JP4795241B2 - 冷却プラズマトーチ及びトーチを冷却するための方法 - Google Patents
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Description
したがって、冷却している電気部品及びそれらを経由するシールドカップにより循環水はトーチ先端で最も広がるようになっている。
求められる冷却ガス流量は大分低いので、ガス消費のコストは適度なままである。
20℃における蒸発熱=35.1 cal/g
20℃におけるガス密度=1.84 g/l
50℃におけるガス密度=1.67 g/l
換算係数 1.163 Wh=1000 cal
換算係数 60 min
0℃における比熱=0.196 cal/g
温度スケールは摂氏温度である。
1.エネルギーは二酸化炭素の蒸発中に吸収される
35.1×1.84×1.163/1000×60=4.51 W/l
2.エネルギーは加熱している蒸発ガス中に吸収される(20→50℃),ΔT=30℃
比熱値は0℃で与えられるが、温度上昇に伴って基本的に変化しないために、一般的な近似として役立つ。
0.196×30×1.67163/1000×60=0.69 W/l
加熱しているガス中へのエネルギー吸収は十分に小さい。
3 プラズマチャンバー
4 壁部
6 冷却剤スペース
9 電極ブッシング
10 電極
12 冷却剤吸気ダクト(冷媒供給手段)
18 トーチハンドル
19 チェックバルブ
21 ダクト(冷媒供給手段)
22 穴
24 蒸発ノズル(冷媒供給手段)
Claims (12)
- プラズマトーチハンドル(18)と、
電極(10)と、
前記電極を囲む放電空間(3)と、
少なくとも一つの前記放電空間と共通する壁部(4)を有する該放電空間(3)を囲む冷却剤スペース(6)と、
前記冷却剤スペース(6)中へ冷媒を供給する手段(12, 21, 24)と、
前記手段(24)から前記冷却剤スペース(6)へ冷媒が通過する際に冷媒の相変化を引き起こすように冷媒の圧力を低減する手段(12)
を備え、前記プラズマトーチハンドル(18)が、少なくとも前記冷却剤スペース(6)中に前記冷媒を供給するための手段(12, 21, 24)への冷媒流動を制御できるチェックバルブ(19)を内蔵したことを特徴とするプラズマトーチ。 - 前記冷媒圧力低減手段が、前記冷却剤スペース(6)中に突出した蒸発ノズルであることを特徴とする請求項1記載のプラズマトーチ。
- 前記冷媒圧力低減手段が、前記冷却剤スペース(6)中に形成された導管であることを特徴とする請求項1記載のプラズマトーチ。
- 冷媒圧力を低減するための前記手段が、前記冷却剤スペース(6)中に設けた多孔質材料であることを特徴とする請求項1記載のプラズマトーチ。
- 冷媒が、相変化においてガスに変化する液化ガスであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つのプラズマトーチ。
- 前記冷媒が、二酸化炭素であることを特徴とする請求項5記載のプラズマトーチ。
- 電極ブッシング(9)を収納するための穴(22)を有する電極ホルダ(1)を備えたプラズマトーチにおいて、前記電極ブッシングが、前記穴(22)と連携して、前記プラズマチャンバー中にプラズマガスを通過させるのに適した流動管を形成するための溝で供給されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載のプラズマトーチ。
- 前記冷媒の再液化のための手段を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載のプラズマトーチ。
- プラズマトーチの放電空間(3)を囲む冷却剤スペース(6)中に冷媒を通過させることと、
少なくとも液相と気相を有する冷媒を用いることと、
液相の冷媒をプラズマトーチに供給することと、
液相の冷媒を気相へ変化させるように冷却剤スペースに入る瞬間に冷媒の圧力を低減すること
を備え、前記冷却剤スペース(6)中に前記冷媒を供給するための手段(12, 21, 24)への冷媒流動を制御することを特徴とするプラズマトーチの冷却方法。 - 室温において常態のガス状から加圧されて液状となった冷媒を用いることを特徴とする請求項9記載の冷却方法。
- 前記冷媒が、二酸化炭素であることを特徴とする請求項10記載の冷却方法。
- ガス中に放出された前記冷媒が、圧縮により液体中に逆流して回収され、再び液化することを特徴とする請求項9から11のいずれか一つに記載の冷却方法。
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