JPS62124079A - プラズマ切断用ト−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】 産業上の利用分野 本発明は作動ガスを用いるプラズマ切断トーチに関する
ものである。

従来の技術 作動ガスを用いるプラズマアーク切新法の装置は第３図
に示すものであり、１１は作動ガスを圧縮し、トーチ先
端に送るコンプレッサー、１２は作動ガスの２次圧力を
一定値に調整するレギュレータ、１３はパワーを供給す
るためのプラズマ切断用電源、１４は母材１９と電源１
３を接続する接地ケーブル、１６はプラズマ切断用トー
チである。トーチ１６は電ランを内蔵し、かつ作動ガス
をトーチ先端部に送る冷却ケーブル１６．トーチスイッ
チケーブル１７．アークスタートを良好にするために高
周波をのせるパイロットケーブル１８により構成される
。

従来の切断トーチ１５の先端部２ｏの形状について以下
に説明する。

従来の切断トーチの先端部構造は第２図に示す通りであ
る。１は先端部にジルコニウムやノ・フニウム等の陰極
材料を埋め込んだ電極、２はプラズマアークを絞り母材
に供給するチップ、３は電極１とチップ２を電気的に絶
縁し、かつケーブルより供給された作動ガスを分流し、
かつプラズマア−クを緊縮させる旋回流を発生させるた
めの小径の穴を有するオリフィス、４は導電部の外部へ
の露出を防止すると共に、本体ネジ金具８と螺合するこ
とにより、電極１．チップ２．オリフィス３を固定し、
かつテップ２の溝部６（スプライン部）を通過する作動
ガスをテップ冷却のための二次流として流す役割を有す
るノズルであり、セラミック等の絶縁物で製作されてい
るものである０プラズマアーク切断においては、チップ
２において高温のプラズマ流を絞り、また接触切断にお
いては加熱された母材に接するために、熱による損傷を
受けやすい。したがって前述のように作動ガスを分流し
、テップ外局面に設けられた溝部６（スプライン）とノ
ズル４との間にも作動ガスを流しく二次流）、チップ２
の冷却を行なっている。

発明が解決しようとする問題点 第２図に示すように、従来のプラズマトーチの先端構造
において、チップ２はオリフィス３やノズル４と電気的
に絶縁されていると共に、熱的にも同様のことが言え、
チップ２の冷却はチップ自体の熱容量とテップ冷却のた
めの作動ガス（二次流）の熱吸収によっている。

チップの熱容量を犬にするには、単に寸法を犬とすれば
良いが、トーチの機能性を考慮すると適当な方法ではな
く、また溝部（スプライン部）の数を増加させれば、逆
に熱容量が減少するという背反した結果となるうえ、プ
ラズマ流を緊縮させるためのチップ内部を流れる作動ガ
ス（−次流）の量が減少し、分流がうまくいかない。

また、従来品におけるチップ冷却のための作動ガス流（
二次流）は、十分な効果を上げうる流れとなっていない
。すなわちチップ外周面に設けた溝部（スプライン部）
を通過した作動ガスは、チップと単に平行流でありかつ
チップ外周面に沿った流れとはなっていない。従って、
チップ２の十分な冷却効果が得られず、チップ２の損傷
を早め、その結果、緊縮したプラズマアークの発生をそ
こない、切断性能をも著しく悪化させていた。

また、従来品は前述のように、セラミック製のノズル４
を本体金具８に螺合させることにより、電極１．チップ
２．オリフィス３を固定しているが、高使用率において
稼動させた場合、内部が熱膨張し、セラミツク製ノズル
４先端部を破壊させるという問題点もあった。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のプラズマ切断用ト
ーチは電子放射面を有する電極をセンターに置き、プラ
ズマ流を緊縮するチップと連結するオリフィスにより作
動ガスをチップの内外面に分流する構造を有するプラズ
マ切断用トーチにおいて、外周に複数個の溝部あるいは
間隙を有するチップ外面と内面が接し、チップ溝部底面
径より小なる口径を有すると共に、チップ溝部出口のチ
ップ外壁との間に小室を形成し、かつ上端部を本体ネジ
金具に螺合することにより前記電極、前記チップ、前記
オリフィスを固定するガイドノズルを具備したものであ
る。

作　　　用 上記構成において、チップ溝部（スプライン部）を通過
した作動ガスは、直進せずチップ側面に直角もしくは近
い状態で当てられる。

流体は、面に沿って流れるため、テップ側面にぶつけら
れたガスはその後、強制的にチップ外面を沿って流れる
。またチップはガイドノズルと接しているため、チップ
が吸収した熱はガイドノズルに伝導する。ガイドノズル
内壁はオリフィス外壁とで作動ガス通路を形成しており
、放熱効果があり、従来品よりチップの熱容量は大とな
る。

また、ガイドノズルの他端部はトーチ本体ネジ金具と螺
合することにより、チップ、電極、オリフィスを固定す
るのでノズルの先端部が熱膨張により破損することはな
い。

実施例 第１図は本発明の実施例を示す。１は先端にジルコニウ
ムあるいはハフニウム等の陰極材料を埋め込んだ電極、
２はプラズマ流を緊縮させるテップ、３は電極１とチッ
プ２を電気的に絶縁し、流体ケーブルより供給された作
動ガス６を分流すると共にプラズマ流を緊縮させる旋回
流を発生させるための小径の穴を有するオリフィス、７
はチップ２の外面と接し、本体ネジ金具８に螺合させる
ことにより電極１．テップ２．オリフィス３を固定させ
る銅あるいは銅合金からなるガイドノズルである。４は
導電部を保護するセラミック等からなるノズルである。

なお、９は絶縁体、１０はトーチ本体給電部である。

作動ガス５はオリフィス３の小穴により分流された後、
チップ溝部（スプライン部）６を通過し、チップ２外壁
とガイドノズル７の内壁によ多形成される小室に入り、
流出方向をチップ壁面方向に直角に変更された後、チッ
プ壁面にそって流出する。

従って、テップ２が吸収した熱はガイドノズル７に伝導
し、このガイドノズル７の内面に沿って流れる作動ガス
に熱伝達されて放熱される。よって、チップ２の熱容量
は大となる。

なお、ガイドノズル７の口径を変更することにより電極
１とチップ２内面の間を流れる作動ガス（プラズマ流）
と、テップ２外面に沿って流れる作動ガス（二次流）と
の分流比率を、切断条件に合うように変えることも可能
である。

発明の効果 以上のように本考案はガイドノズルを備えることにより
、チップの冷却効果が大巾に向上し寿命が延びるととも
に、電極、チップ、オリフィスを固定する役割を担うた
め、セラミック製のノズルの破損も激減し、その効果は
犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すプラズマ切断用トーチを
示し、同図ａは断面図、同図すは同図ａのＡ−Ａ線断面
図、同図Ｃは同図ａのＢ−Ｂ線断面図、第２図は従来の
プラズマ切断用トーチを示し、同図ａは断面図、同図す
は同図ａのＣ−Ｃ線断面図、同図Ｃは同図ａのＤ−Ｄ線
断面図、第３図は一般的なプラズマ切断装置の斜視図で
ある。 １・・・・・電極、２・・・・・・チップ、３・・・・
・・オリフィス、４・・・・・・ノズル、６・・・・・
・作動ガス、６・・・・・・テップ溝部、７・・・・・
・ガイドノズル、８・・・・・・本体ネジ金具。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−−電１五 １番 （ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｃ
）第２図　　　（０−２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子放射面を有する電極をセンターに置き、プラズマ流
   を緊縮するチップと連結するオリフィスにより作動ガス
   をチップの内外面に分流する構造を有するプラズマ切断
   用トーチにおいて、外周に複数個の溝部あるいは間隙を
   有するチップ外面と内面が接し、チップ溝部底面径より
   小なる口径を有すると共に、チップ溝部出口のチップ外
   壁との間に小室を形成し、かつ上端部を本体ネジ金具に
   螺合することにより前記電極、前記チップ、前記オリフ
   ィスを固定するガイドノズルを具備したことを特徴とす
   るプラズマ切断用トーチ。