JPS6340299A - 非移行式プラズマト−チの電極構造 - Google Patents

非移行式プラズマト−チの電極構造

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JPS6340299A
JPS6340299A JP61182714A JP18271486A JPS6340299A JP S6340299 A JPS6340299 A JP S6340299A JP 61182714 A JP61182714 A JP 61182714A JP 18271486 A JP18271486 A JP 18271486A JP S6340299 A JPS6340299 A JP S6340299A
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cathode
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plasma torch
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俊一 桜木
俊哉 新谷
岩崎　茂樹
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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、プラズマ切断、プラズマ溶断、プラズマ加熱
などに利用される非移行式プラズマトーチの電極構造に
関するものである。
従来の技術 非移行式プラズマトーチの電極構造に関する従来例とし
ては、例えば特開昭４８−７８６７号公報に示されるよ
うなものがある。この従来例は第４図に示すようになっ
ていて、タングステア等からなる棒状の陰極αと、陽極
を兼ね之ノズルｂとからなっていた。
発明が解決しようとする問題点 上記従来例にあっては、棒状の陰極αとノズル（陽極）
ｈでパイロットアークを発生し、その後、主アーク電流
が流れるため、陰極αとノズル６間のギャップは大きく
とれなかった。その最大ギャップ長は、高周波放電可能
な最大距離である。
従って上記従来型のトーチにあっては、陰極αとノズル
６間の放電ギャップが小さい之め、Ｂ＆αとノズル間の
主アーク放電電圧は２０〜４０〆程度と小さく、ノズル
ｂから放出されるプラズマジェットの出力を上げようと
すると放′亀１流を増加させる必要がある。
ところが、放電電流を増加していくと、陰極α及びノズ
ルｂで発生するジュール熱が急速に増大してゆき、その
寿命全人さく低下させる。
特に、放電電子のＯ流れ込む陽極（ノズルｂ）では寿命
低下が著しい。
またこのような従来型のトーチでは、陰極α及びノズル
ｂで発生するジュール熱が非常に大きいため、入力エネ
ルギは冷却水などによる冷却損失として失われる割合が
多く、プラズマジェットのエネルギ発生効率は非常に小
さい。
さらにこのようなタイプのトーチでは、ノズルｂに着弧
する陽極点が不規則にノズル内壁面上を移動するため、
それに応じてプラズマジェットの出力も大きく変動して
しまい、不安定であつ之。
問題点を解決する九めの手段及び作用 本発明は上記問題点全解決するためになされたもので、
非移行式プラズマトーチにおいて、陰極と陽極との間に
、陽極と電気的に絶縁し、かつ電源とスイッチを介して
接続した中間電極を設け、また陽極とノズルの間に放電
空間と外側とを遅過する作動ガス分岐孔を設けた構成と
なっており、陰極と中間電極との間でパイロットアーク
を発生させ、その後陰極と陽極との間で主アーク電流を
形成させる。ノズルの口径が小径になつ次場合には作動
ガスの一部は作動ガス分岐孔より外側へ分岐放出される
。
実施例 本発明の実施例をｉｔ図に基づいて説明する。
図中１はホルダ１αにて保持された陰極、２はこの陰極
１と軸方向にギャップＳをあけて対設された中間電極、
３はこの中間電極２に絶縁体４を介して陰極ｊと反対側
に設けられた陽極である。またさらに５は上記陽極３の
先端側に電気的に絶縁されて設けられたノズルであり、
上記中間電極２及び陽極３には陰極１からノズル５に通
じかつ放電空間となる孔６が設けである。７は電源であ
り、この電源７の一方が陰極１に、他方がそれぞれスイ
ッチ８，９を介して中間電極２と陽極３が並列に接続さ
れている。
上記陰極１を保持するホルダ１αの外周部にコイルや永
久磁石等からなる陰極点制御磁石１０が、ま九陽極３の
外周部には同様にコイルや永久磁石等からなる陽極点制
御磁石１１がそれぞれ設けである。
陰極１及びホルダＩＧの先端と中間電極２との間のギャ
ップ部は円筒状の作動ガスチャンバ１２にて囲繞されて
おり、この作動ガスチャンバ１２に１個または複数個の
作動ガス流入ノズル１３が接続されている。なおこの作
動ガス流入ノズル１３は上記チャンバ１２の内周壁に沿
う方向に開口され、うず巻状に作動ガスが流入するよう
になっている。上記中間ｔ＆２とノズル５との間には作
動ガス分岐孔１４が外側へ開口して設けである。上記ノ
ズル５はその作業目的により孔径を変えることができる
ようになっている。
上記構成において、中間電極２と電源７との間のスイッ
チ８をＯＮにして、陰極１と中間電極２との間で高周波
放電によるパイロットアークを発生させる。このパイロ
ットアークにより形成されたプラズマが陽＠！、３に到
達した状態で、電源７と陽極３との間のスイッチ９をＯ
Ｎにする。これにより陰極１と陽極３の間に生アーク電
流が形成され、定常運転状態になる。上記主アーク電流
が形成された直後に中間電極２のスイッチ８をＯＦＦに
して高周波放電によるパイロットアークを停止する。一
方作動ガスチャンパ２へは作動ガスが旋回流となって流
入され、これが上記主アークと共に孔６を通ってノズル
５より噴出される。このとき、ノズル５の孔径を精度切
断などの目的により絞って孔径が小さくなってノズ、ル
５を通る作動ガスの抵抗が大きくなると、作動ガスは作
動ガス分岐孔１４より放出され、陽極３側の放電空間を
通る作動ガスの流速が極端に減少することがない。陰＠
！、１はこれの外周側に同軸状に設は危険極点制御磁石
１゜により陰極点が制御されてこの陰極１の寿命の増長
が図られる。また陰極３と同軸状に設けた陽極点制御磁
石１１は、陽極点を軸方向に移動させることなしに、陽
極３の内壁面上にて陽極点の旋回運動を誘起するため、
陽極３の寿命増加と出力の安定化に大きく寄与する。
また上記作用において、陽悸３とノズル５ば電気的に絶
縁されている九め、ノズル５の拘束部がジュール熱など
Ｋより急速に消耗変形することがなく、長時間、安定的
に高エネルギ状態のプラズマジェットが発生する。
第２図は本発明を、ｆＩｌ密切断用プラズマトーチに適
用した例を示すもので、図中１５はシールドカップ、１
６は作動ガスパイプ、１７．１８は冷却水の注入パイプ
と排出パイプ、１９はパイロットアークケーブルであり
、その他の構成は第１図に示す構成と同じである。
発明の効果 本発明によれば、陰極１と陽＆３との間に陽極３と電気
的に絶縁された中間電極２を設けたことにより、長ギヤ
ツプ放電が可能となり、小′電流、高電圧の運転特性を
実現することが可能である。すなわち、アーク柱を形成
するプラズマに電流よりもむしろ電圧によってエネルギ
を供給することができるため、電極にて発生するジュー
ル熱損失を小さくすることができ、電極（陰極及び陽極
）の寿命を大幅に増長することができると共に、発生す
るプラズマジェットのエヌルギ効率を大きく高めること
ができる。
また中間電極２と陽極３が電気的に絶縁されているため
、陽極点の変動幅は陽極３の軸方向長さに限定され出力
の安定性が向上される。
さらに陽極３とノズル５の間に作動ガス分岐孔１４を設
けたことにより、相密切断などの目的によりノズル５の
出口の口径を十分小さく絞ったとしても、放電空間内で
のアーク柱の安定性は損なわれない。
第３図に示すように、陰極１′にホローカソードを利用
しても上記と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の構成を示す概略的な構成説明図、第２
図は本発明の具体的な実施例を示す一部破断面図、第３
図は陰極の他側を示す断面図、第４図は従来例を示す断
面図である。 １は陰極、２は中間電極、３は陽極、５はノズル、７は
電源、８はスイッチ、１４は作動ガス分岐孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 非移行式プラズマトーチにおいて、陰極１と陽極３との
    間に、陽極３と電気的に絶縁し、かつ電源７とスイッチ
    ８を介して接続した中間電極２を設け、また陽極３とノ
    ズル５との間に放電空間と外側とを連通する作動ガス分
    岐孔１４を設けたことを特徴とする非移行式プラズマト
    ーチの電極構造。
JP61182714A 1986-08-05 1986-08-05 非移行式プラズマト−チの電極構造 Pending JPS6340299A (ja)

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DE87905275T DE3787804T2 (de) 1986-08-05 1987-08-05 Elektrodenstruktur für einen plasmabrenner vom non-transfer-typ.
PCT/JP1987/000586 WO1988001126A1 (en) 1986-08-05 1987-08-05 Electrode structure of a non-transfer-type plasma torch
KR1019880700358A KR880702039A (ko) 1986-08-05 1988-04-04 비이행식 프라즈마 토오치의 전극 구조

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019536221A (ja) * 2016-11-30 2019-12-12 コリア ハイドロ アンド ニュークリアー パワー カンパニー リミテッド 多重電極プラズマトーチ
JP2019536219A (ja) * 2016-11-30 2019-12-12 コリア ハイドロ アンド ニュークリアー パワー カンパニー リミテッド バーノズル型プラズマトーチ
JP2020506052A (ja) * 2017-01-23 2020-02-27 エドワーズ コリア リミテッド 窒素酸化物還元装置及びガス処理装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5317126A (en) * 1992-01-14 1994-05-31 Hypertherm, Inc. Nozzle and method of operation for a plasma arc torch
US5464962A (en) * 1992-05-20 1995-11-07 Hypertherm, Inc. Electrode for a plasma arc torch
US6130399A (en) * 1998-07-20 2000-10-10 Hypertherm, Inc. Electrode for a plasma arc torch having an improved insert configuration
DE10210914C5 (de) * 2002-03-04 2009-02-12 GTV-Gesellschaft für thermischen Verschleiss-Schutz mbH Plasmabrenner und Verfahren zur Erzeugung eines Plasmastrahls
KR100949111B1 (ko) * 2007-06-01 2010-03-22 홍용철 대기압에서 상온 플라즈마를 발생시키는 장치
DE102008028166B4 (de) * 2008-06-12 2010-04-08 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasma-Jets
US8338740B2 (en) 2008-09-30 2012-12-25 Hypertherm, Inc. Nozzle with exposed vent passage
DE102008062731C5 (de) * 2008-12-18 2012-06-14 Kjellberg Finsterwalde Plasma Und Maschinen Gmbh Elektrode für einen Plasmabrenner
DE102011002183B4 (de) * 2010-10-15 2014-04-30 Industrieanlagen- Betriebsgesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und Verfahren zur plasmagestützten Herstellung nanoskaliger Partikel und/oder zur Beschichtung von Oberflächen
CN102523674B (zh) * 2011-11-30 2016-04-20 华中科技大学 手持式等离子体电筒
US9949356B2 (en) 2012-07-11 2018-04-17 Lincoln Global, Inc. Electrode for a plasma arc cutting torch
CN104302082A (zh) * 2014-02-18 2015-01-21 河北普莱斯曼金刚石科技有限公司 用于化学气相沉积的等离子炬

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4879593A (ja) * 1972-01-24 1973-10-25
JPS5533791A (en) * 1978-07-11 1980-03-10 Gpnii Nikel Kobalt Olov Promy Method of treating plasma of substance

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB959464A (en) * 1960-04-04 1964-06-03 Westinghouse Electric Corp Arc chamber
DE4222072C1 (de) * 1992-07-04 1994-03-03 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Regelung der Ausgangsspannung eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generators

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4879593A (ja) * 1972-01-24 1973-10-25
JPS5533791A (en) * 1978-07-11 1980-03-10 Gpnii Nikel Kobalt Olov Promy Method of treating plasma of substance

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019536221A (ja) * 2016-11-30 2019-12-12 コリア ハイドロ アンド ニュークリアー パワー カンパニー リミテッド 多重電極プラズマトーチ
JP2019536219A (ja) * 2016-11-30 2019-12-12 コリア ハイドロ アンド ニュークリアー パワー カンパニー リミテッド バーノズル型プラズマトーチ
JP2020506052A (ja) * 2017-01-23 2020-02-27 エドワーズ コリア リミテッド 窒素酸化物還元装置及びガス処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE3787804D1 (de) 1993-11-18
EP0314791B1 (en) 1993-10-13
WO1988001126A1 (en) 1988-02-11
EP0314791A4 (en) 1988-12-01
KR880702039A (ko) 1988-11-07
EP0314791A1 (en) 1989-05-10
DE3787804T2 (de) 1994-02-10

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