JP2681251B2 - プラズマジェットトーチ用拘束チップ - Google Patents
プラズマジェットトーチ用拘束チップInfo
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- JP2681251B2 JP2681251B2 JP5196805A JP19680593A JP2681251B2 JP 2681251 B2 JP2681251 B2 JP 2681251B2 JP 5196805 A JP5196805 A JP 5196805A JP 19680593 A JP19680593 A JP 19680593A JP 2681251 B2 JP2681251 B2 JP 2681251B2
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- restraint
- plasma
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-
- 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
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
- B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
- B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体放電により生じた
プラズマを、一方の放電電極となり強制冷却される金属
製の拘束チップのノズルから噴出させるプラズマジェッ
トトーチに関し、更に詳しく述べると、そのプラズマジ
ェットトーチの先端に装着する拘束チップの材質並びに
形状に関するものである。
プラズマを、一方の放電電極となり強制冷却される金属
製の拘束チップのノズルから噴出させるプラズマジェッ
トトーチに関し、更に詳しく述べると、そのプラズマジ
ェットトーチの先端に装着する拘束チップの材質並びに
形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ切断法には、金属を対象物とす
るプラズマアーク切断法と、金属・非金属を対象物とす
るプラズマジェット切断法とがある。プラズマジェット
切断法は、図２に示すように、タングステン電極１０と
無酸素銅製水冷拘束チップ１２との間にプラズマジェッ
ト電源１４と高周波発生器１６を接続した装置を使用す
る。プラズマ流の発生は、まずタングステン電極１０と
拘束チップ１２との間に作動ガス（例えばアルゴンガ
ス）を流した後、高周波発生器１６を作動させ高周波ア
ークを放電することで電気絶縁を破壊しイオン化した電
気通路を作る。プラズマジェット電源１４からアーク電
流が作動ガス中を持続して流れ、アーク熱によってプラ
ズマ流２０が発生する。このプラズマ流２０の熱で被切
断物２２を切断する。
るプラズマアーク切断法と、金属・非金属を対象物とす
るプラズマジェット切断法とがある。プラズマジェット
切断法は、図２に示すように、タングステン電極１０と
無酸素銅製水冷拘束チップ１２との間にプラズマジェッ
ト電源１４と高周波発生器１６を接続した装置を使用す
る。プラズマ流の発生は、まずタングステン電極１０と
拘束チップ１２との間に作動ガス（例えばアルゴンガ
ス）を流した後、高周波発生器１６を作動させ高周波ア
ークを放電することで電気絶縁を破壊しイオン化した電
気通路を作る。プラズマジェット電源１４からアーク電
流が作動ガス中を持続して流れ、アーク熱によってプラ
ズマ流２０が発生する。このプラズマ流２０の熱で被切
断物２２を切断する。
【０００３】この方法は、プラズマガス自身の熱膨張に
よって拘束チップのノズルからプラズマ流２０を噴出さ
せることから、プラズマアーク切断法と異なり、アーク
電流は被切断物２２の中を流れない。このため、非導電
性材料（例えば耐火レンガやコンクリート等）の切断も
可能である。しかし、発生した高温のプラズマ流は、ノ
ズルから離れるに従ってエネルギー密度が急激に減衰す
るため、熱効率は１０〜２０％と低く、能率的な切断方
法とは言えなかった。そのため一般に実用化されておら
ず、市販品としては僅かにアクリル板切断用の３０Ａ級
のトーチが見られる程度である。
よって拘束チップのノズルからプラズマ流２０を噴出さ
せることから、プラズマアーク切断法と異なり、アーク
電流は被切断物２２の中を流れない。このため、非導電
性材料（例えば耐火レンガやコンクリート等）の切断も
可能である。しかし、発生した高温のプラズマ流は、ノ
ズルから離れるに従ってエネルギー密度が急激に減衰す
るため、熱効率は１０〜２０％と低く、能率的な切断方
法とは言えなかった。そのため一般に実用化されておら
ず、市販品としては僅かにアクリル板切断用の３０Ａ級
のトーチが見られる程度である。
【０００４】ところで核燃料施設のデコミッショニング
（解体廃棄処分）作業においては、施設の構成機器等の
材質が金属のみならず、コンクリート、プラスチック等
多種多様であることから、金属・非金属材料の切断が可
能である上記のようなプラズマジェット切断法は有望と
考えられる。そこで、この方法の原理実証を目的とした
プラズマジェット切断トーチを試作した。原理実証用ト
ーチは、市販のプラズマアークトーチにアウターノズル
を装着し、タングステン電極とアウターノズルとの間で
プラズマ流を発生させたものである。この切断トーチに
よって得られる安定したプラズマ流により、金属（材
質：ＳＵＳ３０４）で板厚２５mm、耐火レンガ（電鋳レ
ンガ）で板厚１５０mmのピアシング（プラズマジェット
切断トーチを被切断物上で一定時間保持して熱により孔
開けを行うこと）による破砕（圧縮強度が2000kg／cm2
程度ある場合、熱衝撃により砕ける）が可能であること
を確認し、デコミッショニング用切断治具として実用化
の可能性が得られた。
（解体廃棄処分）作業においては、施設の構成機器等の
材質が金属のみならず、コンクリート、プラスチック等
多種多様であることから、金属・非金属材料の切断が可
能である上記のようなプラズマジェット切断法は有望と
考えられる。そこで、この方法の原理実証を目的とした
プラズマジェット切断トーチを試作した。原理実証用ト
ーチは、市販のプラズマアークトーチにアウターノズル
を装着し、タングステン電極とアウターノズルとの間で
プラズマ流を発生させたものである。この切断トーチに
よって得られる安定したプラズマ流により、金属（材
質：ＳＵＳ３０４）で板厚２５mm、耐火レンガ（電鋳レ
ンガ）で板厚１５０mmのピアシング（プラズマジェット
切断トーチを被切断物上で一定時間保持して熱により孔
開けを行うこと）による破砕（圧縮強度が2000kg／cm2
程度ある場合、熱衝撃により砕ける）が可能であること
を確認し、デコミッショニング用切断治具として実用化
の可能性が得られた。
【０００５】しかし試作した原理実証用トーチは、大型
で（長さ約500 mm）且つ重量物（重さ約４kg）であるこ
とから、ＭＳ（マスタースレーブ）マニプレータやロボ
ット等の遠隔操作機器による取り扱いが困難であった。
そこで遠隔操作性を考慮し、ＭＳマニプレータ等による
操作の実績があるプラズマアーク切断トーチと形状・重
量を同等（長さ約２４０mm、重さ約１kg）とするため、
タングステン電極と銅性水冷拘束チップとの間でプラズ
マ流を発生する実用型トーチを試作した。拘束チップの
ノズル口径は３mm、ノズル拘束部の長さも３mmに設定し
た。
で（長さ約500 mm）且つ重量物（重さ約４kg）であるこ
とから、ＭＳ（マスタースレーブ）マニプレータやロボ
ット等の遠隔操作機器による取り扱いが困難であった。
そこで遠隔操作性を考慮し、ＭＳマニプレータ等による
操作の実績があるプラズマアーク切断トーチと形状・重
量を同等（長さ約２４０mm、重さ約１kg）とするため、
タングステン電極と銅性水冷拘束チップとの間でプラズ
マ流を発生する実用型トーチを試作した。拘束チップの
ノズル口径は３mm、ノズル拘束部の長さも３mmに設定し
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この小型化
した実用型トーチでは、陽極である拘束チップの溶融が
甚だしく、安定したプラズマ流が得られず切断不可能で
あり、核燃料施設のデコミッショニング用切断治具とし
ては使用不可能であることが判明した。
した実用型トーチでは、陽極である拘束チップの溶融が
甚だしく、安定したプラズマ流が得られず切断不可能で
あり、核燃料施設のデコミッショニング用切断治具とし
ては使用不可能であることが判明した。
【０００７】本発明の目的は、小型・軽量化したプラズ
マジェットトーチで、安定したプラズマ流を発生させる
ことができ、拘束チップの溶融を少なくして耐久性を大
幅に向上させることができ、且つ十分な切断能力を有す
るように改良したプラズマジェットトーチ用拘束チップ
を提供することである。
マジェットトーチで、安定したプラズマ流を発生させる
ことができ、拘束チップの溶融を少なくして耐久性を大
幅に向上させることができ、且つ十分な切断能力を有す
るように改良したプラズマジェットトーチ用拘束チップ
を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成できる
本発明は、気体放電により生じたプラズマを、一方の放
電電極となり強制冷却される金属製の拘束チップのノズ
ルから噴出させるプラズマジェットトーチにおいて、全
体がＣｕ−Ｚｒ合金から構成され、ノズル口径を３mm、
ノズル拘束比を２．５〜３としたプラズマジェットトー
チ用拘束チップである。なおノズル拘束比とは、拘束チ
ップのノズル口径とノズル拘束部長さとの関係であり、
（ノズル拘束部の長さ／ノズル口径）で表される値であ
る。
本発明は、気体放電により生じたプラズマを、一方の放
電電極となり強制冷却される金属製の拘束チップのノズ
ルから噴出させるプラズマジェットトーチにおいて、全
体がＣｕ−Ｚｒ合金から構成され、ノズル口径を３mm、
ノズル拘束比を２．５〜３としたプラズマジェットトー
チ用拘束チップである。なおノズル拘束比とは、拘束チ
ップのノズル口径とノズル拘束部長さとの関係であり、
（ノズル拘束部の長さ／ノズル口径）で表される値であ
る。
【０００９】
【作用】拘束チップから作動ガスを流し、一方の電極と
なる拘束チップと、該拘束チップの内部中央に位置する
他方の電極との間で放電させることにより、プラズマ流
が生じ、その熱により被切断物を切断する。拘束チップ
を、Ｃｕ−Ｚｒ合金製とし、そのノズル口径が３mm、ノ
ズル拘束比が２．５〜３とすることにより、小型化した
ときでも安定したプラズマ流を維持でき、且つチップ消
耗量を抑え、切断能力が向上する。
なる拘束チップと、該拘束チップの内部中央に位置する
他方の電極との間で放電させることにより、プラズマ流
が生じ、その熱により被切断物を切断する。拘束チップ
を、Ｃｕ−Ｚｒ合金製とし、そのノズル口径が３mm、ノ
ズル拘束比が２．５〜３とすることにより、小型化した
ときでも安定したプラズマ流を維持でき、且つチップ消
耗量を抑え、切断能力が向上する。
【００１０】拘束チップの溶融を低減させるためには、
一般にプラズマ切断法で用いられているＣｕ製ではな
く、耐熱性導電用銅合金であるＣｕ−Ｚｒ合金製にする
ことが有効であり、それによって耐久性が約６．５倍増
加する。発生したプラズマ流を安定させてチップの溶融
を低減させるためには、ノズル拘束部を長くすることが
有効である。また切断性能の向上のためには、ノズル口
径を３．０mm程度が最適であり、それに伴って最適なノ
ズル拘束比が定まる。
一般にプラズマ切断法で用いられているＣｕ製ではな
く、耐熱性導電用銅合金であるＣｕ−Ｚｒ合金製にする
ことが有効であり、それによって耐久性が約６．５倍増
加する。発生したプラズマ流を安定させてチップの溶融
を低減させるためには、ノズル拘束部を長くすることが
有効である。また切断性能の向上のためには、ノズル口
径を３．０mm程度が最適であり、それに伴って最適なノ
ズル拘束比が定まる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係るプラズマジェットトーチ
用の拘束チップの一実施例を示す断面図である。この拘
束トーチ３０は、全体がＣｕ−Ｚｒ合金からなり、その
ノズル部３２の口径ａが３mm、ノズル拘束比ｂ／ａ（但
し、ｂはノズル拘束部の長さ）が２．５〜３に設定され
ている。材質並びに寸法をこのように限定したのは、以
下に述べる理由による。なお図１に示す拘束チップの実
験によって得られた最適寸法は、ａ＝３mm、ｂ＝７．５
〜９mm、ｃ＝１１mm、ｄ＝２８mmであった。
用の拘束チップの一実施例を示す断面図である。この拘
束トーチ３０は、全体がＣｕ−Ｚｒ合金からなり、その
ノズル部３２の口径ａが３mm、ノズル拘束比ｂ／ａ（但
し、ｂはノズル拘束部の長さ）が２．５〜３に設定され
ている。材質並びに寸法をこのように限定したのは、以
下に述べる理由による。なお図１に示す拘束チップの実
験によって得られた最適寸法は、ａ＝３mm、ｂ＝７．５
〜９mm、ｃ＝１１mm、ｄ＝２８mmであった。
【００１２】プラズマジェットトーチに使用する拘束チ
ップは、材質的には、電気伝導度、熱伝導度が優れてい
る必要があり、純銅（Ｃｕ≧99.99 ）が一般的である。
そこで、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｚｒ合金（Ｃｕ≧99.50 ，Ｚｒ＝
0.10〜0.20）、Ｃｕ−Ｂｅ合金、インコネル６００（商
品名）を用いて同一形状の従来型チップ（ノズル口径３
mm、ノズル拘束部長さ３mm）を製作し、プラズマジェッ
トを発生させた。その結果、各材質の拘束チップとも安
定したプラズマ流を得ることは出来なかったが、Ｃｕ−
Ｚｒ合金製のチップは、電気伝導度及び熱伝導度ともＣ
ｕにやや劣るにもかかわらず、プラズマ流の出射可能時
間（耐久時間）はＣｕ製と同等もしくはそれ以上である
ことが判明した。他のＣｕ−Ｂｅ合金、インコネル６０
０（商品名）製のチップは、Ｃｕ製等に比べて消耗量が
極端に多かった。
ップは、材質的には、電気伝導度、熱伝導度が優れてい
る必要があり、純銅（Ｃｕ≧99.99 ）が一般的である。
そこで、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｚｒ合金（Ｃｕ≧99.50 ，Ｚｒ＝
0.10〜0.20）、Ｃｕ−Ｂｅ合金、インコネル６００（商
品名）を用いて同一形状の従来型チップ（ノズル口径３
mm、ノズル拘束部長さ３mm）を製作し、プラズマジェッ
トを発生させた。その結果、各材質の拘束チップとも安
定したプラズマ流を得ることは出来なかったが、Ｃｕ−
Ｚｒ合金製のチップは、電気伝導度及び熱伝導度ともＣ
ｕにやや劣るにもかかわらず、プラズマ流の出射可能時
間（耐久時間）はＣｕ製と同等もしくはそれ以上である
ことが判明した。他のＣｕ−Ｂｅ合金、インコネル６０
０（商品名）製のチップは、Ｃｕ製等に比べて消耗量が
極端に多かった。
【００１３】上記の従来型のチップ形状で消耗が甚だし
い理由は、チップのノズル拘束部が作るウォール効果
（チップのノズル拘束部により発生したプラズマ流の気
流の流れを安定させる効果）及びチップを冷却すること
により得られるサーマルピンチ効果（プラズマ流は周囲
から冷却することにより緊縮し高温になる性質がある）
が不足し、発生したプラズマ流の集束性及び冷却効率が
低下し、安定したプラズマ流が得られず、チップ先端で
拡散したプラズマ流の熱によりチップが溶融してしまう
ためと考えられた。そこでノズル口径３mmに対してノズ
ル拘束部長を１０mmに延長したチップを試作し、その効
果を調べた。チップ材質は、ＣｕとＣｕ−Ｚｒ合金の２
種類である。その結果、両チップともウォール効果とサ
ーマルピンチ効果が向上し、安定したプラズマ流が得ら
れた。
い理由は、チップのノズル拘束部が作るウォール効果
（チップのノズル拘束部により発生したプラズマ流の気
流の流れを安定させる効果）及びチップを冷却すること
により得られるサーマルピンチ効果（プラズマ流は周囲
から冷却することにより緊縮し高温になる性質がある）
が不足し、発生したプラズマ流の集束性及び冷却効率が
低下し、安定したプラズマ流が得られず、チップ先端で
拡散したプラズマ流の熱によりチップが溶融してしまう
ためと考えられた。そこでノズル口径３mmに対してノズ
ル拘束部長を１０mmに延長したチップを試作し、その効
果を調べた。チップ材質は、ＣｕとＣｕ−Ｚｒ合金の２
種類である。その結果、両チップともウォール効果とサ
ーマルピンチ効果が向上し、安定したプラズマ流が得ら
れた。
【００１４】しかしチップ消耗量を３０分のプラズマ流
出射で比較すると、図３に示すように、Ｃｕ製は３０分
で約１５mgの消耗が生じたのに対して、Ｃｕ−Ｚｒ合金
製は約２mgの消耗に過ぎず、顕著な差異が生じた。引き
続いて５時間のプラズマ流出射を行ったところ、Ｃｕ−
Ｚｒ合金製のチップには消耗量には変化がなく、安定し
たプラズマ流の維持が可能であった。
出射で比較すると、図３に示すように、Ｃｕ製は３０分
で約１５mgの消耗が生じたのに対して、Ｃｕ−Ｚｒ合金
製は約２mgの消耗に過ぎず、顕著な差異が生じた。引き
続いて５時間のプラズマ流出射を行ったところ、Ｃｕ−
Ｚｒ合金製のチップには消耗量には変化がなく、安定し
たプラズマ流の維持が可能であった。
【００１５】一般的なプラズマアーク切断トーチにおけ
るチップのノズル拘束比は２であるが、プラズマジェッ
ト切断トーチの最適形状は明確になっていない。そこ
で、ノズル口径２〜５mm、ノズル拘束比２〜５をパラメ
ータとし、３０分のプラズマ流出射により溶融しないノ
ズル口径及びノズル拘束比について検討した。結果の一
例を図４に示す。ノズル口径３mmの場合、ノズル拘束比
が２．５以上において安定したプラズマ流が得られ、チ
ップも溶融しないことが確認された。ノズル口径が３．
５mm以上では、ノズル拘束比に対するチップの消耗はほ
ぼ同様の傾向を示す。それを示すために、ノズル拘束比
を２．５〜４．０まで変え、ノズル口径を３．５mm、
４．０mm、４．５mm、５．０mmとした場合についてのチ
ップ重量の平均値をプロットしたのが図５である。ノズ
ル口径が３．５mm以上になると、チップ消耗の少ない安
定したプラズマ流を得るにはノズル拘束比を３以上にし
なければならず、チップ先端が長くなってマニプレータ
による操作性が悪くなる。逆にノズル口径が２mmの場合
は、発生したプラズマ流がチップ内にこもってしまい、
タングステン電極が数秒のプラズマ流の出射で消耗し
た。
るチップのノズル拘束比は２であるが、プラズマジェッ
ト切断トーチの最適形状は明確になっていない。そこ
で、ノズル口径２〜５mm、ノズル拘束比２〜５をパラメ
ータとし、３０分のプラズマ流出射により溶融しないノ
ズル口径及びノズル拘束比について検討した。結果の一
例を図４に示す。ノズル口径３mmの場合、ノズル拘束比
が２．５以上において安定したプラズマ流が得られ、チ
ップも溶融しないことが確認された。ノズル口径が３．
５mm以上では、ノズル拘束比に対するチップの消耗はほ
ぼ同様の傾向を示す。それを示すために、ノズル拘束比
を２．５〜４．０まで変え、ノズル口径を３．５mm、
４．０mm、４．５mm、５．０mmとした場合についてのチ
ップ重量の平均値をプロットしたのが図５である。ノズ
ル口径が３．５mm以上になると、チップ消耗の少ない安
定したプラズマ流を得るにはノズル拘束比を３以上にし
なければならず、チップ先端が長くなってマニプレータ
による操作性が悪くなる。逆にノズル口径が２mmの場合
は、発生したプラズマ流がチップ内にこもってしまい、
タングステン電極が数秒のプラズマ流の出射で消耗し
た。
【００１６】次にノズル口径３〜５mm、ノズル拘束比
２．５〜４の範囲でステンレス鋼（材質：ＳＵＳ３０
４）のテーパ材の切断を行い、切断性能の比較を行っ
た。結果を図６に示す。同図に示すように、ノズル口径
が大きくなるに従って切断性能は低下する傾向が見られ
た。切断条件は、電流＝２５０Ａ（Ｍａｘ）、スタンド
オフ（プラズマトーチの先端と被切断物との距離）＝５
mm、切断速度＝６mm／sec 、使用ガス＝Ａｒ＋Ｎ2 であ
る。
２．５〜４の範囲でステンレス鋼（材質：ＳＵＳ３０
４）のテーパ材の切断を行い、切断性能の比較を行っ
た。結果を図６に示す。同図に示すように、ノズル口径
が大きくなるに従って切断性能は低下する傾向が見られ
た。切断条件は、電流＝２５０Ａ（Ｍａｘ）、スタンド
オフ（プラズマトーチの先端と被切断物との距離）＝５
mm、切断速度＝６mm／sec 、使用ガス＝Ａｒ＋Ｎ2 であ
る。
【００１７】これらの結果から、チップが消耗せず切断
性能に優れた最適チップ形状は、ノズル口径：３mm、ノ
ズル拘束比：２．５〜３であった。この拘束チップの断
能力を確認した結果、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の
切断能力は４６．５mm（目標値は２０mm）で、十分な切
断能力を有することが確認できた。なお、この時の切断
条件は、電流＝２５０Ａ（Ｍａｘ）、スタンドオフ＝５
mm、切断速度＝１mm／sec 、使用ガス＝Ａｒ＋Ｎ2 であ
った。
性能に優れた最適チップ形状は、ノズル口径：３mm、ノ
ズル拘束比：２．５〜３であった。この拘束チップの断
能力を確認した結果、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の
切断能力は４６．５mm（目標値は２０mm）で、十分な切
断能力を有することが確認できた。なお、この時の切断
条件は、電流＝２５０Ａ（Ｍａｘ）、スタンドオフ＝５
mm、切断速度＝１mm／sec 、使用ガス＝Ａｒ＋Ｎ2 であ
った。
【００１８】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したプラズマ
ジェット切断トーチ用の拘束チップであるから、プラズ
マ流が安定し、消耗が少ないため耐久性が向上し、十分
大きな切断性能を有し、且つ小型化・軽量化できる。こ
の結果、マニプレータで操作可能な核燃料施設のデコミ
ッショニング用切断治具として適用可能となった。また
一般に実用化されていないプラズマジェット切断法を金
属・非金属の切断及び加工への適用も可能となった。更
に本発明の拘束チップは、上記のようにチップ消耗量が
少ないため、メンテナンス時のリスクが低下し、コスト
の大幅な削減を図ることができる。
ジェット切断トーチ用の拘束チップであるから、プラズ
マ流が安定し、消耗が少ないため耐久性が向上し、十分
大きな切断性能を有し、且つ小型化・軽量化できる。こ
の結果、マニプレータで操作可能な核燃料施設のデコミ
ッショニング用切断治具として適用可能となった。また
一般に実用化されていないプラズマジェット切断法を金
属・非金属の切断及び加工への適用も可能となった。更
に本発明の拘束チップは、上記のようにチップ消耗量が
少ないため、メンテナンス時のリスクが低下し、コスト
の大幅な削減を図ることができる。
【図１】本発明に係る拘束チップの一実施例を示す断面
図。
図。
【図２】プラズマジェット切断法の原理説明図。
【図３】チップ材質によるチップ消耗量の説明図。
【図４】拘束チップの形状と消耗量及びジェット形状の
関係を示す説明図。
関係を示す説明図。
【図５】ノズル拘束比とチップ重量との説明図。
【図６】ノズル口径をパラメータとしたノズル拘束比と
溶融厚の関係を示す説明図。
溶融厚の関係を示す説明図。
１０ タングステン電極 １２ 拘束チップ １４ プラズマジェット電源 １６ 高周波発生器 ２０ プラズマ流 ２２ 被切断物 ３０ 拘束チップ ３２ ノズル部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 豊 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター 内 (72)発明者 谷本 健一 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター 内 (72)発明者 匂坂 徳二郎 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター 内 (72)発明者 大森 秀一 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター 内 (56)参考文献 特開 平３−11599（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−216281（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−175080（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 気体放電により生じたプラズマを、一方
の放電電極となり強制冷却される金属製の拘束チップの
ノズルから噴出させるプラズマジェットトーチにおい
て、全体がＣｕ−Ｚｒ合金（Ｃｕ≧99.50 ，Ｚｒ＝0.10
〜0.20）からなり、ノズル口径が３mm、ノズル拘束比が
２．５〜３であることを特徴とするプラズマジェットト
ーチ用拘束チップ。
Priority Applications (4)
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