JP2020523771A - プラズマ切断方法、および該方法を実施するためのトーチ - Google Patents
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Abstract
Description
被切断片のプラズマ切断方法であって、
−電極であって、該電極の端部に面する第1出口部を有する第1ノズル内に配置された電極、
前記第1ノズルの第1気体供給手段、
前記第1ノズルの周囲に同心状に配置され、前記第1出口部にほぼ面する第2出口部を有する第2ノズル、及び
前記第1ノズルと前記第2ノズルとの間の気体供給手段を備えるプラズマトーチを与えるステップと、
−前記電極に電流を与え且つ前記第1ノズル及び第2ノズルに気体を与えて前記第1ノズルに導入された前記気体によりプラズマを形成するステップとを備えるプラズマ切断方法を提案する。
電極であって、該電極の端部に面する第1出口部を有する第1ノズル内に配置された電極、
前記第1ノズルの第1気体供給手段、
前記第1ノズルの周囲に同心状に配置され、前記第1出口部にほぼ面する第2出口部を有する第2ノズル、及び
前記第1ノズルと前記第2ノズルとの間の第2気体供給手段とを備えるプラズマ切断トーチに関する。
3 電極
4 第1のノズル
5 第2のノズル
9 出口部
11、12、13 第1のガス供給手段
14、15、16 第2のガス供給手段
P2 周囲圧力
Claims (17)
- 被切断片のプラズマ切断方法であって、
−電極(3)であって、該電極(3)の端部に面する第1出口部(9)を有する第1ノズル(4)内に配置された電極(3)、
前記第1ノズル(4)の第1気体供給手段(11、12、13)、
前記第1ノズル(4)の周囲に同心状に配置され、前記第1出口部(9)にほぼ面する第2出口部(10)を有する第2ノズル(5)、及び
前記第1ノズル(4)と前記第2ノズル(5)との間の気体供給手段(14、15、16)を備えるプラズマトーチを与えるステップと、
−前記電極に電流を与え且つ前記第1ノズル(4)及び第2ノズル(5)に気体を与えて前記第1ノズル(4)に導入された前記気体によりプラズマを形成するステップとを備え、
前記第2ノズル(5)内の、前記第1ノズル(4)の前記出口におけるプラズマジェット(1)の周囲の周囲圧(P2)が、一方において少なくとも大気圧よりも大きく且つ他方において前記第1出口部(9)内の圧力(Pj)よりも小さくなるように制御されることを特徴とする方法。 - 前記第1出口部(9)内の前記プラズマジェット(1)内の前記圧力(Pj)の、前記第1ノズル(4)と前記第2ノズル(5)との間の前記プラズマジェット(1)の周囲の前記周囲圧力(P2)に対する比率が1〜5の間であり、好ましくは2〜4の間であり、より好ましくは2.4〜2.6の間であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ切断方法。
- 前記第1出口部(9)内の前記圧力(Pj)が、前記第1ノズル(4)内の全生成圧力(Pi)及び前記プラズマの低圧比熱と定積比熱との比率に対応する係数より求められることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマ切断方法。
- 前記第1ノズル(4)内の前記気体供給圧(Pi)が5000hPaよりも大きく、好ましくは8000hPa〜20000hPaの間であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラズマ切断方法。
- 前記プラズマジェット(1)の周囲の前記周囲圧(P2)は前記被切断片(2)と前記第2出口部(10)との間の距離を変化させることによっても調整されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のプラズマ切断方法。
- 前記プラズマジェット内の平均電界が15kV/mよりも大きいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のプラズマ切断方法。
- 前記プラズマジェット内の電流強度は前記第1ノズル(4)内の前記気体供給圧(Pi)のアフィン関数であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のプラズマ切断方法。
- 前記第1ノズル(4)の前記出口部(9)における前記プラズマジェット(1)の周囲の前記周囲圧(P2)がプラズマジェットの点火段階、移送段階、及び穿孔段階の間は大気圧(1500hPaよりも小さい)にほぼ等しく、前記周囲圧(P2)が切断段階では上昇されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のプラズマ切断方法。
- 前記第2ノズル(5)が切断サイクルの少なくとも1つの段階の間、前記被切断片(2)に接触されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のプラズマ切断方法。
- 電極(3)であって、該電極(3)の端部に面する第1出口部(9)を有する第1ノズル(4)内に配置された電極(3)、
前記第1ノズル(4)の第1気体供給手段(11、12、13)、
前記第1ノズル(4)の周囲に同心状に配置され、前記第1出口部(9)にほぼ面する第2出口部(10)を有する第2ノズル(5)、及び
前記第1ノズル(4)と前記第2ノズル(5)との間の第2気体供給手段(14、15、16)とを備えるプラズマ切断トーチであって、
前記第1供給手段に接続された少なくとも1つのセンサから前記第2供給手段を調整する手段を更に備えることを特徴とするプラズマ切断トーチ。 - 前記第1ノズル(4)内の圧力(Pi)を決定する第1センサ、第2ノズル(5)内の圧力(P2)を決定する第2センサ、及び前記第2ノズル(5)内の前記圧力のための制御ラインを備えることを特徴とする請求項10に記載のプラズマ切断トーチ。
- 前記第1ノズル(4)内の前記圧力のための制御ラインを更に備えることを特徴とする請求項11に記載のプラズマ切断トーチ。
- 前記第1ノズル(4)が前記出口部(9)で終端するチャネル(8)を備え、前記チャネル(8)が発散部を備えることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載のプラズマ切断トーチ。
- 前記第1ノズル(4)と前記第2ノズル(5)との間の通路断面は常に前記第2出口部(10)よりも大きく、好ましくは常に前記第2出口部(10)の少なくとも1.5倍よりも大きいことを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載のプラズマ切断トーチ。
- 前記第2ノズル(5)が前記第1ノズル(4)に対して移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項10〜14のいずれか一項に記載のプラズマ切断トーチ。
- 前記第2ノズル(5)の前記第1ノズル(4)に対する相対移動は、前記出口部回りのボールアンドソケット型移動及び/又は前記第1ノズル(4)により規定される長手軸に沿った軸移動及び/又は前記第1ノズル(4)を横断する面内且つ前記第1ノズル(4)の前記出口部(9)の中心回りの切断の方向の移動に対応することを特徴とする請求項15に記載のプラズマ切断トーチ。
- 前記第2ノズル(5)が、前記第1ノズル(4)の前記出口部(9)の直径の2倍〜30倍の間の直径を有する出口部(10)を備えることを特徴とする請求項10〜16のいずれか一項に記載のプラズマ切断トーチ。
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