JPH06652A - プラズマアークトーチ電源解除機構 - Google Patents
プラズマアークトーチ電源解除機構Info
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- JPH06652A JPH06652A JP5019204A JP1920493A JPH06652A JP H06652 A JPH06652 A JP H06652A JP 5019204 A JP5019204 A JP 5019204A JP 1920493 A JP1920493 A JP 1920493A JP H06652 A JPH06652 A JP H06652A
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- heat shield
- torch
- electrode
- nozzle
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/36—Circuit arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱シールド或いはノズル組立体のいずれが取
り外されたときでも電極への電圧が解除されるプラズマ
アークトーチの開発。 【構成】 プラズマアークトーチ10は、トーチ本体1
2、電極28、貫通穿孔34を有し、ノズル部材32及
び保持ナット40を有するノズル組立体30、電源2
2、気体流れ発生手段、外側熱シールド62を備える。
熱シールドは組立時ノズル組立体30或いはノズル組立
体保持ナット40と電気的接触関係となる電導性部材6
4含む。トーチ組立に際して、電気的に絶縁される内側
接触部材42及び外側接触部材66とが保持ナットによ
り接続されて閉ループ電気回路を形成する。ノズル組立
体或いは熱シールドが取り外される場合、閉ループ電気
回路が開放され、電極への電圧を解除する制御器96が
設けられる。
り外されたときでも電極への電圧が解除されるプラズマ
アークトーチの開発。 【構成】 プラズマアークトーチ10は、トーチ本体1
2、電極28、貫通穿孔34を有し、ノズル部材32及
び保持ナット40を有するノズル組立体30、電源2
2、気体流れ発生手段、外側熱シールド62を備える。
熱シールドは組立時ノズル組立体30或いはノズル組立
体保持ナット40と電気的接触関係となる電導性部材6
4含む。トーチ組立に際して、電気的に絶縁される内側
接触部材42及び外側接触部材66とが保持ナットによ
り接続されて閉ループ電気回路を形成する。ノズル組立
体或いは熱シールドが取り外される場合、閉ループ電気
回路が開放され、電極への電圧を解除する制御器96が
設けられる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱シールド(遮蔽体)
がトーチ本体から外れたときには常に電極への電圧を解
除する即ち断続するプラズマアークトーチ電源解除機構
を備えるプラズマアークトーチに関するものである。
がトーチ本体から外れたときには常に電極への電圧を解
除する即ち断続するプラズマアークトーチ電源解除機構
を備えるプラズマアークトーチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラズマアークトーチにおいて、電極か
らノズル組立体の穿孔を通して伸延する電気アークを確
立するために高電圧が電極に供給される。気体流れが電
極とノズル組立体との間に発生せしめられて穿孔を通し
てノズル組立体の下側に位置づけられる加工物に達する
プラズマ流れを確立する。高温の熱と電気アークはノズ
ル組立体及び電極のようなトーチの消耗性部品を損傷す
ることが多く、その結果としてこれら部品は交換されね
ばならない。代表的に、これら部品はトーチ本体に螺着
されそして作業者は必要に応じトーチ本体から部品を廻
して外しそして新しい部品と交換する。
らノズル組立体の穿孔を通して伸延する電気アークを確
立するために高電圧が電極に供給される。気体流れが電
極とノズル組立体との間に発生せしめられて穿孔を通し
てノズル組立体の下側に位置づけられる加工物に達する
プラズマ流れを確立する。高温の熱と電気アークはノズ
ル組立体及び電極のようなトーチの消耗性部品を損傷す
ることが多く、その結果としてこれら部品は交換されね
ばならない。代表的に、これら部品はトーチ本体に螺着
されそして作業者は必要に応じトーチ本体から部品を廻
して外しそして新しい部品と交換する。
【0003】消耗性トーチ部品の交換中、電圧がまだト
ーチ電極に供給され続けているなら作業者は電気衝撃を
受ける危険が存在する。プラズマトーチの熱シールド及
びノズル組立体により提供される保護なしでは、電極が
曝露される。作業者は、不慮に電極に接触して電撃を受
ける危険がある。
ーチ電極に供給され続けているなら作業者は電気衝撃を
受ける危険が存在する。プラズマトーチの熱シールド及
びノズル組立体により提供される保護なしでは、電極が
曝露される。作業者は、不慮に電極に接触して電撃を受
ける危険がある。
【0004】幾つかのプラズマアークトーチ設計は、ノ
ズル組立体或いは熱シールドがトーチ本体から取り外さ
れる或いは部分的に分解されるとき電極への電圧の印加
を防止する安全機構を含んでいる。例えば、米国特許第
4,701,590号、米国特許第4,959,520
号及び米国特許第4,973,816号は、熱シールド
或いはノズル組立体が取り外されるときばね作動式のピ
ストンその他の部品がトーチ本体内部を移動或いは摺動
するようなプラズマアークトーチ設計を開示する。
ズル組立体或いは熱シールドがトーチ本体から取り外さ
れる或いは部分的に分解されるとき電極への電圧の印加
を防止する安全機構を含んでいる。例えば、米国特許第
4,701,590号、米国特許第4,959,520
号及び米国特許第4,973,816号は、熱シールド
或いはノズル組立体が取り外されるときばね作動式のピ
ストンその他の部品がトーチ本体内部を移動或いは摺動
するようなプラズマアークトーチ設計を開示する。
【0005】これら移動部品は、電極への電圧の印加を
防止する制御機構を動作せしめ、それによりトーチ消耗
部品を取り替える作業者への電気的衝撃を防止する。こ
れらトーチ安全機構はある程度の安全性を提供するけれ
ども、可動ピストン或いは他の種の可動部品は好ましい
ものではない。その理由は、トーチがこうした安全シス
テムに伴って一層複雑になりそして高価になるのみなら
ず、トーチ寿命が可動部品を備える複雑な安全システム
に必要とされる追加的な保守なしでは短縮されるからで
ある。
防止する制御機構を動作せしめ、それによりトーチ消耗
部品を取り替える作業者への電気的衝撃を防止する。こ
れらトーチ安全機構はある程度の安全性を提供するけれ
ども、可動ピストン或いは他の種の可動部品は好ましい
ものではない。その理由は、トーチがこうした安全シス
テムに伴って一層複雑になりそして高価になるのみなら
ず、トーチ寿命が可動部品を備える複雑な安全システム
に必要とされる追加的な保守なしでは短縮されるからで
ある。
【0006】他のプラズマアークトーチ安全システム
は、可動方式ではない漏電検出回路が電極とノズルとの
間での短絡を検出しそして短絡が検出されたとき電源を
切断するプラズマアークトーチ連動機構を提唱する。米
国特許第4,929,811号において、漏電検出回路
は、穿孔されるとき主導体と接触しそしてその接触に応
答して漏電検出回路を動作せしめて電極への電圧を発生
せしめる電源を切断する主ケーブルを備えている。別の
具体例において、スプリングワイヤが閉ループ回路を完
成するためノズル組立体と継ぎ接触を提供し、これが破
断されるとき電極電源を切断する。しかし、両具体例に
おいて、熱シールドはトーチを電源と切断することなく
取り外すことができ、トーチの保守及び交換を行う作業
者が電気的な衝撃を受けるまだなお危険な状況が存在す
る。
は、可動方式ではない漏電検出回路が電極とノズルとの
間での短絡を検出しそして短絡が検出されたとき電源を
切断するプラズマアークトーチ連動機構を提唱する。米
国特許第4,929,811号において、漏電検出回路
は、穿孔されるとき主導体と接触しそしてその接触に応
答して漏電検出回路を動作せしめて電極への電圧を発生
せしめる電源を切断する主ケーブルを備えている。別の
具体例において、スプリングワイヤが閉ループ回路を完
成するためノズル組立体と継ぎ接触を提供し、これが破
断されるとき電極電源を切断する。しかし、両具体例に
おいて、熱シールドはトーチを電源と切断することなく
取り外すことができ、トーチの保守及び交換を行う作業
者が電気的な衝撃を受けるまだなお危険な状況が存在す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、熱シ
ールド或いはノズル組立体のいずれが取り外されたとき
でも電極への電圧が解除されるようなプラズマアークト
ーチを開発することである。
ールド或いはノズル組立体のいずれが取り外されたとき
でも電極への電圧が解除されるようなプラズマアークト
ーチを開発することである。
【0008】本発明のまた別の課題は、熱シールド或い
はノズル組立体のいずれが取り外されたときでも電極へ
の電圧を解除することができそして可動部品やスプリン
グワイヤを使用しない電圧解除機構を具備するプラズマ
アークトーチを開発することである。
はノズル組立体のいずれが取り外されたときでも電極へ
の電圧を解除することができそして可動部品やスプリン
グワイヤを使用しない電圧解除機構を具備するプラズマ
アークトーチを開発することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、(a)トーチ
本体と、(b)該トーチ本体内部に取付けられそしてア
ーク放電端を具備する電極と、(c)該電極放電端に隣
り合って配置されそして貫通穿孔を有するノズル組立体
と、(d)前記電極に電流を供給して該電極から前記ノ
ズル組立体穿孔を通して伸延する電気アークを確立する
ため該電極に接続される電源手段と、(e)前記ノズル
組立体穿孔を通して該ノズル組立体の下側に配置される
加工物までプラズマ流れを創出するため前記電極とノズ
ル組立体との間に気体の流れを発生せしめる手段と、
(f)前記トーチ本体に取り外し自在に取付けられる外
側熱シールドにして、該熱シールドの内面に配置されそ
して前記ノズル組立体及び熱シールドがトーチ本体に取
付けられるときノズル組立体と電気的接触関係にある電
導性部材を含む外側熱シールドと、(g)前記ノズル組
立体と熱シールドとが前記トーチ本体に取付けられると
き該ノズル組立体と前記電導性部材とを通しての電気回
路を完結するための手段と、(h)前記ノズル組立体と
電導性部材とを通しての電気回路がノズル組立体交換中
ノズル組立体或いは熱シールドが取り外される場合のよ
うに開放されるとき電極への電圧を解除するための手段
を備え、トーチの保守及び補修中作業者への電撃を防止
することを特徴とするプラズマアークトーチを提供す
る。
本体と、(b)該トーチ本体内部に取付けられそしてア
ーク放電端を具備する電極と、(c)該電極放電端に隣
り合って配置されそして貫通穿孔を有するノズル組立体
と、(d)前記電極に電流を供給して該電極から前記ノ
ズル組立体穿孔を通して伸延する電気アークを確立する
ため該電極に接続される電源手段と、(e)前記ノズル
組立体穿孔を通して該ノズル組立体の下側に配置される
加工物までプラズマ流れを創出するため前記電極とノズ
ル組立体との間に気体の流れを発生せしめる手段と、
(f)前記トーチ本体に取り外し自在に取付けられる外
側熱シールドにして、該熱シールドの内面に配置されそ
して前記ノズル組立体及び熱シールドがトーチ本体に取
付けられるときノズル組立体と電気的接触関係にある電
導性部材を含む外側熱シールドと、(g)前記ノズル組
立体と熱シールドとが前記トーチ本体に取付けられると
き該ノズル組立体と前記電導性部材とを通しての電気回
路を完結するための手段と、(h)前記ノズル組立体と
電導性部材とを通しての電気回路がノズル組立体交換中
ノズル組立体或いは熱シールドが取り外される場合のよ
うに開放されるとき電極への電圧を解除するための手段
を備え、トーチの保守及び補修中作業者への電撃を防止
することを特徴とするプラズマアークトーチを提供す
る。
【0010】本発明はまた、(a)トーチ本体と、
(b)該トーチ本体内部に取付けられそしてアーク放電
端を具備する電極と、(c)該電極放電端に隣り合って
配置されそして貫通穿孔を有するノズル部材と、(d)
前記電極に電流を供給して該電極から前記ノズル部材穿
孔を通して伸延する電気アークを確立するため該電極に
接続される電源手段と、(e)前記ノズル部材穿孔を通
して該ノズル部材の下側に配置される加工物までプラズ
マ流れを創出するため前記電極とノズル部材との間に気
体の流れを発生せしめる手段と、(f)前記トーチ本体
に取り外し自在に取付けられる外側熱シールドにして、
該熱シールドの内面に配置されそして前記ノズル組立体
及び熱シールドがトーチ本体に取付けられるときノズル
部材と電気的接触関係にある電導性部材を含む外側熱シ
ールドと、(g)前記ノズル部材と熱シールドとが前記
トーチ本体に取付けられるとき該ノズル部材と該ノズル
部材と係合する前記熱シールド電導性部材とを通しての
電気回路を完結するための手段と、(h)前記ノズル部
材と電導性部材とを通しての電気回路がノズル組立体交
換中ノズル組立体或いは熱シールドが取り外される場合
のように開放されるとき電極への電圧を解除するための
手段を備え、トーチの保守及び補修中作業者への電撃を
防止することを特徴とするプラズマアークトーを提供す
る。
(b)該トーチ本体内部に取付けられそしてアーク放電
端を具備する電極と、(c)該電極放電端に隣り合って
配置されそして貫通穿孔を有するノズル部材と、(d)
前記電極に電流を供給して該電極から前記ノズル部材穿
孔を通して伸延する電気アークを確立するため該電極に
接続される電源手段と、(e)前記ノズル部材穿孔を通
して該ノズル部材の下側に配置される加工物までプラズ
マ流れを創出するため前記電極とノズル部材との間に気
体の流れを発生せしめる手段と、(f)前記トーチ本体
に取り外し自在に取付けられる外側熱シールドにして、
該熱シールドの内面に配置されそして前記ノズル組立体
及び熱シールドがトーチ本体に取付けられるときノズル
部材と電気的接触関係にある電導性部材を含む外側熱シ
ールドと、(g)前記ノズル部材と熱シールドとが前記
トーチ本体に取付けられるとき該ノズル部材と該ノズル
部材と係合する前記熱シールド電導性部材とを通しての
電気回路を完結するための手段と、(h)前記ノズル部
材と電導性部材とを通しての電気回路がノズル組立体交
換中ノズル組立体或いは熱シールドが取り外される場合
のように開放されるとき電極への電圧を解除するための
手段を備え、トーチの保守及び補修中作業者への電撃を
防止することを特徴とするプラズマアークトーを提供す
る。
【0011】本発明は更に、(a)トーチ本体と、
(b)該トーチ本体内部に取付けられそしてアーク放電
端を具備する電極と、(c)前記トーチ本体内部に取付
けられる内側電気絶縁部材と、(d)前記電気絶縁部材
に取付けられそして該電極放電端に隣り合って配置され
そして貫通穿孔を有するノズル組立体と、(e)前記電
極に電流を供給して該電極から前記ノズル組立体穿孔を
通して伸延する電気アークを創出するため該電極に接続
される電源手段と、(f)前記ノズル組立体穿孔を通し
て該ノズル組立体の下側に配置される加工物までプラズ
マ流れを創出するため前記電極とノズル組立体との間に
気体の流れを発生せしめる手段と、(g)前記トーチ本
体内部に取付けられそして互いに電気的に絶縁される内
側接触部材及び外側接触部材と、(h)前記トーチ本体
に取り外し自在に取付けられる外側熱シールドにして、
該熱シールドの内面に配置されそして前記ノズル組立体
及び熱シールドがトーチ本体に取付けられるときノズル
組立体と電気的接触関係にある電導性部材を含む外側熱
シールドと、(i)前記ノズル組立体と熱シールドとが
前記トーチ本体に取付けられるとき該内側接触部材及び
外側接触部材と前記電導性部材とを通しての電気回路を
完結するための手段と、(j)前記内側接触部材及び外
側接触部材と電導性部材とを通しての電気回路がノズル
組立体交換中ノズル組立体或いは熱シールドが取り外さ
れる場合のように開放されるとき電極への電圧を解除す
るための手段を備え、トーチの保守及び補修中作業者へ
の電撃を防止することを特徴とするプラズマアークトー
チを提供する。
(b)該トーチ本体内部に取付けられそしてアーク放電
端を具備する電極と、(c)前記トーチ本体内部に取付
けられる内側電気絶縁部材と、(d)前記電気絶縁部材
に取付けられそして該電極放電端に隣り合って配置され
そして貫通穿孔を有するノズル組立体と、(e)前記電
極に電流を供給して該電極から前記ノズル組立体穿孔を
通して伸延する電気アークを創出するため該電極に接続
される電源手段と、(f)前記ノズル組立体穿孔を通し
て該ノズル組立体の下側に配置される加工物までプラズ
マ流れを創出するため前記電極とノズル組立体との間に
気体の流れを発生せしめる手段と、(g)前記トーチ本
体内部に取付けられそして互いに電気的に絶縁される内
側接触部材及び外側接触部材と、(h)前記トーチ本体
に取り外し自在に取付けられる外側熱シールドにして、
該熱シールドの内面に配置されそして前記ノズル組立体
及び熱シールドがトーチ本体に取付けられるときノズル
組立体と電気的接触関係にある電導性部材を含む外側熱
シールドと、(i)前記ノズル組立体と熱シールドとが
前記トーチ本体に取付けられるとき該内側接触部材及び
外側接触部材と前記電導性部材とを通しての電気回路を
完結するための手段と、(j)前記内側接触部材及び外
側接触部材と電導性部材とを通しての電気回路がノズル
組立体交換中ノズル組立体或いは熱シールドが取り外さ
れる場合のように開放されるとき電極への電圧を解除す
るための手段を備え、トーチの保守及び補修中作業者へ
の電撃を防止することを特徴とするプラズマアークトー
チを提供する。
【0012】
【作用】本発明のプラズマアークトーチは、ノズル組立
体及び熱シールドがトーチ本体に然るべく取付けられる
ときノズル組立体及び熱シールドの電導性部材を介して
閉ループ電気回路を提供する。形成された電気ループ回
路が例えば熱シールド或いはノズル組立体を取り外すと
きのように開放されるとき、電極への電圧は解除され、
それによりトーチの保守及び捕集中作業者への電撃を防
止する。
体及び熱シールドがトーチ本体に然るべく取付けられる
ときノズル組立体及び熱シールドの電導性部材を介して
閉ループ電気回路を提供する。形成された電気ループ回
路が例えば熱シールド或いはノズル組立体を取り外すと
きのように開放されるとき、電極への電圧は解除され、
それによりトーチの保守及び捕集中作業者への電撃を防
止する。
【0013】本発明に従えば、プラズマアークトーチは
トーチ本体を含んでいる。電極がトーチ本体内に取付け
られそしてアーク放電端を具備する。ノズル組立体は電
極の放電端に隣り合って位置づけられそして穿孔がノズ
ル組立体を通して伸延する。電極に電圧を供給する電源
が電極に接続されて電極からノズル組立体の穿孔を通し
て伸延する電気アークを確立する。本トーチは、電極と
ノズル組立体との間に穿孔を通してノズル組立体の下側
に位置する加工物までプラズマ流れを創出するように気
体を流通せしめる。
トーチ本体を含んでいる。電極がトーチ本体内に取付け
られそしてアーク放電端を具備する。ノズル組立体は電
極の放電端に隣り合って位置づけられそして穿孔がノズ
ル組立体を通して伸延する。電極に電圧を供給する電源
が電極に接続されて電極からノズル組立体の穿孔を通し
て伸延する電気アークを確立する。本トーチは、電極と
ノズル組立体との間に穿孔を通してノズル組立体の下側
に位置する加工物までプラズマ流れを創出するように気
体を流通せしめる。
【0014】一つの好ましい具体例においては、ノズル
組立体保持部材が、トーチ本体に取り外し自在に止着さ
れそしてノズル部材と係合してノズル部材を電極に隣り
合って然るべく保持する。熱シールドは、その内面に取
付けられそしてノズル部材、ノズル組立体保持部材及び
熱シールドがトーチ本体に止着されるときノズル組立体
保持部材と電気的に接触する電導性部材を含んでいる。
組立体保持部材が、トーチ本体に取り外し自在に止着さ
れそしてノズル部材と係合してノズル部材を電極に隣り
合って然るべく保持する。熱シールドは、その内面に取
付けられそしてノズル部材、ノズル組立体保持部材及び
熱シールドがトーチ本体に止着されるときノズル組立体
保持部材と電気的に接触する電導性部材を含んでいる。
【0015】これら部品がトーチ本体に止着されると
き、ノズル組立体保持部材及び熱シールドの電導性部材
を通して閉ループ電気回路が完結する。熱シールド或い
はノズル組立体が取り外されるとき、ループは開放す
る。この状態で、制御器が電極への電圧を解除して作業
者の傷害を防止する。また別の具体例において、ノズル
は電気的接触部材に螺着される。閉ループ回路がノズル
及び熱シールドの電導性部材を通して形成される。
き、ノズル組立体保持部材及び熱シールドの電導性部材
を通して閉ループ電気回路が完結する。熱シールド或い
はノズル組立体が取り外されるとき、ループは開放す
る。この状態で、制御器が電極への電圧を解除して作業
者の傷害を防止する。また別の具体例において、ノズル
は電気的接触部材に螺着される。閉ループ回路がノズル
及び熱シールドの電導性部材を通して形成される。
【0016】好ましい具体例において、プラズマアーク
トーチは、トーチ本体内に取付けられる内側及び外側接
触部材を含み、それらを通して閉ループ電気回路が創出
される。トーチは、内側接触部材を電極から分離する内
側絶縁部材を含んでいる。中間絶縁部材が、内側及び外
側接触部材を互いに分離する。外側接触部材と熱シール
ドの電導性部材とは、それらを互いに螺着するための手
段を含んでいる。
トーチは、トーチ本体内に取付けられる内側及び外側接
触部材を含み、それらを通して閉ループ電気回路が創出
される。トーチは、内側接触部材を電極から分離する内
側絶縁部材を含んでいる。中間絶縁部材が、内側及び外
側接触部材を互いに分離する。外側接触部材と熱シール
ドの電導性部材とは、それらを互いに螺着するための手
段を含んでいる。
【0017】内側接触部材は、ノズル組立体から離間さ
れそしてねじ部を有している。好ましい具体例におい
て、保持部材は、内側接触部材に螺着される保持ナット
を含んでいる。保持ナットは熱シールドから離間されて
環状気体空間を形成する。気体空間はノズル組立体と熱
シールドとの間に構成される環状出口を含み、そこを通
して補助気体の流れが放出プラズマ周囲に放出される。
れそしてねじ部を有している。好ましい具体例におい
て、保持部材は、内側接触部材に螺着される保持ナット
を含んでいる。保持ナットは熱シールドから離間されて
環状気体空間を形成する。気体空間はノズル組立体と熱
シールドとの間に構成される環状出口を含み、そこを通
して補助気体の流れが放出プラズマ周囲に放出される。
【0018】更に別の具体例において、ノズル部材は内
側絶縁部材に螺着される保持ナットにより然るべく保持
される。この具体例において、ノズル部材は、内側及び
外側接触部材並びに熱シールドの内側表面に止着された
電導性部材により形成された安全回路から電気的に隔離
される。
側絶縁部材に螺着される保持ナットにより然るべく保持
される。この具体例において、ノズル部材は、内側及び
外側接触部材並びに熱シールドの内側表面に止着された
電導性部材により形成された安全回路から電気的に隔離
される。
【0019】
【実施例】図1を参照すると、本発明に従うプラズマア
ークトーチ10の第1の具体例が例示される。プラズマ
アークトーチは、熱シールド或いはノズル組立体が取り
外されたときにはいつでもトーチ電極への電圧を解除す
る電源解除機構を含んでいる。図1及び図2の例示具体
例は2次気体流れが放出プラズマ周囲に放出されるプラ
ズマアークトーチ10を記載するが、本発明の電源解除
機構は、トーチ本体に熱シールド及びノズル組立体を取
り外し自在に止着した異なったプラズマアークトーチ設
計にも使用されうる。追加的に、図1及び図2はトーチ
操作の始動のためにパイロットアークを発生せしめる第
1及び第2の具体例を開示する。図3では、パイロット
アークが発生せしめられない第3の具体例が例示され
る。
ークトーチ10の第1の具体例が例示される。プラズマ
アークトーチは、熱シールド或いはノズル組立体が取り
外されたときにはいつでもトーチ電極への電圧を解除す
る電源解除機構を含んでいる。図1及び図2の例示具体
例は2次気体流れが放出プラズマ周囲に放出されるプラ
ズマアークトーチ10を記載するが、本発明の電源解除
機構は、トーチ本体に熱シールド及びノズル組立体を取
り外し自在に止着した異なったプラズマアークトーチ設
計にも使用されうる。追加的に、図1及び図2はトーチ
操作の始動のためにパイロットアークを発生せしめる第
1及び第2の具体例を開示する。図3では、パイロット
アークが発生せしめられない第3の具体例が例示され
る。
【0020】図1に示されるように、プラズマアークト
ーチ10は、全体を12で示されるトーチ本体を含んで
いる。トーチ本体12は、プラズマアークトーチの溶接
或いは切断中発生する高熱から様々のトーチ部品への防
護を与える熱硬化製プラスチック或いはエポキシコンパ
ウンドのような硬質の耐熱性材料から形成される。ハン
ドル部分14は、トーチ本体12と一体に形成されそし
てトーチ本体から後方に伸延して作業者によるプラズマ
アークトーチの把持を可能ならしめる。
ーチ10は、全体を12で示されるトーチ本体を含んで
いる。トーチ本体12は、プラズマアークトーチの溶接
或いは切断中発生する高熱から様々のトーチ部品への防
護を与える熱硬化製プラスチック或いはエポキシコンパ
ウンドのような硬質の耐熱性材料から形成される。ハン
ドル部分14は、トーチ本体12と一体に形成されそし
てトーチ本体から後方に伸延して作業者によるプラズマ
アークトーチの把持を可能ならしめる。
【0021】トーチ本体12は、内部に電極支持体16
を収納する内部空洞15を備えている。電極支持体16
は、例示するようにトーチ本体12の長手軸線に沿って
伸延している。電極支持体16は、そこに取り外し自在
に取付けられそして電気的に接触する、電極に通電する
ことを可能ならしめるように電導性材料から形成されて
いる。電源/気体管20がトーチハンドル14を通して
伸延しそして電極支持体16に電気的に接続する。
を収納する内部空洞15を備えている。電極支持体16
は、例示するようにトーチ本体12の長手軸線に沿って
伸延している。電極支持体16は、そこに取り外し自在
に取付けられそして電気的に接触する、電極に通電する
ことを可能ならしめるように電導性材料から形成されて
いる。電源/気体管20がトーチハンドル14を通して
伸延しそして電極支持体16に電気的に接続する。
【0022】電気/気体管20は、電極支持体16に適
正な電圧を供給する主電源22に接続される。気体もま
た、電源/気体管20の中央部分を通して電極支持体1
6の内部に形成された中央気体空洞24内に放出され
る。電極支持体16はまた電極28を支持し、そこを通
して電流が流れそしてそこから発生アークが伸延する。
例示されるように、電極は、電極のアーク放出端に位置
づけられるアーク放射性挿入体28aを含んでいる。
正な電圧を供給する主電源22に接続される。気体もま
た、電源/気体管20の中央部分を通して電極支持体1
6の内部に形成された中央気体空洞24内に放出され
る。電極支持体16はまた電極28を支持し、そこを通
して電流が流れそしてそこから発生アークが伸延する。
例示されるように、電極は、電極のアーク放出端に位置
づけられるアーク放射性挿入体28aを含んでいる。
【0023】30により総体を示されるノズル組立体
が、電極28の放電端に隣り合って位置づけられそして
これは貫通穿孔34を有するカップ状ノズル部材32を
含んでいる。電源/気体管20を通して供給される気体
は、電極28とノズル部材32との間を通って、穿孔3
4を通してノズル組立体30の下側に隣り合って配置さ
れる加工物(図示なし)に至るプラズマ流れを確立す
る。図1の例示具体例においては、ノズル組立体30は
保持ナット40の形態をしたノズル部材用保持部材によ
りトーチ本体に12に止着される。保持ナット40は、
トーチ本体12の内部に止着される環状の電導性内側接
触部材42周囲に螺着される。内側接触部材42は、環
状の内側絶縁部材44周囲に固定される。この内側絶縁
部材44は、図1に示すように電極支持体16の段付部
分46と嵌合することによりトーチ本体12内に固定さ
れる。
が、電極28の放電端に隣り合って位置づけられそして
これは貫通穿孔34を有するカップ状ノズル部材32を
含んでいる。電源/気体管20を通して供給される気体
は、電極28とノズル部材32との間を通って、穿孔3
4を通してノズル組立体30の下側に隣り合って配置さ
れる加工物(図示なし)に至るプラズマ流れを確立す
る。図1の例示具体例においては、ノズル組立体30は
保持ナット40の形態をしたノズル部材用保持部材によ
りトーチ本体に12に止着される。保持ナット40は、
トーチ本体12の内部に止着される環状の電導性内側接
触部材42周囲に螺着される。内側接触部材42は、環
状の内側絶縁部材44周囲に固定される。この内側絶縁
部材44は、図1に示すように電極支持体16の段付部
分46と嵌合することによりトーチ本体12内に固定さ
れる。
【0024】保持ナット40は下方フランジ50を含ん
でおり、これは保持ナット40が内側接触部材42周囲
に螺着されるときノズル部材32の上方肩52と係合し
てノズル部材32を電極28に隣り合って然るべく保持
する。ノズル部材32の上方部分はセラミック製の渦巻
き形成用邪魔板60と係合し、それを電極支持体16に
圧接する。
でおり、これは保持ナット40が内側接触部材42周囲
に螺着されるときノズル部材32の上方肩52と係合し
てノズル部材32を電極28に隣り合って然るべく保持
する。ノズル部材32の上方部分はセラミック製の渦巻
き形成用邪魔板60と係合し、それを電極支持体16に
圧接する。
【0025】大きな、カップ状の外側熱シールド62が
トーチ本体12周囲に取り外し自在に止着される。熱シ
ールド62は、セラミック材料のような耐熱性材料から
形成されそしてその内面に配置される電導性部材64を
含んでいる。この電導性部材64は、螺刻されそして熱
シールド62がトーチ本体内に取付けられた環状の外側
接触部材66周囲に螺着されることを可能ならしめる。
外側接触部材66は、内側接触部材42から両方の接触
部材を電気的に隔離するよう中間絶縁部材70により隔
離される。電導性部材64は、保持ナット40の肩72
の下面と接触する内方に向けられた肩74を含んで電気
的な接点を形成している。
トーチ本体12周囲に取り外し自在に止着される。熱シ
ールド62は、セラミック材料のような耐熱性材料から
形成されそしてその内面に配置される電導性部材64を
含んでいる。この電導性部材64は、螺刻されそして熱
シールド62がトーチ本体内に取付けられた環状の外側
接触部材66周囲に螺着されることを可能ならしめる。
外側接触部材66は、内側接触部材42から両方の接触
部材を電気的に隔離するよう中間絶縁部材70により隔
離される。電導性部材64は、保持ナット40の肩72
の下面と接触する内方に向けられた肩74を含んで電気
的な接点を形成している。
【0026】図1に示されるように、上述したトーチ部
品はプラズマ流れを形成するように気体流れを電極28
周囲で且つ電極28とノズル部材32との間のみなら
ず、二次気体流れとして放出プラズマを取り巻いて保護
する関係でも流れるように構成されている。気体は、電
源/気体管20から電極支持体16の中央気体空洞24
内に放出されそしてそこから外方に電極支持体を横切っ
て貫通する放出通路76を通って流れる。気体は放出通
路76を通って内側絶縁部材44と電極支持体16との
間に形成された環状室78に入り、そして後保持ナット
40、渦巻き形成用邪魔板60及びノズル部材32間に
形成された気体空間80に流入する。気体の一部は邪魔
板60の渦巻き形成用オリフィス82に流入し、ここで
気体は邪魔板60を通ることにより渦巻きを形成し、電
極28とノズル部材32の内面との間に形成される空間
内に放出される。気体は電極により発生せしめられる電
気アークによりイオン化されそして形成されたプラズマ
はノズル部材32の穿孔34を通してその下側に位置す
る加工物上に噴射される。
品はプラズマ流れを形成するように気体流れを電極28
周囲で且つ電極28とノズル部材32との間のみなら
ず、二次気体流れとして放出プラズマを取り巻いて保護
する関係でも流れるように構成されている。気体は、電
源/気体管20から電極支持体16の中央気体空洞24
内に放出されそしてそこから外方に電極支持体を横切っ
て貫通する放出通路76を通って流れる。気体は放出通
路76を通って内側絶縁部材44と電極支持体16との
間に形成された環状室78に入り、そして後保持ナット
40、渦巻き形成用邪魔板60及びノズル部材32間に
形成された気体空間80に流入する。気体の一部は邪魔
板60の渦巻き形成用オリフィス82に流入し、ここで
気体は邪魔板60を通ることにより渦巻きを形成し、電
極28とノズル部材32の内面との間に形成される空間
内に放出される。気体は電極により発生せしめられる電
気アークによりイオン化されそして形成されたプラズマ
はノズル部材32の穿孔34を通してその下側に位置す
る加工物上に噴射される。
【0027】気体のまた別の部分は保持ナット40の半
径方向に伸びるオリフィス84を通して外側熱シールド
62の内面と保持ナット40の外面との間に形成された
別の気体空間86内に流入する。熱シールド62の下方
部分はノズル部材32が伸延する二次気体放出開口を形
成している。この二次気体放出開口は、ノズル部材の外
径より僅かに大きく寸法付けられそして環状気体放出開
口88を形成し、そこを通して二次気体流れは放出プラ
ズマと取り巻き関係で放出される。放出された二次気体
は、ノズル部材32への冷却作用とプラズマアーク溶接
及び切断中大量の粉塵や他の粒状物質が発生せしめられ
るときプラズマに対するある程度の保護作用を提供す
る。
径方向に伸びるオリフィス84を通して外側熱シールド
62の内面と保持ナット40の外面との間に形成された
別の気体空間86内に流入する。熱シールド62の下方
部分はノズル部材32が伸延する二次気体放出開口を形
成している。この二次気体放出開口は、ノズル部材の外
径より僅かに大きく寸法付けられそして環状気体放出開
口88を形成し、そこを通して二次気体流れは放出プラ
ズマと取り巻き関係で放出される。放出された二次気体
は、ノズル部材32への冷却作用とプラズマアーク溶接
及び切断中大量の粉塵や他の粒状物質が発生せしめられ
るときプラズマに対するある程度の保護作用を提供す
る。
【0028】図1に示されるように、パイロットアーク
ケーブル90と安全ケーブル92とがトーチ本体12の
ハンドル部分14を通して伸延しそして内側及び外側接
触部材42、66それぞれと接続している。ケーブル9
0、92は、ケーブルを通して接触部材42、66に電
圧を発生する二次電源94に接続している。例示するよ
うに、二次電源94、ケーブル90、92、接触部材4
2、46並びに保持ナット40は閉ループ電気回路を形
成する。
ケーブル90と安全ケーブル92とがトーチ本体12の
ハンドル部分14を通して伸延しそして内側及び外側接
触部材42、66それぞれと接続している。ケーブル9
0、92は、ケーブルを通して接触部材42、66に電
圧を発生する二次電源94に接続している。例示するよ
うに、二次電源94、ケーブル90、92、接触部材4
2、46並びに保持ナット40は閉ループ電気回路を形
成する。
【0029】閉ループ電気回路は制御器96に接続さ
れ、制御器はまた主電極電源22にも接続される。本発
明に従えば、回路が図1に示されるように閉じられてい
るときには、制御器96は主電源22が電極に所要の電
圧を発生せしめることを可能ならしめ、ノズル部材32
を通してのアーク発生とプラズマ流れの噴射とを許容す
る。もしトーチの周期点検或いは補修中、熱シールド6
2が取り外されるか或いは僅かに廻されると、或いはノ
ズル組立体32がトーチ内に正しく止着されていないな
ら、熱シールド電導性部材64と保持ナット40との間
の電気的接触が破れ、制御器96は電極28への電圧印
加を解除して作業者の感電を防止する。
れ、制御器はまた主電極電源22にも接続される。本発
明に従えば、回路が図1に示されるように閉じられてい
るときには、制御器96は主電源22が電極に所要の電
圧を発生せしめることを可能ならしめ、ノズル部材32
を通してのアーク発生とプラズマ流れの噴射とを許容す
る。もしトーチの周期点検或いは補修中、熱シールド6
2が取り外されるか或いは僅かに廻されると、或いはノ
ズル組立体32がトーチ内に正しく止着されていないな
ら、熱シールド電導性部材64と保持ナット40との間
の電気的接触が破れ、制御器96は電極28への電圧印
加を解除して作業者の感電を防止する。
【0030】図2を参照すると、本発明に従うプラズマ
アークトーチの第2の具体例が例示される。理解を容易
ならしめるために、図面を通して同じトーチ部品には同
じ参照番号を付してある。第1の具体例と異なる第2の
具体例の部品のみがダッシュをつけるか或いは新たな番
号で示してある。
アークトーチの第2の具体例が例示される。理解を容易
ならしめるために、図面を通して同じトーチ部品には同
じ参照番号を付してある。第1の具体例と異なる第2の
具体例の部品のみがダッシュをつけるか或いは新たな番
号で示してある。
【0031】図2の具体例において、電極28は、電極
支持部材16のチャネル100内に螺入されている。内
側接触部材42は、内面を螺刻した環状延長体102を
含んでおりそしてノズル部材32は環状延長体102内
に螺着される。熱シールドの電導性部材64は、熱シー
ルドの内面に沿って下方に延長している。唇104が熱
シールドの電導性部材64から内方に突出しそしてノズ
ル部材22の肩106の下方部分と係合する。
支持部材16のチャネル100内に螺入されている。内
側接触部材42は、内面を螺刻した環状延長体102を
含んでおりそしてノズル部材32は環状延長体102内
に螺着される。熱シールドの電導性部材64は、熱シー
ルドの内面に沿って下方に延長している。唇104が熱
シールドの電導性部材64から内方に突出しそしてノズ
ル部材22の肩106の下方部分と係合する。
【0032】例示されるように、閉ループ電気回路が、
外側接触部材66、熱シールドの内面に止着される電導
性部材64、ノズル部材32及び内側接触部材42を通
して形成される。熱シールド62が取り外されるか或い
は少し開いているとき、或いはノズル組立体が内側接触
部材に正しく螺着されていないとき、電気回路が開放さ
れそして制御器は電極への電圧印加を解除する。
外側接触部材66、熱シールドの内面に止着される電導
性部材64、ノズル部材32及び内側接触部材42を通
して形成される。熱シールド62が取り外されるか或い
は少し開いているとき、或いはノズル組立体が内側接触
部材に正しく螺着されていないとき、電気回路が開放さ
れそして制御器は電極への電圧印加を解除する。
【0033】第2具体例において、トーチを通しての気
体の流れは第1の具体例とは異なっている。しかし、気
体流れの変更は本発明の安全回路に悪影響を与えない。
この第2具体例においては、渦巻き形成用邪魔板は開示
されていない。例示されるように、気体は電極支持体1
6の中央通路24を通して流れオリフィス110を通し
てそこから外方に流れ、そして絶縁部材44の通路11
2を通して流れる。気体はその後、内側接触部材42の
オリフィス113を通して内側及び外側接触部材42、
66、並びに電導性部材64の間に形成される空間11
4に流入する。気体の一部は内側接触部材の延長部分の
オリフィス116を通して電極28及びノズル部材32
の間に形成される気体空間118に流入する。気体の残
部は熱シールドの電導性部材64の下方型部分に形成さ
れた気体放出開口120を通して流出して二次気体流れ
を形成する。
体の流れは第1の具体例とは異なっている。しかし、気
体流れの変更は本発明の安全回路に悪影響を与えない。
この第2具体例においては、渦巻き形成用邪魔板は開示
されていない。例示されるように、気体は電極支持体1
6の中央通路24を通して流れオリフィス110を通し
てそこから外方に流れ、そして絶縁部材44の通路11
2を通して流れる。気体はその後、内側接触部材42の
オリフィス113を通して内側及び外側接触部材42、
66、並びに電導性部材64の間に形成される空間11
4に流入する。気体の一部は内側接触部材の延長部分の
オリフィス116を通して電極28及びノズル部材32
の間に形成される気体空間118に流入する。気体の残
部は熱シールドの電導性部材64の下方型部分に形成さ
れた気体放出開口120を通して流出して二次気体流れ
を形成する。
【0034】図3を参照すると、本発明のプラズマアー
クトーチの第3の具体例が示されている。この第3具体
例はトーチ操作の始動のためにパイロットアークを使用
せず従って別個のパイロットアークケーブルは例示され
ない。2本の安全回路ケーブルのみが電源解除機構を形
成する閉ループ電気回路に電圧を与えるのに使用され
る。
クトーチの第3の具体例が示されている。この第3具体
例はトーチ操作の始動のためにパイロットアークを使用
せず従って別個のパイロットアークケーブルは例示され
ない。2本の安全回路ケーブルのみが電源解除機構を形
成する閉ループ電気回路に電圧を与えるのに使用され
る。
【0035】例示されるように、ノズル組立体はノズル
部材32及び絶縁部材44周囲に螺着される保持ナット
40の形態のノズル組立体保持部材を含んでいる。ノズ
ル部材32は第1の具体例におけるように渦巻き形成用
邪魔板60に圧接される。気体は、図1に例示したトー
チを通しての気体流れと同様にしてトーチを通して流れ
る。
部材32及び絶縁部材44周囲に螺着される保持ナット
40の形態のノズル組立体保持部材を含んでいる。ノズ
ル部材32は第1の具体例におけるように渦巻き形成用
邪魔板60に圧接される。気体は、図1に例示したトー
チを通しての気体流れと同様にしてトーチを通して流れ
る。
【0036】図1の具体例の場合と同じく、気体は、電
源/気体管20から電極支持体16の中央気体空洞24
内に放出されそしてそこから外方に電極支持体を横切っ
て貫通する放出通路76を通って流れる。気体は放出通
路76を通って内側絶縁部材44と電極支持体16との
間に形成された環状室78に入り、そして後保持ナット
40、渦巻き形成用邪魔板60及びノズル部材32間に
形成された気体空間80に流入する。
源/気体管20から電極支持体16の中央気体空洞24
内に放出されそしてそこから外方に電極支持体を横切っ
て貫通する放出通路76を通って流れる。気体は放出通
路76を通って内側絶縁部材44と電極支持体16との
間に形成された環状室78に入り、そして後保持ナット
40、渦巻き形成用邪魔板60及びノズル部材32間に
形成された気体空間80に流入する。
【0037】気体の一部は邪魔板60の渦巻き形成用オ
リフィス82に流入し、ここで気体は邪魔板60を通る
ことにより渦巻きをなして電極28とノズル部材32の
内面との間に形成される空間内に放出される。気体は電
極により発生せしめられる電気アークによりイオン化さ
れそして形成されたプラズマはノズル部材32の穿孔3
4を通してその下側に位置する加工物上に噴射される。
リフィス82に流入し、ここで気体は邪魔板60を通る
ことにより渦巻きをなして電極28とノズル部材32の
内面との間に形成される空間内に放出される。気体は電
極により発生せしめられる電気アークによりイオン化さ
れそして形成されたプラズマはノズル部材32の穿孔3
4を通してその下側に位置する加工物上に噴射される。
【0038】気体のまた別の部分は保持ナット40の半
径方向に伸びるオリフィス84を通して外側熱シールド
62の内面と保持ナット40の外面との間に形成された
別の気体空間86内に流入する。熱シールド62の下方
部分はノズル部材32が伸延する二次気体放出開口を形
成している。この二次気体放出開口は、ノズル部材の外
径より僅かに大きく寸法付けられそして環状気体放出開
口88を形成し、そこを通して二次気体流れは放出プラ
ズマと取り巻き関係で放出される。
径方向に伸びるオリフィス84を通して外側熱シールド
62の内面と保持ナット40の外面との間に形成された
別の気体空間86内に流入する。熱シールド62の下方
部分はノズル部材32が伸延する二次気体放出開口を形
成している。この二次気体放出開口は、ノズル部材の外
径より僅かに大きく寸法付けられそして環状気体放出開
口88を形成し、そこを通して二次気体流れは放出プラ
ズマと取り巻き関係で放出される。
【0039】例示されるように、ノズル部材32と保持
ナット40とは本発明の電源解除安全回路から絶縁され
ている。熱シールド62は、電導性部材64を介して内
側接触部材42に螺着されている。熱シールド62が外
側接触部材周囲に止着されるとき、熱シールドの電気接
触部材64は外側接触部材66と圧接して両者間の電気
的接触点を形成する。こうして、閉ループ電気回路が、
外側接触部材66、電導性部材64及び内側接触部材4
2間に形成される。
ナット40とは本発明の電源解除安全回路から絶縁され
ている。熱シールド62は、電導性部材64を介して内
側接触部材42に螺着されている。熱シールド62が外
側接触部材周囲に止着されるとき、熱シールドの電気接
触部材64は外側接触部材66と圧接して両者間の電気
的接触点を形成する。こうして、閉ループ電気回路が、
外側接触部材66、電導性部材64及び内側接触部材4
2間に形成される。
【0040】
【発明の効果】本発明は、従来技術のプラズマアークト
ーチ用の電源解除機構を上回る利益を呈する。本発明に
おいては、電極への電圧は熱シールドが取り外されたと
き或いは僅かでも廻されたときはいつでも解除される。
多くのこれまで提唱された従来技術構造は、ノズルが取
り外されたときのみ電極への電圧を解除しそして熱シー
ルドの取り外しに伴っての電圧解除という本発明の安全
特性を提供しない。追加的に、本発明の電源解除機構に
おいては可動部品は使用されないので、トーチの製作コ
スト並びにトーチを適正な操作に維持するための保守の
負担を軽減する。こうして、熱シールド或いはノズル組
立体のいずれが取り外されたときでも電極への電圧を解
除することができそして可動部品やスプリングワイヤを
使用しない電圧解除機構を具備するプラズマアークトー
チを提供する。
ーチ用の電源解除機構を上回る利益を呈する。本発明に
おいては、電極への電圧は熱シールドが取り外されたと
き或いは僅かでも廻されたときはいつでも解除される。
多くのこれまで提唱された従来技術構造は、ノズルが取
り外されたときのみ電極への電圧を解除しそして熱シー
ルドの取り外しに伴っての電圧解除という本発明の安全
特性を提供しない。追加的に、本発明の電源解除機構に
おいては可動部品は使用されないので、トーチの製作コ
スト並びにトーチを適正な操作に維持するための保守の
負担を軽減する。こうして、熱シールド或いはノズル組
立体のいずれが取り外されたときでも電極への電圧を解
除することができそして可動部品やスプリングワイヤを
使用しない電圧解除機構を具備するプラズマアークトー
チを提供する。
【0041】以上、本発明の好ましい具体例について説
明したが、本発明はその精神内で多くの変更をなしうる
ことを銘記されたい。
明したが、本発明はその精神内で多くの変更をなしうる
ことを銘記されたい。
【図1】本発明に従うプラズマアークトーチの第1の具
体例の断面図である。
体例の断面図である。
【図2】本発明に従うプラズマアークトーチの第2の具
体例の断面図である。
体例の断面図である。
【図3】本発明に従うプラズマアークトーチの第3の具
体例の断面図である。
体例の断面図である。
10 プラズマアークトーチ 12 トーチ本体 14 ハンドル部分 15 内部空洞 16 電極支持体 20 電源/気体管 22 主電源 24 中央気体空洞 28 電極 28a 挿入体 30 ノズル組立体 32 ノズル部材 34 貫通穿孔 40 保持ナット 42 内側接触部材 44 内側絶縁部材 46 段付部分 50 下方フランジ 52 上方肩 60 渦巻き形成用邪魔板 62 外側熱シールド 64 電導性部材 66 外側接触部材 70 中間絶縁部材 72、74 肩 76 放出通路 78 環状室 80 気体空間 82 渦巻き形成用オリフィス 84 オリフィス 86 気体空間 88 気体放出開口 90 パイロットアークケーブル 92 安全ケーブル 96 制御器 100 チャネル 102 環状延長体 104 唇 106 肩 110 流れオリフィス 112 通路 113 オリフィス 120 気体放出開口
Claims (21)
- 【請求項1】 (a)トーチ本体と、(b)該トーチ本
体内部に取付けられそしてアーク放電端を具備する電極
と、(c)該電極放電端に隣り合って配置されそして貫
通穿孔を有するノズル組立体と、(d)前記電極に電流
を供給して該電極から前記ノズル組立体穿孔を通して伸
延する電気アークを確立するため該電極に接続される電
源手段と、(e)前記ノズル組立体穿孔を通して該ノズ
ル組立体の下側に配置される加工物までプラズマ流れを
創出するため前記電極とノズル組立体との間に気体の流
れを発生せしめる手段と、(f)前記トーチ本体に取り
外し自在に取付けられる外側熱シールドにして、該熱シ
ールドの内面に配置されそして前記ノズル組立体及び熱
シールドがトーチ本体に取付けられるときノズル組立体
と電気的接触関係にある電導性部材を含む外側熱シール
ドと、(g)前記ノズル組立体と熱シールドとが前記ト
ーチ本体に取付けられるとき該ノズル組立体と前記電導
性部材とを通しての電気回路を完結するための手段と、
(h)前記ノズル組立体と電導性部材とを通しての電気
回路がノズル組立体交換中ノズル組立体或いは熱シール
ドが取り外される場合のように開放されるとき電極への
電圧を解除するための手段とを備え、トーチの保守及び
補修中作業者への電撃を防止することを特徴とするプラ
ズマアークトーチ。 - 【請求項2】 ノズル組立体がノズル部材と該ノズル部
材と係合しそして該ノズル部材を電極に隣り合って保持
するノズル組立体保持部材とを含み、該ノズル組立体保
持部材が閉ループ電気回路の一部を形成する請求項1の
プラズマアークトーチ。 - 【請求項3】 トーチ本体内部に取付けられそして閉ル
ープ電気回路の一部を構成する内側接触部材及び外側接
触部材を含む請求項1のプラズマアークトーチ。 - 【請求項4】 内側接触部材を電極から分離する内側絶
縁部材を含む請求項3のプラズマアークトーチ。 - 【請求項5】 内側接触部材及び外側接触部材を互いに
分離する中間絶縁部材を含む請求項3のプラズマアーク
トーチ。 - 【請求項6】 外側接触部材と外側熱シールドの電導性
部材とが両者を互いに螺着するための手段を含んでいる
請求項3のプラズマアークトーチ。 - 【請求項7】 内側接触部材がノズル組立体から離間さ
れそして螺刻部を有し、ノズル組立体保持部材が内側接
触部材周囲に螺着される保持ナットを備える請求項3の
プラズマアークトーチ。 - 【請求項8】 保持ナットが熱シールドから離間されて
気体空間を構成し、該気体空間がノズル組立体と熱シー
ルドとの間に形成される出口開口を含み、該出口開口を
通して二次気体の流れがノズル組立体の穿孔を通して噴
射されたプラズマの周囲に放出される請求項7のプラズ
マアークトーチ。 - 【請求項9】 閉ループ電気回路が内側接触部材及び外
側接触部材のいずれかに接続されるパイロットアークケ
ーブルを含んでいる請求項3のプラズマアークトーチ。 - 【請求項10】 (a)トーチ本体と、(b)該トーチ
本体内部に取付けられそしてアーク放電端を具備する電
極と、(c)該電極放電端に隣り合って配置されそして
貫通穿孔を有するノズル部材と、(d)前記電極に電流
を供給して該電極から前記ノズル部材穿孔を通して伸延
する電気アークを確立するため該電極に接続される電源
手段と、(e)前記ノズル部材穿孔を通して該ノズル部
材の下側に配置される加工物までプラズマ流れを創出す
るため前記電極とノズル部材との間に気体の流れを発生
せしめる手段と、(f)前記トーチ本体に取り外し自在
に取付けられる外側熱シールドにして、該熱シールドの
内面に配置されそして前記ノズル組立体及び熱シールド
がトーチ本体に取付けられるときノズル部材と電気的接
触関係にある電導性部材を含む外側熱シールドと、
(g)前記ノズル部材と熱シールドとが前記トーチ本体
に取付けられるとき該ノズル部材と該ノズル部材と係合
する前記熱シールド電導性部材とを通しての電気回路を
完結するための手段と、(h)前記ノズル部材と電導性
部材とを通しての電気回路がノズル組立体交換中ノズル
組立体或いは熱シールドが取り外される場合のように開
放されるとき電極への電圧を解除するための手段を備
え、トーチの保守及び補修中作業者への電撃を防止する
ことを特徴とするプラズマアークトーチ。 - 【請求項11】 トーチ本体内部に取付けられそして閉
ループ電気回路の一部を構成する内側接触部材及び外側
接触部材を含む請求項10のプラズマアークトーチ。 - 【請求項12】 内側接触部材を電極から分離する内側
絶縁部材を含む請求項11のプラズマアークトーチ。 - 【請求項13】 内側接触部材及び外側接触部材を互い
に分離する中間絶縁部材を含む請求項11のプラズマア
ークトーチ。 - 【請求項14】 外側接触部材と熱シールドの電導性部
材とが両者を互いに螺着するための手段を含んでいる請
求項11のプラズマアークトーチ。 - 【請求項15】 内側接触部材が螺刻部を有する環状延
長体を含みそしてノズル部材がそこに螺着される請求項
11のプラズマアークトーチ。 - 【請求項16】 閉ループ電気回路が内側接触部材及び
外側接触部材のいずれかに接続されるパイロットアーク
ケーブルを含んでいる請求項13のプラズマアークトー
チ。 - 【請求項17】 (a)トーチ本体と、(b)該トーチ
本体内部に取付けられそしてアーク放電端を具備する電
極と、(c)前記トーチ本体内部に取付けられる内側電
気絶縁部材と、(d)前記電気絶縁部材に取付けられそ
して該電極放電端に隣り合って配置されそして貫通穿孔
を有するノズル組立体と、(e)前記電極に電流を供給
して該電極から前記ノズル組立体穿孔を通して伸延する
電気アークを確立するため該電極に接続される電源手段
と、(f)前記ノズル組立体穿孔を通し該ノズル組立体
の下側に配置される加工物までプラズマ流れを創出する
ため前記電極とノズル組立体との間に気体の流れを発生
せしめる手段と、(g)前記トーチ本体内部に取付けら
れそして互いに電気的に絶縁される内側接触部材及び外
側接触部材と、(h)前記トーチ本体に取り外し自在に
取付けられる外側熱シールドにして、該熱シールドの内
面に配置されそして前記ノズル組立体及び熱シールドが
トーチ本体に取付けられるとき前記接触部材と電気的接
触関係にある電導性部材を含む外側熱シールドと、
(i)前記ノズル組立体と熱シールドとが前記トーチ本
体に取付けられるとき前記内側接触部材及び外側接触部
材と前記熱シールド電導性部材とを通しての閉ループ電
気回路を創出するための手段と、(j)前記内側接触部
材及び外側接触部材と電導性部材とを通しての電気回路
がノズル組立体交換中ノズル組立体或いは熱シールドが
取り外される場合のように開放されるとき電極への電圧
を解除するための手段を備え、トーチの保守及び補修中
作業者への電撃を防止することを特徴とするプラズマア
ークトーチ。 - 【請求項18】 ノズル組立体がノズル部材と該ノズル
部材と係合しそして該ノズル部材を電極に隣り合って保
持するノズル組立体保持部材とを含み、該ノズル組立体
保持部材とノズル部材とが閉ループ電気回路から絶縁さ
れている請求項17のプラズマアークトーチ。 - 【請求項19】 内側接触部材及び外側接触部材を互い
に分離する中間絶縁部材を含む請求項17のプラズマア
ークトーチ。 - 【請求項20】 内側接触部材と熱シールドの電導性部
材とが両者を互いに螺着するための手段を含んでいる請
求項17のプラズマアークトーチ。 - 【請求項21】 内側絶縁部材が螺刻部を有し、ノズル
組立体保持部材が内側絶縁部材周囲に螺着される保持ナ
ットを備える請求項17のプラズマアークトーチ。
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