JPS60151999A - プラズマジエツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は金属などの溶解、加熱、乾燥などに使用され
るプラズマジェット装置に関し、特に安定状態で中心電
極の先端外周部からアークヶ発生きせる手段を設けるこ
とにょシミ極中心にアークか集申すやのを防止し、中心
電極の損耗を低減したプラズマジェット装置に関するも
のである。

〔従来技術〕

従来、この種の装置としては、第１図に示すものがあっ
た。図において、（１１は中心電祝、（２）は中心電極
（１）に同軸円筒状に設けた外部電極、ｃ３）は上記電
極ｆｌｌ及び（２）を絶縁している絶縁物、（４）及び
（５）ｔｆ　”Ｑ極（Ｉｔ　＆　（Ｆ（２１］端子、（
６１；；ｔ　ｉｆ　極１ｆＪ］にアークを供給する電源
、（７）は化７極の軸方向に磁界を作るコイル、（８）
はその電源、（９）は゛電極（１）及び（２１、コイル
（７）を収納し、外部電極（２）全水冷することも兼ね
た容器、（刊）は冷却装置、（１１）はプラズマアーク
の供給ガス、（１２）は１１１６源（（つ）によって作
られたアーク、０〜は電極（２）のノズル部である。

次に、動作について説明する。

電飾（に）を電４！！１７．ｆｌｌ及び（２）にｌ：Ｉ
Ｊ加するとまずＡ点で発弧し、ガス（１ｆ）およＵ・閃
絡宿、流により図面右方向にアークは駆動をれる。最終
的にアークは、ノズル（１３ｊの外側まで延ばされ、電
極（１）と電極（２）のノズル部１１３）外側で安定し
、ノズル部外側の１−りは、コイル（７）の作る磁界に
よって円周方向に高速で回転されガス＋１１１をプラズ
マ化し、高温のジェ□ットを供給する。

従来のプラズマジェット装ぬ′は、以上のように構成さ
れており、電極（２）は冷却されているので、アークに
よる損耗は低減されるが、電極（１）は、中心にアーク
が集まり、電極（１）の先端部分では磁界と電流とが平
行になるので、アークには力が作用せず、アークが中心
部分に固定してしまい、損耗が大きいという欠点があっ
た。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、安定状態で中心部。

極の先端外周部からアークを発生させる手段を設けて、
磁界と宵、流との間に角度をもたせることにより、アー
クに対し、′電極円周上を回転する力を与え、電極中心
にアークが集中するのを防止し、中心電極の損耗を低減
したプラズマジェット装置全提供することを目的とする
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第２図はこの発明の一実施ｆｌ＋を示す断面側面図であ
る。第２図において、（１１〜（１３）は６１工述の第
１図と同一部分である。（１４）は中心電極ｆｉｌの先
端面の中心部に設けられた凹部である。

次に動作について説明する。

電源（（ｔ）を印加することによりＡ点で発弧したアー
クは、ガス（ｌ］）および自巳電１′Ａシによシ図面右
方向に駆動され、最終的に中心電極（１）の先端と外部
電極（２）のノズル外側部分でアーク（１２）が安定す
る゛。このとき、中ｊ［、＋　？Ｉ＋：　ｌｉ！ｉ　（
Ｉ　ｌには先端面の中心部に凹部０（イ）が設けである
ため、アーク（１２１は電極（１）の先端外周部から発
生ずることになる。したがって、コイル（７）による軸
方向の磁界ＢとＮ　（Ａｔ、　Ｉとが角度θをもつこと
にｌシ、電流Ｚｕ値界Ｂに垂直な成分ＩＲを生じ、コイ
ル（７）による軸方向の磁界Ｂとの相互作用により、ア
ークに電極円周上を回転する力が加わる。なお、ＩＰｉ
ｄ、磁界Ｂと平行な成分を示す。

この」、うに、中ｔＬ？？ｒｉ極（１］先端部において
もアークが高速で回転され、電極（１１の損耗を低減す
ることができる。

第６図はこの発明の＠２の実施例における中心電極の断
面仰１面図で、中心電極（１）の先端面に耐熱性絶縁物
（１５＋を取付けて、電極（１＋の先端外周部からアー
クが発生するようにしたものである。

第４図はこの発明の第３の実施例処おける中心電極の断
面側面図で、中心電極（１）の中心部に連通孔を設け、
この貫通孔に耐熱性絶縁物＋１（９を充填することによ
り、電極（１）の先岸外周部からアークが発生するよう
にしたものである。

第２図〜第４図に示す実ａ例は比較的小型１流の場合に
適用できるものであるが、次に大電癩の場合に適用した
実施例について述べる。

第５図において、（１）〜＋１３１は前述の第１図と同
一部分である。（１７）は中心電極の中心＠にそって貫
通した気体噴出孔、０（至）は気体噴出孔（１７）の中
を流れるガスである。

次に動作について説明する。

第２図に示す実施例と同様に、Ａ点で発弧したアークは
中心電極（１）に気体噴出孔１１７）があるため、安定
状態でアーク（１ｚは電極（１）の先端外周７＜Ｈから
発生する。このとき、気体噴出孔（（ηから噴出するガ
ス（田は電極（１１の先端の形状にそって接線方向へも
流れるためアークを中心から外側へ押し出す。つまシ、
気体噴出孔（＋７１から出るガスｔ＋、８１も、アーク
（１７ＪをＮｔｉｆＪｌの先端外周部から発生させる作
用に加わる。

このようにして、アーク１１２）が電極（１）の先端外
周部から発生するので、第１図の実施例と同様、アーク
に電極円周上を回転する力が加わる。したがって、中心
Ｍｉ４＃　（ｌ　ｌ先端部においてもアークが胃速で回
転され、電極（１）の損耗を低減することができる。

なお、包体噴出孔（１７）から噴出するガス１１８１は
電極（１）を？駐肩１する作用も」寺っている。また、
ガス（１８）は、ガス（１１）と同じものでもよいし、
使用条件によって必要なら、他のガスにしてもか捷わな
い。

上記′４！施例において、市（・ヤ（１）はｆ（ｉｉｌ
等の熱伝尋藁のよいものを１４・用し、内部に水を通し
水冷をしてもよいし、タングステン、クロム合金等の耐
アーク性のＩｊｊ＋ｉい材料を用いてもよい。また、電
源（６）、（８）は曲、’　ｉＭｆ　、ｑυ１１のどち
らでも使用可能である。

〔弁明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ズ定状態で中心面イ
；ノ先岸外周部からアークを発生させるようにしたから
、中心電極先端外周部で軸方向磁界と電流とが角度をも
つことになシ、電流は磁界に垂直な成分を生じ、中心７
６４ｉｔ先停部においてもアークか高速で回転され、中
心電極の損耗を低減し有効使用時間の長いプラズマジェ
ット装置ヲ得ルことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラズマジェット装置を示ス断面側面図
、第２図はこの発明の一実施例を示す断面仰１而図、第
６図はホ轟範劫暑この発明の第２の実施例における中心
′電極の８ノ「面側面図、第４図はこの発明の第６の実
施例における中心知、極の断面側面図、第５図はこの発
明の第４の実施例を示す断面側面図である。 図中１１１は中心電極、Ｃ２）は外部電極、（３）は絶
縁物、（４）及び（５）は端子、（６）は１私（７）は
コイル、（８）はコイル用電源、（９）は容器、ｑαは
冷却装置、（１υはプラズマアークの供給ガス、（１２
１はアーク、（１３１はノズル部、ｆｌ、ｌ）は四部、
（Ｉ５１及び（Ｉ６）は１熱性Ｐ、細物、（１ηは気体
噴出孔、０８１は気体噴出孔（１７１よシ噴出するカス
である。 なお、図中同一符号は夫々同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第　１　図 第　２　図 箱　３Ｙ・碧　行　４図 詐　５図 丁　屑、、（山　止　１’−１”自発）昭和５９年６月
２２１］ １、’？、ｌ’ｌ庁長官殿 ］　、　、＝ＩＹ、　ｆ’ｌの表／Ｊ＜　特ＩＧ：ｆｉ
昭　５９−７２５７号２、発明のと称 プラズマジェット装置 ：３　、　ｈｌｉｌｌをすると １、代理人

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心１１１−極上中心電極に同軸円筒状に外部電
   極を配置し、そ−の外部電極の外側に円筒の軸方向の磁
   界を発生させるコイルを備えたプラズマジェット装置に
   おいて、安定状態で上記中心電極の先端外周部からアー
   クを発生させる手段を設けたこと全特徴とするプラズマ
   ジエッ）装Ｌ＃。
2. （２）中心電極の先端外周部からアークを発生させる手
   段が、該電極先端面の中心部に設けた凹部であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマジェッ
   ト装置。
3. （３）中心ＸＬ極の先端外周部からアークを発生はせる
   手段が、＃Ｔｉ、極先端極圧端面伺けられた耐熱性絶縁
   物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   プラズマジェット装置。
4. （４）中心電極の先端外周部からアークを発生させる手
   段が、Ｈト電極の中心部に設けられた貫通孔と、この貫
   通孔に充填された側熱性絶縁物で構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマジェッ
   ト装置。
5. （５）中心電極の先端外周部からアークを発生させる手
   段が、該電極の中心部に設けられた気体を噴出する貫通
   孔であること全特徴とした特許請求の範囲第１項記載の
   プラズマジェット装置。