JPH07142191A - プラズマトーチ - Google Patents
プラズマトーチInfo
- Publication number
- JPH07142191A JPH07142191A JP5290358A JP29035893A JPH07142191A JP H07142191 A JPH07142191 A JP H07142191A JP 5290358 A JP5290358 A JP 5290358A JP 29035893 A JP29035893 A JP 29035893A JP H07142191 A JPH07142191 A JP H07142191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- swirler
- electrode
- plasma
- plasma torch
- gas passage
- 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.)
- Pending
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- Plasma Technology (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマトーチのプラズマガス通路６の上流
部に設けたスワラ７の内周面に早期摩耗を防止できるよ
うにする。 【構成】 電極３の周囲に、環状のスワラ７を設けたプ
ラズマガス通路６を有するプラズマトーチにおいて、ス
ワラ７を電極３の構成材料より硬度が大きい材料にて構
成する。
部に設けたスワラ７の内周面に早期摩耗を防止できるよ
うにする。 【構成】 電極３の周囲に、環状のスワラ７を設けたプ
ラズマガス通路６を有するプラズマトーチにおいて、ス
ワラ７を電極３の構成材料より硬度が大きい材料にて構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマトーチに関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ切断においては、プラズマアー
クの挙動が、切断品質及びトーチ寿命に大きな影響を及
ぼすことから、種々の研究が行われてきた。特に、ノズ
ル、電極、スワラ等のガス流れの制御に関しての研究に
重点がおかれてきた。
クの挙動が、切断品質及びトーチ寿命に大きな影響を及
ぼすことから、種々の研究が行われてきた。特に、ノズ
ル、電極、スワラ等のガス流れの制御に関しての研究に
重点がおかれてきた。
【０００３】図１は従来のプラズマトーチを示すもの
で、このプラズマトーチ１は、電極ホルダ２に保持され
た電極３と、この電極３の先端部を囲繞し、かつプラズ
マジェットを噴出するためのノズル孔４を有するノズル
５とを有している。そして上記電極３とノズル５との間
がプラズマガス通路６となっており、この通路６の根本
部に環状のスワラ７が上記電極３と同心状に配置されて
いて、このスワラ７に設けられた複数の渦巻き用通路８
を通ることにより、プラズマガスが渦巻き流となってプ
ラズマガス通路６に流入するようになっている。
で、このプラズマトーチ１は、電極ホルダ２に保持され
た電極３と、この電極３の先端部を囲繞し、かつプラズ
マジェットを噴出するためのノズル孔４を有するノズル
５とを有している。そして上記電極３とノズル５との間
がプラズマガス通路６となっており、この通路６の根本
部に環状のスワラ７が上記電極３と同心状に配置されて
いて、このスワラ７に設けられた複数の渦巻き用通路８
を通ることにより、プラズマガスが渦巻き流となってプ
ラズマガス通路６に流入するようになっている。
【０００４】上記スワラ７は図２に示すようになってい
て、これの渦巻き用通路８は、旋回気流を強め、電極３
の先端部から放射されるプラズマアーク３ａの安定性を
増強するために、プラズマガス通路６の内面を構成する
スワラ７の内面に対して接線方向に向けて設けてあり、
渦巻き用通路８から噴出されたプラズマガスはスワラ７
の内周面に沿って旋回するようになっている。
て、これの渦巻き用通路８は、旋回気流を強め、電極３
の先端部から放射されるプラズマアーク３ａの安定性を
増強するために、プラズマガス通路６の内面を構成する
スワラ７の内面に対して接線方向に向けて設けてあり、
渦巻き用通路８から噴出されたプラズマガスはスワラ７
の内周面に沿って旋回するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、スワ
ラ７の内周面に沿ってプラズマガスが旋回流となって、
高速となって流入するので、スワラ７の内周面にはこの
プラズマガスによる摩擦せん断力が作用する。一方上記
プラズマ通路６内は、プラズマアークの着火の度に、ハ
ワニューム（Ｈｆ）等硬質材料にて構成された電極３の
構成材料が微粉末となって飛散しているので、この微粉
末が上記旋回流に乗ってスワラ７の内周面に衝突してい
る。
ラ７の内周面に沿ってプラズマガスが旋回流となって、
高速となって流入するので、スワラ７の内周面にはこの
プラズマガスによる摩擦せん断力が作用する。一方上記
プラズマ通路６内は、プラズマアークの着火の度に、ハ
ワニューム（Ｈｆ）等硬質材料にて構成された電極３の
構成材料が微粉末となって飛散しているので、この微粉
末が上記旋回流に乗ってスワラ７の内周面に衝突してい
る。
【０００６】このために、スワラ７の内面は図３に示す
ように、上記旋回流により局部に削り取られて、凹部７
ａが生じてしまう。特に従来のスワラ７は加工しやす
さ、耐酸化性、コストの点から比較的軟らかい真鍮が用
いられていたのでこれの摩耗速度が速かった。上記のよ
うにスワラ７の内面が摩耗により変形してしまうと、プ
ラズマガス通路６内での旋回気流に不必要な渦流９が発
生し、このため、上記旋回気流が不均一で弱いものにな
ってしまい、プラズマアークの安定化が損なわれると共
に、切断品質の悪化及び電極寿命の低下をきたしてしま
うという問題があった。
ように、上記旋回流により局部に削り取られて、凹部７
ａが生じてしまう。特に従来のスワラ７は加工しやす
さ、耐酸化性、コストの点から比較的軟らかい真鍮が用
いられていたのでこれの摩耗速度が速かった。上記のよ
うにスワラ７の内面が摩耗により変形してしまうと、プ
ラズマガス通路６内での旋回気流に不必要な渦流９が発
生し、このため、上記旋回気流が不均一で弱いものにな
ってしまい、プラズマアークの安定化が損なわれると共
に、切断品質の悪化及び電極寿命の低下をきたしてしま
うという問題があった。
【０００７】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、スワラの内周面の早期摩耗が防止できて、長時間
にわたってプラズマアークの安定化を図ることができる
と共に、切断品質及び電極寿命の向上を図ることができ
るプラズマトーチを提供することを目的とするものであ
る。
ので、スワラの内周面の早期摩耗が防止できて、長時間
にわたってプラズマアークの安定化を図ることができる
と共に、切断品質及び電極寿命の向上を図ることができ
るプラズマトーチを提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るプラズマトーチは、電極３の周囲に、
環状のスワラ７を設けたプラズマガス通路６を有するプ
ラズマトーチにおいて、スワラ７を電極３の構成材料よ
り硬度が大きい材料にて構成する。そして上記スワラ７
の構成材料に、ベリリュウム銅、ステンレス鋼、リン青
銅を用いる。またスワラ７の内周面に、コーテイングあ
るいはメッキ等にて硬質材料を被覆する。またスワラ７
の内周面を表面処理にて硬くする。さらに、スワラ７を
硬質プラスチックにて構成する。
に、本発明に係るプラズマトーチは、電極３の周囲に、
環状のスワラ７を設けたプラズマガス通路６を有するプ
ラズマトーチにおいて、スワラ７を電極３の構成材料よ
り硬度が大きい材料にて構成する。そして上記スワラ７
の構成材料に、ベリリュウム銅、ステンレス鋼、リン青
銅を用いる。またスワラ７の内周面に、コーテイングあ
るいはメッキ等にて硬質材料を被覆する。またスワラ７
の内周面を表面処理にて硬くする。さらに、スワラ７を
硬質プラスチックにて構成する。
【０００９】
【作 用】スワラ７の内周面の硬度が大きくなり、こ
の内周面に沿って流れる旋回気流中に、電極３の構成材
料の微粉末が混入していても、スワラ７の内周面の早期
摩耗が防止される。
の内周面に沿って流れる旋回気流中に、電極３の構成材
料の微粉末が混入していても、スワラ７の内周面の早期
摩耗が防止される。
【００１０】
【実 施 例】本発明の実施例を説明する。上記図１、
第２に示したプラズマトーチ１におけるスワラ７を、電
極３の構成材料であるハフニュームより硬度が大きい材
料、例えばベリリュウム銅にて構成する。このベリリュ
ウム銅はハフニュームのＨｖ１６０に対してＨｖ２５０
〜４００あり、電極構成材料より充分硬度が大きい。
第２に示したプラズマトーチ１におけるスワラ７を、電
極３の構成材料であるハフニュームより硬度が大きい材
料、例えばベリリュウム銅にて構成する。このベリリュ
ウム銅はハフニュームのＨｖ１６０に対してＨｖ２５０
〜４００あり、電極構成材料より充分硬度が大きい。
【００１１】一例として電極３にハフニュームを用いた
プラズマトーチにおいて、ベリリュウム銅製のスワラを
用いて磨耗試験を実施したところ、図４に示す通り、真
鍮製のスワラでの摩耗速度ａに対してベリリュウム銅を
用いたスワラでの摩耗速度ｂは５分の１以下に低減し、
スワラの寿命が５倍以上になった。これにより、電極寿
命及び切断品質の安定化が、従来品の５倍以上の期間に
わたって保証されることになった。
プラズマトーチにおいて、ベリリュウム銅製のスワラを
用いて磨耗試験を実施したところ、図４に示す通り、真
鍮製のスワラでの摩耗速度ａに対してベリリュウム銅を
用いたスワラでの摩耗速度ｂは５分の１以下に低減し、
スワラの寿命が５倍以上になった。これにより、電極寿
命及び切断品質の安定化が、従来品の５倍以上の期間に
わたって保証されることになった。
【００１２】なお上記スワラ７の材質は電極（Ｈｆ）の
硬度より大きいものであればベリリュウム銅に限らず同
様の効果が期待できる金属材料、例えばＳＵＳ４２０Ｊ
２等のステンレス鋼で焼き入れたものや、リン青銅を用
いてもよい。また、上記金属材料に代えて硬質プラスチ
ックを用いてもよい。また、金属製のスワラ７の少なく
とも内周面に、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）やクロムを
メッキし、あるいはアルミナ、窒化ケイ素等のセラミッ
クやＴｉＮ，ＴｉＣ等のチタンをそれぞれコーテイング
してもよい。さらに、スワラ７の少なくとも内周面に、
タフトライド、イオン窒化、浸炭等による表面処理を施
してもよい。以上の実施例は、図１に示すように電極３
が全てプラズマアークを放射する電極材料から作られた
電極を使用する場合に対して説明したが、図５に示すよ
うに電極３が、銅などからなる電極本体部１１にプラズ
マアーク３ａを放射する電極部１０をろう付、圧入など
によって埋め込んでなる電極を使用する場合に対しても
もちろん適用可能である。この場合も、スワラ７の硬度
は電極部１０の硬度より大きいものを用いる。
硬度より大きいものであればベリリュウム銅に限らず同
様の効果が期待できる金属材料、例えばＳＵＳ４２０Ｊ
２等のステンレス鋼で焼き入れたものや、リン青銅を用
いてもよい。また、上記金属材料に代えて硬質プラスチ
ックを用いてもよい。また、金属製のスワラ７の少なく
とも内周面に、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）やクロムを
メッキし、あるいはアルミナ、窒化ケイ素等のセラミッ
クやＴｉＮ，ＴｉＣ等のチタンをそれぞれコーテイング
してもよい。さらに、スワラ７の少なくとも内周面に、
タフトライド、イオン窒化、浸炭等による表面処理を施
してもよい。以上の実施例は、図１に示すように電極３
が全てプラズマアークを放射する電極材料から作られた
電極を使用する場合に対して説明したが、図５に示すよ
うに電極３が、銅などからなる電極本体部１１にプラズ
マアーク３ａを放射する電極部１０をろう付、圧入など
によって埋め込んでなる電極を使用する場合に対しても
もちろん適用可能である。この場合も、スワラ７の硬度
は電極部１０の硬度より大きいものを用いる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、スワラ７の硬度が電極
３より大きいことにより、スラワ７から噴出するプラズ
マガスの旋回気流中に、プラズマガス通路６内に浮游し
ている電極３の構成材料の微粉末が混入してスワラ７の
内周面に衝突しても、このスワラ７の内周面の早期摩耗
が防止できて、長時間にわたってプラズマアーク３ａの
安定化を図ることができると共に、切断品質及び電極寿
命の向上を図ることができる。
３より大きいことにより、スラワ７から噴出するプラズ
マガスの旋回気流中に、プラズマガス通路６内に浮游し
ている電極３の構成材料の微粉末が混入してスワラ７の
内周面に衝突しても、このスワラ７の内周面の早期摩耗
が防止できて、長時間にわたってプラズマアーク３ａの
安定化を図ることができると共に、切断品質及び電極寿
命の向上を図ることができる。
【図１】本発明を適用しようとするプラズマトーチの要
部の概略的な構成を示す断面図である。
部の概略的な構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２のＢ矢視部の拡大断面図である。
【図４】従来例と本発明の実施例のそれぞれのスワラの
摩耗速度を示す線図である。
摩耗速度を示す線図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。
１…プラズマトーチ、２…電極ホルダ、３…電極、３ａ
…プラズマアーク、４…ノズル孔、５…ノズル、６…プ
ラズマガス通路、７…スワラ、８…渦巻き用通路、９…
渦流、１０…電極部、１１…電極本体部。
…プラズマアーク、４…ノズル孔、５…ノズル、６…プ
ラズマガス通路、７…スワラ、８…渦巻き用通路、９…
渦流、１０…電極部、１１…電極本体部。
Claims (5)
- 【請求項１】 電極３の周囲に、環状のスワラ７を設け
たプラズマガス通路６を有するプラズマトーチにおい
て、スワラ７を電極３の構成材料より硬度が大きい材料
にて構成することを特徴とするプラズマトーチ。 - 【請求項２】 スワラ７をベリリュウム銅、ステンレス
鋼、リン青銅等の硬質金属にて構成したことを特徴とす
る請求項１記載のプラズマトーチ。 - 【請求項３】 電極３の周囲に、環状のスワラ７を設け
たプラズマガス通路６を有するプラズマトーチにおい
て、スワラ７の内周面に、コーテイングあるいはメッキ
等により硬質材料を被覆したことを特徴とするプラズマ
トーチ。 - 【請求項４】 電極３の周囲に、上流部に環状のスワラ
７を設けたプラズマガス通路６を有するプラズマトーチ
において、スワラ７の内周面を表面処理にて硬くしたこ
とを特徴とするプラズマトーチ。 - 【請求項５】 電極３の周囲に、環状のスワラ７を設け
たプラズマガス通路６を有するプラズマトーチにおい
て、スワラ７を硬質プラスチックにて構成したことを特
徴とするプラズマトーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290358A JPH07142191A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | プラズマトーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290358A JPH07142191A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | プラズマトーチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142191A true JPH07142191A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17755004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5290358A Pending JPH07142191A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | プラズマトーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142191A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014515866A (ja) * | 2011-04-14 | 2014-07-03 | エドワーズ リミテッド | プラズマトーチ |
| CN109504970A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-22 | 四川大学 | 一种种植体活化亲水装置 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5290358A patent/JPH07142191A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014515866A (ja) * | 2011-04-14 | 2014-07-03 | エドワーズ リミテッド | プラズマトーチ |
| JP2017126582A (ja) * | 2011-04-14 | 2017-07-20 | エドワーズ リミテッド | プラズマトーチ |
| CN109504970A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-22 | 四川大学 | 一种种植体活化亲水装置 |
| CN109504970B (zh) * | 2018-12-14 | 2024-01-09 | 四川大学 | 一种种植体活化亲水装置 |
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