JPH0536494A - プラズマトーチ - Google Patents
プラズマトーチInfo
- Publication number
- JPH0536494A JPH0536494A JP3212603A JP21260391A JPH0536494A JP H0536494 A JPH0536494 A JP H0536494A JP 3212603 A JP3212603 A JP 3212603A JP 21260391 A JP21260391 A JP 21260391A JP H0536494 A JPH0536494 A JP H0536494A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- nozzle
- plasma
- ignition
- conductive material
- 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- Withdrawn
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、プラズマ加熱などに用いられるプ
ラズマトーチの電極とノズルの位置関係の制約を受けず
に、プラズマを着火させることを目的とする。 【構成】 プラズマトーチにおいて、ノズルまたは電極
のどちらか一方に、温度変化により変形する導電性材料
を、プラズマ着火前には電極またはノズルと導電性材料
との間隙が、高周波電圧により気体の絶縁破壊を起こす
距離となるような位置に装着している。 【効果】 上記構成とすることで、電極とノズルの位置
関係の制約を受けずにノズルや電極の径を選定できる。
ラズマトーチの電極とノズルの位置関係の制約を受けず
に、プラズマを着火させることを目的とする。 【構成】 プラズマトーチにおいて、ノズルまたは電極
のどちらか一方に、温度変化により変形する導電性材料
を、プラズマ着火前には電極またはノズルと導電性材料
との間隙が、高周波電圧により気体の絶縁破壊を起こす
距離となるような位置に装着している。 【効果】 上記構成とすることで、電極とノズルの位置
関係の制約を受けずにノズルや電極の径を選定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマトーチに関する
ものであり、特にプラズマ発生部の電極やノズルの構造
に関する。本発明が対象とするプラズマトーチは一般に
物体のプラズマ加熱、プラズマ処理等に利用するために
用いられる。
ものであり、特にプラズマ発生部の電極やノズルの構造
に関する。本発明が対象とするプラズマトーチは一般に
物体のプラズマ加熱、プラズマ処理等に利用するために
用いられる。
【０００２】
【従来の技術】図２に一般的な移行形プラズマトーチの
構成を示す。移行形プラズマトーチの一般的な着火方法
を図４、図５、図６に従い説明すると以下のようにな
る。まず、プロセスガス６を流した状態で電極１とノズ
ル２との間隙に着火用の高周波電圧を印加してこの間隙
に高周波放電７を発生させる（図４）。その後、電極１
とノズル２との間にパイロット電圧を印加しパイロット
アーク８を発生させる（図５）。パイロットアーク８が
発生したら、着火用の高周波電圧の印加を停止する。次
に電極１と対向電極３の間にメイン電圧を印加し、この
間にメインアーク１０を発生させる（図６）。
構成を示す。移行形プラズマトーチの一般的な着火方法
を図４、図５、図６に従い説明すると以下のようにな
る。まず、プロセスガス６を流した状態で電極１とノズ
ル２との間隙に着火用の高周波電圧を印加してこの間隙
に高周波放電７を発生させる（図４）。その後、電極１
とノズル２との間にパイロット電圧を印加しパイロット
アーク８を発生させる（図５）。パイロットアーク８が
発生したら、着火用の高周波電圧の印加を停止する。次
に電極１と対向電極３の間にメイン電圧を印加し、この
間にメインアーク１０を発生させる（図６）。
【０００３】また、図３に一般的な非移行形プラズマト
ーチの構成を示す。非移行形プラズマトーチについては
一般的な着火方法として、まず、プロセスガス６を流し
た状態で電極１とノズル２（対向電極）との間隙に高周
波電圧を印加してこの間隙に放電を発生させ、その後、
電極１とノズル２（対向電極）との間にメイン電圧を印
加しメインアークを発生させる。
ーチの構成を示す。非移行形プラズマトーチについては
一般的な着火方法として、まず、プロセスガス６を流し
た状態で電極１とノズル２（対向電極）との間隙に高周
波電圧を印加してこの間隙に放電を発生させ、その後、
電極１とノズル２（対向電極）との間にメイン電圧を印
加しメインアークを発生させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の高周波電圧によ
る気体の絶縁破壊を利用して着火を行うプラズマトーチ
においては、高周波発生器の発生する高周波電圧の高さ
に応じ、電極とノズル間の距離が、電極とノズル間の気
体が絶縁破壊を起こすような距離に設定されている。具
体的には、電極とノズルの距離は、プロセスガスの種類
にもよるが、大気圧中では通常約３〜５mm程度に設定さ
れる。このため、例えば大気圧中では電極の外径を１０
mmとした場合、ノズルとの間の距離を３〜５mm程度に設
定する必要があるので、ノズルの内径は１６〜２０mmに
しなければならないなど、トーチ先端部の寸法が制約さ
れていた。
る気体の絶縁破壊を利用して着火を行うプラズマトーチ
においては、高周波発生器の発生する高周波電圧の高さ
に応じ、電極とノズル間の距離が、電極とノズル間の気
体が絶縁破壊を起こすような距離に設定されている。具
体的には、電極とノズルの距離は、プロセスガスの種類
にもよるが、大気圧中では通常約３〜５mm程度に設定さ
れる。このため、例えば大気圧中では電極の外径を１０
mmとした場合、ノズルとの間の距離を３〜５mm程度に設
定する必要があるので、ノズルの内径は１６〜２０mmに
しなければならないなど、トーチ先端部の寸法が制約さ
れていた。
【０００５】そのため、たとえば、プラズマを利用した
粉体処理プロセスなどにおいて、ノズルの口径を大きく
することで、ノズルから噴出したプラズマの流速を遅く
し、プラズマ中での粉体処理時間を長く取ろうとした場
合、上記トーチ先端部の寸法が制約されているため、図
５に示すように特別に着火用の電極棒１１をわざわざ用
意し、着火時、電極１に該着火用電極棒１１を接触ない
しは絶縁破壊を起こすために必要な距離に近づけ、プラ
ズマ着火後に該着火用電極１１を退避させるなどの機構
が必要であった。
粉体処理プロセスなどにおいて、ノズルの口径を大きく
することで、ノズルから噴出したプラズマの流速を遅く
し、プラズマ中での粉体処理時間を長く取ろうとした場
合、上記トーチ先端部の寸法が制約されているため、図
５に示すように特別に着火用の電極棒１１をわざわざ用
意し、着火時、電極１に該着火用電極棒１１を接触ない
しは絶縁破壊を起こすために必要な距離に近づけ、プラ
ズマ着火後に該着火用電極１１を退避させるなどの機構
が必要であった。
【０００６】また、電極とノズルとの距離が数mm程度に
設定されていると、プラズマからの伝熱によりノズルが
溶損していく。このノズルの溶損を軽減するためには、
ノズル内径を大きくして電極とノズルとの距離を長くと
る必要があるが、この距離は前述のように制限されてい
るので、ノズルの内径を大きくした場合には、やはり図
５に示すような着火用の電極棒を用意する必要があっ
た。
設定されていると、プラズマからの伝熱によりノズルが
溶損していく。このノズルの溶損を軽減するためには、
ノズル内径を大きくして電極とノズルとの距離を長くと
る必要があるが、この距離は前述のように制限されてい
るので、ノズルの内径を大きくした場合には、やはり図
５に示すような着火用の電極棒を用意する必要があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】プラズマ着火時に電極と
ノズルとの間隙に高周波電圧を印加し、該間隙間の気体
を絶縁破壊することを利用してプラズマを着火するプラ
ズマトーチにおいて、ノズルまたは電極のどちらか一方
に、温度変化により変形する導電性材料を、プラズマ着
火前には、電極またはノズルと前記導電性材料との間隙
が、高周波電圧により間隙間の気体の絶縁破壊を起こす
距離となるような位置に装着する。
ノズルとの間隙に高周波電圧を印加し、該間隙間の気体
を絶縁破壊することを利用してプラズマを着火するプラ
ズマトーチにおいて、ノズルまたは電極のどちらか一方
に、温度変化により変形する導電性材料を、プラズマ着
火前には、電極またはノズルと前記導電性材料との間隙
が、高周波電圧により間隙間の気体の絶縁破壊を起こす
距離となるような位置に装着する。
【０００８】
【作用】ノズル側に導電性材料１２を装着した場合、上
記の構成のため、プラズマ着火前は、電極１と導電性材
料１２との間隙が高周波電圧により間隙間の気体の絶縁
破壊を起こすような距離に設定されているので放電で
き、かつ、プラズマ着火後は、導電性材料１２がプラズ
マからの伝熱により変形し、ノズル側に収納される。電
極側に導電性材料１２を装着した場合も、同様の作用が
得られる。
記の構成のため、プラズマ着火前は、電極１と導電性材
料１２との間隙が高周波電圧により間隙間の気体の絶縁
破壊を起こすような距離に設定されているので放電で
き、かつ、プラズマ着火後は、導電性材料１２がプラズ
マからの伝熱により変形し、ノズル側に収納される。電
極側に導電性材料１２を装着した場合も、同様の作用が
得られる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例として、温度変化によ
り変形する導電性材料に形状記憶合金を用いた場合につ
いて、図１ａ、図１ｂを用いて説明する。当然のことな
がら、本実施例に温度変化により変形する導電性材料と
して形状記憶合金を用いたからといって、本特許の請求
の範囲が制約を受けるものではない。
り変形する導電性材料に形状記憶合金を用いた場合につ
いて、図１ａ、図１ｂを用いて説明する。当然のことな
がら、本実施例に温度変化により変形する導電性材料と
して形状記憶合金を用いたからといって、本特許の請求
の範囲が制約を受けるものではない。
【００１０】プラズマ着火前はたとえば図１ａに示すよ
うに電極１と温度変化により変形する材料１２との間隙
が高周波電圧により絶縁破壊を起こす距離に設定する。
温度変化により変形する導電性材料としては、たとえば
形状記憶合金であるニッケル−チタン合金や銅−チタン
−ニッケル合金などを用いることができる。
うに電極１と温度変化により変形する材料１２との間隙
が高周波電圧により絶縁破壊を起こす距離に設定する。
温度変化により変形する導電性材料としては、たとえば
形状記憶合金であるニッケル−チタン合金や銅−チタン
−ニッケル合金などを用いることができる。
【００１１】高周波電圧が印加され、プラズマが着火し
た後は、導電性材料１２はプラズマからの伝熱を受け数
十〜数百℃に加熱され、たとえば図１ｂに示すような予
め記憶されていた形状に変形し、ノズル３の内周に凹設
された窪み内に退避する。導電性材料として銅−チタン
−ニッケル合金（銅５０％−チタン２０％−ニッケル３
０％（ａｔ％））を用いたときのプラズマ着火前後の導
電性材料１２の温度と電極との距離をまとめると表１の
ようになる。上記合金の変態温度は８０〜８５℃であ
り、着火後は約１０秒以内に変態温度を越え変形を開始
し、着火後約２０秒以内には熱的な定常状態に達して変
形は終了している。
た後は、導電性材料１２はプラズマからの伝熱を受け数
十〜数百℃に加熱され、たとえば図１ｂに示すような予
め記憶されていた形状に変形し、ノズル３の内周に凹設
された窪み内に退避する。導電性材料として銅−チタン
−ニッケル合金（銅５０％−チタン２０％−ニッケル３
０％（ａｔ％））を用いたときのプラズマ着火前後の導
電性材料１２の温度と電極との距離をまとめると表１の
ようになる。上記合金の変態温度は８０〜８５℃であ
り、着火後は約１０秒以内に変態温度を越え変形を開始
し、着火後約２０秒以内には熱的な定常状態に達して変
形は終了している。
【００１２】
【表１】 プラズマ着火前後の合金の温度と電極との距離 ───────────────────────────────── 着火前 着火後（定常状態） ───────────────────────────────── 銅−チタン−ニッケル合金の温度 ２０℃ １５０℃ 電極との最短距離 ３mm ３０mm ─────────────────────────────────
【００１３】導電性材料１２は変形後もプラズマからの
輻射ないしは対流伝熱を受け続けるため変形後の形状を
保つ。なお、プラズマ着火後は導電性材料１２はプラズ
マ流を乱さないように変形させることが望ましい。プラ
ズマトーチの運転を終了しプラズマを消弧させた後は、
導電性材料１２の温度は下がるので、再び元の位置に戻
る。
輻射ないしは対流伝熱を受け続けるため変形後の形状を
保つ。なお、プラズマ着火後は導電性材料１２はプラズ
マ流を乱さないように変形させることが望ましい。プラ
ズマトーチの運転を終了しプラズマを消弧させた後は、
導電性材料１２の温度は下がるので、再び元の位置に戻
る。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から、本発明は下記の顕著な
効果を有することが明らかである。電極とノズルとの位
置関係の制約を受けずに、ノズルや電極の径を選定でき
る。すなわち、ノズル口径を大きくしプラズマの流速を
遅くすることや、ノズルのプラズマアークからの伝熱に
よる損傷を軽減することなどが可能となる。
効果を有することが明らかである。電極とノズルとの位
置関係の制約を受けずに、ノズルや電極の径を選定でき
る。すなわち、ノズル口径を大きくしプラズマの流速を
遅くすることや、ノズルのプラズマアークからの伝熱に
よる損傷を軽減することなどが可能となる。
【００１５】また、電極とノズルとの間の距離をプロセ
スガスが絶縁破壊を起こすために必要な距離以上に大き
くした場合でも、特別な駆動機構を有する着火用電極を
用意する必要がなく、プラズマ着火時に駆動作業をする
手間もなくなる。
スガスが絶縁破壊を起こすために必要な距離以上に大き
くした場合でも、特別な駆動機構を有する着火用電極を
用意する必要がなく、プラズマ着火時に駆動作業をする
手間もなくなる。
【図１ａ】本発明の温度変化により変形する導電性の材
料を利用したプラズマトーチの一例を示しており、プラ
ズマ着火前の状態のトーチ先端の断面を立体的に表現し
たものである。
料を利用したプラズマトーチの一例を示しており、プラ
ズマ着火前の状態のトーチ先端の断面を立体的に表現し
たものである。
【図１ｂ】本発明の温度変化により変形する導電性の材
料を利用したプラズマトーチの一例を示しており、プラ
ズマ着火後の状態のトーチ先端の断面を立体的に表現し
たものである。
料を利用したプラズマトーチの一例を示しており、プラ
ズマ着火後の状態のトーチ先端の断面を立体的に表現し
たものである。
【図２】一般的な移行形プラズマトーチの構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】一般的な非移行形プラズマトーチの構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】移行形プラズマトーチの着火方法であり、電極
とノズル間で高周波放電を起こしたところを示す図であ
る。
とノズル間で高周波放電を起こしたところを示す図であ
る。
【図５】移行形プラズマトーチの着火方法であり、パイ
ロットアークを発生させたところを示す図である。
ロットアークを発生させたところを示す図である。
【図６】移行形プラズマトーチの着火方法であり、メイ
ンアークが発生したところを示す図である。
ンアークが発生したところを示す図である。
【図７】着火用電極を利用した移行形プラズマトーチの
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
１ 電極 ２ ノズル ３ 対向電極 ４ 高周波発生器 ５ メイン電源 ６ プロセスガス ７ 高周波放電 ８ パイロットアーク ９ プラズマ化したガス １０ メインアーク １１ 温度変化により変形する導電性の材料 １２ 導電性材料
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 プラズマ着火時に電極とノズルとの間
隙に高周波電圧を印加し、該間隙間の気体を絶縁破壊す
ることを利用してプラズマを着火するプラズマトーチに
おいて、ノズルまたは電極のどちらか一方に、温度変化
により変形する導電性材料を、プラズマ着火前には、電
極またはノズルと前記導電性材料との間隙が、高周波電
圧により間隙間の気体の絶縁破壊を起こす距離となり、
プラズマ着火後は前記間隙を増大させるような位置に装
着したことを特徴とするプラズマトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3212603A JPH0536494A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | プラズマトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3212603A JPH0536494A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | プラズマトーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536494A true JPH0536494A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16625429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3212603A Withdrawn JPH0536494A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | プラズマトーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0536494A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207475A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Ibaraki Univ | 携帯型大気圧プラズマ発生装置 |
| WO2021067075A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | The Esab Group Inc. | Shape memory alloy starter for a plasma cutting torch or welder |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP3212603A patent/JPH0536494A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207475A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Ibaraki Univ | 携帯型大気圧プラズマ発生装置 |
| WO2021067075A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | The Esab Group Inc. | Shape memory alloy starter for a plasma cutting torch or welder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2306054A (en) | Glass heating and working | |
| EP0200499B2 (en) | Method of igniting arcs | |
| CN102678339B (zh) | 一种阴极可重复利用的等离子点火器 | |
| US3937866A (en) | Process of striking an arc for a plasma beam inside an enclosure and a stick-electrode for carrying out the process | |
| JPH03149797A (ja) | 移行式プラズマトーチ | |
| JPH0536494A (ja) | プラズマトーチ | |
| US7132620B2 (en) | Inductive thermal plasma torch | |
| CN202718760U (zh) | 一种阴极可重复利用的等离子点火器 | |
| GB1322303A (en) | Igniter plug | |
| US3362158A (en) | Arc ignition system | |
| US3524963A (en) | Method and means for striking an arc,and for striking an arc for welding or heating | |
| CA1093628A (en) | Device and method of starting a long radiation source | |
| EP1194018A2 (en) | Inter-torch plasma transfer device | |
| US4750182A (en) | Gas lasers | |
| US3997756A (en) | Method for striking main arc between the electrode of plasmatron and workpiece, and contrivance embodying same | |
| JPS6024179B2 (ja) | 線爆溶射方法 | |
| US3256459A (en) | Arc lamp and method | |
| US4091259A (en) | Method for welding lead wires together | |
| JPS6054143B2 (ja) | 陰極外套を有するプラズマト−チのスタ−ト法 | |
| US4414672A (en) | Plasma-arc furnace | |
| JPH10112374A (ja) | スパークプラグおよびその製造方法 | |
| JPH0670407B2 (ja) | プラズマジェット生成法とプラズマ発生器 | |
| JPS63149078A (ja) | ア−ク放電装置 | |
| JPS59141371A (ja) | 陰極外套を有するプラズマト−チのスタ−ト法 | |
| JPS635875A (ja) | プラズマト−チの点孤方法 |
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: 19981008 |