JP4541344B2 - プラズマアークトーチ - Google Patents

プラズマアークトーチ Download PDF

Info

Publication number
JP4541344B2
JP4541344B2 JP2006315625A JP2006315625A JP4541344B2 JP 4541344 B2 JP4541344 B2 JP 4541344B2 JP 2006315625 A JP2006315625 A JP 2006315625A JP 2006315625 A JP2006315625 A JP 2006315625A JP 4541344 B2 JP4541344 B2 JP 4541344B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
bore
tubular member
nozzle
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006315625A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007149674A (ja
Inventor
デイヴィッド・シー・グリフィン
Original Assignee
ジ・エサブ・グループ,インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ジ・エサブ・グループ,インコーポレイテッド filed Critical ジ・エサブ・グループ,インコーポレイテッド
Publication of JP2007149674A publication Critical patent/JP2007149674A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4541344B2 publication Critical patent/JP4541344B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3489Means for contact starting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

関連出願の相互参照
本出願は、西暦2005年1月26日に出願された米国特許願第11/043,687号の一部継続出願であり、その全体は参照によりここに組み込まれるものである。
本発明は、プラズマアークトーチに関し、特に、改良型安全装置を備えたプラズマアークトーチに関するものである。
ブローバック式プラズマトーチは、通常、電極及びノズルを互いに接触状態にしてアークの点弧を行った後、電極をノズルから離して両者間にアークを広げるように構成されている。同時に空気のような流体が圧力を受けてノズルを介し供給され、そこで空気流は、プラズマを形成するように、広がったアークと相互に作用するようになっている。そして、ノズルを通って流れるこのプラズマは、加工物に向けられて切削作業を行うことになる。
特定の場合において、プラズマを形成するための流体は、電極をトーチ不作動位置(ノズルと接触する)とトーチ作動位置(ノズルから離されてアークが両者間に広がるのを可能にする)との間に移動させるように、電極をノズルから離すのにも使用されてもよい。即ち、プラズマの生成には、例えば空気のような限られた量の流体を一般的に必要としている。従って、流体の残りは、電極をノズルから離してアークが広がるのを可能にするような、その他の目的に使用することができる。電極のこのような“ブローバック”動作を可能とするために過剰の空気を使用することは、例えば、諸構成部品及びアセンブリ全体の双方に関して比較的にコンパクトなサイズを可能とすると共に、例えばより単純なトーチシステム及びより少ない構成部品に由来するトーチ構成部品のより長い供用寿命を可能にしている。
しかしながら、トーチはアークをもたらすために給電装置を組み込んでいなければならないので、これらのトーチに対する別の配慮は安全である。即ち、特定の具体例において、ブローバック式プラズマトーチは、定期的に交換するかさもなければ保守を行わねばならない消耗品を電極と関連して組み込まれており、消耗品の手入れもしくは修理は、おそらく給電装置に対する危険な露出を伴う、トーチの解体(及びその後の再組立て)を必要とするかも知れない。しかし、かかる消耗品は、トーチへの給電装置に対する偶発的な露出の危険を減じようとするような種々の方法でトーチに実施されてもよい。例えば、トーチには、トーチヘッド中に一組の電気接点が組み入れており、最後の消耗性構成部品の設置により、回路が橋絡されるか或いはさもなければ回路が完結されると共に、信号電流が電極に流れるのを許容している。しかしながら、この種の構造は、プラズマトーチのヘッドの比較的に過酷な環境にある電気接点のみに依存しており、この環境はトーチの作動に関するかかる構造の信頼性に対して決定的な影響を有していることがある。更に、電気回路は、解体及び再組立工程中、或いはトーチが不完全に又は不適切に再組み立てされていれば、依然としてトーチ内で活きているかも知れず、従って、この構造は給電装置に対する露出の危険を完全に排除しているものではない。
別の具体例では、電気センサ/スイッチをブローバック式トーチに組み込んでトーチ本体部内の可動構成部品の位置を検知している。そして、消耗品の適当な組立てにより可動の構成部品が移動されてトーチ本体部内に入り、それによりセンサ/スイッチが作動されて電流が電極に流れるのを可能にしている。しかしながら、この種の構造は、トーチヘッド中に追加の配線及び/又は構成部品を必要とし、これはトーチの大きさ/重量を望ましくなく増大させるかも知れない。また、これら追加の構成部品もまた厳しいプラズマトーチ環境に曝され、従って、トーチ信頼性に対して有害である。この構造はまた、分解及び再組立ての工程中、或いはトーチが不完全に又は不適切に再組み立てされていれば、電気回路がトーチ内で活きていることを可能とし、給電装置に対する露出の危険を完全に排除していないことになる。
従って、例えば、正確で、簡単かつ安定した方法で形成されてトーチアセンブリになるよう構成された諸構成部品を提供することにより、改良型安全装置を有するトーチ、特に、ブローバック式プラズマアークトーチの必要性が存在している。また、かかるトーチは、更に安全を容易にすべく電気供給又は空気供給が行われる前に、初期の実施の際に又は続く所要の保守の際に、完全な及び/又は適切な組立てを必要とするに違いないが、その場合、かかる安全装置がトーチの信頼性又は簡潔さに悪影響を与えるべきではない。
上述した必要性及びその他の必要性は本発明により満たされ、一実施形態において、本発明は、反対の位置にある両端部を有すると共に、該端部間を軸方向に延びるボアを画成する管状部材を備えている。ノズルは、当該管状部材の一端部と作動可能に係合されている。可動部材は、電極を作動可能に係合せしめると共に、管状部材のボアと軸方向に可動に係合するよう構成されている。この可動部材は、更に、ノズルが管状部材の一端部と作動可能に係合するときに電極がノズルに接触するように、かつノズルが管状部材の一端部と作動可能に係合していないときに電極が管状部材の前記一端部に向かいボアの軸方向外方に方向付けられるように、管状部材の一端部に向かって付勢されている。ピストン部材は、可動部材と作動可能に係合すると共に、ノズルが管状部材の一端部と作動可能に係合するとき、電極がノズルとの接触状態にあるトーチ不作動位置と電極がボア内でノズルから隔てられているトーチ作動位置との間に、ピストン部材が電極を可動部材を介して選択的に移動させることができるように、構成されている。流体流入口は、管状部材とその両端部の間で作動可能に係合すると共に、流体の流れをボア内に流すように構成されている。
第1封止部材は、管状部材と作動可能に係合すると共に、ノズルが管状部材の一端部と作動可能に係合するときに電極をトーチ作動位置に移動させるために流体の流れがピストン部材に作用するのを許容するように、ボアに対してピストン部材を移動可能に封止すべく構成されている。第2封止部材は、ボアと作動可能に係合すると共に、ノズルが管状部材の一端部と作動可能に係合しておらず、かつ電極が管状部材の一端部に向かいボアの軸方向外方に方向付けられているときにピストン部材と係合するように構成されている。この第2封止部材は、流体流入口が第1及び第2封止部材の間に配置されるように、ボアと作動可能に係合している。その結果、このような構成は、流体の流れがピストン部材に作用して電極がトーチ作動位置に移動するのを防ぐことにより、ノズル又は電極が適正に組み立てられていないときのトーチの作動を防止している。
従って、本発明の実施形態は、例えば、正確で首尾一貫した方法でトーチアセンブリに形成される諸構成部品を提供することにより改善された安全特性を有するブローバック式プラズマアークトーチを提供し、これによって、トーチの適切かつ完全な組立て又は再組立てが容易かつ確実に行われ、及び/又はトーチが作動可能となる前に行われることになる。これら及びその他の顕著な利点が、ここで更に説明されるように、本発明の実施形態によりもたらされている。
概括的な用語で本発明について説明してきたが、次に、必ずしも縮尺通りではない添付図面について言及する。
本発明の全実施形態ではないが、その幾つかを示す添付図面を参照し、本発明について以下により詳しく説明する。実際に、本発明は、多くの異なる形態で実施可能であり、ここに示された実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、その開示内容が法的要件を満たすように提示されている。同様の番号は、終始、同様の要素を指している。
図1は本発明の一実施形態によるプラズマアークトーチを例示しており、該トーチは、組立状態で示されていると共に総括的に番号10で表されている。このトーチ10は、例えば、改良型安全装置を組み入れたブローバック式トーチ又はタッチスタート式トーチとすることが可能である。図示のように、トーチ10は、軸線に沿って小径の軸方向の軸孔30へと延びる軸方向のピストン孔25から構成される例えばボア(孔)を画成する管状部材もしくはハウジング20を備えている。この軸孔30は、管状部材20の端部40で終端しており、端部40は、ピストン孔25とは逆の位置で軸孔30に向いて配置されている。管状部材20は更に、ボアと流体連通する流体流入口65を備えている。
可動部材50は、ピストン部分55を備えており、該ピストン部分は、そこに係合すると共に、そこから延びる軸部分60を有している。可動部材50は、ピストン部分55がピストン孔25内を軸方向に可動であり、かつ軸部分60が軸孔30内を軸方向に可動であるように、管状部材20内に受け入れられるべく構成されている。可動部材50は、ピストン部分55に作用する例えば付勢部材70により軸孔30に向かって通常付勢されているが、可動部材50が管状部材20の端部40に向かい種々の異なる方法で付勢されてもよいことは当業者に明らかであろう。ピストン部分55は、例えば、O−リングのような第1封止部材57もまた備えており、この封止部材はピストン孔25を画成する管状部材20の部分の内側表面と共に可動シールを形成するようにピストン部分55の周囲を取り巻いて延在している。しかしながら、当業者には明らかであるように、ピストン部分55は、本発明の精神及び範囲と合致する種々の方法でピストン孔25に対して移動可能に封止されていてもよい。例えば、特定の具体例において、第1封止部材はピストン部分55と一体であってもよい。
軸孔30は、通常、可動部材50の軸部分60の外径寸法に対して厳しい許容誤差で設定されているが、軸部分60がそこを通り軸方向に移動するのを可能にする十分な間隙を有している。流体流入口65を介してボアに導入された流体源15からの例えば空気である加圧流体は、ピストン孔25内でピストン部分55を取り囲む第1封止リング57を通り軸方向に漏れることができず、従って、軸部分60及び軸孔30の間、及び/又は、軸部分60自体を通り管状部材20の端部40の表面に向かい軸方向に流れることになる。図1に示した構造において、軸部分60の少なくとも一部は中空に構成されており、空気は、ピストン部分55に対して遠くで、可動部材50を介して軸部分60内に延びる1つ以上の穴80を経て軸部分60に入るようになっている。この構造において、軸部分60の遠位端45と穴80との間の軸部分60の一部に沿って、軸部分60と軸孔30との間には流れが殆どないか又は全くないことが好ましい。
軸部分60の遠位端45は、電極部材105と、軸部分60と軸方向に対応して配置されるように該電極部材に係合した消耗性要素115aとからなる電極アセンブリ85を受けるように構成されており、この場合、電極部材105は、中空軸部分60の外側部分と例えば両者間の螺合を通じて係合するように構成されている。電極部材105は、軸部分60と消耗性要素115aとの間で軸方向に配置された1つ以上の横向き穴110を画成している。このような構造において、軸部分60は空気を消耗性要素115aに向けて導き、空気は、消耗性要素115aを横切って流れてそれを冷却した後、穴110を介して電極部材105の外部に導かれるようになっている。
前述したように、電極部材105は、軸部分60と軸方向に対応して配置される消耗性要素115aを受けるように構成されており、該消耗性要素は直接的に両者間に例えば摩擦嵌めで受けられている。他の具体例において、消耗性要素115aはホルダー部材115により受けられており、このホルダー部材は電極部材105により受けられている。従って、電極アセンブリ85は、消耗性要素115a又は消耗性要素115a/ホルダー部材115構造のどちらかをそれと摩擦嵌め又は圧力嵌めせしめた“一体形”アセンブリとして形成することが可能であり、或いは他の具体例においては、消耗性要素115a又は消耗性要素115a/ホルダー部材115構造は電極部材105から取外し可能(従って、電極部材105とは別個に交換可能)に構成することが可能である。消耗性要素115aはプラズマの形成を容易にするように構成されていることが好ましく、その場合、かかる消耗性要素115aは、例えばハフニウムのような適当な材料から形成されていてもよい。更に、図示のように、消耗性要素115a又は消耗性要素115a/ホルダー部材115構造は、軸部分60に向かって延びるその部分が例えば消耗性要素115a又は消耗性要素115a/ホルダー部材115構造の冷却を容易にすべく、及び/又は、空気流を電極部材105に対して半径方向の外側に向けて電極部材105により画成された穴110を通る空気の流れを容易にするべく、テーパが付けられるように構成されていてもよい。
特定の具体例において、管状部材20の一端部40は、軸方向スペーサ135を受けるように構成されていてもよい。また、この軸方向スペーサ135は、同軸方向スペーサ135が一端部40及びノズル140の間に配置されるべく、ノズル140を受けるように構成されており、電極アセンブリ85をトーチ10内に拘束しながら電極アセンブリ85の移動に適応するための適切な間隔を提供している。特定の具体例において、ノズル140及び/又は管状部材20の一端部40は、軸方向スペーサ135が不必要となるように軸方向スペーサ135の構造を組み入れるように構成されていてもよい。軸方向スペーサ135、又は軸方向スペーサ135/ノズル140の一体アセンブリは、例えば、管状部材20の一端部40に螺合するように構成することが可能であり、そのため、かかる螺合は、異なる長さを有する電極アセンブリ85を収容するようにノズル140を調節可能とすることができる。特定の具体例において、遮蔽キャップ150は、例えば、ノズル140を管状部材20の一端部40に固定するように、又は、ノズル140により画成された横穴140aを通りノズル140の周りに流れる空気を導いてノズル140の冷却を促進するように、ノズル140を覆いながら延び、管状部材20と相互に作用すべく構成されている。更に、特定の具体例において、ノズル140は、遮蔽キャップ150を軸方向に貫いて延びるようにも構成することが可能であり、この場合、ノズル140は、該ノズル140を保持すると共に固定するために遮蔽キャップ150と相互に作用する保持フランジを有している。しかしながら、当業者には分かるように、管状部材20の一端部40に対してノズル140を固定する際に関係する諸構成部品には多くの異なる構成が存在している。例えば、遮蔽キャップ150及びノズル140は、一体のアセンブリになっていてもよい。従って、ここに提示された構成は、例としてだけで提示されており、この点において、限定するものと考えられているのではない。
ノズル140は、軸方向のノズル孔145(これを通ってプラズマが放射される)を画成すると共に、電極アセンブリ85を実質的に囲むように構成されている。従って、ノズル140、軸方向スペーサ135(もし使用されれば)及び管状部材20の一端部40は、協働してトーチ10内にプラズマチャンバ155を形成することになる。電極アセンブリ85は、該電極アセンブリ85及び/又は消耗性要素115a(適用例に応じて、及び/又はホルダー部材115)がノズル140の内側表面に接触する不作動位置と、電極アセンブリ85が付勢手段70の力に抗してピストン部分55に作用する加圧空気によって管状部材20内に引き込まれる作動位置(図1に示す)との間をプラズマチャンバ155内で軸方向に移動可能となっている。電極アセンブリ85は、作動位置において、電極部材105/消耗性要素105aがアークが広がるのを許容するのに十分な距離だけノズル140の内側表面から隔てられるように、十分な軸方向の移動が可能である。電極アセンブリ85の作動位置は、例えば、空気圧力又は流量により、可動部材50の移動により、又は付勢手段70の特性により決定されている。一実施形態において、電極アセンブリ85の作動位置は、管状部材20の一端部40による電極部材105の軸方向移動の制限により決定されている(即ち、電極アセンブリ85の作動位置は、電極部材105が管状部材20の一端部40に接触すると共に、電極アセンブリ85の軸方向移動を停止するときに生じることになる)。
一般に、上述した形式のブローバック式トーチは、電極部材105を作動位置にして、消耗性要素115a/電極部材105とノズル140との間に電圧を印加することを必要としている。また、付勢部材70の力に抗して、軸孔30に向けて配置された可動部材50のピストン部分55の横断表面55aに作用する十分な圧力で、加圧空気が流体流入口65を介して導入され、可動部材50を、従って、電極アセンブリ85をノズル140から強制的に離すようになっている。従って、ピストン部分55の横断表面55aに作用する加圧空気は、“ブローバック”をもたらすと共に、電極アセンブリ85を作動位置に移動させ、そのためノズル140からの消耗性要素115a/電極部材105の分離により両者間にアークが広がることになる。同時に、電極部材105により画成された1つ以上の穴110を通り、軸部分60の内部及びその中に穴80を経由して流れる空気は、ノズル140の内部に入り、そこで空気の一部がプラズマチャンバ155に向けられてプラズマを形成し、プラズマは、オペレータが加工物を切断するのを可能とすべく、ノズル孔145を経てノズルチャンバ155から出るようになっている。加圧空気の別の部分は、ノズル140により画成された横穴140aを通って流れ、一旦ノズル140の外に出て、例えばノズル140の冷却を行うようにノズル140の外部の周りを流れるべく遮蔽キャップ150により指向されている。
特定の具体例において、一部のトーチ構成部品は定期的な保守及び/又は交換を必要とすることがある。例えば、消耗性要素115a及び/又は電極部材105は、供用中に摩耗を受けることがあり、交換を必要とするかもしれず、そのため、これらの構成部品への所要のアクセスを行うべくトーチ10からの遮蔽キャップ150及び/又はノズル140の分解が必要となる。従って、図2に示すように、遮蔽キャップ150及びノズル140が除去され、その後に消耗性要素115a/電極部材105から構成される電極アセンブリ85が続くことになる。可動部材50は、除去された構成部品によりトーチ10中にもはや拘束されていないので、付勢部材70が軸部分60を管状部材20の一端部40の外方へ軸方向に付勢している。トーチヘッドに対して遠くに配置された電源120からトーチヘッドに供給される電力又は信号電流の少なくとも一部が軸部分60を通るよう導かれるので(トーチ作動に必要な電極アセンブリ85とノズル140との間の電気回路の一部を形成している)、軸部分60を露出させたままにすることは危険な衝撃を生むことになる。そのようなわけで、本発明の実施形態では、例えばO−リングである第2封止部材160を組み入れており、該O−リングは、流体流入口65を介して供給される空気がピストン部分55の横断表面55aに達してそこに作用するのを防止するように、消耗性要素115a及び/又は電極部材105がトーチ10から除去されたときに、ピストン部分55に係合すべく管状部材20のボアに作動可能に係合されている。
例えば、第2封止部材160は、軸孔30に隣接したピストン孔25の端に配置されていると共に、半径方向の内側に延びて少なくとも部分的にピストン孔25に入るように構成されている。この方法で、遮蔽キャップ150、ノズル140及び/又は電極アセンブリ85が除去されたときに、付勢部材70が可動部材50を管状部材20の一端部40の軸方向外側に付勢している。従って、軸孔30に隣接したピストン孔25の端に向かい付勢された可動部材50のピストン部分55の横断表面55aは、ピストン孔25内に延びて入る第2封止部材160と協働して封止係合を形成することになる。一実施形態において、第2封止部材160は、遮蔽キャップ150、ノズル140及び/又は電極アセンブリ85が除去されたときに、ピストン部分55の横断表面55aを、その外周面を取り囲んで、封止係合するように構成されている。かかる実施形態において、流体流入口65は、軸孔30とは第2封止部材160の反対側にあるピストン孔25と流体連通するように構成されている。更に、流体流入口65は、ピストン部分55の横断表面55aが第2封止部材160と封止係合しているときに、第2封止部材160及び第1封止部材57の間のボアと連通するように配置されるべく構成されている。この方法で、遮蔽キャップ150、ノズル140及び/又は電極アセンブリ85が除去されたときに、流体流入口65を経てボアに入る如何なる流体(空気)も軸孔30に向けて配置されたピストン部分55の横断表面55aに作用することが阻止されている。このような状況であるから、可動部材50は、ピストン部分55の横断表面55aに作用する流体流がなく、その後この流体流により管状部材20の一端部40から軸方向の内側に移動することはできない。かかる構成の一目的について以下に論じる。
他の具体例において、第2封止部材160は、管状部材20のボア及び可動部材50と一体であってもよく、或いは可動部材50(管状部材20のボアの代わりに)と係合していてよい。例えば、管状部材20のボア、特に軸孔30の移行部における又は移行部を囲むピストンボア25は、ピストン部分55の横断表面55aの全て又は一部に対応するか或いは精密な交差内にあるフランジから構成された第2封止部材160を備えていてもよく、それにより、付勢部材70の力は当該フランジ及びピストン部分55の間に封止係合を形成して維持するのに十分である。図示のように、第2封止部材160/第2封止部材160とピストン部分55との間の封止係合は、第1封止部材57とは流体流入口65の反対側に軸方向に配置されているが、他の構成もまた本発明の精神及び範囲内で実施してもよい。特定の具体例において、第2封止部材160/第2封止部材160とピストン部分55との間の封止係合は、管状部材20の軸方向における外側への軸部分60の移動を制限する働きもする。
また、トーチ10は、流体源15に連絡すると共に、該流体源15からトーチ10への流体(空気)の流れを監視するように構成された流量コントローラ170も備えている。この流量コントローラ170は、電源120と連絡するようにも構成されている。従って、消耗性要素115a及び/又は電極部材105がトーチ10から除去され、第2封止部材160がピストン部分55の横断表面55aと封止係合を形成するときに、流量コントローラ170は、流体源15からの流体の流れがピストン部分55の横断表面55aのみならず軸部分60にも達するのが阻止されていることを検知すべく設定されており、従って、電源120からの電力が例えばスイッチング機能(switching function)により軸部分60に達するのが阻止されるよう設定されている。流体源15からピストン部材55の横断表面55aへの流体の流れがない場合における流量コントローラ170(これは、例えば監視可能な流量スイッチ又はその他の適当な装置から構成されている)による電源120から軸部分60への電力の切断は、消耗性要素115a及び/又は電極部材105がトーチ10から除去されるときの電気ショックの危険を最小にするか又は防止することができる。
トーチ10の再組立てと、ピストン部材55の横断表面55a及び軸部分60への空気流の回復の際(即ち、第2封止部材160及びピストン部分55の間に封止係合はない)、流量コントローラ170は、流体源15からの一定の流量が電源120から電極アセンブリ85への電力の回復前に既に実現されていることを確実にするよう更に設定されている。例えば、流量コントローラ170は、空気流の回復後に時間遅延を有するように設定されていてもよく、或いは、電力を回復する前、一定の流量が実現されていることを必要とするように設定されていてもよく、それにより本発明の実施形態によるブローバック式トーチ10に対して補足的な安全措置を追加することになる。流量コントローラ170に対する配線及び/又はその他のハードウェア要求物もまたトーチ10の外部にあるので、流量コントローラ170を、例えば、電源120及び/又は流体源15に関連してトーチ10に外部から、かつトーチ10に対して遠隔から組み入れることは、よりコンパクトなトーチ10になる利点をもたらすことになる。更に、トーチヘッドの危険な環境にさらされる構成部品がより少数であるために、信頼性の向上したトーチを得ることもできる。
ここに記載した本発明についての多くの変形例及びその他の実施形態は、前述の説明及び添付の図面に提示された教示内容の利点を有して、本発明が関係する技術に習熟した者に想到されるであろう。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、また、上述の変形例及びその他の実施形態は、特許請求の範囲に含まれるべきものと考えられるべきである。この明細書では特定の用語が用いられているが、それらは、単に一般的かつ説明的意味であり、限定のために使用されているのではない。
本発明の一実施形態に基づくプラズマアークトーチの概略図であり、組み立てられたトーチを例示しており、電極は、該電極に作動可能に係合したピストン部材に作用する流体の流れにより、トーチ不作動位置とトーチ作動位置との間を移動可能となっている。 図1に示すような、本発明の一実施形態に基づくプラズマアークトーチの概略図であり、解体されたトーチを例示しており、封止部材は、トーチが分解されたときに流体の流れがピストン部材に作用するのを防止し、従って、電極がトーチ作動位置に移動するのを防止している。

Claims (13)

  1. 反対の位置にある両端部を有すると共に、該両端部間を軸方向に延びるボアを画成する管状部材と、
    該管状部材の一端部と係合されているノズルと、
    電極を係合せしめる可動部材であって、前記電極が前記管状部材の前記一端部に向かって配置されるようにかつ前記可動部材が前記ボア内で軸方向に可動なように、前記管状部材の前記ボア内に配置された可動部材であって、前記ノズルが前記管状部材の前記一端部と係合するときに前記電極が前記ノズルに接触するように、かつ前記ノズルが前記管状部材の前記一端部から除去されているときに前記電極が前記管状部材の前記一端部に向かって方向付けられ前記ボアから延びるように、前記管状部材の前記一端部に向かって付勢されている可動部材と、
    該可動部材と係合するピストン部材であって、前記ノズルが前記管状部材の前記一端部と係合するときに、前記電極が前記ノズルの内側表面との接触状態にあるトーチ不作動位置と前記電極が前記ボア内に引き込まれ前記ボア内で前記ノズルの内側表面から隔てられているトーチ作動位置との間に、前記ピストン部材が前記電極を前記可動部材を介して選択的に移動させることができるように構成されているピストン部材と、
    前記管状部材とその前記両端部の間で係合されていると共に、流体の流れを前記ボア内に流すように構成された流体流入口と、
    前記管状部材と係合すると共に、前記ノズルが前記管状部材の前記一端部と係合するときに前記電極を前記トーチ作動位置に移動させるために前記流体の流れが前記ピストン部材を前記一端部から離れるように移動させるべく、前記流体の流れが前記管状部材の前記一端部の方を向いている前記ピストン部材の横断表面に作用するのを許容するように、前記ボアに対して前記ピストン部材を封止すべく構成された第1封止部材と、
    前記ボアと係合されていると共に、前記ノズルが前記管状部材の前記一端部から除去されておりかつ前記電極が前記管状部材の前記一端部に向かって方向付けられ前記ボアから延びるときに前記ピストン部材と係合するように構成された第2封止部材であって、前記流体流入口が前記第1及び第2封止部材の間に配置されるようにかつ前記ピストン部材が前記管状部材の前記一端部に向かって移動するとき前記第2封止部材が前記ピストン部材に係合するようにかつ前記流体流入口を介して供給される前記流体の流れが前記ピストン部材の横断面に達して作用することを防止するよう位置すべく、前記ボアと係合されていて、それによって、前記流体の流れが前記ピストン部材の横断面達して作用して前記電極が前記トーチ作動位置に移動するのを防止することにより、前記ノズル及び前記電極のうち少なくとも一方が適正に組み立てられていないときの前記トーチの作動を防止するように構成された第2封止部材と、
    を備えている、プラズマアークトーチ。
  2. 前記電極は、前記可動部材の一端部から前記ノズルに向かってびていると共に、消耗性要素を中に受け入れるように構成されている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  3. 前記流体流入口に連結すると共に、そこに前記流体の流れを供給するように構成された流体源を更に備えている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  4. 前記管状部材と前記可動部材との間で合されていると共に、通常、前記可動部材を前記管状部材の前記一端部に向かい軸方向に付勢するように構成されている付勢部材を更に備えている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  5. 前記第1封止部材は、前記管状部材の前記一端部とは前記流体流入口の反対側に置されるように前記ピストン部材と合している、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  6. 前記第2封止部材は、前記流体流入口と前記管状部材の前記一端部との間、前記管状部材の前記ボアに封止係合するように構成されている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  7. 前記第1封止部材は、前記ピストン部材と一体であるように構成されている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  8. 前記第2封止部材は、前記管状部材の前記ボアと一体であるように構成されている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  9. 前記第1封止部材は、前記ピストン部材と合したO−リングから構成されている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  10. 前記第2封止部材は、前記管状部材の前記ボアと合したO−リングから構成されている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  11. 前記流体の流れと連通するように流体源に合された流量コントローラを更に備えており、該流量コントローラは、前記流体の流れが前記ピストン部材に作用しているかどうかを決定し前記電極を前記ボア内に引き込み前記電極を前記ボア内で前記ノズルの内側表面から隔てるために、前記流体源から前記ピストン部材への前記流体の流れを監視するように構成されている、請求項1に記載のプラズマアークトーチ。
  12. 前記電極に連結すると共に、そこに電流を供給するように構成された電源を更に備えており、前記流量コントローラは、前記流量コントローラに監視されているとき前記流体源と前記ピストン部材との間の前記流体の流れが存在していなければ前記電流が前記電極に達するのを防止するように構成されている、請求項11に記載のプラズマアークトーチ。
  13. 前記流量コントローラは、監視可能な流量スイッチから構成されている、請求項11に記載のプラズマアークトーチ。
JP2006315625A 2005-11-22 2006-11-22 プラズマアークトーチ Active JP4541344B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/285,504 US7435925B2 (en) 2005-01-26 2005-11-22 Plasma arc torch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007149674A JP2007149674A (ja) 2007-06-14
JP4541344B2 true JP4541344B2 (ja) 2010-09-08

Family

ID=38210790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006315625A Active JP4541344B2 (ja) 2005-11-22 2006-11-22 プラズマアークトーチ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7435925B2 (ja)
EP (1) EP1686843B1 (ja)
JP (1) JP4541344B2 (ja)
KR (1) KR100818209B1 (ja)
BR (1) BRPI0604734B1 (ja)
CA (1) CA2533968C (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9492883B2 (en) 2006-02-17 2016-11-15 Hypertherm, Inc. Electrode for a contact start plasma arc torch and contact start plasma arc torch employing such electrodes
CA2642210A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Hypertherm, Inc. Electrode for a contact start plasma arc torch and contact start plasma arc torch employing such electrodes
AT503646B1 (de) 2006-09-15 2007-12-15 Fronius Int Gmbh Wasserdampfplasmabrenner und verfahren zur verschleisserkennung und prozessregelung bei einem solchen wasserdampfplasmabrenner
US8258424B2 (en) * 2009-08-20 2012-09-04 The Esab Group, Inc. Plasma torch with electrode wear detection system
KR101320430B1 (ko) * 2010-11-16 2013-10-23 이민선 플라즈마 가열설비
US9949356B2 (en) 2012-07-11 2018-04-17 Lincoln Global, Inc. Electrode for a plasma arc cutting torch
US10542614B2 (en) 2013-07-18 2020-01-21 Hypertherm, Inc. Apparatus and method for securing a plasma torch electrode
US9313871B2 (en) 2013-07-31 2016-04-12 Lincoln Global, Inc. Apparatus and method of aligning and securing components of a liquid cooled plasma arc torch and improved torch design
US9386679B2 (en) 2013-07-31 2016-07-05 Lincoln Global, Inc. Apparatus and method of aligning and securing components of a liquid cooled plasma arc torch using a multi-thread connection
US9338872B2 (en) 2013-07-31 2016-05-10 Lincoln Global, Inc. Apparatus and method of aligning and securing components of a liquid cooled plasma arc torch
US9560733B2 (en) 2014-02-24 2017-01-31 Lincoln Global, Inc. Nozzle throat for thermal processing and torch equipment
US9572242B2 (en) 2014-05-19 2017-02-14 Lincoln Global, Inc. Air cooled plasma torch and components thereof
US9572243B2 (en) 2014-05-19 2017-02-14 Lincoln Global, Inc. Air cooled plasma torch and components thereof
US9398679B2 (en) 2014-05-19 2016-07-19 Lincoln Global, Inc. Air cooled plasma torch and components thereof
US9736917B2 (en) 2014-08-21 2017-08-15 Lincoln Global, Inc. Rotatable plasma cutting torch assembly with short connections
US9730307B2 (en) 2014-08-21 2017-08-08 Lincoln Global, Inc. Multi-component electrode for a plasma cutting torch and torch including the same
US9681528B2 (en) 2014-08-21 2017-06-13 Lincoln Global, Inc. Rotatable plasma cutting torch assembly with short connections
US10743399B2 (en) 2014-09-16 2020-08-11 The Esab Group, Inc. Reducing restart cycle time of a plasma blow back torch for improved marking
US9686848B2 (en) 2014-09-25 2017-06-20 Lincoln Global, Inc. Plasma cutting torch, nozzle and shield cap
US9457419B2 (en) 2014-09-25 2016-10-04 Lincoln Global, Inc. Plasma cutting torch, nozzle and shield cap
DE102016010341B4 (de) 2015-08-28 2024-08-01 Lincoln Global, Inc. Plasmabrenner und komponenten des plasmabrenners
US10863610B2 (en) 2015-08-28 2020-12-08 Lincoln Global, Inc. Plasma torch and components thereof
RU2662445C1 (ru) * 2016-03-28 2018-07-26 Гипертерм, Инк. Усовершенствованная система для плазменно-дуговой резки, расходные компоненты и способы работы
US10639748B2 (en) 2017-02-24 2020-05-05 Lincoln Global, Inc. Brazed electrode for plasma cutting torch
US11524354B2 (en) 2017-06-09 2022-12-13 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to control weld current in a preheating system
CN111315524A (zh) * 2017-06-09 2020-06-19 伊利诺斯工具制品有限公司 具有两个触头和用于将电流传导至触头的多个液冷组件的焊接炬
USD861758S1 (en) 2017-07-10 2019-10-01 Lincoln Global, Inc. Vented plasma cutting electrode
US10589373B2 (en) 2017-07-10 2020-03-17 Lincoln Global, Inc. Vented plasma cutting electrode and torch using the same
CZ2019808A3 (cs) 2019-12-30 2021-07-07 B&Bartoni, spol. s r.o. Sestava plazmového obloukového hořáku s kontaktním startem
KR20220168643A (ko) 2021-06-17 2022-12-26 주식회사 랩텍 저전압 토치 점화장치 및 토치를 저전압으로 점화시키기 위한 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4217714Y1 (ja) * 1964-03-10 1967-10-13
JPH10263833A (ja) * 1997-03-14 1998-10-06 Lincoln Electric Co:The プラズマアークトーチ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242305A (en) * 1963-07-03 1966-03-22 Union Carbide Corp Pressure retract arc torch
FR2626206B1 (fr) * 1988-01-25 1990-05-18 Soudure Autogene Francaise Torche et machine de travail a l'arc, et cartouche pour cette torche
US5796067A (en) * 1995-10-30 1998-08-18 The Lincoln Electric Company Plasma arc torches and methods of operating and testing the same
WO1998034752A1 (fr) 1997-02-05 1998-08-13 Komatsu Ltd. Procede et dispositif de soudage au plasma
KR100497067B1 (ko) * 2003-05-20 2005-06-28 플라즈마에너지자원 주식회사 저전력용 장수명 비이송형 공기 플라즈마 토치장치
US6969819B1 (en) 2004-05-18 2005-11-29 The Esab Group, Inc. Plasma arc torch

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4217714Y1 (ja) * 1964-03-10 1967-10-13
JPH10263833A (ja) * 1997-03-14 1998-10-06 Lincoln Electric Co:The プラズマアークトーチ

Also Published As

Publication number Publication date
US20060163219A1 (en) 2006-07-27
EP1686843B1 (en) 2012-04-18
CA2533968C (en) 2010-04-06
US7435925B2 (en) 2008-10-14
CA2533968A1 (en) 2006-07-26
EP1686843A2 (en) 2006-08-02
BRPI0604734B1 (pt) 2018-02-14
BRPI0604734A (pt) 2007-08-28
KR100818209B1 (ko) 2008-03-31
JP2007149674A (ja) 2007-06-14
KR20070054118A (ko) 2007-05-28
EP1686843A3 (en) 2010-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4541344B2 (ja) プラズマアークトーチ
US6969819B1 (en) Plasma arc torch
RU176854U1 (ru) Система для плазменно-дуговой резки, включающая трубки для охладителя и другие расходные компоненты
US8633415B2 (en) Plasma torch with electrode wear detection system
US7105770B2 (en) Plasma arc torch
KR100480391B1 (ko) 플라즈마 아크 토치
JPH06652A (ja) プラズマアークトーチ電源解除機構
US11865650B2 (en) Electrodes for gas- and liquid-cooled plasma torches
US6852944B2 (en) Retractable electrode coolant tube
US4691094A (en) Plasma-arc torch with sliding gas valve interlock
US20150163892A1 (en) Method and apparatus for recycling shield gas in a plasma arc torch
EP3014958B1 (en) Gas control system for a plasma arc torch
JP2014136241A (ja) プラズマ切断トーチおよびプラズマアーク切断装置
KR102229254B1 (ko) 비이송식 토치 운전을 위한 가이드형 전방전극이 구비된 플라즈마 토치
JP2008166161A (ja) ガス遮断器
KR20140004394U (ko) 가스 누출검사 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090624

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100601

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100623

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4541344

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130702

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250