JP3171999B2 - Cylindrical tube support device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超高温発生手段として
利用されるプラズマトーチ等に使用される円筒管の支持
装置であって、Ｏリング等の管体をシールする部材の熱
損傷を低減し、シール部材の交換等のメンテナンス頻度
を低減することができる円筒管の支持装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for supporting a cylindrical tube used for a plasma torch or the like used as a means for generating an ultra-high temperature, which reduces thermal damage to a member for sealing a tube such as an O-ring. Further, the present invention relates to a cylindrical pipe support device that can reduce the frequency of maintenance such as replacement of a seal member.

【０００２】[0002]

【従来の技術】超微粒子の製造や単結晶作製手段に利用
される超高温発生手段として、プラズマトーチが知られ
ている。プラズマトーチは、管体内に作動ガスを流し、
この管体の外周に配置された作動コイルに高周波電流を
流して管体内に高周波磁場を形成することによって、10
000 ℃以上の超高温の熱プラズマを発生させる。この管
体として、耐熱性のある管体、例えば石英管等が用いら
れる。2. Description of the Related Art A plasma torch is known as an ultra-high temperature generating means used for producing ultra-fine particles or producing a single crystal. The plasma torch allows working gas to flow through the pipe,
By passing a high-frequency current through a working coil arranged on the outer periphery of the tube to form a high-frequency magnetic field in the tube,
Generates ultra-high temperature thermal plasma of 000 ° C or higher. As this tube, a tube having heat resistance, such as a quartz tube, is used.

【０００３】例えば、このようなプラズマトーチを利用
した超微粒子製造装置は、図３に示されるように、超微
粒子製造用の反応容器５０（真空容器）の上部に、プラ
ズマトーチ５２が配設されて構成される。なお、図３に
おいて、符号５４は高周波磁場を形成するための作動コ
イルである。作動コイル５４は、図示しない高周波電源
に接続してある。For example, in an ultrafine particle producing apparatus using such a plasma torch, as shown in FIG. 3, a plasma torch 52 is disposed above a reaction vessel 50 (vacuum vessel) for producing ultrafine particles. It is composed. In FIG. 3, reference numeral 54 denotes an operating coil for forming a high-frequency magnetic field. The working coil 54 is connected to a high-frequency power source (not shown).

【０００４】プラズマトーチにおいては、石英管を二重
管構造として、二重管の間に冷却水を流すことにより、
石英管の損傷を防止している。図４に、このような二重
管構造のプラズマトーチの概略部分断面図を示す。In a plasma torch, a quartz tube has a double tube structure, and cooling water is flowed between the double tubes.
Prevents quartz tube damage. FIG. 4 shows a schematic partial sectional view of such a plasma torch having a double tube structure.

【０００５】図４に示されるように、プラズマトーチ５
２は、作動ガスが供給され、内部に超高温のプラズマ炎
５６が発生する円筒状の石英内管５８（以下、内管５８
とする）と、この内管５８の外周中央部分を包囲するよ
うに配置される、前記内管５８よりも大径の円筒状の石
英外管６０（以下、外管６０とする）とを有し、両石英
管の間で冷却水の流路を形成する。また、外管６０を巻
回して、高周波磁場を形成するための作動コイル５４が
配置される。As shown in FIG. 4, a plasma torch 5
2 is a cylindrical quartz inner tube 58 (hereinafter referred to as an inner tube 58) in which a working gas is supplied and an ultra-high temperature plasma flame 56 is generated inside.
), And a cylindrical quartz outer tube 60 (hereinafter, referred to as an outer tube 60) having a larger diameter than the inner tube 58 and arranged so as to surround the outer peripheral center portion of the inner tube 58. Then, a flow path of the cooling water is formed between the two quartz tubes. Further, an operating coil 54 for forming a high-frequency magnetic field by winding the outer tube 60 is arranged.

【０００６】内管５８の軸線方向の両端部には、内管５
８を支持するための略円盤状の上部フランジ６２および
下部フランジ６４が配置される。両フランジの中心には
それぞれ内管の外径よりも若干大きな円形の開口６２ａ
および６４ａが形成され、また、外周には互いに向かい
合う方向に突出する肉厚部６２ｄおよび６４ｄが形成さ
れる。上部フランジ６２の肉厚部６２ｄには、円周方向
に４５°間隔で貫通孔６２ｅが形成され、下部フランジ
６４の肉厚部６４ｄにはこの貫通孔６２ｅに対応してね
じ孔６４ｅが形成される。両フランジ６２，６４は、貫
通孔６２ｅを貫通してねじ孔６４ｅに螺合する支柱６
６，６６……（図面を簡略化するために、２本のみを示
す）、および支柱６６に螺合するナット６８，６８……
によって所定間隔に固定され、プラズマトーチ５２の外
郭が構成される。At both ends of the inner tube 58 in the axial direction, the inner tube 5
A substantially disk-shaped upper flange 62 and a lower flange 64 for supporting the upper and lower disks 8 are arranged. A circular opening 62a slightly larger than the outer diameter of the inner pipe is provided at the center of each of the flanges.
And 64a are formed, and thick portions 62d and 64d are formed on the outer periphery so as to protrude in directions facing each other. In the thick portion 62d of the upper flange 62, through holes 62e are formed at 45 ° intervals in the circumferential direction, and in the thick portion 64d of the lower flange 64, screw holes 64e are formed corresponding to the through holes 62e. You. Both flanges 62 and 64 are supported by posts 6 that penetrate through holes 62e and screw into screw holes 64e.
6, 66 (only two of them are shown for simplicity of the drawing), and nuts 68, 68, which are screwed to the columns 66.
Is fixed at a predetermined interval to form an outer shell of the plasma torch 52.

【０００７】上部フランジ６２の上面には、作動ガスの
供給手段や起動手段が配設されるヘッド７０を保持する
と共に、プラズマトーチ５２の上端面を閉塞する蓋体７
２が配置され、円周方向に９０°間隔で配置されるボル
ト７４によって固定されている。On the upper surface of the upper flange 62, a head 70 provided with a means for supplying working gas and a starting means is held, and a lid 7 for closing the upper end surface of the plasma torch 52 is provided.
2 are arranged and fixed by bolts 74 arranged at 90 ° intervals in the circumferential direction.

【０００８】図５に、内管５８および外管６０の上端部
分の部分拡大図を示す。図４および図５に示されるよう
に、内管５８の上端部分は上部フランジ６２の中心に形
成される開口６２ａに挿入される。上部フランジ６２の
内周部には開口６２ａを囲んで大径部６２ｂが形成さ
れ、この大径部６２ｂにはリング状の固定部材７６が緩
く嵌入され、円周方向に４５°間隔で配置されるボルト
７８によって固定される。固定部材７６と上部フランジ
６２との間にはＯリング８０が配置されており、ボルト
７８によって固定部材７６が固定されることにより、Ｏ
リング８０は上部フランジ６２と固定部材７６とによっ
て挟持されて変形して内管５８の外壁に密着し、内管５
８の外壁を液密に保持する。FIG. 5 is a partially enlarged view of the upper end portions of the inner tube 58 and the outer tube 60. As shown in FIGS. 4 and 5, the upper end portion of the inner tube 58 is inserted into an opening 62 a formed at the center of the upper flange 62. A large-diameter portion 62b is formed in the inner peripheral portion of the upper flange 62 so as to surround the opening 62a, and a ring-shaped fixing member 76 is loosely fitted into the large-diameter portion 62b and arranged at 45 ° intervals in the circumferential direction. Bolt 78. An O-ring 80 is disposed between the fixing member 76 and the upper flange 62, and the fixing member 76 is
The ring 80 is pinched and deformed by the upper flange 62 and the fixing member 76 to closely contact the outer wall of the inner tube 58,
8 is kept liquid-tight.

【０００９】また、上部フランジ６２の大径部６２ｂの
外周には貫通孔６２ｃが形成され、蓋体７２を固定する
ボルト７４が螺合するネジ孔が形成された固定部材８２
が溶接によって固定される。なお、蓋体７２の下面には
凹溝７２ａが形成され、この凹溝７２ａにはＯリング８
４が挿入される。従って、蓋体７２がボルト７４によっ
て上部フランジ６２に固定されることにより、Ｏリング
８４が蓋体７２と上部フランジ６２によって挟持され、
両者の間を気密に保持する。A fixing member 82 having a through hole 62c formed on the outer periphery of the large diameter portion 62b of the upper flange 62 and a screw hole into which a bolt 74 for fixing the lid 72 is screwed.
Are fixed by welding. A groove 72 a is formed on the lower surface of the lid 72, and the O-ring 8 is formed in the groove 72 a.
4 is inserted. Therefore, by fixing the lid 72 to the upper flange 62 with the bolt 74, the O-ring 84 is sandwiched between the lid 72 and the upper flange 62,
Keep the airtight between them.

【００１０】固定部材８２の下端部分には凸部８２ａが
形成される。この凸部８２ａおよび上部フランジ６２の
肉厚部６２ｄの内周部に形成される肩部６２ｆに固定さ
れて、略ドーナツ形状の石英外管上部締付ボルト８６
（以下、上部締付ボルト８６とする）が配置される。す
なわち、上部締付ボルト８６と上部フランジ６２とは、
固定部材８２と肩部６２ｆとによって所定間隔に保持さ
れつつ固定され、両者の間に冷却水の流路が形成され
る。なお、上部フランジ６２の側面には冷却水の流出口
６２ｇが形成される。A projection 82a is formed at the lower end of the fixing member 82. The convex portion 82a and the shoulder portion 62f formed on the inner peripheral portion of the thick portion 62d of the upper flange 62 are fixed to a substantially donut-shaped quartz outer tube upper tightening bolt 86.
(Hereinafter, referred to as an upper tightening bolt 86). That is, the upper tightening bolt 86 and the upper flange 62
The fixing member 82 and the shoulder 62f are fixed while being held at a predetermined interval, and a cooling water flow path is formed therebetween. A cooling water outlet 62g is formed on the side surface of the upper flange 62.

【００１１】上部締付ボルト８６の中心開口周辺には、
外周面にネジが形成されるネジ部８６ａが下方に突出し
て形成され、このネジ部８６ａに覆い被さるようにネジ
部８６ａに螺合するリング状の石英外管上部締付ナット
８８（以下、上部締付ナット８８とする）が配置され
る。この上部締付ナット８８には、内方に突出してフラ
ンジ部８８ａが形成される。Around the center opening of the upper tightening bolt 86,
A screw portion 86a having a screw formed on the outer peripheral surface is formed to protrude downward, and a ring-shaped quartz outer tube upper tightening nut 88 (hereinafter referred to as an upper portion) screwed into the screw portion 86a so as to cover the screw portion 86a. A tightening nut 88) is disposed. A flange portion 88a is formed on the upper tightening nut 88 so as to protrude inward.

【００１２】外管６０は、この上部締付ボルト８６のネ
ジ部８６ａ内周面、および上部締付ナット８８の内周面
に当接するようにして配置される。ここで、上部締付ボ
ルト８６のネジ部８６ａと、上部締付ナット８８のフラ
ンジ部８８ａとの間にはスペーサ９０およびＯリング９
２が配置される。従って、上部締付ナット８８を締め付
けることにより、Ｏリング９２が押圧されて外管６０の
外周壁に密着し、外管６０と上部締付ボルト８６とを液
密に保持する。The outer tube 60 is arranged so as to contact the inner peripheral surface of the screw portion 86 a of the upper tightening bolt 86 and the inner peripheral surface of the upper tightening nut 88. Here, a spacer 90 and an O-ring 9 are provided between the screw portion 86a of the upper tightening bolt 86 and the flange portion 88a of the upper tightening nut 88.
2 are arranged. Therefore, by tightening the upper tightening nut 88, the O-ring 92 is pressed and comes into close contact with the outer peripheral wall of the outer tube 60, thereby maintaining the outer tube 60 and the upper tightening bolt 86 in a liquid-tight manner.

【００１３】図６に、内管５８および外管６０の下端部
分の部分拡大図を示す。図４および図６に示されるよう
に、内管５８の下端は下部フランジ６４の中心に形成さ
れる開口６４ａに挿入されて配置される。下部フランジ
６４には開口６４ａを囲むように大径部６４ｂが形成さ
れ、この大径部６４ｂにはリング状の固定部材９４が緩
く嵌入され、円周方向に４５°間隔で配置されるボルト
９６によって固定される。内管５８の下端部は、固定部
材９４の内周に形成されるフランジ部９４ａに載置され
る。固定部材９４と下部フランジ６４との間にはＯリン
グ９８が配置されており、ボルト９６によって固定部材
９４が固定されることにより、Ｏリング９８は下部フラ
ンジ６４と固定部材９４とによって押圧されて変形し、
内管５８の外壁に密着して内管５８と下部フランジ６４
とを液密に保持する。FIG. 6 is a partially enlarged view of the lower end portions of the inner tube 58 and the outer tube 60. As shown in FIGS. 4 and 6, the lower end of the inner tube 58 is inserted and arranged in an opening 64 a formed in the center of the lower flange 64. A large-diameter portion 64b is formed in the lower flange 64 so as to surround the opening 64a. Fixed by The lower end of the inner tube 58 is placed on a flange 94 a formed on the inner periphery of the fixing member 94. An O-ring 98 is disposed between the fixing member 94 and the lower flange 64, and the O-ring 98 is pressed by the lower flange 64 and the fixing member 94 by fixing the fixing member 94 with the bolt 96. Deformed,
The inner tube 58 and the lower flange 64 are in close contact with the outer wall of the inner tube 58.
And are kept liquid-tight.

【００１４】また、下部フランジ６４の肉厚部６４ｄの
内周部に形成される肩部６４ｆに固定されて、略ドーナ
ツ形状の石英外管下部締付ボルト１００（以下、下部締
付ボルト１００とする）が配置される。すなわち、下部
締付ボルト１００と下部フランジ６４とは、肩部６４ｆ
に所定間隔に保持されつつ固定され、両者の間に冷却水
の流路が形成される。なお下部フランジ６４の側壁に
は、冷却水の流入口６４ｇが形成される。The lower flange 64 is fixed to a shoulder 64f formed on the inner periphery of the thickened portion 64d, and has a substantially donut-shaped quartz outer tube lower tightening bolt 100 (hereinafter referred to as the lower tightening bolt 100). ) Is arranged. That is, the lower tightening bolt 100 and the lower flange 64 are connected to the shoulder 64f.
Are fixed while being held at predetermined intervals, and a cooling water flow path is formed between the two. Note that a cooling water inlet 64 g is formed on the side wall of the lower flange 64.

【００１５】下部締付ボルト１００の中心開口周辺には
外壁にネジを有するネジ部１００ａが立ち上がって形成
され、このネジ部１００ａに覆い被さるようにネジ部１
００ａに螺合するリング状の石英外管下部締付ナット１
０２（以下、下部締付ナット１０２とする）が配置され
る。この下部締付ナット１０２には、内方に突出するフ
ランジ部１０２ａが形成される。A screw portion 100a having a screw on the outer wall is formed upright around the center opening of the lower tightening bolt 100, and the screw portion 1 is provided so as to cover the screw portion 100a.
Ring-shaped quartz outer tube lower fastening nut 1 screwed to 00a
02 (hereinafter, referred to as a lower tightening nut 102). The lower fastening nut 102 has a flange portion 102a that protrudes inward.

【００１６】外管６０は、この下部締付ナット１０２に
挿入され、かつ下部締付ボルト１００の内周に形成され
る凸部１００ｂに載置されて配置される。ここで、下部
締付ボルト１００のネジ部１００ａと、下部締付ナット
１０２のフランジ部１０２ａとの間にはスペーサ１０４
およびＯリング１０６が配置される。従って、下部締付
ナット１０２を締め付けることにより、スペーサ１０４
を介してＯリング１０６が押圧されて外管６０の外周壁
に密着し、外管６０と下部締付ボルト１００とを液密に
保持する。The outer tube 60 is inserted into the lower tightening nut 102 and placed on a convex portion 100 b formed on the inner periphery of the lower tightening bolt 100. Here, a spacer 104 is provided between the screw portion 100a of the lower tightening bolt 100 and the flange portion 102a of the lower tightening nut 102.
And an O-ring 106 are arranged. Therefore, by tightening the lower tightening nut 102, the spacer 104
The O-ring 106 is pressed through the outer tube 60 and closely adheres to the outer peripheral wall of the outer tube 60 to maintain the outer tube 60 and the lower tightening bolt 100 in a liquid-tight manner.

【００１７】二重管構造を有するプラズマトーチ５２
は、基本的にこのような構造を有するものであり、冷却
水は流入口６４ｇから下部フランジ６４および下部締付
ボルト１００の形成する間に供給され、内管５８と外管
６０との間を上昇して内管５８（および外管６０）を冷
却し、上部フランジ６２と上部締付ボルト８６とが形成
する間を経て流出口６２ｇより外部に排出される。ここ
で、冷却水流路を形成する各部材の間にはＯリングが配
置されて、両者の間を液密に保っているため、間から水
漏れを生じることはない。A plasma torch 52 having a double tube structure
Has basically such a structure. Cooling water is supplied from the inlet 64 g during the formation of the lower flange 64 and the lower tightening bolt 100, and the cooling water is supplied between the inner pipe 58 and the outer pipe 60. It rises to cool the inner tube 58 (and the outer tube 60), and is discharged to the outside through the outlet 62g through the space between the upper flange 62 and the upper tightening bolt 86. Here, an O-ring is arranged between the members forming the cooling water flow path, and the two are kept liquid-tight, so that no water leaks from between them.

【００１８】[0018]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、このよ
うなプラズマトーチ５２においては、内管５８の下端部
分の液密は、下部フランジ６４とリング状の固定部材９
４との間に配置されるＯリング９８によって保持されて
いる。ところが図４に示されるように、このＯリング９
８は内管５８のプラズマ炎５６の炎尾部と対面する部分
に配置されている。すなわち、他のＯリングと異なり、
Ｏリング９８は、ほとんど冷却されない状態で、10000
℃以上の超高温のプラズマ炎５６に対面している内管５
８に密着している状態となっている。As described above, in such a plasma torch 52, the liquid tightness of the lower end portion of the inner tube 58 is determined by the lower flange 64 and the ring-shaped fixing member 9.
4 and is held by an O-ring 98 disposed therebetween. However, as shown in FIG.
Reference numeral 8 denotes a portion of the inner tube 58 that faces the flame tail of the plasma flame 56. That is, unlike other O-rings,
The O-ring 98 can be cooled to 10,000
Inner tube 5 facing plasma flame 56 of ultra-high temperature of at least ℃
8 is in a state of close contact.

【００１９】そのため、いかに耐熱性に優れた材料のＯ
リングを使用しても、この部分に配置されるＯリング９
８は熱損傷が激しく、短い期間で劣化して液密を保てな
い状態となってしまうため、メンテナンスの頻度が高く
なってしまう。また、プラズマトーチに利用されるよう
な耐熱性に優れたＯリングは高価であり、プラズマトー
チのランニングコスト等の点でも問題となっている。[0019] Therefore, the material of the material having excellent heat resistance, O
Even if a ring is used, the O ring 9
8 is severely damaged by heat, deteriorates in a short period of time, and cannot maintain liquid tightness, so that the frequency of maintenance increases. In addition, an O-ring having excellent heat resistance, such as that used for a plasma torch, is expensive, and also poses a problem in terms of the running cost of the plasma torch.

【００２０】これに対し、図７に示される石英二重管１
０８のように、石英ガラスの内管および外管の間の上下
端を閉塞するようにして、一体的な二重管構造の円筒体
を作製し、外壁の下方に冷却水流入口１１０を、上方に
冷却水流出口１１２を形成した石英管も知られている。
この構造を有する石英管１０８であれば、図８に示され
るように、石英管１０８を液密に保つためのＯリング１
１８，１２０，１２２および１２４は、すべて石英管１
０８の外壁面に当接することとなり、プラズマ炎に対面
する部分に直接押圧されることがないので、Ｏリングの
熱損傷は少なくすることができる。On the other hand, the quartz double tube 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 08, an upper and lower end between the inner tube and the outer tube of quartz glass is closed to form a cylindrical body having an integral double tube structure. There is also known a quartz tube in which a cooling water outlet 112 is formed.
With the quartz tube 108 having this structure, as shown in FIG. 8, an O-ring 1 for keeping the quartz tube 108 liquid-tight.
18, 120, 122 and 124 are all quartz tube 1
Because the O-ring does not come into direct contact with the portion facing the plasma flame, thermal damage to the O-ring can be reduced.

【００２１】しかしながら、図７に示される石英二重管
１０８は、構造が複雑であり、しかもＯリングで液密を
保つためには高い加工精度が必要であるので、加工コス
トが高く極めて高価なものとなってしまう。また、冷却
水流出口１１２および冷却水流入口１１０を挟んでＯリ
ング１１８，１２０，１２２および１２４を押圧するた
めの押圧部材１１４および１１６も必要となってしま
う。However, the quartz double tube 108 shown in FIG. 7 has a complicated structure and requires a high processing accuracy in order to maintain the liquid tightness with the O-ring. It will be something. Further, pressing members 114 and 116 for pressing the O-rings 118, 120, 122 and 124 with the cooling water outlet 112 and the cooling water inlet 110 therebetween are required.

【００２２】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、二重の円筒管構造において、内管
（外管）を液密に保つためのＯリングの熱損傷が少なく
長寿命を確保することができ、しかも、内管および外管
の構造も簡易で、メンテナンス頻度が低く、かつコスト
およびランニングコストも低い構造を提供することにあ
る。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. In a double cylindrical tube structure, heat damage of an O-ring for keeping an inner tube (outer tube) liquid-tight is reduced. It is an object of the present invention to provide a structure that can ensure a long life, has a simple structure of an inner tube and an outer tube, has low maintenance frequency, and has low cost and running cost.

【００２３】前記目的を達成するために、本発明は、内
部に高温ガスが供給される略円筒状の内管と、前記内管
の円周面を包囲するように配置され、前記内管との間で
冷却水流路を形成する前記内管より大径の略円筒状の外
管と、前記内管および外管の軸線方向の両端面をそれぞ
れ保持する手段とを持つ円筒管の支持装置であって、前
記内管の端部が外方向に向かって折返した形状を有し、
折返した外壁にシール部材を密着することを特徴とする
円筒管の支持装置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a substantially cylindrical inner tube into which a high-temperature gas is supplied, and an inner tube arranged to surround a circumferential surface of the inner tube. in the supporting device of a cylindrical tube having an outer tube substantially cylindrical of a diameter larger than the inner tube which forms a cooling water flow path between, and means for holding both end faces in the axial direction of the inner and outer tubes each There is a shape in which the end of the inner tube is turned outward,
A supporting device for a cylindrical tube, wherein a sealing member is brought into close contact with the folded outer wall.

【００２４】[0024]

【発明の作用】本発明は、二重管構造の円筒管の支持装
置であって、内管の下端部分が外方向に向かって折返し
た形状を有する。このような本発明においては、折返し
た部分の外周面にＯリングを配置することによって石英
内管の下端部の液密を保持することができ、内管のプラ
ズマ炎等の高温部に直接対面する部分にＯリングを密着
させることがない。そのため、高価なＯリングの寿命を
長くして、しかもメンテナンスの頻度も少なくすること
ができる。しかも、内管の下端部分を外方向に向かって
折返したのみの簡易な形状であるので、内管（外管）の
構成が簡易で加工費用が安い。従って、本発明によれ
ば、コスト、ランニングコスト共に低く、しかも構成も
簡易な２重管の支持装置を実現することができる。According to the present invention, there is provided a cylindrical pipe supporting device having a double pipe structure, wherein a lower end portion of an inner pipe has a shape turned outward. In the present invention, the O-ring is disposed on the outer peripheral surface of the folded portion, whereby the lower end of the quartz inner tube can be kept liquid-tight, and can directly face a high-temperature portion such as a plasma flame of the inner tube. The O-ring is not brought into close contact with the portion to be formed. Therefore, the life of the expensive O-ring can be extended, and the frequency of maintenance can be reduced. Moreover, since the lower end portion of the inner pipe is simply folded outward, the inner pipe (outer pipe) has a simple configuration and the processing cost is low. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a double-pipe support device that is low in both cost and running cost and has a simple configuration.

【００２５】[0025]

【実施例】以下、本発明の円筒管の支持装置について、
添付の図面に示される好適実施例をもとに詳細に説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a cylindrical pipe supporting device of the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

【００２６】図１に、本発明を利用するプラズマトーチ
の一例の概略部分断面図が示される。なお、図１に示さ
れるプラズマトーチ１０は、石英内管の形状、および石
英内管および石英外管の下端部の保持手段が異なる以外
は、基本的に前述のプラズマトーチ５２と同様の構成を
有するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明
は異なる部分を主に行う。FIG. 1 is a schematic partial sectional view of an example of a plasma torch utilizing the present invention. The plasma torch 10 shown in FIG. 1 has basically the same configuration as the plasma torch 52 described above, except that the shape of the inner quartz tube and the holding means at the lower end portions of the inner quartz tube and the outer quartz tube are different. Therefore, the same reference numerals are given to the same members, and the following description mainly focuses on the different parts.

【００２７】図１に示されるように、プラズマトーチ１
０は、石英二重管構造を有する水冷式の高周波プラズマ
トーチであって、作動ガスが供給され、内部に超高温の
プラズマ炎５６が発生する略円筒状の石英内管１２（以
下、内管１２とする）と、この内管１２の外周中央部分
を包囲するように配置される、内管１２よりも大径の略
円筒状の石英外管１４（以下、外管１４とする）とを有
し、両石英管１２および１４の間で冷却水の流路を形成
する。また、外管１４を巻回して、高周波磁場を形成す
るための作動コイル５４が配置される。As shown in FIG. 1, the plasma torch 1
Reference numeral 0 denotes a water-cooled high-frequency plasma torch having a quartz double-tube structure, which is supplied with a working gas and has a substantially cylindrical quartz inner tube 12 (hereinafter referred to as an inner tube) in which an ultrahigh-temperature plasma flame 56 is generated. 12) and a substantially cylindrical quartz outer tube 14 (hereinafter, referred to as an outer tube 14) having a larger diameter than the inner tube 12 and arranged so as to surround a central portion of the outer periphery of the inner tube 12. And a cooling water flow path is formed between the quartz tubes 12 and 14. Further, an operating coil 54 for forming a high-frequency magnetic field by winding the outer tube 14 is disposed.

【００２８】ここで、本発明にかかるプラズマトーチ１
０においては、内管１２の下端部は外方向に向かってコ
字状に折返した、折返し部１８を有する。Here, the plasma torch 1 according to the present invention
At 0, the lower end of the inner tube 12 has a folded portion 18 that is folded outward in a U-shape.

【００２９】さらに、前述のプラズマトーチ５２と同
様、内管１２の軸線方向の両端部には、内管を保持する
ための略円盤状の上部フランジ６２および下部フランジ
１６が配置されており、両フランジが支柱６６，６６…
…、および支柱６６に螺合するボルト６８，６８……に
よって所定間隔に固定され、プラズマトーチ１０の外郭
が構成される。Further, similarly to the above-described plasma torch 52, a substantially disk-shaped upper flange 62 and a lower disk flange 16 for holding the inner tube are disposed at both ends in the axial direction of the inner tube 12. The flanges are columns 66, 66 ...
, And bolts 68, 68,... Screwed to the columns 66, are fixed at predetermined intervals to form an outer shell of the plasma torch 10.

【００３０】図２に、内管１２および外管１４の下端部
分の部分拡大図を示す。図１および図２に示されるよう
に、下部フランジ１６は中央部に開口１６ａを有し、か
つ外周部に上方に突出する上下段を有する肉厚部１６ｄ
を有する略円盤状の部材である。この肉厚部１６ｄの上
段には支柱６６が螺合するネジ孔１６ｅが形成され、各
支柱６６は，このネジ孔１６ｅに螺合されると共にボル
ト６８によって締結されることによって、下部フランジ
１６に固定される。FIG. 2 is a partially enlarged view of the lower end portions of the inner tube 12 and the outer tube 14. As shown in FIGS. 1 and 2, the lower flange 16 has an opening 16a at a central portion and a thick portion 16d having an upper and lower step protruding upward at an outer peripheral portion.
It is a substantially disk-shaped member having A threaded hole 16e into which the column 66 is screwed is formed in the upper part of the thick portion 16d, and each column 66 is screwed into the screw hole 16e and fastened by the bolt 68, so that the column 66 is formed in the lower flange 16. Fixed.

【００３１】下部フランジ１６の内周近傍には、略Ｌ字
状断面を有する保持部２０が円周にわたって形成され
る。なお、この保持部２０は内管１２の下部の折返し部
１８（外周側１８ａ）の外径より若干大きな内径を有す
る。図示例のプラズマトーチ１０においては、内管１２
の下端部が開口１６ａの内方に突出して形成されるフラ
ンジ部１６ｈに載置されることにより、内管１２が下部
フランジ１６に保持される。また、プラズマトーチ１０
においては、図２に示されるように、内管１２およびフ
ランジ部１６ｈの内径を同一とすることにより、内管１
２および下部フランジ１６の内周面が同一平面となるよ
うに構成される。In the vicinity of the inner periphery of the lower flange 16, a holding portion 20 having a substantially L-shaped cross section is formed over the circumference. The holding portion 20 has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the folded portion 18 (outer peripheral side 18a) at the lower portion of the inner tube 12. In the illustrated plasma torch 10, the inner tube 12
Is mounted on a flange portion 16h formed so as to protrude inward of the opening 16a, whereby the inner tube 12 is held by the lower flange 16. In addition, the plasma torch 10
In FIG. 2, the inner pipe 12 and the flange 16h have the same inner diameter as shown in FIG.
The inner peripheral surfaces of the second and lower flanges 16 are configured to be flush with each other.

【００３２】ここで、本発明のプラズマトーチ１０にお
いては、内管１２の下端部には外方向にコ字状に折返さ
れた折返し部１８が形成される。つまり、内管１２の下
端部は二重管のような構成を有し、外周側１８ａの外周
面を保持部２０に近接して下部フランジ１６（フランジ
部１６ｈ）に載置される。このような、内管１２に折返
し部１８を有する本発明のプラズマトーチ１０において
は、内管１２の液密は、外周側１８ａの外周面にＯリン
グ２２を密着することによって保持され、図示例におい
ては、Ｏリング２２は保持部２０の下段部に載置され、
外周側１８ａと保持部２０とに挟持された状態となって
いる。Here, in the plasma torch 10 of the present invention, a folded portion 18 is formed at the lower end of the inner tube 12 so as to be folded outward in a U-shape. In other words, the lower end of the inner pipe 12 has a configuration like a double pipe, and is placed on the lower flange 16 (flange section 16h) with the outer peripheral surface of the outer peripheral side 18a close to the holding section 20. In such a plasma torch 10 of the present invention having the folded portion 18 in the inner tube 12, the liquid tightness of the inner tube 12 is maintained by bringing the O-ring 22 into close contact with the outer peripheral surface of the outer peripheral side 18a. In, the O-ring 22 is placed on the lower portion of the holding portion 20,
It is in a state of being sandwiched between the outer peripheral side 18a and the holding portion 20.

【００３３】従って、内管１２の下端部の液密を保持す
るためのＯリング２２は、プラズマ炎５６に直面する内
管１２の内周側１８ｂに接触することはなく、しかも冷
却水によって十分に冷却された内管１２の外周側１８ａ
に密着しているので、Ｏリング２２の熱損傷を防止して
寿命を長期化し、交換等のメンテナンスの頻度を大幅に
低減することができる。しかも、内管１２は外方向に折
り返したのみの構成であるので、内管の製造が容易で、
プラズマトーチ１０のコストアップを招くことがない。Accordingly, the O-ring 22 for maintaining the liquid tightness of the lower end of the inner tube 12 does not contact the inner peripheral side 18b of the inner tube 12 facing the plasma flame 56, and is sufficiently provided by the cooling water. Outer side 18a of the inner tube 12 cooled to
The O-ring 22 can be prevented from being thermally damaged, the life can be extended, and the frequency of maintenance such as replacement can be greatly reduced. In addition, since the inner pipe 12 has a configuration in which the inner pipe is simply turned outward, the manufacture of the inner pipe is easy,
The cost of the plasma torch 10 does not increase.

【００３４】図示例のプラズマトーチ１０においては、
内管１２の下端部は外方向にコ字状に折返されたもので
あるが、本発明はこれに限定はされず、Ｕ字状に屈曲さ
れて折返された形状を有するものであってもよい。な
お、折返部１８の外周側１８ａの高さは、外管１４のサ
イズ等に応じて適宜決定すればよい。In the illustrated plasma torch 10,
The lower end of the inner tube 12 is bent outward in a U-shape, but the present invention is not limited to this, and may have a shape bent and bent in a U-shape. Good. Note that the height of the outer peripheral side 18a of the folded portion 18 may be appropriately determined according to the size of the outer tube 14 and the like.

【００３５】一方、下部フランジ１６の肉厚部１６ｄの
下段には、ドーナツ状の石英外管下部締付ボルト２４
（以下、下部締付ボルト２４とする）が載置され、肉厚
部１６ｄ下段に形成されるネジ孔１６ｇに螺合するボル
ト２６によって固定される。また、下部フランジ１６に
は溝部１６ｊが形成され、ここにＯリング１７を配置す
ることにより、下部フランジ１６と下部締付ボルト２４
との間が液密に保持される。すなわち、下部締付ボルト
２４と下部フランジ１６とは、肉厚部１６ｄの下段によ
って所定間隔に保持されつつ固定され、両者の間に冷却
水の流路が形成される。また、下部フランジ１６の側壁
には、冷却水の流入口１６ｉが形成されている。On the other hand, a lower portion of the thick portion 16d of the lower flange 16 is provided with a donut-shaped quartz outer tube lower fastening bolt 24.
(Hereinafter, referred to as a lower fastening bolt 24) is mounted, and is fixed by a bolt 26 screwed into a screw hole 16g formed in a lower portion of the thick portion 16d. Further, a groove 16j is formed in the lower flange 16, and by arranging the O-ring 17 therein, the lower flange 16 and the lower tightening bolt 24 are formed.
Is kept liquid-tight. That is, the lower tightening bolt 24 and the lower flange 16 are fixed while being held at a predetermined interval by the lower portion of the thick portion 16d, and a flow path of the cooling water is formed therebetween. A cooling water inflow port 16i is formed on the side wall of the lower flange 16.

【００３６】下部締付ボルト２４は、その中心開口周辺
を立ち上げて外周にネジが形成されるネジ部２４ａが形
成され、このネジ部２４ａに覆い被さるようにネジ部２
４ａのネジに螺合する、リング状の石英外管下部締付ナ
ット２８（以下、下部締付ナット２８とする）が配置さ
れる。この下部締付ナット２８には内方に突出するフラ
ンジ部２８ａが形成される。The lower tightening bolt 24 is formed with a screw portion 24a in which a screw is formed on the outer periphery by rising around the center opening, and the screw portion 2 is formed so as to cover the screw portion 24a.
A ring-shaped quartz outer tube lower tightening nut 28 (hereinafter, referred to as lower tightening nut 28) that is screwed to the screw 4a is disposed. The lower fastening nut 28 is formed with a flange portion 28a that protrudes inward.

【００３７】また、下部締付ボルト２４の内側には、外
管１４を保持するための保持リング３０が配置される。
保持リング３０は、下部締付ボルト２４のネジ部２４ａ
内周面に接触し、かつ下端部が保持部２０と内管１２の
外周側１８ａとの間に挿入して（すなわちＯリング２２
上）なる形状を有する円筒状の部材で、その内周面には
外管１４を載置するためのフランジ部３０ａが形成され
る。このような保持リング３０の側壁には、冷却水が通
過するための貫通孔が多数形成されている。A holding ring 30 for holding the outer tube 14 is disposed inside the lower fastening bolt 24.
The retaining ring 30 is provided with a screw portion 24a of the lower tightening bolt 24.
It is in contact with the inner peripheral surface and the lower end is inserted between the holding portion 20 and the outer peripheral side 18a of the inner tube 12 (that is, the O-ring 22).
A cylindrical member having the shape of (upper), and a flange portion 30a for mounting the outer tube 14 is formed on the inner peripheral surface thereof. A large number of through holes through which the cooling water passes are formed in the side wall of such a holding ring 30.

【００３８】下部締付ボルト２４の内周面と外管１４と
の間、すなわち保持リング３０の上端面には、外管１４
を液密に保持するＯリング３２が載置され、その上には
リング状のスペーサ３４が載置されている。また、この
スペーサ３４は、下部締付ナット２８のフランジ部２８
ａに当接している。ここで、前述のように保持リング３
０の下には、保持部２０と内管１２の外周側１８ａに挟
持された状態でＯリング２２が配置されている。従っ
て、下部締付ナット２８を下部締付ボルト２４に締め付
けることにより、Ｏリング２２およびＯリング３２は押
圧されて変形して、それぞれ内管１２（外周側１８ａ）
および外管１４に密着し、各部材の間を液密に保持す
る。Between the inner peripheral surface of the lower tightening bolt 24 and the outer tube 14, that is, on the upper end surface of the holding ring 30, the outer tube 14
An O-ring 32 that holds the liquid crystal in a liquid-tight manner is mounted thereon, and a ring-shaped spacer 34 is mounted thereon. Further, this spacer 34 is provided on the flange portion 28 of the lower tightening nut 28.
a. Here, as described above, the holding ring 3
Below 0, an O-ring 22 is arranged while being held between the holding portion 20 and the outer peripheral side 18a of the inner tube 12. Accordingly, by tightening the lower tightening nut 28 to the lower tightening bolt 24, the O-ring 22 and the O-ring 32 are pressed and deformed, and each of the inner pipe 12 (the outer peripheral side 18a).
In addition, it closely adheres to the outer tube 14 and maintains the space between the members in a liquid-tight manner.

【００３９】このようなプラズマトーチ１０において
は、冷却水は、流入口１６ｉより下部フランジ１６およ
び下部締付ボルト２４の形成する間に供給され、保持リ
ング３０の貫通孔を通過して、内管１２と外管１４との
間に供給され、ここを上昇しつつ内管１２（および外管
１４）を冷却する。ここで、内管１２の下端部の液密を
保持するためのＯリング２２は、プラズマ炎５６に直面
する内管１２の内周側１８ｂに接触することはなく、し
かも冷却水によって十分に冷却された内管１２の外周側
１８ａに密着しているので、Ｏリング２２の熱損傷を防
止することができる。In such a plasma torch 10, the cooling water is supplied from the inlet 16 i during the formation of the lower flange 16 and the lower tightening bolt 24, passes through the through hole of the holding ring 30, and passes through the inner pipe. It is supplied between the outer tube 12 and the outer tube 14 and cools the inner tube 12 (and the outer tube 14) while ascending there. Here, the O-ring 22 for maintaining the liquid tightness of the lower end of the inner tube 12 does not contact the inner peripheral side 18b of the inner tube 12 facing the plasma flame 56, and is sufficiently cooled by the cooling water. Since the O-ring 22 is in close contact with the outer peripheral side 18a of the inner tube 12, the O-ring 22 can be prevented from being thermally damaged.

【００４０】以上説明した例においては、内管１２の下
端部のみに折返し部を形成した例であったが、本発明は
これに限定はされず、内管の上端部を液密に保持するＯ
リングにも熱損傷の可能性がある場合には、内管の上端
部にも折返し部を形成してもよい。In the example described above, the folded portion is formed only at the lower end of the inner tube 12, but the present invention is not limited to this, and the upper end of the inner tube is kept liquid-tight. O
If there is a possibility of thermal damage to the ring, a folded portion may be formed at the upper end of the inner tube.

【００４１】以上、本発明の実施例をプラズマトーチに
応用した例について詳細に説明したが、本発明は上記実
施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、各種の変更および改良を行ってもよいのはもち
ろんである。Although the embodiment of the present invention applied to a plasma torch has been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, improvements may be made.

【００４２】[0042]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、Ｏリングの熱損傷を好適に防止することができる
ので、高価なＯリングの寿命を長くして、しかもメンテ
ナンスの頻度も少なくすることができる。また、内管の
下端部分を外方向に向かって折返したのみの簡易な形状
であるので、石英管のような加工のしにくい材料では特
に効果的である。従って、本発明によれば、コスト、ラ
ンニングコスト共に低く、しかも構成も簡易なプラズマ
トーチを実現することができる。As described above in detail, according to the present invention, thermal damage to the O-ring can be suitably prevented, so that the service life of the expensive O-ring can be extended and the frequency of maintenance can be reduced. Can be reduced. Further, since the inner tube has a simple shape in which only the lower end portion is turned outward, it is particularly effective for a material which is difficult to process such as a quartz tube. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a plasma torch with low cost and running cost and a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の円筒管の支持装置をプラズマトーチに
応用した一例の概略部分断面図である。FIG. 1 is a schematic partial sectional view of an example in which a cylindrical tube support device of the present invention is applied to a plasma torch.

【図２】図１に示されるプラズマトーチの部分拡大図で
ある。FIG. 2 is a partially enlarged view of the plasma torch shown in FIG.

【図３】プラズマトーチを利用する超微粒子製造装置を
概念的に示す図である。FIG. 3 is a diagram conceptually showing an ultrafine particle manufacturing apparatus using a plasma torch.

【図４】従来のプラズマトーチの概略部分断面図であ
る。FIG. 4 is a schematic partial sectional view of a conventional plasma torch.

【図５】図４に示されるプラズマトーチの部分拡大図で
ある。FIG. 5 is a partially enlarged view of the plasma torch shown in FIG.

【図６】図４に示されるプラズマトーチの部分拡大図で
ある。FIG. 6 is a partially enlarged view of the plasma torch shown in FIG.

【図７】従来のプラズマトーチの石英管の別の例の概略
部分断面図である。FIG. 7 is a schematic partial sectional view of another example of the quartz tube of the conventional plasma torch.

【図８】図７に示される石英管を利用するプラズマトー
チの概略部分断面図である。FIG. 8 is a schematic partial sectional view of a plasma torch using the quartz tube shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０，５２ プラズマトーチ １２，５８ 石英内管（内管） １４，６０ 石英外管（外管） １６，６４ 下部フランジ １８ 折返し部 ２０ 保持部 ２２，３２，８０，８４，９２，９８，１０６，１１
８，１２０，１２２，１２４ Ｏリング ２４，１００ 石英外管下部締付ボルト（下部締付ボル
ト） ２６，７４，７８，９６ ボルト ２８，１０２ 石英外管下部締付ナット（下部締付ナッ
ト） ３０ 保持リング ３４，９０，１０４ スペーサ ５０ 反応容器 ５４ 作動コイル ５６ プラズマ炎 ６２ 上部フランジ ６６ 支柱 ６８ ナット ７０ ヘッド ７２ 蓋体 ７６，９４ 固定部材 ８２ 固定部材 ８６ 石英外管上部締付ボルト（上部締付ボルト） ８８ 石英外管上部締付ナット（上部締付ナット） １０８ 石英管 １１０ 冷却水流入口 １１２ 冷却水流出口 １１４，１１６ 押圧部材10,52 Plasma torch 12,58 Quartz inner tube (inner tube) 14,60 Quartz outer tube (outer tube) 16,64 Lower flange 18 Folding part 20 Holding part 22,32,80,84,92,98,106, 11
8, 120, 122, 124 O-ring 24, 100 Quartz outer tube lower fastening bolt (lower fastening bolt) 26, 74, 78, 96 bolt 28, 102 Quartz outer tube lower fastening nut (lower fastening nut) 30 Retaining ring 34, 90, 104 Spacer 50 Reaction vessel 54 Working coil 56 Plasma flame 62 Upper flange 66 Support post 68 Nut 70 Head 72 Lid 76, 94 Fixing member 82 Fixing member 86 Quartz outer tube upper tightening bolt (upper tightening bolt) 88 Quartz outer tube upper tightening nut (upper tightening nut) 108 Quartz tube 110 Cooling water inlet 112 Cooling water outlet 114, 116 Pressing member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋 山 聡 埼玉県入間郡大井町鶴ケ岡５丁目３番１ 号 日清製粉株式会社 生産技術研究所 内 (72)発明者 飯 田 英 男 埼玉県入間郡大井町鶴ケ岡５丁目３番１ 号 日清製粉株式会社 生産技術研究所 内 (72)発明者 外ノ池 直 人 埼玉県入間郡大井町鶴ケ岡５丁目３番１ 号 日清製粉株式会社 生産技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平５−217692（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−294400（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−89872（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05H 1/26 H05H 1/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Satoshi Akiyama 5-3-1 Tsurugaoka, Oi-machi, Iruma-gun, Saitama Prefecture Nisshin Flour Milling Co., Ltd. Production Engineering Laboratory (72) Inventor Hideo Iida Iruma, Saitama Nisshin Flour Milling Co., Ltd., Production Technology Research Laboratories 5-3-1, Tsurugaoka, Oi-machi, Japan (72) Inventor Naoto Sonoike 5-3-1 Tsurugaoka, Oi-machi, Iruma Gun, Saitama (56) References JP-A-5-217692 (JP, A) JP-A-1-294400 (JP, A) JP-A-1-89872 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) H05H 1/26 H05H 1/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】内部に高温ガスが供給される略円筒状の内
管と、前記内管の円周面を包囲するように配置され、前
記内管との間で冷却水流路を形成する前記内管より大径
の略円筒状の外管と、前記内管および外管の軸線方向の
両端面をそれぞれ保持する手段とを持つ円筒管の支持装
置であって、前記内管の端部が外方向に向かって折返し
た形状を有し、折返した外壁にシール部材を密着するこ
とを特徴とする円筒管の支持装置。1. A substantially cylindrical inner pipe to which a high-temperature gas is supplied, and a cooling water flow path formed between the inner pipe and a circumferential surface of the inner pipe. An apparatus for supporting a cylindrical pipe having a substantially cylindrical outer pipe having a larger diameter than the inner pipe, and means for holding both end faces in the axial direction of the inner pipe and the outer pipe, wherein the end of the inner pipe is A supporting device for a cylindrical tube, having a shape folded outward, wherein a sealing member is adhered to the folded outer wall.