JPH0732156A - Nozzle of plasma torch - Google Patents

Nozzle of plasma torch

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JPH0732156A
JPH0732156A JP5178693A JP17869393A JPH0732156A JP H0732156 A JPH0732156 A JP H0732156A JP 5178693 A JP5178693 A JP 5178693A JP 17869393 A JP17869393 A JP 17869393A JP H0732156 A JPH0732156 A JP H0732156A
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plasma torch
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Etsuo Nakano
悦男 中野
Akira Kojo
昭 古城
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Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Koike Sanso Kogyo KK
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Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Koike Sanso Kogyo KK
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Abstract

PURPOSE:To secure the coaxiality of the orifice to eject the plasma arc and the orifice to eject the secondary air flow, to reduce the adhesion of the molten metal as much as possible, and to improve the inclination of the cut surface. CONSTITUTION:The axes of a first orifice 5 and a second orifice 6 are coincided, and an inner nozzle member 1 is driven into an outer nozzle member 2 to be integratedly mounted by the adhesive or screws to constitute the nozzle A of the same potential. A passage 7 to flow the gas to form the secondary air flow is formed between the inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2, and a plurality of holes 8 are formed in the outer nozzle member 2. The nozzle A is mounted on a torch body 10 by an inner cap 13, and protected by a guard cap 14. Coaxiality of the first and second orifices are guranteed even when the orifices are used for a long time, and no molten metal is adhered to the surface of the nozzle A.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプラズマアークの周囲に
沿わせて二次気流を噴射するプラズマトーチのノズルに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma torch nozzle for injecting a secondary air stream along the circumference of a plasma arc.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼板やステンレス鋼板等の被切断材を切
断するプラズマトーチでは、特表平2−504603号公報,
特表平5−501081号公報等に開示されるように、被切断
材に向けてオリフィスから噴射されるプラズマアークに
沿って窒素ガス等のガスを二次気流として噴射すること
が行われている。
2. Description of the Related Art A plasma torch for cutting a material such as a steel plate or a stainless steel plate is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-504603.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-501081 and the like, a gas such as nitrogen gas is injected as a secondary air stream along a plasma arc injected from an orifice toward a material to be cut. .

【0003】上記技術は、ノズルの表面側に該ノズルと
電気的に絶縁されたシールドを設け、該シールドとノズ
ルの間にガスを流通させて冷却すると共に二次気流を噴
射し得るように構成したものである。このため、被切断
材を切断する際に発生する溶融金属がシールドの表面に
付着した場合であっても、ダブルアークが発生すること
を防止することが出来る。
In the above technique, a shield electrically insulated from the nozzle is provided on the surface side of the nozzle, and a gas is circulated between the shield and the nozzle to cool the nozzle and a secondary air stream can be jetted. It was done. Therefore, even if the molten metal generated when cutting the material to be cut adheres to the surface of the shield, the double arc can be prevented from occurring.

【0004】プラズマアークに沿って噴射される二次気
流は、切断面の品質の向上に寄与することが知られてい
る。特に、二次気流を旋回流とした場合、プラズマ切断
の特徴である切断面の傾斜を改善することが可能であ
る。
It is known that the secondary air stream jetted along the plasma arc contributes to the improvement of the quality of the cut surface. In particular, when the secondary air flow is a swirl flow, it is possible to improve the inclination of the cut surface, which is a characteristic of plasma cutting.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】プラズマトーチに装着
された電極は使用時間の増加に応じて消耗するため定時
的に交換することが必要となる。従って、ノズルとシー
ルドを異なる部材として構成した上記公報の技術では、
電極を交換する都度、ノズル,シールドをプラズマトー
チから着脱することとなり、プラズマアークの軸心(ノ
ズルオリフィスの軸心)と二次気流の旋回中心(出口オ
リフィスの軸心)を一致させることが困難となり、プラ
ズマアークによる切断面の品質、特に、切断面の傾斜の
改善は上記技術では達成し得ないという問題がある。
The electrode attached to the plasma torch wears out as the usage time increases, so it is necessary to replace it periodically. Therefore, in the technique of the above publication in which the nozzle and the shield are configured as different members,
Each time the electrodes are replaced, the nozzle and shield must be attached and detached from the plasma torch, making it difficult to match the axis of the plasma arc (axis of the nozzle orifice) with the swirl center of the secondary air flow (axis of the exit orifice). Therefore, there is a problem that the quality of the cut surface by the plasma arc, especially the improvement of the inclination of the cut surface cannot be achieved by the above technique.

【0006】二次気流を旋回させてオリフィスから噴射
させる場合、外側ノズル部材と内側ノズル部材とで構成
された流通路に二次気流となるガスを供給する孔の位置
とオリフィスを一定の関係に保持しないと二次気流を効
果的に利用することが困難であるという問題がある。
When the secondary air flow is swirled and ejected from the orifice, the orifice and the position of the hole for supplying the gas serving as the secondary air flow to the flow passage formed by the outer nozzle member and the inner nozzle member are made to have a fixed relationship. There is a problem in that it is difficult to effectively use the secondary air flow unless it is held.

【0007】本発明の目的は、プラズマアークを噴射す
るオリフィスと二次気流を噴射するオリフィスの同軸性
を確保し、且つ溶融金属の付着を可及的に低減させ、更
に切断面の傾斜を改善することが可能なプラズマトーチ
のノズルを提供することにある。
The object of the present invention is to ensure the coaxiality of the orifice for injecting the plasma arc and the orifice for injecting the secondary air flow, to reduce the adhesion of the molten metal as much as possible, and further to improve the inclination of the cut surface. It is to provide a nozzle of a plasma torch capable of performing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るプラズマトーチのノズルは、電極の軸心
と一致して配置され且つプラズマアークを噴射するプラ
ズマトーチのノズルであって、プラズマアークを通過さ
せる第1オリフィスを有し且つ電極との間にアーク放電
してパイロットアークを形成する内側ノズル部材と、プ
ラズマアーク及び二次気流を通過させる第2オリフィス
を有し且つ前記内側ノズル部材との間に二次気流となる
ガスを通過させる流通路を形成する外側ノズル部材とを
有し、第1オリフィスと第2オリフィスの軸心を一致さ
せて内側ノズル部材の外周に外側ノズル部材を直接装着
して一体的に構成したものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a nozzle of a plasma torch according to the present invention is a nozzle of a plasma torch which is arranged so as to coincide with the axis of an electrode and ejects a plasma arc. An inner nozzle member having a first orifice for passing a plasma arc and forming a pilot arc by arc discharge between the first orifice and an electrode, and a second orifice for passing a plasma arc and a secondary air flow, and the inner nozzle. An outer nozzle member that forms a flow passage through which a gas that becomes a secondary air flow passes, and the outer nozzle member is provided on the outer periphery of the inner nozzle member by aligning the axes of the first orifice and the second orifice. Is directly attached and is integrally configured.

【0009】また上記プラズマトーチのノズルに於い
て、外側ノズル部材の先端に円筒部を形成すると共に該
円筒部の基部に段部を形成し、前記円筒部をキャップに
形成した孔に嵌合させると共に該キャップをプラズマト
ーチの本体に螺合させて固定し得るように構成すること
が好ましい。
In the nozzle of the plasma torch, a cylindrical portion is formed at the tip of the outer nozzle member, a step portion is formed at the base of the cylindrical portion, and the cylindrical portion is fitted into the hole formed in the cap. At the same time, it is preferable that the cap can be screwed and fixed to the main body of the plasma torch.

【0010】更に、上記プラズマトーチのノズルに於い
て、外側ノズル部材の所定位置に該ノズル部材の第2オ
リフィスの軸心に対して所定の旋回角度を持った孔を形
成し、前記孔を介して二次気流となるガスを供給し得る
ように構成することが好ましい。
Further, in the above-mentioned plasma torch nozzle, a hole having a predetermined turning angle with respect to the axis of the second orifice of the nozzle member is formed at a predetermined position of the outer nozzle member, and the hole is inserted through the hole. It is preferable to be configured so as to be able to supply a gas that becomes a secondary air flow.

【0011】[0011]

【作用】上記プラズマトーチのノズルによれば、長期間
にわたって内側ノズル部材に形成した第1オリフィスと
外側ノズル部材に形成した第2オリフィスの同軸性を確
保すると共に、第2オリフィスからプラズマアークと該
アークに沿った二次気流を噴射することが出来る。
According to the nozzle of the plasma torch described above, the first orifice formed in the inner nozzle member and the second orifice formed in the outer nozzle member are coaxial with each other for a long period of time, and the plasma arc is generated from the second orifice. A secondary air flow along the arc can be injected.

【0012】即ち、第1オリフィスと第2オリフィスの
軸心を一致させて内側ノズル部材の外周に外側ノズル部
材を装着して一体的に構成したので、トーチ本体に装着
した電極を交換するような場合であっても、ノズルを構
成する内側ノズル部材と外側ノズル部材を分離する必要
がない。このため、第1オリフィスと第2オリフィスの
同軸性を確保することが出来る。
That is, since the outer peripheral nozzle member is mounted on the outer periphery of the inner nozzle member so that the axial centers of the first orifice and the second orifice are aligned with each other, the outer nozzle member is integrally formed, so that the electrode mounted on the torch body is replaced. Even in the case, it is not necessary to separate the inner nozzle member and the outer nozzle member that form the nozzle. Therefore, the coaxiality of the first orifice and the second orifice can be ensured.

【0013】また内側ノズル部材の外周と外側ノズル部
材の内周との間に二次気流を構成するガスの流通路を形
成したので、前記流通路を介してガスを供給すること
で、このガスを第2オリフィスから二次気流として噴射
することが出来る。
Further, since the gas flow passage for forming the secondary air flow is formed between the outer circumference of the inner nozzle member and the inner circumference of the outer nozzle member, by supplying the gas through the flow passage, this gas can be supplied. Can be injected as a secondary air flow from the second orifice.

【0014】また外側ノズル部材の先端に円筒部を形成
すると共に該円筒部の基部に段部を形成し、前記円筒部
をキャップに形成した孔に嵌合させて該キャップをプラ
ズマトーチの本体に螺合させることでノズルを固定し得
るように構成した場合には、ノズルの露出部分の面積を
可及的に小さくすることが出来、これにより、溶融金属
の付着量を可及的に少なくすることが出来る。
Further, a cylindrical portion is formed at the tip of the outer nozzle member, and a step portion is formed at the base of the cylindrical portion, and the cylindrical portion is fitted into the hole formed in the cap, and the cap is attached to the main body of the plasma torch. When the nozzle can be fixed by screwing, the area of the exposed portion of the nozzle can be made as small as possible, and thus the amount of molten metal deposited can be made as small as possible. You can

【0015】また外側ノズル部材の所定位置に該ノズル
部材の第2オリフィスの軸心に対して所定の旋回角度を
持った孔を形成し、前記孔を介して二次気流となるガス
を供給し得るように構成した場合には、外側ノズルと内
側ノズルの間に形成された流通路にガスを供給すること
によって、該ガスを旋回させることが可能となり、第2
オリフィスから噴射する二次気流を旋回流とすることが
出来る。このため、切断面の傾斜を改善することが出来
る。
Further, a hole having a predetermined turning angle with respect to the axis of the second orifice of the nozzle member is formed at a predetermined position of the outer nozzle member, and a gas which becomes a secondary air flow is supplied through the hole. When configured to obtain the gas, it becomes possible to swirl the gas by supplying the gas to the flow passage formed between the outer nozzle and the inner nozzle.
The secondary airflow ejected from the orifice can be a swirl flow. Therefore, the inclination of the cut surface can be improved.

【0016】[0016]

【実施例】以下、上記プラズマトーチのノズルの一実施
例について図により説明する。図1はノズルの断面図、
図2はノズルを構成する部品の展開図、図3はプラズマ
トーチの構成を説明する断面図である。
EXAMPLE An example of the nozzle of the plasma torch will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the nozzle,
FIG. 2 is a developed view of parts constituting the nozzle, and FIG. 3 is a sectional view for explaining the structure of the plasma torch.

【0017】図に於いて、ノズルAは内側ノズル部材1
の先端部分の外周に外側ノズル部材2を一体的に装着し
て構成されている。内側ノズル部材1と外側ノズル部材
2は圧入,接着等の方法によって強固に一体化されてい
る。ノズルAは1個の部材として構成され、使用中に内
側ノズル部材1と外側ノズル部材2が分離することがな
く、且つ電極を交換するような場合であっても、内側ノ
ズル部材1と外側ノズル部材2を分離する必要がない。
In the figure, a nozzle A is an inner nozzle member 1.
The outer nozzle member 2 is integrally mounted on the outer circumference of the tip portion of the. The inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2 are firmly integrated by a method such as press fitting or bonding. The nozzle A is configured as a single member, and even if the inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2 do not separate during use and the electrodes are replaced, the inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2 There is no need to separate the member 2.

【0018】内側ノズル部材1は全体がロート状に形成
されており、外面には後端側(図に於ける右側、以下同
じ)から先端側(図に於ける左側、以下同じ)に向かっ
て順に、胴部1a,シール部1b,筒状部1c,テーパ
部1dが形成されている。前記シール部1bには、図示
しないOリングを装着する溝3が形成されており、また
筒状部1cの基部には段部4が形成されている。
The inner nozzle member 1 is formed in a funnel shape as a whole, and the outer surface thereof faces from the rear end side (right side in the figure, the same applies hereinafter) to the tip side (left side in the figure, the same applies below). A body portion 1a, a seal portion 1b, a tubular portion 1c, and a taper portion 1d are formed in this order. A groove 3 for mounting an O-ring (not shown) is formed in the seal portion 1b, and a step portion 4 is formed at the base of the tubular portion 1c.

【0019】内側ノズル部材1の内面には後端側から先
端側に向かって順に平行部1e,テーパ部1fが形成さ
れている。そしてテーパ部1fの先端に連続し且つ筒状
部1cの内部に第1オリフィス5が形成されている。
On the inner surface of the inner nozzle member 1, a parallel portion 1e and a tapered portion 1f are formed in this order from the rear end side to the front end side. A first orifice 5 is formed continuously with the tip of the tapered portion 1f and inside the tubular portion 1c.

【0020】内側ノズル部材1は図3に示す電極9との
間にアーク放電してパイロットアークを形成する機能を
有する。このため、内側ノズル部材1は導電性を有し且
つ適度な熱伝導性を有する金属材料である銅又は銅合金
によって形成されている。
The inner nozzle member 1 has a function of arc-discharging with the electrode 9 shown in FIG. 3 to form a pilot arc. For this reason, the inner nozzle member 1 is formed of copper or a copper alloy, which is a metal material having electrical conductivity and appropriate thermal conductivity.

【0021】外側ノズル部材2は全体がカップ状に形成
されており、外面には後端側から先端側に向かって順
に、胴部2a,筒状部2b,テーパ部2cが形成されて
いる。そして筒状部2bの基部であって胴部2aとの接
続部分には段部2dが形成されている。また外側ノズル
部材2の内面には同様に平行部2e,テーパ部2fが形
成され、テーパ部2fの先端に連続し且つ筒状部2bの
内部に第2オリフィス6が形成されている。
The outer nozzle member 2 is formed in a cup shape as a whole, and a body portion 2a, a cylindrical portion 2b, and a taper portion 2c are formed on the outer surface in order from the rear end side to the front end side. A step portion 2d is formed at the base portion of the tubular portion 2b and at the connecting portion with the body portion 2a. Similarly, a parallel portion 2e and a tapered portion 2f are formed on the inner surface of the outer nozzle member 2, and a second orifice 6 is formed continuously with the tip of the tapered portion 2f and inside the tubular portion 2b.

【0022】外側ノズル部材2は内側ノズル部材1の外
周に一体的に装着される。本実施例では、内側ノズル部
材1に形成した段部4を外側ノズル部材2に嵌合させて
一体化し得るように構成している。
The outer nozzle member 2 is integrally mounted on the outer circumference of the inner nozzle member 1. In this embodiment, the step portion 4 formed on the inner nozzle member 1 is configured to be fitted and integrated with the outer nozzle member 2.

【0023】このため、外側ノズル部材2の内面に形成
された平行部2eは内側ノズル部材1の外面に形成され
た段部4の直径と略等しい値を有している。即ち、内側
ノズル部材1と外側ノズル部材2を打ち込みによって一
体化する場合、段部4の直径と平行部2eの直径は等し
い値を持って形成され、また両者を接着によって一体化
する場合、段部4の直径は平行部2eの直径よりも僅か
に小さい値を持って形成される。更に、内側ノズル部材
1を外側ノズル部材2に対し螺合させて一体化すること
も可能であり、この場合、段部4,平行部2eには夫々
予め設定されたネジが形成される。
Therefore, the parallel portion 2e formed on the inner surface of the outer nozzle member 2 has a value substantially equal to the diameter of the step portion 4 formed on the outer surface of the inner nozzle member 1. That is, when the inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2 are integrated by driving, the diameter of the step portion 4 and the diameter of the parallel portion 2e are formed to have the same value, and when the both are integrated by adhesion, The diameter of the portion 4 is formed to have a value slightly smaller than the diameter of the parallel portion 2e. Further, the inner nozzle member 1 can be screwed into the outer nozzle member 2 to be integrated, and in this case, preset steps are formed on the step portion 4 and the parallel portion 2e.

【0024】内側ノズル部材1の筒状部1cの直径は段
部4の直径よりも小さい寸法を持って形成され、テーパ
部1dの寸法は外側ノズル部材2のテーパ部2fの寸法
よりも小さい値を持って形成されている。このため、平
行部2eと筒状部1cとの間、及びテーパ部2fとテー
パ部1dの間には通路7が形成されている。
The diameter of the cylindrical portion 1c of the inner nozzle member 1 is formed to be smaller than the diameter of the step portion 4, and the taper portion 1d is smaller than the taper portion 2f of the outer nozzle member 2. Is formed. Therefore, a passage 7 is formed between the parallel portion 2e and the tubular portion 1c and between the tapered portion 2f and the tapered portion 1d.

【0025】外側ノズル部材2の胴部2aであって該部
材2の後端面からの距離が内側ノズル部材1の段部4の
高さよりも大きい位置に複数の孔8が形成されている。
この孔8は、二次気流を形成するガスを内側ノズル部材
1と外側ノズル部材2の間に形成された通路7に供給す
るものであり、外面から内面にわたって斜めに形成され
ている。即ち、孔8は第2オリフィス6の軸心に対し旋
回角度を持って形成され、従って、孔8を介して供給さ
れたガスは通路7内を旋回流となって流通する。
A plurality of holes 8 are formed in the body portion 2a of the outer nozzle member 2 at a position where the distance from the rear end surface of the member 2 is larger than the height of the step portion 4 of the inner nozzle member 1.
The hole 8 is for supplying the gas forming the secondary air flow to the passage 7 formed between the inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2, and is formed obliquely from the outer surface to the inner surface. That is, the hole 8 is formed with a swirl angle with respect to the axis of the second orifice 6, so that the gas supplied through the hole 8 flows in the passage 7 as a swirl flow.

【0026】外側ノズル部材2を構成する材料は特に限
定するものではない。然し、プラズマアークの輻射熱に
よる熱膨張を考慮した場合、内側ノズル部材1を構成す
る材料と同一の金属を用いることが好ましい。即ち、内
側ノズル部材1と外側ノズル部材2を同一の金属材料に
よって構成することで、プラズマアークの輻射熱によっ
てこれ等の部材1,2が熱膨張した場合であっても、打
ち込み,接着,ネジ込み等による両者の一体化を強固な
状態で維持することが可能である。
The material forming the outer nozzle member 2 is not particularly limited. However, considering the thermal expansion due to the radiant heat of the plasma arc, it is preferable to use the same metal as the material forming the inner nozzle member 1. That is, by forming the inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2 from the same metal material, even if these members 1 and 2 are thermally expanded by the radiant heat of the plasma arc, driving, bonding and screwing are performed. It is possible to maintain the integration of the two in a strong state by the above.

【0027】また内側ノズル部材1と外側ノズル部材2
を同一の金属で構成して一体化させた場合、これ等のノ
ズル部材1,2は同電位となる。このため、パイロット
アークを形成する際に、アークの基点が電極9から内側
ノズル部材1〜外側ノズル部材2に順次移行するため、
良好な着火性を得ることが可能である。特に、各オリフ
ィス5,6が小径である場合にパイロットアークの着火
性が良好であることは好ましいことである。
Further, the inner nozzle member 1 and the outer nozzle member 2
When they are made of the same metal and are integrated, these nozzle members 1 and 2 have the same potential. Therefore, when the pilot arc is formed, the base point of the arc sequentially moves from the electrode 9 to the inner nozzle member 1 to the outer nozzle member 2,
It is possible to obtain good ignitability. Particularly, it is preferable that the pilot arc has good ignitability when each of the orifices 5 and 6 has a small diameter.

【0028】またメインアーク形成する際にも同様の効
果を発揮することが可能である。即ち、外側ノズル部材
2が内側ノズル部材1と同電位となることから、被加工
材の表面から最も近い位置は外側ノズル部材2の端面と
なる。このため、外側ノズル部材が絶縁性を有する材料
によって構成されている場合に被加工材の表面からの距
離が内側ノズル部材1の端面となるのに比較して、プラ
ズマトーチの被加工材からの距離を大きくすることが可
能となる。従って、プラズマトーチに対するスパッタ等
の付着を軽減させるという効果を派生する。
Further, it is possible to exhibit the same effect when forming the main arc. That is, since the outer nozzle member 2 has the same potential as the inner nozzle member 1, the position closest to the surface of the workpiece is the end surface of the outer nozzle member 2. Therefore, compared with the case where the outer nozzle member is made of a material having an insulating property, the distance from the surface of the workpiece is the end surface of the inner nozzle member 1, compared to the workpiece of the plasma torch. It is possible to increase the distance. Therefore, the effect of reducing the adhesion of spatter etc. to the plasma torch is derived.

【0029】上記の如く構成されたノズルAに於いて、
第1オリフィス5からはプラズマアークと作動ガスが噴
射され、第2オリフィス6からは前記プラズマアーク,
作動ガスに加えて旋回させた二次気流が噴射される。こ
のため、被切断材に対する切断面の品質を向上させるに
は、第1オリフィス5と第2オリフィス6の直径比,離
隔距離L,噴射角度,第2オリフィス6の径と内側ノズ
ル部材1のノズル先端の径との関係が夫々微妙な関係を
有している。
In the nozzle A constructed as described above,
The plasma arc and the working gas are injected from the first orifice 5, and the plasma arc and the working gas are emitted from the second orifice 6.
In addition to the working gas, the swirled secondary airflow is injected. Therefore, in order to improve the quality of the cut surface with respect to the material to be cut, the diameter ratio of the first orifice 5 and the second orifice 6, the separation distance L, the injection angle, the diameter of the second orifice 6 and the nozzle of the inner nozzle member 1 are used. Each has a delicate relationship with the diameter of the tip.

【0030】また外側ノズル部材2に形成された孔8の
ノズル先端からの距離,形成部位,も同様に極めて微妙
な関係を有している。
Similarly, the distance from the nozzle tip of the hole 8 formed in the outer nozzle member 2 and the formation site have an extremely delicate relationship.

【0031】本件発明者が実験的に求めたところ、第1
オリフィス5と第2オリフィス6直径は、面積比で1対
1.2 〜1対5の範囲にあることが好ましく、また両者の
離隔距離Lは 0.2mm〜5mmの範囲にあることが好まし
く、且つ二次気流のプラズマアークに対する噴射角度は
5度〜 175度の範囲にあることが好ましく、更に、第2
オリフィス6の直径と内側ノズル部材1の先端径との差
が−0.5 mm〜1mmの範囲にあることが好ましいことが判
明した。
The present inventor experimentally determined that the first
The diameter of the orifice 5 and the diameter of the second orifice 6 are 1 pair in area ratio.
It is preferably in the range of 1.2 to 1: 5, the separation distance L between the two is preferably in the range of 0.2 mm to 5 mm, and the injection angle of the secondary air flow with respect to the plasma arc is in the range of 5 degrees to 175 degrees. Preferably, the second
It has been found that the difference between the diameter of the orifice 6 and the tip diameter of the inner nozzle member 1 is preferably in the range of -0.5 mm to 1 mm.

【0032】また外側ノズル部材2の胴部2aに形成さ
れた孔8のノズル先端からの距離は20mm以下であること
が好ましく、且つ外径40mm以下の寸法を有する位置に形
成することが好ましいことが判明した。
The distance from the nozzle tip of the hole 8 formed in the body portion 2a of the outer nozzle member 2 is preferably 20 mm or less, and is preferably formed at a position having an outer diameter of 40 mm or less. There was found.

【0033】即ち、ノズルAに於ける内側ノズル部材1
と外側ノズル部材2を上記関係を持って形成すること
で、第2オリフィス6から噴射される二次気流を良好な
状態で旋回することが可能であり、切断面の傾斜を改善
することが可能である。
That is, the inner nozzle member 1 in the nozzle A
By forming the outer nozzle member 2 and the outer nozzle member 2 in the above relationship, the secondary airflow injected from the second orifice 6 can be swirled in a good state, and the inclination of the cut surface can be improved. Is.

【0034】上記の如く構成されたノズルAは電極9に
対向してトーチ本体10に装着される。電極9はトーチ本
体10に螺合されて着脱可能に装着されている。電極9に
は、電気的な絶縁体からなり、且つ所定位置に作動ガス
を旋回させて電極9の周囲に形成した室11に供給するセ
ンタリングストーン12が装着されている。このセンタリ
ングストーン12の外径はノズルAに於ける内側ノズル部
材1の平行部1eの直径と略等しい値を有しており、ノ
ズルAをトーチ本体10に固定すると同時に固定される。
The nozzle A constructed as described above is mounted on the torch body 10 so as to face the electrode 9. The electrode 9 is screwed onto the torch body 10 and is detachably attached. The electrode 9 is provided with a centering stone 12 which is made of an electrically insulating material and which swirls the working gas to a predetermined position and supplies it to a chamber 11 formed around the electrode 9. The outer diameter of the centering stone 12 has a value substantially equal to the diameter of the parallel portion 1e of the inner nozzle member 1 in the nozzle A, and the nozzle A is fixed to the torch body 10 at the same time.

【0035】ノズルAは内側キャップ13及びガードキャ
ップ14を介してトーチ本体10に固定される。即ち、内側
キャップ13の先端にはノズルAに於ける内側ノズル部材
1のシール部1bの外径と対応した寸法を持った孔が形
成されており、該孔にノズルAを嵌合すると共に、内側
キャップ13をトーチ本体10に螺合することで、ノズルA
はトーチ本体10に固定される。また内側キャップ13をト
ーチ本体10に取り付けることによって、該キャップ13と
トーチ本体10との間に冷却水通路15が形成される。
The nozzle A is fixed to the torch body 10 via the inner cap 13 and the guard cap 14. That is, a hole having a size corresponding to the outer diameter of the seal portion 1b of the inner nozzle member 1 of the nozzle A is formed at the tip of the inner cap 13, and the nozzle A is fitted into the hole, By screwing the inner cap 13 onto the torch body 10, the nozzle A
Is fixed to the torch body 10. By mounting the inner cap 13 on the torch body 10, a cooling water passage 15 is formed between the cap 13 and the torch body 10.

【0036】従って、トーチ本体10に設けた図示しない
冷却水供給路から供給された冷却水は、内側キャップ13
とトーチ本体10の間に形成された冷却水通路15を流れて
図示しない排水路から排水される。冷却水が流通する過
程でトーチ本体10及びノズルAを冷却することが可能で
ある。尚、電極9はトーチ本体10に形成した冷却水通路
17を流通する冷却水によって冷却される。
Therefore, the cooling water supplied from the cooling water supply passage (not shown) provided in the torch body 10 is supplied to the inner cap 13
Flows through a cooling water passage 15 formed between the torch body 10 and the torch body 10 and is drained from a drainage passage (not shown). It is possible to cool the torch body 10 and the nozzle A while the cooling water is flowing. The electrode 9 is a cooling water passage formed in the torch body 10.
It is cooled by the cooling water flowing through 17.

【0037】ガードキャップ14は、内側キャップ13との
間に二次気流を形成するガスを流通させる通路16を形成
する機能と、被切断材を切断する際に発生する溶融金属
からノズルAを保護する機能を有している。ガードキャ
ップ14の先端にはノズルAに於ける外側ノズル部材2の
筒状部2bの外径と略等しい直径を持った孔が形成され
ている。
The guard cap 14 has a function of forming a passage 16 through which a gas forming a secondary air flow is circulated between the guard cap 14 and the inner cap 13 and protects the nozzle A from the molten metal generated when the material to be cut is cut. It has a function to do. A hole having a diameter substantially equal to the outer diameter of the tubular portion 2b of the outer nozzle member 2 in the nozzle A is formed at the tip of the guard cap 14.

【0038】このため、内側キャップ13によってノズル
Aをトーチ本体10に固定した後、ノズルAにガードキャ
ップ14を嵌挿してトーチ本体10に装着すると、ガードキ
ャップ14の先端内面がノズルAに於ける外側ノズル部材
2の段部2dと当接し、両者の間に通路16を形成すると
共にノズルAを保護することが可能である。
Therefore, when the nozzle A is fixed to the torch body 10 by the inner cap 13, and then the guard cap 14 is fitted into the nozzle A and mounted on the torch body 10, the inner surface of the tip of the guard cap 14 becomes the nozzle A. It is possible to contact the step portion 2d of the outer nozzle member 2, form a passage 16 between them, and protect the nozzle A.

【0039】従って、トーチ本体10に形成したガス供給
路18から供給された二次気流を形成するガスは、通路16
を通ってノズルAに於ける外側ノズル部材2に形成した
孔8によって旋回しつノズルAの内部に形成した通路7
を通り第2ノズル6から噴射される。前記ガスの流通過
程でノズルAを冷却することが可能である。
Therefore, the gas forming the secondary air flow supplied from the gas supply passage 18 formed in the torch main body 10 passes through the passage 16
A passage 7 formed inside the nozzle A through a hole 8 formed in the outer nozzle member 2 in the nozzle A
And is ejected from the second nozzle 6. It is possible to cool the nozzle A in the course of the gas flow.

【0040】またノズルAに於ける外側ノズル部材2に
形成した筒状部2bの外径を小さくすることによって、
ガードキャップ14から突出して露出するノズルAの表面
積を可及的に小さくすることが可能となり、被切断材を
切断する際に発生した溶融金属がノズルAに付着するこ
とを防止或いは減少させることが可能である。
Further, by reducing the outer diameter of the cylindrical portion 2b formed on the outer nozzle member 2 in the nozzle A,
It is possible to reduce the surface area of the nozzle A protruding and exposed from the guard cap 14 as much as possible, and prevent or reduce the adhesion of the molten metal generated when the material to be cut is cut to the nozzle A. It is possible.

【0041】上記ノズルAでは、図4(A)に示すよう
に、プラズマアーク19の周囲に矢印a方向の旋回を与え
て二次気流20を噴射させると共に、プラズマトーチを矢
印b方向に移動させて被切断材を切断した場合、移動方
向である矢印b方向と対抗する矢印aのベクトル(矢印
a1)とが互いに相殺され、同図(B)に示すように、切
断の進行方向右側の切断面21の傾斜が改善される。
In the nozzle A, as shown in FIG. 4 (A), the secondary arc 20 is jetted by swirling in the direction of arrow a around the plasma arc 19, and the plasma torch is moved in the direction of arrow b. When the material to be cut is cut by the cutting, the vector of the arrow a (arrow a1) that opposes the direction of the arrow b, which is the moving direction, cancels each other, and as shown in FIG. The inclination of the surface 21 is improved.

【0042】従って、被切断材の材質及び板厚に応じて
予め設定されている切断速度(矢印b方向のベクトル)
と対抗し得るように二次気流20の流速を設定すること
で、切断面21を垂直に形成することが可能である。また
切断の進行方向に対する製品側の面の位置に応じて二次
気流の旋回方向を設定することで、切断面の品質を向上
させることが可能である。
Therefore, the cutting speed (vector in the direction of arrow b) preset according to the material and plate thickness of the material to be cut
By setting the flow velocity of the secondary air flow 20 so as to be able to oppose to the above, it is possible to form the cut surface 21 vertically. In addition, it is possible to improve the quality of the cut surface by setting the swirling direction of the secondary air flow according to the position of the surface on the product side with respect to the traveling direction of cutting.

【0043】然し、プラズマアーク19の軸心と二次気流
20の軸心が一致しない場合、プラズマアーク19に対する
二次気流20のベクトルのバランスが崩れるため、切断面
21の傾斜を改善することは困難となる。
However, the axial center of the plasma arc 19 and the secondary air flow
If the axes of 20 do not match, the vector balance of the secondary air flow 20 with respect to the plasma arc 19 will be lost and
It will be difficult to improve the slope of 21.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
プラズマトーチのノズルでは、第1オリフィスと第2オ
リフィスの軸心を一致させて内側ノズル部材の外周に外
側ノズル部材を直接装着して一体的に構成したので、プ
ラズマトーチに装着した電極を交換する際にノズルを着
脱しても、且つノズルが熱影響を受けても第1,第2オ
リフィスの同軸性が損なわれることがない。このため、
切断面の品質を向上させると共に安定して維持すること
が出来る。
As described above in detail, in the nozzle of the plasma torch according to the present invention, the outer peripheral nozzle member is directly attached to the outer periphery of the inner nozzle member so that the axes of the first and second orifices are aligned with each other. Since the electrodes are integrally formed, the coaxiality of the first and second orifices is not deteriorated even when the nozzle is attached and detached when the electrode attached to the plasma torch is replaced and the nozzle is affected by heat. For this reason,
It is possible to improve the quality of the cut surface and maintain it stably.

【0045】またノズルを構成する外側ノズル部材の先
端に円筒部を形成すると共に該円筒部の基部に段部を形
成し、前記円筒部をキャップに形成した孔に嵌合させて
トーチ本体に固定することによって、ノズルの露出面積
を可及的に減少させ、切断に際し発生する溶融金属のノ
ズルに対する付着を防止或いは減少させることが出来
る。
Further, a cylindrical portion is formed at the tip of the outer nozzle member constituting the nozzle, and a step portion is formed at the base of the cylindrical portion, and the cylindrical portion is fitted into the hole formed in the cap and fixed to the torch body. By doing so, it is possible to reduce the exposed area of the nozzle as much as possible, and prevent or reduce the adhesion of molten metal to the nozzle that occurs during cutting.

【0046】また外側ノズル部材に形成された孔を第2
オリフィスの軸心に対し所定の旋回角度を持って形成し
たので、二次気流を良好な状態で旋回させて第2オリフ
ィスから噴射させることが出来る等の特徴を有するもの
である。
In addition, the hole formed in the outer nozzle member is
Since it is formed with a predetermined swirl angle with respect to the axis of the orifice, it has a feature that the secondary airflow can swirl in a good state and can be jetted from the second orifice.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ノズルの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a nozzle.

【図2】ノズルを構成する部品の展開図である。FIG. 2 is a development view of components that form a nozzle.

【図3】プラズマトーチの構成を説明する断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a plasma torch.

【図4】(a)はプラズマアークと二次気流の関係を説
明する平面図、(b)は切断面の状態を説明する図であ
る。
FIG. 4A is a plan view illustrating a relationship between a plasma arc and a secondary air flow, and FIG. 4B is a view illustrating a state of a cut surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ノズル 1 内側ノズル部材 2 外側ノズル部材 1a,2a 胴部 1c,2b 筒状部 1e,2e 平行部 4,2d 段部 5 第1オリフィス 6 第2オリフィス 7 通路 8 孔 9 電極 10 トーチ本体 13 内側キャップ 14 ガードキャップ 16 通路 19 プラズマアーク 20 二次気流 21 切断面 A Nozzle 1 Inner nozzle member 2 Outer nozzle member 1a, 2a Body part 1c, 2b Cylindrical part 1e, 2e Parallel part 4, 2d Step part 5 1st orifice 6 2nd orifice 7 Passage 8 hole 9 Electrode 10 Torch body 13 Inside Cap 14 Guard cap 16 Passage 19 Plasma arc 20 Secondary air flow 21 Cut surface

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極の軸心と一致して配置され且つプラ
ズマアークを噴射するプラズマトーチのノズルであっ
て、プラズマアークを通過させる第1オリフィスを有し
且つ電極との間にアーク放電してパイロットアークを形
成する内側ノズル部材と、プラズマアーク及び二次気流
を通過させる第2オリフィスを有し且つ前記内側ノズル
部材との間に二次気流となるガスを通過させる流通路を
形成する外側ノズル部材とを有し、第1オリフィスと第
2オリフィスの軸心を一致させて内側ノズル部材の外周
に外側ノズル部材を直接装着して一体的に構成したこと
を特徴としたプラズマトーチのノズル。
1. A nozzle of a plasma torch, which is arranged so as to coincide with an axis of an electrode and ejects a plasma arc, has a first orifice for passing the plasma arc, and arc-discharges with the electrode. An outer nozzle having an inner nozzle member that forms a pilot arc and a second orifice that allows a plasma arc and a secondary air flow to pass therethrough, and that forms a flow passage between the inner nozzle member and a gas that serves as a secondary air flow. Nozzle of the plasma torch, characterized in that the first orifice and the second orifice are aligned and the outer nozzle member is directly attached to the outer circumference of the inner nozzle member.
【請求項2】 外側ノズル部材の先端に円筒部を形成す
ると共に該円筒部の基部に段部を形成し、前記円筒部を
キャップに形成した孔に嵌合させると共に該キャップを
プラズマトーチの本体に螺合させて固定し得るように構
成したことを特徴とした請求項1記載のプラズマトーチ
のノズル。
2. A cylindrical portion is formed at the tip of the outer nozzle member, and a step portion is formed at the base portion of the cylindrical portion, the cylindrical portion is fitted into a hole formed in a cap, and the cap is attached to the main body of the plasma torch. The nozzle of the plasma torch according to claim 1, wherein the nozzle is configured to be screwed and fixed to the nozzle.
【請求項3】 外側ノズル部材の所定位置に該ノズル部
材の第2オリフィスの軸心に対して所定の旋回角度を持
った孔を形成し、前記孔を介して二次気流となるガスを
供給し得るように構成したことを特徴とした請求項1又
は2記載のプラズマトーチのノズル。
3. A hole having a predetermined turning angle with respect to the axis of the second orifice of the nozzle member is formed at a predetermined position of the outer nozzle member, and a gas to be a secondary air flow is supplied through the hole. The nozzle of the plasma torch according to claim 1 or 2, wherein the nozzle is configured to be capable of performing.
【請求項4】 前記孔の形成位置が外側ノズル部材の先
端から20mmまでの間であることを特徴とした請求項3記
載のプラズマトーチのノズル。
4. The nozzle of the plasma torch according to claim 3, wherein the position where the hole is formed is between 20 mm and the tip of the outer nozzle member.
【請求項5】 前記孔の形成位置が外側ノズル部材の外
径40mm以下の部分であることを特徴とした請求項3記載
のプラズマトーチのノズル。
5. The nozzle of the plasma torch according to claim 3, wherein the position where the hole is formed is a portion having an outer diameter of 40 mm or less of the outer nozzle member.
【請求項6】 内側ノズル部材の第1オリフィスの径及
び該ノズル部材の先端径と外側ノズル部材の第2オリフ
ィスの径の関係に於いて、第1オリフィスの径が第2オ
リフィスの径と等しいか或いは小さく、且つ第2オリフ
ィスの径と内側ノズル部材の先端径との差が−0.5 mmか
ら1mmの範囲であることを特徴とした請求項3記載のプ
ラズマトーチのノズル。
6. In the relationship between the diameter of the first orifice of the inner nozzle member and the diameter of the tip of the nozzle member and the diameter of the second orifice of the outer nozzle member, the diameter of the first orifice is equal to the diameter of the second orifice. 4. The nozzle of the plasma torch according to claim 3, wherein the nozzle is small or small and the difference between the diameter of the second orifice and the tip diameter of the inner nozzle member is in the range of -0.5 mm to 1 mm.
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KR101132925B1 (en) * 2010-06-07 2012-04-27 현대중공업 주식회사 Torch for manual plasma welder

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