JP2004247177A

JP2004247177A - Composite plasma generating device

Info

Publication number: JP2004247177A
Application number: JP2003035777A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sasaki; 康宏佐々木
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2004-09-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a stably sustaining plasma by enabling a lower end part of a direct-current plasma generating device to be stably cooled, and to enable to reduce a necessary area of installation space of a composite plasma generating device. <P>SOLUTION: The composite plasma generating device comprises a direct-current plasma generating device U3, a cooling jacket U2 covering an outer side face and a tip part of the direct-current plasma generating device U3, a sheath gas channel forming cylindrical member 23 forming a cylindrical sheath gas channel L on an outer periphery of the cooling jacket U2, a ring-shaped gas flange 21 generating a swirling flow of the sheath gas in the sheath gas channel L, and a high-frequency induction plasma generating device U1 equipped with an inner cylinder 16 adjacent to a downstream end of the sheath gas channel forming cylindrical member 23 and an outer cylinder 1 arranged so as to form a cylindrical cooling water channel 18 outside it as well as a lower-part cooling water channel making the swirling flow of the cooling water generated at the cylindrical cooling water channel 18. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流型プラズマ発生装置の下方に高周波誘導プラズマ発生装置を配置した複合型プラズマ発生装置に関する。
前記複合型プラズマ発生装置は、セラミックや金属等の粉体を効率良く加熱、溶融して、被溶射物に容赦して溶融皮膜を形成する際等に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
前記複合型プラズマ発生装置としては次の技術が従来公知である。
（１）特許文献１（特開平５−２６３２１１号公報）記載の技術
この公報記載の複合型プラズマ発生装置では、キャリアガス導入管、その外側に順次、中間管、外側管および冷却管を配置している。前記キャリアガス導入管には粉体を含むキャリアガスを供給し、中間管にはプラズマガスを供給し、外側管には冷却用のシースガスを供給し、外側管と冷却管との間には冷却水を供給している。そして、前記冷却管の外側には高周波誘導コイルを配置し、冷却管の内側にプラズマを発生させている。前記キャリアガス導入管、中間管等により直流プラズマ発生装置が構成されている。
前記直流プラズマ発生装置の下端部外側および下方には前記外側管および冷却管が配置されており、２重管を形成する前記外側管および冷却管の間には円筒状の冷却水通路が形成されている。前記２重管の上部には上部フランジが連結され、下部には下部フランジが連結されている。下部フランジの冷却水導入口から導入された冷却水は前記冷却水通路を通って上部の排水口から排出される。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２６３２１１号公報（段落００２１、００２７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１記載の技術では、中間管（プラズマガスを流す管）の下端部の冷却が不十分であり、発生したプラズマの熱により前記中間管の下端部（直流プラズマ発生装置の下端部）が損傷し易いという問題点がある。また、直流プラズマ発生装置の下端部を安定して冷却できない場合、安定して持続するプラズマを得難くなり、安定した溶射を持続できなくなるという問題点もある。
また、プラズマガス導入管、シースガス導入管、冷却水導入管等が横方向に延びているので、複合型プラズマ発生装置の必要な設置スペースが広くなるという問題点がある。また、一対の複合型プラズマ発生装置を並列状態で配置する際、それらの間隔を接近させることが困難であり、やはり、広い設置スペースが必要になる。
【０００５】
なお従来、直流プラズマ噴射ノズルの周囲を冷却するための冷却水路を内蔵した直流プラズマ発生装置が市販されているが、直流プラズマ発生装置の内部に冷却水路を配置すると、直流プラズマ発生装置自体の構成が複雑になり、直流プラズマ噴射ノズル周辺部を均一に且つ確実に冷却することも難しいという問題点がある。
【０００６】
本発明は、前述の問題点に鑑み、下記の記載内容（Ｏ０１），（Ｏ０２）を課題とする。
（Ｏ０１）直流プラズマ発生装置の下端部を安定して冷却できるようにすることにより、安定して持続するプラズマを得ること。
（Ｏ０２）複合型プラズマ発生装置の設置スペースの必要面積を小さくすること。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【０００８】
（本発明）
前記課題を解決するために、本発明の複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１）〜（Ａ０４）を備えたことを特徴とする。
（Ａ０１）キャリアガス供給路に接続されるキャリアガス供給路接続部材（３６）と、プラズマガス供給路に接続されるプラズマガス供給路接続部材（３７）と、前記プラズマガス供給路接続部材（３７）に供給されたプラズマガスおよび前記キャリアガス供給路接続部材（３６）に供給されたキャリアガスがイオン化（プラズマ化）した直流プラズマを直線に沿って設定されたＺ軸の一方の端部側である−（マイナス）Ｚ方向に噴射する直流プラズマ噴射口（３３ａ）とを有する直流プラズマ発生装置（Ｕ３）、
（Ａ０２）前記直流プラズマ噴射口（３３ａ）から噴射する直流プラズマが−Ｚ方向に通過する直流プラズマ通過口（２７ｄ）と、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分を冷却する冷却水循環室（Ｒ）と、冷却水を供給する冷却水供給路に接続される給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）と、前記給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）に供給された冷却水を前記冷却水循環室（Ｒ）に給水するジャケット給水孔（２６ａ）と、前記冷却水循環室（Ｒ）の冷却水が排出されるジャケット排水孔と、冷却水を排出する冷却水排水路に接続され且つ前記ジャケット排水孔の冷却水を前記冷却水排水路に排水する排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）と、前記−Ｚ側部分に設けた円筒状外周面とを有し、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を支持する冷却ジャケット（Ｕ２）、
（Ａ０３）前記冷却ジャケット（Ｕ２）の円筒状外周面の外側に前記＋Ｚ端側が閉塞され且つ−Ｚ端側が開放された円筒状シースガス通路（Ｌ）を形成するシースガス通路形成用円筒部材（２３）であって円周方向に間隔を開けて多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）が形成された前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）と、前記多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）の外端に連通する噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）および前記噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）にシースガスを供給するシースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）を有する環状のガスフランジ（２１）と、シースガスを供給するシースガス供給路に接続され且つ供給されたシースガスを前記シースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）に供給するシースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）とを有し、前記冷却ジャケット（Ｕ２）を支持するシースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）、
（Ａ０４）内側にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成し且つ＋Ｚ端側部分が前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）の前記−Ｚ端側の部分に接続する内筒（１６）と、前記内筒（１６）の外側に配置され且つ前記内筒（１６）との間に円筒状冷却水路（１８）を形成する外筒（１７）と、前記円筒状冷却水路（１８）の＋Ｚ端側部分に接続する＋Ｚ端側冷却水通路（１２ｃ）が形成された＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）と、前記円筒状冷却水路（１８）の−Ｚ端側部分に接続する−Ｚ端側冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が形成された−Ｚ端側冷却フランジ（３）と、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）および−Ｚ端側冷却フランジ（３）を所定の間隔で連結するフランジ連結部材（１１）と、
前記外筒（１７）の外側を巻き囲むように配置された高周波誘導コイル（１９）とを有し、前記＋Ｚ端側および−Ｚ端側の冷却フランジのうちの一方の冷却フランジに形成された冷却水通路に供給した冷却水を、前記円筒状冷却水路（１８）を通してから他方のフランジに形成された冷却水通路から排出するように構成された高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【０００９】
（本発明の作用）
前記構成を備えた本発明の複合型プラズマ発生装置では、直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の直流プラズマ噴射口（３３ａ）は、前記プラズマガス供給路接続部材（３７）に供給されたプラズマガスおよび前記キャリアガス供給路接続部材（３６）に供給されたキャリアガスがイオン化（プラズマ化）した直流プラズマを、直線に沿って設定されたＺ軸の一方の端部側である−（マイナス）Ｚ方向に噴射する。
冷却ジャケット（Ｕ２）は前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を支持する。直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の直流プラズマ噴射口（３３ａ）から噴射される直流プラズマは、冷却ジャケット（Ｕ２）の直流プラズマ通過口（２７ｄ）を−Ｚ方向に通過して流れる。
冷却ジャケット（Ｕ２）の給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）には、冷却水供給路から冷却水が供給される。この冷却水はジャケット給水孔（２６ａ）から順次、冷却水循環室（Ｒ）、ジャケット排水孔を流れて、排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）から冷却水排水路に排水される。
【００１０】
したがって本発明では、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分は、冷却ジャケット（Ｕ２）の冷却水循環室（Ｒ）を流れる冷却水によりに確実に冷却されるので、直流プラズマの熱による温度上昇が防止される。このため、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の温度上昇による劣化や破損を防止して、安定した直流プラズマを発生させることができる。
【００１１】
シースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）のガスフランジ（２１）は前記冷却ジャケット（Ｕ２）を支持する。シースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）のシースガス通路形成用円筒部材（２３）は、前記冷却ジャケット（Ｕ２）の円筒状外周面の外側に前記＋Ｚ端側が閉塞され且つ−Ｚ端側が開放された円筒状シースガス通路（Ｌ）を形成する。
シースガス供給路からシースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）に供給されるシースガスは、シースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）から噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）に供給される。噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）に供給されたシースガスは、前記ガス通路形成部材に円周方向に間隔を開けて形成された多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）から前記円筒状シースガス通路（Ｌ）に噴射される。前記＋Ｚ端側が閉塞され且つ−Ｚ端側が開放された円筒状シースガス通路（Ｌ）に噴射されたシースガスは−Ｚ端側に流出する。
【００１２】
高周波誘導プラズマ発生装置の内筒（１６）は、＋Ｚ端側部分が前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）の前記−Ｚ端側の部分に接続しており、その内側下方にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成する。前記内筒（１６）の外側に配置された外筒（１７）は、前記内筒（１６）との間に円筒状冷却水路（１８）を形成する。
前記外筒（１７）の外側を巻き囲むように配置された高周波誘導コイル（１９）に高周波電流が流れると、前記内筒（１６）の内側に形成されたプラズマ用スペース（Ｓ）に高周波電界が誘導される。その際、前記プラズマ用スペース（Ｓ）に噴射された直流プラズマは高周波誘導プラズマとなる。
【００１３】
高周波誘導プラズマ発生装置のフランジ連結部材（１１）は＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）と−Ｚ端側冷却フランジ（３）とを所定の間隔で連結する。前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）に形成された＋Ｚ端側冷却水通路（１２ｃ）は前記円筒状冷却水路（１８）の＋Ｚ端側部分に接続し、−Ｚ端側冷却フランジ（３）に形成された−Ｚ端側冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）は前記円筒状冷却水路（１８）の−Ｚ端側部分に接続する。したがって、前記＋Ｚ端側および−Ｚ端側の冷却フランジ（１２および３）に形成された冷却水通路のうちの一方の冷却水通路に供給された冷却水は、前記円筒状冷却水路（１８）を流れて他方の冷却フランジに形成された冷却水通路から排出される。したがって、前記内筒（１６）は前記円筒状冷却水路（１８）を流れる冷却水により冷却される。
【００１４】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０５）を備えることが可能である。
（Ａ０５）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を着脱可能に支持する前記冷却ジャケット（Ｕ２）。
前記構成要件（Ａ０５）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記冷却ジャケット（Ｕ２）は、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を着脱可能に支持する。
【００１５】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置および前記構成要件（Ａ０５）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０６）を備えることが可能である。
（Ａ０６）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面および端面（−Ｚ端面）を被覆するように形成された前記冷却水循環室（Ｒ）。
前記構成要件（Ａ０６）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面および端面（−Ｚ端面）を被覆するように形成された前記冷却ジャケット（Ｕ２）の冷却水循環室（Ｒ）により、直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面および端面（−Ｚ端面）は確実に冷却されるので、熱による損傷を防止することができる。
【００１６】
前記構成要件（Ａ０６）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０７）を備えることが可能である。
（Ａ０７）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面を被覆する部分に旋回流が流れるように構成された前記冷却水循環室。
前記構成要件（Ａ０７）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面を被覆する前記冷却ジャケット（Ｕ２）の冷却水循環室（Ｒ）を流れる冷却水は旋回流となって流れるので、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面を均一に冷却することができる。
【００１７】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置および前記構成要件（Ａ０５）または（Ａ０６）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０８）を備えることが可能である。
（Ａ０８）円周方向に間隔を開けて壁面に垂直に形成された多数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）と、前記複数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）より−Ｚ端側に離れた位置において円周方向に間隔を開け且つ傾斜して形成された多数のシースガス旋回噴射孔（２３ｄ）とを有する前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）。
【００１８】
前記構成要件（Ａ０８）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）の円周方向に間隔を開けて壁面に垂直に形成された多数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）から、前記＋Ｚ端が閉塞された円筒状シースガス通路（Ｌ）内に半径方向（壁面に垂直な方向）に噴射される。前記円筒状シースガス通路（Ｌ）に噴射されたシースガスは、開放された−Ｚ端側に流れる。
また、前記複数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）より−Ｚ端側に離れた位置において円周方向に間隔を開け且つ傾斜して形成された多数のシースガス旋回噴射孔（２３ｄ）からは、前記円筒状シースガス通路（Ｌ）内に前記円周方向に傾斜した方向からシースガスが噴射される。この噴射ガスにより円筒状シースガス通路（Ｌ）内のシースガスは旋回流となって、−Ｚ方向に流れる。
【００１９】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置および前記構成要件（Ａ０５）ないし（Ａ０８）のいずれかを備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０９）を備えることが可能である。
（Ａ０９）冷却水供給路に接続される給水用フランジ接続部（１２ｂ）と前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通するフランジ給水孔（１２ａ）と冷却水排水路に接続し且つ前記他方の冷却水フランジ（１２）の冷却水通路（１２ｃ）に連通する排水用フランジ接続部（１２ｅ）とが設けられた前記他方の冷却フランジ（１２）と、前記他方の冷却水フランジ（１２）のフランジ給水孔（１２ａ）の冷却水を前記一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）に流す給水用連通路（１１ａ）が形成された前記フランジ連結部材（１１）とを有する前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【００２０】
前記構成要件（Ａ０９）を備えた複合型プラズマ発生装置では、フランジ冷却水供給路から前記他方の冷却フランジ（１２）の給水用フランジ接続部（１２ｂ）に供給された冷却水は、フランジ給水孔（１２ａ）から、フランジ連結部材（１１）に形成された給水用連通路（１１ａ）を通って、一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）に流れる。前記一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）は、前記給水用連通路（１１ａ）から流入した冷却水を前記円筒状冷却水路（１８）に流入させる。前記円筒状冷却水路（１８）を流れる冷却水は、前記円筒状冷却水路（１８）を形成する内筒（１６）（すなわち、内側にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成する内筒（１６））を冷却してから、他方の冷却フランジ（１２）の冷却水通路（１２ｃ）、排水用フランジ接続部（１２ｅ）およびフランジ冷却水排水路に順次に流れる。
また、前記冷却水供給路に接続される給水用フランジ接続部（１２ｂ）および、冷却水排水路に接続される排水用フランジ接続部（１２ｅ）が前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に形成されているので、冷却水供給路や冷却水排水路を＋Ｚ方向に延びる状態で連結することができる。このため、Ｚ軸に垂直な方向に必要なスペースが少なくなるので、一対の複合型プラズマトーチＵを接近した状態で設置することが可能となる。
【００２１】
前記構成要件（Ａ０９）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１０）を備えることが可能である。
（Ａ０１０）内部に前記給水用連通路（１１ａ）を形成された複数の支柱（１１）により構成された前記フランジ連結部材（１１）。
前記構成要件（Ａ０１０）を備えた複合型プラズマ発生装置では、冷却水供給路から前記他方の冷却フランジ（１２）の給水用フランジ接続部（１２ｂ）に供給された冷却水は、フランジ給水孔（１２ａ）から、複数の支柱（１１）の内部に形成された給水用連通路（１１ａ）を通って、一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）に流れる。
＋Ｚ端側および−Ｚ端側の冷却フランジ（１２，３）を連結する複数の支柱（１１）に給水用連通路（１１ａ）を形成したので、給水用連通路（１１）形成用の部材を別途設ける必要がない。
【００２２】
前記構成要件（Ａ０９）または（Ａ０１０）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１１）を備えることが可能である。
（Ａ０１１）Ｚ軸方向に重ねて配置された複数の板状のフランジ部材（４〜７）により前記一方の（−Ｚ端側）冷却フランジ（３）を構成し、前記複数の各フランジ部材（４〜７）の接合面にそれぞれ形成された接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）を用いて前記一方の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）を構成し、前記複数の各接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）の中で前記冷却水の流れる方向の上流端の接合面冷却水路（７ｃ）は前記給水用連通路（１１ａ）に接続され且つ下流端の接合面冷却水路（４ｈ）は前記円筒状冷却水路（１８）に接続されたことを特徴とする前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【００２３】
前記構成要件（Ａ０１１）を備えた複合型プラズマ発生装置では、Ｚ軸方向に重ねて配置された複数の各フランジ部材（４〜７）の接合面にはそれぞれ接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）が形成されている。前記複数の各接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）の中で前記冷却水が流れる方向の上流端の接合面冷却水路（４ｈ）には前記給水用連通路（１１ａ）から冷却水が流入する。この冷却水は、上流端側の接合面冷却水路（７ｃ）から下流側の接合面冷却水路に順次流れて、下流端の接合面水路（４ｈ）から前記円筒状冷却水路（１８）に流れる。
このような接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）を冷却水が流れる間に前記冷却水を容易に旋回流することが可能となる。
【００２４】
前記構成要件（Ａ０９）ないし（Ａ０１１）のいずれかを備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１２）を備えることが可能である。
（Ａ０１２）前記給水用連通路（１１ａ）から流入した冷却水を旋回流として前記円筒状冷却水路（１８）に流入させるように前記一方の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が形成された前記一方の冷却フランジ（３）とを有する前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
前記構成要件（Ａ０１２）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記円筒状冷却水路（１８）を流れる冷却水は旋回しながら流れるので、円筒状冷却水路（１８）を形成する内筒（１６）（すなわち、内側にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成する内筒（１６））を均一に冷却することができる。
【００２５】
前記構成要件（Ａ０９）ないし（Ａ０１２）のいずれかを備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１３）を備えることが可能である。
（Ａ０１３）前記一方の冷却フランジが前記−Ｚ端側冷却フランジ（３）により構成され、前記他方の冷却フランジが前記＋Ｚ端側フランジにより構成され、前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）および前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）が前記＋Ｚ端側冷却フランジの＋Ｚ端面に設けられことを特徴とする前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【００２６】
前記構成要件（Ａ０１３）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面（前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）が配置されている側の端面）に設けた給水用フランジ接続部（１２ｂ）および前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）に前記冷却水供給路および冷却水排水路を接続するので、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の側方（Ｚ軸に垂直な方向）において前記冷却水供給路および冷却水排水路を配置するためのスペースを必要としない。このため、一対の複合型プラズマ発生装置（Ｕ）の各＋Ｚ側冷却フランジ（１２）を接近した状態で設置することが可能となる。
【００２７】
前記構成要件（Ａ０１３）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１４）を備えることが可能である。
（Ａ０１４）＋Ｚ端面および−Ｚ端面にそれぞれ開口する給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）および排水用貫通孔が形成され且つ前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に重ねて配置された前記ガスフランジ（２１）であって、前記給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水供給路に連通し、前記排水用貫通孔の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水排水路に連通することを特徴とする前記ガスフランジ（２１）。
【００２８】
前記構成要件（Ａ０１４）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記ガスフランジ（２１）は、その＋Ｚ端面および−Ｚ端面にそれぞれ開口する給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）および排水用貫通孔が形成され且つ前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に重ねて配置される。前記給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水供給路に連通し、前記排水用貫通孔の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水排水路に連通する。
したがって、冷却水供給路から供給される冷却水は、ガスフランジ（２１）の給水孔貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）を通って＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の給水用フランジ接続部（１２ｂ）に供給される。また、＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の排水用フランジ接続部（１２ｅ）から排出される冷却水は、前記ガスフランジ（２１）の排水用貫通孔および排水路接続部材（Ｋ２）を通って冷却水排水路に排水することができる。
【００２９】
この場合、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に形成された給水用フランジ接続部（１２ｂ）および排水用フランジ接続部（１２ｅ）に、ガスフランジ（２１）に形成した給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）および排水用貫通孔の−Ｚ端を接続させ、各貫通孔の＋Ｚ端に冷却水供給路および冷却水排水路を接続するので、冷却水供給路や冷却水排水路を＋Ｚ方向に延びる状態で連結することができる。このため、前記ガスフランジ（２１）および＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の側方（Ｚ軸に垂直な方向）において前記冷却水供給路および冷却水排水路を配置するためのスペースを必要としない。したがって、一対の複合型プラズマ発生装置（Ｕ）の各ガスフランジ（２１）および＋Ｚ側冷却フランジ（１２）を接近した状態で設置することが可能となる。
【００３０】
前記構成要件（Ａ０１４）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１５）〜（Ａ０１７）を備えることが可能である。
（Ａ０１５）直流プラズマ用冷却水供給路に接続される直流プラズマ用給水路接続部材（３８）と、直流プラズマ用冷却水排水路に接続される直流プラズマ用排水路接続部材（３９）とが直線に沿って設定されたＺ軸の一端側である＋Ｚ端側に設けられ、前記直流プラズマ用給水路接続部材（３８）および直流プラズマ用排水路接続部材（３９）に連通する直流プラズマ用冷却水循環路（Ｌ１，Ｌ２）とが前記Ｚ軸の他端側の−Ｚ端部に設けられた前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）
（Ａ０１６）前記給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）および排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）が＋Ｚ端側の端面に形成された前記冷却ジャケット（Ｕ２）、
（Ａ０１７）前記シースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）が＋Ｚ側の端面に設けられた前記ガスフランジ（２１）、
【００３１】
前記構成要件（Ａ０１５）〜（Ａ０１７）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記直流プラズマ用冷却水供給路および直流プラズマ冷却水排水路を前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の＋Ｚ端側に配置し、前記給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）および排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）を前記冷却ジャケット（Ｕ２）の＋Ｚ端側の端面に配置し、前記シースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）を前記ガスフランジ（２１）の＋Ｚ側の端面に配置することができる。
このため、前記ガスフランジ（２１）および＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の側方（Ｚ軸に垂直な方向）において前記冷却水供給路、冷却水排水路およびシースガス供給路を配置するためのスペースを必要としない。したがって、一対の複合型プラズマ発生装置（Ｕ）の各ガスフランジ（２１）および＋Ｚ側冷却フランジ（１２）を接近した状態で設置することが可能となる。
【００３２】
【実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
なお、以後の説明では、図面において上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、上方、下方、または上側、下側とする。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の一対の複合型プラズマ発生装置を並列配置したツインタイプの複合型プラズマ発生装置の正断面図である。
図２は同実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の平面図であり、前記図１を上方から見た図である。
図１、図２において、左右一対の複合型プラズマ発生装置Ｕ，Ｕは接近して配置されている。この実施の形態１では、前記左右の複合型プラズマ発生装置Ｕ，Ｕは全く同一に構成されているが、断面位置が少し異なっている。
図１、図３において、減圧チャンバＣを構成するチャンバ上壁１（図１参照）には、ベース装着孔１ａが形成されており、前記ベース装着孔１ａにはベース２が支持されている。前記ベース２には、前記隣接した左右一対の複合型プラズマ発生装置Ｕの下端部が支持されている。
【００３４】
次に、前記複合型プラズマ発生装置Ｕについて説明するが、以下の説明は、図１、図２の左側に配置した複合型プラズマ発生装置Ｕの断面図に基づいて行う。
図３は実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の中の１個の複合型プラズマ発生装置の拡大正断面図である。
図３において、複合型プラズマ発生装置Ｕは、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１と、その上部に支持された冷却ジャケットＵ２と、前記冷却ジャケットＵ２に支持された直流プラズマ発生装置Ｕ３とを有している。
【００３５】
図４は前記図３の矢印ＩＶ−ＩＶから見た要部を示す図である。
図５は前記図３の矢印Ｖ−Ｖから見た図である。
図６は前記図３の矢印ＶＩ−ＶＩから見た図である。
図７は前記図３の下部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
図８は前記図３の中央部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の上部および直流プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
【００３６】
図３、図７において、ベース２にはフランジ装着孔２ａが形成されている。フランジ装着孔２ａには、下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３が支持されている。下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３は、フランジ部材本体４と、前記下側冷却フランジ４の下面に順次重ねて装着される板状の第１フランジ部材５、第２フランジ部材６および第３フランジ部材７を有している。
図９はフランジ部材本体４の説明図で、図９Ａは上面図、図９Ｂは前記図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図である。
図１０は前記図９に示すフランジ部材本体４の下面の説明図で、図１０Ａは前記図９Ｂと同じ図、図１０Ｂは下側冷却フランジ部材本体の下面図で、前記図１０Ａの矢印ＸＢから見た図である。
【００３７】
図９、図１０において、フランジ部材本体４は大径環状部４ａを有しており、大径環状部４ａには４本のネジ貫通孔４ｂが形成されている。前記フランジ部材本体４は、前記ネジ貫通孔４ｂをそれぞれ貫通する連結ネジＮ１（図１、図７参照）により前記ベース２に固定される。前記大径環状部４ａの下端部には円形の底壁４ｃが設けられており、底壁４ｃの中央部には外筒装着孔４ｄが形成されている。また、底壁４ｃの外周部には円周方向に９０°間隔で４個の支柱連結ネジ孔４ｅが形成されており、その外側には円周方向に沿って多数のフランジ部材連結ネジ孔４ｆが形成されている。また、底壁４ｃ下面には４本の旋回流形成用溝４ｇとそれらの内端部に連続する環状溝（下流端側冷却水通路すなわち、−Ｚ端側冷却水通路）４ｈとが形成されている。前記旋回溝形成用溝４ｇはその半径方向外側から内側に向かって冷却水が流れる溝であり、上面図（図９）で時計回りの旋回流を形成する溝である。したがって、前記環状溝４ｈは上面図（図９Ａ）で時計回りの旋回流が生じるように形成されている。
【００３８】
図１１は前記図７に示す下側冷却フランジ部材本体の下面に装着する第１〜第３フランジ部材を接合した状態の断面図であり、図１１Ａは平面図、図１１Ｂは図１１ＡのＸＩＢ−ＸＩＢ線断面図、図１１Ｃは図１１ＡのＸＩＣ−ＸＩＣ線断面図である。
図１２は前記図７に示す第１フランジの説明図で、図１２Ａは平面図、図１２Ｂは図１２ＡのＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線断面図である。
図１１、図１２において、第１フランジ部材５は、中央部に内筒装着孔５ａが形成されており、外周部に多数のフランジ連結ネジ貫通孔５ｂが形成されている。また、前記フランジ連結ネジ貫通孔５ｂの内側部分の下面にはフランジ連結用のリング状凹溝５ｃ（図１２Ｂ参照）が形成されている。また、前記リング状凹溝５ｃの内側部分には４個の冷却水流入孔５ｄが円周方向に９０°の間隔で配置されており、前記４個の各冷却水流入孔５ｄにそれぞれ隣接して合計４個の冷却水流出孔５ｅが形成されている。また、図５Ａにおいて、ピン貫通孔５ｆ（図１２Ａ参照）が形成されており、前記ピン貫通孔５ｆは、前記第１フランジ部材５〜第３フランジ部材７（図１２〜図１４参照）を連結する際の位置決めピン８（図１１Ｃ参照）が貫通する孔である。
【００３９】
図１３は前記図７に示す第２フランジの説明図で、図１３Ａは平面図、図１３Ｂは図１３ＡのＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線断面図である。
図１３において、第２フランジ部材６は、中央部に貫通孔６ａが形成されており、外周部には円周方向に９０°間隔で合計４個の冷却水流入孔６ｂが形成されている。また、第２フランジ部材６の上面には前記貫通孔６ａから接線方向に延びる４本の凹溝６ｃが形成されている。この凹溝６ｃは前記貫通孔６ａを下方から上方に流れてきた冷却水が矢印Ａ１方向に流れる凹溝である。前記矢印Ａ１方向に流れた冷却水は前記第１フランジ部材５の冷却水流通孔５ｅを下側（−Ｚ側）から上側（＋Ｚ側）に流れる。
また、前記第２フランジ部材６にはピン貫通孔６ｄ（図１３Ａ参照）が形成されている。前記ピン貫通孔６ｄは前記第１フランジ部材５〜第３フランジ部材７を連結する際の位置決めピン８（図１１Ｃ参照）が貫通する孔であり、前記ピン貫通孔５ｆ（図１２Ａ参照）と重なる位置に形成されている。
【００４０】
図１４は前記図７に示す第３フランジの説明図で、図１４Ａは平面図、図１４Ｂは図１４ＡのＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線断面図、図１４Ｃは図１４ＡのＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線断面図である。
図１４において、第３フランジ部材７は、上方に行くに従って径が縮小する円錐壁７ａ（図１４Ｂ参照）を有している。第３フランジ部材７の上面の外周にはリング状突出部７ｂが形成されている。前記リング状突出部７ｂは前記第１フランジ部材５のリング状凹溝５ｃ（図１２Ｂ参照）に嵌合する突出部である。第３フランジ部材７の上面には４個の凹部７ｃが形成され、前記各凹部７ｃの中央部には島状部分７ｄが突出して形成されている。前記凹部７ｃには、前記第１、第２フランジ部材５、６の冷却水流入孔５ｄ、６ｂ（図１１Ｂ参照）を流れた冷却水が流入する（これについては後述する）。前記凹部７ｃには、前記島状部分７ｄにより、冷却水が図１４Ａに示す矢印Ａ２方向に流れる流路と矢印Ａ３方向に流れる流路が形成されている。
また、前記第３フランジ部材７にはピン装着孔７ｅが形成されている。前記ピン装着孔７ｅは前記第１フランジ部材５〜第３フランジ部材７を連結する際の位置決めピン８（図１１Ｃ参照）の先端部が装着される孔である。
【００４１】
図１１において、前記第１〜第３フランジ部材５〜７は重ね合わせた状態で、前記前記リング状突出部７ｂがリング状凹溝５ｃに嵌合し、且つ内筒装着孔５ａの下端部（−Ｚ端部）に円錐壁７ａ上端が嵌合した状態で連結されている。この状態で第１フランジ部材５は、前記多数のフランジ連結ネジ貫通孔５ｂを貫通する連結ネジＮ２（図７参照）によりフランジ部材本体４のフランジ部材連結ネジ孔４ｆ（図１０参照）に連結される。
前記フランジ部材本体４および第１〜第３フランジ部材５〜７により下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３（図７参照）が構成されている。
図７、図１１において、前記第３フランジ部材７と第２フランジ部材６と間（接合面）には前記凹部７ｃが形成され、凹部７ｃの中心部は、第２フランジ部材６の貫通孔６ａ（図１３Ｂ参照）を介して前記凹溝６ｃに連通している。前記凹溝６ｃは、第２フランジ部材６と第１フランジ部材５との間（接合面）に形成されており、凹部６ｃの外端部は第１フランジ部材５の冷却水流通孔５ｅの下端部（−Ｚ端部）に連通している。
【００４２】
図７に示すように、前記冷却水流通孔５ｅの上端は前記旋回流形成用溝４ｇの外端部に連通しており、前記旋回流形成用溝４ｇおよびその中心部に接続する環状溝４ｈは、前記フランジ部材本体４と第１フランジ部材５との間（接合面）に形成されている。
したがって、前記凹部７ｃ、凹溝６ｃ、旋回流形成用溝４ｇおよび環状溝４ｈはいずれも、下部フランジ（−Ｚ端冷却フランジ）３の各フランジ部材４〜５の接合面に形成されているので、本明細書では、それらを接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）という。また、冷却水は下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３に流入し、その冷却水は、順次、図７に示す冷却水流入孔５ｄ、６ｂ、凹部７ｃ、貫通孔６ａ、凹溝６ｃ、冷却水流通孔５ｅ、旋回流形成用溝４ｇ、環状溝４ｈを通って、後述する円筒状冷却水路１８に流れる。したがって、前記符号５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈで示された要素により、下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３の下部冷却水通路（−Ｚ端側冷却水通路）（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が構成される。
【００４３】
前記フランジ部材本体４の４個の支柱連結ネジ孔４ｅ（図９、図１０参照）にはそれぞれ、図７に示すように、支柱（フランジ連結部材）１１の下端部がネジ連結されている。前記支柱１１には上下（Ｚ軸方向）に貫通する冷却水通路１１ａが形成されている。前記４本の各支柱１１の上端には上側冷却フランジ（＋Ｚ端側冷却フランジ）１２が支持されている。
上側冷却フランジ１２の上面図は図４（図３のＩＶ−ＩＶ線断面図に示されている。
【００４４】
図７、図４において、上側冷却フランジ１２は前記支柱１１の上端を収容するフランジ給水孔１２ａを有しておりフランジ給水孔１２ａの上端は開口している。フランジ給水孔１２ａ内に収容された支柱１１の上端には冷却水通路１１ａの上端が開口しており、支柱１１の上端部の外周にはオスネジが形成され、前記オスネジにネジ連結されたナット１３により、支柱１１上端部と上側冷却フランジ１２とは連結されている。
前記フランジ給水孔１２ａの開口により、冷却水が供給される給水路に接続される接続部（給水用フランジ接続部）１２ｂが形成されている。
【００４５】
前記上側冷却フランジ１２には、その中央部に環状の上部冷却水通路（＋Ｚ端側冷却水通路）１２ｃが形成されており、前記上部冷却水通路１２ｃは半径方向に延びるフランジ冷却水排水孔１２ｄが接続されている。前記フランジ冷却水排水孔１２ｄの外端部は上側冷却フランジ１２の上面に開口している。前記フランジ冷却水排水孔１２ｄの開口により冷却水を排出する排水路に接続される接続部（排水用フランジ接続部）１２ｅが形成されている。
図７において、前記上側冷却フランジ１２には、前記環状の上部冷却水通路１２ｃの上側の端壁（上端壁）に内筒装着孔１２ｆが形成されており、下側の端壁（下端壁）には外筒装着孔１２ｇが形成されている。また図４において、上側冷却フランジ１２の上端壁（＋Ｚ端壁）には４個の連結ネジ孔１２ｈが形成されている。
【００４６】
図７において、内筒１６は、下端部が前記第１フランジ部材５の内筒装着孔５ａに支持され、上端部が上部冷却フランジ１２の内筒装着孔１２ｆに支持されている。前記内筒１６の上端位置と上部冷却フランジ１２の上端位置とはほぼ同一の位置に配置される。外筒１７は、下端部が前記フランジ部材本体４の外筒装着孔４ｄに支持され、上端部が上部冷却フランジ１２の外筒装着孔１２ｇに支持されている。前記内筒１６および外筒１７の間には円筒状冷却水路１８が形成されている。
外筒１７の外側を巻き囲むように高周波誘導コイル１９が配置されており、高周波誘導コイル１９に高周波電流が流れると、前記内筒１６の内側の空間（プラズマ用スペースＳに高周波電界が誘導される。その際、前記プラズマ用スペースＳに噴射された直流プラズマは高周波誘導プラズマとなる。
【００４７】
図１５は下部フランジ３の冷却水通路の説明図で、図１５Ａは正面図での冷却水の流れを示す図、図１５Ｂは前記図１５ＡのＸＶＢ−ＸＶＢ線断面図、図１５Ｃは前記図１５ＡのＸＶＣ−ＸＶＣ線断面図である。
前記図７に示す円筒状冷却水路１８の下端部は前記接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）の環状溝４ｈに連通しており、上端部は環状の上部冷却水通路１２ｃに接続している。
したがって、図７において、給水用フランジ接続部１２ｂからフランジ給水孔１２ａ内に供給された冷却水は、支柱１１の冷却水路１１ａ（図１５Ａ参照）の上端から下方に流れ、冷却水流入孔５ｄ、６ｂ（図７、図１４Ａ参照）を通って第３フランジ部材７の凹部７ｃに流入する。
図１５、図７において、凹部７ｃ（図７参照）に流入した冷却水は図１４Ａの矢印Ａ２、Ａ３の方向（図１５Ｂの矢印方向）に流れ、第２フランジ部材６の貫通孔６ａ（図７、図１３Ａ参照）を下側から上側に流れる。第２フランジ部材６の上側に流れた冷却水は、凹溝６ｃ（図７、図１３Ａ参照）を図１３の矢印Ａ１方向（図１５Ｂの矢印方向）に流れ、次に冷却水流通孔５ｅ（図７参照、図１３Ａの２点鎖線参照）を下側から上側に流れて旋回流形成用溝４ｇに流入する。旋回流形成用溝４ｇに流入した冷却水は、図９の矢印Ａ４方向（図１５Ｃの矢印方向）に流れて、環状溝４ｈに旋回流となって流入する。この旋回流となった冷却水は、環状溝４ｈから円筒状冷却水路１８（図７、図１５Ａ参照）を旋回しながら上昇して環状の上部冷却水通路１２ｃに流入し、さらに、フランジ冷却水排水孔１２ｄを通って排水用フランジ接続部１２ｅから冷却水排水路（後述）に排出される。
【００４８】
図８において、前記上部冷却フランジ１２の上面にはガスフランジ２１が支持されており、ガスフランジ２１には４個のネジＮ３（図５参照）が貫通する４個のネジ貫通孔（図示せず）が形成されている。ネジＮ３は前記ガスフランジ２１を上側から下側に貫通して、上部冷却フランジ１２上面に形成された連結ネジ孔１２ｈ（図４参照）にネジ連結されている。
上部冷却フランジ１２の前記給水用フランジ接続部１２ｂにはガスフランジ２１の給水孔２１ｂが連通している。前記給水孔２１ｂには上端に開口する給水路接続孔２１ｃが連通している。給水路接続孔２１ｃには接続部材（給水路接続部材）Ｋ１が装着されており、給水路接続部材Ｋ１は、図示しない冷却水供給路に着脱可能に接続される。
したがって、図示しない冷却水供給路から給水路接続部材Ｋ１に供給された冷却水は前記給水路接続孔２１ｃ、給水孔２１ｂ、および連通孔２１ａを順次流れて、給水用フランジ接続部１２ｂからフランジ給水孔１２ａに給水される。この場合、前記給水路接続孔２１ｃ、給水孔２１ｂ、および連通孔２１ａによりガスフランジ２１の上面から下面に冷却水を通過させる給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）が形成されている。
【００４９】
前記上部冷却フランジ１２の上端面には、図示しない冷却水排水路に接続する管状の排水路接続部材Ｋ２（図８、図５参照）が連結されており、前記排水路接続部材Ｋ２と前記排水用フランジ接続部１２ｅとは、上部冷却フランジ１２に形成した図示しない連通孔（ガスフランジ２１の下面から上面に冷却水を通過させる排水用貫通孔、図示せず）により連通している。したがって、前記フランジ冷却水排水孔１２ｄを通って排水用フランジ接続部１２ｅに流れた冷却水は、前記排水路接続部材Ｋ２から図示しない冷却排水路に排水される。
【００５０】
前記ガスフランジ２１には、その中央部に貫通孔２１ｄが形成されており、貫通孔２１ｄの外周には環状の旋回噴射用シースガス室２１ｅが形成されている。前記旋回噴射用ガス室には半径方向に斜めに延びる２本のガス供給孔２１ｆ（図５参照）が形成されており、ガス供給孔２１ｆの外端部にはガスフランジ２１の上端面に開口するシースガス供給用フランジ接続部２１ｇが形成されている。前記シースガス供給用フランジ接続部２１ｇには管状の接続部材（シースガス供給路接続部材）Ｋ３（図８、図５参照）が接続されている。前記接続部材Ｋ３には旋回用シースガス供給路（図示せず）が接続され、前記図示しない旋回用シースガス供給路から旋回用シースガスが供給される。
【００５１】
前記ガスフランジ２１には、前記旋回噴射用シースガス室２１ｅの上側で且つ貫通孔２１ｄの外周には環状の垂直噴射用ガス室２１ｈが形成されている。前記垂直噴射用ガス室２１ｈには半径方向に延びる２本のガス供給孔２１ｉ（図５参照）が連通している。前記ガスフランジ２１上面には前記ガス供給孔２１ｉに連通する管状のシースガス供給路接続部材Ｋ４（図１の右側の複合型プラズ発生装置および図５参照）が連通されている。前記シースガス供給路接続部材Ｋ４には図示しない垂直噴射用シースガス供給路が接続されており、前記垂直噴射用シースガス供給路から供給されたシースガスは前記シースガス供給路接続部材Ｋ４から前記ガス供給孔２１ｉ（図５参照）を通って、垂直噴射用ガス室２１ｈに供給される。
【００５２】
図８において、前記ガスフランジ２１の貫通孔２１ｄに嵌合する円筒状のシースガス通路形成部材２３は、円筒部およびその上端に設けたフランジを有している。
図１６はシースガス通路形成用円筒部材の説明図で、図１６Ａは平面図、図１６Ｂは縦断面図で前記図１６ＡのＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図、図１６Ｃは前記図１６ＢのＸＶＩＣ−ＸＶＩＣ線断面図で垂直噴射孔を示す図、図１６Ｄは前記図１６ＢのＸＶＩＤ−ＸＶＩＤ線断面図で旋回噴射孔を示す図である。
図１６において、シースガス通路形成部材２３は、上端フランジ２３ａと円筒壁２３ｂとを有している。円筒壁２３ｂにはその上部に円周方向に沿って多数の垂直噴射孔２３ｃが形成され、その下部に円周方向に沿って多数の旋回噴射孔２３ｄが形成されている。
図８において、前記シースガス通路形成部材２３は、その上端フランジ２３ａがガスフランジ２１の上面に支持され且つ円筒壁２３ｂの外周面が前記ガスフランジ２１の貫通孔２１ｄ内面に嵌合した状態で組み立てられる。その状態では、前記円筒壁２３ｂの下端とガスフランジ２１の下端とはほぼ同じ位置に配置される。また、シースガス通路形成部材２３および内筒１６の内径および外径は同じであり、シースガス通路形成部材２３の下端と内筒１６の下端とは対向し且つ隣接して配置されている。
前記ガスフランジ２１およびシースガス通路形成部材２３によりシースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）が構成されている。
【００５３】
図１７は前記ガスフランジ２１上面に支持される冷却ジャケットＵ２および前記ジャケットＵ２に支持される直流プラズマ発生装置Ｕ３の説明図である。
図８および図１７において、ガスフランジ２１の上面には高さ調節用の２枚のスペーサ２５を介して冷却ジャケットＵ２が支持されている。冷却ジャケットＵ２は前記ガスフランジ２１上面に支持される外側ジャケットケース２６とそれに結合された内側ジャケットケース２７を有している。前記外側ジャケットケース２６および内側ジャケットケース２７は共に略円筒状であり、それらの下端部が結合されている。前記外側ジャケットケース２６は４本のネジＮ４（図６、図１７参照）によりガスフランジ２１に連結されている。
【００５４】
前記外側ジャケットケース２６の外側面と前記シースガス通路形成部材２３との間には円筒状シースガス通路Ｌが形成される。前記垂直噴射用ガス室２１ｈに流入したシースガスは前記多数の垂直噴射孔２３ｃから円筒壁２３ｂに垂直に円筒状シースガス通路Ｌに流入する。円筒状シースガス通路Ｌの上側（＋Ｚ側）は閉塞されているので、下流側（−Ｚ側）に流れる。前記円筒状シースガス通路Ｌの前記垂直噴射孔２３ｃよりも下流側には多数の旋回噴射孔２３ｄが形成されている。前記多数の旋回噴射孔２３ｄから円筒状シースガス通路Ｌに噴射されたシースガスは前記垂直噴射孔２３ｃから噴射したシースガスと共に旋回しながら下流側（−Ｚ側）に流れる。そして、前記シースガスは、前記内筒１６内面に沿って旋回しながら内筒１６下方の減圧チャンバＣに流入する。
【００５５】
前記外側ジャケットケース２６および内側ジャケットケース２７はそれぞれフランジ部２６ａおよび２７ａと、円筒壁２６ｂおよび２７ｂと、下端壁２６ｃおよび２７ｃとを有している。内側ジャケットケース２７の下端壁２７ｃは上下の２重壁に構成されており、前記２重壁の下側部分の外端は前記下端壁２６ｃに結合されている。前記下端壁２６ｃおよび２７ｃにより環状空間が形成されている。
前記外側ジャケットケース２６と内側ジャケットケース２７との間には冷却水循環室Ｒが形成されている。冷却水循環室Ｒは、上部の大径円筒部Ｒ１とその下側に連通する小径円筒部Ｒ２とその下端に連通するリング状下端部（前記下端壁２６ｃ，２７ｃにより形成される環状空間）Ｒ３とを有している。
前記リング状下端部Ｒ３は、前記外側ジャケットケース２６の下端部および内側ジャケットケース２７の下端部により形成されており、前記下端壁２７ｃの中心部には貫通孔（直流プラズマ通過孔）２７ｄが形成されている。
【００５６】
前記外側ジャケットケース２６には前記冷却水循環室Ｒに連通するジャケット給水孔２６ａと、前記ジャケット給水孔２６ａに連通し且つ外側ジャケットケース２６の上端に開口する給水用ジャケット接続孔２６ｄとが形成されている。前記給水用ジャケット接続孔２６ｄには冷却水供給路（図示せず）に接続される管状の接続部材（給水用ジャケット接続部材）Ｋ５が連結されている。
前記外側ジャケットケース２６には、前記ジャケット給水孔２６ａおよび給水用ジャケット接続孔２６ｄと同様に形成された冷却水流通孔（図示せず）および排水用接続孔（図示せず）が形成されており、前記図示しない排水用接続孔には、管状の排水用ジャケット接続部材Ｋ６（図６参照）が連結されている。
そして、前記接続管（給水用ジャケット接続部材）Ｋ５から給水用ジャケット接続孔２６ｄに供給された冷却水はジャケット給水孔２６ａを通って冷却水循環室Ｒに流入する。前記冷却水循環室Ｒを循環した冷却水は図示しない排水用供給孔および排水用接続孔を通って前記排水用接続部材Ｋ６（図６参照）から図示しないジャケット用排水路を通って排出される。
【００５７】
図１７において、前記内側ジャケットケース２７の円筒壁２７ｂの内側面には直流プラズマ発生装置Ｕ３が挿入されており、直流プラズマ発生装置Ｕ３の下端面は前記下端壁２７ｃの上面に当接した状態で支持されている。
直流プラズマ発生装置Ｕ３は円筒状下部ケース３１と円筒状上部ケース３２とを有している。円筒状下部ケース３１および円筒状上部ケース３２は、円筒状下部ケース３１の上端部の外周面に形成されたオスネジと円筒状上部ケース３２の下端部内周面に形成されたメスネジとが螺合して結合されている。
前記円筒状下部ケース３１の下端部には陽極３３が支持されており、前記陽極３３はその中心部に直流プラズマ噴射孔３３ａをが形成されている。また、陽極３３には複数のキャリアガス噴射孔３３ｂが形成されており、キャリアガス噴射孔３３ｂの下流端は前記前記プラズマガス噴射孔３３ａの下流端に開口している。
前記直流プラズマ噴射孔３３ａの上端部の中心部には陰極３４が保持されている。
【００５８】
図６、図１７において、直流プラズマ発生装置Ｕ３の上端部（＋Ｚ端部）には、キャリアガス供給路（図示せず）に接続される２つの管状のキャリアガス供給路接続部材３６と、プラズマガス供給路（図示せず）に接続されるプラズマガス供給路接続部材３７と、直流プラズマ用冷却水供給路（図示せず）に接続される直流プラズマ用給水路接続部材３８と、直流プラズマ用冷却水排水路（図示せず）に接続される直流プラズマ用排水路接続部材３９とが設けられている。
図１７において、前記円筒状下部ケース３１および円筒状上部ケース３２の内部には、図６に示す前記各接続部材３６〜３９に連通する連通管が挿入されている。なお、図１７では、１本のキャリアガス供給路接続部材３６と、プラズマガス供給路接続部材３７と冷却水供給路接続部３８に接続する連通管の断面を示した。
【００５９】
前記２本のキャリアガス供給路接続部材３６から供給されたキャリアガスは、前記陽極３３に形成された複数のキャリアガス供給孔３３ａから噴出される。前記プラズマガス供給路接続部材３７から供給されたプラズマガスは陰極３４の少し上方の位置に形成されたプラズマガス供給孔３７ａから供給される。このプラズマガス供給孔３７ａから供給されたプラズマガスは前記プラズマ噴出孔３３ａ内の陰極３４周囲を通過する際にプラズマを発生し、プラズマ噴出孔３３ａを通過して下方（−Ｚ方向）に流れる。前記直流プラズマ噴射孔３３ａの下流端に開口する複数のキャリアガス噴射孔３３ｂから噴射されるキャリアガスもプラズマガスと一緒にプラズマとなって直流プラズマ噴射孔３３ａから下方に噴射される。
【００６０】
前記冷却水供給路接続部３８（図６、図１７参照）から供給された冷却水は前記陽極３３内に形成された直流プラズマ用冷却水循環路Ｌ１、Ｌ２を順次通って前記冷却水排水路接続部３９（図６参照）から図示しない冷却水排水路に排水される。
前記符号３１〜３８で示した要素により、この実施の形態１の直流プラズマ発生装置Ｕ３が構成されている。前記直流プラズマ発生装置Ｕ３としては、従来公知の種々のものを使用可能である。
【００６１】
部１７において、前記内側ジャケットケース２７のフランジ部２７ａの上面には円筒状の固定用第１部材４１がネジＮ５により固定されている。前記固定用第１部材の上端部の外周面にはオスネジが形成されており、そのオスネジにはキャップ状の固定用第２部材４２の下端部のメスネジがネジ連結されている。前記固定用第２部材４２は前記ネジ連結により、回転時に上下方向に移動する。固定用第２部材４２は下方（−Ｚ方向）に移動して、その上壁４２ａは、前記直流プラズマ発生装置Ｕ３の上端面を下方に押圧する位置に保持されている。
この状態では、直流プラズマ発生装置Ｕ３は下端が冷却ジャケットＵ２の下端部内面に支持され且つ上端が前記固定用第２部材４２の上壁４２ａにより下方に押圧されている。すなわち、直流プラズマ発生装置Ｕ３は冷却ジャケットＵ２に着脱可能に固定されている。
【００６２】
（実施の形態１の作用）
図１７において、前記構成を備えた本発明の複合型プラズマ発生装置Ｕでは、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１に対して上側に配置された直流プラズマ発生装置Ｕ３は、前記プラズマガス供給路接続部材３７に供給されたプラズマガスおよび前記キャリアガス供給路接続部材３６，３６に供給されたキャリアガスがイオン化（プラズマ化）した直流プラズマを、下端部（−Ｚ端部）に設けた直流プラズマ噴射口３３ａから噴射する。
前記直流プラズマ用給水路接続部材３８に供給された冷却水は、前記Ｚ軸の下端部（−Ｚ端部）に設けられた直流プラズマ用冷却水循環路Ｌ１，Ｌ２にを流れて前記直流プラズマ用排水路接続部材３９から排出される。
【００６３】
冷却ジャケットＵ２の前記上端側（＋Ｚ端側）の端面に形成された給水用ジャケット接続部材Ｋ５には、図示しない冷却水供給路から冷却水が供給される。この冷却水は給水用ジャケット接続孔２６ｄから順次、ジャケット給水孔２６ａ、冷却水循環室Ｒ、を流れ、さらに図示しないジャケット排水孔および排水用ジャケット接続孔を流れて、上端面（＋Ｚ側の端面）に接続された管状の排水用ジャケット接続部材Ｋ６（図６参照）から図示しないジャケット用排水路に排水される。
前記直流プラズマ発生装置Ｕ３の下部（−Ｚ側部分）の円筒状の外側面および下端面（−Ｚ端面）は、冷却水循環室Ｒを流れる冷却水により冷却される。
前記直流プラズマ噴射口３３ａから噴射する直流プラズマは、冷却ジャケットＵ２の直流プラズマ通過口２７ｄを下方（−Ｚ方向）に通過して流れる。
【００６４】
図８前記シースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）の環状のガスフランジ２１は前記冷却ジャケットＵ２を支持する。
前記ガスフランジ２１の上端に連結されたシースガス供給路接続部材Ｋ４に供給されるシースガスは、前記ガス供給孔（シースガス供給孔）２１ｉ（図５参照）を通って、環状の垂直噴射用ガス室２１ｈに供給される。垂直噴射用シースガス室２１ｈに供給されたシースガスは、前記円筒状のガス通路形成部材２３に円周方向に間隔を開けて形成された多数のシースガス垂直噴射孔２３ｃから前記円筒状シースガス通路Ｌに壁面に垂直に噴射される。前記上端側（＋Ｚ端側）が閉塞され且つ下側（−Ｚ端側）が開放された円筒状シースガス通路Ｌに噴射されたシースガスは下側（−Ｚ端側）に流れる。
【００６５】
前記複数のシースガス垂直噴射孔より下側（−Ｚ端側）に離れた位置において円周方向に間隔を開け且つ傾斜して形成された多数のシースガス旋回噴射孔２３ｄからは、前記円筒状シースガス通路Ｌ内に前記円周方向に傾斜した方向からシースガスが噴射される。この噴射ガスにより円筒状シースガス通路Ｌ内のシースガスは旋回流となって、下方（−Ｚ方向）に流れる。
【００６６】
図７において、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ３の内筒１６は、上部（＋Ｚ端側部分）が前記シースガス通路形成用円筒部材２３の前記下端に隣接して配置されており、その内側の上部は前記冷却ジャケットＵ２の外周面との間に円筒状シースガス通路Ｌを形成している。また、内筒１６の内側の空間であって、前記冷却ジャケットＵ２の下方にはプラズマ用スペースＳが形成される。
したがって、前記円筒状シースガス通路Ｌを旋回しながら下方に流れたシースガスは、プラズマ用スペースＳを形成する内筒１６の内周面に沿って螺旋状に流れる。
前記直流プラズマ発生装置Ｕ３の直流プラズマ噴射孔３３ａから下方（−Ｚ方向）に噴射された３３ａは前記プラズマ用スペースＳにおいて、前記外筒１７の外側の高周波誘導コイル１９を流れる高周波電流により誘導される高周波電界により、高周波誘導プラズマとなる。
【００６７】
図１８は高周波誘導プラズマ発生装置のプラズマ用スペース外周に配置された円筒状冷却水路を流れる冷却水の経路を示す図である。
図１８において、ガスフランジ２１の上端に接続された冷却水供給路接続部材Ｋ１に供給された冷却水は、ガスフランジ２１の給水路接続孔２１ｃ、給水孔２１ｂを通って、ガスフランジ２１の下面に接続する上部冷却フランジの給水用フランジ接続部１２ｂからフランジ給水孔１２ａに給水される。
フランジ給水孔１２ａ内に供給された冷却水は支柱１１の冷却水路１１ａを通って、第１フランジ部材５の冷却水流入孔５ｄ、第２フランジ部材６の冷却水流入孔６ｂを順次下方に流れて、第３フランジ部材７の凹部７ｃに流入する。凹部７ｃに流入した冷却水は、第２フランジ部材６の貫通孔６ａを通って上方に流れ、第２フランジ部材６上面の凹溝６ｃを通って第１フランジ部材５の冷却水流通孔５ｅを上方に流れ、フランジ部材本体４下面のて旋回流形成用溝４ｇに流入する。旋回流形成用溝４ｇに流入した冷却水は旋回流となって環状溝４ｈに流入する。
環状溝４ｈに流入した冷却水は円筒状冷却水路１８を旋回流となって上昇し、上部冷却フランジ１２の上部冷却水通路１２ｃに流入する。上部冷却水通路１２ｃに流入した冷却水は順次、前記フランジ冷却水排水孔１２ｄ、排水用フランジ接続部１２ｅを流れて、前記排水路接続部材Ｋ２から図示しない冷却排水路に排水される。
【００６８】
（実施の形態２）
図１９は本発明の実施の形態２の説明図で、前記実施の形態１の図３に対応する図である。
図１９に示す実施の形態２の説明において、前記実施の形態１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施の形態２は、下記の点で前記実施の形態１と相違しているが、他の点では前記実施の形態１と同様に構成されている。
図１９では、前記実施の形態１の図３のスペーサ２５，２５は省略されている。図１９において、ガスフランジ２１の上端面には円周方向に１２０°離れた位置に合計３本の円筒状のガイド２１ｊが上方に突出して設けられており、前記ガイド２１ｊに対向して、前記外側ジャケット２６の下面には嵌合凹部２６ｊが形成されている。前記ガイド２１ｊは前記嵌合凹部２６ｊにスライド可能に嵌合している。
【００６９】
前記外側ジャケット２６の上面にはモータケース５１が固定されており、モータケース５１には、図示しないモータにより回転駆動される回転軸５２が回転可能且つ上下方向に移動不可能に支持されている。前記回転軸５２の下端部にはオスネジが形成されており、前記３個のガイド２１ｊの中の１個のガイド２ｊの中心部に形成された軸収容孔２１ｋに挿入されている。前記軸収容孔２１ｋの下部にはメスネジが形成されており、このメスネジと前記回転軸５２下端部に形成されたオスネジとは螺合している。
前記軸収容孔２１ｋのメスネジと螺合する回転軸５２は、回転時に上下に移動する。この回転軸の上下動に応じてモータケース５１および外側ジャケット２６も上下に移動する。すなわち、回転軸を回転することにより外側ジャケット２６を含む冷却ジャケットＵ２およびそれに支持された直流プラズマ発生装置Ｕ３の上下方向の位置を調節することかできる。
【００７０】
外側ジャケットの円筒壁２６ｂの上端部には大径部２６ｋが形成されており、その外周面はシースガス通路形成用円筒部材２３の上部内周面に嵌合している。そして、前記シースガス通路形成用円筒部材２３の上部内周面にはシール５５が装着されており、前記シール５５により円筒状シースガス通路Ｌ内に噴射されたシースガスは上方に流れることなく、下方に流れるように形成されている。
この実施の形態２では、前記モータケース５１内部のモータを駆動することにより外側ジャケット２６を含む冷却ジャケットＵ２および直流プラズマ発生装置Ｕ３の上下位置を調節することができるので、直流プラズマ発生装置Ｕ３の高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１に対する位置を調節することができる。
【００７１】
（変更例）
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施の形態を下記に例示する。
（Ｈ０１）直流プラズマ発生装置Ｕ３としては従来公知の種々のものを使用可能である。
（Ｈ０２）冷却ジャケットＵ２の冷却水循環室Ｒの小円筒部Ｒ２を流れる冷却水が旋回流となるように、冷却水ジャケットＵ２の下端部に、前記下部フランジ３の構成部材４〜７と同様の旋回流発生用の部材を設けることも可能である。
（Ｈ０３）なお、本発明のは冷却ジャケットＵ２は、複合型プラズマ発生装置Ｕで使用だけでなく、直流プラズマ発生装置Ｕ３を単体で使用する場合にも使用可能である。
（Ｈ０４）前記高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１の前記下部フランジ３および上部冷却フランジ１２の構成は、複合型プラズマ発生装置Ｕとして使用する場合だけでなく、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１単体で使用する場合にも採用可能である。
【００７２】
【発明の効果】
前述の本発明の長尺シート用給紙装置は、下記の効果（Ｅ０１），（Ｅ０２）を奏することができる。
（Ｅ０１）直流プラズマ発生装置の下端部を安定して確実に冷却できるので、安定して持続するプラズマを得ることができる。
（Ｅ０２）複合型プラズマ発生装置の設置スペースの必要面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１の一対の複合型プラズマ発生装置を並列配置したツインタイプの複合型プラズマ発生装置の正断面図である。
【図２】図２は同実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の平面図であり、前記図１の上方から見た図である。
【図３】図３は実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の中の１個の複合型プラズマ発生装置の拡大正断面図である。
【図４】図４は前記図３の矢印ＩＶ−ＩＶから見た要部を示す図である。
【図５】図５は前記図３の矢印Ｖ−Ｖから見た図である。
【図６】図６は前記図３の矢印ＶＩ−ＶＩから見た図である。
【図７】図７は前記図３の下部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
【図８】図８は前記図３の中央部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の上部および直流プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
【図９】図９はフランジ部材本体４の説明図で、図９Ａは上面図、図９Ｂは前記図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図である。
【図１０】図１０は前記図９に示すフランジ部材本体４の下面の説明図で、図１０Ａは前記図９Ｂと同じ図、図１０Ｂは下側冷却フランジ部材本体の下面図で、前記図１０Ａの矢印ＸＢから見た図である。
【図１１】図１１は前記図７に示す下側冷却フランジ部材本体の下面に装着する第１〜第３フランジ部材を接合した状態の断面図であり、図１１Ａは平面図、図１１Ｂは図１１ＡのＸＩＢ−ＸＩＢ線断面図、図１１Ｃは図１１ＡのＸＩＣ−ＸＩＣ線断面図である。
【図１２】図１２は前記図７に示す第１フランジの説明図で、図１２Ａは平面図、図１２Ｂは図１２ＡのＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線断面図である。
【図１３】図１３は前記図７に示す第２フランジの説明図で、図１３Ａは平面図、図１３Ｂは図１３ＡのＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線断面図である。
【図１４】図１４は前記図７に示す第３フランジの説明図で、図１４Ａは平面図、図１４Ｂは図１４ＡのＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線断面図、図１４Ｃは図１４ＡのＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線断面図である。
【図１５】図１５は下部フランジ３の冷却水通路の説明図で、図１５Ａは正面図での冷却水の流れを示す図、図１５Ｂは前記図１５ＡのＸＶＢ−ＸＶＢ線断面図、図１５Ｃは前記図１５ＡのＸＶＣ−ＸＶＣ線断面図である。
【図１６】図１６はシースガス通路形成用円筒部材の説明図で、図１６Ａは平面図、図１６Ｂは縦断面図で前記図１６ＡのＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図、図１６Ｃは前記図１６ＢのＸＶＩＣ−ＸＶＩＣ線断面図で垂直噴射孔を示す図、図１６Ｄは前記図１６ＢのＸＶＩＤ−ＸＶＩＤ線断面図で旋回噴射孔を示す図である。
【図１７】図１７は前記ガスフランジ２１上面に支持される冷却ジャケットＵ２および前記ジャケットＵ２に支持される直流プラズマ発生装置Ｕ３の説明図である。
【図１８】図１８は高周波誘導プラズマ発生装置のプラズマ用スペース外周に配置された円筒状冷却水路を流れる冷却水の経路を示す図である。
【図１９】図１９は本発明の実施の形態２の説明図で、前記実施の形態１の図３に対応する図である。
【符号の説明】
Ｋ２…排水路接続部材、Ｋ４…シースガス供給路接続部材、Ｋ５…給水用ジャケット接続部材、Ｋ６…排水用ジャケット接続部材、Ｌ…円筒状シースガス通路、Ｌ１，Ｌ２…直流プラズマ用冷却水循環路、Ｒ…冷却水循環室、Ｓ…プラズマ用スペース、Ｕ１…高周波誘導プラズマ発生装置、Ｕ２…冷却ジャケット、Ｕ３…直流プラズマ発生装置、
３…−Ｚ端側冷却フランジ（上部冷却フランジ）、４ｈ…下流端の接合面冷却水路、７ｃ…上流端の接合面冷却水路、１１…フランジ連結部材（支柱）、１１ａ…給水用連通路、１２…＋Ｚ端側冷却フランジ（上部冷却フランジ）、１２ａ…フランジ給水孔、１２ｂ…給水用フランジ接続部、１２ｃ…＋Ｚ端側冷却水通路（上部冷却水通路）、１２ｅ…排水用フランジ接続部、１６…内筒、１７…外筒、１８…円筒状冷却水路、１９…高周波誘導コイル、２１…ガスフランジ、２１ｅ，２１ｈ…噴射用シースガス室、２１ｆ，２１ｉ…シースガス供給孔、２３…シースガス通路形成用円筒部材、２３ｃ，２３ｄ…シースガス噴射孔、２３ｃ…シースガス垂直噴射孔、２３ｄ…シースガス旋回噴射孔、２６ａ…ジャケット給水孔、２７ｄ…直流プラズマ通過口、３３ａ…直流プラズマ噴射口、３６…キャリアガス供給路接続部材、３７…プラズマガス供給路接続部材、３８…直流プラズマ用給水路接続部材３９…直流プラズマ用排水路接続部材、
（４〜７）…フランジ部材、
（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）…−Ｚ端側冷却水通路（下部冷却水通路）、
（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）…接合面冷却水路、
（２１ａ〜２１ｃ）…給水用貫通孔、
（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）…シースガス供給部材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a combined plasma generator in which a high-frequency induction plasma generator is arranged below a DC plasma generator.
The composite plasma generator is used, for example, when a powder such as a ceramic or a metal is efficiently heated and melted to form a molten film on an object to be sprayed.
[0002]
[Prior art]
The following technology is conventionally known as the composite type plasma generator.
(1) Technology described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-263221)
In the combined plasma generator described in this publication, an intermediate pipe, an outer pipe, and a cooling pipe are sequentially arranged outside the carrier gas introduction pipe. A carrier gas containing powder is supplied to the carrier gas introduction pipe, a plasma gas is supplied to the intermediate pipe, a sheath gas for cooling is supplied to the outer pipe, and a cooling gas is supplied between the outer pipe and the cooling pipe. Supplying water. Then, a high-frequency induction coil is disposed outside the cooling pipe, and plasma is generated inside the cooling pipe. A DC plasma generator is constituted by the carrier gas introduction pipe, the intermediate pipe, and the like.
The outer pipe and the cooling pipe are disposed outside and below the lower end portion of the DC plasma generator, and a cylindrical cooling water passage is formed between the outer pipe and the cooling pipe forming a double pipe. ing. An upper flange is connected to the upper part of the double pipe, and a lower flange is connected to the lower part. The cooling water introduced from the cooling water inlet of the lower flange is discharged from the upper drain through the cooling water passage.
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-263321 (paragraphs 0021 and 0027)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the technique described in Patent Document 1, the lower end of the intermediate tube (tube through which the plasma gas flows) is insufficiently cooled, and the lower end of the intermediate tube (the lower end of the DC plasma generator) is generated by the heat of the generated plasma. However, there is a problem that it is easily damaged. In addition, when the lower end of the DC plasma generator cannot be cooled stably, it is difficult to obtain stable plasma, and there is also a problem that stable thermal spraying cannot be maintained.
In addition, since the plasma gas introduction pipe, the sheath gas introduction pipe, the cooling water introduction pipe, and the like extend in the horizontal direction, there is a problem that the required installation space of the combined plasma generator becomes large. In addition, when arranging a pair of composite plasma generators in a parallel state, it is difficult to make them close to each other, which also requires a large installation space.
[0005]
Conventionally, a DC plasma generator having a built-in cooling water channel for cooling the periphery of the DC plasma injection nozzle is commercially available. However, if a cooling water channel is arranged inside the DC plasma generator, the configuration of the DC plasma generator itself is reduced. However, there is a problem that it is difficult to uniformly and reliably cool the periphery of the DC plasma injection nozzle.
[0006]
In view of the above-mentioned problems, the present invention has the following contents (O01) and (O02).
(O01) To obtain stable and continuous plasma by stably cooling the lower end of the DC plasma generator.
(O02) To reduce the required area of the installation space of the combined plasma generator.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Next, a description will be given of the present invention which has solved the above-mentioned problem. Elements of the present invention include those in parentheses in which reference numerals of the elements of the embodiments are used in order to facilitate correspondence with the elements of the embodiments described later. Add it. The reason why the present invention is described in correspondence with the reference numerals of the embodiments described below is to facilitate understanding of the present invention, and not to limit the scope of the present invention to the embodiments.
[0008]
(The present invention)
In order to solve the above-mentioned problems, a combined plasma generator according to the present invention is provided with the following constituent features (A01) to (A04).
(A01) A carrier gas supply path connection member (36) connected to the carrier gas supply path, a plasma gas supply path connection member (37) connected to the plasma gas supply path, and the plasma gas supply path connection member (37). ) And the carrier gas supplied to the carrier gas supply path connecting member (36) are ionized (plasmaized) into a DC plasma at one end of a Z-axis set along a straight line. A DC plasma generator (U3) having a DC plasma injection port (33a) for injecting in a certain-(minus) Z direction;
(A02) A DC plasma passage port (27d) through which DC plasma injected from the DC plasma injection port (33a) passes in the -Z direction, and a cooling water circulation that cools a -Z side portion of the DC plasma generator (U3). A cooling water supply chamber connecting member (K5) connected to a cooling water supply path for supplying cooling water, and a cooling water supplied to the water supply jacket connecting member (K5). R), a jacket drain hole through which cooling water in the cooling water circulation chamber (R) is discharged, and a jacket drain hole connected to a cooling water drain passage for discharging cooling water. A drainage jacket connecting member (K6) for draining cooling water into the cooling water drainage channel, and a cylindrical outer peripheral surface provided on the -Z side portion, supporting the DC plasma generator (U3). That cooling jacket (U2),
(A03) A sheath gas passage forming cylindrical member (23) that forms a cylindrical sheath gas passage (L) with the + Z end side closed and the −Z end side open outside the cylindrical outer peripheral surface of the cooling jacket (U2). The sheath gas passage forming cylindrical member (23) in which a number of sheath gas injection holes (23c, 23d) are formed at intervals in the circumferential direction, and an outer portion of the number of sheath gas injection holes (23c, 23d). An annular gas flange (21) having an injection sheath gas chamber (21e, 21h) communicating with the end and a sheath gas supply hole (21f, 21i) for supplying a sheath gas to the injection sheath gas chamber (21e, 21h); A sheath gas connected to the sheath gas supply path to be supplied and supplying the supplied sheath gas to the sheath gas supply holes (21f, 21i). And a supply passage connecting members (K3, K4), sheath gas supply member supporting the cooling jacket (U2) (21 + 23 + K3 + K4),
(A04) an inner cylinder (16) having a plasma space (S) formed inside and a + Z end side portion connected to the -Z end side portion of the sheath gas passage forming cylindrical member (23); An outer cylinder (17) arranged outside the cylinder (16) and forming a cylindrical cooling water channel (18) with the inner cylinder (16), and a + Z end side portion of the cylindrical cooling water channel (18) + Z end side cooling water passage (12c) formed with the + Z end side cooling flange (12), and -Z end side cooling water passage connected to the -Z end side portion of the cylindrical cooling water passage (18). A flange connecting member (11) for connecting the −Z end side cooling flange (3) formed with (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) with the + Z end side cooling flange (12) and the −Z end side cooling flange (3) at predetermined intervals. When,
A high-frequency induction coil (19) arranged so as to surround the outside of the outer cylinder (17), and formed on one of the cooling flanges on the + Z end side and the -Z end side. A high frequency induction plasma generator (U1) configured to discharge cooling water supplied to the cooling water passage through the cylindrical cooling water passage (18) and then through a cooling water passage formed on the other flange.
[0009]
(Operation of the present invention)
In the combined plasma generator according to the present invention having the above-described configuration, the DC plasma injection port (33a) of the DC plasma generator (U3) includes the plasma gas supplied to the plasma gas supply path connecting member (37) and the plasma gas. The DC plasma, which is obtained by ionizing (plasmaizing) the carrier gas supplied to the carrier gas supply path connecting member (36), is converted into a minus (−) Z direction which is one end side of the Z axis set along a straight line. Inject.
The cooling jacket (U2) supports the DC plasma generator (U3). The DC plasma injected from the DC plasma injection port (33a) of the DC plasma generator (U3) flows through the DC plasma passage (27d) of the cooling jacket (U2) in the -Z direction.
Cooling water is supplied from a cooling water supply passage to the water supply jacket connecting member (K5) of the cooling jacket (U2). The cooling water sequentially flows from the jacket water supply hole (26a) through the cooling water circulation chamber (R) and the jacket drain hole, and is drained from the drain jacket connecting member (K6) to the cooling water drain passage.
[0010]
Therefore, in the present invention, the -Z side portion of the DC plasma generator (U3) is surely cooled by the cooling water flowing through the cooling water circulation chamber (R) of the cooling jacket (U2). Temperature rise is prevented. For this reason, it is possible to prevent the DC plasma generator (U3) from deteriorating or being damaged due to a rise in the temperature on the -Z side, and to generate stable DC plasma.
[0011]
The gas flange (21) of the sheath gas supply member (21 + 23 + K3 + K4) supports the cooling jacket (U2). The cylindrical member (23) for forming the sheath gas passage of the sheath gas supply member (21 + 23 + K3 + K4) is a cylindrical sheath gas passage having the + Z end side closed and the -Z end side opened outside the cylindrical outer peripheral surface of the cooling jacket (U2). (L) is formed.
The sheath gas supplied from the sheath gas supply path to the sheath gas supply path connection members (K3, K4) is supplied from the sheath gas supply holes (21f, 21i) to the ejection sheath gas chambers (21e, 21h). The sheath gas supplied to the injection sheath gas chambers (21e, 21h) is supplied from the sheath gas injection holes (23c, 23d) formed in the gas passage forming member at intervals in the circumferential direction. L). The sheath gas injected into the cylindrical sheath gas passage (L) having the + Z end side closed and the -Z end side opened is discharged to the -Z end side.
[0012]
The inner cylinder (16) of the high-frequency induction plasma generator has a + Z end portion connected to the -Z end portion of the sheath gas passage forming cylindrical member (23), and a plasma space ( S) is formed. An outer cylinder (17) arranged outside the inner cylinder (16) forms a cylindrical cooling water passage (18) with the inner cylinder (16).
When a high-frequency current flows through the high-frequency induction coil (19) arranged so as to surround the outside of the outer cylinder (17), a high-frequency electric field is applied to the plasma space (S) formed inside the inner cylinder (16). Is induced. At this time, the DC plasma injected into the plasma space (S) becomes high-frequency induction plasma.
[0013]
A flange connecting member (11) of the high frequency induction plasma generator connects the + Z end side cooling flange (12) and the -Z end side cooling flange (3) at a predetermined interval. The + Z end side cooling water passage (12c) formed in the + Z end side cooling flange (12) is connected to the + Z end side portion of the cylindrical cooling water passage (18), and is connected to the -Z end side cooling flange (3). The formed −Z end side cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) is connected to the −Z end side portion of the cylindrical cooling water passage (18). Therefore, the cooling water supplied to one of the cooling water passages formed in the cooling flanges (12 and 3) on the + Z end side and the −Z end side is supplied to the cylindrical cooling water passage (18). And discharged from a cooling water passage formed in the other cooling flange. Therefore, the inner cylinder (16) is cooled by the cooling water flowing through the cylindrical cooling water passage (18).
[0014]
The composite plasma generator of the present invention can have the following component (A05).
(A05) The cooling jacket (U2) for detachably supporting the DC plasma generator (U3).
In the combined plasma generator having the configuration requirement (A05), the cooling jacket (U2) detachably supports the DC plasma generator (U3).
[0015]
The composite plasma generator of the present invention and the composite plasma generator having the configuration (A05) can have the following configuration (A06).
(A06) The cooling water circulation chamber (R) formed so as to cover the outer peripheral surface and the end surface (-Z end surface) of the -Z side portion of the DC plasma generator (U3).
In the combined plasma generator having the above-mentioned constitutional requirement (A06), the cooling jacket formed so as to cover the outer peripheral surface and the end surface (-Z end surface) of the -Z side portion of the DC plasma generator (U3). Since the outer peripheral surface and the end surface (-Z end surface) of the -Z side portion of the DC plasma generator (U3) are reliably cooled by the cooling water circulation chamber (R) of (U2), damage due to heat can be prevented. it can.
[0016]
The composite plasma generator having the above-mentioned component (A06) can have the following component (A07).
(A07) The cooling water circulation chamber configured to allow a swirling flow to flow to a portion covering an outer peripheral surface of a -Z side portion of the DC plasma generator (U3).
In the combined type plasma generator having the above-mentioned constitutional requirements (A07), it flows through the cooling water circulation chamber (R) of the cooling jacket (U2) covering the outer peripheral surface of the -Z side portion of the DC plasma generator (U3). Since the cooling water flows in a swirling flow, the outer peripheral surface of the -Z side portion of the DC plasma generator (U3) can be uniformly cooled.
[0017]
The composite plasma generator of the present invention and the composite plasma generator having the above-mentioned configuration (A05) or (A06) can have the following configuration (A08).
(A08) A number of sheath gas vertical injection holes (23c) formed perpendicularly to the wall surface at intervals in the circumferential direction, and a circle at a position apart from the plurality of sheath gas vertical injection holes (23c) on the −Z end side. The sheath gas passage forming cylindrical member (23) having a large number of sheath gas swirling injection holes (23d) formed circumferentially spaced and inclined.
[0018]
In the composite type plasma generator having the above-mentioned constitutional requirements (A08), a large number of sheath gas vertical injection holes (23c) formed perpendicularly to the wall surface at intervals in the circumferential direction of the sheath gas passage forming cylindrical member (23). ) Is injected in the radial direction (the direction perpendicular to the wall surface) into the cylindrical sheath gas passage (L) whose + Z end is closed. The sheath gas injected into the cylindrical sheath gas passage (L) flows to the opened −Z end side.
In addition, the sheath gas swirling injection holes (23d) which are spaced apart from each other in the circumferential direction at a position distant from the plurality of sheath gas vertical injection holes (23c) to the -Z end side and which are formed obliquely, form the cylinder. The sheath gas is injected into the sheath gas passage (L) from a direction inclined in the circumferential direction. The sheath gas in the cylindrical sheath gas passage (L) is swirled by the injected gas and flows in the −Z direction.
[0019]
The combined plasma generator of the present invention and the combined plasma generator having any one of the above constitutional requirements (A05) to (A08) can have the following constitutional requirement (A09).
(A09) The water supply flange connection part (12b) connected to the cooling water supply path, the flange water supply hole (12a) communicating with the water supply flange connection part (12b), and the cooling water drainage path, and the other end. The other cooling flange (12) provided with a drainage flange connection portion (12e) communicating with the cooling water passage (12c) of the cooling water flange (12), and a flange of the other cooling water flange (12). The high-frequency induction having the flange connection member (11) having a water supply communication passage (11a) formed therein for flowing the cooling water of the water supply hole (12a) into the cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) of the one cooling flange (3). Plasma generator (U1).
[0020]
In the combined plasma generator having the above-mentioned constitutional requirement (A09), the cooling water supplied from the flange cooling water supply passage to the water supply flange connection portion (12b) of the other cooling flange (12) is supplied to the flange water supply hole. From (12a), the water flows into the cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) of one cooling flange (3) through the water supply communication passage (11a) formed in the flange connecting member (11). The cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) of the one cooling flange (3) allows the cooling water flowing from the water supply communication passage (11a) to flow into the cylindrical cooling water passage (18). The cooling water flowing through the cylindrical cooling water passage (18) is supplied to the inner cylinder (16) forming the cylindrical cooling water passage (18) (that is, the inner cylinder (16) forming the plasma space (S) inside). After cooling, the water flows sequentially to the cooling water passage (12c) of the other cooling flange (12), the drainage flange connection portion (12e), and the flange cooling water drainage passage.
Further, a water supply flange connection portion (12b) connected to the cooling water supply passage and a drainage flange connection portion (12e) connected to the cooling water drainage passage are provided with a + Z end surface of the + Z end side cooling flange (12). Therefore, the cooling water supply path and the cooling water drain path can be connected in a state extending in the + Z direction. For this reason, the space required in the direction perpendicular to the Z axis is reduced, so that the pair of combined plasma torches U can be installed in a close state.
[0021]
The composite-type plasma generator having the above component (A09) can have the following component (A010).
(A010) The flange connection member (11) including a plurality of columns (11) having the water supply communication passage (11a) formed therein.
In the combined type plasma generator having the above-mentioned configuration requirement (A010), the cooling water supplied from the cooling water supply passage to the water supply flange connection portion (12b) of the other cooling flange (12) is supplied to the flange water supply hole ( From 12a), the water flows to the cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) of one cooling flange (3) through the water supply communication passage (11a) formed inside the plurality of columns (11).
Since the water supply communication passage (11a) is formed in the plurality of columns (11) connecting the + Z end side and the −Z end side cooling flanges (12, 3), the member for forming the water supply communication passage (11) is provided. There is no need to provide it separately.
[0022]
The composite-type plasma generator having the above component (A09) or (A010) can have the following component (A011).
(A011) The one (−Z end side) cooling flange (3) is constituted by a plurality of plate-like flange members (4 to 7) arranged so as to overlap in the Z-axis direction, and each of the plurality of flange members ( 4-7), the one cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) is formed by using the cooling water passages (7c, 6c, 4g, 4h) formed on the bonding surfaces, respectively, and the plurality of cooling water passages ( 7c, 6c, 4g, and 4h), the joint cooling water passage (7c) at the upstream end in the flowing direction of the cooling water is connected to the communication passage (11a) for water supply, and the joint cooling water passage (4h) at the downstream end. ) Is the high-frequency induction plasma generator (U1) connected to the cylindrical cooling water channel (18).
[0023]
In the composite type plasma generator having the above-mentioned configuration requirement (A011), the joint surfaces of the plurality of flange members (4 to 7) arranged in the Z-axis direction are joined to the joint surface cooling water passages (7c, 6c, 7c, respectively). 4g, 4h) are formed. The cooling water flow path (11a) at the upstream end in the direction in which the cooling water flows in the plurality of bonding surface cooling water paths (7c, 6c, 4g, 4h) is provided by the cooling water supply passage (11a). Flows in. The cooling water sequentially flows from the upstream-side joining surface cooling water channel (7c) to the downstream-side joining surface cooling water channel, and flows from the downstream-end joining surface water channel (4h) to the cylindrical cooling water passage (18).
The cooling water can be easily swirled while the cooling water flows through the joint surface cooling water passages (7c, 6c, 4g, 4h).
[0024]
The composite plasma generator having any one of the components (A09) to (A011) can have the following component (A012).
(A012) The one cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) formed so that the cooling water flowing from the water supply communication passage (11a) flows into the cylindrical cooling water passage (18) as a swirling flow. The high frequency induction plasma generator (U1) having a flange (3).
In the combined type plasma generator having the above-mentioned constitutional requirement (A012), the cooling water flowing through the cylindrical cooling water channel (18) flows while turning, so that the inner cylinder (16) forming the cylindrical cooling water channel (18). (That is, the inner cylinder (16) that forms the plasma space (S) inside) can be uniformly cooled.
[0025]
The composite type plasma generator having any one of the above-mentioned components (A09) to (A012) can have the following component (A013).
(A013) The one cooling flange is constituted by the -Z end side cooling flange (3), the other cooling flange is constituted by the + Z end side flange, the water supply flange connection portion (12b) and the drainage. The high frequency induction plasma generator (U1), wherein a flange connection part (12e) is provided on a + Z end face of the + Z end side cooling flange.
[0026]
In the combined type plasma generator having the above-mentioned constitutional requirements (A013), the water supply provided on the + Z end face of the + Z end side cooling flange (12) (the end face on the side where the DC plasma generator (U3) is arranged). The cooling water supply channel and the cooling water drain channel are connected to the flange connecting portion for water (12b) and the flange connecting portion for drainage (12e), so that the side of the + Z end side cooling flange (12) (perpendicular to the Z axis). In any direction), no space is required for disposing the cooling water supply passage and the cooling water drain passage. For this reason, it is possible to install each of the + Z side cooling flanges (12) of the pair of combined type plasma generators (U) in a state of being close to each other.
[0027]
The composite plasma generator having the above-mentioned component (A013) can have the following component (A014).
(A014) The water supply through-holes (21a to 21c) and the drainage through-hole that are respectively opened on the + Z end face and the −Z end face are formed, and the water supply through-holes are arranged so as to overlap the + Z end face of the + Z end side cooling flange (12). In the gas flange (21), the -Z end of the water supply through hole (21a to 21c) communicates with the water supply flange connection portion (12b) of the + Z end side cooling flange (12), and the + Z end is The -Z end of the drainage through hole communicates with the drainage flange connection portion (12e) of the + Z end side cooling flange (12), and the + Z end communicates with the cooling water drainage passage. Said gas flange (21).
[0028]
In the combined type plasma generator having the above-mentioned constitutional requirements (A014), the gas flange (21) has a water supply through-hole (21a to 21c) and a drainage through-hole that are respectively opened on its + Z end face and −Z end face. The cooling flange is formed and disposed on the + Z end face of the + Z end side cooling flange (12). The -Z end of the water supply through hole (21a to 21c) communicates with the water supply flange connection part (12b) of the + Z end side cooling flange (12), and the + Z end communicates with the cooling water supply path. The -Z end of the drainage through hole communicates with the drainage flange connection portion (12e) of the + Z end side cooling flange (12), and the + Z end communicates with the cooling water drainage passage.
Therefore, the cooling water supplied from the cooling water supply passage passes through the water supply hole through holes (21a to 21c) of the gas flange (21) and to the water supply flange connection portion (12b) of the + Z end side cooling flange (12). Supplied. The cooling water discharged from the drainage flange connection portion (12e) of the + Z end side cooling flange (12) is cooled through the drainage through hole of the gas flange (21) and the drainage passage connection member (K2). Can be drained to a water drain.
[0029]
In this case, the water supply through hole formed in the gas flange (21) is formed in the water supply flange connection portion (12b) and the drainage flange connection portion (12e) formed on the + Z end surface of the + Z end side cooling flange (12). (21a to 21c) and the -Z end of the through hole for drainage are connected, and the cooling water supply path and the cooling water drainage path are connected to the + Z end of each through hole. It can be connected in a state extending in the direction. For this reason, there is no need for a space for arranging the cooling water supply passage and the cooling water drain passage on the side (direction perpendicular to the Z axis) of the gas flange (21) and the + Z end side cooling flange (12). . Therefore, the gas flanges (21) and the + Z side cooling flange (12) of the pair of combined plasma generators (U) can be installed close to each other.
[0030]
The composite type plasma generator having the above-mentioned component (A014) can have the following components (A015) to (A017).
(A015) A DC plasma water supply channel connecting member (38) connected to the DC plasma cooling water supply channel and a DC plasma drainage channel connecting member (39) connected to the DC plasma cooling water drain channel. Cooling water circulation for DC plasma provided on the + Z end side, which is one end side of the Z-axis set along the line, and communicates with the DC plasma water supply channel connection member (38) and the DC plasma drainage channel connection member (39). The DC plasma generator (U3) in which a path (L1, L2) is provided at a −Z end on the other end of the Z axis
(A016) The cooling jacket (U2) in which the water supply jacket connecting member (K5) and the drainage jacket connecting member (K6) are formed on the + Z end side end surface.
(A017) The gas flange (21) in which the sheath gas supply path connecting member (K3, K4) is provided on an end surface on the + Z side,
[0031]
In the combined plasma generator having the above constitutional requirements (A015) to (A017), the DC plasma cooling water supply path and the DC plasma cooling water drainage path are arranged on the + Z end side of the DC plasma generator (U3). Then, the water supply jacket connection member (K5) and the drainage jacket connection member (K6) are arranged on the + Z end side end surface of the cooling jacket (U2), and the sheath gas supply path connection members (K3, K4) are connected to the cooling jacket (U2). It can be arranged on the + Z side end surface of the gas flange (21).
Therefore, a space for arranging the cooling water supply path, the cooling water drainage path, and the sheath gas supply path on the side (in the direction perpendicular to the Z axis) of the gas flange (21) and the + Z end side cooling flange (12). Do not need. Therefore, the gas flanges (21) and the + Z side cooling flange (12) of the pair of combined plasma generators (U) can be installed close to each other.
[0032]
Embodiment
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
In the following description, the vertical direction in the drawings will be referred to as the Z-axis direction, and the directions indicated by arrows Z and -Z or the indicated sides will be referred to as upper, lower, or upper and lower, respectively.
[0033]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front sectional view of a twin-type composite plasma generator in which a pair of composite plasma generators according to Embodiment 1 of the present invention are arranged in parallel.
FIG. 2 is a plan view of the twin-type composite plasma generator of the first embodiment, and is a view of FIG. 1 as viewed from above.
1 and 2, a pair of left and right combined plasma generators U and U are arranged close to each other. In the first embodiment, the left and right combined plasma generators U and U are configured exactly the same, but have slightly different cross-sectional positions.
1 and 3, a base mounting hole 1a is formed in a chamber upper wall 1 (see FIG. 1) constituting the decompression chamber C, and a base 2 is supported in the base mounting hole 1a. The base 2 supports lower end portions of the pair of adjacent left and right combined plasma generators U.
[0034]
Next, the combined plasma generator U will be described. The following description is based on a cross-sectional view of the combined plasma generator U arranged on the left side of FIGS.
FIG. 3 is an enlarged front sectional view of one composite plasma generator of the twin-type composite plasma generator of the first embodiment.
In FIG. 3, the combined plasma generator U has a high-frequency induction plasma generator U1, a cooling jacket U2 supported on the upper part thereof, and a DC plasma generator U3 supported on the cooling jacket U2. .
[0035]
FIG. 4 is a diagram showing a main part viewed from the arrow IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a view as seen from the arrow VV in FIG.
FIG. 6 is a view as seen from the arrow VI-VI in FIG.
FIG. 7 is an enlarged front sectional view of the lower part of FIG.
FIG. 8 is an enlarged front sectional view of the central part of FIG. 3, and is an enlarged front sectional view mainly of the upper part of the high frequency induction plasma generator and the lower part of the DC plasma generator.
[0036]
3 and 7, the base 2 is formed with a flange mounting hole 2a. A lower cooling flange (-Z end cooling flange) 3 is supported in the flange mounting hole 2a. The lower cooling flange (-Z end side cooling flange) 3 is a plate-like first flange member 5 and a second flange member 6 which are sequentially mounted on a flange member main body 4 and a lower surface of the lower cooling flange 4. And a third flange member 7.
9 is an explanatory view of the flange member main body 4, FIG. 9A is a top view, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line IXB-IXB of FIG. 9A.
10 is an explanatory view of the lower surface of the flange member main body 4 shown in FIG. 9, FIG. 10A is the same view as FIG. 9B, and FIG. 10B is a bottom view of the lower cooling flange member main body. FIG.
[0037]
9 and 10, the flange member body 4 has a large-diameter annular portion 4a, and four screw through holes 4b are formed in the large-diameter annular portion 4a. The flange member main body 4 is fixed to the base 2 by connection screws N1 (see FIGS. 1 and 7) that respectively penetrate the screw through holes 4b. A circular bottom wall 4c is provided at the lower end of the large diameter annular portion 4a, and an outer cylinder mounting hole 4d is formed at the center of the bottom wall 4c. Four pillar connection screw holes 4e are formed in the outer peripheral portion of the bottom wall 4c at 90 ° intervals in the circumferential direction, and a large number of flange member connecting screw holes 4f along the circumferential direction are formed outside thereof. Is formed. On the lower surface of the bottom wall 4c, there are formed four swirling flow forming grooves 4g and an annular groove (downstream-end-side cooling water passage, that is, -Z-end-side cooling water passage) 4h continuous with the inner ends thereof. ing. The swirling groove forming groove 4g is a groove through which cooling water flows from the outside to the inside in the radial direction, and is a groove that forms a swirling flow clockwise in a top view (FIG. 9). Therefore, the annular groove 4h is formed so as to generate a clockwise swirling flow in the top view (FIG. 9A).
[0038]
11 is a sectional view showing a state where first to third flange members mounted on the lower surface of the lower cooling flange member main body shown in FIG. 7 are joined, FIG. 11A is a plan view, and FIG. 11B is XIB- of FIG. 11A. 11C is a cross-sectional view taken along line XIB, and FIG. 11C is a cross-sectional view taken along line XIC-XIC in FIG. 11A.
12 is an explanatory view of the first flange shown in FIG. 7, FIG. 12A is a plan view, and FIG. 12B is a sectional view taken along line XIIB-XIIB of FIG. 12A.
In FIGS. 11 and 12, the first flange member 5 has an inner cylinder mounting hole 5a formed in the center portion, and a number of flange connection screw through holes 5b formed in the outer peripheral portion. Further, a ring-shaped concave groove 5c for flange connection (see FIG. 12B) is formed on the lower surface of the inside of the flange connection screw through hole 5b. Also, four cooling water inflow holes 5d are arranged at 90 ° intervals in the circumferential direction in the inner portion of the ring-shaped concave groove 5c, and are adjacent to the four cooling water inflow holes 5d, respectively. Thus, a total of four cooling water outflow holes 5e are formed. In FIG. 5A, a pin through hole 5f (see FIG. 12A) is formed, and the pin through hole 5f connects the first to third flange members 5 to 7 (see FIGS. 12 to 14). This is a hole through which the positioning pin 8 (see FIG. 11C) passes.
[0039]
13 is an explanatory view of the second flange shown in FIG. 7, FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a sectional view taken along line XIIIB-XIIIB of FIG. 13A.
In FIG. 13, the second flange member 6 has a through hole 6a formed in the center portion, and a total of four cooling water inflow holes 6b formed in the outer peripheral portion at 90 ° intervals in the circumferential direction. Further, four concave grooves 6c extending tangentially from the through holes 6a are formed on the upper surface of the second flange member 6. The concave groove 6c is a concave groove in which the cooling water flowing upward from the lower side through the through hole 6a flows in the direction of the arrow A1. The cooling water flowing in the direction of the arrow A1 flows from the lower side (−Z side) to the upper side (+ Z side) through the cooling water flow hole 5e of the first flange member 5.
The second flange member 6 has a pin through hole 6d (see FIG. 13A). The pin through hole 6d is a hole through which the positioning pin 8 (see FIG. 11C) passes when connecting the first to third flange members 5 to 7, and overlaps the pin through hole 5f (see FIG. 12A). Formed at the location.
[0040]
14 is an explanatory view of the third flange shown in FIG. 7, FIG. 14A is a plan view, FIG. 14B is a sectional view taken along line XIVB-XIVB in FIG. 14A, and FIG. 14C is a sectional view taken along line XIVC-XIVC in FIG. 14A.
In FIG. 14, the third flange member 7 has a conical wall 7a (see FIG. 14B) whose diameter decreases as it goes upward. A ring-shaped projection 7b is formed on the outer periphery of the upper surface of the third flange member 7. The ring-shaped protrusion 7b is a protrusion that fits into the ring-shaped groove 5c (see FIG. 12B) of the first flange member 5. Four recesses 7c are formed on the upper surface of the third flange member 7, and an island-like portion 7d is formed at the center of each of the recesses 7c so as to protrude. The cooling water flowing through the cooling water inflow holes 5d, 6b (see FIG. 11B) of the first and second flange members 5, 6 flows into the concave portion 7c (this will be described later). The flow path in which the cooling water flows in the direction of arrow A2 and the flow path in the direction of arrow A3 shown in FIG.
The third flange member 7 has a pin mounting hole 7e. The pin mounting hole 7e is a hole in which the tip of the positioning pin 8 (see FIG. 11C) for connecting the first to third flange members 5 to 7 is mounted.
[0041]
In FIG. 11, in a state where the first to third flange members 5 to 7 are overlapped, the ring-shaped protrusion 7b is fitted into the ring-shaped groove 5c, and the lower end portion of the inner cylinder mounting hole 5a ( −Z end) and are connected in a state where the upper end of the conical wall 7a is fitted. In this state, the first flange member 5 is connected to the flange member connection screw hole 4f (see FIG. 10) of the flange member main body 4 by the connection screw N2 (see FIG. 7) penetrating the large number of flange connection screw through holes 5b. You.
The flange member main body 4 and the first to third flange members 5 to 7 constitute a lower cooling flange (-Z end cooling flange) 3 (see FIG. 7).
7 and 11, the concave portion 7c is formed between the third flange member 7 and the second flange member 6 (joining surface), and the center of the concave portion 7c is formed in the through hole 6a of the second flange member 6. (See FIG. 13B) and communicates with the groove 6c. The concave groove 6c is formed between the second flange member 6 and the first flange member 5 (joining surface), and the outer end of the concave portion 6c is at the lower end of the cooling water flow hole 5e of the first flange member 5. (The -Z end).
[0042]
As shown in FIG. 7, the upper end of the cooling water circulation hole 5e communicates with the outer end of the swirl flow forming groove 4g, and the annular groove 4h connected to the swirl flow forming groove 4g and the center thereof. Is formed between the flange member main body 4 and the first flange member 5 (joining surface).
Therefore, the concave portion 7c, the concave groove 6c, the swirling flow forming groove 4g, and the annular groove 4h are all formed on the joint surfaces of the flange members 4 to 5 of the lower flange (-Z end cooling flange) 3. In the present specification, these are referred to as joint surface cooling water channels (7c, 6c, 4g, 4h). Further, the cooling water flows into the lower cooling flange (-Z end side cooling flange) 3, and the cooling water is sequentially supplied to the cooling water inflow holes 5d and 6b, the concave portion 7c, the through hole 6a, and the concave groove shown in FIG. 6c, the cooling water flow hole 5e, the swirl flow forming groove 4g, and the annular groove 4h, and flows into a cylindrical cooling water passage 18 described later. Accordingly, the lower cooling water passage (-Z end cooling water passage) (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) of the lower cooling flange (-Z end cooling flange) 3 is constituted by the elements indicated by the symbols 5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h.
[0043]
As shown in FIG. 7, the lower ends of the columns (flange connection members) 11 are screw-connected to the four column connection screw holes 4e (see FIGS. 9 and 10) of the flange member main body 4, respectively. The support column 11 is formed with a cooling water passage 11a penetrating vertically (Z-axis direction). An upper cooling flange (+ Z end cooling flange) 12 is supported at the upper end of each of the four columns 11.
A top view of the upper cooling flange 12 is shown in FIG. 4 (a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3).
[0044]
7 and 4, the upper cooling flange 12 has a flange water supply hole 12a for accommodating the upper end of the column 11, and the upper end of the flange water supply hole 12a is open. An upper end of the cooling water passage 11a is opened at an upper end of the support 11 accommodated in the flange water supply hole 12a, and a male screw is formed on an outer periphery of an upper end of the support 11, and a nut 13 screw-connected to the male screw is provided. Thus, the upper end of the support 11 and the upper cooling flange 12 are connected.
By the opening of the flange water supply hole 12a, a connection portion (water supply flange connection portion) 12b connected to a water supply passage to which cooling water is supplied is formed.
[0045]
An annular upper cooling water passage (+ Z end side cooling water passage) 12c is formed at the center of the upper cooling flange 12, and the upper cooling water passage 12c is a flange cooling water drain hole 12d extending in a radial direction. Is connected. The outer end of the flange cooling water drain hole 12 d is open to the upper surface of the upper cooling flange 12. A connection portion (drainage flange connection portion) 12e connected to a drainage channel for discharging cooling water is formed by the opening of the flange cooling water drainage hole 12d.
In FIG. 7, the upper cooling flange 12 has an inner cylinder mounting hole 12f formed in an upper end wall (upper wall) of the annular upper cooling water passage 12c, and a lower end wall (lower wall). Is formed with an outer cylinder mounting hole 12g. In FIG. 4, four connecting screw holes 12h are formed in the upper end wall (+ Z end wall) of the upper cooling flange 12.
[0046]
7, the lower end of the inner cylinder 16 is supported by the inner cylinder mounting hole 5a of the first flange member 5, and the upper end is supported by the inner cylinder mounting hole 12f of the upper cooling flange 12. The upper end position of the inner cylinder 16 and the upper end position of the upper cooling flange 12 are arranged at substantially the same position. The outer cylinder 17 has a lower end supported by the outer cylinder mounting hole 4d of the flange member main body 4 and an upper end supported by the outer cylinder mounting hole 12g of the upper cooling flange 12. A cylindrical cooling water passage 18 is formed between the inner cylinder 16 and the outer cylinder 17.
A high-frequency induction coil 19 is arranged so as to surround the outside of the outer cylinder 17. When a high-frequency current flows through the high-frequency induction coil 19, a high-frequency electric field is induced in the space inside the inner cylinder 16 (the plasma space S is induced). At this time, the DC plasma injected into the plasma space S becomes high-frequency induction plasma.
[0047]
15 is an explanatory view of a cooling water passage of the lower flange 3, FIG. 15A is a diagram showing a flow of the cooling water in a front view, FIG. 15B is a sectional view taken along the line XVB-XVB of FIG. 15A, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line XVC-XVC of FIG.
The lower end of the cylindrical cooling water passage 18 shown in FIG. 7 communicates with the annular groove 4h of the joining surface cooling water passage (7c, 6c, 4g, 4h), and the upper end is connected to the annular upper cooling water passage 12c. are doing.
Therefore, in FIG. 7, the cooling water supplied from the water supply flange connection portion 12b into the flange water supply hole 12a flows downward from the upper end of the cooling water passage 11a (see FIG. 15A) of the column 11, and the cooling water inflow hole 5d, 6b (see FIGS. 7 and 14A) and flows into the concave portion 7c of the third flange member 7.
15 and 7, the cooling water that has flowed into the recess 7c (see FIG. 7) flows in the directions of arrows A2 and A3 in FIG. 14A (the direction of the arrow in FIG. 15B), and the through-hole 6a (see FIG. 7, see FIG. 13A) from the bottom to the top. The cooling water flowing above the second flange member 6 flows through the concave groove 6c (see FIGS. 7 and 13A) in the direction of the arrow A1 in FIG. 13 (the direction of the arrow in FIG. 15B), and then flows through the cooling water flow hole 5e ( 7 (see the two-dot chain line in FIG. 13A) from the lower side to the upper side, and flows into the swirl flow forming groove 4g. The cooling water that has flowed into the swirling flow forming groove 4g flows in the direction of the arrow A4 in FIG. 9 (the direction of the arrow in FIG. 15C), and flows into the annular groove 4h as a swirling flow. The swirling cooling water rises while swirling the cylindrical cooling water passage 18 (see FIGS. 7 and 15A) from the annular groove 4h and flows into the annular upper cooling water passage 12c. The water is discharged from the flange connection portion 12e for drainage to a cooling water drainage channel (described later) through the drainage hole 12d.
[0048]
8, a gas flange 21 is supported on the upper surface of the upper cooling flange 12, and the gas flange 21 has four screw through holes (not shown) through which four screws N3 (see FIG. 5) penetrate. ) Is formed. The screw N3 penetrates the gas flange 21 from the upper side to the lower side, and is screw-connected to a connection screw hole 12h (see FIG. 4) formed on the upper surface of the upper cooling flange 12.
The water supply hole 21b of the gas flange 21 communicates with the water supply flange connection portion 12b of the upper cooling flange 12. The water supply hole 21b communicates with a water supply passage connection hole 21c opened at the upper end. A connection member (water supply channel connection member) K1 is mounted in the water supply channel connection hole 21c, and the water supply channel connection member K1 is detachably connected to a cooling water supply passage (not shown).
Therefore, the cooling water supplied to the water supply path connecting member K1 from the cooling water supply path (not shown) flows through the water supply path connection hole 21c, the water supply hole 21b, and the communication hole 21a in order, and the flange water is supplied from the water supply flange connection portion 12b. Water is supplied to the hole 12a. In this case, the water supply passage connection holes 21c, the water supply holes 21b, and the communication holes 21a form water supply through holes (21a to 21c) from the upper surface to the lower surface of the gas flange 21 for allowing cooling water to pass therethrough.
[0049]
A tubular drain connection member K2 (see FIGS. 8 and 5) connected to a cooling water drain (not shown) is connected to an upper end surface of the upper cooling flange 12, and the drain connection member K2 and the drain are connected. The upper flange 12 is connected to the flange connecting portion 12e through a communication hole (not shown) formed in the upper cooling flange 12 (a drainage through hole through which cooling water passes from the lower surface to the upper surface of the gas flange 21). Therefore, the cooling water that has flowed to the drainage flange connecting portion 12e through the flange cooling water drainage hole 12d is drained from the drainage channel connecting member K2 to a cooling drainage channel (not shown).
[0050]
The gas flange 21 has a through hole 21d formed in the center thereof, and an annular swirling injection sheath gas chamber 21e is formed on the outer periphery of the through hole 21d. Two gas supply holes 21f (see FIG. 5) extending obliquely in the radial direction are formed in the gas chamber for swirling injection, and an outer end of the gas supply hole 21f has an opening at an upper end surface of the gas flange 21. A sheath gas supply flange connecting portion 21g is formed. A tubular connection member (sheath gas supply path connection member) K3 (see FIGS. 8 and 5) is connected to the sheath gas supply flange connection portion 21g. A turning sheath gas supply path (not shown) is connected to the connecting member K3, and the turning sheath gas is supplied from the not-shown turning sheath gas supply path.
[0051]
An annular vertical injection gas chamber 21h is formed in the gas flange 21 above the swirl injection sheath gas chamber 21e and on the outer periphery of the through hole 21d. Two gas supply holes 21i (see FIG. 5) extending in the radial direction communicate with the vertical injection gas chamber 21h. The upper surface of the gas flange 21 is connected to a tubular sheath gas supply path connecting member K4 (see the combined plasma generating device on the right side in FIG. 1 and FIG. 5) communicating with the gas supply hole 21i. A sheath gas supply path for vertical injection (not shown) is connected to the sheath gas supply path connection member K4, and the sheath gas supplied from the sheath gas supply path for vertical injection is supplied from the sheath gas supply path connection member K4 to the gas supply holes 21i ( 5) is supplied to the vertical injection gas chamber 21h.
[0052]
In FIG. 8, a cylindrical sheath gas passage forming member 23 fitted into a through hole 21d of the gas flange 21 has a cylindrical portion and a flange provided at an upper end thereof.
16A and 16B are explanatory views of a cylindrical member for forming a sheath gas passage. FIG. 16A is a plan view, FIG. 16B is a longitudinal sectional view, a sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG. 16A, and FIG. 16C is a sectional view taken along a line XVIC-XVIC of FIG. FIG. 16D is a view showing a vertical injection hole, and FIG. 16D is a view showing a swirl injection hole in a cross-sectional view taken along the line XVID-XVID in FIG. 16B.
In FIG. 16, the sheath gas passage forming member 23 has an upper end flange 23a and a cylindrical wall 23b. A large number of vertical injection holes 23c are formed in the upper part of the cylindrical wall 23b along the circumferential direction, and a large number of swirling injection holes 23d are formed in the lower part thereof in the circumferential direction.
In FIG. 8, the sheath gas passage forming member 23 is assembled in a state where the upper end flange 23a is supported on the upper surface of the gas flange 21 and the outer peripheral surface of the cylindrical wall 23b is fitted to the inner surface of the through hole 21d of the gas flange 21. . In this state, the lower end of the cylindrical wall 23b and the lower end of the gas flange 21 are arranged at substantially the same position. The inner and outer diameters of the sheath gas passage forming member 23 and the inner cylinder 16 are the same, and the lower end of the sheath gas passage forming member 23 and the lower end of the inner cylinder 16 are disposed so as to face and be adjacent to each other.
The gas flange 21 and the sheath gas passage forming member 23 constitute a sheath gas supply member (21 + 23 + K3 + K4).
[0053]
FIG. 17 is an explanatory view of a cooling jacket U2 supported on the upper surface of the gas flange 21 and a DC plasma generator U3 supported on the jacket U2.
8 and 17, a cooling jacket U2 is supported on the upper surface of the gas flange 21 via two spacers 25 for height adjustment. The cooling jacket U2 has an outer jacket case 26 supported on the upper surface of the gas flange 21 and an inner jacket case 27 connected thereto. The outer jacket case 26 and the inner jacket case 27 are both substantially cylindrical, and their lower ends are connected. The outer jacket case 26 is connected to the gas flange 21 by four screws N4 (see FIGS. 6 and 17).
[0054]
A cylindrical sheath gas passage L is formed between the outer surface of the outer jacket case 26 and the sheath gas passage forming member 23. The sheath gas flowing into the vertical gas chamber 21h flows into the cylindrical sheath gas passage L perpendicularly to the cylindrical wall 23b from the large number of vertical injection holes 23c. Since the upper side (+ Z side) of the cylindrical sheath gas passage L is closed, it flows downstream (−Z side). A number of swirling injection holes 23d are formed downstream of the vertical injection holes 23c in the cylindrical sheath gas passage L. The sheath gas injected into the cylindrical sheath gas passage L from the plurality of swirling injection holes 23d flows downstream (-Z side) while swirling together with the sheath gas injected from the vertical injection holes 23c. Then, the sheath gas flows into the decompression chamber C below the inner cylinder 16 while rotating along the inner surface of the inner cylinder 16.
[0055]
The outer jacket case 26 and the inner jacket case 27 have flange portions 26a and 27a, cylindrical walls 26b and 27b, and lower end walls 26c and 27c, respectively. The lower end wall 27c of the inner jacket case 27 is formed as an upper and lower double wall, and an outer end of a lower portion of the double wall is connected to the lower end wall 26c. An annular space is formed by the lower end walls 26c and 27c.
A cooling water circulation chamber R is formed between the outer jacket case 26 and the inner jacket case 27. The cooling water circulation chamber R has an upper large-diameter cylindrical portion R1 and a small-diameter cylindrical portion R2 communicating with a lower portion thereof, and a ring-shaped lower end portion (annular space formed by the lower end walls 26c and 27c) R3 communicating with a lower end thereof. have.
The ring-shaped lower end portion R3 is formed by a lower end portion of the outer jacket case 26 and a lower end portion of the inner jacket case 27, and a through hole (DC plasma passage hole) 27d is formed in a center portion of the lower end wall 27c. Have been.
[0056]
The outer jacket case 26 has a jacket water supply hole 26a communicating with the cooling water circulation chamber R, and a water supply jacket connection hole 26d communicating with the jacket water supply hole 26a and opening at an upper end of the outer jacket case 26. I have. A tubular connection member (water supply jacket connection member) K5 connected to a cooling water supply passage (not shown) is connected to the water supply jacket connection hole 26d.
The outer jacket case 26 has a cooling water flow hole (not shown) and a drainage connection hole (not shown) formed similarly to the jacket water supply hole 26a and the water supply jacket connection hole 26d. A tubular drainage jacket connection member K6 (see FIG. 6) is connected to the drainage connection hole (not shown).
The cooling water supplied from the connection pipe (water supply jacket connection member) K5 to the water supply jacket connection hole 26d flows into the cooling water circulation chamber R through the jacket water supply hole 26a. The cooling water circulated through the cooling water circulation chamber R is discharged from the drainage connection member K6 (see FIG. 6) through a drainage supply hole and a drainage connection hole (not shown) through a jacket drainage channel (not shown).
[0057]
In FIG. 17, a DC plasma generator U3 is inserted into the inner surface of the cylindrical wall 27b of the inner jacket case 27, and the lower end surface of the DC plasma generator U3 is in contact with the upper surface of the lower end wall 27c. Supported.
The DC plasma generator U3 has a cylindrical lower case 31 and a cylindrical upper case 32. The male screw formed on the outer peripheral surface of the upper end of the cylindrical lower case 31 and the female screw formed on the inner peripheral surface of the lower end of the cylindrical upper case 32 are screwed into the cylindrical lower case 31 and the cylindrical upper case 32. Are combined.
An anode 33 is supported at the lower end of the cylindrical lower case 31, and a DC plasma injection hole 33a is formed in the center of the anode 33. Further, a plurality of carrier gas injection holes 33b are formed in the anode 33, and the downstream end of the carrier gas injection hole 33b is opened to the downstream end of the plasma gas injection hole 33a.
A cathode 34 is held at the center of the upper end of the DC plasma injection hole 33a.
[0058]
6 and 17, at the upper end (+ Z end) of the DC plasma generator U3, two tubular carrier gas supply path connecting members 36 connected to a carrier gas supply path (not shown), A plasma gas supply path connecting member 37 connected to a gas supply path (not shown); a DC plasma water supply path connecting member 38 connected to a DC plasma cooling water supply path (not shown); A DC plasma drain connection member 39 connected to a cooling water drain (not shown) is provided.
In FIG. 17, communication pipes communicating with the connection members 36 to 39 shown in FIG. 6 are inserted into the cylindrical lower case 31 and the cylindrical upper case 32. FIG. 17 shows a cross section of one carrier gas supply path connection member 36 and a communication pipe connected to the plasma gas supply path connection member 37 and the cooling water supply path connection part 38.
[0059]
The carrier gas supplied from the two carrier gas supply path connecting members 36 is ejected from a plurality of carrier gas supply holes 33 a formed in the anode 33. The plasma gas supplied from the plasma gas supply path connecting member 37 is supplied from a plasma gas supply hole 37 a formed at a position slightly above the cathode 34. The plasma gas supplied from the plasma gas supply hole 37a generates plasma when passing around the cathode 34 in the plasma ejection hole 33a, and flows downward (-Z direction) through the plasma ejection hole 33a. The carrier gas injected from the plurality of carrier gas injection holes 33b opening at the downstream end of the DC plasma injection hole 33a also becomes plasma together with the plasma gas and is injected downward from the DC plasma injection hole 33a.
[0060]
The cooling water supplied from the cooling water supply path connection part 38 (see FIGS. 6 and 17) sequentially passes through the cooling water circulation paths L1 and L2 for DC plasma formed in the anode 33 and connects to the cooling water drainage path. The water is drained from a portion 39 (see FIG. 6) to a cooling water drainage channel (not shown).
The components indicated by the reference numerals 31 to 38 constitute the DC plasma generator U3 of the first embodiment. As the DC plasma generator U3, various known devices can be used.
[0061]
In the portion 17, a cylindrical first fixing member 41 is fixed to the upper surface of the flange portion 27a of the inner jacket case 27 with a screw N5. A male screw is formed on the outer peripheral surface of the upper end of the first fixing member, and a female screw at the lower end of the cap-shaped second fixing member 42 is screw-connected to the male screw. The second fixing member 42 moves vertically when rotated by the screw connection. The second fixing member 42 moves downward (-Z direction), and its upper wall 42a is held at a position where the upper end surface of the DC plasma generator U3 is pressed downward.
In this state, the lower end of the DC plasma generator U3 is supported by the inner surface of the lower end of the cooling jacket U2, and the upper end is pressed downward by the upper wall 42a of the second fixing member 42. That is, the DC plasma generator U3 is detachably fixed to the cooling jacket U2.
[0062]
(Operation of Embodiment 1)
In FIG. 17, in the combined plasma generator U of the present invention having the above configuration, the DC plasma generator U3 disposed above the high frequency induction plasma generator U1 is connected to the plasma gas supply path connecting member 37. DC plasma, in which the supplied plasma gas and the carrier gas supplied to the carrier gas supply path connecting members 36, 36 are ionized (plasmaized), are supplied from a DC plasma injection port 33a provided at the lower end (-Z end). Inject.
The cooling water supplied to the DC plasma water supply path connecting member 38 flows through the DC plasma cooling water circulation paths L1 and L2 provided at the lower end (-Z end) of the Z axis, and flows through the DC plasma It is discharged from the drain connection member 39.
[0063]
Cooling water is supplied from a cooling water supply passage (not shown) to the water supply jacket connecting member K5 formed on the upper end side (+ Z end side) of the cooling jacket U2. This cooling water flows through the jacket water supply hole 26a and the cooling water circulation chamber R sequentially from the water supply jacket connection hole 26d, further flows through the jacket drain hole and the drain jacket connection hole (not shown), and the upper end surface (the end surface on the + Z side). Is drained to a jacket drainage channel (not shown) from a tubular drainage jacket connecting member K6 (see FIG. 6) connected to the drainage jacket.
The cylindrical outer surface and lower end surface (-Z end surface) of the lower part (-Z side part) of the DC plasma generator U3 are cooled by the cooling water flowing through the cooling water circulation chamber R.
The DC plasma injected from the DC plasma injection port 33a flows downward (-Z direction) through the DC plasma passage port 27d of the cooling jacket U2.
[0064]
FIG. 8 The annular gas flange 21 of the sheath gas supply member (21 + 23 + K3 + K4) supports the cooling jacket U2.
The sheath gas supplied to the sheath gas supply path connecting member K4 connected to the upper end of the gas flange 21 passes through the gas supply hole (sheath gas supply hole) 21i (see FIG. 5), and the annular vertical injection gas chamber 21h. Supplied to The sheath gas supplied to the sheath gas chamber for vertical injection 21h is supplied to the cylindrical sheath gas passage L from a number of sheath gas vertical injection holes 23c formed at intervals in the circumferential direction in the cylindrical gas passage forming member 23. Injected vertically to The sheath gas injected into the cylindrical sheath gas passage L whose upper end side (+ Z end side) is closed and whose lower side (-Z end side) is open flows downward (-Z end side).
[0065]
The cylindrical sheath gas passage is formed from a plurality of sheath gas swirling injection holes 23d which are spaced apart and inclined in the circumferential direction at a position below (-Z end side) apart from the plurality of sheath gas vertical injection holes. The sheath gas is injected into L from a direction inclined in the circumferential direction. The sheath gas in the cylindrical sheath gas passage L is swirled by the injected gas and flows downward (-Z direction).
[0066]
In FIG. 7, an inner cylinder 16 of the high-frequency induction plasma generator U3 has an upper portion (+ Z end side portion) arranged adjacent to the lower end of the sheath gas passage forming cylindrical member 23, and an inner upper portion thereof. A cylindrical sheath gas passage L is formed between the outer peripheral surface of the cooling jacket U2. A space S for plasma is formed in the space inside the inner cylinder 16 and below the cooling jacket U2.
Therefore, the sheath gas that has flowed downward while rotating in the cylindrical sheath gas passage L spirally flows along the inner peripheral surface of the inner cylinder 16 that forms the plasma space S.
33a injected downward (-Z direction) from the DC plasma injection holes 33a of the DC plasma generator U3 is induced in the plasma space S by a high-frequency current flowing through the high-frequency induction coil 19 outside the outer cylinder 17. The high frequency electric field produces high frequency induction plasma.
[0067]
FIG. 18 is a diagram showing a route of cooling water flowing through a cylindrical cooling water channel arranged on the outer periphery of the plasma space of the high-frequency induction plasma generator.
In FIG. 18, the cooling water supplied to the cooling water supply path connecting member K1 connected to the upper end of the gas flange 21 passes through the water supply path connection hole 21c and the water supply hole 21b of the gas flange 21 and passes through the lower surface of the gas flange 21. Water is supplied to the flange water supply hole 12a from the water supply flange connection portion 12b of the upper cooling flange connected to the water supply port.
The cooling water supplied into the flange water supply hole 12a flows downward through the cooling water passage 11a of the support 11, the cooling water inflow hole 5d of the first flange member 5, and the cooling water inflow hole 6b of the second flange member 6 sequentially. As a result, it flows into the concave portion 7c of the third flange member 7. The cooling water that has flowed into the concave portion 7c flows upward through the through hole 6a of the second flange member 6, and passes through the concave groove 6c on the upper surface of the second flange member 6 to flow through the cooling water circulation hole 5e of the first flange member 5. It flows upward and flows into the swirl flow forming groove 4g on the lower surface of the flange member main body 4. The cooling water flowing into the swirling flow forming groove 4g flows into the annular groove 4h as a swirling flow.
The cooling water flowing into the annular groove 4h rises as a swirling flow through the cylindrical cooling water passage 18 and flows into the upper cooling water passage 12c of the upper cooling flange 12. The cooling water that has flowed into the upper cooling water passage 12c sequentially flows through the flange cooling water drain hole 12d and the drain flange connection portion 12e, and is drained from the drain connection member K2 to a cooling drain (not shown).
[0068]
(Embodiment 2)
FIG. 19 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment.
In the description of the second embodiment shown in FIG. 19, components corresponding to the components of the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
The second embodiment differs from the first embodiment in the following points, but has the same configuration as the first embodiment in other points.
In FIG. 19, the spacers 25 in FIG. 3 of the first embodiment are omitted. In FIG. 19, a total of three cylindrical guides 21j are provided on the upper end surface of the gas flange 21 at positions spaced apart by 120 ° in the circumferential direction so as to protrude upward. A fitting recess 26j is formed on the lower surface of the outer jacket 26. The guide 21j is slidably fitted in the fitting recess 26j.
[0069]
A motor case 51 is fixed to an upper surface of the outer jacket 26, and a rotating shaft 52 driven by a motor (not shown) is supported on the motor case 51 so as to be rotatable and immovable in a vertical direction. A male screw is formed at the lower end of the rotating shaft 52, and is inserted into a shaft receiving hole 21k formed at the center of one of the three guides 21j. A female screw is formed at a lower portion of the shaft receiving hole 21k, and the female screw and a male screw formed at the lower end of the rotary shaft 52 are screwed together.
The rotating shaft 52 screwed with the female screw of the shaft receiving hole 21k moves up and down during rotation. The motor case 51 and the outer jacket 26 also move up and down according to the vertical movement of the rotating shaft. That is, by rotating the rotating shaft, the vertical position of the cooling jacket U2 including the outer jacket 26 and the DC plasma generator U3 supported by the cooling jacket U2 can be adjusted.
[0070]
A large diameter portion 26k is formed at the upper end of the cylindrical wall 26b of the outer jacket, and the outer peripheral surface thereof is fitted to the upper inner peripheral surface of the sheath gas passage forming cylindrical member 23. A seal 55 is mounted on the upper inner peripheral surface of the sheath gas passage forming cylindrical member 23, and the sheath gas injected into the cylindrical sheath gas passage L by the seal 55 flows downward without flowing upward. It is formed as follows.
In the second embodiment, the vertical position of the cooling jacket U2 including the outer jacket 26 and the DC plasma generator U3 can be adjusted by driving the motor inside the motor case 51. The position with respect to the high frequency induction plasma generator U1 can be adjusted.
[0071]
(Example of change)
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. It is possible to do. Modified embodiments of the present invention are exemplified below.
(H01) As the DC plasma generator U3, various types of conventionally known devices can be used.
(H02) At the lower end of the cooling water jacket U2, the same as the components 4 to 7 of the lower flange 3, so that the cooling water flowing through the small cylindrical portion R2 of the cooling water circulation chamber R of the cooling jacket U2 forms a swirling flow. It is also possible to provide a member for generating a swirling flow.
(H03) The cooling jacket U2 of the present invention can be used not only in the combined plasma generator U but also when the DC plasma generator U3 is used alone.
(H04) The configuration of the lower flange 3 and the upper cooling flange 12 of the high frequency induction plasma generator U1 is not limited to the case where the high frequency induction plasma generator U1 is used alone as well as the case where the high frequency induction plasma generator U1 is used alone. Can also be adopted.
[0072]
【The invention's effect】
The long sheet feeding apparatus of the present invention described above can provide the following effects (E01) and (E02).
(E01) Since the lower end of the DC plasma generator can be cooled stably and reliably, stable and continuous plasma can be obtained.
(E02) The required area of the installation space for the composite plasma generator can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of a twin-type composite plasma generator in which a pair of composite plasma generators according to Embodiment 1 of the present invention are arranged in parallel.
FIG. 2 is a plan view of the twin-type composite plasma generator of the first embodiment, as viewed from above FIG.
FIG. 3 is an enlarged front sectional view of one composite plasma generator of the twin-type composite plasma generator of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a main part viewed from an arrow IV-IV in FIG. 3;
FIG. 5 is a view as seen from the arrow VV in FIG. 3;
FIG. 6 is a view as seen from the arrow VI-VI in FIG. 3;
FIG. 7 is an enlarged front sectional view of the lower part of FIG. 3 and mainly an enlarged front sectional view of a lower part of the high frequency induction plasma generator.
FIG. 8 is an enlarged front sectional view of a central portion of FIG. 3 and is an enlarged front sectional view mainly of an upper part of the high-frequency induction plasma generator and a lower part of the DC plasma generator.
9 is an explanatory view of the flange member main body 4, FIG. 9A is a top view, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line IXB-IXB of FIG. 9A.
10 is an explanatory view of the lower surface of the flange member main body 4 shown in FIG. 9; FIG. 10A is the same view as that of FIG. 9B; FIG. 10B is a bottom view of the lower cooling flange member main body; FIG. 5 is a view as viewed from the arrow XB of FIG.
11 is a sectional view showing a state where first to third flange members mounted on the lower surface of the lower cooling flange member body shown in FIG. 7 are joined, FIG. 11A is a plan view, and FIG. 11A is a sectional view taken along line XIB-XIB, and FIG. 11C is a sectional view taken along line XIC-XIC in FIG. 11A.
12 is an explanatory view of the first flange shown in FIG. 7; FIG. 12A is a plan view, and FIG. 12B is a sectional view taken along the line XIIB-XIIB of FIG. 12A.
13 is an explanatory view of the second flange shown in FIG. 7, FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a sectional view taken along line XIIIB-XIIIB of FIG. 13A.
14 is an explanatory view of the third flange shown in FIG. 7, FIG. 14A is a plan view, FIG. 14B is a sectional view taken along line XIVB-XIVB of FIG. 14A, and FIG. 14C is a sectional view taken along line XIVC-XIVC of FIG. 14A. FIG.
15 is an explanatory diagram of a cooling water passage of the lower flange 3, FIG. 15A is a diagram showing a flow of cooling water in a front view, FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line XVB-XVB in FIG. 15A, and FIG. FIG. 15B is a sectional view taken along line XVC-XVC of FIG. 15A.
16 is an explanatory view of a cylindrical member for forming a sheath gas passage, FIG. 16A is a plan view, FIG. 16B is a longitudinal sectional view, a sectional view taken along the line XVI-XVI of FIG. 16A, and FIG. 16C is an XVIC of FIG. 16D is a view showing a vertical injection hole in a cross-sectional view taken along a line XVIC, and FIG. 16D is a view showing a turning injection hole in a cross-sectional view taken along a line XVID-XVID in FIG. 16B.
FIG. 17 is an explanatory view of a cooling jacket U2 supported on the upper surface of the gas flange 21 and a DC plasma generator U3 supported on the jacket U2.
FIG. 18 is a view showing a path of cooling water flowing through a cylindrical cooling water path arranged on the outer periphery of a plasma space of the high-frequency induction plasma generator.
FIG. 19 is an explanatory view of the second embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
K2: drainage path connection member, K4: sheath gas supply path connection member, K5: water supply jacket connection member, K6: drainage jacket connection member, L: cylindrical sheath gas passage, L1, L2: DC plasma cooling water circulation path, R ... Cooling water circulation chamber, S ... Space for plasma, U1 ... High frequency induction plasma generator, U2 ... Cooling jacket, U3 ... DC plasma generator
3 ...- Z end side cooling flange (upper cooling flange), 4h ... downstream end joint surface cooling water passage, 7c ... upstream end joint surface cooling water passage, 11 ... flange connecting member (post), 11a ... water supply communication passage, 12 ... + Z end side cooling flange (upper cooling flange), 12a ... flange water supply hole, 12b ... water supply flange connection portion, 12c ... + Z end side cooling water passage (upper cooling water passage), 12e ... drainage flange connection portion Reference numeral 16: inner cylinder, 17: outer cylinder, 18: cylindrical cooling water passage, 19: high-frequency induction coil, 21: gas flange, 21e, 21h: injection sheath gas chamber, 21f, 21i: sheath gas supply hole, 23: sheath gas passage formation Cylindrical member, 23c, 23d: sheath gas injection hole, 23c: sheath gas vertical injection hole, 23d: sheath gas swirl injection hole, 26a: jacket water supply hole, 27d: direct current Plasma passage openings, 33a ... DC plasma jet orifice, 36 ... carrier gas supply channel connection member, 37 ... plasma gas supply channel connection member, 38 ... DC plasma water supply passage connection member 39 ... DC plasma drainage passage connection member,
(4-7) ... flange member,
(5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) ... -Z end side cooling water passage (lower cooling water passage),
(7c, 6c, 4g, 4h) ... joint surface cooling water channel,
(21a-21c) ... water supply through hole,
(21 + 23 + K3 + K4) ... Sheath gas supply member.

Claims

A composite type plasma generator comprising the following constitutional requirements (A01) to (A04);
(A01) A carrier gas supply path connection member (36) connected to the carrier gas supply path, a plasma gas supply path connection member (37) connected to the plasma gas supply path, and the plasma gas supply path connection member (37). ) And the carrier gas supplied to the carrier gas supply path connecting member (36) are ionized (plasmaized) into a DC plasma at one end of a Z-axis set along a straight line. A DC plasma generator (U3) having a DC plasma injection port (33a) for injecting in a certain-(minus) Z direction;
(A02) A DC plasma passage port (27d) through which DC plasma injected from the DC plasma injection port (33a) passes in the -Z direction, and a cooling water circulation that cools a -Z side portion of the DC plasma generator (U3). A cooling water supply chamber connecting member (K5) connected to a cooling water supply path for supplying cooling water, and a cooling water supplied to the water supply jacket connecting member (K5). R), a jacket drain hole through which cooling water in the cooling water circulation chamber (R) is discharged, and a jacket drain hole connected to a cooling water drain passage for discharging cooling water. A drainage jacket connecting member (K6) for draining cooling water into the cooling water drainage channel, and a cylindrical outer peripheral surface provided on the -Z side portion, supporting the DC plasma generator (U3). That cooling jacket (U2),
(A03) A sheath gas passage forming cylindrical member (23) that forms a cylindrical sheath gas passage (L) with the + Z end side closed and the −Z end side open outside the cylindrical outer peripheral surface of the cooling jacket (U2). The sheath gas passage forming cylindrical member (23) in which a number of sheath gas injection holes (23c, 23d) are formed at intervals in the circumferential direction, and an outer portion of the number of sheath gas injection holes (23c, 23d). An annular gas flange (21) having an injection sheath gas chamber (21e, 21h) communicating with the end and a sheath gas supply hole (21f, 21i) for supplying a sheath gas to the injection sheath gas chamber (21e, 21h); A sheath gas connected to the sheath gas supply path to be supplied and supplying the supplied sheath gas to the sheath gas supply holes (21f, 21i). And a supply passage connecting members (K3, K4), sheath gas supply member supporting the cooling jacket (U2) (21 + 23 + K3 + K4),
(A04) an inner cylinder (16) having a plasma space (S) formed inside and a + Z end side portion connected to the -Z end side portion of the sheath gas passage forming cylindrical member (23); An outer cylinder (17) arranged outside the cylinder (16) and forming a cylindrical cooling water channel (18) with the inner cylinder (16), and a + Z end side portion of the cylindrical cooling water channel (18) + Z end side cooling water passage (12c) formed with the + Z end side cooling flange (12), and -Z end side cooling water passage connected to the -Z end side portion of the cylindrical cooling water passage (18). A flange connecting member (11) for connecting the −Z end side cooling flange (3) formed with (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) with the + Z end side cooling flange (12) and the −Z end side cooling flange (3) at predetermined intervals. And the outer cylinder ( 7) a high-frequency induction coil (19) disposed so as to surround the outside of the cooling water passage, and a cooling water passage formed in one of the cooling flanges on the + Z end side and the −Z end side. A high-frequency induction plasma generator (U1) configured to discharge the supplied cooling water through the cylindrical cooling water passage (18) and then through a cooling water passage formed in the other flange.

2. The combined plasma generator according to claim 1, comprising the following constituent requirements (A05).
(A05) The cooling jacket that detachably supports the DC plasma generator.

The combined plasma generator according to claim 1 or 2, comprising the following constituent requirements (A06):
(A06) The cooling water circulation chamber formed so as to cover the outer peripheral surface and the end surface (-Z end surface) of the -Z side portion of the DC plasma generator (U3).

4. The combined plasma generating apparatus according to claim 3, comprising the following constituent requirements (A07).
(A07) The cooling water circulation chamber configured to allow a swirling flow to flow to a portion covering an outer peripheral surface of a -Z side portion of the DC plasma generator (U3).

The combined plasma generator according to any one of claims 1 to 4, comprising the following constituent requirements (A08):
(A08) A number of sheath gas vertical injection holes formed perpendicular to the wall surface at intervals in the circumferential direction, and circumferentially spaced at a position away from the plurality of sheath gas vertical injection holes on the −Z end side. And a sheath gas passage forming cylindrical member having a plurality of inclined sheath gas swirling injection holes.

The combined plasma generator according to any one of claims 1 to 5, comprising the following constituent requirements (A09):
(A09) The water supply flange connection part (12b) connected to the cooling water supply path, the flange water supply hole (12a) communicating with the water supply flange connection part (12b), and the cooling water drainage path, and the other end. The other cooling flange (12) provided with a drainage flange connection portion (12e) communicating with the cooling water passage (12c) of the cooling water flange (12), and a flange of the other cooling water flange (12). The high-frequency induction having the flange connection member (11) having a water supply communication passage (11a) formed therein for flowing the cooling water of the water supply hole (12a) into the cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) of the one cooling flange (3). Plasma generator (U1).

7. The combined plasma generator according to claim 6, wherein the composite plasma generator has the following configuration requirements (A010).
(A010) The flange connection member (11) including a plurality of columns (11) having the water supply communication passage (11a) formed therein.

The composite plasma generator according to claim 6 or 7, further comprising the following constituent requirements (A011):
(A011) The one (−Z end side) cooling flange (3) is constituted by a plurality of plate-like flange members (4 to 7) arranged so as to overlap in the Z-axis direction, and each of the plurality of flange members ( 4-7), the one cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) is formed by using the cooling water passages (7c, 6c, 4g, 4h) formed on the bonding surfaces, respectively, and the plurality of cooling water passages ( 7c, 6c, 4g, and 4h), the joint cooling water passage (7c) at the upstream end in the flowing direction of the cooling water is connected to the communication passage (11a) for water supply, and the joint cooling water passage (4h) at the downstream end. ) Is the high-frequency induction plasma generator (U1) connected to the cylindrical cooling water channel (18).

The composite plasma generator according to any one of claims 6 to 8, comprising the following constituent requirements (A012):
(A012) The one cooling water passage (5d + 6b + 7c + 6a + 6c + 5e + 4g + 4h) formed so that the cooling water flowing from the water supply communication passage (11a) flows into the cylindrical cooling water passage (18) as a swirling flow. The high frequency induction plasma generator (U1) having a flange (3).

The composite plasma generator according to any one of claims 6 to 9, comprising the following constituent requirements (A013):
(A013) The one cooling flange is constituted by the -Z end side cooling flange (3), the other cooling flange is constituted by the + Z end side flange, the water supply flange connection portion (12b) and the drainage. The high frequency induction plasma generator (U1), wherein a flange connection part (12e) is provided on a + Z end face of the + Z end side cooling flange.

The composite plasma generator according to claim 10, comprising the following constituent requirements (A014):
(A014) The water supply through-holes (21a to 21c) and the drainage through-hole that are respectively opened on the + Z end face and the −Z end face are formed, and the water supply through-holes are arranged so as to overlap the + Z end face of the + Z end side cooling flange (12). In the gas flange (21), the -Z end of the water supply through hole (21a to 21c) communicates with the water supply flange connection portion (12b) of the + Z end side cooling flange (12), and the + Z end is The -Z end of the drainage through hole communicates with the drainage flange connection portion (12e) of the + Z end side cooling flange (12), and the + Z end communicates with the cooling water drainage passage. Said gas flange (21).