JPH05226096A - プラズマトーチとプラズマジェットの発生方法 - Google Patents
プラズマトーチとプラズマジェットの発生方法Info
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- JPH05226096A JPH05226096A JP4028801A JP2880192A JPH05226096A JP H05226096 A JPH05226096 A JP H05226096A JP 4028801 A JP4028801 A JP 4028801A JP 2880192 A JP2880192 A JP 2880192A JP H05226096 A JPH05226096 A JP H05226096A
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- cathode
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 プラズマトーチに関し、電極の消耗が少な
く、高純度のプラズマを発生させる。 【構成】 棒状のカソード１を中心とし、外側に微小な
間隙を隔てゝ配置されたノズル状アノード２の間に作動
ガス５を噴射しながら直流電源９より電圧を印加し、両
極間にアーク放電１０を行なってプラズマジェット１１
を発生させる非移行式のプラズマトーチにおいて、カソ
ード１の外側に沿ってシールドガス１６を供給するカソ
ードノズル１３を、また、アノード２の内側および外側
に沿ってシールドガス１６を供給するアノード内ノズル
１４とアノード外ノズル１５を設ける。
く、高純度のプラズマを発生させる。 【構成】 棒状のカソード１を中心とし、外側に微小な
間隙を隔てゝ配置されたノズル状アノード２の間に作動
ガス５を噴射しながら直流電源９より電圧を印加し、両
極間にアーク放電１０を行なってプラズマジェット１１
を発生させる非移行式のプラズマトーチにおいて、カソ
ード１の外側に沿ってシールドガス１６を供給するカソ
ードノズル１３を、また、アノード２の内側および外側
に沿ってシールドガス１６を供給するアノード内ノズル
１４とアノード外ノズル１５を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電極の消耗が少なく、高
純度のプラズマジェットが得られる非移行式プラズマト
ーチの構造とその発生方法に関する。
純度のプラズマジェットが得られる非移行式プラズマト
ーチの構造とその発生方法に関する。
【０００２】プラズマトーチはアノードとカソードの間
にアルゴン(Ar)やヘリウム(He)などの不活性ガスを噴出
させながら直流電源より直流電圧を印加してアーク放電
させてプラズマジェットを発生させるもので、簡単な装
置構成で大出力，高温，高速のプラズマジェットを発生
できるため、金属の溶射や精錬、金属表面の改質、気相
合成など広い分野で利用されている。
にアルゴン(Ar)やヘリウム(He)などの不活性ガスを噴出
させながら直流電源より直流電圧を印加してアーク放電
させてプラズマジェットを発生させるもので、簡単な装
置構成で大出力，高温，高速のプラズマジェットを発生
できるため、金属の溶射や精錬、金属表面の改質、気相
合成など広い分野で利用されている。
【０００３】
【従来の技術】プラズマトーチの電極は5000℃以上の高
温のアークに接触するため、水冷構造が採られており、
構成金属材料としては、熱伝導率が高く、水冷効果が得
られる銅(Cu)や 融点の高いタングステン（Ｗ）などが
使用されている。
温のアークに接触するため、水冷構造が採られており、
構成金属材料としては、熱伝導率が高く、水冷効果が得
られる銅(Cu)や 融点の高いタングステン（Ｗ）などが
使用されている。
【０００４】然し、電極の消耗は避けられず、そのため
頻繁に電極を交換する必要があり、また、プラズマジェ
ットの純度が低く、高純度が要求される用途には使用で
きなかった。
頻繁に電極を交換する必要があり、また、プラズマジェ
ットの純度が低く、高純度が要求される用途には使用で
きなかった。
【０００５】図５は従来のプラズマトーチの構造を示す
断面図である。すなわち、Ｗなど高融点金属よりなる棒
状のカソード１を中心とし、その外側に水冷構造をとり
Cuなどよりなるノズル状をしたアノード２があり、冷却
水３が循環している。
断面図である。すなわち、Ｗなど高融点金属よりなる棒
状のカソード１を中心とし、その外側に水冷構造をとり
Cuなどよりなるノズル状をしたアノード２があり、冷却
水３が循環している。
【０００６】こゝで、カソード１とアノード２は絶縁リ
ング４と作動ガス５の供給口６を備えた蓋部７により上
下に移動可能に保持されている。また、絶縁リング４に
はノズル状をしたアノード２の先端部に作動ガス５を供
給する孔８が開けられている。
ング４と作動ガス５の供給口６を備えた蓋部７により上
下に移動可能に保持されている。また、絶縁リング４に
はノズル状をしたアノード２の先端部に作動ガス５を供
給する孔８が開けられている。
【０００７】そして、動作としてはカソード１をノズル
状をしたアノード２の先端部に接近させ、ArやHeなどの
作動ガス５を供給してノズルより噴出させながら、直流
電源９より電圧を供給してアーク放電10をさせて着火し
た後は、カソード１を所定の位置まで離して直流定電流
放電を行い、プラズマジェット11を発生させている。
状をしたアノード２の先端部に接近させ、ArやHeなどの
作動ガス５を供給してノズルより噴出させながら、直流
電源９より電圧を供給してアーク放電10をさせて着火し
た後は、カソード１を所定の位置まで離して直流定電流
放電を行い、プラズマジェット11を発生させている。
【０００８】こゝで、アークの温度は5000℃以上の高温
であるためにカソード１とアノード２は消耗して表面が
荒れると云う問題がある。このようなことから、作動ガ
スとして不活性ガスが使用れさているが、用途によって
は酸素や水素などの不活性ガス以外のガスを必要とする
場合がある。
であるためにカソード１とアノード２は消耗して表面が
荒れると云う問題がある。このようなことから、作動ガ
スとして不活性ガスが使用れさているが、用途によって
は酸素や水素などの不活性ガス以外のガスを必要とする
場合がある。
【０００９】例えば、鉄（Fe) の精錬工程においては酸
素プラズマが必要であり、また、ダイヤモンドの合成に
は水素プラズマを必要としている。そのため、O2ガス或
いはH2ガスをArガスなどで希釈して作動ガスとし、供給
しているが、電極の消耗が甚だしく、電極の交換を頻繁
に行なう必要があり、この対策が必要であった。
素プラズマが必要であり、また、ダイヤモンドの合成に
は水素プラズマを必要としている。そのため、O2ガス或
いはH2ガスをArガスなどで希釈して作動ガスとし、供給
しているが、電極の消耗が甚だしく、電極の交換を頻繁
に行なう必要があり、この対策が必要であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマトーチ
はアーク放電が生ずるアノードとカソードの部分の温度
は高温になり消耗し易いことから、作動ガスとしてArや
Heなどの不活性ガスを用い、アノードは水冷構造をとっ
て消耗を防いでいる。
はアーク放電が生ずるアノードとカソードの部分の温度
は高温になり消耗し易いことから、作動ガスとしてArや
Heなどの不活性ガスを用い、アノードは水冷構造をとっ
て消耗を防いでいる。
【００１１】然し、プラズマトーチの用途として不活性
ガス以外のプラズマを必要とする用途があることから、
不活性ガス以外のガスを作動ガスとして使用しても電極
の消耗が少なく、高純度のプラズマジェットが得られる
プラズマトーチを実用化することが課題である。
ガス以外のプラズマを必要とする用途があることから、
不活性ガス以外のガスを作動ガスとして使用しても電極
の消耗が少なく、高純度のプラズマジェットが得られる
プラズマトーチを実用化することが課題である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題は棒状のカソ
ードを中心とし、外側に微小な間隙を隔てゝ配置された
ノズル状アノードの間に作動ガスを噴射しながら直流電
源より電圧を印加し、両極間にアーク放電を行なってプ
ラズマジェットを発生させる非移行式のプラズマトーチ
において、カソード先端のカソードチップおよびアノー
ド先端のアノードチップをそれぞれ表面に金属層を有す
る多結晶ダイヤモンドより構成することを特徴としてプ
ラズマトーチを構成し、また、不活性ガス以外のガスを
作動ガスとして使用する場合は、カソードの外側に沿っ
て不活性ガスを供給するカソードノズルを、また、アノ
ードの内側および外側に沿って不活性ガスを供給するア
ノード内ノズルとアノード外ノズルを設けることを特徴
としてプラズマトーチを構成することにより解決するこ
とができる。
ードを中心とし、外側に微小な間隙を隔てゝ配置された
ノズル状アノードの間に作動ガスを噴射しながら直流電
源より電圧を印加し、両極間にアーク放電を行なってプ
ラズマジェットを発生させる非移行式のプラズマトーチ
において、カソード先端のカソードチップおよびアノー
ド先端のアノードチップをそれぞれ表面に金属層を有す
る多結晶ダイヤモンドより構成することを特徴としてプ
ラズマトーチを構成し、また、不活性ガス以外のガスを
作動ガスとして使用する場合は、カソードの外側に沿っ
て不活性ガスを供給するカソードノズルを、また、アノ
ードの内側および外側に沿って不活性ガスを供給するア
ノード内ノズルとアノード外ノズルを設けることを特徴
としてプラズマトーチを構成することにより解決するこ
とができる。
【００１３】
【作用】本発明はアノードおよびカソードの消耗を最小
限に抑制する方法として次の方法をとるものである。 アーク放電の行なわれる金属部分を表面に金属層を
有する多結晶ダイヤモンドで構成し放熱性を格段に向上
する手段をとることによっても電極の消耗を抑制するこ
とが可能である。
限に抑制する方法として次の方法をとるものである。 アーク放電の行なわれる金属部分を表面に金属層を
有する多結晶ダイヤモンドで構成し放熱性を格段に向上
する手段をとることによっても電極の消耗を抑制するこ
とが可能である。
【００１４】すなわち、ダイヤモンドの熱伝導は2000Ｗ
／ｍｋとCuに較べて４倍も大きなことを利用するもの
で、発明者等が開発した直流プラズマジェット気相成長
法（略称DCプラズマジェットCVD 法, 特開平2-22471)を
使用することにより多結晶ダイヤモンド膜を200 μm ／
時程度の成膜速度で数mmの厚さに形成が可能である。
／ｍｋとCuに較べて４倍も大きなことを利用するもの
で、発明者等が開発した直流プラズマジェット気相成長
法（略称DCプラズマジェットCVD 法, 特開平2-22471)を
使用することにより多結晶ダイヤモンド膜を200 μm ／
時程度の成膜速度で数mmの厚さに形成が可能である。
【００１５】そこで、本発明はこのような気相成長法で
形成したダイヤモンド膜の表面にＷなどの高融点金属を
金属溶射，スパッタ，真空蒸着などの方法で被覆して導
電性をもたせ、電極として使用する。 また、不活性ガス以外のガスを作動ガスとして使用
する場合は、アノードとカソードの内側および外側に沿
って不活性ガスを供給する鞘状のノズルを設け、この鞘
状のノズルに不活性ガスを供給しておくことにより、作
動ガスとしてO2などを用いても電極の酸化，劣化或いは
消耗を抑えることができる。
形成したダイヤモンド膜の表面にＷなどの高融点金属を
金属溶射，スパッタ，真空蒸着などの方法で被覆して導
電性をもたせ、電極として使用する。 また、不活性ガス以外のガスを作動ガスとして使用
する場合は、アノードとカソードの内側および外側に沿
って不活性ガスを供給する鞘状のノズルを設け、この鞘
状のノズルに不活性ガスを供給しておくことにより、作
動ガスとしてO2などを用いても電極の酸化，劣化或いは
消耗を抑えることができる。
【００１６】図１はの説明図であり、以下同一の材料
に対しては同一の番号を付して本発明を説明する。すな
わち、棒状をしたカソード１を囲んでカソードノズル13
を設け、また、先端がノズル状をしたアノード２を囲ん
で内側にはアノード内ノズル14、外側にはアノード外ノ
ズル15を設け、各々の間に不活性ガスよりなるシールド
ガス16を流しながら、カソード１とアノード２の間に作
動ガス５を供給し、アーク放電10を行い、プラズマジェ
ット11を発生させるものである。
に対しては同一の番号を付して本発明を説明する。すな
わち、棒状をしたカソード１を囲んでカソードノズル13
を設け、また、先端がノズル状をしたアノード２を囲ん
で内側にはアノード内ノズル14、外側にはアノード外ノ
ズル15を設け、各々の間に不活性ガスよりなるシールド
ガス16を流しながら、カソード１とアノード２の間に作
動ガス５を供給し、アーク放電10を行い、プラズマジェ
ット11を発生させるものである。
【００１７】こゝで、アノード外ノズル15は一見不要の
ように見えるが、雰囲気が不活性ガスだけであるか、あ
るいは高真空の場合を別として、雰囲気中の活性ガスが
アノード２に接触して酸化させるので、アノード２の外
側にもシールドガス16を供給しておくとよい。
ように見えるが、雰囲気が不活性ガスだけであるか、あ
るいは高真空の場合を別として、雰囲気中の活性ガスが
アノード２に接触して酸化させるので、アノード２の外
側にもシールドガス16を供給しておくとよい。
【００１８】一方、アノード２に較べ、カソード１は電
極の消耗が少ないので、トーチの構造を簡単化するた
め、カソードシール13は省略することも可能である。な
お、カソード１とアノード２との間にシールドガス16を
流すためのノズルがあることから、プラズマが着火しに
くいように思われるが、カソード１とカソードノズル13
を移動可能に構成し、アノード２に近づけてアーク放電
させ、その後は電極の消耗の少ない位置にまで移動させ
ることにより着火は容易である。
極の消耗が少ないので、トーチの構造を簡単化するた
め、カソードシール13は省略することも可能である。な
お、カソード１とアノード２との間にシールドガス16を
流すためのノズルがあることから、プラズマが着火しに
くいように思われるが、カソード１とカソードノズル13
を移動可能に構成し、アノード２に近づけてアーク放電
させ、その後は電極の消耗の少ない位置にまで移動させ
ることにより着火は容易である。
【００１９】このような方法をとることによりアーク放
電発生部の温度上昇を抑制し、電極の消耗を少なくする
ものである。
電発生部の温度上昇を抑制し、電極の消耗を少なくする
ものである。
【００２０】
実施例１：（請求項１〜５に対応） 図４に示すプラズマトーチを作り、これを用いて実験を
行なった。
行なった。
【００２１】すなわち、カソード１とアノード２はCu製
で水冷構造をとり冷却水３が循環しているが、カソード
１の先端にはダイヤモンドよりなるカソードチップ20
が、また、アノード２の先端にはラッパ状をしたダイヤ
モンドよりなるアノードチップ21が装着されてある。
で水冷構造をとり冷却水３が循環しているが、カソード
１の先端にはダイヤモンドよりなるカソードチップ20
が、また、アノード２の先端にはラッパ状をしたダイヤ
モンドよりなるアノードチップ21が装着されてある。
【００２２】こゝで、両者の製法としてはDCプラズマジ
ェットCVD 法で形成したダイヤモンド板を所定の大きさ
に加工した後、この表裏にスパッタ法によりチタン(Ti)
を0.5 μm の厚さに形成し、更にアークと接する側にＷ
膜22を100 μm の厚さにプラズマ溶射法により成膜し
た。
ェットCVD 法で形成したダイヤモンド板を所定の大きさ
に加工した後、この表裏にスパッタ法によりチタン(Ti)
を0.5 μm の厚さに形成し、更にアークと接する側にＷ
膜22を100 μm の厚さにプラズマ溶射法により成膜し
た。
【００２３】なお、カソードチップ20の大きさは直径が
５mm, 厚さが２mmであり、また、アノードチップ21の大
きさは厚さが１mmであり、ラッパ状をした狭窄部の径が
３mm, 拡がり部の外径が12mm, 高さが４mmである。
５mm, 厚さが２mmであり、また、アノードチップ21の大
きさは厚さが１mmであり、ラッパ状をした狭窄部の径が
３mm, 拡がり部の外径が12mm, 高さが４mmである。
【００２４】動作として、作動ガス５としてはAr10リッ
トル／分とH210リットル／分の混合流量で、アーク電流
200 Ａ，アーク電圧100 Ｖの条件で100 時間運転し、電
極の消耗状態を観察した。
トル／分とH210リットル／分の混合流量で、アーク電流
200 Ａ，アーク電圧100 Ｖの条件で100 時間運転し、電
極の消耗状態を観察した。
【００２５】その結果、アノードチップ21のＷ膜22は最
高で約40μm 凹んだがカソードチップ20については消耗
は見られなかった。 比較例１：（実施例１に対応） 図５に示す装置を用い、実施例１と同じ条件で放電実験
を行い、電極の消耗の様子を調べた。
高で約40μm 凹んだがカソードチップ20については消耗
は見られなかった。 比較例１：（実施例１に対応） 図５に示す装置を用い、実施例１と同じ条件で放電実験
を行い、電極の消耗の様子を調べた。
【００２６】その結果、１時間の運転でもアノードは部
分的に0.2mm の窪みが観察された。また、カソードには
大きな窪みは見られなかったが、数10μm の凹凸が観察
された。 実施例２：（請求項６〜13に対応） 図２に示すプラズマトーチを作り、これを用いて実験を
行なった。
分的に0.2mm の窪みが観察された。また、カソードには
大きな窪みは見られなかったが、数10μm の凹凸が観察
された。 実施例２：（請求項６〜13に対応） 図２に示すプラズマトーチを作り、これを用いて実験を
行なった。
【００２７】すなわち、カソード１はＷで、また、アノ
ード２はCu製で水冷構造をとり、冷却水３を循環させ
る。また、カソード１とカソードノズル13が上下に移動
可能である。
ード２はCu製で水冷構造をとり、冷却水３を循環させ
る。また、カソード１とカソードノズル13が上下に移動
可能である。
【００２８】動作として、作動ガス５としてはO2を10リ
ットル／分の流量で、また、シールドガス16としてArを
用い、カソードノズルには10リットル／分の流量で、ま
たアノード内ノズル14には20リットル／分で、またアノ
ード外ノズル15には10リットル／分の流量で供給した。
ットル／分の流量で、また、シールドガス16としてArを
用い、カソードノズルには10リットル／分の流量で、ま
たアノード内ノズル14には20リットル／分で、またアノ
ード外ノズル15には10リットル／分の流量で供給した。
【００２９】そして、アーク電流200 Ａ，アーク電圧10
0 Ｖの条件で100 時間運転し、電極の消耗状態を観察し
た。なお、プラズマの着火に当たっては、カソード１と
アノード２を近づけ、作動ガス５とアノード外シールド
ガスは流さずArだけで着火し、その後、電極間隔を離
し、作動ガスを流して上記の設定とした。
0 Ｖの条件で100 時間運転し、電極の消耗状態を観察し
た。なお、プラズマの着火に当たっては、カソード１と
アノード２を近づけ、作動ガス５とアノード外シールド
ガスは流さずArだけで着火し、その後、電極間隔を離
し、作動ガスを流して上記の設定とした。
【００３０】その結果、運転１時間ではアノード，カソ
ードとも変化は見られず、運転10時間ではアノードの表
面が少しザラザラになった。また、運転100 時間ではア
ノードの表面には深さが約１mmの穴が数カ所認められた
が、カソードの消耗は見られなかった。 比較例２：（実施例２に対応） 図５に示すような通常のプラズマトーチを用い、作動ガ
スとしてArを40リットル／分，O2を10リットル／分と
し、実施例２と同様にアーク電流200 Ａ，アーク電圧10
0 Ｖとして大気中での電極の消耗状況を調べた。
ードとも変化は見られず、運転10時間ではアノードの表
面が少しザラザラになった。また、運転100 時間ではア
ノードの表面には深さが約１mmの穴が数カ所認められた
が、カソードの消耗は見られなかった。 比較例２：（実施例２に対応） 図５に示すような通常のプラズマトーチを用い、作動ガ
スとしてArを40リットル／分，O2を10リットル／分と
し、実施例２と同様にアーク電流200 Ａ，アーク電圧10
0 Ｖとして大気中での電極の消耗状況を調べた。
【００３１】その結果、１時間の運転でもアノードの表
面には深さ１mmを超える穴が観察された。また、カソー
ドは大きな穴は見られなかったが、表面がかなり荒れて
いた。 実施例３：（請求項６〜13に対応） 図３に示すプラズマトーチを作り、これを用いて実験を
行なった。
面には深さ１mmを超える穴が観察された。また、カソー
ドは大きな穴は見られなかったが、表面がかなり荒れて
いた。 実施例３：（請求項６〜13に対応） 図３に示すプラズマトーチを作り、これを用いて実験を
行なった。
【００３２】すなわち、カソード１はＷで、また、アノ
ード２はCu製で水冷構造をとり、またアノード内ノズル
14がついており、冷却水３を循環させる。動作として、
作動ガス５としてはAr20リットル／分とO210リットル／
分の混合流量で、また、アノード内ノズル14に供給する
シールドガス16としてArを用い、20リットル／分の流量
で供給した。
ード２はCu製で水冷構造をとり、またアノード内ノズル
14がついており、冷却水３を循環させる。動作として、
作動ガス５としてはAr20リットル／分とO210リットル／
分の混合流量で、また、アノード内ノズル14に供給する
シールドガス16としてArを用い、20リットル／分の流量
で供給した。
【００３３】そして、アーク電流200 Ａ，アーク電圧10
0 Ｖ, 30torrの減圧雰囲気で100 時間運転し、電極の消
耗状態を観察した。なお、プラズマの着火に当たって
は、カソード１とアノード２を近づけ、作動ガスにO2を
混入せず、Arだけで着火し、その後、電極間隔を離し、
作動ガスを流して上記の設定とした。
0 Ｖ, 30torrの減圧雰囲気で100 時間運転し、電極の消
耗状態を観察した。なお、プラズマの着火に当たって
は、カソード１とアノード２を近づけ、作動ガスにO2を
混入せず、Arだけで着火し、その後、電極間隔を離し、
作動ガスを流して上記の設定とした。
【００３４】その結果、運転１時間ではアノード，カソ
ードとも変化は見られず、運転10時間ではアノードの表
面が少しザラザラになった。また、運転100 時間ではア
ノードの表面には深さが約１mmの穴が数カ所認められ
た。
ードとも変化は見られず、運転10時間ではアノードの表
面が少しザラザラになった。また、運転100 時間ではア
ノードの表面には深さが約１mmの穴が数カ所認められ
た。
【００３５】一方、カソードは特に大きな変化は見られ
なかったが、その表面は少し荒れてザラザラになってい
た。 比較例３：（実施例３に対応) 図５に示すような通常のプラズマトーチを用い、作動ガ
スとしてArを40リットル／分，O2を10リットル／分と
し、実施例２と同様にアーク電流200 Ａ，アーク電圧10
0 Ｖ，30 torr の減圧雰囲気での消耗状況を調べた。
なかったが、その表面は少し荒れてザラザラになってい
た。 比較例３：（実施例３に対応) 図５に示すような通常のプラズマトーチを用い、作動ガ
スとしてArを40リットル／分，O2を10リットル／分と
し、実施例２と同様にアーク電流200 Ａ，アーク電圧10
0 Ｖ，30 torr の減圧雰囲気での消耗状況を調べた。
【００３６】その結果、10時間の運転でアノードの表面
には深さ１mmを超える穴が観察された。また、カソード
は大きな穴は見られなかったが、表面がかなり荒れてい
た。
には深さ１mmを超える穴が観察された。また、カソード
は大きな穴は見られなかったが、表面がかなり荒れてい
た。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係るプラズマトーチは長寿命で
あり、また、作動ガスとしてO2やH2など不活性ガス以外
のガスも使用することができ、純度のよいプラズマジェ
ットを提供することができる。
あり、また、作動ガスとしてO2やH2など不活性ガス以外
のガスも使用することができ、純度のよいプラズマジェ
ットを提供することができる。
【図１】鞘状ノズルを設ける本発明の原理図である。
【図２】本発明の実施例（その１）である。
【図３】本発明の実施例（その２）である。
【図４】本発明の実施例（その３）である。
【図５】従来のプラズマトーチの構造を示す断面図であ
る。
る。
１ カソード ２ アノード ３ 冷却水 ５ 作動ガス ９ 電源 10 アーク放電 11 プラズマジェット 13 カソードノズル 14 アノード内ノズル 15 アノード外ノズル 16 シールドガス 20 カソードチップ 21 アノードチップ 22 Ｗ膜
Claims (13)
- 【請求項１】 冷媒により冷却されており、微小間隙を
隔て対向しているカソードチップ(20)とアノードチップ
(21)との間に作動カス(5) を噴出させながら、直流電源
(9) より電圧を印加して放電せしめ、プラズマジェット
(11)を発生させる非移行式のプラズマトーチにおいて、
前記カソードチップ(20)およびアノードチップ(21)がそ
れぞれ表面に金属層を有する多結晶ダイヤモンドより構
成されていることを特徴とするプラズマトーチ。 - 【請求項２】 冷媒により冷却されており、微小間隙を
隔て対向しているカソードチップ(20)とアノードチップ
(21)との間に作動カス(5) を噴出させながら、直流電源
(9) より電圧を印加して放電せしめ、プラズマジェット
(11)を発生させる非移行式のプラズマトーチにおいて、
前記アノードチップ(21)が表面に金属層を有する多結晶
ダイヤモンドより構成されていることを特徴とするプラ
ズマトーチ。 - 【請求項３】 前記金属層がタングステンを主成分とす
ることを特徴とする請求項１および２記載のプラズマト
ーチ。 - 【請求項４】 前記金属層が酸化トリウム，酸化イット
リウム，酸化ランタン，酸化セシウムの中から選ばれた
一種類または多種類の酸化物が添加されていることを特
徴とする請求項１および２記載のプラズマトーチ。 - 【請求項５】 請求項１または２記載のプラズマトーチ
を用い、カソードチップ(20)とアノードチップ(21)の間
に作動ガス(5) を噴射させながら、カソード(1) とアノ
ード(2) 間でアーク放電(10)を行なうことを特徴とする
プラズマジェットの発生方法。 - 【請求項６】 棒状のカソード(1) を中心とし、外側に
微小な間隙を隔て配置されたノズル状アノード(2) の間
に作動ガス(5) を噴射しながら直流電源(9)より電圧を
印加し、該両電極間にアーク放電(10)を行なってプラズ
マジェット(11)を発生させる非移行式のプラズマトーチ
において、カソード(1) の外側に沿ってシールドガス(1
6)を供給するカソードノズル(13)を、またアノード(2)
の内側および外側に沿ってシールドガス(16)を供給する
アノード内ノズル(14)とアノード外ノズル(15)を設ける
ことを特徴とするプラズマトーチ。 - 【請求項７】 棒状のカソード(1) を中心とし、外側に
微小な間隙を隔て配置されたノズル状アノード(2) の間
に作動ガス(5) を噴射しながら直流電源(9)より電圧を
印加し、該両電極間にアーク放電(10)を行なってプラズ
マジェット(11)を発生させる非移行式のプラズマトーチ
において、カソード(1) の外側に沿ってシールドガス(1
6)を供給するカソードノズル(13)を、またアノード(2)
の内側に沿ってシールドガス(16)を供給するアノード内
ノズル(14)を設けることを特徴とするプラズマトーチ。 - 【請求項８】 棒状のカソード(1) を中心とし、外側に
微小な間隙を隔て配置されたノズル状アノード(2) の間
に作動ガス(5) を噴射しながら直流電源(9)より電圧を
印加し、該両電極間にアーク放電(10)を行なってプラズ
マジェット(11)を発生させる非移行式のプラズマトーチ
において、アノード(2) の内側および外側に沿ってシー
ルドガス(16)を供給するアノード内ノズル(14)とアノー
ド外ノズル(15)を設けることを特徴とするプラズマトー
チ。 - 【請求項９】 棒状のカソード(1) を中心とし、外側に
微小な間隙を隔て配置されたノズル状アノード(2) の間
に作動ガス(5) を噴射しながら直流電源(9)より電圧を
印加し、該両電極間にアーク放電(10)を行なってプラズ
マジェット(11)を発生させる非移行式のプラズマトーチ
において、アノード(2) の内側に沿ってシールドガス(1
6)を供給するアノード内ノズル(14)を設けることを特徴
とするプラズマトーチ。 - 【請求項１０】 カソードとアノードとの相対位置が、
プラズマジェット発生中に移動可能な構造であることを
特徴とする請求項６〜９記載のプラズマトーチ。 - 【請求項１１】 請求項６〜９記載のプラズマトーチを
用い、シールドガスとして不活性ガス、作動ガスとして
不活性ガス以外のガスを流しながら、該カソード(1) と
アノード(2) との間でアーク放電(10)を行なうことを特
徴とするプラズマジェットの発生方法。 - 【請求項１２】 前記不活性ガスが、ヘリウムまたはア
ルゴンまたはこれらの混合ガスであることを特徴とする
請求項１１記載のプラズマジェットの発生方法。 - 【請求項１３】 前記作動ガスが不活性ガスも混合して
いることを特徴とする請求項１１記載のプラズマジェッ
トの発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028801A JPH05226096A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | プラズマトーチとプラズマジェットの発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028801A JPH05226096A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | プラズマトーチとプラズマジェットの発生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226096A true JPH05226096A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=12258532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4028801A Withdrawn JPH05226096A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | プラズマトーチとプラズマジェットの発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226096A (ja) |
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| US12030776B2 (en) | 2020-02-26 | 2024-07-09 | Monolith Materials, Inc. | Systems and methods for particle generation |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP4028801A patent/JPH05226096A/ja not_active Withdrawn
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