JP5049348B2 - 水蒸気プラズマバーナーと水蒸気プラズマバーナーにおける摩耗検出及びプロセス制御の方法 - Google Patents
水蒸気プラズマバーナーと水蒸気プラズマバーナーにおける摩耗検出及びプロセス制御の方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、更に、水蒸気プラズマバーナーにおいてピストンロッドに着脱自在に連結されたカソードにおいて温度が変化する時、ピストンロッド内の温度も変化するように、切削工程の間及び後にカソードの摩耗を検出する方法に関する。
同様に、本発明は、液体が、供給ラインを介してバーナーに供給されると共に、制御された加熱装置とエバポレータによって気体に蒸発させられるように、水蒸気プラズマバーナーによって行われる切削工程を制御する方法に関する。
本発明の別の目的は、水蒸気プラズマバーナーにおける摩耗検出方法、並びに、水蒸気プラズマバーナーにおけるプロセス制御方法を提供することである。
切削工程中、切削工程に必要なアークは、カソード24と加工物21の間で燃焼する。好ましくは、アーク33は、カソード24の接触面の中心に形成され、好ましくは、この位置で、例えば、ハフニウムからなるピン又はボルト32が、カソード24に圧入される。ハフニウム又は例えば、ジルコニウム等の電子放出特性により、アーク33がボルト32に直接印加される。これにより、切削工程のための安定したアーク33が保証される。バーナー7又は水蒸気切削装置1を連続運転する時、ボルト32の摩耗が増大すると共に、より深い溶込みがボルト32に生じて、より多くの電力又は熱がカソード24に導入される。カソード24は、例えば、ねじ接続によってピストンロッド25と熱的に連結されているので、対応する温度上昇がピストンロッド25内に生じる。例えば、約160℃から約180℃までの温度上昇は、温度センサー28と制御装置4によって検出される。カソード24の摩耗を温度上昇から結論付けることができるように、温度上昇に対応する基準データ又は基準値が、制御装置4に格納される。温度センサー28によって検出される温度は、温度センサー28の位置に少なくとも部分的に依存するので、例えば、2個以上の温度センサー28をピストンロッド25内に配置してもよい。制御装置4は、全ての検出された温度値から、例えば、平均値を生成して、カソード24の摩耗について正確な結論を下すことができる。
切削工程中の摩耗検出と短い切削工程後の摩耗検出の組合せにより、カソード24の状態、好ましくは、摩耗表示についての情報を常にオペレータに与えることができる。
本発明によれば、ピストンロッド25に組込まれた温度センサー28は、加熱出力制御系を改善するのにも使用することができる。
2 基本装置
3 電源
4 制御装置
5 ブロッキング装置
6 タンク
7 水蒸気プラズマバーナー
8 供給ライン
9 液体
12 冷却回路
20 気体
21 加工物
22 加熱装置
23 エバポレータ
24 カソード
25 ピストンロッド
26 ノズル
28 温度センサー
33 アーク
Claims (22)
- 液体(9)用の供給ライン(8)と、加熱装置(22)と、液体(9)から気体(20)を形成するエバポレータ(23)と、移動自在に支持されたピストンロッド(25)に着脱自在に連結されたカソード(24)と、気体(20)の流出口(27)を有するノズル(26)とを備えて、加工物(21)を切削する水蒸気プラズマバーナー(7)において、
少なくとも1個の温度センサー(28)が、ピストンロッド(25)内に配置され、
カソード(24)とノズル(26)の摩耗についての結論を、検出した電流値から下すことができると共に、水蒸気プラズマ切削工程の制御が影響され得るように、少なくとも1個の温度センサー(28)が、制御装置(4)に接続されている水蒸気プラズマバーナー(7)。 - 温度センサー(28)が、正温度係数(PTC)抵抗、負温度係数(NTC)抵抗と熱電対のいずれかで形成される請求項1に記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 温度センサー(28)が、ピストンロッド(25)の長手軸心に大略平行に配置された請求項1又は2に記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 温度センサー(28)が、ピストンロッド(25)の周縁領域に配置された請求項1乃至3のいずれかに記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 温度センサー(28)が、棒状であると共に、温度センサー(28)を制御装置(4)に接続する接続部(30)を備える請求項1乃至4のいずれかに記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 温度センサー(28)用の凹所(29)が、ピストンロッド(25)に設けられた請求項1乃至5のいずれかに記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 凹所(29)が、温度センサー(28)に対応して形成された請求項6に記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 温度センサー(28)が、凹所(29)にクランプされた請求項7に記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- ピストンロッド(25)が、温度センサー(28)の接続部(30)用の通路(31)を有する請求項5乃至8のいずれかに記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 接続部(30)が、制御装置(4)と接続された請求項5乃至9のいずれかに記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- ボルト(32)が、加工物(21)の方に向く、カソード(24)の接触面に配置された請求項1乃至10のいずれかに記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 温度センサー(28)及び/又は制御装置(4)が、カソード(24)とノズル(26)の摩耗を表示する表示装置に接続された請求項1乃至11のいずれかに記載の水蒸気プラズマバーナー(7)。
- 水蒸気プラズマバーナー(7)のピストンロッド(25)に着脱自在に連結されたカソード(24)の摩耗を切削工程中に検出する方法において、
カソード(24)の温度が変化する時、ピストンロッド(25)内の温度も変化するように、アーク(33)によって生成される熱が、カソード(24)と熱的に連結されたピストンロッド(25)に導入され、
ピストンロッド(25)内の温度が、ピストンロッド(25)内に配置された少なくとも1個の温度センサー(28)によって検出され、
温度変化が、温度センサー(28)に接続された制御装置(4)によって評価されて、前記温度変化が、カソード(24)の摩耗の尺度として援用される方法。 - 切削工程中の前記温度変化に対応する切削時間が、カソード(24)の摩耗の評価において考慮される請求項13に記載の方法。
- 検出された温度値が、制御装置(4)に前記切削時間に対して格納された温度変化用基準値と比較される請求項14に記載の方法。
- 切削工程の後、カソード(24)に蓄えられた熱が、ピストンロッド(25)に導入されると共に、カソード(24)の摩耗の評価において、結果として生じた経時温度変化によって考慮される請求項13乃至15のいずれかに記載の方法。
- カソード(24)の摩耗が、表示装置に表示される請求項13乃至16のいずれかに記載の方法。
- 水蒸気プラズマバーナー(7)のピストンロッド(25)に着脱自在に連結されたカソード(24)の摩耗を切削工程後に検出する方法において、
カソード(24)の温度が変化する時、ピストンロッド(25)内の温度も変化するように、アーク(33)によって生成されてカソード(24)に蓄えられた熱が、カソード(24)と熱的に連結されたピストンロッド(25)に導入され、
ピストンロッド(25)内の温度が、ピストンロッド(25)内に配置された少なくとも1個の温度センサー(28)によって検出され、
温度変化が、温度センサー(28)に接続された制御装置(4)によって評価されて、前記温度変化が、カソード(24)の摩耗の尺度として援用される方法。 - 前記温度変化が、温度上昇によって生じて、前記温度上昇が閾値と比較される請求項18に記載の方法。
- 温度上昇の傾きが、制御装置によって評価される請求項18又は19に記載の方法。
- 閾値を超過することが、制御装置によって検出され、所定回数、閾値を超過した後に、摩耗表示装置が作動させられる請求項18乃至20のいずれかに記載の方法。
- カソード(24)の摩耗が、表示装置に表示される請求項18乃至21のいずれかに記載の方法。
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