JP2674739B2 - プラズマトーチ電極 - Google Patents
プラズマトーチ電極Info
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- JP2674739B2 JP2674739B2 JP7264342A JP26434295A JP2674739B2 JP 2674739 B2 JP2674739 B2 JP 2674739B2 JP 7264342 A JP7264342 A JP 7264342A JP 26434295 A JP26434295 A JP 26434295A JP 2674739 B2 JP2674739 B2 JP 2674739B2
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- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/28—Cooling arrangements
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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- H05H1/24—Generating plasma
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- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、概してプラズマト
ーチに関し、特に、プラズマトーチ用のプレート状の冷
却された電極に関する。
ーチに関し、特に、プラズマトーチ用のプレート状の冷
却された電極に関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決しようとする課題】プラズマトー
チは、一般に、毒性廃棄物、金属処理及び灰ガラス状化
等の多数の適用において、ワークピースの切断、溶接及
びスプレー接合のために用いられている。プラズマトー
チは、概して、イオン化されたガス粒子からなるプラズ
マをワークピースに向けることにより、作用する。イオ
ン化されるべきガスは、一対の電極の間でチャンネル
（連通）化され、トーチの前方端にてオリフィスを通し
て向けられる。電極に高電圧が印加されると、アークが
電極間のギャップを飛び越し、こうしてガスを加熱して
イオン化させる。イオン化されたガスは、オリフィスを
貫通して流れ、アークすなわち炎として現出する。別の
適用において、単一の電極だけが用いられ、移動したす
なわち切断アークが、電極から直接ワークピースにジャ
ンプする。
チは、一般に、毒性廃棄物、金属処理及び灰ガラス状化
等の多数の適用において、ワークピースの切断、溶接及
びスプレー接合のために用いられている。プラズマトー
チは、概して、イオン化されたガス粒子からなるプラズ
マをワークピースに向けることにより、作用する。イオ
ン化されるべきガスは、一対の電極の間でチャンネル
（連通）化され、トーチの前方端にてオリフィスを通し
て向けられる。電極に高電圧が印加されると、アークが
電極間のギャップを飛び越し、こうしてガスを加熱して
イオン化させる。イオン化されたガスは、オリフィスを
貫通して流れ、アークすなわち炎として現出する。別の
適用において、単一の電極だけが用いられ、移動したす
なわち切断アークが、電極から直接ワークピースにジャ
ンプする。
【０００３】慣用のプラズマトーチの作用中、トーチ、
特にプラズマアークに直接暴露されている電極の表面は
非常に熱くなる。これらの電極表面の溶融若しくは早過
ぎる劣化を防止するために、十分な冷却が通常の操作中
になされなければならない。電極を冷却するために、水
又はガス等の流体冷媒が電極内のチャンネル又は通路を
通して向けられ、対流を介して熱を熱い電極表面から離
して転移させる。典型的には、電極が１ピース内に製造
され、次いで慣用の技術を用いて、冷媒チャンネルを最
終的な電極に機械加工する。
特にプラズマアークに直接暴露されている電極の表面は
非常に熱くなる。これらの電極表面の溶融若しくは早過
ぎる劣化を防止するために、十分な冷却が通常の操作中
になされなければならない。電極を冷却するために、水
又はガス等の流体冷媒が電極内のチャンネル又は通路を
通して向けられ、対流を介して熱を熱い電極表面から離
して転移させる。典型的には、電極が１ピース内に製造
され、次いで慣用の技術を用いて、冷媒チャンネルを最
終的な電極に機械加工する。
【０００４】慣用のプラズマトーチでの欠点は、冷媒チ
ャンネルを電極に機械加工する工程が制限されているこ
とである。冷媒チャンネルを精確に機械加工することは
極めて難しいので、熱いプラズマガスに暴露されている
電極表面とチャンネルとの間に有効な熱転移域が存在す
る。したがって、これらの表面は、使用によって過熱さ
れて、迅速に劣化する。
ャンネルを電極に機械加工する工程が制限されているこ
とである。冷媒チャンネルを精確に機械加工することは
極めて難しいので、熱いプラズマガスに暴露されている
電極表面とチャンネルとの間に有効な熱転移域が存在す
る。したがって、これらの表面は、使用によって過熱さ
れて、迅速に劣化する。
【０００５】慣用のプラズマトーチの別の欠点は、電極
を貫通するプラズマアークが暴露された表面に当接し、
これらの表面を迅速に侵食することである。プラズマア
ークがこれらの表面の特定の局地化された領域にのみ当
接し、該表面領域を迅速に過熱して侵食し、電極の寿命
を大幅に減少させることは、しばしば見られることであ
る。
を貫通するプラズマアークが暴露された表面に当接し、
これらの表面を迅速に侵食することである。プラズマア
ークがこれらの表面の特定の局地化された領域にのみ当
接し、該表面領域を迅速に過熱して侵食し、電極の寿命
を大幅に減少させることは、しばしば見られることであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の問
題点及び欠点を排除するプラズマトーチに向けられてい
る。
題点及び欠点を排除するプラズマトーチに向けられてい
る。
【０００７】本発明によれば、多重プレートを備えるプ
ラズマトーチ電極であって、該多重プレートは一緒に結
合されてその間に電気的接続を形成し、各プレートは周
側面と該面から半径方向内方に離隔された第１の開口と
を有し、該開口が整合されて該電極を貫通するボアを形
成するように該プレートが配列されており、複数のプレ
ートはチャンネルを形成するように整合されている孔を
有し、該チャンネルは冷媒源と結合するためのインレッ
トを有することを特徴とするプラズマトーチ電極が提供
される。
ラズマトーチ電極であって、該多重プレートは一緒に結
合されてその間に電気的接続を形成し、各プレートは周
側面と該面から半径方向内方に離隔された第１の開口と
を有し、該開口が整合されて該電極を貫通するボアを形
成するように該プレートが配列されており、複数のプレ
ートはチャンネルを形成するように整合されている孔を
有し、該チャンネルは冷媒源と結合するためのインレッ
トを有することを特徴とするプラズマトーチ電極が提供
される。
【０００８】前記チャンネルの大部分は、前記ボアの大
部分とほぼ平行であることが好ましい。
部分とほぼ平行であることが好ましい。
【０００９】前記孔は、多重チャンネルを形成するため
に整合されており、前記ボアは該多重チャンネル内に同
軸的に位置付けられていることが好ましい。
に整合されており、前記ボアは該多重チャンネル内に同
軸的に位置付けられていることが好ましい。
【００１０】また、前記ボア及び前記チャンネルは、
０．０３〜０．０５インチ離れていることが好ましい。
０．０３〜０．０５インチ離れていることが好ましい。
【００１１】前記多重プレートは、端部プレートを含
み、前記チャンネルは該端部プレートまで電極を介して
延びていることが好ましい。
み、前記チャンネルは該端部プレートまで電極を介して
延びていることが好ましい。
【００１２】さらに前記チャンネルは、基本的に直線で
ある内壁によって境界づけられていることが好ましい。
ある内壁によって境界づけられていることが好ましい。
【００１３】また前記プレートは、約０．００１〜０．
１インチの幅を有することが好ましい。
１インチの幅を有することが好ましい。
【００１４】さらに、本発明によれば、多重プレートを
備えるプラズマトーチ電極であって、該多重プレートは
一緒に結合されてその間に電気的接続を形成し、各プレ
ートは周側面と該面から半径方向内方に離隔された第１
の開口とを有し、該第１の開口が整合されて該電極を貫
通して延びる第１の通路を形成するように該プレートが
配列されており、該第１の通路は該第１の通路内にアー
クを発生するようにされており、プレートの一群は、該
プレートの一群を貫通して延びる第２の通路を形成する
ように整合されている第２の開口を有し、該第２の通路
は冷媒源と結合するためのインレットを有することを特
徴とするプラズマトーチ電極が提供される。
備えるプラズマトーチ電極であって、該多重プレートは
一緒に結合されてその間に電気的接続を形成し、各プレ
ートは周側面と該面から半径方向内方に離隔された第１
の開口とを有し、該第１の開口が整合されて該電極を貫
通して延びる第１の通路を形成するように該プレートが
配列されており、該第１の通路は該第１の通路内にアー
クを発生するようにされており、プレートの一群は、該
プレートの一群を貫通して延びる第２の通路を形成する
ように整合されている第２の開口を有し、該第２の通路
は冷媒源と結合するためのインレットを有することを特
徴とするプラズマトーチ電極が提供される。
【００１５】前記プレートの第２群は、第３の開口を有
し、該第３の開口は、前記第２の開口から離隔しており
且つ該プレートの第２群を貫通して延びる第３の通路を
形成するように整合されていて、該第３の通路はガス源
に結合するようにされたインレットを有することが好ま
しい。
し、該第３の開口は、前記第２の開口から離隔しており
且つ該プレートの第２群を貫通して延びる第３の通路を
形成するように整合されていて、該第３の通路はガス源
に結合するようにされたインレットを有することが好ま
しい。
【００１６】また上記第３の開口は、上記第２の開口か
ら半径方向外方向に離隔し、上記第２の通路の軸方向延
長部を形成するように整合されていることが好ましい。
該軸方向延長部は、冷媒を排出するためのアウトレット
を有することが好ましい。
ら半径方向外方向に離隔し、上記第２の通路の軸方向延
長部を形成するように整合されていることが好ましい。
該軸方向延長部は、冷媒を排出するためのアウトレット
を有することが好ましい。
【００１７】さらに、本発明の電極は、上記プレートの
第２群内に位置付けられた複数の環状インサートを含む
ことが好ましい。該インサートは、上記第１の通路内に
延び、上記アークから電極を保護するようにされている
ことが好ましい。
第２群内に位置付けられた複数の環状インサートを含む
ことが好ましい。該インサートは、上記第１の通路内に
延び、上記アークから電極を保護するようにされている
ことが好ましい。
【００１８】またさらに本発明によれば、ハウジング
と、第１の電極と、第２の電極と、ガスラインとを備
え、該第１の電極は、該ハウジング内に位置づけられて
おり、互いに接触して電気的接合を形成する多重プレー
トを有し、各プレートは周側面と該周側面から半径方向
内方に離隔した第１の開口とを有し、該第１の開口が整
合されて該電極を貫通して延びる第１の通路を形成する
ように該プレートが配列されており、プレートの一群
は、該プレートの一群を貫通して延びる第２の通路を形
成するように整合されている第２の開口を有し、該第２
の通路はインレット及びアウトレットを有し、該第２の
電極は、電源と結合するようにされている第１の部分
と、前記第１の通路内に延びる第２の部分と、を有し、
該ガスラインは、前記第１の通路と連結された第１の端
部と、前記第１の通路にガスを導入するためのガス源と
連結されるための第２の端部と、を有することを特徴と
するプラズマトーチが提供される。
と、第１の電極と、第２の電極と、ガスラインとを備
え、該第１の電極は、該ハウジング内に位置づけられて
おり、互いに接触して電気的接合を形成する多重プレー
トを有し、各プレートは周側面と該周側面から半径方向
内方に離隔した第１の開口とを有し、該第１の開口が整
合されて該電極を貫通して延びる第１の通路を形成する
ように該プレートが配列されており、プレートの一群
は、該プレートの一群を貫通して延びる第２の通路を形
成するように整合されている第２の開口を有し、該第２
の通路はインレット及びアウトレットを有し、該第２の
電極は、電源と結合するようにされている第１の部分
と、前記第１の通路内に延びる第２の部分と、を有し、
該ガスラインは、前記第１の通路と連結された第１の端
部と、前記第１の通路にガスを導入するためのガス源と
連結されるための第２の端部と、を有することを特徴と
するプラズマトーチが提供される。
【００１９】本発明は、電極の熱転移特性を顕著に改良
すべく構成された１列の冷媒チャンネルを有するプラズ
マトーチ電極を提供することによって、達成される。本
発明によれば、該チャンネル列は、プレート構造を用い
て提供される。特に、好ましい実施形態において、プラ
ズマトーチ電極は、一緒にスタックされた多重プレート
を備える。該プレートは、プラズマアークを発生するよ
うにされたボアを形成するために方向づけられた開口を
有する。さらに、該プレートは、冷媒を受け入れるため
のチャンネルを形成するべく配列された孔を有する。こ
のプレートは、冷媒チャンネルの精確な組立を可能とす
る利点を有するので、冷媒チャンネルとボアの内壁面と
の間に有効な熱転移領域を作ることができる。
すべく構成された１列の冷媒チャンネルを有するプラズ
マトーチ電極を提供することによって、達成される。本
発明によれば、該チャンネル列は、プレート構造を用い
て提供される。特に、好ましい実施形態において、プラ
ズマトーチ電極は、一緒にスタックされた多重プレート
を備える。該プレートは、プラズマアークを発生するよ
うにされたボアを形成するために方向づけられた開口を
有する。さらに、該プレートは、冷媒を受け入れるため
のチャンネルを形成するべく配列された孔を有する。こ
のプレートは、冷媒チャンネルの精確な組立を可能とす
る利点を有するので、冷媒チャンネルとボアの内壁面と
の間に有効な熱転移領域を作ることができる。
【００２０】ボアの内壁面と冷媒チャンネルとの間の距
離が非常に小さく、冷媒とこの加熱された表面との間の
熱転移を改良するように、冷媒チャンネルは形成される
ことが好ましい。さらに、冷媒チャンネルは、ボアの全
長にほぼ沿って延びて、冷媒とボア表面との間の熱転移
領域を増加させる。この構造は、プラズマトーチの作用
中に、この表面の温度を低下させるので、侵食を減少さ
せ、電極の寿命を増加させる。プレート構造によって、
冷媒チャンネル壁は、基本的に直線である。よって、湾
曲したチャンネルにおいて発生し、液体冷媒を煮沸する
であろう流れが滞留する域を効果的に排除することがで
きる。
離が非常に小さく、冷媒とこの加熱された表面との間の
熱転移を改良するように、冷媒チャンネルは形成される
ことが好ましい。さらに、冷媒チャンネルは、ボアの全
長にほぼ沿って延びて、冷媒とボア表面との間の熱転移
領域を増加させる。この構造は、プラズマトーチの作用
中に、この表面の温度を低下させるので、侵食を減少さ
せ、電極の寿命を増加させる。プレート構造によって、
冷媒チャンネル壁は、基本的に直線である。よって、湾
曲したチャンネルにおいて発生し、液体冷媒を煮沸する
であろう流れが滞留する域を効果的に排除することがで
きる。
【００２１】第１の実施形態において、孔は、電極ボア
の周囲に配列されている複数の冷媒チャンネルを形成す
るように方向づけられることが好ましい。これらのチャ
ンネルは、ボアの周囲に同軸的に位置付けられて、該チ
ャンネルを流れる冷媒とボアの内壁面との間の均一な熱
転移を促進することが好ましい。
の周囲に配列されている複数の冷媒チャンネルを形成す
るように方向づけられることが好ましい。これらのチャ
ンネルは、ボアの周囲に同軸的に位置付けられて、該チ
ャンネルを流れる冷媒とボアの内壁面との間の均一な熱
転移を促進することが好ましい。
【００２２】第２の実施形態において、前述の装置が改
変されて、プレートは、ガス源に結合するようにされた
インレットを有するガスチャンネルを形成するために整
合された追加の開口を含む。さらに、プレートはスロッ
トを有していてもよく、ガスチャンネルを電極のボアと
流体的に結合する。ガスは、ボアの内壁面を化学酸化か
ら保護し、この表面に沿って冷ガスバリアを作り出すこ
とで冷却を促進する。ガスがボアに向かって半径方向で
ない方向に流れるように、スロットは方向づけられる。
こうして、ガスをボア表面周囲に渦巻かせて、この表面
のガス到達範囲を増加させる。加えて、渦巻くガスバリ
アは、プラズマアークを均一にボア表面に当接させ、プ
ラズマアークの局地的領域当接を最小化させ又は排除す
る。
変されて、プレートは、ガス源に結合するようにされた
インレットを有するガスチャンネルを形成するために整
合された追加の開口を含む。さらに、プレートはスロッ
トを有していてもよく、ガスチャンネルを電極のボアと
流体的に結合する。ガスは、ボアの内壁面を化学酸化か
ら保護し、この表面に沿って冷ガスバリアを作り出すこ
とで冷却を促進する。ガスがボアに向かって半径方向で
ない方向に流れるように、スロットは方向づけられる。
こうして、ガスをボア表面周囲に渦巻かせて、この表面
のガス到達範囲を増加させる。加えて、渦巻くガスバリ
アは、プラズマアークを均一にボア表面に当接させ、プ
ラズマアークの局地的領域当接を最小化させ又は排除す
る。
【００２３】第３の実施形態において、上記構造は、金
属ワッシャ等の複数の環状インサートが上記プレートの
うちいくつかの内に位置づけられるように改変されてい
る。該インサートは、電極のボア内に延びて、プラズマ
アーク当接側として作用するので、アークから熱の大部
分を吸収する。インサートは、高い融点、低い蒸気圧及
び良好な酸化抵抗を有するジルコニウム又はタングクテ
ン等の金属から作られていることが好ましい。この実施
形態は、電極の主本体として銅を維持しながら、熱いボ
ア表面にて、最も必要とされる高温材料を提供する。
属ワッシャ等の複数の環状インサートが上記プレートの
うちいくつかの内に位置づけられるように改変されてい
る。該インサートは、電極のボア内に延びて、プラズマ
アーク当接側として作用するので、アークから熱の大部
分を吸収する。インサートは、高い融点、低い蒸気圧及
び良好な酸化抵抗を有するジルコニウム又はタングクテ
ン等の金属から作られていることが好ましい。この実施
形態は、電極の主本体として銅を維持しながら、熱いボ
ア表面にて、最も必要とされる高温材料を提供する。
【００２４】以上は、従来技術における幾つかの欠点の
簡単な記載と、本発明の利点の記載である。本発明の他
の特徴、利点及び実施形態は、添付図面を参照する以下
の記載により明らかとなるであろう。
簡単な記載と、本発明の利点の記載である。本発明の他
の特徴、利点及び実施形態は、添付図面を参照する以下
の記載により明らかとなるであろう。
【００２５】
【実施形態】図１は、本発明の原理に従って構築された
プラズマトーチシステムの概略図である。ここで、プラ
ズマアークトーチは、縦断面として示される。図２Ａ
は、図１に示したプラズマアークトーチ電極の拡大図で
あり、図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿って切り取
った断面図である。図３Ａは、本発明による図１のプラ
ズマトーチ電極の別の実施形態の縦断面図であり、図３
Ｂは、図３Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿って切り取った断面図
である。図４Ａは、本発明による図１のプラズマトーチ
電極の別の実施形態の縦断面図であり、図４Ｂは、図４
Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿って切り取った断面図である。な
お、図面において同様の参照番号は、同様の構成要素を
示す。
プラズマトーチシステムの概略図である。ここで、プラ
ズマアークトーチは、縦断面として示される。図２Ａ
は、図１に示したプラズマアークトーチ電極の拡大図で
あり、図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂに沿って切り取
った断面図である。図３Ａは、本発明による図１のプラ
ズマトーチ電極の別の実施形態の縦断面図であり、図３
Ｂは、図３Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿って切り取った断面図
である。図４Ａは、本発明による図１のプラズマトーチ
電極の別の実施形態の縦断面図であり、図４Ｂは、図４
Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿って切り取った断面図である。な
お、図面において同様の参照番号は、同様の構成要素を
示す。
【００２６】さて、図面を詳細に参照すれば、本発明の
原理にしたがって構築されたプラズマトーチ電極６が示
されている。プラズマトーチ電極６を特定のプラズマト
ーチシステム１の一部として図示し説明するが、このよ
うな態様に限定されるものではない。すなわち、電極６
は、他のトーチあるいはプラズマトーチシステムに用い
ることもできる。
原理にしたがって構築されたプラズマトーチ電極６が示
されている。プラズマトーチ電極６を特定のプラズマト
ーチシステム１の一部として図示し説明するが、このよ
うな態様に限定されるものではない。すなわち、電極６
は、他のトーチあるいはプラズマトーチシステムに用い
ることもできる。
【００２７】さて、図１を参照すれば、プラズマトーチ
システム１は、プラズマトーチ２、電源３６、ガス源１
８及び冷媒源２２を備える。電源、ガス源及び冷媒源
は、慣用の構造のものを用いることができる。例えば、
電源３６は、当該技術分野で慣用であるように電源に連
結されたプラズマトーチ２を有するプラズマ溶接に適当
なＤＣ電源あるいはＡＣ／ＤＣ電源とすることもでき
る。図１に概略的に示すように、電源３６は、ライン３
０及び３２によって、それぞれ電極８及び電極６に連結
されて、電極６及び８の間に高周波電圧を印加してアー
クを発生させる。あるいは、電源３６をライン３２及び
３４によって、電極６及びワークピース１２に連結し
て、転移された(transferred)アークを発生させること
もできる。
システム１は、プラズマトーチ２、電源３６、ガス源１
８及び冷媒源２２を備える。電源、ガス源及び冷媒源
は、慣用の構造のものを用いることができる。例えば、
電源３６は、当該技術分野で慣用であるように電源に連
結されたプラズマトーチ２を有するプラズマ溶接に適当
なＤＣ電源あるいはＡＣ／ＤＣ電源とすることもでき
る。図１に概略的に示すように、電源３６は、ライン３
０及び３２によって、それぞれ電極８及び電極６に連結
されて、電極６及び８の間に高周波電圧を印加してアー
クを発生させる。あるいは、電源３６をライン３２及び
３４によって、電極６及びワークピース１２に連結し
て、転移された(transferred)アークを発生させること
もできる。
【００２８】ガス源及び冷媒源について述べれば、ガス
源１８は、プラズマガス発生させるに適当な圧縮空気の
供給源等としてガスを提供する。さらにガス源１８は、
プラズマアークによって引き起こされる電極６の化学的
酸化を防止するため、アルゴン等の不活性ガスを提供し
てもよい。この詳細は後述する。冷媒源２２は、水等の
液体冷媒を冷媒ライン２０を介して電極６まで送るため
の慣用のポンプ（図示せず）に連結された液体リザーバ
であることが好ましい。あるいは、冷媒源２２は、電極
６を冷却するために圧縮ガスの形態で冷媒を供給しても
よい。
源１８は、プラズマガス発生させるに適当な圧縮空気の
供給源等としてガスを提供する。さらにガス源１８は、
プラズマアークによって引き起こされる電極６の化学的
酸化を防止するため、アルゴン等の不活性ガスを提供し
てもよい。この詳細は後述する。冷媒源２２は、水等の
液体冷媒を冷媒ライン２０を介して電極６まで送るため
の慣用のポンプ（図示せず）に連結された液体リザーバ
であることが好ましい。あるいは、冷媒源２２は、電極
６を冷却するために圧縮ガスの形態で冷媒を供給しても
よい。
【００２９】図１を参照すれば、プラズマトーチ２は、
概して、ハウジング４と電極６及び８とを含む。該電極
６及び８は、アークを発生させるため電極８が電極６内
に延びるように、ハウジング４内に位置付けられてい
る。より詳細には、ハウジング４は、ワークピース１２
近傍に位置付けられて示されている作業端部１０を有す
る。ハウジング４は、チャンバ１４を形成し、該チャン
バ１４内に電極６及び８は位置づけられている。ガスラ
イン１６は、チャンバ１４をガス源１８に結合させ、冷
媒ライン２０は、電極６を冷媒源２２と結合させる。冷
媒及びプラズマガスを取り巻くために他の形状を用いる
こともできる。
概して、ハウジング４と電極６及び８とを含む。該電極
６及び８は、アークを発生させるため電極８が電極６内
に延びるように、ハウジング４内に位置付けられてい
る。より詳細には、ハウジング４は、ワークピース１２
近傍に位置付けられて示されている作業端部１０を有す
る。ハウジング４は、チャンバ１４を形成し、該チャン
バ１４内に電極６及び８は位置づけられている。ガスラ
イン１６は、チャンバ１４をガス源１８に結合させ、冷
媒ライン２０は、電極６を冷媒源２２と結合させる。冷
媒及びプラズマガスを取り巻くために他の形状を用いる
こともできる。
【００３０】図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、電
極６の好ましい構造が示されている。電極６は、本体６
０を有する。該本体６０は、本体６０を貫通して形成さ
れた穴を有し、該穴は電極８を受け入れるための中心ボ
アすなわち通路４２と、該ボア４２を冷却するための冷
媒チャンネル４４と、を形成するように配列されてい
る。さらに電極６は、作業端部１０近傍のチャンバ１４
内のハウジング４に電極６を取り付けるための部材４０
を含む。好ましい実施形態において、部材４０は、円錐
台形表面４１を含む。該表面４１は、電極８に面し、環
状開口すなわち電極８と部材４０との間の通路を形成す
る。該環状開口は、アークがボア４２の内面４３に当接
するように、トーチガスをボア４２内に通す。
極６の好ましい構造が示されている。電極６は、本体６
０を有する。該本体６０は、本体６０を貫通して形成さ
れた穴を有し、該穴は電極８を受け入れるための中心ボ
アすなわち通路４２と、該ボア４２を冷却するための冷
媒チャンネル４４と、を形成するように配列されてい
る。さらに電極６は、作業端部１０近傍のチャンバ１４
内のハウジング４に電極６を取り付けるための部材４０
を含む。好ましい実施形態において、部材４０は、円錐
台形表面４１を含む。該表面４１は、電極８に面し、環
状開口すなわち電極８と部材４０との間の通路を形成す
る。該環状開口は、アークがボア４２の内面４３に当接
するように、トーチガスをボア４２内に通す。
【００３１】ボア４２は、端部が解放されており、プラ
ズマアークを電極８からワークピース１２まで運ぶこと
ができる。ボア４２は、電極６の内面４３を形成する。
該内面４３は、プラズマトーチ２の作動中、プラズマア
ークに暴露される。冷媒チャンネル４４は、ボア４２周
囲に同軸的に配列されていることが好ましく、暴露され
た表面４３に均一な熱転移を与える。冷媒チャンネル４
４は、冷媒ライン２０に結合されているインレット４６
から、電極６を介して、冷媒を排出するため排出ライン
５０に結合されているアウトレット４８まで、延びる。
ズマアークを電極８からワークピース１２まで運ぶこと
ができる。ボア４２は、電極６の内面４３を形成する。
該内面４３は、プラズマトーチ２の作動中、プラズマア
ークに暴露される。冷媒チャンネル４４は、ボア４２周
囲に同軸的に配列されていることが好ましく、暴露され
た表面４３に均一な熱転移を与える。冷媒チャンネル４
４は、冷媒ライン２０に結合されているインレット４６
から、電極６を介して、冷媒を排出するため排出ライン
５０に結合されているアウトレット４８まで、延びる。
【００３２】電極８は、電極６のボア４２内に延びてい
る第１の端部５２と、ライン３０によって電源３６に連
結されている第２の端部５４と、を有する。電極８は、
産業上慣用であるように好ましくはトリエーテッドタン
グステンから作られたカソードであるが、当業者に明ら
かであるように、種々の慣用の材料から構築されていて
もよい。
る第１の端部５２と、ライン３０によって電源３６に連
結されている第２の端部５４と、を有する。電極８は、
産業上慣用であるように好ましくはトリエーテッドタン
グステンから作られたカソードであるが、当業者に明ら
かであるように、種々の慣用の材料から構築されていて
もよい。
【００３３】操作において、電源３６は、電極６及び８
の間にＤＣ電圧を与えて、ボア４２内にアークを作り出
す。同時に、ガス源１８からの圧縮ガスが、ガスライン
１６を介してボア４２内に流入して、アークによってイ
オン化される。これは、電極６の開口端部を介して放出
されて、ワークピース１２に向けられて、切断、溶接も
しくはスプレイ接合の作用をするプラズマＡを発生させ
る。転移されたアーク形状において、電源３６は、電極
６及びワークピース１２の間にＤＣ電圧を与える。ワー
クピース１２の加熱は、プラズマの衝撃並びにワークピ
ース１２を流れる電流から生じる熱抵抗の両者により起
こる。
の間にＤＣ電圧を与えて、ボア４２内にアークを作り出
す。同時に、ガス源１８からの圧縮ガスが、ガスライン
１６を介してボア４２内に流入して、アークによってイ
オン化される。これは、電極６の開口端部を介して放出
されて、ワークピース１２に向けられて、切断、溶接も
しくはスプレイ接合の作用をするプラズマＡを発生させ
る。転移されたアーク形状において、電源３６は、電極
６及びワークピース１２の間にＤＣ電圧を与える。ワー
クピース１２の加熱は、プラズマの衝撃並びにワークピ
ース１２を流れる電流から生じる熱抵抗の両者により起
こる。
【００３４】プラズマアークは、典型的には、電極６の
暴露表面４３を溶融もしくは迅速に浸食する約４０００
℃〜２５０００℃の間の温度を有する。トーチの作動中
に電極６を冷却するために、冷媒源２２は、電極６のイ
ンレット４６まで冷媒ライン２０を介して水を汲み上げ
る。水は、冷媒チャンネル４４を貫通して流れ、暴露表
面４３からの熱を抽出するので、この表面を冷却して水
を加熱する。次いで温かい水は、アウトレット４８を通
して電極６に現れ、排出ライン５０を通して排出され
る。
暴露表面４３を溶融もしくは迅速に浸食する約４０００
℃〜２５０００℃の間の温度を有する。トーチの作動中
に電極６を冷却するために、冷媒源２２は、電極６のイ
ンレット４６まで冷媒ライン２０を介して水を汲み上げ
る。水は、冷媒チャンネル４４を貫通して流れ、暴露表
面４３からの熱を抽出するので、この表面を冷却して水
を加熱する。次いで温かい水は、アウトレット４８を通
して電極６に現れ、排出ライン５０を通して排出され
る。
【００３５】さて、図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照すれ
ば、電極６が詳細に説明されている。電極６は、冷媒チ
ャンネル４４からの熱転移を最大化するためにボア４２
に隣接して設けられ、概して長手方向にボア４２の暴露
表面４３まで延びる複数の冷媒チャンネル４４を含む。
これらのチャンネルの製造を促進するために、電極６
は、プレート構造を用いて形成されていることが好まし
い。好ましい実施形態において、電極６は、一般に、プ
レート６１のスタックを備える。該プレート６１は、拡
散接合又は半田付け等の種々の方法の一つによって、一
緒に結合される。拡散接合は、上昇温度にて、プレート
６１を一緒にホットプレスすることを含む。拡散接合
は、プレート６１の間のグレイン成長を引き起こすの
で、母材の特性を有するモノリシック（集積）構造を作
り出す。プレート６１は、銅もしくは銅合金等の薄い金
属シートである。銅は、非常に延性を有し、且つ高い熱
伝導性を有するので、電極６として好ましい特性を有す
る。好ましくは、プレート６１は、ほぼ円形であり、
０．００１〜０．１インチの幅を有する。しかしなが
ら、プレート６１は、他の材料を含んでもよいし、例え
ば矩形又は三角形等の他の形状を有していてもよい。
ば、電極６が詳細に説明されている。電極６は、冷媒チ
ャンネル４４からの熱転移を最大化するためにボア４２
に隣接して設けられ、概して長手方向にボア４２の暴露
表面４３まで延びる複数の冷媒チャンネル４４を含む。
これらのチャンネルの製造を促進するために、電極６
は、プレート構造を用いて形成されていることが好まし
い。好ましい実施形態において、電極６は、一般に、プ
レート６１のスタックを備える。該プレート６１は、拡
散接合又は半田付け等の種々の方法の一つによって、一
緒に結合される。拡散接合は、上昇温度にて、プレート
６１を一緒にホットプレスすることを含む。拡散接合
は、プレート６１の間のグレイン成長を引き起こすの
で、母材の特性を有するモノリシック（集積）構造を作
り出す。プレート６１は、銅もしくは銅合金等の薄い金
属シートである。銅は、非常に延性を有し、且つ高い熱
伝導性を有するので、電極６として好ましい特性を有す
る。好ましくは、プレート６１は、ほぼ円形であり、
０．００１〜０．１インチの幅を有する。しかしなが
ら、プレート６１は、他の材料を含んでもよいし、例え
ば矩形又は三角形等の他の形状を有していてもよい。
【００３６】図２Ｂを参照すれば、各プレート６１は、
その中心近傍にて開口６２を、また該開口６２から半径
方向外方向に配設された複数の冷媒開口６４を有する。
上述したように、プレート６１は、開口６２がボア４２
を形成し且つ冷媒開口６４が冷媒チャンネル４４を形成
するように配列されている。例えば、図２Ａは、図２Ｂ
における冷媒開口６４ａ及び６４ｂに対応する相互に１
８０度に方向付けられた２つの冷媒チャンネル４４を示
す。ボア４２を完全に取り囲む単一環状冷媒チャンネル
等の他の形状であってもよい。
その中心近傍にて開口６２を、また該開口６２から半径
方向外方向に配設された複数の冷媒開口６４を有する。
上述したように、プレート６１は、開口６２がボア４２
を形成し且つ冷媒開口６４が冷媒チャンネル４４を形成
するように配列されている。例えば、図２Ａは、図２Ｂ
における冷媒開口６４ａ及び６４ｂに対応する相互に１
８０度に方向付けられた２つの冷媒チャンネル４４を示
す。ボア４２を完全に取り囲む単一環状冷媒チャンネル
等の他の形状であってもよい。
【００３７】開口６２及び冷媒開口６４は、プレートが
一緒に接合される前に、各プレートに型抜き、化学エッ
チング、あるいはレーザーカットすることで得られる。
開口６２、６４は、隣接するプレート６１上に重ね合わ
せられて、所望のネットワーク又はスタックを貫通する
流路を作り出す。この構造は、チャンネル４４及びボア
４２の正確な組立を可能とする。適当な化学エッチング
法は、本願に参照として取り込まれている米国特許第
３，４１３，７０４号に記載されている。
一緒に接合される前に、各プレートに型抜き、化学エッ
チング、あるいはレーザーカットすることで得られる。
開口６２、６４は、隣接するプレート６１上に重ね合わ
せられて、所望のネットワーク又はスタックを貫通する
流路を作り出す。この構造は、チャンネル４４及びボア
４２の正確な組立を可能とする。適当な化学エッチング
法は、本願に参照として取り込まれている米国特許第
３，４１３，７０４号に記載されている。
【００３８】図２Ａに示すように、プレート６１ａの一
つは、電極６の外面７０まで半径方向に延びている冷媒
開口６４ｃを有する。これらのより大きな冷媒開口６４
ｃは、冷媒チャンネル４４及びインレット４６を流体的
に結合させる作用をする。冷媒ライン２０に比べて小さ
なサイズのインレット４６（すなわち、一つのプレート
の幅）は、冷媒流の効果的な計量供給を与えて、各冷媒
チャンネル４４への均一な分配を確保する。インレット
４６は、オリフィスと同じ態様にて計量供給を達成し、
流体圧力が貫通する際に圧力降下を作り出す。インレッ
ト４６を横断する圧力降下は、チャンネル４４内の圧力
降下と比較して大きい。したがって、流速は、アーク加
熱効果によって引き起こされたチャンネル４４内の摂動
に感応しない。
つは、電極６の外面７０まで半径方向に延びている冷媒
開口６４ｃを有する。これらのより大きな冷媒開口６４
ｃは、冷媒チャンネル４４及びインレット４６を流体的
に結合させる作用をする。冷媒ライン２０に比べて小さ
なサイズのインレット４６（すなわち、一つのプレート
の幅）は、冷媒流の効果的な計量供給を与えて、各冷媒
チャンネル４４への均一な分配を確保する。インレット
４６は、オリフィスと同じ態様にて計量供給を達成し、
流体圧力が貫通する際に圧力降下を作り出す。インレッ
ト４６を横断する圧力降下は、チャンネル４４内の圧力
降下と比較して大きい。したがって、流速は、アーク加
熱効果によって引き起こされたチャンネル４４内の摂動
に感応しない。
【００３９】プレート６１ｂの一群は、冷媒開口６４か
ら半径方向外方向に配設されている孔７２を有する。孔
７２（図２Ｂに図示せず）は、冷媒チャンネル４４をア
ウトレット４８に流体的に結合する冷媒チャンネル４４
の軸方向延長部７４を形成するように整合される。延長
部７４は、流れを上流に向けて、冷媒がアウトレット４
８から出る前に、ワークピース１２から離隔するように
向ける作用をする。インレット４６と同様に、アウトレ
ット４８は、プレート６１ｂのひとつのより大きな冷媒
開口６４ｃによって、延長部７４に流体的に結合され
る。
ら半径方向外方向に配設されている孔７２を有する。孔
７２（図２Ｂに図示せず）は、冷媒チャンネル４４をア
ウトレット４８に流体的に結合する冷媒チャンネル４４
の軸方向延長部７４を形成するように整合される。延長
部７４は、流れを上流に向けて、冷媒がアウトレット４
８から出る前に、ワークピース１２から離隔するように
向ける作用をする。インレット４６と同様に、アウトレ
ット４８は、プレート６１ｂのひとつのより大きな冷媒
開口６４ｃによって、延長部７４に流体的に結合され
る。
【００４０】本発明は、図２Ａ及び図２Ｂに示された上
述の冷媒チャンネル形状に制限されるものではない。例
えば、冷媒チャンネル４４は、軸方向延長部７４なし
に、半径方向に電極６を出てもよいので、冷媒は、ハウ
ジング４の下流端部１０近傍に出る。加えて、１以上の
プレート６１が、電極６の外面７０を半径方向に出て、
アウトレット４８及び／又はインレット４６の幅を増加
させ、あるいは各冷媒チャンネル４４用の１以上のアウ
トレット４８又はインレット４６を作り出す冷媒開口６
４ｃを有していてもよい。
述の冷媒チャンネル形状に制限されるものではない。例
えば、冷媒チャンネル４４は、軸方向延長部７４なし
に、半径方向に電極６を出てもよいので、冷媒は、ハウ
ジング４の下流端部１０近傍に出る。加えて、１以上の
プレート６１が、電極６の外面７０を半径方向に出て、
アウトレット４８及び／又はインレット４６の幅を増加
させ、あるいは各冷媒チャンネル４４用の１以上のアウ
トレット４８又はインレット４６を作り出す冷媒開口６
４ｃを有していてもよい。
【００４１】冷媒開口６４は、エッチングされるので、
冷媒チャンネル４４はボア４２の直近に形成される。こ
うして、ボア４３内の熱いプラズマアークと液体冷媒と
の間の距離を減少さる。プレート形状によって、この距
離は０．０３インチぐらいであり、好ましくは約０．０
３〜０．０５インチである。これは、電極６の内壁の温
度を低下させて、暴露表面４３の周りに均一な温度を与
える熱転移を促進する。加えて、冷媒開口６４は、基本
的に同じサイズであるので、冷媒チャンネル４４は基本
的に直線である。これは、不均一な壁を有する湾曲した
チャンネルを与え、水を沸点まで迅速に加熱するであろ
うよどんだ（滞留）流れ域を効果的に排除する。
冷媒チャンネル４４はボア４２の直近に形成される。こ
うして、ボア４３内の熱いプラズマアークと液体冷媒と
の間の距離を減少さる。プレート形状によって、この距
離は０．０３インチぐらいであり、好ましくは約０．０
３〜０．０５インチである。これは、電極６の内壁の温
度を低下させて、暴露表面４３の周りに均一な温度を与
える熱転移を促進する。加えて、冷媒開口６４は、基本
的に同じサイズであるので、冷媒チャンネル４４は基本
的に直線である。これは、不均一な壁を有する湾曲した
チャンネルを与え、水を沸点まで迅速に加熱するであろ
うよどんだ（滞留）流れ域を効果的に排除する。
【００４２】冷媒チャンネル４４は、ボア４２に対して
概して平行であり、ボア４２のほぼ全長に沿って延び
る。好ましい実施形態において、端部プレート７６を除
いて全てのプレート６１は、冷媒開口６４を有する。こ
の態様において、冷媒チャンネル４４は、端部プレート
７６まで下流に延びるので、冷媒は、ほぼ完全にボア４
２に沿って流れることができる。これは、ボア４２及び
冷媒チャンネル４４の間の表面積を増加させ、冷媒及び
ボア４２の暴露表面４３の間の熱転移を促進する。
概して平行であり、ボア４２のほぼ全長に沿って延び
る。好ましい実施形態において、端部プレート７６を除
いて全てのプレート６１は、冷媒開口６４を有する。こ
の態様において、冷媒チャンネル４４は、端部プレート
７６まで下流に延びるので、冷媒は、ほぼ完全にボア４
２に沿って流れることができる。これは、ボア４２及び
冷媒チャンネル４４の間の表面積を増加させ、冷媒及び
ボア４２の暴露表面４３の間の熱転移を促進する。
【００４３】図３Ａ及び図３Ｂは、電極６の別の実施形
態を示す。この実施形態において、各プレート６１’は
さらに、開口６２から半径方向外方向に配設された複数
のガス開口１００を含む。ガス開口は、電極６’を貫通
する複数のガスチャンネル１０２を形成するために整合
されている。ガスチャンネル１０２は、ガスライン（図
示せず）を介してガス源に結合されたインレット１０４
を有する。プレート６１’のいくつかは、さらに、ガス
開口１００を開口６２に相互連結するスロット１０６を
含むので、ガスチャンネル１０２はボア４２と流体的に
結合される。
態を示す。この実施形態において、各プレート６１’は
さらに、開口６２から半径方向外方向に配設された複数
のガス開口１００を含む。ガス開口は、電極６’を貫通
する複数のガスチャンネル１０２を形成するために整合
されている。ガスチャンネル１０２は、ガスライン（図
示せず）を介してガス源に結合されたインレット１０４
を有する。プレート６１’のいくつかは、さらに、ガス
開口１００を開口６２に相互連結するスロット１０６を
含むので、ガスチャンネル１０２はボア４２と流体的に
結合される。
【００４４】この形状で、ガスは、スロット１０６を介
してボア４２内に注入されて、電極６の表面４３を保護
することができる。注入されたガスは、主要なトーチガ
スと同じものでも異なるものでもよい。該ガスは、化学
酸化から表面を保護するアルゴン等の不活性ガスであっ
てもよい。スロット１０６は、好ましくは開口６２に向
かって非半径方向に延びるので、ガスは、電極６’の暴
露表面４３周りに渦巻くであろう。これは、アーク足部
(arc foot)回転を促進するので、アークが非常にゆっ
くりと回転するか又は全く回転しない場合に起こる浸食
を排除する。加えて、該ガスは、冷媒チャンネル４４を
貫通して流れる液体冷媒を補足するであろう冷バリアを
与える。
してボア４２内に注入されて、電極６の表面４３を保護
することができる。注入されたガスは、主要なトーチガ
スと同じものでも異なるものでもよい。該ガスは、化学
酸化から表面を保護するアルゴン等の不活性ガスであっ
てもよい。スロット１０６は、好ましくは開口６２に向
かって非半径方向に延びるので、ガスは、電極６’の暴
露表面４３周りに渦巻くであろう。これは、アーク足部
(arc foot)回転を促進するので、アークが非常にゆっ
くりと回転するか又は全く回転しない場合に起こる浸食
を排除する。加えて、該ガスは、冷媒チャンネル４４を
貫通して流れる液体冷媒を補足するであろう冷バリアを
与える。
【００４５】図３Ｂに示すように、ガス開口１００は、
好ましくは軸方向開口６２の周りに同軸的に位置づけら
れており、表面４３周りに均一なガスバリアを与える。
スロット１０６を通して注入するガスは、ガス開口１０
０をボア４２から、好ましくは約０．１〜０．２インチ
の距離に離隔して、位置づけることができる。この比較
的大きな距離は、電極６’のボア４２内でのプラズマ圧
力又は温度変化によって、ガスチャンネル１０２を貫通
してスロット１０６内に至るガス流速に顕著な影響が与
えられないことを確実にする。
好ましくは軸方向開口６２の周りに同軸的に位置づけら
れており、表面４３周りに均一なガスバリアを与える。
スロット１０６を通して注入するガスは、ガス開口１０
０をボア４２から、好ましくは約０．１〜０．２インチ
の距離に離隔して、位置づけることができる。この比較
的大きな距離は、電極６’のボア４２内でのプラズマ圧
力又は温度変化によって、ガスチャンネル１０２を貫通
してスロット１０６内に至るガス流速に顕著な影響が与
えられないことを確実にする。
【００４６】図４Ａ及び図４Ｂは、電極６’’の第４の
実施形態を示す。この実施形態は、前述の実施形態と同
じガスチャンネル１０２及び冷媒チャンネル４４を含
む。さらに電極６’’を保護するために、環状インサー
ト１１０が、プレート６１’’のいくつかの開口６２内
に位置づけられている。図４Ａに示すように。インサー
ト１１０は、好ましくは互い違いに（一つおきに）プレ
ート６１’’内に位置づけられているが、別の形状でも
よいことは当業者に明らかであろう。環状インサート１
１０は、ボア４２内に延びるので、該インサート１１０
は、電極６’’の暴露表面４３よりもプラズマアークに
より近接する。したがって、プラズマアークは、電極
６’’よりもむしろインサート１１０に当接し、インサ
ート１１０は、プラズマアークから熱の大部分を吸収す
るであろう。
実施形態を示す。この実施形態は、前述の実施形態と同
じガスチャンネル１０２及び冷媒チャンネル４４を含
む。さらに電極６’’を保護するために、環状インサー
ト１１０が、プレート６１’’のいくつかの開口６２内
に位置づけられている。図４Ａに示すように。インサー
ト１１０は、好ましくは互い違いに（一つおきに）プレ
ート６１’’内に位置づけられているが、別の形状でも
よいことは当業者に明らかであろう。環状インサート１
１０は、ボア４２内に延びるので、該インサート１１０
は、電極６’’の暴露表面４３よりもプラズマアークに
より近接する。したがって、プラズマアークは、電極
６’’よりもむしろインサート１１０に当接し、インサ
ート１１０は、プラズマアークから熱の大部分を吸収す
るであろう。
【００４７】インサート１１０は、高い融点、低い蒸気
圧及び良好な酸化抵抗を有する材料から作られているこ
とが好ましい。好ましくは、この材料は、酸化雰囲気中
ではジルコニウム、イリジウム、又はプラチナあるいは
不活性雰囲気中ではタングステン等の高温材料である。
典型的には、これらの高温材料は加工が難しいので、こ
れらの高温材料から電極全体を製造することは困難であ
る。必要とされる場所（すなわち、熱いガス表面）での
み、ジルコニウム又はタングステン等の材料を設けて浸
食を減少させ、こうして電極本体として銅を維持しなが
ら電極の寿命を増加させる。
圧及び良好な酸化抵抗を有する材料から作られているこ
とが好ましい。好ましくは、この材料は、酸化雰囲気中
ではジルコニウム、イリジウム、又はプラチナあるいは
不活性雰囲気中ではタングステン等の高温材料である。
典型的には、これらの高温材料は加工が難しいので、こ
れらの高温材料から電極全体を製造することは困難であ
る。必要とされる場所（すなわち、熱いガス表面）での
み、ジルコニウム又はタングステン等の材料を設けて浸
食を減少させ、こうして電極本体として銅を維持しなが
ら電極の寿命を増加させる。
【図１】図１は、本発明の原理に従って構築されたプラ
ズマトーチシステムの概略図である。ここで、プラズマ
アークトーチは、縦断面として示される。
ズマトーチシステムの概略図である。ここで、プラズマ
アークトーチは、縦断面として示される。
【図２】図２Ａは、図１に示したプラズマアークトーチ
電極の拡大図であり、図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂ
に沿って切り取った断面図である。
電極の拡大図であり、図２Ｂは、図２Ａの線２Ｂ−２Ｂ
に沿って切り取った断面図である。
【図３】図３Ａは、本発明による図１のプラズマトーチ
電極の別の実施形態の縦断面図であり、図３Ｂは、図３
Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿って切り取った断面図である。
電極の別の実施形態の縦断面図であり、図３Ｂは、図３
Ａの線３Ｂ−３Ｂに沿って切り取った断面図である。
【図４】図４Ａは、本発明による図１のプラズマトーチ
電極の別の実施形態の縦断面図であり、図４Ｂは、図４
Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿って切り取った断面図である。
電極の別の実施形態の縦断面図であり、図４Ｂは、図４
Ａの線４Ｂ−４Ｂに沿って切り取った断面図である。
４：ハウジング ６，８：電極 １６：ガスライン ４２：ボア ４３：暴露表面 ４４：冷媒チャンネル ４６：インレット ６１：プレート ６２：開口 ６４：冷媒開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 595144628 Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ 13222，Ｓａｃｒａｍ ｅｎｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ 95813，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ブラッド・ジェイ・アンダーソン アメリカ合衆国カリフォルニア州95682, カメロン・パーク，アルハンブラ・ドラ イブ 2880 (72)発明者 スコット・エヌ・シーガー アメリカ合衆国カリフォルニア州95628, フェアー・オークス，ウィンディング・ オーク・ドライブ 9193 (56)参考文献 特開 昭63−40300（ＪＰ，Ａ) 米国特許3360988（ＵＳ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 多重プレートを備えるプラズマトーチ電
極であって、該多重プレートは一緒に結合されてその間
に電気的接続を形成し、各プレートは周側面と該面から
半径方向内方に離隔された第１の開口とを有し、該開口
が整合されて該電極を貫通するボアを形成するように該
プレートが配列されており、複数のプレートはチャンネ
ルを形成するように整合されている孔を有し、該チャン
ネルは冷媒源と結合するためのインレットを有すること
を特徴とするプラズマトーチ電極。 - 【請求項２】 多重プレートを備えるプラズマトーチ電
極であって、該多重プレートは一緒に結合されてその間
に電気的接続を形成し、各プレートは周側面と該面から
半径方向内方に離隔された第１の開口とを有し、該第１
の開口が整合されて該電極を貫通して延びる第１の通路
を形成するように該プレートが配列されており、該第１
の通路は該第１の通路内にアークを発生するようにされ
ており、プレートの一群は、該プレートの一群を貫通し
て延びる第２の通路を形成するように整合されている第
２の開口を有し、該第２の通路は冷媒源と結合するため
のインレットを有することを特徴とするプラズマトーチ
電極。 - 【請求項３】 ハウジングと、第１の電極と、第２の電
極と、ガスラインとを備え、 該第１の電極は、該ハウジング内に位置づけられてお
り、互いに接触して電気的接合を形成する多重プレート
を有し、各プレートは周側面と該周側面から半径方向内
方に離隔した第１の開口とを有し、該第１の開口が整合
されて該電極を貫通して延びる第１の通路を形成するよ
うに該プレートが配列されており、プレートの一群は、
該プレートの一群を貫通して延びる第２の通路を形成す
るように整合されている第２の開口を有し、該第２の通
路はインレット及びアウトレットを有し、 該第２の電極は、電源と結合するようにされている第１
の部分と、前記第１の通路内に延びる第２の部分と、を
有し、 該ガスラインは、前記第１の通路と連結された第１の端
部と、前記第１の通路にガスを導入するためのガス源と
連結されるための第２の端部と、を有することを特徴と
するプラズマトーチ。
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