注入するための少なくとも一つの注入用
オリフィス、及び少なくも前記電極及び前記ノズルによ
って区切られたプラズマ室を有し前記電極は、その外周
面に、周方向の少なくとも一部に渡って少なくとも一つ
の凹み部が形成され、前記凹み部は、前記注入用オリフ
ィスの出口に配置され、これによって、前記プラスマガ
スの流束が前記凹み部に接触したときに、前記プラズマ
室の中へ入る前記プラスマガスの流束の少なくとも一部
が、その方向を曲げられる様に構成されていることを特
徴とする。

【００２３】なお、上記において、「前記凹み部は、前
記注入用オリフィスに対して向い合う様に配置され」と
は、電極に形成された凹み部が、少なくとも一つのプラ
スマガスの注入用オリフィスの出口に対して向かい合う
用に配置されていること、従って、プラズマガスの流束
が上記プラスマガス注入用のオリフィスから、電極に向
かって吐出され、電極に形成された上記凹み部に接触す
ることを意味している。

【００２４】ケースに応じて、本発明に基づくプラズマ
トーチは、下記の一つまたはそれ以上の特徴を備える。

【００２５】前記電極は、軸方向に長い形状、あるいは
長楕円形の形状を備え、好ましくは、ほぼ円柱状あるい
は切頭円柱状（“frustrocylindrical”）の全体形状を
備える。

【００２６】前記凹み部は、前記電極の外周面に、全周
に渡って形成される。

【００２７】前記凹み部は、同一の断面形状でほぼ軸対
象状に形成される。

【００２８】前記凹み部は、一本の溝である。

【００２９】前記電極は、更に、その下端部にエミッシ
ヴ・インサート（電子放射材料からなる埋込み材）を備
える。このエミッシヴ・インサートは、好ましくは、ハ
フニウム、ジルコニウム、またはタングステンのいずれ
かからなる前記電極は、更に、その下端部に少なくとも
一つのスロット（または鋸刃状の刻み目）が形成され
る。好ましくは、数個の径方向のスロット（または鋸刃
状の刻み目）が形成される。

【００３０】少なくとも一つの注入用オリフィスの軸
は、前記電極の軸に対して９０度以下４５度以上の角度
を成す様に構成される。

【００３１】前記注入用オリフィス及び前記凹み部は、
一対一に対応する様に設けられ、前記プラスマガスの流
束の少なくとも一部を前記電極の軸に向けて収束させて
注入する様に構成される。

【００３２】前記注入用オリフィス及び前記凹み部は、
一対一に対応する様に設けられ、前記プラスマガスの流
束の少なくとも一部を、前記電極の外周面に対して接線
方向に注入する様に構成される。

【００３３】前記注入用オリフィス及び前記凹み部は、
一対一に対応する様に設けられ、前記プラスマガスの流
束の少なくとも一部を、前記電極の外周面に対して「複
合角度で注入する」様に構成される。ここで、「複合角
度で注入する」（“ to allow combined injection
”）とは、前記電極の軸に向けて収束させて注入する
角度と、前記電極の外周面に対して接線方向に注入する
角度との中間の角度で注入すること、または、前記電極
の軸に向けて収束させた注入と、前記電極の外周面に対
して接線方向への注入とを組み合わせることを意味す
る。

【００３４】また、本発明についての上記記載中、「注
入用オリフィス」とは、一またはそれ以上の孔、貫通
孔、スロット、および／または、それらと同等のもの
で、一またはそれ以上のガスの流束を、プラズマトーチ
のプラズマ室へ導入するためのものである。

【００３５】他の観点によれば、本発明は、上記の電極
あるいはプラズマトーチを使用することを特徴とする、
プラズマ溶接、プラズマ切断、プラズママーキング、プ
ラズマサーフシング、プラズマ溶射のプロセスに関する
ものである。

【００３６】言い換れば、本発明は、上記プロセスのい
ずれかにおいて上記の様なプラズマトーチを使用するこ
とに関するものであり、特に、鋼材の切断の際に使用す
ることに関する。

【００３７】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を参照しなが
ら詳細に説明する。但し、これらの図面は例として示し
たものに過ぎず、本発明の範囲を何ら限定するものでは
ない。

【００３８】先ず、図１ａ及び１ｂに、一般的なプラズ
マトーチ１０の形状及びその運転方法を示す。

【００３９】この例では、プラズマトーチ１０は、軸方
向が長いほぼ切頭円柱状の形状を備え、電源装置１６の
負極に接続されている。プラズマトーチ１０の下端部６
にはエミッシヴ・インサート（電子放射材料からなる埋
込み材）が埋め込まれている。

【００４０】電極１はノズル２によって取り囲まれてい
る。ノズル２には、プラズマガスの注入用オリフィス７
（または、供給用オリフィス）が形成されている。この
ノズル２は、電源装置１６の正極に接続されている（図
１ａ）。

【００４１】この例では、電極１及びノズル２は、ほぼ
同軸に配置され、それらの間にプラズマ室５が形成され
ている。即ち、電極１の外周面がプラズマ室５の内径側
の界壁を構成し、ノズル１の内周面がプラズマ室５の外
径側の界壁を構成している。

【００４２】図１ａ及び１ｂに見られる様に、プラズマ
ガスは、注入用オリフィス７を通って、電極１に対して
ほぼ垂直に流入する。次いで、プラズマガスは、電極の
下部６の方向にその向きを曲げられ、出口オリフィス３
（ノズル２の下部に形成されている）を通って、プラズ
マジェット１３として噴出される。噴出されたプラズマ
ジェット１３は、ワークピース１７に到達する。

【００４３】図１ｂに示した例では、電源装置１６の正
極に接続されているのは、ワークピース１７であって、
図１ａに示した例の様にノズル２ではない。他の点につ
いては、プラズマトーチの構造及びその運転方法は、概
ね同じである。

【００４４】図２ａ、２ｂ及び２ｃに、図１ａ及び１ｂ
に示したプラズマトーチ１０の部分断面図を示す。な
お、図２ａは縦方向（軸に対して平行方向）の部分断面
図であり、図２ｂ及び図２ｃは横方向（軸に対して垂直
方向）の部分断面図である、図２ａに示した例では、プ
ラズマガスは、注入用オリフィス７を通ってプラズマ室
５に流入する。この注入用オリフィス７は、電極１の軸
に対して垂直方向に形成されている。

【００４５】この様な形状の場合、プラズマガスの流束
に乱流域８が発生する。この場合、出口オリフィス３ま
でに到るプラズマ室５内の全域において、プラズマガス
の流れが乱され、その結果、アークの根元の安定性が乱
されることになる。

【００４６】更に、上記のことは、図２ｂ（プラズマ室
に対して接線方向にプラズマガスを注入したもの）及び
図２ｃ（電極の軸に向けて収束させてプラズマガスを注
入したもの）を見れば、明白である。

【００４７】図３ａ、３ｂ、及び４から６までに、本発
明に基づくプラズマトーチで使用される電極の例を示
す。

【００４８】図３ａに、本発明に基づくプラズマトーチ
の縦方向断面図（部分）を示す。このプラズマトーチ
は、電極１及びノズル２を備え、電極１とノズル２との
間にプラズマ室５が形成されている。プラズマガスは、
一つの注入用オリフィス７を介してプラズマ室５の中に
注入される。これに対して、他の例では、幾つかの（例
えば、３または４つの）注入用オリフィス７を介してプ
ラズマ室５の中に注入される。

【００４９】本発明に基づくこの電極１は、軸方向に長
いほぼ円柱状（または切頭円柱状）の形状を備え、その
外周面１５に凹み部９が形成されている。なお、この例
では、凹み部９は溝状に形成されている。この凹み部９
は、一つまたはそれ以上の注入用オリフィス７を通って
注入される一つまたはそれ以上のプラズマガスの流束
（または流れ）の向きを曲げるためのガイドとしての機
能を有している。

【００５０】実際の使用の際には、凹み部９の深さ及び
幅（即ち、凹み部９の容積）は、プラズマ室５内におい
てプラズマガスの流れが滑らかに形成される様に、十分
且つ適切な値が選ばれる。これによって、乱流を発生さ
せることなく流れの方向を曲げて、プラズマ室５内にお
いて、ノズル２の出口オリフィス３までに到るプラズマ
ガスの流れの形成を容易にする。これによって、プラズ
マアークの根元の安定性を乱す要因となる乱流の発生を
抑える。

【００５１】図３ａ及び３ｂは、本発明に基づくプラズ
マトーチにおいて注入されたプラズマガスの流れを視覚
的に表したものである。この内、図３ａは、プラズマガ
スを電極の軸に向けて収束させて注入したときの、プラ
ズマトーチ内におけるプラズマガスの流速の経路を視覚
的に表したものである。一方、図３ｂは、プラズマガス
を電極の外周面に対して接線方向に注入したときの、プ
ラズマトーチ内におけるプラズマガスの流束の経路を視
覚的に表したものである。

【００５２】図４に、本発明に基づく電極１の縦方向断
面図を示す。電極１の下端部６にはエミッシヴ・インサ
ート４が埋め込まれている。上記の下端部６の近傍に当
たる電極１の外周面には、凹み部９が形成されている。
電極１は、ほぼ円柱状の形状を備えている。電極１の上
端側には、電極１をプラズマトーチ１０に取り付けるた
めのネジ部１４が形成されている。

【００５３】図５ａ及び５ｂ、並びに、図６ａ及び６ｂ
に、本発明に基づくプラズマトーチにおいて使用される
電極の他の例を示す。これらの電極は、先に図４に示し
たものと概ね同じ形状を備えているが、その下端部にス
ロット１１（または鋸刃状の刻み目）が形成されてい
る。

【００５４】この内、図５ａ及び５ｂに示した例は、例
えば、電極１とノズル２を短絡させてアークを発生させ
る方式のプラズマトーチにおいて使用されるものであ
る。

【００５５】電極１がノズル２と機械的且つ電気的に接
触したときにも、電極１の下端部６に形成されたスロッ
ト１１によってプラズマガスが流れる様になっている。

【００５６】電極１の下端部６の形状をこの様に形成す
ることによって、短絡が妨げられないようにし、これに
よって、適切なプラズマガスが含まれていない雰囲気中
に（即ち、主として金属蒸気からなる雰囲気中に）、初
期アークが形成されることを防止する。これによって、
電極１及びノズル２の損傷を防止する。

【００５７】スロット１１（または刻み目）は、例え
ば、放射状に形成される。

【００５８】図６ａ及び６ｂに、本発明に基づくプラズ
マトーチにおいて使用される電極１の第二の例を示す。
この電極は、その外周面に凹み部９が形成され、更に、
先の図５ａ及び５ｂと同様に、その下端部６にスロット
１１が形成されている。

【００５９】この電極１は、例えば、プラズマガスが分
岐用のスロットにも流れることによって、二つのプラズ
マガス経路を有している。この流れは、凹み部９にかか
っているスロット１１の断面によってコントロールされ
る、この様な形状において、良好な幾何学的マッチング
を与えることによって、電極の放電材料のエロージョン
を相当程度減らすことができる。また、これと同時に、
プラズマジェットの安定性を確保することができる。プ
ラズマジェットの安定性は、処理対象の材料に対して高
い質の処理を施すために、有効且つ好適である。

【００６０】更に、凹み部９とスロット１１との適切な
組み合わせによって、電極の寿命の増大をもたらし、プ
ラズマアークの安定性の増大をもたらす。

【００６１】本発明のプラズマトーチは、プラズマ切
断、プラズマ溶接、プラズマ溶射、プラズマサーフシン
グ、プラズママーキングのプロセスにおいて使用するこ
とが可能である。本発明のプラズマトーチは、特に、鋼
板あるいは鋼材の切断に特に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なプラズマトーチの構成を示す図、
（ａ）及び（ｂ）は代表的は構成例を表す。

【図２】プラズマトーチの内部におけるプラズマガスの
流れを示す図、（ａ）は縦方向断面における流れを表
し、（ｂ）及び（ｃ）は横方向断面における代表的な流
れの例を表す。

【図３】本発明に基づくプラズマトーチの一例を示す
図、（ａ）は一つの例における流れの状態を表し、
（ｂ）は他の例における流れの状態を表す。

【図４】本発明に基づくプラズマトーチで使用される電
極の形状の一例を示す図。

【図５】本発明に基づくプラズマトーチで使用される電
極の形状の他の例を示す図、（ａ）は縦方向断面図、
（ｂ）は下面図である

【図６】本発明に基づくプラズマトーチで使用される電
極の形状の他の例を示す図、（ａ）は縦方向断面図、
（ｂ）は下面図である

【符号の説明】

１・・・電極、 ２・・・ノズル、 ３・・・出口オリフィス、 ４・・・エミッシヴ・インサート、 ５・・・プラズマ室、 ６・・・電極の下端部、 ７・・・注入用オリフィス、 ８・・・乱流域、 ９・・・凹み部、 １０・・・プラズマトーチ、 １１・・・スロット、 １３・・・プラズマアーク、 １４・・・ネジ部、 １５・・・電極の外周面、 １６・・・電源装置、 １７・・・ワークピース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミッシェル・デルザンヌ フランス国、95130 フランコンビル、レ ジダーンス・コリーヌ・サン−マルク ３

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トーチボディと、 トーチボディ内に収容された少なくとも一つの電極
   （１）と、 この電極（１）の少なくとも一部を取り囲む様に配置さ
   れた少なくとも一つのほぼ同軸のノズル（２）と、 を備えたプラズマトーチであって、 前記トーチボディは、当該トーチボディの中へ少なくと
   も一つのプラスマガスの流束を注入するための少なくと
   も一つの注入用オリフィス（７）を有し、 前記電極（１）は、その外周面（１５）に、周方向の少
   なくとも一部に渡って少なくとも一つの凹み部（９）が
   形成され、 前記凹み部（９）は、前記注入用オリフィス（７）に対
   して向い合う様に配置され、 これによって、前記プラスマガスの流束の少なくとも一
   部が、前記凹み部（９）でその方向を曲げられ、および
   ／または、導かれる様に構成されていることを特徴とす
   るプラズマトーチ。
2. 【請求項２】 トーチボディと、 トーチボディ内に収容された少なくとも一つの電極
   （１）と、 この電極（１）の少なくとも一部を取り囲む様に配置さ
   れた少なくとも一つのほぼ同軸のノズル（２）と、 を備えたプラズマトーチであって、 前記トーチボディは、当該トーチボディの中へ少なくと
   も一つのプラスマガスの流束を注入するための少なくと
   も一つの注入用オリフィス（７）、及び少なくも前記電
   極（１）及び前記ノズル（２）によって区切られたプラ
   ズマ室（５）を有し前記電極（１）は、その外周面（１
   ５）に、周方向の少なくとも一部に渡って少なくとも一
   つの凹み部（９）が形成され、 前記凹み部（９）は、前記注入用オリフィス（７）の出
   口に配置され、 これによって、前記プラスマガスの流束が前記凹み部
   （９）に接触したときに、前記プラズマ室（５）の中へ
   入る前記プラスマガスの流束の少なくとも一部が、その
   方向を曲げられる様に構成されていることを特徴とする
   プラズマトーチ。
3. 【請求項３】 前記凹み部（９）は、前記電極（１）の
   外周面（１５）に、全周に渡って形成されていることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマト
   ーチ。
4. 【請求項４】 前記凹み部（９）は、同一の断面形状で
   ほぼ軸対象状に形成されていることを特徴とする請求項
   １から請求項３までのいずれかに記載のプラズマトー
   チ。
5. 【請求項５】 前記電極（９）は、更に、その下端部
   （６）にエミッシヴ・インサート（４）を備え、このエ
   ミッシヴ・インサート（４）は、好ましくは、ハフニウ
   ム、ジルコニウム、またはタングステンのいずれかから
   なることを特徴とする請求項１から請求項４までのいず
   れかに記載のプラズマトーチ。
6. 【請求項６】 前記電極（９）は、更に、その下端部
   （６）に少なくとも一つのスロット（１１）が形成さ
   れ、この少なくとも一つのスロット（１１）は、好まし
   くは、径方向に形成されていることを特徴とする請求項
   １から請求項４までのいずれかに記載のプラズマトー
   チ。
7. 【請求項７】 前記注入用オリフィス（７）及び前記凹
   み部（９）は、一対一に対応する様に設けられ、前記プ
   ラスマガスの流束の少なくとも一部を前記電極の軸に向
   けて収束させて注入する様に構成されていることを特徴
   とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載のプ
   ラズマトーチ。
8. 【請求項８】 前記注入用オリフィス（７）及び前記凹
   み部（９）は、一対一に対応する様に設けられ、前記プ
   ラスマガスの流束の少なくとも一部を、前記電極（１）
   の外周面（１５）に対して接線方向に注入する様に構成
   されていることを特徴とする請求項１から請求項６まで
   のいずれかに記載のプラズマトーチ。
9. 【請求項９】 前記注入用オリフィス（７）及び前記凹
   み部（９）は、一対一に対応する様に設けられ、前記プ
   ラスマガスの流束の少なくとも一部を、前記電極（１）
   の外周面（１５）に対して、複合角度で注入する様に構
   成されていることを特徴とする請求項１から請求項８ま
   でのいずれかに記載のプラズマトーチ。
10. 【請求項１０】 少なくとも一つの注入用オリフィス
    （７）の軸は、前記電極の軸に対して９０度以下４５度
    以上の角度（α）を成す様に構成されていることを特徴
    とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載のプ
    ラズマトーチ。
11. 【請求項１１】 請求項１から請求項１０までのいずれ
    かに記載のプラズマトーチを使用することを特徴とす
    る、プラズマ溶接、プラズマ切断、プラズママーキン
    グ、プラズマサーフェーシング、またはプラズマ溶射の
    いずれかのプロセス。