JPH04206399A - Plasma torch - Google Patents

Plasma torch

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JPH04206399A
JPH04206399A JP2336762A JP33676290A JPH04206399A JP H04206399 A JPH04206399 A JP H04206399A JP 2336762 A JP2336762 A JP 2336762A JP 33676290 A JP33676290 A JP 33676290A JP H04206399 A JPH04206399 A JP H04206399A
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JP
Japan
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plasma
nozzle
cooling gas
passage
spiral
Prior art date
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Application number
JP2336762A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsura Owaki
桂 大脇
Kazuyuki Tsuchiya
和之 土屋
Toshio Irisawa
入沢 敏夫
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enhance the holding power of plasma and form stable plasma by providing cooling gas ports which are open at required twist angles to form a protective shield embracing plasma jetted from a nozzle port. CONSTITUTION:A jet nozzle 8 has the axial center portion provided with an insertion hole for a cathode rod 5 and a nozzle port 10 and the upper outer periphery provided with a ring groove 18 and also a spiral groove 20 to form a spiral passage 19 twisted in the same direction as the twist direction of a slope passage 14 in a space to an anode block 15. Cooling gas passing through the spiral passage 19 in the jet nozzle 8 is tuned around, continuously held in turning force by a twist angle when passing through cooling gas ports 22 and jetted in a wide-spreading state to form a protective shield embracing plasma 28. It is thus possible to enhance the holding power of plasma 28 and greatly improve the ignitability.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、特にプラズマ化された作動流体を被燃焼流体
が超音速で通過する燃焼器内へ噴射し、着火及び燃焼を
促進させる航空機のエンジン、或いは自動専用エンジン
等の着火用或いは切断溶接用、溶射用等のプラズマトー
チに関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention is particularly applicable to aircraft applications in which plasma-formed working fluid is injected into a combustor through which a fluid to be combusted passes at supersonic speed to promote ignition and combustion. The present invention relates to a plasma torch for ignition of an engine or an automatic engine, or for cutting, welding, thermal spraying, etc.

[従来の技術] 一般に、その流速かあまりにも速いため着火させること
が困難といわれている超音速で流れる被燃焼流体を着火
させる技術として第5図に示すものか知られている。
[Prior Art] Generally, the technique shown in FIG. 5 is known as a technique for igniting a fluid to be combusted that flows at a supersonic velocity, which is said to be difficult to ignite because the flow velocity is too high.

図示するように、空気か超音速で流れる燃焼器a内に臨
んで燃焼を促進させる作動流体を噴出するプラズマトー
チbか設けられている。このプラズマトーチb内にはア
ーク発生手段としてのタンクステン陰Wc及び銅陽極d
か設けられている。また、上記プラズマトーチbの燃焼
器aに臨んだ部分には、」−記作動流体を燃焼器a内へ
噴射させるための噴射孔Cか設けられ、燃焼器aに臨ん
でいない部分には、作動流体の流入口「か設けられてい
ると共にアーク放電によって加熱する上記陰極C及び陽
極dをそれぞれ冷却するための冷却水の流入口g、h及
び流出口j、Jか設けられている。この流入口gから流
出口iを通る冷却水は、ノズル部を形成する陽極dにお
いてアーク柱を絞る熱ピンチ効果を発揮する。また、上
記プラズマトーチbか臨んでいる燃焼器a内に流れる超
音速空気流路の上流には、燃料である水素を超音速空気
流へ噴射する燃料噴射ノズルkか設けられている。
As shown in the figure, a plasma torch b is provided which faces into the combustor a where air flows at supersonic speed and ejects a working fluid to promote combustion. Inside this plasma torch b, there is a tank stainless steel cathode Wc as an arc generating means and a copper anode d.
Or is provided. Further, the part of the plasma torch b facing the combustor a is provided with an injection hole C for injecting the working fluid into the combustor a, and the part not facing the combustor a is provided with an injection hole C for injecting the working fluid into the combustor a. A working fluid inlet is provided, and cooling water inlets g, h and outlets j, J are provided for respectively cooling the cathode C and anode d heated by arc discharge. The cooling water passing from the inlet g to the outlet i exerts a thermal pinch effect that narrows the arc column at the anode d forming the nozzle part.In addition, the cooling water flows at supersonic speed into the combustor a facing the plasma torch b. A fuel injection nozzle k is provided upstream of the air flow path to inject hydrogen as fuel into the supersonic air flow.

上記燃焼器a内を流れる超音速の被燃焼流体を着火させ
るときは、まず、上記燃焼噴射ノズルkから燃料である
水素を超音速空気流へ噴射して、この超音速空気流に水
素を混合させ超音速の混合流体にする。そして、図示さ
れないアルゴン、水素、窒素ホンへ等からそれら単独あ
るいはそれらを混合した状態の作動流体として、プラズ
マト−チbに設けられた作動流体の流入口rへ流入させ
、プラズマトーチb内の陰極cと陽極dとに所要の電圧
をかけアークを発生させ、この作動流体を超高温に加熱
することによってプラズマ状態にし、生したプラズマ!
を上記超音速の被燃焼流体か流れる燃焼器a内へ噴射さ
せる。
When igniting the supersonic combustion fluid flowing in the combustor a, first, hydrogen as a fuel is injected into the supersonic air stream from the combustion injection nozzle k, and the hydrogen is mixed with the supersonic air stream. to create a supersonic mixed fluid. Then, argon, hydrogen, nitrogen, etc. (not shown) are used as a working fluid, either alone or in a mixed state, and flowed into the working fluid inlet r provided in the plasma torch b, and the working fluid in the plasma torch b is A required voltage is applied to the cathode c and the anode d to generate an arc, and the working fluid is heated to an extremely high temperature to form a plasma state, resulting in plasma!
is injected into the combustor a through which the supersonic to-be-combusted fluid flows.

プラズマ化された作動流体を、上記混合流体か超音速で
流れる燃焼器a内へ噴射すると、噴射されたプラズマ!
のもっ熱・運動エネルギー及び活性基発生に伴う化学反
応促進効果により、超音速で流れる混合流体の燃焼を促
進させることかでき自発着火させることかできる。
When the plasma-formed working fluid is injected into the combustor a where the mixed fluid flows at supersonic speed, the injected plasma!
Due to its thermal and kinetic energy and the chemical reaction promoting effect accompanying the generation of active groups, combustion of the mixed fluid flowing at supersonic speed can be promoted and spontaneous ignition can be achieved.

上記作動流体としてこれまで試みられたアルゴン、水素
、窒素の単独あるいはそれらの混合気のうち、アルゴン
と水素の混合気か効果かあ−ると言われ用いられている
か、アルゴンを用いるとアルゴンボンベを搭載しなくて
はならないことになり、機体重量か増大してしまうとい
う問題かある。
Among the argon, hydrogen, and nitrogen used alone or as a mixture thereof, which have been tried as the above-mentioned working fluid, a mixture of argon and hydrogen is said to be effective and has been used. The problem is that this will increase the weight of the aircraft.

この点、大気中に豊富に存在する酸素もしくは空気その
ものを作動流体に使用できれは、機体重量増大の原因と
なる作動流体貯蔵用ボンベを搭載しなくてもよいことに
なる。なお、酸素プラズマもしくは空気プラズマの燃焼
促進効果は、前述のアルゴンと水素の混合気プラズマの
燃焼促進効果とほぼ同等であると共に、酸素もしくは空
気は比較的低容量の電源で安定したアークの発生・保持
か行えることが知られている。
In this regard, if oxygen or air itself, which is abundant in the atmosphere, could be used as the working fluid, there would be no need to mount a cylinder for storing working fluid, which would increase the weight of the aircraft. The combustion promotion effect of oxygen plasma or air plasma is almost the same as the combustion promotion effect of the argon and hydrogen mixture plasma mentioned above, and oxygen or air can generate a stable arc with a relatively low capacity power source. It is known that it can be maintained.

しかし、従来のプラズマトーチにおいては、第5図に示
すように、作動流体をプラズマ化するためのアーク発生
手段を構成する陰極Cに、タンクステン電極を用いてい
るため、作動流体に酸素を含有する流体を用いると、タ
ンクステン電極か短時間に著しく損耗し、アークがとは
なくなり、プラズマシェツトによる燃焼促進効果かほと
んと発揮てきす、着火装置としての機能か発揮できない
問題かあり、このため、近年では高融、屯酸化膜を促進
形成する金属を陰極に用いることか行われている。
However, in conventional plasma torches, as shown in Figure 5, a tank stencil electrode is used for the cathode C that constitutes the arc generating means for turning the working fluid into plasma, so the working fluid contains oxygen. If a fluid that is Therefore, in recent years, metals that have a high melting temperature and promote the formation of oxide films have been used for the cathode.

[発明か解決しようとする課題] 4二記したようなプラズマトーチを航空機のエンジンや
ディーゼルエンジン等で実際に適用する場合は、プラズ
マの吹き消えなとを生しることかなく常にプラズマを安
定且つ確実に形成することかできることか望まれ、更に
てきるたけ構成か簡単で小型化することかでき、しかも
周辺の装置も簡略化できるものか要求される。
[Invention or Problem to be Solved] When a plasma torch such as the one described in 42 is actually applied to an aircraft engine, diesel engine, etc., it is necessary to constantly generate plasma stably and reliably without causing the plasma to blow out. It is desired that the device be able to be formed into a large size, and it is also desired that the structure can be made simple and compact, and that the peripheral devices can also be simplified.

しかし、従来一般のプラズマトーチは、プラズマを安定
させて形成する保持力か弱く、燃焼器内の空気の超音速
流の中にプラズマを形成しようとするとき、不安定にな
ったり吹き消えてしまう問題かあり、そのためにプラズ
マトーチを使用できる条件(航空機の高度等)か狭く制
限されてしまう等の問題を有していた。
However, conventional plasma torches have a weak holding power to stabilize and form plasma, and when trying to form plasma in the supersonic flow of air in the combustor, the problem is that it becomes unstable or blows out. Therefore, there were problems such as narrow restrictions on the conditions under which the plasma torch could be used (such as the altitude of the aircraft).

又、従来のプラズマトーチは、冷却するだめの構造が複
雑となって小型化か困難であり、しかし特に水を用いて
冷却する方式においては、水を循環するだめの周辺の複
雑な設備を必要とする、等の問題を有していた。
In addition, conventional plasma torches have a complicated cooling tank structure, making it difficult to downsize them. However, especially in systems that use water for cooling, complicated equipment is required around the water circulation tank. There were problems such as:

本発明は、ト記従来の問題点に着目してなしたもので、
プラズマの保持力を高めて安定したプラズマの形成を可
能にし、且つ上記作用を簡単な構成にて達成できるプラ
ズマトーチを提供することを目的としている。
The present invention was made by focusing on the conventional problems mentioned above.
It is an object of the present invention to provide a plasma torch that can increase the plasma retention force, enable stable plasma formation, and achieve the above-mentioned effects with a simple configuration.

[課題を解決するための手段] 本発明は、ノズルケーシング内に備えられた陰極ロッド
と、該陰極ロッドの先端部に噴出通路を介して対峙する
噴射ノズルとを備え、該噴射ノズルは前記陰極ロッドの
軸心上にプラズマを噴射するノズル口と、外周にノズル
口と同心状の冷却カス用の螺旋通路を形成する螺旋溝と
、前記ノズル口を等間隔を有して囲む位置に、前記螺旋
通路に連通し、先端方向に向って前記ノズル口に対し所
要の広かり角をもって形成されていると共に、前記螺旋
通路のねじり方向と同方向に所要のねじり角をもって複
数開口され、 −前記ノズル口から噴射されるプラズマ
を包囲する保護ンールトを形成する冷却ガス噴射口とを
有することを特徴とするプラズマトーチにかかるもので
ある。
[Means for Solving the Problems] The present invention includes a cathode rod provided in a nozzle casing, and an injection nozzle that faces the tip of the cathode rod via an ejection passage, and the injection nozzle a nozzle opening for injecting plasma on the axis of the rod; a spiral groove forming a spiral passage for cooling waste concentric with the nozzle opening on the outer periphery; - the nozzle is connected to the spiral passage, is formed with a required wide angle toward the tip and has a required wide angle with respect to the nozzle opening, and has a plurality of openings with a required twist angle in the same direction as the twist direction of the spiral passage; - the nozzle; The present invention relates to a plasma torch characterized in that it has a cooling gas injection port that forms a protective tunnel that surrounds the plasma that is ejected from the mouth.

[作   用] 冷却カス流入通路から冷却ガスを流入すると、冷却ガス
は、噴射ノズルの螺旋通路を通ることによって旋回され
、更に複数の冷却カス噴射口を通る際、ねじれ角によっ
て旋回力か継続して保持されると共に、広かり角によっ
て広がりをもった状態で噴射され、ノズル口から噴射さ
れるプラズマを包むよう保護ンールトか形成される。
[Function] When cooling gas flows in from the cooling sludge inlet passage, the cooling gas is swirled by passing through the spiral passage of the injection nozzle, and when passing through the plurality of cooling sludge injection ports, the swirling force continues due to the twist angle. At the same time, the plasma is ejected in a spread state due to the wide angle, and a protective tunnel is formed to surround the plasma ejected from the nozzle orifice.

[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例であり、図示するように、プ
ラズマトーチを構成するノズル本体lは燃焼器2の通路
3に臨んで取付けられた筒体状のノズルケーシング4に
よって区画形成されている。このノズルケーシンク4内
には軸心部に軸方向に所定の長さ延出され、アーク発(
1ユ電極を構成する円柱形状の陰極ロッド5か設けられ
ている。二の陰極ロッド5の先端部にはその表面部に高
融点酸化膜を促進形成する金属、例えばハフニウムによ
って成形された陰極6か形成されている。この陰極6は
ハフニウムと同様の特性を持つジルコニウム、レニウム
、イツトリウム等を単体あるいはそれらを複合材にして
用いて形成しても良い。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and as shown in the figure, a nozzle body l constituting a plasma torch is defined by a cylindrical nozzle casing 4 installed facing a passage 3 of a combustor 2. ing. Inside this nozzle casing 4, a predetermined length is extended in the axial direction at the shaft center, and the arc
A cylindrical cathode rod 5 constituting a single electrode is provided. At the tip of the second cathode rod 5, a cathode 6 made of a metal that promotes the formation of a high melting point oxide film, such as hafnium, is formed on its surface. The cathode 6 may be formed using zirconium, rhenium, yttrium, or the like, which have properties similar to hafnium, alone or in a composite material.

この陰極6には所定の間隙を隔ててアーク発生電極の陽
極7を構成する噴射ノズル8か設けられている。アーク
発生電極を構成する陰極6と陽極7との間隙には上記作
動流体か通過する噴出通路9か形成されており、この噴
出通路9は、噴射ノズル8の前記陰極ロッド5の軸心上
位置に形成した下流のノズル口IOに接続されている。
An injection nozzle 8 forming an anode 7 of the arc generating electrode is provided on the cathode 6 with a predetermined gap therebetween. A jet passage 9 through which the working fluid passes is formed in the gap between the cathode 6 and the anode 7 constituting the arc generating electrode. It is connected to the downstream nozzle port IO formed in the.

前記陰極6の上流側の外周には陰極6を包囲するように
リンク状の供給通路11か形成されており、該供給通路
11の上流側には通路11’を介して作動流体供給管1
2か接続され、又供給通路11の陰極6の先端近傍まで
延びた下端には前記噴出通路9に連通ずる供給口13及
びプラズマ28にスワール(旋回)を与えるだめの傾斜
通路14が形成されている。
A link-shaped supply passage 11 is formed on the outer periphery of the upstream side of the cathode 6 so as to surround the cathode 6, and a working fluid supply pipe 1 is connected to the upstream side of the supply passage 11 via a passage 11'.
A supply port 13 communicating with the ejection passage 9 and an inclined passage 14 for giving a swirl to the plasma 28 are formed at the lower end of the supply passage 11 extending to near the tip of the cathode 6. There is.

前記陽極7を構成する噴射ノズル8は陽極ブロック15
を介してノズルケーシング4に支持されるようになって
おり、前記噴射ノズル8と陽極ブロック15とか組合わ
されたときに相互間にリング状の冷却溝16か形成され
るようになっている。
The injection nozzle 8 constituting the anode 7 is connected to the anode block 15
When the injection nozzle 8 and anode block 15 are combined, a ring-shaped cooling groove 16 is formed between them.

前記噴射ノズル8は、第2〜4図に示す如く軸心部に陰
極ロッド5の挿入孔17とノズル口IOを有している。
The injection nozzle 8 has an insertion hole 17 for the cathode rod 5 and a nozzle opening IO at its axial center, as shown in FIGS. 2-4.

噴射ノズル8の上部外周にはリンク溝18か形成されて
おり、更に噴射ノズルの外周には陽極ブロック15との
間に前記傾斜通路14のねじり方向と同方向にねじられ
た螺旋通路19を形成するための螺旋溝20か形成され
ていて、該螺旋溝20の上流端は前記リンク溝18に連
通し、又先端は前記冷却溝16に連通している。
A link groove 18 is formed on the upper outer periphery of the injection nozzle 8, and a spiral passage 19 twisted in the same direction as the twisting direction of the inclined passage 14 is formed between the injection nozzle and the anode block 15 on the outer periphery of the injection nozzle. The upstream end of the spiral groove 20 communicates with the link groove 18, and the tip communicates with the cooling groove 16.

更に前記噴射ノズル8の先端面21と前記冷却溝16の
内奥部との間には、ノズル口10を取り囲むように複数
の冷却ガス噴射口22が形成しである。
Further, a plurality of cooling gas injection ports 22 are formed between the tip surface 21 of the injection nozzle 8 and the inner deep part of the cooling groove 16 so as to surround the nozzle port 10.

冷却ガス噴射口22は、第2図に示すようにノズルロ1
0の軸線に対し、前記鮮旋溝20のねじり方向と同方向
に所要のねじり角αを存して形成されていると共に、第
3図に示すようにノズルロ10の軸線に対して所要の広
かり角βを有して形成されている。
The cooling gas injection port 22 is connected to the nozzle row 1 as shown in FIG.
It is formed with a required twist angle α in the same direction as the twist direction of the sharp turning groove 20 with respect to the axis of the nozzle roller 10, as shown in FIG. It is formed with a bevel angle β.

広かり角βはプラズマ28の保持力の面から18゜〜2
0°程度か良く実験では19″のときに最も良い結果を
示した。
The widening angle β is 18° to 2 from the viewpoint of the coercive force of the plasma 28.
In experiments, the best results were shown when the angle was around 0° or 19''.

前記リンク溝18の−1−流側には、第1図に示す如く
、冷却カス流入管23に接続した冷却ガス流入通路24
か連通しており、前記冷却カス流入管23からHe、N
2,02 、N2等の燃性又は非燃性の冷却ガス25を
供給するようにしている。
On the -1-stream side of the link groove 18, as shown in FIG.
He and N are connected to each other from the cooling gas inflow pipe 23.
A flammable or non-flammable cooling gas 25 such as 2,02, N2 or the like is supplied.

又、前記陽極フロフク15の外周は多孔質アルミナ等の
絶縁スリー726によって包囲され、又先端は窒化珪素
等の耐熱材27により保護されている。
Further, the outer periphery of the anode float 15 is surrounded by an insulating sleeve 726 made of porous alumina or the like, and the tip is protected by a heat-resistant material 27 such as silicon nitride.

29は冷却カス噴射口22からプラズマ28を包むよう
に噴射される冷却カス25による保護シールド、30は
作動流体を示す。
Reference numeral 29 indicates a protective shield formed by the cooling scum 25 that is injected from the cooling scum injection port 22 so as to surround the plasma 28, and 30 indicates a working fluid.

上記構成において、作動流体供給管12から作動流体3
0を高圧で供給すると共に、流入管23から冷却ガス2
5を高圧で供給する。
In the above configuration, the working fluid 3 is supplied from the working fluid supply pipe 12.
At the same time, cooling gas 2 is supplied from the inflow pipe 23 at high pressure.
5 is supplied at high pressure.

作動流体供給管12から供給された高圧の作動流体25
は、通路11゛からリンク状の供給通路11を通る間に
陰極ロッド5を冷却し、その後傾斜通路14により旋回
力を与えられて更に陰極ロッド5を冷却しつつ噴出通路
9に導かれ、アーク発生電極6,7を通過してプラズマ
化され、発生したプラズマ28はノズルロ10により加
速されて燃焼器2内に深く入り込むように噴射される。
High pressure working fluid 25 supplied from the working fluid supply pipe 12
The cathode rod 5 is cooled while passing through the link-shaped supply passage 11 from the passage 11', and is then given a turning force by the inclined passage 14 to further cool the cathode rod 5 while being guided to the ejection passage 9, where it is guided into the ejection passage 9. The generated plasma 28 is turned into plasma after passing through the generation electrodes 6 and 7, and is accelerated by the nozzle 10 and injected deep into the combustor 2.

又、冷却ガス流入管23から供給された冷却ガス25は
、冷却ガス流入通路24を介して陽極7を構成する噴射
ノズル8のリンク溝18に導入され、続いて螺旋通路1
9、冷却溝16を通りカス噴出口22から外部に噴射さ
れる。
Further, the cooling gas 25 supplied from the cooling gas inflow pipe 23 is introduced into the link groove 18 of the injection nozzle 8 constituting the anode 7 via the cooling gas inflow passage 24, and then into the spiral passage 1.
9. It passes through the cooling groove 16 and is injected to the outside from the waste ejection port 22.

]二記したように、冷却ガス25は、螺旋通路【9によ
ってプラズマ28の旋回方向と同方向のねじりを′4え
られ、更に、ねじり角αと広かり角βををした冷却ガス
噴射口22によりプラズマ28と同方向のねじりを与え
られた状態で噴射されることにより、プラズマ28の外
周に、先端側に向って所要の広かり角βを有して包囲す
る略載頭円錐筒状を何した保護シールド29が形成され
る。
] As mentioned above, the cooling gas 25 is twisted in the same direction as the swirling direction of the plasma 28 through the spiral passage [9], and is further provided with a cooling gas injection port having a twist angle α and a widening angle β. 22 is injected with a twist in the same direction as the plasma 28, so that a substantially truncated conical cylinder surrounds the outer periphery of the plasma 28 with a required wide angle β toward the tip side. A protective shield 29 is formed.

従って、プラズマ28が上記保護シールド29て保護さ
れることになり、よってプラズマ28の保持力か高めら
れてプラズマ28が高速気流に負けるようなことか防止
され、着火性が向上される。
Therefore, the plasma 28 is protected by the protective shield 29, thereby increasing the holding power of the plasma 28, preventing the plasma 28 from being succumbed to high-speed airflow, and improving ignitability.

又、前記したように、冷却ガス25を螺旋通路19及び
傾斜通路I4に通して噴射ノズル8の冷却を行うように
しているので、噴射ノズル8の冷却効率を高めることか
でき、よってプラズマトーチ全体を小型化することかで
きる。又、冷却ガス25を循環させることなくプラズマ
28の外周に噴射させるようにしているので、内部の構
造を更に簡略化して小型化を図ることかできる。
Furthermore, as described above, since the injection nozzle 8 is cooled by passing the cooling gas 25 through the spiral passage 19 and the inclined passage I4, the cooling efficiency of the injection nozzle 8 can be increased, and therefore the entire plasma torch is cooled. Can be made smaller. Furthermore, since the cooling gas 25 is injected onto the outer periphery of the plasma 28 without being circulated, the internal structure can be further simplified and downsized.

尚、本発明のプラス71・−チは、−F述の実施例にの
み限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな(
・範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である
It should be noted that the plus 71.
- It goes without saying that various changes can be made within the scope.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のプラズマトーチによれは
、プラズマトーチの冷却を行った後の冷却カスをプラズ
マの周囲に噴射させてプラズマを包囲するガス保護シー
ルドを形成するようにしているので、プラズマの保持力
か高められ、着火性を著しく向上させることかできる。
[Effects of the Invention] As explained above, the plasma torch of the present invention has a feature that after cooling the plasma torch, the cooling residue is injected around the plasma to form a gas protection shield surrounding the plasma. As a result, the retention power of the plasma is increased and the ignitability can be significantly improved.

又、螺旋通路に冷却ガスを通して旋回させなから噴射ノ
ズルの冷却を行うようにしているので、噴射ノズルを効
果的に冷却することかでき、しかも、冷却後の冷却カス
を外部に噴射するようにしていることによって内部の構
造を簡略化できるので、装置の小型化か達成できる、等
の優れた効果を奏し得る。
In addition, since the injection nozzle is cooled by passing the cooling gas through the spiral passage and not swirling it, the injection nozzle can be effectively cooled, and the cooling residue after cooling can be injected to the outside. By doing so, the internal structure can be simplified, and excellent effects such as miniaturization of the device can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図は第1図
の噴射ノズルを取り出して示した正面図、第3図は第2
図の縦断面図、第4図は第3ズのIV−IV矢視図、第
5図は従来のプラズマトーチの一例を示す部分断面図で
ある。 4はノズルケーシング、5は陰極ロッド、8は噴射ノズ
ル、9は噴出流路、19は螺旋通路、20は螺旋溝、2
2は冷却ガス噴射口、24は冷却カス流入通路、28は
プラズマ、29は保護シールド、αはねじり角、βは広
かり角を示す。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing the injection nozzle shown in FIG. 1 taken out, and FIG.
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the figure, FIG. 4 is a view taken along the line IV--IV of the third stage, and FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of a conventional plasma torch. 4 is a nozzle casing, 5 is a cathode rod, 8 is an injection nozzle, 9 is an injection flow path, 19 is a spiral passage, 20 is a spiral groove, 2
2 is a cooling gas injection port, 24 is a cooling gas inflow passage, 28 is a plasma, 29 is a protective shield, α is a twist angle, and β is a widening angle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)ノズルケーシング内に備えられた陰極ロッドと、該
陰極ロッドの先端部に噴出通路を介して対峙する噴射ノ
ズルとを備え、該噴射ノズルは前記陰極ロッドの軸心上
にプラズマを噴射するノズル口と、外周にノズル口と同
心状の冷却ガス用の螺旋通路を形成する螺旋溝と、前記
ノズル口を等間隔を有して囲む位置に、前記螺旋通路に
連通し、先端方向に向って前記ノズル口に対し所要の広
がり角をもって形成されていると共に、前記螺旋通路の
ねじり方向と同方向に所要のねじり角をもって複数開口
され、前記ノズル口から噴射されるプラズマを包囲する
保護シールドを形成する冷却ガス噴射口とを有すること
を特徴とするプラズマトーチ。
1) A cathode rod provided in a nozzle casing, and an injection nozzle facing the tip of the cathode rod via an ejection passage, the injection nozzle being a nozzle that injects plasma onto the axis of the cathode rod. a spiral groove forming a spiral passage for cooling gas concentric with the nozzle opening on the outer periphery; It is formed with a required spread angle with respect to the nozzle opening, and has a plurality of openings with a required twist angle in the same direction as the twisting direction of the spiral passage, forming a protective shield that surrounds the plasma injected from the nozzle opening. A plasma torch characterized by having a cooling gas injection port.
JP2336762A 1990-11-30 1990-11-30 Plasma torch Pending JPH04206399A (en)

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