JPH07100231B2 - 水中切断において使用されるプラズマアークトーチ並びにその付属具 - Google Patents

水中切断において使用されるプラズマアークトーチ並びにその付属具

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JPH07100231B2
JPH07100231B2 JP4337803A JP33780392A JPH07100231B2 JP H07100231 B2 JPH07100231 B2 JP H07100231B2 JP 4337803 A JP4337803 A JP 4337803A JP 33780392 A JP33780392 A JP 33780392A JP H07100231 B2 JPH07100231 B2 JP H07100231B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中切断において使用
されるプラズマアークトーチ並びにそうしたプラズマア
ークトーチ用の付属具に関係する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマアークトーチはプラズマ切断と
関連する騒音を減じそして切断プロセスの環境上の悪影
響を最小限とするために水中で操作されることが多い。
水は、水が存在しないと大気中に放出されることになる
プラズマ発生排気及び粒状物を捕捉する。追加的に、水
中切断は、作業者があびる有害な眩光や紫外線量を減じ
る。
【０００３】しかしながら、水中プラズマアーク切断
は、減少した送り速度においてトーチ操作に対する所要
電力量の増大を必要とする。もっと重要なことに、トー
チは、放出されたプラズマを切断帯域に流入しようとす
る水から防護するように設計されねばならない。水が切
断帯域に侵入すると、切断品質が低下するだけでなく、
水素のような気体状副産物が発生し、加工物の下側で小
さな水素爆発が起こる危険性がある。
【０００４】米国特許第４，８１６，６３７号に開示さ
れた、一つの提唱されたプラズマアークトーチにおい
て、トーチはノズルから放出されるプラズマを取り囲ん
でノズルから外方への気体流れを提供する付属具を含ん
でいる。気体は軸線方向穴を通してそしてプラズマに対
して外周関係にある実質上環状の開口を通して下向きに
放出される。
【０００５】この流れは、アークの周囲に「気泡」即ち
空気カーテン（エアーカーテン）を形成しそして切断帯
域内に流入しうる水の量を最小限とする。その後、２．
６５ｍ／秒を超える速度を有する水の流れが放出気体に
対して離間した状態で発生せしめられて、気体流れの形
状をコントロールするのを助成しまたトーチが水より上
で使用されるときには切断中発生する騒音を軽減する役
目をなす。
【０００６】この提唱されたトーチを使用すると切断帯
域への水の流入は最小限とされるけれども、エアーカー
テンは、気体が個々の気体放出穴から放出され、そのた
め多数の気体流れを生成するから、その周囲全体を通し
て一様には形成されない。その結果として、水は、一様
な気体流れが存在しないために生み出されたエアーカー
テンの弱い部分を通して環状のエアーカーテン内部に流
入する場合がある。追加的に、高速の気体が多数の気体
流れとしてプラズマに向けて放出されるから、気体は最
初外方に拡大することなくプラズマに衝突し、もっと小
さな、より望ましからざる直径のエアーカーテンを創出
し、それにより水が切断帯域に流入する機会を増大す
る。
【０００７】米国特許第４，２９１，２１７号におい
て、プラズマアークは、ノズルより外側で圧縮空気カー
テンにより包囲される。圧縮空気はノズルの周りに一様
に分布された気体放出穴を通して流れそして切断帯域に
侵入する水に対する保護手段を提供する。しかし、この
提唱された構造もまた、形成されたエアーカーテンが不
均一でありそして更には所望されるより小さな直径を有
するので切断帯域に僅かの水が侵入する可能性がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、水中
切断中プラズマアークを保護するために従来よりもっと
一様な分布の高速気体を放出プラズマ周囲の気体カーテ
ン「気泡」として放出することのできる水中切断用プラ
ズマアークトーチを提供することである。
【０００９】本発明のまた別の課題は、ノズルに隣り合
って放出される高速気体がプラズマに対する保護エアー
カーテンを形成するだけでなく、ノズルから外方に拡大
して従来提唱された水中プラズマアークトーチ構成を使
用してこれまで達成されたより実質上大きな直径のエア
ーカーテンを形成することのできる水中切断用プラズマ
アークトーチを開発することである。
【００１０】本発明のまた別の課題は、放出プラズマを
その周囲に気体カーテン「気泡」を形成する気体の一様
な分布で保護しつつ水中切断操作を可能ならしめるプラ
ズマアークトーチ用の付属具を開発することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のプラズマアーク
トーチは、水中でのトーチ操作中プラズマに対する従来
より一様に形成された渦巻保護気体カーテン、代表的に
エアーカーテン「気泡」を発生するためにトーチ本体の
前端部に沿ってそしてノズルの隣り合う出口開口を通し
て気体を渦巻模様をなして放出することを可能ならしめ
る。
【００１２】本発明に従えば、プラズマアークトーチ
は、筒形の前端を具備するトーチ本体と、トーチ本体に
より支持されそして長手軸線を構成しそして当該前端に
向けて伸びる放電端を構成する電極とを備えている。ノ
ズルは、トーチ本体の前端に電極の放電端に隣り合って
取付けられそしてプラズマを噴射する穿孔を有する。
【００１３】気体カーテンを形成する手段である筒状ス
リーブは、トーチ本体の外面に取付けられそしてトーチ
本体の前端部に沿ってトーチ本体から離間した状態で伸
びて当該前端部に沿う環状気体室を構成しそしてノズル
に隣り合って位置づけられ且つ前記ノズル穿孔から半径
方向外側に離れて連続した環状の出口開口を形成する。
高速気体が渦巻模様をなして環状気体室に放出されそし
てトーチ本体の前端部に沿って移動しそして出口開口を
通して噴射されて水中トーチ操作中プラズマに対する一
様に形成された渦巻保護気体カーテンを創出する。
【００１４】トーチ本体の外面に取付けられる筒状のス
リーブは、トーチ本体の前端部に沿って離間関係で伸び
る。筒状の支持体がスリーブ上方に位置づけられそして
トーチ本体上に固着される。支持体は、スリーブの後方
部分を収容するように寸法付けられた環状開口を含んで
いる。支持体の環状開口内にスリーブを保持するための
手段が設けられる。好ましい具体例において、少なくと
も一つのＯ−リングがスリーブと摩擦係合するように支
持体の内面に取付けられる。
【００１５】トーチ本体の前端部の外面は金属材料から
形成される。トーチ操作中ダブルアークの発生を防止す
るために金属製外面と筒状支持体との間に絶縁体が取付
けられる。空気導通路オリフィスが筒状支持体と筒状ス
リーブとを貫通して伸びる。気体導入用取付け具が筒状
支持体に取付けられそして筒状支持体と筒状スリーブと
を貫通して延在する気体導通路オリフィスと連通してい
る。
【００１６】拡大気体空間が筒状スリーブと筒状支持体
の内面との間に形成される。気体はまず気体空間に噴射
されその後環状気体室に通入する。環状気体室もまた、
拡大気体空間を含み、ここに気体が通入されその後環状
気体室を通して下方に通る。トーチ本体の外面は拡大気
体空間を形成する環状溝を含んでいる。
【００１７】好ましい具体例において、トーチ操作中、
気体は、環状気体室を通して９５０〜４０５０ｍ／分の
速度で放出される。電流密度は、トーチ操作中ノズルの
穿孔において計算したとして２８〜４５Ａ／ｍｍ２の範
囲にある。
【００１８】
【作用】プラズマアークはトーチの電極端の電子放射性
挿入体において確立される。加工物は電源の陽極に接続
されそして下方ノズル部材の下側に配置される。プラズ
マアークはその後加工物に移行されそしてノズル穿孔を
通して噴射される。プラズマアークは絞られて強めら
れ、そしてアークが開口を通過するに際して水の渦巻流
れがプラズマを包囲する。トーチ操作中、高速気体は気
体導通路オリフィス内に放出されそして好ましくは第１
の気体空間に放出される。気体は好ましくは第１の気体
空間内で分配されそして第２気体空間内に接線方向に伸
びる複数の一様に離間した気体導通路オリフィスを通し
て移入する。接線方向に傾斜したオリフィスは第２の拡
大気体空間内に渦巻気体流れを与える。高速気体はトー
チ本体の外面にその前端部に沿って該トーチ本体から離
間した状態で下方に長く伸びる筒状スリーブにより形成
される環状気体室を通して渦巻きながら下方に流れそし
て出口を通して噴射されてプラズマに対する保護気体カ
ーテンを形成する。渦巻高速気体は、水中切断中、切断
帯域への水の流入を防止する一様に分布した気体カーテ
ンを形成する。追加的に、渦巻高速気体は出口を出た後
外方に拡大しそしてこれまで提唱された構成を使用して
達成されたよりも大きな直径の気体カーテンを形成す
る。かくして、これまでの提唱トーチ構造より切断帯域
への水の侵入傾向は少なくなる。
【００１９】つまり、筒状スリーブは、前記トーチ本体
の外面にその前端部に沿って該トーチ本体から離間した
状態で下方に長く伸びて、該前端部に沿う環状気体室を
構成しそして前記ノズルに隣り合って位置づけられ且つ
前記ノズル穿孔から半径方向外側に離れて連続した環状
の出口開口を形成するから、高速気体は環状気体室内部
で強く渦巻きそして高速で前進しそして連続した環状の
出口開口から出現し、従来より一様性に優れた大きな直
径の渦巻気体カーテンが得られる。従って、これまでの
提唱トーチ構造より切断帯域への水の侵入傾向は少なく
なる。
【００２０】
【実施例】図面において、図１は、渦巻気体カーテンを
創出する付属具を備えるプラズマアークトーチ全体図で
あり、図２は付属具のみをそして図３はプラズマアーク
トーチ自体のみの下端部を示す。図１は、図２に図３を
嵌合せしめたものである。特に図１及び３を参照する
と、本発明に従うプラズマアークトーチ１０が示されて
いる。プラズマアークトーチ１０は、ノズル組立体１２
及び長手軸線を定義するチューブ状電極１４を含んでい
る。電極１４は好ましくは、銅或いは銅合金製とされそ
して上方チューブ状部材１５と下方チューブ状部材、即
ちホルダ１６とから構成される。上方チューブ状部材１
５はまた、内面を螺刻した下端部分１７を含んでいる。
ホルダ１６もまたチューブ状構造でありそして下方前端
部と上方後端部とを含んでいる。横断端壁がホルダ１６
の前端を閉鎖する。この横断端壁は外側前面２０を構成
する。ホルダの後端は外面を螺刻されそして上方チュー
ブ状部材１５の下端部分１７と螺着される。
【００２１】ホルダ１６は、後端において開口されてカ
ップ形態をなしそして内部空洞を形成する。電子放射性
挿入体２８が空洞内に取付けられそして長手軸線に沿っ
て同軸に配置される。電子放射性挿入体２８は、所要の
電圧が印加されるとき容易に電子を放出するように比較
的低い仕事関数の、好ましくは約２．７〜４．２ｅＶの
範囲内の仕事関数を有する金属材料から構成される。そ
うした材料の適当な例は、ハフニウム、ジルコニウム、
タングステン及びその合金である。相対的に非電子放射
性のスリーブ３２が挿入体２８の周囲に同心関係で空洞
内に位置づけられる。スリーブ３２は、ホルダ材料より
大きく且つ挿入体材料より大きな仕事関数を有する金属
材料から構成される。電極及び挿入体に関する追加的な
情報は、本件出願人に係る米国特許第５，０２３，４２
５号に記載されている。
【００２２】例示の具体例において、図１及び３に示さ
れるように、電極１４は、気体及び液体通路４０及び４
２を具備するプラズマアークトーチ本体３８内に取付け
られる。トーチ本体３８は、絶縁した外側ハウジング部
材４４により取り囲まれる。チューブ４６が、電極１４
の中央穿孔４８内に懸吊されて電極１４を通して水のよ
うな冷却媒体を循環せしめる。チューブ４６は、穿孔４
８の直径より小さな直径を有して水がチューブ４６から
放出されるに際して流通するための間隙４９を提供す
る。水は、源（図示なし）からチューブ４６を通して流
れ、間隙４９を通してトーチ本体開口まで戻って流れそ
してドレンホース（図示なし）へと排出される。液体
（一般に水）通路４２は、噴射水をノズル組立体１２内
に差し向け、ここで水は以下に説明するようにプラズマ
アークを取り巻く渦巻き流れに変換される。
【００２３】気体通路４０は、気体を適当な源（図示な
し）から従来型式の適当な耐熱セラミック材料製の気体
邪魔板５４を通して導入開口５８を経由して気体空間室
５６内に差し向ける。導入開口５８は、気体を周知のよ
うに渦巻き方式で気体空間室５６に流入せしめるように
配列される。気体は、気体空間室５６からノズル組立体
１２のアーク絞り穿孔６０及びプラズマ放出開口６２を
通して流出する。電極１４がトーチ本体３８に連結され
るとき、電極はセラミック製気体邪魔板５４及び耐熱製
プラスチック絶縁部材５５を然るべく保持する。耐熱製
プラスチック絶縁部材５５がノズル組立体１２を電極１
４から電気的に絶縁する。外側カップシールド６４がト
ーチ本体に螺着されそしてノズル組立体１２と係合して
ノズル組立体を然るべく保持しそしてノズル組立体の構
成部品を保護する。外側カップシールド６４は銅のよう
な金属材料から形成される。
【００２４】ノズル組立体１２はノズルベース７０と下
方ノズル部材７２とを含んでいる。ノズルベース７０
は、銅乃至銅合金から形成されそして一般に円筒状の胴
体部分を含んでいる。アーク絞り穿孔６０が、ノズルベ
ースの下端を貫通して伸びそして電極により定義される
長手軸線と整合している。アーク絞り穿孔６０は、電極
に向かって位置決めされる第１穿孔７６とその出口端を
構成しそして第１穿孔の直径より大きな直径を有する第
２穿孔７８とを具備している。２つの第１及び第２穿孔
７６、７８が一層制御されたプラズマ放出流れを提供す
る。
【００２５】ノズルベース７０は、穿孔６０に向けて内
方に電極１４から離れる方向にテーパ付けられた面取り
された切頭円錐状内面８０を備えている。この切頭円錐
状内面８０もまた、トーチ操作中アークを絞る。ノズル
ベース７０は、環状取付け肩８６及び電極から離れる方
向に長手軸線に向けて下方にテーパ付けられた切頭円錐
状外面９０をも含んでいる。
【００２６】下方ノズル部材７２は、金属材料、好まし
くは快削性の真鍮から形成された円筒状胴体部分を含ん
でいる。下方ノズル部材の上方部分は、ノズルベース７
０に位置決めされた取付け肩８６と嵌着するように寸法
付けられた環状カラー部分７３を含んでいる。下方ノズ
ル部材７２は、長手軸線と整列しそして穿孔に隣り合っ
て位置づけられるプラズマ放出開口６２を含んでいる。
テーパ付けられた内面７４がノズルベース７０の切頭円
錐状外面９０から離問して下方に傾斜する水通路７５を
形成し、水通路４２からの水が室１００及び通路１０２
から水通路７５を通してプラズマと衝突接触状態に噴射
される。
【００２７】セラミック絶縁体１１０が下方ノズル部材
に止着されそしてその外面に沿って延在する。セラミッ
ク絶縁体１１０はダブルアークの発生を防止しそしてト
ーチ操作中発生する熱及びプラズマから下方ノズル部材
を隔離する。セラミック絶縁体１１０は、その肩と下方
ノズル部材に係合するＯ−リング１１６により然るべく
保持される。
【００２８】外側カップシールド６４は、その前端に水
平突出部１１２を具備する。水平突出部１１２はセラミ
ック絶縁体１１０における肩１１４と係合しそして下方
ノズル部材７２及びノズルベース７０をセラミック絶縁
体１１０に密着状態に保持する。
【００２９】電源（図示なし）が金属加工物と直列回路
関係においてトーチ電極１４に接続される。金属加工物
は代表的に接地される。操作において、プラズマアーク
はアークに対する陰極端子として作用するトーチ１０の
電子放射性挿入体２８において確立される。加工物は電
源の陽極に接続されそして下方ノズル部材の下側に配置
される。プラズマアークは電極１４とノズル組立体１２
との間でパイロットアークを一時的に確立することによ
り従来態様で点弧される。プラズマアークはその後加工
物に移行されそしてノズル穿孔７６、７８を通して噴射
される。プラズマアークは絞られて強められ、そしてア
ークが開口を通過するに際して水の渦巻流れがプラズマ
を包囲する。
【００３０】ここで、図１及び図２を参照すると、水中
切断中プラズマをそこへの水流入から保護するための一
様に形成された保護気体カーテン代表的に空気カーテン
（エアーカーテン）を発生することを可能ならしめる、
全体を１２０で示す気体カーテン付属具が例示されてい
る。付属具１２０はトーチへの付加物として記載される
が、付属具はまたトーチの作製中トーチと一体に作製す
ることもできる。
【００３１】付属具１２０は、好ましくはクロムめっき
された真鍮から形成される筒状支持体１２２を含んでい
る。筒状支持体１２２は、固定用カラーを形成する分割
上方部分１２４を含んでいる。ソケットヘッドキャップ
ねじ（図示なし）が分割上方部分の両側を結合して筒状
支持体１２２をトーチ本体の外面、つまり絶縁されたハ
ウジング部材４４に止着する。筒状支持体１２２はトー
チ本体外面から外側カップシールド６４により構成され
る前端に向けてトーチ本体外面から離間した状態で延在
しそして前端において環状開口１３０を形成する。
【００３２】絶縁用スリーブ１３２が簡状支持体１２２
とトーチ本体の金属製外面との間に位置づけられて、筒
状支持体１２２をトーチ本体の外面から絶縁する。好ま
しい具体例において、絶縁用スリーブは筒状支持体の内
面に固着される。Ｏ−リング１３４が、絶縁用部材の内
部溝内に止着されそしてトーチの外面への絶縁用スリー
ブ１３２の固定化を助成する。好ましい具体例におい
て、絶縁用スリーブは好ましくは低級フェノール樹脂類
から形成されそして筒状支持体及び絶縁用スリーブはト
ーチ本体の外面に滑り嵌められそして図１及び２に示す
ように位置決めされる。
【００３３】筒状スリーブ１４０が筒状支持体１２２の
環状開口１３０内に収容される。筒状スリーブ１４０は
好ましくは、軽量でしかも腐食に耐える堅牢な構造を与
えるように陽極酸化アルミニウムから形成される。筒状
スリーブ１４０は、トーチ本体の前端部に沿ってそこか
ら離間した状態で伸びて、当該前端部周囲に延在する環
状気体室１４２を形成しそしてノズルに隣り合って位置
づけられる連続した環状出口開口１４４を形成する。筒
状スリーブ１４０の後端部は環状開口１３０内に収容さ
れる。一対のＯ−リング１４６が環状溝１４８内に止着
されそして筒状スリーブの筒状支持体への保持を補助す
る。筒状スリーブにより形成された出口開口は好ましく
は約０．７９〜１．５９ｍｍ（１／３２〜１／１６イン
チ）である。
【００３４】図１及び２に例示されるように、筒状支持
体１２２の下方部分はＯ−リング１４６を配置する溝１
４８の形成に充分の帯域を許容するように直径方向に拡
大される。少なくとも一つの気体導通路オリフィス１５
０がまた直径方向拡大部分から筒状支持体１２２及び筒
状スリーブ１４０を通して伸びる。気体導通路オリフィ
ス１５０は筒状スリーブ１４０の内面において終端し、
そこから環状気体室１４２に通じて高速の気体を環状気
体室１４２内に渦巻模様をなしてトーチ本体の前端部に
沿って下方に噴射することを可能ならしめ、それにより
気体は出口開口１４４を通り、一様に形成された渦巻保
護気体カーテンを発生せしめる。気体導入用の取付け具
１５２が筒状支持体１２２の直径拡大部分に取付けられ
そして気体導通路オリフィス１５０と流通する。標準的
なホース（図示なし）が気体取付け具１５２に螺着され
そして高速気体源を提供する。拡大気体空間１５４が筒
状スリーブ１４０と筒状支持体１２２の内面との間に構
成される。従って、高速気体はまず気体空間１５４内に
噴射されそして後環状気体室１４２内に流入する。
【００３５】環状気体室１４２はまた、拡大気体空間１
５６を含んでおり、ここに気体は環状気体室１４２を通
して下方に通過する前に噴射される。トーチ本体の外面
は環状溝１５８を具備し、拡大気体空間１５６を形成す
る。トーチ操作中、高速気体は気体導通路オリフィス１
５０内に放出されそして第１の気体空間１５４に放出さ
れる。気体は第１の気体空間１５４内で分配されそして
第２気体空間１５６内に接線方向に伸びる複数の一様に
離間した気体導通路オリフィス１５０を通して移動す
る。接線方向に傾斜したオリフィスは第２の拡大気体空
間１５６内に渦巻気体流れを与える。高速気体は環状気
体室１４２を通して渦巻きながら下方に流れそして出口
１４４を通して噴射されてプラズマに対する保護気体カ
ーテンを形成する。
【００３６】好ましくは、気体は９５０〜４，０５０ｍ
／分の速度で環状気体導通路を通して放出される。水中
での操作の間、電流密度はノズルの穿孔において計算し
て２８〜４５Ａ／ｍｍ２の範囲にある。
【００３７】
【発明の効果】渦巻高速気体は切断帯域への水の流入を
防止する一様に分布した気体カーテンを形成する。追加
的に、渦巻高速気体は出口を出た後外方に拡大しそして
これまで提唱された構成を使用して達成されたよりも大
きな直径の気体カーテンを形成する。かくして、これま
での提唱トーチ構造より切断帯域への水の侵入傾向は少
なくなる。
【００３８】本発明の好ましい具体例に基づいて説明し
たが、本発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘
記されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を具現した水中切断において使用
されるプラズマアークトーチ及び気体カーテン付属具具
の断面図である。
【図２】プラズマアークトーチに取付けられる気体カー
テン取付け具を構成する様々の要素を示す部分断面図で
ある。
【図３】図１のプラズマアークトーチの断面図である。
【符号の説明】
１０ プラズマアークトーチ １２ ノズル組立体 １４ チューブ状電極 １５ 上方チューブ状部材 １６ 下方チューブ状部材（ホルダ） １７ 下端部分 ２０ 前面 ２８ 電子放射性挿入体 ３２ スリーブ ３８ プラズマアークトーチ本体 ４０ 気体通路 ４２ 液体通路 ４４ 外側ハウジング部材 ４６ チューブ ４８ 中央穿孔 ４９ 間隙 ５４ 気体邪魔板 ５５ 絶縁部材 ５６ 気体空間室 ５８ 導入開口 ６０ アーク絞り穿孔 ６２ プラズマ放出開口 ６４ 外側カップシールド ７０ ノズルベース ７２ 下方ノズル部材 ７３ カラー部分 ７４ 内面 ７５ 水通路 ７６ 第１穿孔 ７８ 第２穿孔 ８０ 切頭円錐状内面 ８６ 環状取付け肩 ９０ 切頭円錐状外面 １００ 室 １０２ 水通路 １１０ セラミック絶縁体 １１２ 水平突出部 １１４ 肩 １２０ 気体カーテン付属具 １２２ 筒状支持体 １２４ 分割上方部分 １３０ 環状開口 １３２ 絶縁用スリーブ １３４ Ｏ−リング １４０ 筒状スリーブ １４２ 環状気体室 １４４ 環状出口開口 １４６ Ｏ−リング １４８ 環状溝 １５０ 気体導通路オリフィス １５２ 気体導入用の取付け具 １５４ 拡大気体空間 １５６ 拡大気体空間 １５８ 環状溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−48476（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水中切断において使用されるプラズマア
    ークトーチにして、 （ａ）筒状形態の前端を具備するトーチ本体と、 （ｂ）前記トーチ本体により支持されそして長手軸線と
    前記トーチ本体前端に向けて伸びる放電端とを構成する
    電極と、 （ｃ）前記トーチ本体前端に前記電極放電端に隣り合っ
    て取付けられそしてプラズマを噴射する穿孔を具備する
    ノズルと、 （ｄ）前記トーチ本体の外面に取付けられそして該トー
    チ本体の前端部に沿って該トーチ本体から離間した状態
    で伸びて、該前端部に沿う環状気体室を構成しそして前
    記ノズルに隣り合って位置づけられ且つ前記ノズル穿孔
    から半径方向外側に離れて連続した環状の出口開口を形
    成する筒状スリーブと、 （ｅ）高速気体を前記環状気体室内に渦巻模様をなして
    噴射し、前記トーチ本体の前端部に沿って下方に送入
    し、前記出口開口を通して水中トーチ操作中プラズマに
    対する一様に形成された渦巻保護気体カーテンを発生せ
    しめる手段と を備えるプラズマアークトーチ。
  2. 【請求項２】 水中切断において使用されるプラズマア
    ークトーチにして、 （ａ）筒状形態の前端を具備するトーチ本体と、 （ｂ）前記トーチ本体により支持されそして長手軸線と
    前記トーチ本体前端に向けて伸びる放電端とを構成する
    電極と、 （ｃ）前記トーチ本体前端に前記電極放電端に隣り合っ
    て取付けられそしてプラズマを噴射する穿孔を具備する
    ノズルと、 （ｄ）前記トーチ本体の外面に取付けられそしてトーチ
    本体外面から離間した状態で前記トーチ本体前端に向け
    て伸延しそして環状開口を形成する筒状支持体と、 （ｅ）前記筒状支持体とトーチ本体外面との間に位置づ
    けられて該筒状支持体を前記トーチ本体外面から絶縁す
    る絶縁用スリーブと、 （ｆ）前方部と前記筒状支持体の環状開口内に収容され
    る後方部とを有する筒状スリーブにして、前記トーチ本
    体の前端部に沿って該トーチ本体から離間した状態で伸
    びて、該トーチ本体前端部に沿う環状気体室を形成しそ
    して前記ノズルに隣り合って配置され且つ前記ノズル穿
    孔から半径方向外側に離れて連続した環状の出口開口を
    形成する筒状スリーブと、 （ｇ）高速気体を環状気体室内に渦巻模様をなして噴射
    し、前記トーチ本体の前端部に沿って下方に送入し、前
    記出口開口を通して水中トーチ操作中プラズマに対する
    一様に形成された渦巻保護気体カーテンを発生せしめる
    ため、筒状スリーブを通して伸びそして環状気体室にお
    いて終端する気体導通路手段と を備えるプラズマアークトーチ。
  3. 【請求項３】 筒状スリーブと筒状支持体の内面との間
    に形成されそして高速気体を環状気体室に通す前にまず
    噴射せしめる拡大気体空間を更に含む請求項２のプラズ
    マアークトーチ。
  4. 【請求項４】 水中切断において使用されるプラズマア
    ークトーチにして、 （ａ）筒状形態の前端を具備するトーチ本体と、 （ｂ）前記トーチ本体により支持されそして長手軸線と
    前記前方放電端とを構成する、細長い金属チューブ状ホ
    ルダにして、前面及び該前面に長手軸線に沿って形成さ
    れる空洞を具備するホルダと、該空洞内に取付けられる
    電子放射手段とを含む電極と、 （ｃ）前記トーチ本体前端に前記電極前方放電端に隣り
    合って取付けられるノズルであって、（１）電極放電端
    に隣り合って取付けられそして長手軸線に向けて電極か
    ら離れる方向にテーパ付けられた切頭円錐状外面とプラ
    ズマを放出する穿孔とを具備するノズルベースと、
    （２）該ノズルベースに隣り合って電極とは反対側に取
    付けられそして長手軸線と整列し且つ前記穿孔と隣り合
    って配置される下方放出開口を具備し、そして水通路を
    形成するように前記ノズルベースの切頭円錐状外面から
    離間した内面を含む下方ノズル部材とを備えるノズル
    と、 （ｄ）前記電極から前記穿孔及び放出開口を通して下方
    ノズル部材に隣り合って位置決めされる加工物まで伸び
    る電気アークを創出するための手段と、 （ｅ）液体ジェットを前記水通路内にそして該水通路か
    ら外方に導入してプラズマが穿孔及び放出開口を通過す
    るに際してプラズマを包囲する手段と、 （ｆ）前記トーチ本体の外面に取付けられそしてトーチ
    本体の前端部に沿って該トーチ本体から離間した状態で
    伸びて該前端部に沿う環状気体室を構成しそして前記ノ
    ズルに隣り合って配置され且つ前記ノズル穿孔から半径
    方向外側に離れて連続した環状の出口開口を形成する手
    段と、 （ｇ）高速気体を環状気体室内に渦巻模様をなして噴射
    し、前記トーチ本体の前端部に沿って下方に送入し、前
    記出口開口を通して水中トーチ操作中プラズマに対する
    一様に形成された渦巻保護気体カーテンを発生せしめる
    手段と を備えるプラズマアークトーチ。
  5. 【請求項５】 水中切断を可能ならしめるようにプラズ
    マアークトーチの前端部分に取付けられる付属具にし
    て、 （ａ）トーチ本体の外面に取付けられそしてトーチ本体
    外面に沿ってトーチ本体前端に向けて該本体から離間し
    た状態で伸びそして環状開口を形成する筒状支持体と、 （ｂ）前記筒状支持体とトーチ本体外面との間に位置づ
    けられて該筒状支持体をトーチ本体外面から絶縁する絶
    縁用スリーブと、 （ｃ）前方部と前記筒状支持体の環状開口内に収容され
    る後方部とを有する筒状スリーブにして、前記トーチ本
    体の前端部に沿って離間した状態で伸びて該本体前端部
    に沿う環状気体室を形成しそして前記プラズマアークト
    ーチのノズルに隣り合って配置される環状出口を形成す
    る筒状スリーブと、 （ｄ）高速気体を環状気体室内に渦巻模様をなして噴射
    し、前記トーチ本体の前端部に沿って下方に送入し、前
    記出口開口を通して水中トーチ操作中プラズマに対する
    一様に形成された渦巻保護気体カーテンを発生せしめる
    ため、前記筒状支持体及び筒状スリーブを通して伸びそ
    して筒状スリーブの内面において終端する気体導通路手
    段と を備えるプラズマアークトーチ用付属具。
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