JPH05315094A - プラズマトーチ - Google Patents
プラズマトーチInfo
- Publication number
- JPH05315094A JPH05315094A JP4142096A JP14209692A JPH05315094A JP H05315094 A JPH05315094 A JP H05315094A JP 4142096 A JP4142096 A JP 4142096A JP 14209692 A JP14209692 A JP 14209692A JP H05315094 A JPH05315094 A JP H05315094A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- nozzle
- powder
- water
- torch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温で大きい電気伝導性を持つ粉末をプラズ
マフレーム中へノズルから供給した場合でも、プラズマ
フレームからノズルへの放電が生じないプラズマトーチ
を提供する。 【構成】 本発明のプラズマトーチは、プラズマフレー
ム中に原料を導入するノズルを絶縁物にて構成したこと
を特徴としている。つまり、原料導入ノズルを絶縁化す
ることにより、高温で大きい電気伝導性を持つ粉末を原
料導入ノズルからプラズマフレーム中へ供給した場合で
も、プラズマフレームからノズルへの放電を防止できる
わけである。 【効果】 高温で大きい電気伝導性を持つ粉末を原料導
入ノズルからプラズマフレームへ供給した場合でも、プ
ラズマフレームからノズルへの放電の防止が可能とな
り、プラズマ装置の安定した操業が可能となる。
マフレーム中へノズルから供給した場合でも、プラズマ
フレームからノズルへの放電が生じないプラズマトーチ
を提供する。 【構成】 本発明のプラズマトーチは、プラズマフレー
ム中に原料を導入するノズルを絶縁物にて構成したこと
を特徴としている。つまり、原料導入ノズルを絶縁化す
ることにより、高温で大きい電気伝導性を持つ粉末を原
料導入ノズルからプラズマフレーム中へ供給した場合で
も、プラズマフレームからノズルへの放電を防止できる
わけである。 【効果】 高温で大きい電気伝導性を持つ粉末を原料導
入ノズルからプラズマフレームへ供給した場合でも、プ
ラズマフレームからノズルへの放電の防止が可能とな
り、プラズマ装置の安定した操業が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱プラズマを利用した
反応容器に使用されるプラズマトーチに関するものであ
る。
反応容器に使用されるプラズマトーチに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱プラズマを利用して各種物質の
合成や溶射等が行われているが、特に、合成反応などに
利用する場合には、プラズマフレームが大きい方が有利
なことが多く、高周波プラズマ装置、あるいは、１個ま
たは複数個の直流プラズマと高周波プラズマとからなる
ハイブリッドプラズマ装置が多用されている。例えば特
開昭６３−２２１８４２号公報には、複数の直流プラズ
マと高周波プラズマとからなるハイブリッドプラズマ装
置を利用して金属粉体、金属化合物粉体、及びセラミッ
クス粉体を製造する方法が開示されている。これらの従
来のプラズマトーチに於ては、銅、ステンレスなどの金
属で直径１０〜２０ｍｍ程度の管状に製作された原料導
入ノズルがプラズマフレームの直上まで挿入されてい
る。このノズルは、高温に耐えるために、内部に冷却水
を通して水冷して使用されることが一般的である。この
ことは、高周波プラズマ装置を利用する場合でも、直流
プラズマがないだけでハイブリッドプラズマ装置の場合
と同様である。
合成や溶射等が行われているが、特に、合成反応などに
利用する場合には、プラズマフレームが大きい方が有利
なことが多く、高周波プラズマ装置、あるいは、１個ま
たは複数個の直流プラズマと高周波プラズマとからなる
ハイブリッドプラズマ装置が多用されている。例えば特
開昭６３−２２１８４２号公報には、複数の直流プラズ
マと高周波プラズマとからなるハイブリッドプラズマ装
置を利用して金属粉体、金属化合物粉体、及びセラミッ
クス粉体を製造する方法が開示されている。これらの従
来のプラズマトーチに於ては、銅、ステンレスなどの金
属で直径１０〜２０ｍｍ程度の管状に製作された原料導
入ノズルがプラズマフレームの直上まで挿入されてい
る。このノズルは、高温に耐えるために、内部に冷却水
を通して水冷して使用されることが一般的である。この
ことは、高周波プラズマ装置を利用する場合でも、直流
プラズマがないだけでハイブリッドプラズマ装置の場合
と同様である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のプラズマトーチでは、高温で大きい電気伝導性を
持つような粉末をプラズマフレーム中へノズルから供給
した場合、この粉末を辿ってプラズマフレームからノズ
ルへ放電が生じることがある。高温で大きい電気伝導性
を持つ物質としては、例えば、金属酸化物半導体が挙げ
られる。通常の金属は、高温になるに従って電気伝導度
が小さくなるのに対し、上記半導体では、高温になるに
従って電気伝導度が大きくなる。
従来のプラズマトーチでは、高温で大きい電気伝導性を
持つような粉末をプラズマフレーム中へノズルから供給
した場合、この粉末を辿ってプラズマフレームからノズ
ルへ放電が生じることがある。高温で大きい電気伝導性
を持つ物質としては、例えば、金属酸化物半導体が挙げ
られる。通常の金属は、高温になるに従って電気伝導度
が小さくなるのに対し、上記半導体では、高温になるに
従って電気伝導度が大きくなる。
【０００４】一方、プラズマフレーム中に導入される直
前の原料粉末は、既にかなり高温になっているので、原
料が金属酸化物半導体などであると、上述した理由にて
大きな電気伝導度を示すことになる。また、原料粉末を
導入するノズルも通常は良導体の金属、例えば銅等を用
いて作られているので、プラズマフレームとノズル間に
電気の通り道ができることとなる。このような状況下で
は、プラズマフレームが通常は高電位であるので、プラ
ズマフレームからノズルへ放電が生じ、ノズルが溶損し
てしまう。
前の原料粉末は、既にかなり高温になっているので、原
料が金属酸化物半導体などであると、上述した理由にて
大きな電気伝導度を示すことになる。また、原料粉末を
導入するノズルも通常は良導体の金属、例えば銅等を用
いて作られているので、プラズマフレームとノズル間に
電気の通り道ができることとなる。このような状況下で
は、プラズマフレームが通常は高電位であるので、プラ
ズマフレームからノズルへ放電が生じ、ノズルが溶損し
てしまう。
【０００５】本発明は、このような従来技術の不都合を
改善するべく案出されたものであり、その主な目的は、
高温で大きい電気伝導性を持つ粉末をプラズマフレーム
中へノズルから供給した場合でも、プラズマフレームか
らノズルへの放電が生じないように改善されたプラズマ
トーチを提供することにある。
改善するべく案出されたものであり、その主な目的は、
高温で大きい電気伝導性を持つ粉末をプラズマフレーム
中へノズルから供給した場合でも、プラズマフレームか
らノズルへの放電が生じないように改善されたプラズマ
トーチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、プラズマフレーム中に原料を導入するノズ
ルを絶縁物にて構成することによって達成される。本発
明のプラズマトーチは、各種プラズマ発生装置に適用す
ることができるが、プラズマ装置の中でも特に放電現象
を生じ易いのは、高周波プラズマ装置あるいは直流プラ
ズマと高周波プラズマとを併用したハイブリッドプラズ
マ装置なので、これらのプラズマ装置に適用するとその
効果が大きい。
明によれば、プラズマフレーム中に原料を導入するノズ
ルを絶縁物にて構成することによって達成される。本発
明のプラズマトーチは、各種プラズマ発生装置に適用す
ることができるが、プラズマ装置の中でも特に放電現象
を生じ易いのは、高周波プラズマ装置あるいは直流プラ
ズマと高周波プラズマとを併用したハイブリッドプラズ
マ装置なので、これらのプラズマ装置に適用するとその
効果が大きい。
【０００７】
【作用】このように、プラズマ装置のトーチに於ける原
料粉体を導入するノズルに絶縁物を使用することによ
り、高温で大きい電気伝導性を持つ粉末をプラズマフレ
ーム中へ原料導入ノズルから供給した場合にも、プラズ
マフレームからノズルへの放電が防止できる。
料粉体を導入するノズルに絶縁物を使用することによ
り、高温で大きい電気伝導性を持つ粉末をプラズマフレ
ーム中へ原料導入ノズルから供給した場合にも、プラズ
マフレームからノズルへの放電が防止できる。
【０００８】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例
に基づいて本発明の構成について詳細に説明する。
に基づいて本発明の構成について詳細に説明する。
【０００９】図１は、複数の（例えば３個）直流プラズ
マガン１と、高周波プラズマワークコイル２とを有する
ハイブリッドプラズマ装置のプラズマトーチの概略図で
ある。図中のワークコイル２の内側に位置する内径約８
０ｍｍの石英水冷二重管３の上部及び下部は、銅製の上
部固定部材４と、銅製の下部固定部材５とでそれぞれ固
定されている。そして直流プラズマガン１の間から石英
水冷二重管３の内側へ向けて、処理するべき原料を導入
するノズル７が突入している。
マガン１と、高周波プラズマワークコイル２とを有する
ハイブリッドプラズマ装置のプラズマトーチの概略図で
ある。図中のワークコイル２の内側に位置する内径約８
０ｍｍの石英水冷二重管３の上部及び下部は、銅製の上
部固定部材４と、銅製の下部固定部材５とでそれぞれ固
定されている。そして直流プラズマガン１の間から石英
水冷二重管３の内側へ向けて、処理するべき原料を導入
するノズル７が突入している。
【００１０】原料導入ノズル７は、直径約１５ｍｍの銅
製水冷二重構造をなしているが、その先端部７ａの約２
５ｍｍの部分が、アルミナセラミックスで製作されてい
る。なお、アルミナセラミックス製の先端部７ａには水
冷は施されていない。
製水冷二重構造をなしているが、その先端部７ａの約２
５ｍｍの部分が、アルミナセラミックスで製作されてい
る。なお、アルミナセラミックス製の先端部７ａには水
冷は施されていない。
【００１１】この場合、絶縁物を使用しなければならな
い範囲としては、原料粉体が加熱されている領域のみで
よい。なぜならば、上述したように、金属酸化物半導体
等では、高温では大きな電気伝導度をもっているが、室
温付近では電気伝導度は小さいからである。実用的に
は、原料導入ノズル７の先端の数１０ｍｍ程度を絶縁物
で製作すれば良い。
い範囲としては、原料粉体が加熱されている領域のみで
よい。なぜならば、上述したように、金属酸化物半導体
等では、高温では大きな電気伝導度をもっているが、室
温付近では電気伝導度は小さいからである。実用的に
は、原料導入ノズル７の先端の数１０ｍｍ程度を絶縁物
で製作すれば良い。
【００１２】絶縁物の材質としては、例えば、絶縁性と
耐熱性に優れるアルミナ、マグネシア、石英等のセラミ
ックスを使用すれば良い。耐熱性のあるセラミックスを
使用すると水冷が不要となり、構造が簡単になるという
利点もある。
耐熱性に優れるアルミナ、マグネシア、石英等のセラミ
ックスを使用すれば良い。耐熱性のあるセラミックスを
使用すると水冷が不要となり、構造が簡単になるという
利点もある。
【００１３】絶縁物の取付け方法としては、セラミック
ス製のパイプの片側にねじを切り、通常の銅製原料導入
ノズルの先端にねじ込み固定することで良い。
ス製のパイプの片側にねじを切り、通常の銅製原料導入
ノズルの先端にねじ込み固定することで良い。
【００１４】このプラズマトーチを用い、アルゴン：１
２ｌ／ｍｉｎ、出力：９ｋｗの条件で直流プラズマを、
アルゴン：１５０ｌ／ｍｉｎ、酸素：５０ｌ／ｍｉｎ、
プレート出力：１２０ｋｗの条件で高周波プラズマを、
それぞれ点火してプラズマフレーム８を発生させた。こ
のプラズマフレーム８中へ、平均粒径５０μｍの高純度
の酸化ランタン粉末９を１５ｇ／ｍｉｎで導入したとこ
ろ、平均粒径１μｍ以下の酸化ランタン微粒子が得られ
た。この微粒子の純度は導入した粉末と同様に高純度で
あった。微粒化のプロセスは、一度原料粉末が蒸発し、
微粒子として再析出したものと考えられる。約１時間後
プラズマを消しトーチの状態を調べたが、何の変化も認
められなかった。
２ｌ／ｍｉｎ、出力：９ｋｗの条件で直流プラズマを、
アルゴン：１５０ｌ／ｍｉｎ、酸素：５０ｌ／ｍｉｎ、
プレート出力：１２０ｋｗの条件で高周波プラズマを、
それぞれ点火してプラズマフレーム８を発生させた。こ
のプラズマフレーム８中へ、平均粒径５０μｍの高純度
の酸化ランタン粉末９を１５ｇ／ｍｉｎで導入したとこ
ろ、平均粒径１μｍ以下の酸化ランタン微粒子が得られ
た。この微粒子の純度は導入した粉末と同様に高純度で
あった。微粒化のプロセスは、一度原料粉末が蒸発し、
微粒子として再析出したものと考えられる。約１時間後
プラズマを消しトーチの状態を調べたが、何の変化も認
められなかった。
【００１５】図１と同様の形式のハイブリッドプラズマ
装置のプラズマトーチで、原料導入ノズルとして全体が
銅製水冷二重構造のノズルを使用し、他は上記実施例と
同一条件でプラズマを点火し、高純度の酸化ランタン粉
末を１５ｇ／ｍｉｎで導入したところ、数十秒でプラズ
マフレームから原料導入ノズルの先端へ放電が生じ、ノ
ズル先端約１０ｍｍの部分が溶損した。
装置のプラズマトーチで、原料導入ノズルとして全体が
銅製水冷二重構造のノズルを使用し、他は上記実施例と
同一条件でプラズマを点火し、高純度の酸化ランタン粉
末を１５ｇ／ｍｉｎで導入したところ、数十秒でプラズ
マフレームから原料導入ノズルの先端へ放電が生じ、ノ
ズル先端約１０ｍｍの部分が溶損した。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高温で大きい電気伝導性を持つ粉末を原料導
入ノズルからプラズマフレーム中へ供給した場合でも、
プラズマフレームからノズルへの放電の防止が可能とな
り、プラズマ装置の安定した操業が可能となる。また、
プラズマ装置の長寿命化を図ることができる。
によれば、高温で大きい電気伝導性を持つ粉末を原料導
入ノズルからプラズマフレーム中へ供給した場合でも、
プラズマフレームからノズルへの放電の防止が可能とな
り、プラズマ装置の安定した操業が可能となる。また、
プラズマ装置の長寿命化を図ることができる。
【図１】本発明によるハイブリッドプラズマ装置のプラ
ズマトーチの説明図である。
ズマトーチの説明図である。
１ 直流プラズマガン ２ 高周波プラズマワークコイル ３ 石英水冷二重管 ４・５ 固定部材 ７ 銅製水冷二重構造原料導入ノズル ７ａ アルミナセラミックス製ノズル ８ プラズマフレーム ９ 酸化ランタン粉末
Claims (2)
- 【請求項１】 プラズマフレーム中に原料を導入するノ
ズルを有し、プラズマの高温を利用する反応装置に使用
されるプラズマトーチであって、 前記ノズルが、絶縁物からなることを特徴とするプラズ
マトーチ。 - 【請求項２】 前記プラズマトーチが、高周波プラズマ
と直流プラズマとを併用したハイブリッド式であること
を特徴とする請求項１に記載のプラズマトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142096A JPH05315094A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | プラズマトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142096A JPH05315094A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | プラズマトーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315094A true JPH05315094A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=15307338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4142096A Withdrawn JPH05315094A (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | プラズマトーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315094A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109847675A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-06-07 | 武汉天和技术股份有限公司 | 一种等离子粉末制备装置 |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP4142096A patent/JPH05315094A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109847675A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-06-07 | 武汉天和技术股份有限公司 | 一种等离子粉末制备装置 |
| CN109847675B (zh) * | 2019-04-23 | 2024-05-14 | 武汉天和技术股份有限公司 | 一种等离子粉末制备装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |