JPH025147B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラズマスプレーガンの分野、とく
に非常にがんじようにかつ長期の高電力運転に適
当であるように設計されたプラズマスプレーガン
に関する。

代表的なプラズマフレームスプレー系統におい
ては、水冷ノズル（陽極）と中心に位置定めされ
た陰極との間にアークがつくられる。不活性ガス
がアークを通過し、これによつて約16649℃
（30000〓）までの温度に励起される。ノズルから
出る少なくとも部分的にイオン化されたガスのプ
ラズマは酸素・アセチレン開放焔に似ている。代
表的なプラズマフレームスプレーガンは、米国特
許第3145287号に記載されている。

かかるプラズマスプレーガンのアークは、その
ままの強さでは、ノズルの劣化および最終的破壊
を惹起する。かかる劣化の１つの原因は、アーク
自体が一点でノズルを衝撃し、これによつて即時
に局所的溶融およびノズル表面の気化を惹起す
る。また劣化は、ノズルを融点に過熱することに
よつて惹起され、その結果ノズル材料の一部が他
の個所へ流れ、場合によつてはノズルの閉塞を惹
起する。ノズル劣化の各原因に対する程度および
率は関連して変化する。経験によつて、壁の浸食
（最終的には冷却液をノズル壁を通して破裂させ
る）が、ノズル破損の他の原因であることが判明
している。壁が破裂すると、冷却水がアーク領域
に放出され、強力なアークを生じ、部品の溶融を
惹起する。一度溶融が生じた場合、ガンの修理は
非常に高価である。ノズルの劣化および破損の問
題は、高電力レベルにおいてとくにきびしい。

この問題の克服の探究において、プラズマフレ
ームスプレーガンは容易に交換される水冷ノズル
を用いて設計されている。運転の間、冷却水はノ
ズル内の通路を通してノズル壁を冷却するために
圧送される。それでも、徐々にまたはときどき急
速な劣化が起き、かつ破損に対する予防手段とし
て、ノズルは普通、所定の実用時間数の後に交換
される。しかし、この周期的なノズル交換の実施
は、相互に交換しうるノズルはかなり高価であり
かつかなりの寿命の残つている多数のノズルがこ
れによつて廃棄されるので、極めて高価である。

破損の他の原因は、ガン部品が長期の使用にお
いて多くの歪みを受けてゆがみ一様でない摩耗、
可能な水漏れおよびはるかに急速な破損を生じる
という事実であると信じられる。類似の問題は、
ガンの部品を結合するボルトの不注意な締めすぎ
または締め不足から生じる再組立ての間のガンの
ゆがみである。

すべてのプラズマスプレーガンにおける１つの
とくに煩しい破損の方式は、冷却液漏洩によつて
惹起される。これは典型的に、冷却液通路とプラ
ズマ通路との間のシールが欠損する場合に生じ
る。これが生じた場合、冷却液はアークがつくら
れる領域に入り、電気の短絡を惹起し、これがガ
ン部品溶融を生じる。最小の漏れでさえも、アー
クの運転をだめにし、陰極および陽極の急速な劣
化をもたらす。その後、ガンを再び使用するには
高価な修理が必要である。

強力運転した場合に先行技術のプラズマスプレ
ーガンと関連する上述の問題にかんがみ、本発明
の第一の目的は長期運転の可能なプラズマスプレ
ーガンを提供することである。

本発明の他の目的は、破損を阻止するために比
較的小さな日常の保守を必要とする長期運転可能
な強力プラズマスプレーガンを提供することであ
る。

本発明のもう１つの目的は運転者に冷却系統に
内部の漏れが生じたことおよび該漏れによる溶融
の危険が存在することを容易に知覚可能に指示す
る強力プラズマスプレーガンを提供することであ
る。

本発明のなお他の目的は、長期運転の間ガン部
品の熱によるゆがみを阻止するため丈夫な構造を
有する強力プラズマスプレーガンを提供すること
である。

本発明のさらに他の目的は、可能な破片および
冷却液がガンの不活性ガス供給系統に入らず、こ
れによつて生じる危険を阻止することを保証する
ための機構を提供することである。

本発明の強力プラズマスプレーガンは、冷却液
がノズル破損を最小にするのに十分な速度で圧送
される冷却液通路を有するノズルを含有する。も
う１つの冷却液通路は、陰極の破損を最小にする
ため、冷却液をとくに陰極の先端に供給するため
にガン陰極内に設けられている。

ガンのそれぞれの冷却液通路は、２つのシール
の間からガンの外部への逃し孔を有する二重シー
ル装置によつてアークの形成される領域から分離
されている。この方法で、シールに冗長度が存在
し、これによつて信頼性が改良される。この逃し
孔は、逃し孔と冷却液通路との間のシールが破損
した場合、目で知覚しうる冷却液の流れを得、こ
れによつて運転者にシールの破損を警告する。こ
のシール冗長度および逃し孔装置は、運転者が破
壊したシールを修理しうる以前に生じる溶融破損
またはノズル寿命の減小の可能性を減小する。

不活性ガス供給系統は、ストレーナおよび逆止
め弁によつて保護されている。ストレーナおよび
弁は、破片および液体がガス供給導管に入らない
ように阻止する。

ガン部品はすべて、損害またはゆがみなしに、
受ける熱に対する長期曝露に抵抗するように設計
されている。また部品は、他の部品と正確に互い
に適合し、これら部品は一様でない摩耗または早
期冷却液漏れを阻止するために適当に整合されて
いる。

本発明の上述せる目的および他の目的、利点お
よび欠点を、図面につき下記に詳述する。

まず第１図に関し、１０で示されたプラズマス
プレーガンは、１２で示されているスプレーガン
支持体に取付けられている。

第１図に示したようなプラズマスプレーガン１
０は、ガン１０の部品を説明するように、第２図
のＡ−Ａ線断面に沿つて描かれている。ガン自体
は主として３つの本体、前部ガン本体１４，１６
で示されている中央ガン本体および後部ガン本体
１８からなつている。下記に詳述するような中央
ガン本体は、３つの層を有するサンドイツチから
なり、前方表面層２０および後方表面層２２は金
属でつくられ、内側層２４は電気絶縁材料でつく
られている。

運転時に、プラズマスプレーガン１０は、プラ
ズマガンノズル２８の中央口２６からプラズマフ
レームを出させる。プラズマフレーム自体は窒素
またはアルゴンのような不活性ガスを、時として
水素またはヘリウムのような二次ガスと組合せ
て、陰極３０とプラズマガスノズル２８との間に
形成せるアークに通すことによつてガン中につく
られる。不活性ガスは、その底端部（第１図に図
示せず）でガス供給源に下記に詳述する方法で結
合し、その上端部で一般に円筒形のガス分配部材
３６を取囲む環状路３４に結合する半径方向の通
路３２を経てガン中へ導入される。不活性ガスは
少なくとも１つ、有利に複数の、ガス分配部材３
６を通る半径方向のガス分配路３８を通り、陰極
３０の先端部４２を取囲む環状のガス分配室４０
に入る。ガス分配室４０から、該ガスは先端部４
４とノズル２８との間を流れ、中央口２６を通つ
て出る。先端部４４とノズル２８との間にアーク
が形成した場合、ガス分子が励起されて中央口２
６からプラズマフレームが出る。

中央口２６から出るプラズマフレームによつて
発生した強い熱のため、スプレーガン１０は水の
ような冷却液によつて必然的に冷却しなければな
らず、この冷却液はこの目的のためガン１０内に
形成された冷却路を通る。本発明によれば、２つ
の別個の冷却系統が設けられており、その１つは
陰極３０の先端部２１０を冷却するのに役立ち、
第２の冷却系統はノズル２８を冷却するのに役立
つ。陰極冷却系統は液体カツプリング４６を包含
し、該カツプリングはねじ込むか、さもなければ
後部ガン本体の背後に取付けることができ、通路
４８によつて陰極３０の背後に５０で示した中央
に位置定めされた開口に連通する。開口５０から
先端部４４の後へは、中央に位置定めされた孔５
２が延びている。孔５２は、小さいリツプ５４を
つくるために開口５０よりも僅かに小さい直径を
有する。孔５２中へは長手方向に延びる管５６が
嵌入されていて、孔５２よりも若干小さい直径を
有する。管５６の最後端で、管は外方へフレアに
なつていて、リツプ５４に係合するフランジ５８
を形成する。先端部２１０に最も近い端部で、管
５６は突起５９を有し、該突起は孔５２内で管５
６を中心に保つ。この方法で、カツプリング４６
を経てガン中へ圧送される水のような冷却液は、
通路４８を通つて開口５０に入り、次いで管５６
の中心を通る。次いで冷却液は陰極先端部２１０
に最も近い端部で管から出、管５６の外壁と孔５
６の周壁との間でガンの後方に向つて流れる。場
合により、冷却水は、陰極３０を通る半径方向通
路６０によつて半径方向に向けられ、後部ガン本
体１８の内壁に沿つて形成される環状路６２に達
する。通路６２はもう１つの通路６４を介して第
２の液体カツプリング６６に連結され、該カツプ
リングはまた後部ガン本体１８の背後にねじ込ま
れている。従つて、陰極３０を冷却するための液
体カツプリング部材６６と４６との間には液体通
路が限られている。

ノズル冷却系統はカツプリング７０を包含し、
前部ガン本体１４の背後にねじ込むかまたは取付
けることができかつ陰極３０に対しほぼ平行な方
向に配置されている内部通路７２と連通してい
る。内部通路７２はほぼ半径方向の通路７４に連
結されており、通路７４はその最上端で前部ガン
本体１４と下記に詳述する冷却液通路形成部材７
８との間に形成される該環状路７６と連通してい
る。通路形成部材７８は、それ自体とノズル２８
との間に細い通路８０を形成し、該通路８０は通
路７６と、通路形成部材７８、前部ガン本体１４
およびノズル保持装置８４の間に形成されたもう
１つの環状路８２との間に連通している。通路８
２は内部通路８６（第２図）を介して、カツプリ
ング７０と同じ方法で前部ガン本体１４の背後に
ねじ込まれている他のカツプリング８８に連通し
ている。従つて、カツプリング７０とカツプリン
グ８８との間には、冷却水を通路７２，７４およ
び７６を通して細い通路８０に到達させる水冷却
路が形成される。通路８０の端部から、液体は通
路８２へ流入し、次いで通路８６を経てカツプリ
ング８８に達する。液体はこれらの通路を通つて
逆方向に圧送することができるという事実によつ
て、液体をカツプリング８８からカツプリング７
０に圧送することが可能である。

スプレーガン１０の正常運転の間破損のため交
換されるプラズマスプレーガン１０のすべての部
品は、他の部材と嵌合し、これらがガン自体の前
部から容易に取り除くことができるように設計さ
れている。保持リング８４は、ノズル２８の前面
と接触するフランジ部材１００を有するように設
計されている。また保持リング８４は、ねじ山付
部分１０２を有し、該部分は前部ガン本体１４に
ねじ係合する。従つて、保持リング８４は、第１
図に示した方法で前部ガン本体１４上にねじ嵌め
することができ、これによつてノズル２８を図示
の位置に保持する。ノズル２８の後退運動は、１
０４に位置定めされたノズルの後面が前部ガン本
体１４の前方に面した表面に当接するという事実
によつて阻止されている。しかし、保持装置８４
を前部ガン本体１４からねじをゆるめてはずした
場合、ノズル２８はガン本体１４から前方方向に
取除くことができ、交換が正当化される場合に交
換することができる。

ノズル２８をプラズマガン１０から取除く際、
ガス分配部材３６の前表面が露呈されるので、ノ
ズルは容易に取除くことができる。第１図に認め
られるように、ガス分配部材３６はその内部後面
にコイル圧縮ばね１０５または他のタイプのばね
の形の弾性部材を収容するためのポケツト部１０
６を有する。このばね１０５は一端で後部ガン本
体１８の前面に当接し、その他端でポケツト部１
０６の前面に当接している。このばね１０５は、
ガン１０を完全に組立てたとき、ガス分配部材３
６をノズル２８に向かう方向に強制的に押し進め
て、ノズルの後面に圧力を及ぼし、これによつて
Ｏ−リング１０９によるシールを維持するのに役
立ち、該リングはノズル２８の後面にある環状溝
中に位置定めされている。このシールの目的は、
ガス分配室４０に入るガスが向合うガス分配部材
３６中の半径方向のガス分配路３８を通り、ガス
分配部材３６の前面のまわりの通路３４から室４
０中へ流れるのを保証する。また、コイルばね１
０５は、絶縁材料からつくられているガス分配部
材（それを取囲む部品も）は異なる膨脹係数を有
するという事実を補償する。

ノズル２８およびガス分配部材３６をガン１０
から取除いたとき、陰極３０を取除くために容易
に接近しうる。第１図に認められるように、陰極
３０の前端部は２つのスパナレンチ孔１１０およ
び１１２を有する。スパナレンチをこれらの孔１
１０および１１２に差込んだとき、陰極は後部ガ
ン本体１８からねじをゆるめてはずずことができ
る。

当業者により認められるように、第１図に示さ
れたタイプのフレームスプレーガンの最も頻繁に
交換される部品は、ノズルエレメントおよび陰極
である。記載したような設計のため、これらエレ
メントの双方は、ガン自体を完全に分解すること
なく、ガンの前面から取外すことができる。従つ
て、ガンにおける日常の保守は急速かつ容易に行
なうことができる。

第１図の強力プラズマスプレーガン１０は、冷
却水通路とガス流路との間の絶縁ならびに外面か
らの絶縁を得るために、種々のエレメントの間に
複数のＯ−リングシールを包含し、従つてガン中
で使用される冷却液およびガスの双方は所望の通
路中へのみ流入する。通路８２に関しこの目的を
達成するために、たとえば３つの絶縁Ｏ−リング
１１４，１１６および１１８が設けられている。
Ｏ−リング１１４はノズル２８中に形成されてい
る環状溝１２０中に存在し、保持リング８４の表
面１２２に当接し、これによつて冷却液が通路８
２から表面１２２に沿つて流れ、場合によりガン
の外部へ出るのを阻止する。Ｏ−リング１１６は
保持リング８４中に形成されている環状溝１２４
中に存在し、前部ガン本体１４の表面に当接し、
これによつて液体が通路８２から表面１２６上へ
流れ、場合によりねじ山により１０２でかつ保持
リング８４の内面で漏れを惹起するのを阻止す
る。Ｏ−リング１１８はフランジ３０４に接し、
前部ガン本体１４の表面１３０に当接し、これに
より液体が通路８２と通路７４との間を通るのを
阻止する。

冷却液が通路７６から漏れ、ノズル２８と前部
ガン本体１４との間の境界に沿つてガス通路３４
中へ入るのを阻止するために、さらに２つのＯ−
リング１３２および１３４が設けられている。二
重Ｏ−リング装置はこの保護に対し、極めて望ま
しい冗長度を加える。その理由は冷却液がガス分
配路３４に入ると、場合によりアークの形成する
領域に入り、これによつて短絡が生じ、ガン部品
の重大な損害を与え、多分部品の溶融を惹起する
からである。

Ｏ−リング１３２はノズル２８中の環状溝１３
６中に存在し、前部ガン本体１４の表面と接触す
る。Ｏ−リング１３４はノズル２８中の環状溝１
４０中に位置定めされ、表面１３８に当接する。
２つのＯ−リング１３２と１３４の間に位置定め
された逃し孔１４２は前部ガン本体１４を通り、
壁１３８からガンの外部へ延びている。この逃し
孔１４２は、Ｏ−リング１３２が破損した場合に
冷却液がガンから流出する路を提供する。これは
Ｏ−リング１３４と表面１３８との間の接続部に
おける液体圧を減小し、これにより冷却液通路７
６とガス通路３４との間に漏れの生じる可能性を
減小する。さらに、Ｏ−リング１３２のまわりで
漏れが生じると、この漏れは逃し孔１４２を経て
外部へ流出するという事実のために、運転者は逃
し孔１４２から出る液体を認め、直ちにＯ−リン
グ１３２の破損に気付く。従つて、ガンの運転を
停止し、溶融が生じる前に適当な修理を行なうこ
とができる。また、Ｏ−リング１３６の破損が起
きた場合に自動的に検出し、溶融が生じる前にガ
ンの運転を停止するため、通気孔４２と関連して
エレクトロニクスまたは他の手段を使用すること
もできる。

陰極冷却系統と関連して、若干のＯ−リング１
４４，１４６および１４８が、陰極３０の外表面
上に位置定めされた環状溝１５０，１５２および
１５４中にそれぞれ位置定めされている。これら
のＯ−リング１４４，１４６および１４８は、後
部ガン本体１８の内表面１５６に当接して、液体
が陰極冷却液通路から漏れるのを阻止する。

Ｏ−リング１４４および１４６は、液体が陰極
冷却路６０から壁１５６に沿つて漏れ、場合によ
り陰極とばね１０５またはガス分配部材３６との
間の間隙により通路４０に流入する可能性を減小
する冗長度を提供する。２つのＯ−リング１４４
と１４６との間に位置定めされた第２の通気孔１
６０は、表面１５６中の環状溝１６１からガンの
外部へ連通している。Ｏ−リング１４６が破損し
た場合には、冷却液は逃し孔１６０によりガンの
外部へ漏出する。

Ｏ−リング１０９および１３４に加えて、ガス
は通路３４からガス分配部材３６の外表面に沿つ
て漏出し、場合により通路４０中へ流入するのを
阻止するために、ガス分配部材３６の外表面に位
置定めされた溝１６４中にもう１つのＯ−リング
１６２が設けられている。このＯ−リングは、こ
の目的を達成するために前部ガン本体１４の表面
１６６に当接している。

加えられた漏れ防止の特徴として、ガスまたは
液体がそれぞれ中央ガン本体１６と前部ガン本体
１１４の間および中央ガン本体１６と後部ガン本
体１８の間で表面に沿つて漏れるのを阻止するた
めにＯ−リング１７０および１７２が設けられて
いる。Ｏ−リング１７０は前部ガン本体１４中に
形成されている環状溝１７４中に位置定めされか
つ中央ガン本体１６の前方表面層２０の表面１７
６に当接している。他面で、Ｏ−リング１７２は
中央ガン本体１６の後方表面層２２の表面１７８
に当接している。従つて、ガンの内部で発生し中
央ガン本体１６と前部ガン本体１４または後部ガ
ン本体１８との間の界面に沿つてガンの外部へ流
出するガスまたは液体漏れを阻止するために中央
ガン本体１６の相対する面に漏れ止めシールが設
けられている。

第１図に示されているようなプラズマスプレー
ガン１０のエレメントは、図示されているように
一緒に結合されている。これらのエレメントを一
緒に保持する方法は第４図に一部分示されてお
り、第４図は部材２０，２４，２２および１８を
貫通しかつ前部ガン本体１４にねじ係合するボル
ト２００を示す。第２図に認められるように、ガ
ン本体部材を一緒に保持するため第１図の構造の
まわりに等間隔にかかるボルト２００ ５個が存
在する。

前部ガン本体１４は、陰極３０が陽極２８より
も異なる電位にあるようにするため、後部ガン本
体１８から電気的に絶縁されていなければなら
ず、ボルト２００を後部ガン本体１８ならびに後
方表面層２２から電気的に絶縁するために絶縁ス
リーブ２０２が設けられており、これらエレメン
トの双方は真鍮のような、導電性金属でつくられ
ている。絶縁スリーブは後部ガン本体１８および
後方表面層２２の、ボルト２００が接触するすべ
ての金属表面にかぶさるので、後部ガン本体１８
と前部ガン本体１４との間の電気絶縁が得られ
る。

中央ガン本体自体は、第４図に図示したように
ねじ２０４および２０６のような複数のねじによ
つて保持されている。たとえばねじ２０４は後方
表面層２２を貫通し、内側層２４にねじ係合す
る。同様の方法で、ねじ２０６は前方表面層２０
を貫通し、中央層２４にねじ係合する。２０４の
ような複数のねじ（１個が示されている）が、内
側層２４に後方表面層２２を固定するために設け
られている。同様に、前方表面層２０を内側層２
４に固定するために、２０６のような複数のねじ
が設けられている。この種のサンドイツチの構造
を設けることによつて、中央ガン本体１６は極め
て硬質になり、前部ガン本体を中央ガン本体１６
と正確に整合させ、後部ガン本体１８を中央ガン
本体１６と整合させるための、金属・金属表面が
得られる。さらに、中央層２４は電気絶縁体であ
るので、前部ガン本体１４および後部ガン本体１
８は互いに電気的に絶縁される。

ガン１０のノズル組立体の詳細は書きとめるに
値する。ノズル２８は、前に述べたように、有利
に実質的に純粋な銅または類似の電気および熱伝
導性を有する他の金属のような金属でつくられて
いる。また、ノズル２８と共動してその間に冷却
液通路８０を形成する通路形成部材２８も特に注
日に価し、第５図〜第７図に詳細に示されてい
る。認められるように、通路形成部材７８はアル
ミニウムのような金属で構成されているか、ある
いは第５図〜第７図に示したエレメントの形に成
形することのできるプラスチツクまたは他の適当
な材料でつくられていてもよい。

第５図〜第７図に関し、ボデイ７８は有利に、
プラスチツクまたは多分アルミニウムのような金
属でつくられている２つの同じ、半ドーナツツ形
部材２９０からなり、該部材はボルト孔３００お
よび３０２中に配置されたボルトによつてボルト
締めされている。ボルト孔３００は１つのボルト
を貫通させ、他の半ドーナツツ形部材２９０の孔
３０２中のねじ山に係合する。２つのかかるボル
トを使用することによつて、２つの半ドーナツツ
形部材２９０は結合されて環状路形成部材７８を
形成する。

各部材２９０は半径方向に突出するフランジ３
０４を有し、その後面は第１図に示されているよ
うにガン中へ組立てた場合、Ｏ−リング１１８に
係合する。また各ボデイ２９０は複数の前方突出
部３０６および複数の後方突出部３０８を有す
る。これらの突出部３０６および３０８は前方お
よび後方方向ならびに第１図に示したように半径
方向に部材７８を位置定めするのに役立つ。突出
部３０６はノズル２８中に形成されたポケツト部
４００中へ嵌合し、突出部３０８はポケツト部４
０２中へ嵌合する。従つて、部材７８を前方また
は後方方向の運動が抑制され、半径方向に固定さ
れている。こうして、部材７８とノズル２８との
間に通路８０が形成され、該通路を通つて冷却液
が流れノズル２８を冷却する。

また、ガス分配部材３６の詳細も若干注目に価
する。この部材３６は絶縁材および有利にアルミ
ニウムまたはマコール（Macor 〔Corning
Glass Works（Corning，New York）社により
製造〕のような機械加工可能なセラミツクからつ
くられている。絶縁特性は陰極３０とノズル２８
との間に電気絶縁を得るために必要であり、該ノ
ズルはスプレーガン１０の陽極を形成する。機械
加工特性は、ガス分配部材３６を第１図に示した
ように容易に成形するために望ましい。

陰極３０自体は若干のユニークな特性を有す
る。陰極は有利に、有利に陰極の寿命を改良する
ことの判明しているトリウム合金タングステンで
つくられている陰極先端部を除き、実質的に純粋
な銅でつくられている。

電力は、冷却液供給ホースによりプラズマスプ
レーガンに供給される。これらのホースは半剛体
のものであつて、ホースの内側に撚り線銅ケーブ
ルまたは類似物を有する。このケーブルはガンの
電力供給線に接続されている。陰極電力接続は、
管２２０および２２２によつて提供される。管２
２０および２２２は、それぞれカツプリング４６
および６６によつて連結し、これによつて後部ガ
ン本体１８および該ガン本体１８にねじ込まれた
陰極３０に負電力を供給する。同様の方法で、結
線７０に連結する冷却液給送管２２４は、ノズル
に対する冷却液、従つて正電力を供給する。ケー
ブル（図示せず）を有するもう１つの冷却液給送
ホースはカツプリング８８に連結し、ノズルに対
するもう１つの電力接続を提供する。ガン１０へ
の電力接続によつて送られる電流は極めて高く、
これは液体連結ホース中のケーブルを加熱する傾
向を有する。この電力を送るケーブルを有する２
つの液体ホースを有することは、これによつて送
られる高い電流のため導線加熱の問題が減小する
のを助ける。有利に冷却液は運転の間、ホースを
通つてガンへ流れ、これがガンならびにガン部品
への電力供給系統を冷却する作用をする。

議論のはじめに指示したように、本発明は入力
からガス供給系統への破片または液体の進入を阻
止する装置を包含する。この装置は第３図に示さ
れており、該装置は窒素またはアルゴンもしくは
当該タイプのプラズマスプレーガンにおいて使用
されれる他の常用ガスを有する外部ガス貯蔵タン
クに連結されているガス供給管２５２に連結して
いるガスカツプリング２５０を有する。カツプリ
ング２５０は前部ガン本体１４にねじ込まれてい
るかまたは他の方法で取付けられている。

前部ガン本体１４内または場合によりガンの外
部には、２５６で示した逆止め弁装置が設けられ
ている。他の利用しうる逆止め弁装置も使用する
ことができる。図示の逆止め弁２５６は、前部ガ
ン本体１４に係合するねじ山付部材２５８であ
る。部材２５８を通つて中央通路２６０が設けら
れ、これによりガスはガスカツプリング２５０か
ら、圧縮ばね２６４によつて部材２５８に向つて
押される 逆止め弁球２６２に接触するまで流れ
る。ガス供給系統を開いて供給管２５２中のガス
圧を増加させて、圧力が弁球２６２を第３図に示
したようなその着座位置から脱出させるのに十分
になると、ガスは通路２６６中へ流入する。次い
でガスは、前部ガン本体１４中の通路の底に位置
定めされたストレーナを通つて流れ、通路３２を
上方へ流れ、アークの形成する領域に流入する。

通路３２の底には、通路を清掃する目的で接近
するためならびに通路３２内にストレーナ２６８
を保持する装置を設けるためにねじ山付プラグ２
７０が設けられている。

ガスを止める場合には、ばね２６４が逆止め弁
球２６２を部材の２５８に押付け、これによつて
ガス供給管を通路３２から密閉する。これは、ガ
ンにおける溶融の場合にとくに重要であり、該溶
融は金属粒子および冷却液が通路３２に入る原因
となる。電気回路または他のエレメントは通常溶
融条件を検知し、直ちにガンへの電力およびガス
の供給を遮断する。しかし経験により、粒子の溶
融が起きるときでさえ、冷却液および破片が通路
に入ることが判明した。逆止め弁２５６は液体ま
たは金属チツプがガス分配系統に入るのを阻止す
る。ストレーナ２６８は、通路３２に入る破片が
ガス分配系統に入るのを阻止する。ねじ山付部材
２７０は通路３２への接近を許容し、これにより
必要な場合に清掃しうる。

再び第１図に関し、安全 特徴として、ガン１
０の後方面は絶縁部材２７２によつて保護され
る。これらの部材は、ガンの運転者を上述したよ
うに冷却液供給管によりガンに供給される電力接
続と接触しないように保護しかつこれらの管相互
または他の金属物体と接触するのを阻止するのに
役立つ。他の絶縁装置も使用することができる。

上述の発明はとくに図面に示した実施例につき
記載したが、当業者には、多数のエレメントに設
計変更を行なうことができ、その際全体の構成が
維持され、特許請求の範囲に記載したように発明
を実施されることは容易に認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマスプレーガンの、第
２図のＡ−Ａ線による断面図、第２図は第１図の
スプレーガンの背面図、第３図は不活性ガス供給
系統の部分を説明するための、前部ガン本体の中
央下部を通る縦断面図、第４図は前部ガン本体と
後部ガン本体の連結方法を示す、中央ガン本体の
部分を通る部分断面図、第５図は冷却液通路形成
部材の正面図、第６図は同上部材の左方部分の正
面図であり、第７図は右方部分の正面図である。 １０…プラズマスプレーガン、１２…スプレー
ガン支持体、１４…前部ガン本体、１６…中央ガ
ン本体、１８…後部ガン本体、２０…前方表面
層、２２…後方表面層、２８…プラズマガンノズ
ル、３０…陰極、３６…ガス分配部材、３８…ガ
ス分配路、４０…ガス分配室、４６…カツプリン
グ、５２…中央孔、５６…管、５８…フランジ、
６０…半径方向の通路、７０…カツプリング、７
８…冷却液通路形成部材、８２…ノズル保持装
置、８８…カツプリング、１０５…コイル圧縮ば
ね、１０６…ポケツト部、１１４，１１６，１１
８…絶縁Ｏ−リング、１３２，１３４…Ｏ−リン
グ、１４４，１４６，１４８…Ｏ−リング、１５
０，１５２，１５４…環状溝、１７０，１７２…
Ｏ−リング、１７４…環状溝、２００…ボルト、
２０４，２０６…ねじ、２１０…陰極先端部、２
２０，２２２…管、２５０…カツプリング、２５
２…ガス分配管、２５６…ガス止め弁、２６２…
ガス止め弁球、２６８…ストレーナ、２７２…絶
縁部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電極部材、プラズマガス源、電極部材の電位
   に比して異なる電位にあるガンノズルを有し、電
   極部材とガンノズルとの間の電位差はその間にア
   ークをつくるのに十分であり；プラズマガス源と
   アークがつくられる領域との間に配置され、アー
   クの形成される領域中へプラズマガスを導入する
   ための少なくとも１つのガス通路を有するガス分
   配部材；ガスが該分配部材のまわりで逃れ、かつ
   該ガス通路と異なる通路からアークの形成される
   領域に入るのを阻止する装置を有し、このガスの
   逃失阻止装置はノズルとガス分配部材との間に配
   置された少なくとも１つのシール部材を有し；ガ
   ス分配部材をノズルに向かつて強制的に押し進
   め、これによつてノズルとガス分配部材との間の
   シール部材を圧縮するための弾性装置；およびノ
   ズルを冷却するための装置および電極部材を冷却
   するための装置を有することを特徴とする強力プ
   ラズマスプレーガン。 ２ 付加的に、ノズル冷却装置とアークの形成さ
   れる領域との間に配置された２つのシール装置お
   よび２つのシール装置の間に配置され、２つのシ
   ール装置の間の領域に入る冷却液を抜くための逃
   し孔を有する、特許請求の範囲第１項記載のプラ
   ズマスプレーガン。 ３ 付加的に、電極部材冷却装置と、アークの形
   成される領域との間に配置された２つのシール装
   置および２つのシール装置の間に配置され、２つ
   のシール装置の間の領域に入る冷却液を抜くため
   の逃し孔を有する、特許請求の範囲第１項記載の
   プラズマスプレーガン。 ４ 付加的に、電極部材冷却装置と、アークの形
   成される領域との間に配置された２つのシール装
   置および２つのシール装置の間に配置され、２つ
   のシール装置の間の領域に入る冷却液を抜くため
   の装置を有する、特許請求の範囲第２項記載のプ
   ラズマスプレーガン。 ５ 付加的に、ノズルおよび電極が強固に連結し
   て、ノズルに対する電極の正確な位置定めを許す
   中間部材を有し、該中間部材は２つの金属表面部
   材と該金属表面部材の間に配置された絶縁材から
   なる、特許請求の範囲第１項記載のプラズマスプ
   レーガン。 ６ 電極；該電極に、電極とノズルとの間にアー
   クが形成しうる程度に十分接近して位置定めされ
   たガンノズル；ガス源；ガス源とアークの形成さ
   れる領域との間に配置されたガス分配部材；ガン
   ノズルおよび電極の冷却装置を有し、該冷却装置
   は冷却装置とアークの形成される領域との間に配
   置され、冷却液がアークの形成される領域に入る
   のを阻止するための少なくとも２つのシール装置
   を有し；かつ２つのシール装置の間に配置され、
   シール装置が破損した場合に冷却液を抜くための
   装置を有することを特徴とする強力プラズマスプ
   レーガン。 ７ シール装置が破損したことを検知するための
   装置を有する、特許請求の範囲第６項記載のプラ
   ズマスプレーガン。 ８ ガス分配部材とノズルとの間に配置され、ガ
   スがガス分配部材のまわりに流れるのを阻止する
   ためのシール装置；およびシール装置を圧縮する
   ためガス分配部材をノズルに向かつて強制的に押
   し進めるための弾性装置を有する、特許請求の範
   囲第６項記載の強力プラズマスプレーガン。 ９ 電極およびノズルが強固に連結されて、ノズ
   ルに関し電極の正確な位置定めを許す中間部材を
   有し、中間部材は金属表面部材の間に配置された
   絶縁部材に取付けられた２つの金属表面部材から
   なる、特許請求の範囲第６項記載の強力プラズマ
   スプレーガン。 １０ ガス分配部材が機械加工しうるセラミツク
   材料でつくられている、特許請求の範囲第１項ま
   たは第６項記載の強力プラズマスプレーガン。 １１ 電極；電極とノズルとの間にアークを形成
   させることのできる程度に電極に十分に接近して
   位置定めされたガンノズル；ガス源；ガス源とア
   ークの形成される領域との間に配置され、ガスを
   アークの形成される領域中へ均一に導入するガス
   分配部材；電極を支持するための後部ガン本体；
   ノズルを支持するための前部ガン本体；前記ガン
   本体と後部ガン本体との間に配置されてその間を
   電気絶縁する中間ガン部材を有し、該中間ガン部
   材は後部ガン本体および前部ガン本体を互いに正
   確に位置定めすることのできる剛体本体を形成す
   るための２つの金属部材の間にはさまれた電気絶
   縁部材から形成されており；電極の内部に、冷却
   液を電極の内部を通つて流すことのできる通路を
   有する電極冷却装置；およびノズル冷却装置を有
   することを特徴とする強力プラズマスプレーガ
   ン。 １２ 付加的に、電極冷却装置とアークの形成さ
   れる領域との間に配置された二重シールを形成す
   る２つのシールを有し、かつ二重シールからなる
   シールとガンの外部との間の連絡装置を有する、
   特許請求の範囲第１１項記載の強力プラズマスプ
   レーガン。 １３ 付加的に、ノズル冷却装置と、アークの形
   成される領域との間に配置された二重ノズル冷却
   シールを形成する２つのシールを有し、かつ二重
   ノズル冷却シールからなるシールの間の領域と連
   絡する逃し孔を有する、特許請求の範囲第１１項
   または第１２項記載の強力プラズマスプレーガ
   ン。 １４ 付加的に、ガス源とガス分配部材との間の
   ガス通路中に配置されたストレーナおよび逆止め
   弁を有し、ストレーナはガス通路に入る破片を集
   めるのに役立ち、逆止め弁はガス源の圧力が逆止
   め弁遮断以下に低下した場合にガス源を閉じるの
   に役立つ、特許請求の範囲第１項または第６項ま
   たは第１１項記載の強力プラズマスプレーガン。