JPS61128499A - 移行形プラズマト−チ - Google Patents
移行形プラズマト−チInfo
- Publication number
- JPS61128499A JPS61128499A JP24993184A JP24993184A JPS61128499A JP S61128499 A JPS61128499 A JP S61128499A JP 24993184 A JP24993184 A JP 24993184A JP 24993184 A JP24993184 A JP 24993184A JP S61128499 A JPS61128499 A JP S61128499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- plasma torch
- anode
- ignition
- ignition anode
- 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.)
- Pending
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- Plasma Technology (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (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】
〔発明の分野〕
本発明は移行形プラズマトーチに関し、特にプラズマ発
生部の電極構造に関する。
生部の電極構造に関する。
本発明が対象とする移行形プラズマトーチは、物体の加
熱に用いられ１例えば、転炉から連続鋳造のモールドに
供給する溶鋼をある段階で加熱するために用いられる。
熱に用いられ１例えば、転炉から連続鋳造のモールドに
供給する溶鋼をある段階で加熱するために用いられる。
たとえば溶鋼の加熱には、誘導加熱やプラズマトーチに
よる加熱が用いられる。プラズマトーチには、プラズマ
移行形のものと非移行形のものがある。プラズマ移行形
のものは、加熱対象物を陽極として、プラズマトーチの
カソードと加熱対象物との間に放電を行なわせるもので
あり、非移行形のものは、プラズマトーチのカソードと
陽極の間に放電を行なわせ、電極間にプロセスガスを供
給し、カソード−陽極間を通った気体を加熱対象物に当
てるものである。
よる加熱が用いられる。プラズマトーチには、プラズマ
移行形のものと非移行形のものがある。プラズマ移行形
のものは、加熱対象物を陽極として、プラズマトーチの
カソードと加熱対象物との間に放電を行なわせるもので
あり、非移行形のものは、プラズマトーチのカソードと
陽極の間に放電を行なわせ、電極間にプロセスガスを供
給し、カソード−陽極間を通った気体を加熱対象物に当
てるものである。
移行形プラズマトーチにおいても、電極を雰囲気から遮
断するため、Ｎ２ ｙ Ａｒ（不活性ガスが好ましい）
等のプロセスガスが用いられるが、非移行形のプラズマ
トーチでのプロセスガスの消費の方がはるかに多く、こ
のプロセスガスの消費量により、非行形プラズマトーチ
は運転コストが高い。
断するため、Ｎ２ ｙ Ａｒ（不活性ガスが好ましい）
等のプロセスガスが用いられるが、非移行形のプラズマ
トーチでのプロセスガスの消費の方がはるかに多く、こ
のプロセスガスの消費量により、非行形プラズマトーチ
は運転コストが高い。
移行形プラズマトーチとして例えば特公昭５６−４３５
２号あるいは特開昭５８−２２３３００号のものが知ら
れている。
２号あるいは特開昭５８−２２３３００号のものが知ら
れている。
特公昭５Ｂ−４３５２号のものは第１図に示す如く、内
室部４に流入させる冷却された本体３内にねじ込まれた
電極（カソード）ｌをトーチの中心部に、その周囲には
冷却水通路５を有する円筒状のノズル２があり、電極１
とノズル２との間にはプロセスガス流路６が形成されて
いる。この装置の着火は電極ｌとノズル２との間でパイ
ロットアークを形成させて行う、然し、この形状のプラ
ズマトーチは電極１の先端が尖っているので、加熱アー
クが先端に集中し、先端の消耗が激しく、特にアーク電
流を大きくして加熱量を大きくする場合、電極先端の寿
命が短い。また電極先端が尖っているこの種のトーチは
加熱アークが先端に集中するが着火時にはアークが不安
定であることがあり、メインアークが電極１の先端を外
れたり、先端にあっても曲るという所謂「迷走アーク」
が発生し、この迷走アークによりその中に発生する熱エ
ネルギーで燃焼してノズル２に孔を形成してノズル２が
損耗するという問題があった。この問題を解決する一つ
の方法が特開昭５８−２２３３００号である。特開昭５
８−２２３３００号のものを第２図に示す。第１Ｉ！Ｉ
と同じ機能のものには同じ符号を付した。第２図のもの
は迷走アークによる前記ノズル２の損耗を防ぐためにノ
ズル２の外表面にグラファイト等の高融点導電層７を設
けたものである。即ちこの高融点電導層に迷走アークを
引き付けて、その中に発生した熱エネルギーを分散させ
てノズル２を保護するものである。この導電層７は破線
８で示されるようにノズル２の外表面の先端を越えて、
あるいは先端まで延びて、ノズル２の先端も保護される
。
室部４に流入させる冷却された本体３内にねじ込まれた
電極（カソード）ｌをトーチの中心部に、その周囲には
冷却水通路５を有する円筒状のノズル２があり、電極１
とノズル２との間にはプロセスガス流路６が形成されて
いる。この装置の着火は電極ｌとノズル２との間でパイ
ロットアークを形成させて行う、然し、この形状のプラ
ズマトーチは電極１の先端が尖っているので、加熱アー
クが先端に集中し、先端の消耗が激しく、特にアーク電
流を大きくして加熱量を大きくする場合、電極先端の寿
命が短い。また電極先端が尖っているこの種のトーチは
加熱アークが先端に集中するが着火時にはアークが不安
定であることがあり、メインアークが電極１の先端を外
れたり、先端にあっても曲るという所謂「迷走アーク」
が発生し、この迷走アークによりその中に発生する熱エ
ネルギーで燃焼してノズル２に孔を形成してノズル２が
損耗するという問題があった。この問題を解決する一つ
の方法が特開昭５８−２２３３００号である。特開昭５
８−２２３３００号のものを第２図に示す。第１Ｉ！Ｉ
と同じ機能のものには同じ符号を付した。第２図のもの
は迷走アークによる前記ノズル２の損耗を防ぐためにノ
ズル２の外表面にグラファイト等の高融点導電層７を設
けたものである。即ちこの高融点電導層に迷走アークを
引き付けて、その中に発生した熱エネルギーを分散させ
てノズル２を保護するものである。この導電層７は破線
８で示されるようにノズル２の外表面の先端を越えて、
あるいは先端まで延びて、ノズル２の先端も保護される
。
然し、前記いずれのトーチも電極ｌの周囲にノズル２が
あるので、加熱容量を大きくするために電極１を大きく
すると、必然的にノズル２の径も大きくすることになり
、従ってプラズマトーチ全体の大きさ２重量が増加し、
又取付けのためのスペースも大きくする必要があり不経
済となる。
あるので、加熱容量を大きくするために電極１を大きく
すると、必然的にノズル２の径も大きくすることになり
、従ってプラズマトーチ全体の大きさ２重量が増加し、
又取付けのためのスペースも大きくする必要があり不経
済となる。
本発明は上記従来の移行形プラズマトーチと根本的に異
る構造とすることによってノズルの溶損をなくし、カソ
ードを高電流容量とししかも寿命を長くシ、にもかかわ
らずトーチ全体の容積は可及的に小さくすることを目的
とする。
る構造とすることによってノズルの溶損をなくし、カソ
ードを高電流容量とししかも寿命を長くシ、にもかかわ
らずトーチ全体の容積は可及的に小さくすることを目的
とする。
上記目的を達成するために本発明においては、カソード
を、少なくとも底部を高融点金属とした筒状体とし、こ
のカソードの中空部に外観が棒状の着火用陽極を配置し
、カソードの外側、あるいはカソードと着火用陽極の間
、の少なくとも一方にプロセスガスを供給する構成とす
る。
を、少なくとも底部を高融点金属とした筒状体とし、こ
のカソードの中空部に外観が棒状の着火用陽極を配置し
、カソードの外側、あるいはカソードと着火用陽極の間
、の少なくとも一方にプロセスガスを供給する構成とす
る。
これによれば、着火用陽極は格別に大きくする必要がな
いのでその外径は小さく、トーチの外形を従来と同じに
しても、着火用陽極を取り囲むカソードの形状を、従来
よりも大きくでき、電流容量を大きくできる。また、カ
ソードが大きくなり、その中央に着火用陽極が位置する
結果、メインアークが着火用陽極を溶損することはなく
なり、従来のようにノズルを溶損することはなくなる。
いのでその外径は小さく、トーチの外形を従来と同じに
しても、着火用陽極を取り囲むカソードの形状を、従来
よりも大きくでき、電流容量を大きくできる。また、カ
ソードが大きくなり、その中央に着火用陽極が位置する
結果、メインアークが着火用陽極を溶損することはなく
なり、従来のようにノズルを溶損することはなくなる。
本発明の好ましい実施例では、カソードは、略リング状
の高融点金属を底材としてそれに冷却媒体通流空間を有
する２重円筒を固着した。底中心に穴を有する有底２重
筒とし；着火用陽極は、略カップ状の高融点金属に、冷
却媒体通流空間を有する中空円筒を固着した有底筒とし
；カソードの。
の高融点金属を底材としてそれに冷却媒体通流空間を有
する２重円筒を固着した。底中心に穴を有する有底２重
筒とし；着火用陽極は、略カップ状の高融点金属に、冷
却媒体通流空間を有する中空円筒を固着した有底筒とし
；カソードの。
処理対象物に対する放電面以外を、空間を介して外筒で
覆い、この外筒とカソードの間をプロセスガス通流路と
し；しかも、カソードとそれを貫通する着火用陽極の間
の空間をプロセスガス通流路とする。
覆い、この外筒とカソードの間をプロセスガス通流路と
し；しかも、カソードとそれを貫通する着火用陽極の間
の空間をプロセスガス通流路とする。
これによれば、カソードおよび着火用陽極がそれぞれ内
部で冷却され、しかもカソードの内、外をプロセスガス
が通ってカソードを内、外で遮断し、外筒と着火用陽極
が保護される。またプロセスガスによりメインアークの
外筒側が熱ピンチで内方（カソード側）へ絞られ、外筒
からメインアークが離れてカソードに収束し、外筒の保
護とメインアークの高安定性が確保される。カソードと
着火用陽極の間を通るプロセスガスによりメインアーク
の内側が熱ピンチで外方（カソード側）へ絞られ、着火
用陽極からメインアークが離れてカソードに収束し、着
火用陽極の保護とメインアークの高安定性が確保される
。
部で冷却され、しかもカソードの内、外をプロセスガス
が通ってカソードを内、外で遮断し、外筒と着火用陽極
が保護される。またプロセスガスによりメインアークの
外筒側が熱ピンチで内方（カソード側）へ絞られ、外筒
からメインアークが離れてカソードに収束し、外筒の保
護とメインアークの高安定性が確保される。カソードと
着火用陽極の間を通るプロセスガスによりメインアーク
の内側が熱ピンチで外方（カソード側）へ絞られ、着火
用陽極からメインアークが離れてカソードに収束し、着
火用陽極の保護とメインアークの高安定性が確保される
。
第３図に本発明の一実施例の外観を、第４図に底面を、
第５図にｖｔ−ｖｔ線断面（縦断面）を示す。
第５図にｖｔ−ｖｔ線断面（縦断面）を示す。
パイロットアークの発生時に陽極となるノズル（従来は
第１，２図の２）に相当する着火用陽極１２を中心に設
け、逆に、カソード１１をその周りに設けている。
第１，２図の２）に相当する着火用陽極１２を中心に設
け、逆に、カソード１１をその周りに設けている。
着火用陽極１２は先端にカップ状の高融点金属を固着し
た導電体有底円筒であり、その内部に冷却水１３が通さ
れる６着火用陽極１２の外形は、略棒状である。
た導電体有底円筒であり、その内部に冷却水１３が通さ
れる６着火用陽極１２の外形は、略棒状である。
この陽極２を取り囲むカソード１１は、底面（第４図）
から見ればリング状、縦断面（第５図）では盲穴凸状の
高融点金属を先端に固着した導電体有底２重筒であり、
このカソード１１の中心穴に着火用陽極１２が通ってい
る。カソード１１の内部に冷却水１３が通される。
から見ればリング状、縦断面（第５図）では盲穴凸状の
高融点金属を先端に固着した導電体有底２重筒であり、
このカソード１１の中心穴に着火用陽極１２が通ってい
る。カソード１１の内部に冷却水１３が通される。
カソード１１は、第５図に示すように、底に開口を設け
た外筒１５で取り囲まれている。この外筒１５とカソー
ド１１の間の空間、ならびに、カソード１１と着火用陽
極１２の間の空間には、プロセスガス１４が通され、ト
ーチ下端より下方に向けて出る。
た外筒１５で取り囲まれている。この外筒１５とカソー
ド１１の間の空間、ならびに、カソード１１と着火用陽
極１２の間の空間には、プロセスガス１４が通され、ト
ーチ下端より下方に向けて出る。
着火時には、最初カソード１１と陽極１２の間に高周波
の高電圧を印加してこの間に放電を発生させ、次にカソ
ード１１をマイナス極、陽極１２をプラス極として直流
電圧を印加してパイロットアークを発生させその後高周
波高電圧の印加を停止する６ 次にカソード１１をマイナス極、加熱対象物をプラス極
として直流電圧を印加し、これらの間にメインアークを
発生させその後カソード１１．陽極１２の間の直流電圧
印加を停止し、パイロットアークを消滅させる。
の高電圧を印加してこの間に放電を発生させ、次にカソ
ード１１をマイナス極、陽極１２をプラス極として直流
電圧を印加してパイロットアークを発生させその後高周
波高電圧の印加を停止する６ 次にカソード１１をマイナス極、加熱対象物をプラス極
として直流電圧を印加し、これらの間にメインアークを
発生させその後カソード１１．陽極１２の間の直流電圧
印加を停止し、パイロットアークを消滅させる。
外筒１５とカソード１１の間の空間を通って下方に出る
プロセスガス１４ｏは、カソード１１−外筒１５間をシ
ールドし、メインアークに外方から内方に向わせる熱ピ
ンチを生起させる。一方、カソード１１と着火用陽極１
２の間の空間を通って下方に出るプロセスガス１４ｉは
、着火用陽極１２−カソード１１間をシールドし、メイ
ンアークに内方から外方に向わせる熱ピンチを生起させ
る。これらのプロセスガスにより外筒１５および着火用
陽極１２が保護され、しかも上述の内外熱ピンチにより
、メインアークはカソード１１の下端面で安定する。こ
の下端面は面積が広いので熱容量が大きく、高アーク電
流での消耗が少ない。
プロセスガス１４ｏは、カソード１１−外筒１５間をシ
ールドし、メインアークに外方から内方に向わせる熱ピ
ンチを生起させる。一方、カソード１１と着火用陽極１
２の間の空間を通って下方に出るプロセスガス１４ｉは
、着火用陽極１２−カソード１１間をシールドし、メイ
ンアークに内方から外方に向わせる熱ピンチを生起させ
る。これらのプロセスガスにより外筒１５および着火用
陽極１２が保護され、しかも上述の内外熱ピンチにより
、メインアークはカソード１１の下端面で安定する。こ
の下端面は面積が広いので熱容量が大きく、高アーク電
流での消耗が少ない。
以上の通り本発明によれば、トーチの外形を従来と同じ
にしても、カソードの形状を従来よりも大きくし、アー
ク電流を大きくすることができる。
にしても、カソードの形状を従来よりも大きくし、アー
ク電流を大きくすることができる。
また、ノズルの溶損がなくなる。
第１図および第２図は従来の移行形プラズマトーチ断面
図（縦断面図）である。 第３図は本発明の一実施例の要部外観を示す正面図、第
４図は底面図、第５図はＶｌ−ＶＩ線断面図（縦断面図
）である。 １１：カソード １２：着火用陽極１３：水
流 １４． ｌ ４０．１４ｉ ：プロセスガス流
１５：外筒 第１図 第２図 第３図 町− 蒐４図 第５図
図（縦断面図）である。 第３図は本発明の一実施例の要部外観を示す正面図、第
４図は底面図、第５図はＶｌ−ＶＩ線断面図（縦断面図
）である。 １１：カソード １２：着火用陽極１３：水
流 １４． ｌ ４０．１４ｉ ：プロセスガス流
１５：外筒 第１図 第２図 第３図 町− 蒐４図 第５図
Claims (5)
- （１）カソードと着火用陽極を備え、カソードと着火用
陽極の間にトリガ放電を生起した後に、処理対象物を陽
極としてカソードと処理対象物との間に放電を発生させ
る移行形プラズマトーチにおいて、 カソードを、少なくとも底部を高融点金属とした筒状体
とし、このカソードの中空部に外観が棒状の着火用陽極
を配置し、カソードの外側、あるいはカソードと着火用
陽極の間、の少なくとも一方にプロセスガスを供給する
構成としたことを特徴とする移行形プラズマトーチ。 - （２）カソードは、略リング状の高融点金属を底材とし
てそれに冷却媒体通流空間を有する２重円筒を固着した
、底中心に穴を有する有底２重筒とした前記特許請求の
範囲第（１）項記載の移行形プラズマトーチ。 - （３）着火用陽極は、略カップ状の高融点金属に、冷却
媒体通流空間を有する中空円筒を固着した有底筒とした
前記特許請求の範囲第（２）項記載の移行形プラズマト
ーチ。 - （４）カソードの、処理対象物に対する放電面以外を空
間を介して外筒で覆い、この外筒とカソードの間をプロ
セスガス通流路とした前記特許請求の範囲第（１）項記
載の移行形プラズマトーチ。 - （５）カソードとそれを貫通する着火用陽極の間の空間
をプロセスガス通流路とした前記特許請求の範囲第（４
）項記載の移行形プラズマトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24993184A JPS61128499A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 移行形プラズマト−チ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24993184A JPS61128499A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 移行形プラズマト−チ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128499A true JPS61128499A (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=17200304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24993184A Pending JPS61128499A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 移行形プラズマト−チ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128499A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54136193A (en) * | 1978-01-09 | 1979-10-23 | Inst Elektroswarki Patona | Method of and device for generating plasma in plasma arc torch |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP24993184A patent/JPS61128499A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54136193A (en) * | 1978-01-09 | 1979-10-23 | Inst Elektroswarki Patona | Method of and device for generating plasma in plasma arc torch |
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