JPS6097600A - プラズマトーチ - Google Patents
プラズマトーチInfo
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- JPS6097600A JPS6097600A JP59206478A JP20647884A JPS6097600A JP S6097600 A JPS6097600 A JP S6097600A JP 59206478 A JP59206478 A JP 59206478A JP 20647884 A JP20647884 A JP 20647884A JP S6097600 A JPS6097600 A JP S6097600A
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- Japan
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- waveguide
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- plasma torch
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- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/30—Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマイクロ波発生装置ＶＣ連結するように構成さ
れた導波管、及び導波管の開口を通して間隙をもって延
びかつノズルに連結される下流部を有するガス供給導管
を備える型式のプラズマトーチに関する。
れた導波管、及び導波管の開口を通して間隙をもって延
びかつノズルに連結される下流部を有するガス供給導管
を備える型式のプラズマトーチに関する。
最近提案されたこの型式のトーチは、パイプの出口に他
のガスの環状の流れによって包囲し得る中央ノフラズマ
発生ガス流内に、或は他のガスの中央の流れを包囲し得
るプラズマ発生ガスの環状流内に安定なプラズマを与え
る。しかしながらこれら周知のｌ・−ザはその工業上の
利用に直面するに十分なる能力に到達するのは可能でな
かった。
のガスの環状の流れによって包囲し得る中央ノフラズマ
発生ガス流内に、或は他のガスの中央の流れを包囲し得
るプラズマ発生ガスの環状流内に安定なプラズマを与え
る。しかしながらこれら周知のｌ・−ザはその工業上の
利用に直面するに十分なる能力に到達するのは可能でな
かった。
本発明の目的は構造が簡単でかつこの要求を満足するこ
とのできるプラズマトーチを提供することである。
とのできるプラズマトーチを提供することである。
それ故本発明は、供給導管が全体的にＴ字状を有し、そ
のステムが前記下流部ヲオ薄成し、Ｔ字状部の第１の上
方分岐部が導波管の横オリフィスを通して隙間なしに延
びかつガス源に連結するよう構成され、一方Ｔ字状部の
第２の上方分岐部が前記オリフィスと反対側の導波管の
横壁に延びかつ閉鎖される上述した型式のプラズマトー
チｅ［供する。
のステムが前記下流部ヲオ薄成し、Ｔ字状部の第１の上
方分岐部が導波管の横オリフィスを通して隙間なしに延
びかつガス源に連結するよう構成され、一方Ｔ字状部の
第２の上方分岐部が前記オリフィスと反対側の導波管の
横壁に延びかつ閉鎖される上述した型式のプラズマトー
チｅ［供する。
トーチの能力を更に一層増太しかつトーチを多数の種々
な応用に利用できる一実施例において、導管の下流部に
は第２のガスを供給する導管に連結されろ中央導管が配
置され、この供給導管はＴ字状部の上方分岐の１つと同
心に配置されかつ工／ｌ／ ホによって中央導管に連結
される。
な応用に利用できる一実施例において、導管の下流部に
は第２のガスを供給する導管に連結されろ中央導管が配
置され、この供給導管はＴ字状部の上方分岐の１つと同
心に配置されかつ工／ｌ／ ホによって中央導管に連結
される。
本発明の１実施例が添付図面を参照して以下説明される
。
。
図に示すプラズマトーチは主として導波管１゜ガス供給
、ｅイブ２及びスリーブ６を備え、これらの要素の全て
は金属である。
、ｅイブ２及びスリーブ６を備え、これらの要素の全て
は金属である。
導波管１は直線状でかつ第２図に示す矩形断面を有する
。この導波管はマイクロ波発生装置（第１図で見て左側
に配置される一一一図示せず）から四等分つェー！トラ
ップ（ｑｕａｒｔｅｒ −ｗａｖｅ ｔｒａｐ）４によ
って閉鎖される端部に延び、これは導波管の端部の外に
延びる摺動し得るｎ５によって適所に調整される。かか
るウェーブトラップは超高周波の分野では周知であり、
詳細に説明する必要はない０説明の都合上、導波管の軸
線Ｘ−Ｘは、この導波管の矩形断面の大きい方の側部と
同じく水”平であるものとする。
。この導波管はマイクロ波発生装置（第１図で見て左側
に配置される一一一図示せず）から四等分つェー！トラ
ップ（ｑｕａｒｔｅｒ −ｗａｖｅ ｔｒａｐ）４によ
って閉鎖される端部に延び、これは導波管の端部の外に
延びる摺動し得るｎ５によって適所に調整される。かか
るウェーブトラップは超高周波の分野では周知であり、
詳細に説明する必要はない０説明の都合上、導波管の軸
線Ｘ−Ｘは、この導波管の矩形断面の大きい方の側部と
同じく水”平であるものとする。
導波管１は取り外し得る中間部分６を含み、その下側部
は垂直軸線Ｙ−Ｙを有している円形間ロアを有し、また
その横側部はそれぞれ２個の円形オリフィス８と９を有
する。オリフィス８と９は開ロアの直径よりも小さな同
一の径を有しかつ共通の水平軸線２−２に整列される◎
軸線ゝ−ｘ１ｙ−ｙ及び２−２は区域６の対称面に立置
する導波管の断面の中心で交差する。
は垂直軸線Ｙ−Ｙを有している円形間ロアを有し、また
その横側部はそれぞれ２個の円形オリフィス８と９を有
する。オリフィス８と９は開ロアの直径よりも小さな同
一の径を有しかつ共通の水平軸線２−２に整列される◎
軸線ゝ−ｘ１ｙ−ｙ及び２−２は区域６の対称面に立置
する導波管の断面の中心で交差する。
供給・母イブ２は、それぞれ外方導管１０と内方導・Ｗ
ｌｌを通して２つの異なるガス金移送するよう構成され
る〇 外方導管１０は全体的にＴ字状を有する。軸線ｚ−２を
有しているＴ字状部の上方分岐部１２は、オリフィス８
′ＩＣ通してシールした要領で延びかつ第１のガスぶ（
図示せず）に連結するブζめの継手１６に終る。軸線２
−２を有するＴ字状部の他の上方分岐１４は、オリフィ
ス９にシ゛−ルした要領で取付けられる端部分を有し、
かつワッシャ１５によって譜封閉鎖される。Ｔ字状部の
ステム１６は開ロアを通し“ζ大きな隙間をもって同心
に延びる。
ｌｌを通して２つの異なるガス金移送するよう構成され
る〇 外方導管１０は全体的にＴ字状を有する。軸線ｚ−２を
有しているＴ字状部の上方分岐部１２は、オリフィス８
′ＩＣ通してシールした要領で延びかつ第１のガスぶ（
図示せず）に連結するブζめの継手１６に終る。軸線２
−２を有するＴ字状部の他の上方分岐１４は、オリフィ
ス９にシ゛−ルした要領で取付けられる端部分を有し、
かつワッシャ１５によって譜封閉鎖される。Ｔ字状部の
ステム１６は開ロアを通し“ζ大きな隙間をもって同心
に延びる。
第２のガス源（図示せず）に連結するための継手１７が
設けられる内方導管１１は、Ｚ−Ｚ＠を有しかつワッシ
ャ１５を通してシールした要領で延びる上流部１８、エ
ルボ２０及び軸線Ｙ−Ｙを有して、いる下流ｖＡ２１を
備える。部分２１は軸線方向に開口されるカラーを備え
、従ってこのカラーはＴ字状部のステム１６に中心決め
されかつ第１のガスの通過を可能にする。
設けられる内方導管１１は、Ｚ−Ｚ＠を有しかつワッシ
ャ１５を通してシールした要領で延びる上流部１８、エ
ルボ２０及び軸線Ｙ−Ｙを有して、いる下流ｖＡ２１を
備える。部分２１は軸線方向に開口されるカラーを備え
、従ってこのカラーはＴ字状部のステム１６に中心決め
されかつ第１のガスの通過を可能にする。
バイブ２の全体は図示されるように、相互にねじ込まれ
る一連の管状要素から成ることができ。
る一連の管状要素から成ることができ。
流体密性はできれば溶接によって達成される。酸素溶断
において、普通の型式の円錐形ノーズを有しているノズ
ル２２はステム１６の下端部にねじ込まれ、ノズルの中
央導管は導管１１と連通し。
において、普通の型式の円錐形ノーズを有しているノズ
ル２２はステム１６の下端部にねじ込まれ、ノズルの中
央導管は導管１１と連通し。
一方塊状導管（又はリング配列に配置した一連の導管）
は導管１０と連通ずる。ノズル２２は適当なシール要素
（図示せず）を介在させて導管１０の内方肩部２６に対
して係合し、かつこの導管にねじ込まれるナツト２４に
よって適所に保持される。
は導管１０と連通ずる。ノズル２２は適当なシール要素
（図示せず）を介在させて導管１０の内方肩部２６に対
して係合し、かつこの導管にねじ込まれるナツト２４に
よって適所に保持される。
スリーブ３は開ロアの直径に実質的に等しい内径を有す
る。スリーブは、その上端部に前記開口の囲りの適所に
ねじ止めされる外方フランジ２４を有し、またその下端
部に巻き上げたフランジ２５を有する。スリーブの円筒
形壁と接線方向に結合されるこのフランジは図示される
ように円弧の形状の輪郭を有する。変形として、このフ
ランジ２５は丸（した輪郭を有し、かつスリーブに接線
方向に結合される外方ビードと置き換え得る０フランジ
２５又はビードの最下方円はノズル２２の水平端面と実
質的に一致する。
る。スリーブは、その上端部に前記開口の囲りの適所に
ねじ止めされる外方フランジ２４を有し、またその下端
部に巻き上げたフランジ２５を有する。スリーブの円筒
形壁と接線方向に結合されるこのフランジは図示される
ように円弧の形状の輪郭を有する。変形として、このフ
ランジ２５は丸（した輪郭を有し、かつスリーブに接線
方向に結合される外方ビードと置き換え得る０フランジ
２５又はビードの最下方円はノズル２２の水平端面と実
質的に一致する。
操作するに当って継手１５と１７の一方はプラズマ発生
ガス、例えばアルゴンの供給源と連結され、また他方は
他のガスの供給源と連結されて、プラズマ発生ガスを包
囲し或はノズル２２の出口で後者によって包囲される。
ガス、例えばアルゴンの供給源と連結され、また他方は
他のガスの供給源と連結されて、プラズマ発生ガスを包
囲し或はノズル２２の出口で後者によって包囲される。
マイクロ波発生装置は１例えば２．４ ｓ ｃＨｚの周
波数で脈動電磁エネルギーを印加する。
波数で脈動電磁エネルギーを印加する。
付随的に生じる動力は、パイプ２及びガスのない場合ア
ンテナを構成するノズル２２によって伝達される有効な
動力と、導波管１によって発生装置に復帰される寄生の
反射動力とに分割される。
ンテナを構成するノズル２２によって伝達される有効な
動力と、導波管１によって発生装置に復帰される寄生の
反射動力とに分割される。
篤くべきことに出願人は、トラップ４を適当に調整する
ことにより、効率良く少なくとも６ ｙｃｗ にのぼる
付随動力として９５％のオーダーの有効動力／付随動力
をもって、ノズル２２の出口に安定なプラズマを得るこ
とが可能でおることを見出した。実験は特に、圧縮空気
又は窒素によって包囲された中央のアルゴンプラズマで
溝足に実施された。ガスシース（ｇａｓ ５ｈｅａｔｈ
） を排除することによって、約４ＫＷの付随動力ま
で安定なプラズマを得るユとが可能であった・ 変形として、ノズルの外部キャップは誘電性の材料（石
英、セラミックその他）から製作し得る。
ことにより、効率良く少なくとも６ ｙｃｗ にのぼる
付随動力として９５％のオーダーの有効動力／付随動力
をもって、ノズル２２の出口に安定なプラズマを得るこ
とが可能でおることを見出した。実験は特に、圧縮空気
又は窒素によって包囲された中央のアルゴンプラズマで
溝足に実施された。ガスシース（ｇａｓ ５ｈｅａｔｈ
） を排除することによって、約４ＫＷの付随動力ま
で安定なプラズマを得るユとが可能であった・ 変形として、ノズルの外部キャップは誘電性の材料（石
英、セラミックその他）から製作し得る。
これはトーチの能力を増大し、或は所定の動力として必
要なガス流を低減する。更にトーチが常に同一条件のも
とで操作されるように意図されるならば、トラップ４は
軸線Ｘ−Ｘを有しかつ導波管に密封して連結される簡単
な平板と置き換え得る他の変形例において、導管１１が
プラズマ発生ガスを移送するとき、Ｔ字状部の分岐１２
１に通し℃、ガス混合物、例えば燃焼混合物を導入し得
、従ってノズル２２の出口に中央プラズマジェットを包
囲する炎を形成する。この場合、安全のためガスの混合
物（例えば０２と１（２）は、ある型式のバーナーでは
普通であるように、ノズル２２の出口まで別々に移送し
、かつノズルの出口でのみ混合するよう装備することが
有利である。適当な・９イブ及び／又は隔壁が分岐部１
２及びＴ字状部のステム１６に設ゆられる。
要なガス流を低減する。更にトーチが常に同一条件のも
とで操作されるように意図されるならば、トラップ４は
軸線Ｘ−Ｘを有しかつ導波管に密封して連結される簡単
な平板と置き換え得る他の変形例において、導管１１が
プラズマ発生ガスを移送するとき、Ｔ字状部の分岐１２
１に通し℃、ガス混合物、例えば燃焼混合物を導入し得
、従ってノズル２２の出口に中央プラズマジェットを包
囲する炎を形成する。この場合、安全のためガスの混合
物（例えば０２と１（２）は、ある型式のバーナーでは
普通であるように、ノズル２２の出口まで別々に移送し
、かつノズルの出口でのみ混合するよう装備することが
有利である。適当な・９イブ及び／又は隔壁が分岐部１
２及びＴ字状部のステム１６に設ゆられる。
上述したトーチは１表面の処理、化学反応の発生又は分
析操作のような科学的な応用に特に利用し得る。
析操作のような科学的な応用に特に利用し得る。
第１図は本発明によるプラズマトーチの第２図のＩ−Ｉ
＠に沿う断面図であシ、また第２図は第１図の１１−ｎ
線に沿う断面図である。 １０８．導波管、 ２・・・ガス供給パイプ・ ３・・
・スリーブ、 ４・・・ウェーブトラップ。 ５・・・棒、 ６・・・中間部分、 ７°パ円形開口、
８，９・・・オリフィス、１０・・・外方導管、 １
１・・・内方導管、 １２．１４・・・上方分岐部、
１５．１７・・・継手、１５・・・・ワッシャ％ ｔ６
・・・ステム、 １８°゛。 上流部、２０・・・４エルボ、２１・・・下流部。 ２２・・・ノズル。 第１頁の続き ０発 明 者 ジャン・ポール・ポザ フランス国、′
ル クロードφデＩ
＠に沿う断面図であシ、また第２図は第１図の１１−ｎ
線に沿う断面図である。 １０８．導波管、 ２・・・ガス供給パイプ・ ３・・
・スリーブ、 ４・・・ウェーブトラップ。 ５・・・棒、 ６・・・中間部分、 ７°パ円形開口、
８，９・・・オリフィス、１０・・・外方導管、 １
１・・・内方導管、 １２．１４・・・上方分岐部、
１５．１７・・・継手、１５・・・・ワッシャ％ ｔ６
・・・ステム、 １８°゛。 上流部、２０・・・４エルボ、２１・・・下流部。 ２２・・・ノズル。 第１頁の続き ０発 明 者 ジャン・ポール・ポザ フランス国、′
ル クロードφデＩ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、マイクロ波発生装置に連結するための導波管、及び
ガス供給導管を備え、前記導波管力１横壁を有しかつ開
口と横オリフィスを限定し、前記供給導管力ｔステム、
第１の上方分岐部・第２の上方分岐部及び前記第２の上
方分岐部を閉鎖する手段を限定している全体的にＴ字状
の形状を有し、前記供給導管のステムが前記開口を通し
て間隙をもって延びかつノズルに連結され、前記第１の
上方分岐部が前記横オリフィスを通して間隙なしに延び
かつガスの供給源と連結するよう構成され、また前記第
２の上方分岐部が前記横オリフィスと反対側の前記導波
管の横壁の一方に延びるプラズマトーチ。 ２、前記導波管が矩形断面を有し、また前記ステムと上
方分岐部が直線状でかつ導波管の前記横壁のそれぞれの
壁と直角である特許請求の範囲第１項に記載のプラズマ
トーチ。 ３、ガス供給導管の下流部が前記導波管の大きな側部を
通って延びる特許請求の範囲第２項に記載のプラズマト
ーチ。 ４、前記ガス供給導管の前記下流部に配置される中央導
管及び前記中央導管に連結される第２のガス供給導管を
更に備える特許請求の範囲第１項に記載のプラズマトー
チ。 ５、前記第２のガス供給導管が前記上方分岐部の一方に
同心に配置され、またエルボが前記第２のガス供給導管
を前記中央導管に連結する特許請求の範囲第４項に記載
のプラズマトーチ０６、前記第２のガス供給導管が前記
第２の上方分岐部に関して同心に配置される特許請求の
範囲第５項に記載のプラズマトーチ。 ７、前記ノズルが誘電性材料の外方キャップを有する特
許請求の範囲第４項に記載のプラズマトーチ０ ８、前記ガス供給導管の下端部が前記開口の直径と実質
的に等しい内径を有しているスリーブによって取り囲ま
れ、前記スリーブが前記開口の囲りで前記導波管に固定
される特許請求の範囲第１項に記載のプラズマトーチ。 ９、前記スリーブの下流端部に外方に巻き上げたフラン
ジを備える特許請求の範囲第８項に記載のプラズマトー
チ。 １帆前記スリーブの下流端部に丸くした輪郭を有してｂ
る外方ビードを備える特許請求の範囲第８項に記載のプ
ラズマトーチ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8315713 | 1983-10-03 | ||
| FR8315713A FR2552964B1 (fr) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | Torche a plasma a energie hyperfrequence |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097600A true JPS6097600A (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=9292752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59206478A Pending JPS6097600A (ja) | 1983-10-03 | 1984-10-03 | プラズマトーチ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4645973A (ja) |
| JP (1) | JPS6097600A (ja) |
| FR (1) | FR2552964B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506235A (ja) * | 2004-07-07 | 2008-02-28 | アマランテ テクノロジーズ，インク． | プルーム安定性及び加熱効率が改善されたマイクロ波プラズマノズル |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5159474A (en) | 1986-10-17 | 1992-10-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Transform optical processing system |
| US5565118A (en) * | 1994-04-04 | 1996-10-15 | Asquith; Joseph G. | Self starting plasma plume igniter for aircraft jet engine |
| USD371058S (en) | 1994-10-31 | 1996-06-25 | American Torch Tip Company | Electrode tip for a plasma arc cutting torch |
| RU2157061C1 (ru) * | 1999-03-23 | 2000-09-27 | Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН | Устройство для свч-плазменной обработки материалов |
| US7619178B2 (en) * | 2006-02-06 | 2009-11-17 | Peschel William P | Directly connected magnetron powered self starting plasma plume igniter |
| FR2952786B1 (fr) * | 2009-11-17 | 2012-06-08 | Centre Nat Rech Scient | Torche a plasma et procede de stabilisation d'une torche a plasma |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2964678A (en) * | 1959-06-26 | 1960-12-13 | Gen Electric | Arc plasma generator |
| BE626654A (ja) * | 1962-01-16 | |||
| US3280364A (en) * | 1963-03-05 | 1966-10-18 | Hitachi Ltd | High-frequency discharge plasma generator utilizing an auxiliary flame to start, maintain and stop the main flame |
| US3641389A (en) * | 1969-11-05 | 1972-02-08 | Varian Associates | High-power microwave excited plasma discharge lamp |
| US3911318A (en) * | 1972-03-29 | 1975-10-07 | Fusion Systems Corp | Method and apparatus for generating electromagnetic radiation |
| US4517495A (en) * | 1982-09-21 | 1985-05-14 | Piepmeier Edward H | Multi-electrode plasma source |
-
1983
- 1983-10-03 FR FR8315713A patent/FR2552964B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-10-02 US US06/656,909 patent/US4645973A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-10-03 JP JP59206478A patent/JPS6097600A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506235A (ja) * | 2004-07-07 | 2008-02-28 | アマランテ テクノロジーズ，インク． | プルーム安定性及び加熱効率が改善されたマイクロ波プラズマノズル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2552964A1 (fr) | 1985-04-05 |
| FR2552964B1 (fr) | 1985-11-29 |
| US4645973A (en) | 1987-02-24 |
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