JPS60202700A - プラズマト−チ - 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】 この発明は電極とその′ＦＭ、極を取り囲むように配設
された環状のノズルから成シ、ノズルと％Ｌ極の間を通
過させるプラズマ用ガス＝ｉ電極から発せられるアーク
によってプラズマ化させ、それをノズル先端の環状の開
口部から噴出させ、その前方にプラズマアークを形成さ
せるようにしたプラズマトーチに関するものである。

この種のプラズマトーチにあっては、上記プラズマアー
クが極めて高温である為上記電極の先端部が損耗し易い
。その部分が損耗するとやがてはノズル先端の開口部と
％極光端部との位置関係が不適切なものとなって、上記
のようなプラズマアークの形成を安定に行ない得なくな
り、電極の取り替えを行なわなければならなくなる問題
点があった。即ち電極の寿命が極めて短いという欠点が
あった。

そこで本発明は上述の欠点を除くようにしたもので、電
極先端部が損耗した場合でも電極の位置替えを可能に構
成することによって電極先端部と開口部との位置関係を
再び適切なものにすることができ、従って電極を長寿命
に利用できるようにした構造のプラズマトーチを提供し
ようとするものである。

以下本願の実施例を示す図面について説明する。

プラズマトーチは基体１と、夫々の元部を基体１に取付
けた棒状の電極２及び筒状のノズル３とがら構成しであ
る。先ず基体ｌは電気絶縁性が高くしかも成形寸法精度
の高い材料例えばテフロン、ジュラコン等の合成樹脂材
料を用いて形成しである。この基体１において、４はそ
の中央部に設けられた保持孔、５は保持孔４の内周面の
一部に形成された連通口で、環状に形成しである。６は
連通路で、その一端は連通口５に連通し他端は基体ｌの
端面に開口している。７は連通路で、その一端は排水口
８となっている。９は電極調整具で、基体１に対して、
一対の抜止部１０によって基体１に対し回動自在でかつ
基体１からの離脱が阻止されるように備わっている。ま
た内周面には雌ねじが形成しである。１１はガスの連通
路で、一端は保持孔４に連通し、他端は基体１の端面に
開口してプラズマガス供給口［となっている。

次に上記電極２において、この電極２は本体１４とその
先端部に備えさせたアーク放出部材所とから成る。本体
１４は銅等の導電性の良好な材料で形成されている。尚
１４　ａはその元部で、保持孔４に対してその軸線方向
へ移動自在に挿通しである。１４ｂは持出部で、その先
端部に前記アーク放出部打所が取付けである。アーク放
出部材すは例えばタングステン等の耐熱性の極めて高い
金属材料で形成しである。上記本体１４は中空に形成さ
れ、又内部には内筒１６を有して二重筒状に形成してあ
り、周知の如く冷却水を通す為の通水路１７を有してい
る。

摺は連通口で、元部１４　Ｂの周壁の一部において本体
１４の軸線方向に長く形成してあり、前記通水路１７に
連通している。又この連通口ｍは図から明らかな如く前
記基体ｌに備えられた連通口５の一部と重合している。

１９は給水口を示す。加は進退調節ねじて、前記調整具
９の雌ねじと螺合している。

次に環状のノズル３において、ηは元部で、基体ｌに取
付けである。羽は先端部に備えられたアーク噴出用の開
口部を示す。２４は通水路で、環状に形成しである。怒
、２６は夫々連通路を示し、各々の一端は通水路ツに連
通し、他端は夫々基体１の連通路６，８と重合する連通
口Ｉ、２８となっている。次に（９）は電極における持
出部１５の周囲に配設した包囲部材を示す。この包囲部
材（資）は基体ｌと一体に形成されている（電気絶縁性
の高い材料で別体形成の後、基体１に連結してもよい。

）。この包囲部材（資）において、３１はスペーサで、
ノズル元部の位置決めをするようにした部分であシ、ガ
ス流通孔蔗が備わっている。羽はスペーサで、その外周
面はノズル中間部の内周面に当接してノズルの中間部乃
至先端部の位置決めをしている。この部分には多数のガ
ス通過孔勢が形成されている。

次にあは遮熱用のリングを示し、窒化ボロン、アルミナ
等のように上記スペーサおよシも著しく耐熱性の高い（
例えば２．θθＯ″Ｃ以上）材料を用いて環状に形成し
てあシ、電極の外周面に止着しである。

上記構成のものにあっては、給水口１９に冷却水の供給
装置が接続される。すると冷却水は供給装置から給水口
１９を通って通水路１７に流され、電極２の本体及びそ
の先端に備えられたアーク放出部材Ｌ５を冷却する。そ
の後その冷却水は連通口ｍから連通口５、連通路６を通
ってノズル３の連通口ｎに至る。その冷却水は連通口ｎ
から連通路器を通って通水路勿に至り、そこを流通する
過程でノズル３の先端部を冷却する。その後その冷却水
は連通路１１連通口路、連通路７を通って排水口８から
排水される。一方プラズマガス供給口しにはガス供給装
置が接続される。そしてグラズマ化用のガスが供給口ν
から連通路１１を通って保持孔４の内部に入る。そのガ
スはガス流通孔澄を通ってノズル３と包囲部材（資）と
の間の環状の空間に入シ、更にガス流通孔勢を通って電
極先端部（アーク放出部材１５　）とノズル先端部との
環状空間に入る。

そしてそのガスは開口部器から噴出される。一方電極２
には周知の如くアーク発生相の電圧が印加される。その
状態でもって周知の如くアークの点弧が行なわれると、
アーク放出部８（１５の先端部からはアークが発せられ
る。そして前記プラズマガスはそのアークによってプラ
ズマ化され、高温のプラズマアークとして開口部ηから
噴き出される。

上記のようにプラズマアークが形成された状態において
は、そのアークからの輻射熱は遮熱用リング語で遮蔽さ
れてスペーサおに及ぶようなことが防止される。その結
果スペーサ真の耐熱性が比較的低くてもその破損が防止
される。又前記の如く軸合せが正確になされそれがスペ
ーサおによって常に保持されている為、アーク柱が開口
部器の縁部に照射されることは殆んどなく、ノズル３先
端部の溶損が防止される。

次にアーク放出部材１５が損耗したときの調整について
説明する。この場合には電極調整具９を回動させて電極
２を放出部利用が開口部ｎに近寄る方向に前進移動させ
る。即ち調整具９を回動させるとその内面の雌ねじと電
極外面の調節ねじ加とが螺合している為、上記調整具９
の回動によって電極２を前進させることができる。この
ようにして開口部ｎに対して放出部材１５の先端部が適
切な位置関係となるようにする。

このように調整を行なう場合、ノズル３と電＆２との位
置関係がスペーサ羽によって常に同心となるようにしで
ある為、アーク放出部材Ｌ５の先端は開口部器の中心部
に正しく対向した状態が保持される。

又連通口侶は前述の如く軸方向に長く形成しである為、
上記のように電極２を前進させても常に連通口５との連
通状態が保たれ、前述のような冷却水の流通（電極２内
の通水路１７からノズル３の通水路Ｕへ向けての流通）
を安定して行なわせることができる。

次に第６図は本願の異なる実施例を示すもので、電極２
ｅと基体１ｅにおける夫々連通口１８ｅ、５ｅにおいて
、基体１ｅに備える連通口５ｅを前記軸線方向に、長く
形成した例を示すものである。このように形成したもの
においても前述の場合と同様に、電極２ｅを前進移動さ
せても常に連通口１８ｅと連通口５ｅとの連通状態を保
つことができる。

なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と考えられ
る部分には、前回と同一の符号にアルファベットのｅを
付して重複する説明を省略した。

次に、上記％極に備える連通口と基体に備える連通口に
ついては、両者共に前記軸線方向に長く形成しても前述
のような連通状態を常に保つことができる。

以上のようにこの発明にあっては、電極２の先端部から
発せられるアークでプラズマ用ガスをプラズマ化しそれ
をノズル３の開口部器におけるア−り通路２３ａから噴
出させられるから、そのプラズマアークを種々の被処理
物の熱処理に利用できる利点がある。

しかも上記電極２はその先端部をノズル３の開口部ｎに
おけるアーク通路２３ａへ向けて位置替えできるように
しであるから、上記アーク発生の為に長期間使用して電
極先端部が損耗したときには、その損耗分を補う寸法だ
け電極２を前進させて再び電極先端をノズル３の開口部
器に対して所定の場所に位置させ、再びアークの発生に
利用することができ、電極の総合的な寿命を長くできる
効果がある。

その上を極２及びノズル３には夫々冷却水を通し得るよ
う通水路１７　、２４を備えさせであるから、上記の如
くプラズマアークを噴出させている場合に電極２及びノ
ズル３を冷却してそれらの過熱による破損を防止できる
効果がある。

その上、上記の如く電極２は位置替を可能にしたもので
あっても、電極２に設ける連通口摺と基体ｌに設ける連
通口５とは少なくともその一方を電極２の移動方向に長
く形成して、常時それらは一部が重合するようにしであ
るから、上記の如く電極２を位置替しても、電＆２の通
水路１７とノズル３の通水路ツとを常に連通状態に保持
できる特長がある。このことは、それら二つのものを冷
却する場合、冷却水の供給系統が７系統でよく、プラズ
マトーチに対する付帯設備を簡素化できる有用性がある
。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図はプラズマト
ーチの縦断面図（第３図におけるＩ’−１線断面図）、
第２図はプラズマトーチの異なる位置での断面図（第３
図におけるｌ−１線断面図）、第３図は第１図のＩ−Ｉ
線断面図、第弘図はノズルにおける通水路を説明する為
の斜視図、第５図は第１図のｖ−Ｖ線断面図、第６図は
異なる実施例を示す一部破断図。 ｌ・・・基体、２・・・電極、３・・・ノズル、１７　
、２４・・・通水路、５，１８・・・連通口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一（１）基体には、先端部がアーク放出部となっている
   電極の元部と、先端部にアーク噴出用の開口部を備える
   環状のノズルの元部とを、上記の電極の周囲にプラズマ
   用ガスの通過する空間を残して上記ノズルが電極を囲み
   、かつ上記開口部におけるアーク通路と上記アーク放出
   部とが対向する状態に付設して、上記アーク放出部から
   発せられるアークによシ上記ガスをプラズマ化しそれを
   上記開口部におけるアーク通路から噴出させるようにし
   であるプラズマトーチにおいて、上記基体に対する％Ｌ
   電極元部付設の構造は、上記電極元部をその元部と先端
   部を結ぶ方向に長く形成する一方、上記基体にはその長
   く形成した電極元部を挿通し得るようにした保持孔を穿
   設し、上記電極先端部を上記開口部のアーク通路に向は
   位置替し得るよう上記電極元部を上記保持孔に対して位
   置替ｉｉＪ能に挿通したことを特徴とするプラズマトー
   チ。 （２）基体には、先端部がアーク放出部となってお夛か
   つ内部には冷却水の通水路を備える電極の元部と、先端
   部にアーク噴出用の開口部を備えかつ内部には冷却水の
   通水路を備える環状のノズルの元部とを、上記の！極の
   周囲にプラズマ用ガスの通過する空間を残して上記ノズ
   ルが電極を囲み、かつ上記開口部におけるアーク通路と
   上記アーク放出部とが対向する状態に付設して、上記ア
   ーク放出部から発せられるアークによυ上記ガスをプラ
   ズマ化しそれを上記開口部におけるアーク通路から噴出
   させるようにしであるプラズマトーチにおいて、上記基
   体に対するＩＬ電極元部付設の構造は、上記電極元部を
   その元部と先端部を結ぶ方向に長く形成する一方、上記
   基体にはその長く形成した電極元部を挿通し得るように
   した保持孔を穿設し、上記電極先端部を上記開口部のア
   ーク通路に向は位置替し得るよう上記電極元部を上記保
   持孔に対して位置替可能に挿通してあり、更に、上記電
   極元部の側壁には上記通水路に連通ずる連通口を開設す
   る一方、上記基体における保持孔の内周面にはもう一つ
   の連通口を、上記電極の連通口と対向する位置に備えさ
   せ、しかもそれらの連通口のうちの少なくとも一方は、
   上記電極を上記の方向に位置替した場合においても常に
   それらの両速通口の一部が相互に重合するよう上記の方
   向に長く形成し、更に、上記基体及びノズルには、上記
   基体の連通口と上記ノズルの通水路とを連通させた連通
   路を備えさせたことを特徴とするプラズマトーチ。