JPH07211486A - プラズマトーチの溶損の調整方法 - Google Patents
プラズマトーチの溶損の調整方法Info
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- JPH07211486A JPH07211486A JP6005563A JP556394A JPH07211486A JP H07211486 A JPH07211486 A JP H07211486A JP 6005563 A JP6005563 A JP 6005563A JP 556394 A JP556394 A JP 556394A JP H07211486 A JPH07211486 A JP H07211486A
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- torch
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極の長寿命化をはかるため、プラズマトー
チの筒状電極内面のアーク根をト−チ長手方向に移動さ
せるが、これを簡略かつ円滑に行なう。 【構成】 ア−ク電流を周期的に変動させる。更には、
それに加えて電磁コイルの通電電流を周期的に変動させ
る。ア−ク電流ル−プに電磁コイルを直列に挿入し、こ
のル−プの電流値を周期的に変動させる。
チの筒状電極内面のアーク根をト−チ長手方向に移動さ
せるが、これを簡略かつ円滑に行なう。 【構成】 ア−ク電流を周期的に変動させる。更には、
それに加えて電磁コイルの通電電流を周期的に変動させ
る。ア−ク電流ル−プに電磁コイルを直列に挿入し、こ
のル−プの電流値を周期的に変動させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマトーチに関し、
さらに詳細には寿命が長くなった電極を有する高出力プ
ラズマト−チに関する。
さらに詳細には寿命が長くなった電極を有する高出力プ
ラズマト−チに関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマトーチの具体例は多く存在して
いる。一般に、同軸上の２個の管状電極が、それを取り
まく支持体の中に配置されている。また、プラズマトー
チは、この２個の電極間にプラズマ作動用のガスを導入
する手段を含み、電気アークを発生させる。なお、プラ
ズマの流れ方向に関して上流側の電極を一般に後部電
極、また下流側を前部電極と呼んでいる。電極の支持体
には、電極を冷却する手段も設けられ、円筒状の隔壁に
よって区切られた２つの同心の環状空間に冷却用流体を
導入し電極の冷却を行っている。
いる。一般に、同軸上の２個の管状電極が、それを取り
まく支持体の中に配置されている。また、プラズマトー
チは、この２個の電極間にプラズマ作動用のガスを導入
する手段を含み、電気アークを発生させる。なお、プラ
ズマの流れ方向に関して上流側の電極を一般に後部電
極、また下流側を前部電極と呼んでいる。電極の支持体
には、電極を冷却する手段も設けられ、円筒状の隔壁に
よって区切られた２つの同心の環状空間に冷却用流体を
導入し電極の冷却を行っている。
【０００３】さらに、電極の早期損耗を避けるために管
状電極の内面のアーク根を移動させる手段が設けられて
いる。一般的にその方法は電極支持体を取りまく少なく
とも１個の電磁コイルによって発生する磁界によって電
磁気的にアーク根を移動させる方法と、プラズマ作動ガ
ス流を制御することによってアーク根を移動させる方法
がある。
状電極の内面のアーク根を移動させる手段が設けられて
いる。一般的にその方法は電極支持体を取りまく少なく
とも１個の電磁コイルによって発生する磁界によって電
磁気的にアーク根を移動させる方法と、プラズマ作動ガ
ス流を制御することによってアーク根を移動させる方法
がある。
【０００４】例えば、特開昭６３−２５２３９８号公報
に示されているように、後部電極の外側に配置された電
磁コイルによる磁界およびプラズマ作動ガス量を制御す
ることによって電極内面上のアーク根を長手方向に１Ｈ
ｚ周期で往復させている。
に示されているように、後部電極の外側に配置された電
磁コイルによる磁界およびプラズマ作動ガス量を制御す
ることによって電極内面上のアーク根を長手方向に１Ｈ
ｚ周期で往復させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記に示した従来技術
は、つぎの問題点を有する。
は、つぎの問題点を有する。
【０００６】（１）ガス流量を調節してアーク根を移動
させる方法は、トーチによって供給される出力の安定化
に不利な影響を与える上、後部電極の閉端部にガス導入
の為の機構を備えるなどトーチの構造，制御機構、さら
には制御が複雑となる。
させる方法は、トーチによって供給される出力の安定化
に不利な影響を与える上、後部電極の閉端部にガス導入
の為の機構を備えるなどトーチの構造，制御機構、さら
には制御が複雑となる。
【０００７】（２）電磁コイルの電流を調整し、アーク
根を移動させる方法は、電磁コイルをトーチに設置する
必要があるため、トーチの構造が複雑になる。
根を移動させる方法は、電磁コイルをトーチに設置する
必要があるため、トーチの構造が複雑になる。
【０００８】（３）電磁コイルの電流を調整し、アーク
根を移動させる方法のみでは、アーク根を長手方向に移
動させるための磁界成分を十分発生させることができな
い。すなわち、それは特開昭６３−２５２３９８号公報
に示されているような電極を囲むように設置された電磁
コイルでは、その電極内で発生する磁界は、軸方向成分
が大きい。つまりアーク根を長手方向に移動させること
は、そのための管状電極の径方向磁界成分が小さい故に
困難である。
根を移動させる方法のみでは、アーク根を長手方向に移
動させるための磁界成分を十分発生させることができな
い。すなわち、それは特開昭６３−２５２３９８号公報
に示されているような電極を囲むように設置された電磁
コイルでは、その電極内で発生する磁界は、軸方向成分
が大きい。つまりアーク根を長手方向に移動させること
は、そのための管状電極の径方向磁界成分が小さい故に
困難である。
【０００９】本発明は、上記問題点を解決するために創
案されたもので、その目的は、アーク根の移動を、複雑
なト−チ構造、あるいは制御機構を用いず簡略に行うこ
とである。また従来の電磁コイルを含んだ構造が複雑な
トーチにおいても、アーク電流の制御を併用することに
よりアーク根の移動を十分に行い、出力の安定化に不利
な影響を与えないことである。
案されたもので、その目的は、アーク根の移動を、複雑
なト−チ構造、あるいは制御機構を用いず簡略に行うこ
とである。また従来の電磁コイルを含んだ構造が複雑な
トーチにおいても、アーク電流の制御を併用することに
よりアーク根の移動を十分に行い、出力の安定化に不利
な影響を与えないことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、冷却流体の通
路をその内部に有する同軸上の管状電極を２個持ち、該
管状電極内にプラズマ作動ガスを供給する構造を有し、
その電極内面でアークを発生させるプラズマトーチにお
いて、アーク電流を制御することによって電極表面上の
アーク根を長手方向に移動させることを特徴とした、プ
ラズマトーチの溶損を調整するための方法と；上記のプ
ラズマトーチにさらに、電極内面上のアーク根を移動さ
せるための磁界を発生させる電磁コイルを有したプラズ
マトーチにおいて、前記コイルの磁界を調節するコイル
電流を制御することによって電極内面上のアーク根を長
手方向に移動させることを特徴とした、プラズマトーチ
の溶損を調整するための方法；を用いることによって上
記の問題を解決した。
路をその内部に有する同軸上の管状電極を２個持ち、該
管状電極内にプラズマ作動ガスを供給する構造を有し、
その電極内面でアークを発生させるプラズマトーチにお
いて、アーク電流を制御することによって電極表面上の
アーク根を長手方向に移動させることを特徴とした、プ
ラズマトーチの溶損を調整するための方法と；上記のプ
ラズマトーチにさらに、電極内面上のアーク根を移動さ
せるための磁界を発生させる電磁コイルを有したプラズ
マトーチにおいて、前記コイルの磁界を調節するコイル
電流を制御することによって電極内面上のアーク根を長
手方向に移動させることを特徴とした、プラズマトーチ
の溶損を調整するための方法；を用いることによって上
記の問題を解決した。
【００１１】
【作用】本発明は、プラズマトーチの溶損を抑制する方
法として、その制御対象が電流（アーク電流，電磁コイ
ル電流）であるアークの収縮性，あるいはそれに加え電
磁コイルの磁界を利用したアーク根を移動させる機構を
備えることにより、アーク根の移動をコンパクトな装置
にて簡単かつ円滑に行うことができる。また、アーク根
の移動にアーク電流，電磁コイル電流を用いることでガ
ス流量の制御による方法に比べ、トーチ出力の不安定化
を抑えることができる。
法として、その制御対象が電流（アーク電流，電磁コイ
ル電流）であるアークの収縮性，あるいはそれに加え電
磁コイルの磁界を利用したアーク根を移動させる機構を
備えることにより、アーク根の移動をコンパクトな装置
にて簡単かつ円滑に行うことができる。また、アーク根
の移動にアーク電流，電磁コイル電流を用いることでガ
ス流量の制御による方法に比べ、トーチ出力の不安定化
を抑えることができる。
【００１２】
第１実施例 以下本発明の実施例を図面により詳細に説明する。図１
に示すようにプラズマトーチ９は、同軸上の２個の円筒
型電極（前部電極１および後部電極２），プラズマ作動
ガスを供給する通路３およびガス供給口４、さらには、
電極内部に冷却用流体を流すための循環通路５が設けて
ある。
に示すようにプラズマトーチ９は、同軸上の２個の円筒
型電極（前部電極１および後部電極２），プラズマ作動
ガスを供給する通路３およびガス供給口４、さらには、
電極内部に冷却用流体を流すための循環通路５が設けて
ある。
【００１３】本発明の調整方法は、アーク７の持つ収縮
性を利用するものである。アーク電流が増加した場合
は、アーク自身によって発生する磁界による磁気ピンチ
が強まり、アーク７の収縮力が強まる。逆にアーク電流
が減少した場合は、アーク７の磁気ピンチが弱まるため
アーク７の収縮力は弱まる。上記のアーク７の性質によ
りアーク電流を調節することにより、アーク長を変化さ
せることができアーク根６を長手方向に移動させること
が可能となる。アーク電流値を1000(A)から±100(A)変
動させ、アーク根６の変動距離を測定した。アーク電流
値は正弦的に変化させ、その周期は30秒とした。８時間
運転後の後部電極２を切断しその損耗状況からアーク根
６の移動距離を評価したところアーク根６は約50(mm)移
動することがわかった。
性を利用するものである。アーク電流が増加した場合
は、アーク自身によって発生する磁界による磁気ピンチ
が強まり、アーク７の収縮力が強まる。逆にアーク電流
が減少した場合は、アーク７の磁気ピンチが弱まるため
アーク７の収縮力は弱まる。上記のアーク７の性質によ
りアーク電流を調節することにより、アーク長を変化さ
せることができアーク根６を長手方向に移動させること
が可能となる。アーク電流値を1000(A)から±100(A)変
動させ、アーク根６の変動距離を測定した。アーク電流
値は正弦的に変化させ、その周期は30秒とした。８時間
運転後の後部電極２を切断しその損耗状況からアーク根
６の移動距離を評価したところアーク根６は約50(mm)移
動することがわかった。
【００１４】第２実施例 図２に示すように電極内に配した電磁コイル８によって
発生する磁界とアーク電流との相互作用によってアーク
根６を電極１，２の長手方向に移動させる。すなわち前
記のアーク７の収縮性と磁界による電磁力を利用する。
電磁コイル８により発生する電極内の磁束は図２に示す
ように電極の長手方向成分Ｂｚと径方向成分Ｂｒを有す
る。図３の（ａ）および（ｂ）に、ト−チの横断面図を
示す。
発生する磁界とアーク電流との相互作用によってアーク
根６を電極１，２の長手方向に移動させる。すなわち前
記のアーク７の収縮性と磁界による電磁力を利用する。
電磁コイル８により発生する電極内の磁束は図２に示す
ように電極の長手方向成分Ｂｚと径方向成分Ｂｒを有す
る。図３の（ａ）および（ｂ）に、ト−チの横断面図を
示す。
【００１５】図３の（ａ）に示すように、長手方向磁界
成分Ｂｚはアーク根６付傍の径方向の電流成分Ｉｒとの
相互作用によりθ方向の力Ｆθをアーク７におよぼしア
ーク根６を周方向に回転させる。この回転力によりアー
ク根近傍のアーク電流路は図３の（ｂ）に示すように曲
げられ、θ方向の電流成分Ｉθと径方向の磁界成分Ｂｒ
が相互作用して、アーク７は長手方向の電磁力Ｆｚを受
ける。この電磁力Ｆｚによってアーク根６は長手方向に
移動する。ここで電磁力Ｆｚの強さは、アーク電流値と
磁界の強さすなわち電磁コイル電流値に比例する。
成分Ｂｚはアーク根６付傍の径方向の電流成分Ｉｒとの
相互作用によりθ方向の力Ｆθをアーク７におよぼしア
ーク根６を周方向に回転させる。この回転力によりアー
ク根近傍のアーク電流路は図３の（ｂ）に示すように曲
げられ、θ方向の電流成分Ｉθと径方向の磁界成分Ｂｒ
が相互作用して、アーク７は長手方向の電磁力Ｆｚを受
ける。この電磁力Ｆｚによってアーク根６は長手方向に
移動する。ここで電磁力Ｆｚの強さは、アーク電流値と
磁界の強さすなわち電磁コイル電流値に比例する。
【００１６】アーク電流と磁界とを相互に作用させる方
法として、まずアーク電流値を変動させ一定磁界を電極
内に発生させることでアーク根の移動距離を増大させる
ことができる。アーク電流値を1000(A)から正弦的に±1
00(A)変動させ、その際に電磁コイル電流値を500(A)を
流し電極内に磁界を発生させた時のアーク根６の長手方
向の移動距離を測定した。電磁コイル８のターン数は10
ターンとし、直径は70(mm)とした。前記と同様に8時間
運転した後に電極２を切断しアークの長手方向の移動距
離を測定したところ70(mm)であった。電磁コイル８を併
用することによりアーク根６の移動距離が増大すること
が確認できた。
法として、まずアーク電流値を変動させ一定磁界を電極
内に発生させることでアーク根の移動距離を増大させる
ことができる。アーク電流値を1000(A)から正弦的に±1
00(A)変動させ、その際に電磁コイル電流値を500(A)を
流し電極内に磁界を発生させた時のアーク根６の長手方
向の移動距離を測定した。電磁コイル８のターン数は10
ターンとし、直径は70(mm)とした。前記と同様に8時間
運転した後に電極２を切断しアークの長手方向の移動距
離を測定したところ70(mm)であった。電磁コイル８を併
用することによりアーク根６の移動距離が増大すること
が確認できた。
【００１７】そして、さらにこの電磁コイル８の電流を
周期的に変化させることでアーク根６を長手方向に移動
させるための磁界を変化させアーク根６の長手方向の移
動距離の増大を図った。アーク電流値は1000(A)で±100
(A)の範囲で正弦的に変動させた。その際電磁コイル８
の電流値を500〜800(A)の間でアーク電流の変化と同じ
周期３０秒にて正弦的に変化させた。やはり8時間運転
後のアーク根６の長手方向の移動距離を測定したところ
約90(mm)の移動を確認することができた。
周期的に変化させることでアーク根６を長手方向に移動
させるための磁界を変化させアーク根６の長手方向の移
動距離の増大を図った。アーク電流値は1000(A)で±100
(A)の範囲で正弦的に変動させた。その際電磁コイル８
の電流値を500〜800(A)の間でアーク電流の変化と同じ
周期３０秒にて正弦的に変化させた。やはり8時間運転
後のアーク根６の長手方向の移動距離を測定したところ
約90(mm)の移動を確認することができた。
【００１８】なお、電磁コイル８の磁界およびアーク７
の収縮性の制御はともに電流によって行うことができる
ので、例えば図４に示すように電磁コイルとアークを同
一回路上に直列に接続すれば、電磁コイルの電流とアー
ク電流の供給と制御を１つの直流電源１１と制御装置１
２で行うことができるので、電磁コイル８用の電源およ
び電磁コイル電流の制御装置が不必要となるなど、装置
自体が簡略化され制御性も向上させることも可能であ
る。
の収縮性の制御はともに電流によって行うことができる
ので、例えば図４に示すように電磁コイルとアークを同
一回路上に直列に接続すれば、電磁コイルの電流とアー
ク電流の供給と制御を１つの直流電源１１と制御装置１
２で行うことができるので、電磁コイル８用の電源およ
び電磁コイル電流の制御装置が不必要となるなど、装置
自体が簡略化され制御性も向上させることも可能であ
る。
【００１９】なお、本発明は上述の実施例にのみ限定さ
れるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変
更を加え得ることは勿論である。
れるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々変
更を加え得ることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明のプラズマト
ーチの溶損の調整法によれば、 （１）アーク電流の調節によりアーク根６をトーチ９の
長手方向に移動させた場合は、従来の方法を用いる際に
必要な電磁コイルあるいはガス導入の機構などトーチに
設置する必要がなく、装置が簡略になり、コストの軽減
となる。
ーチの溶損の調整法によれば、 （１）アーク電流の調節によりアーク根６をトーチ９の
長手方向に移動させた場合は、従来の方法を用いる際に
必要な電磁コイルあるいはガス導入の機構などトーチに
設置する必要がなく、装置が簡略になり、コストの軽減
となる。
【００２１】（２）さらにアーク根６の長手方向の移動
がアーク電流あるいはそのアーク電流と電磁コイルによ
る磁界との相互作用で可能になることによって、電極の
長寿命化をもたらし部品の供給に係るコストを減少する
ことができる。
がアーク電流あるいはそのアーク電流と電磁コイルによ
る磁界との相互作用で可能になることによって、電極の
長寿命化をもたらし部品の供給に係るコストを減少する
ことができる。
【図１】 本発明を一態様で実施するプラズマトーチの
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】 本発明をもう１つの態様で実施するプラズマ
トーチの縦断面図である。
トーチの縦断面図である。
【図３】 図２に示すプラズマトーチの横断面図であ
る。
る。
【図４】 図２に示すプラズマト−チに本発明を実施す
るための装置構成の１つを示すブロック図である。
るための装置構成の１つを示すブロック図である。
１：前部電極 ２：後部電極 ３：プラズマ作動ガス流路 ４：ガス供給
口 ５：冷却用流体循環通路 ６：アーク根 ７：アーク ８：電磁コイ
ル ９：プラズマト−チ １１：直流電源 １２：アーク電流制御装置
口 ５：冷却用流体循環通路 ６：アーク根 ７：アーク ８：電磁コイ
ル ９：プラズマト−チ １１：直流電源 １２：アーク電流制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年２月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
Claims (2)
- 【請求項１】 冷却流体の通路をその内部に有する同軸
上の管状電極を２個持ち、該管状電極内にプラズマ作動
ガスを供給する構造を有し、その電極内面でアークを発
生させるプラズマトーチの溶損を調整する方法におい
て、アーク電流を制御することによって電極表面上のア
ーク根を長手方向に移動させることを特徴とした、プラ
ズマトーチの溶損の調整方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマトーチにさら
に、電極内面上のアーク根を移動させるための磁界を発
生させる磁気コイルを設け、該コイルの磁界を調節する
コイル電流とアーク電流を制御することによって電極内
面上のアーク根を長手方向に移動させることを特徴とし
た、プラズマトーチの溶損の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6005563A JPH07211486A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | プラズマトーチの溶損の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6005563A JPH07211486A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | プラズマトーチの溶損の調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211486A true JPH07211486A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11614680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6005563A Withdrawn JPH07211486A (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | プラズマトーチの溶損の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211486A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299099A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Yamada Kinzoku Boshoku Kk | プラズマアークの発生装置及び発生方法 |
| JP2012514290A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-21 | ユーロプラズマ | プラズマトーチの少なくとも一方の電極の損耗を監視する方法 |
| CN112888102A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-06-01 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种管状电弧烧蚀装置和烧蚀方法 |
-
1994
- 1994-01-24 JP JP6005563A patent/JPH07211486A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299099A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Yamada Kinzoku Boshoku Kk | プラズマアークの発生装置及び発生方法 |
| JP2012514290A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-21 | ユーロプラズマ | プラズマトーチの少なくとも一方の電極の損耗を監視する方法 |
| CN112888102A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-06-01 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种管状电弧烧蚀装置和烧蚀方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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