JPH0766872B2 - Plasma generator having modular cathodes - Google Patents

Plasma generator having modular cathodes

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JPH0766872B2
JPH0766872B2 JP1187503A JP18750389A JPH0766872B2 JP H0766872 B2 JPH0766872 B2 JP H0766872B2 JP 1187503 A JP1187503 A JP 1187503A JP 18750389 A JP18750389 A JP 18750389A JP H0766872 B2 JPH0766872 B2 JP H0766872B2
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powder
plasma
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gas
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紘一 武田
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ミュールバーガー エリック
シィキンガー アルバート
エリック ミュールバーガー スティーブン
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音速のプラズマジェットを発生させるような
プラズマ装置、特に複数の陰極(カソード)と共通の陽
極(アノード)を有するプラズマ発生装置に関するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma device for generating a supersonic plasma jet, and more particularly to a plasma generator having a plurality of cathodes and a common anode. It is a thing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

超音速のプラズマジェットを発生させるプラズマ装置と
しては米国特許3,839,618号(1974年10月1日発行)の
“Method and Apparatus for Effecting High−Energy
Dynamic Coating of Substrates"に見られるように電極
間に不活性ガスを流してプラズマジェットを得ている。
このプラズマジェットはプラズマ発生装置(プラズマガ
ン)と対象物の間に適当な距離をおいて移行アークを形
成し、対象物の加熱あるいはガンの中に粉末原料を投入
して対象物上に皮膜を形成するために用いられる。また
ガンおよらび対象物は真空ポンプなどにより減圧された
チャンバー内で用いられ、減圧下でプラズマジェットは
超音速流となりこの超音速プラズマ発生装置によりいろ
いろな応用が試みられている。
As a plasma device for generating a supersonic plasma jet, “Method and Apparatus for Effecting High-Energy” of US Pat. No. 3,839,618 (issued October 1, 1974).
As seen in "Dynamic Coating of Substrates", a plasma jet is obtained by flowing an inert gas between the electrodes.
This plasma jet forms a transfer arc at an appropriate distance between the plasma generator (plasma gun) and the target object, and heats the target object or feeds the powder raw material into the gun to form a film on the target object. Used to form. Further, the gun and the object are used in a chamber whose pressure is reduced by a vacuum pump or the like, and the plasma jet becomes a supersonic flow under the reduced pressure, and various applications have been tried by this supersonic plasma generator.

また更に米国特許4,328,257号(1982年5月4日公開)
の“System and Method for Plasma Coating"に見られ
るようにプラズマガンおよび対象物が真空チャンバーに
収められ、直流電源をプラズマガンと対象物間に電気的
に結び、プラズマガンは種々の動きができるように運動
機構が設けられている。金属等の原料粉末がプラズマガ
ンへ投入され対象物上へ溶射され、皮膜を形成する。ま
たこれらのプロセスが減圧下で行なわれるため真空チャ
ンバーに付属してフィルター類、熱交換器、真空ポンプ
等が設置されている。但し、この場合のプラズマガンは
従来よりの1対の陽極、陰極から構成されている。
Furthermore, US Pat. No. 4,328,257 (published May 4, 1982)
As shown in "System and Method for Plasma Coating", the plasma gun and the target are housed in a vacuum chamber, and a DC power source is electrically connected between the target and the target so that the plasma gun can perform various movements. Is equipped with a movement mechanism. Raw material powder such as metal is charged into a plasma gun and sprayed onto an object to form a film. Further, since these processes are performed under reduced pressure, filters, heat exchangers, vacuum pumps, etc. are attached to the vacuum chamber. However, the plasma gun in this case is composed of a pair of conventional anode and cathode.

また先に述べたプラズマガンと対象物を結ぶ直流電源は
場合に応じてプラズマガンと対象物の極性を切り替える
ことができる。
The DC power supply connecting the plasma gun and the object described above can switch the polarity of the plasma gun and the object depending on the case.

2個以上の陽極と共通の陽極を持つ例としては特公昭51
−7556号「プラズマガン」、特開昭61−230300号「プラ
ズマアーク用トーチ」が見られる。これらはいずれも大
気雰囲気中で作動するようになっており、先に述べたよ
うな減圧下で超音速プラズマ発生させるようにはなって
いない。複数の陰極を持つことはガンの構造としては複
雑になり、また操業条件を最適化することも非常に困難
になる。
As an example of having a common anode with two or more anodes, Japanese Patent Publication No. Sho 51
-7556 "Plasma gun" and JP-A-61-230300 "Plasma arc torch" can be seen. All of them are designed to operate in the air atmosphere, and are not designed to generate supersonic plasma under the reduced pressure as described above. Having multiple cathodes complicates the construction of the gun and makes it very difficult to optimize operating conditions.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

プラズマ発生装置を用いて金属等の原料粉末を投入して
皮膜を形成する溶射において、従来よりの1対の陽極、
陰極を用いる場合、原料粉末の投入は構造上、プラズマ
ジェット流に対して側方から投入することになりプラズ
マジェット中心の高温、高流速部へ効率良く原料粉末を
投入することが重要な課題であった。これは原料粉末の
粒径、比重差などによりプラズマジェットにはじかれる
ものあるいは貫通するものが存在するためであった。
In thermal spraying in which a raw material powder such as metal is charged using a plasma generator to form a coating, a pair of conventional anodes,
When the cathode is used, the raw material powder is structurally introduced from the side with respect to the plasma jet flow, and it is an important issue to efficiently introduce the raw material powder into the high temperature and high flow velocity part of the plasma jet center. there were. This is because there are particles that are repelled by or penetrate the plasma jet due to the particle size of the raw material powder and the difference in specific gravity.

また、陰極を複数にして原料粉末を陽極の中心上からプ
ラズマジェット軸方向に投入する方法は、プラズマ発生
装置の構造が複雑となり、陰極、陽極等が損耗した場合
の取り替えに時間を要する。また電極冷却のための水冷
配管の伝熱面積を充分に確保するのが困難であった。
Further, in the method in which a plurality of cathodes are provided and the raw material powder is introduced from the center of the anode in the direction of the plasma jet axis, the structure of the plasma generator becomes complicated, and it takes time to replace the cathode, anode, etc. when they are worn. Further, it has been difficult to secure a sufficient heat transfer area of the water cooling pipe for cooling the electrodes.

更に原料粉末を投入した際に陽極の空間部(アーク室)
に飛散した溶融粉末が付着する問題があり長時間、安定
なプラズマ操業条件の最適化が困難となる技術的課題が
あった。
Furthermore, when the raw material powder is added, the anode space (arc chamber)
There is a problem that the molten powder scattered to the surface adheres, and there is a technical problem that it is difficult to optimize stable plasma operating conditions for a long time.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

前項で述べたような課題を解決するために本発明では真
空チャンバー内で減圧した雰囲気中でプラズマガンおよ
び対象物を操業し、安定した超音速プラズマジェットを
用いた作用を実施する。また複数の陰極は各々モジュー
ル分割され、個々に取り除し、分解が容易な構造となっ
ている。従って各モジュール化された陰極くを交換する
ことによって陽極に対するプラズマの流入角度、放電距
離(アークギャップ)、陰極先端形状と調整でき、プラ
ズマ操業条件制御の自由度を向上させている。
In order to solve the problems described in the preceding paragraph, in the present invention, the plasma gun and the object are operated in a reduced pressure atmosphere in a vacuum chamber, and a stable operation using a supersonic plasma jet is carried out. In addition, the plurality of cathodes are divided into modules, respectively, and are individually removed so that they can be easily disassembled. Therefore, by replacing each of the modularized cathodes, the inflow angle of the plasma to the anode, the discharge distance (arc gap), and the shape of the cathode tip can be adjusted, and the degree of freedom in controlling the plasma operating conditions is improved.

次に陽極は中心の空間部(アーク室)から出口に従って
ノズル形状を構成し、減圧下で安定した超音速プラズマ
ジェットが得られるような構成となっている。アーク室
上方からの原料粉末投入はスリーブ状の部品(粉末投入
管)を経由して行なわれ、このスリーブを交換すること
により該投入管径を選択し、原料粉末のアーク室への投
入パターンを制御できる。更に前記投入管の出口近傍で
穴を分岐させ、各分岐穴の出口方向を各陰極の方向に向
けることにより原料粉末をよりプラズマジェットの高温
部へ投入することになり高融点材料、難溶融材料を容易
に溶融せしめ緻密な皮膜を形成することが可能とてな
る。
Next, the anode is formed into a nozzle shape in accordance with the outlet from the central space (arc chamber) so that a stable supersonic plasma jet can be obtained under reduced pressure. Feeding of the raw material powder from above the arc chamber is performed via a sleeve-shaped component (powder feeding pipe). By changing the sleeve, the diameter of the feeding pipe is selected, and the feeding pattern of the raw material powder into the arc chamber is determined. You can control. Further, by branching the hole near the outlet of the charging pipe and directing the outlet direction of each branch hole to the direction of each cathode, the raw material powder is further charged into the high temperature part of the plasma jet. Can be easily melted to form a dense film.

原料粉末のアーク室内での付着の問題は先に述べたよう
に、各モジュール化された陰極、粉末投入管、陽極は個
々に取り除し、分解が容易にできる構造をしており、メ
ンテナンス性を大幅に向上させ、これらの選択の自由度
も同様に向上したため、アーク室内での付着を回避でき
るような組み合わせおよび操業条件を選択できる。
As described above, the problem of adhesion of the raw material powder in the arc chamber is that the modularized cathode, powder charging tube, and anode are individually removed for easy disassembly and maintainability. Is greatly improved, and the degree of freedom in selecting these is also improved. Therefore, it is possible to select a combination and an operating condition that can avoid adhesion in the arc chamber.

各陰極、陽極の高熱負荷部の冷却は装置の寿命に大きく
影響するが、本発明では各陰極を冷却する冷却水系と、
陽極を冷却する冷却水系を別に持ち、充分な冷却がとれ
る水却構造を形成している。特に陽極については各陰極
部の間を複数の冷却水穴が下部から上部へ貫通し、陽極
上部では粉末投入管を囲むように設計された特殊なクラ
ンプで冷却水が旋回しながら効率良く陽極上部を冷却す
る構造を有している。これにより従来のプラズマ発生装
置に比較して、各陰極と陽極が独立に出力をコントロー
ルでき、トータル出力を容易に高められることも相まっ
て安定した大出力化が可能なプラズマ発生装置となって
いる。
Each cathode, cooling the high heat load part of the anode greatly affects the life of the device, but in the present invention, a cooling water system for cooling each cathode,
It has a separate cooling water system for cooling the anode to form a water cooling structure that ensures sufficient cooling. Especially for the anode, multiple cooling water holes penetrate between each cathode part from the bottom to the top, and at the top of the anode, the cooling water is swirled with a special clamp designed to surround the powder injection pipe, and the anode top is efficiently Has a structure for cooling. As a result, compared with the conventional plasma generator, each cathode and anode can independently control the output, and the total output can be easily increased, which is a plasma generator capable of stable and high output.

〔実施例〕〔Example〕

第1図から第33図に実施例を挙げ、本発明の特徴を具体
的に説明する。
The features of the present invention will be specifically described with reference to examples in FIGS. 1 to 33.

第1図は本発明に関るプラズマシステムを示している。
プラズマシステムは真空を維持するようにシールされか
つ耐圧構造の絶縁容器としての真空チャンバー10を含ん
でいる。この真空チャンバー10は円筒状主本体部分12と
それに接続する上蓋13により構造される。真空チャンバ
ー10の1部である円筒状部分12は、真空チャンバー10内
のガスと粒子を処理し、任意の雰囲気圧力を維持するた
めの装置に導びかれ、かつ同装置に連結される下部コレ
クター円錐蓋14を含んでいる。
FIG. 1 shows a plasma system according to the present invention.
The plasma system includes a vacuum chamber 10 which is sealed to maintain a vacuum and serves as a pressure-resistant insulating container. This vacuum chamber 10 is constructed by a cylindrical main body portion 12 and an upper lid 13 connected to it. A cylindrical portion 12 which is a part of the vacuum chamber 10 is a lower collector which is guided to and connected to a device for treating gas and particles in the vacuum chamber 10 and maintaining an arbitrary atmospheric pressure. It includes a conical lid 14.

下向き方向のプラズマ溶射は上蓋13の内部に装着される
プラズマガン16により形成され、そのプラズマガン16の
位置はプラズマガン動作機構18によって制御される。真
空チャンバー10はいずれも二重壁の冷却構造として構成
されており、上蓋13は内部の操作装置を取り扱うために
取りはずし可能な構造となっている。プラズマガン動作
機構18は上蓋13の壁内にシールされたベアリングと連結
部を通してプラズマガン16を支持し制御している。
The downward plasma spray is formed by a plasma gun 16 mounted inside the upper lid 13, and the position of the plasma gun 16 is controlled by a plasma gun operating mechanism 18. Each of the vacuum chambers 10 is configured as a double-walled cooling structure, and the upper lid 13 has a structure that can be removed to handle the internal operating device. The plasma gun operating mechanism 18 supports and controls the plasma gun 16 through bearings and connections sealed within the wall of the top lid 13.

また上蓋13にも連結されている粉末供給機構はプラズマ
ガン16に連結されている、フレキシブルチューブを通し
て、加熱された粉末をプラズマ溶射中に制御して導入す
る機能を持っている。
The powder supply mechanism, which is also connected to the upper lid 13, has a function of controlling and introducing heated powder into the plasma spray through a flexible tube connected to the plasma gun 16.

下向き方向のプラズマ流は、内部冷却された伝導体の処
理部品ホルダー25に支持されている処理部品24に衝突す
る。またこの処理部品ホルダー25は真空チャンバー10を
貫通して外部の処理部品動作機構26まで延設される軸に
より、運転中に位置合わせされ移動させられる。処理部
品24の一端に近接して、かつ処理部品24からは分離し
て、ダミー処理部品あるいはダミースティング28が配置
され、ダミースティング28は同様に内部水冷され真空チ
ャンバー10の側壁を通してダミースティング動作機構30
に連結されている。処理部品ホルダー25とダミースイン
グ28は真空チャンバー10の中心軸に対する挿入位置に調
整することができ、かつこれらは電気伝導体より構成さ
れるため、種々の運転状態において移行アーク生成のた
めに選択された電気に保つことができる。
The downward plasma stream impinges on a processing component 24 which is supported by an internally cooled conductor processing component holder 25. Further, the processing component holder 25 is aligned and moved during operation by a shaft that extends through the vacuum chamber 10 to an external processing component operating mechanism 26. A dummy processing component or dummy sting 28 is disposed in the vicinity of one end of the processing component 24 and separately from the processing component 24. The dummy sting 28 is also internally water-cooled and the dummy sting operation mechanism is passed through the side wall of the vacuum chamber 10. 30
Are linked to. The processing part holder 25 and the dummy swing 28 can be adjusted to the insertion position with respect to the central axis of the vacuum chamber 10, and since they are composed of an electric conductor, they are selected for the transition arc generation in various operating conditions. Can be kept on electricity.

処理部品24とダミースイングの下部コレクター円錐蓋14
はオーバースプレー(付着しなかった粒子とガス)を導
入するためのバッフルフィルターモジュール32に接続さ
れており、そのバッフルフィルターモジュール32はオー
バースプレーを冷却するための水冷バッフルと導入され
た粒子の大部分を取り除くためのフィルターを備えてい
る。バッフルフィルターモジュール32を通過する流体
は、冷却装置を装備している熱交換器36を通って、実質
的に流体中に残りのすべての粒子を取り除くオーバース
プレー回収用フィルター40を装備している真空マニホー
ルド38に流入する。真空マニホールド38は真空チャンバ
ー10内の雰囲気圧力を所定の圧力に維持するために十分
な能力を持っている真空ポンプ42に連結している。通常
この雰囲気圧力は0.6気圧から0.001気圧である。バッフ
ルフィルターモジュール32と熱交換器36はオーバースプ
レー回収用フィルターと同様2重壁冷却構造が好ましい
が、通常のプラズマ装置に使用されているタイプのもの
も使用することができる。全体システムは容易に操作で
き、かつ1部分別のシステムを利用することができるよ
うに、ローラーの上に設置され軌条の上で移動すること
ができる。通常ののぞき窓と水冷された操作扉と電気的
接続を行なう絶縁されたフィールドスループレートは図
には表われていない。処理部品の保持と動作制御装置は
真空チャンバー10とヒンジ付きの扉43に取りつけられて
いる。
Processing part 24 and lower collector cone lid 14 for dummy swing
Is connected to a baffle filter module 32 for introducing overspray (non-adhered particles and gases), which baffle filter module 32 is used for cooling the overspray and most of the particles introduced. Equipped with a filter to remove. The fluid passing through the baffle filter module 32 passes through a heat exchanger 36 equipped with a cooling device and a vacuum equipped with an overspray recovery filter 40 which removes substantially all particles remaining in the fluid. It flows into the manifold 38. The vacuum manifold 38 is connected to a vacuum pump 42 having sufficient capacity to maintain the atmospheric pressure in the vacuum chamber 10 at a predetermined pressure. Usually, the atmospheric pressure is 0.6 atm to 0.001 atm. The baffle filter module 32 and the heat exchanger 36 preferably have a double wall cooling structure like the filter for recovering the overspray, but those of the type used in a normal plasma apparatus can also be used. The whole system is easy to operate and can be installed on rollers and moved on rails so that a system with one part can be used. The insulated field through plate, which makes the electrical connection with the normal sight glass and the water cooled operating door, is not shown. Processing component retention and motion control devices are mounted on the vacuum chamber 10 and hinged door 43.

電気エネルギーは上蓋13の上部に取り付けられている固
定されたブスバー44を通して装置の操作部に供給され
る。フレキシブル水冷ケーブルは、外部プラズマ電源46
と高周波電源48とをプラズマジェット発生用のプラズマ
ガン16にブスバー44を通して接続する。外部プラズマ電
源46は、プラズマガン16の電極間とプラズマガン16と処
理部品24の間の必要な電位差を生成する。高周波電源48
はよく知られているように、プラズマ電源直流電圧の上
に高周波電圧を重畳させることにより、移行型プラズマ
アークの初期着火を行なうのに用いられている。極性可
変移行アーク電源50は、ブスバー44を通してプラズマガ
ン16と処理部品ホルダー25とダミースティング28に接続
されている。始めに述べたMuehlbergerらの米国特許第4
328257号に記載されているように、極性可変移行アーク
電源50は、プラズマガン16と処理部品24の間で逆極性移
行プラズマアークを発生することもできる。
Electrical energy is supplied to the operating part of the device through a fixed bus bar 44 attached to the top of the top lid 13. Flexible water cooling cable, external plasma power 46
And a high frequency power source 48 are connected to a plasma gun 16 for generating a plasma jet through a bus bar 44. The external plasma power supply 46 produces the required potential difference between the electrodes of the plasma gun 16 and between the plasma gun 16 and the processing component 24. High frequency power 48
As is well known, is used to perform initial ignition of a transfer type plasma arc by superposing a high frequency voltage on a DC voltage of a plasma power source. The variable polarity transfer arc power supply 50 is connected to the plasma gun 16, the processing component holder 25 and the dummy sting 28 through the bus bar 44. Muehlberger et al. U.S. Pat. No. 4, mentioned at the beginning
The variable polarity transfer arc power supply 50 can also generate a reverse polarity transfer plasma arc between the plasma gun 16 and the processing component 24, as described in 328257.

プラズマガン16の運転のために、後述するようなプラズ
マガン16の内部を流れる適当な冷却水の流れをつくるた
めの冷却水昇圧ポンプ52を使用している。プラズマガス
源54は、プラズマジェットの発生のため適当なイオン化
ガスを供給している。ここで使用されているプラズマガ
スは、アルゴン単体あるいは、ヘリウムあるいは水素を
含んだアルゴンガスが使用されるが、当業者に知られて
いる他のガスも使用することができる。
For the operation of the plasma gun 16, a cooling water booster pump 52 for creating a proper flow of cooling water flowing inside the plasma gun 16 as described later is used. The plasma gas source 54 supplies a suitable ionized gas for generating a plasma jet. The plasma gas used here is argon alone or argon gas containing helium or hydrogen, but other gases known to those skilled in the art can also be used.

第1図の装置の一連の制御と種々の動作機構の速度と振
幅はシステム制御コンソール56により統括されている。
プラズマガン16はプラズマ制御コンソール58の統括下で
別個に操作される。これらのコンソールにより遂行され
る機能とその中に含まれている回路は容易に理解できる
ものであり、ここでは図に示されておらず詳細には述べ
ない。移行アーク制御回路60は移行アークの極性を切換
える制御を行なう。
A series of controls for the system of FIG. 1 and the speed and amplitude of various operating mechanisms are coordinated by a system control console 56.
The plasma gun 16 is operated separately under the control of the plasma control console 58. The functions performed by these consoles and the circuits contained therein are easily understood and are not shown here and will not be described in detail. The transition arc control circuit 60 controls to switch the polarity of the transition arc.

分割式カソードを使用していくプラズマガン16を除いて
第1図の残りの部分は基本的に前述したMuehlbergerら
の米国特許第4328257に述べられているプラズマ装置と
同一のものである。
With the exception of the plasma gun 16 which uses a split cathode, the remainder of FIG. 1 is essentially the same as the plasma system described in US Pat. No. 4,328,257 to Muehlberger et al.

第2図は第1図のプラズマガン16を示している。プラズ
マガン16は、後述するような粉末投入装置を装備した陽
極と冷却装置を内蔵する全体からみて円筒状のガン本体
70を含んでいる。溶射される粉末あるいは他の物質はガ
ン本体70の上部の陽極止め板74を貫通している粉末導入
管72の中を通ってプラズマガン16に投入される。
FIG. 2 shows the plasma gun 16 of FIG. The plasma gun 16 has an anode equipped with a powder charging device as will be described later and a cooling device built-in.
Contains 70. The powder or other material to be sprayed is introduced into the plasma gun 16 through a powder introduction tube 72 that passes through an anode stop plate 74 on top of the gun body 70.

冷却水昇圧ポンプ52はプラズマガン16のガン本体70に接
続されガン本体70内にある陽極冷却系へ冷却水を供給す
る。
The cooling water booster pump 52 is connected to the gun body 70 of the plasma gun 16 and supplies cooling water to the anode cooling system in the gun body 70.

水冷昇圧ポンプ52は、その上部から出る複数の管のうち
の2つの管によって、プラズマガン16に接続される。こ
れら2つの管は陽極止め板74に取付けられた接続子76,7
8により冷却水を供給する。陽極冷却系を通過した冷却
水は、冷却水昇圧ポンプ52の下部から出ている複数の戻
り拝観のうちの2つの管によって冷却水昇圧ポンプ52へ
戻される。これらの2つの戻り配管は、陽極止め板74に
取付けられた接続子80,82に接続される。陽極とその冷
却系を以後、第3図にて詳しく記述する。プラズマガン
16には、第4、5図で詳しく後述する3つの分離された
陰極アセンブリが取付けられる。個々の陰極アセンブリ
84,86,88は、通常、円柱形状をしており、ガン本体70の
中心軸92に対して、陰極アセンブリの軸線90は約45゜傾
けられ、ガン本体70の外壁を貫通するように取付けられ
る。これら3つの陰極アセンブリ84,86,88は通常、ガン
本体70の周囲に約120゜おきに均等に同心円上に配置さ
れる。陰極アセンプリ81は、冷却水供給管75の一つであ
る供給管93によって、第1図の冷却水昇圧ポンプ52か
ら、冷却水を受け取る。同様に陰極アセンブリ86,88は
それぞれ供給管94,95によって冷却水を供給される。供
給管93,94,95により陰極アセンブリ84,86,88に供給され
る冷却水は、第5図で詳しく後述される陰極アセンブリ
の内部冷却系を通った後、陰極アセンブリの側面にある
冷却水接続子96によって陰極アセンブリから排出され
る。
The water-cooled booster pump 52 is connected to the plasma gun 16 by two pipes out of a plurality of pipes that emerge from the upper part thereof. These two tubes are connectors 76,7 attached to the anode stop plate 74.
Supply cooling water by 8. The cooling water that has passed through the anode cooling system is returned to the cooling water booster pump 52 by two pipes out of a plurality of return views coming out from the lower portion of the cooling water booster pump 52. These two return pipes are connected to connectors 80, 82 mounted on the anode stop plate 74. The anode and its cooling system will be described in detail below in FIG. Plasma gun
Attached to 16 are three separate cathode assemblies, which are described in detail below in FIGS. Individual cathode assembly
84,86,88 are usually cylindrical in shape, and the axis 90 of the cathode assembly is inclined about 45 ° with respect to the central axis 92 of the gun body 70 and is mounted so as to penetrate the outer wall of the gun body 70. To be These three cathode assemblies 84,86,88 are typically evenly concentrically arranged about the gun body 70 about every 120 °. The cathode assembly 81 receives the cooling water from the cooling water booster pump 52 of FIG. 1 through the supply pipe 93 which is one of the cooling water supply pipes 75. Similarly, the cathode assemblies 86 and 88 are supplied with cooling water by supply tubes 94 and 95, respectively. The cooling water supplied to the cathode assemblies 84, 86, 88 by the supply pipes 93, 94, 95 passes through the internal cooling system of the cathode assembly described in detail in FIG. It is ejected from the cathode assembly by the connector 96.

各冷却水接続子96は、冷却水戻り配管79のどれか1つを
経由して冷却水昇圧ポンプ52に接続される。陰極アセン
ブリ84,86,88のそれぞれの側面に取付けられているもう
一つの接続子96は、第1図中のプラズマガス源54へ配管
(図示せず)により接続され、プラズマガスを陰極アセ
ンブリへ供給する。プラズマガン16は3つの陰極アセン
ブリ84,86,88から構成されているように図2に示されて
いるが、これは後述するが、図による理解の容易のため
であって、もちろん本発明の原理によれば、3つ以外の
陰極アセンブリから構成されることも可能であり、ま
た、ガン本体70の中心軸線92に対する陰極アセンブリの
軸線90の角度も45゜以外でもよい。
Each cooling water connector 96 is connected to the cooling water booster pump 52 via any one of the cooling water return pipes 79. Another connector 96 attached to each side of the cathode assemblies 84, 86, 88 is connected to the plasma gas source 54 in FIG. 1 by a pipe (not shown) to connect the plasma gas to the cathode assembly. Supply. The plasma gun 16 is shown in FIG. 2 as being composed of three cathode assemblies 84,86,88, which will be described below for ease of understanding of the drawings and, of course, the present invention. In principle, it is possible to have more than three cathode assemblies, and the angle of the cathode assembly axis 90 with respect to the central axis 92 of the gun body 70 may be other than 45 °.

第2図に示すように、外部プラズマ電源46は、3つの個
別のプラズマ電源99A,99B,99Cから構成され、それぞれ
陰極アセンブリ84,86,88に接続されている。プラズマ電
源99A,99B,99Cは、それぞれ個別の直流電源をもってお
り、その陽極端子は、ガン本体70の内部にある陽極に接
続され、陰極端子は、それぞれ対応する陰極アセンブリ
84,86,88に接続される。プラズマ電源99A,99B,99Cは独
立に電力調節が可能であり、従って陰極アセンブリ84,8
6,88に供給する電力もそれぞれ独立に変化させることが
できる。第2図に示したように、極性可変移行アーク電
源50がガン本体70の中にある陽極と処理部品24の間に接
続されている。第2図中には示されていないが、高周波
電源48が、陰極アセンブリ84,86,88に、望ましくは個々
の陰極アセンブリ84,86,88に一つずつ接続され、プラズ
マ電源99A,99B,99Cに高周波電位を重畳することによ
り、プラズマ移行アークを初期発生させる。
As shown in FIG. 2, the external plasma power supply 46 is composed of three separate plasma power supplies 99A, 99B, 99C, which are connected to cathode assemblies 84, 86, 88, respectively. Each of the plasma power supplies 99A, 99B, and 99C has its own DC power supply, the anode terminal of which is connected to the anode inside the gun body 70, and the cathode terminals of which are corresponding cathode assemblies.
Connected to 84,86,88. Plasma power supplies 99A, 99B, 99C can be independently power regulated, thus cathode assembly 84,8
The power supplied to 6,88 can be changed independently. As shown in FIG. 2, a variable polarity transfer arc power supply 50 is connected between the anode in the gun body 70 and the processing component 24. Although not shown in FIG. 2, a high frequency power supply 48 is connected to the cathode assemblies 84,86,88, preferably one to each cathode assembly 84,86,88, to provide a plasma power supply 99A, 99B, A plasma transfer arc is initially generated by superimposing a high-frequency potential on 99C.

第3図は、ガン本体70の部分断面図であり、プラズマガ
ン16の陰極アセンブリ84の一部も描かれている。陰極ア
センブリ86,88は図を簡単化するため、省略している。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the gun body 70, also showing a portion of the cathode assembly 84 of the plasma gun 16. The cathode assemblies 86,88 have been omitted for simplicity of illustration.

第3図に示すように、ガン本体70は略円筒形状をしてお
り、その中心に円筒形状の内孔100があり、これは、ガ
ン本体70の上面102から底面104まで貫通している。この
内孔100の下方部には、陽極アセンブリ106が取付けられ
る。陽極アセンブリ106は、ガン本体70の底面104に取付
けられている陽極保持具108により、内孔100の下端に固
定される。陽極保持具108は図28で詳細に後述される。
As shown in FIG. 3, the gun body 70 has a substantially cylindrical shape, and at the center thereof, there is a cylindrical inner hole 100, which penetrates from the top surface 102 to the bottom surface 104 of the gun body 70. The anode assembly 106 is attached to the lower portion of the inner hole 100. The anode assembly 106 is fixed to the lower end of the inner hole 100 by an anode holder 108 attached to the bottom surface 104 of the gun body 70. The anode holder 108 is described in detail below in FIG.

陽極接続プラグ110は、内孔100の上方部に取付けられた
粉末供給部品の一部を構成する。陽極接続プラグ110
は、陽極アセンブリ106の上面から上方に伸びており、
ガン本体70の上面102にある陽極接続板の中心にあけた
孔112にはめ込まれる。陽極接続プラグ110の下端にはフ
ランジ114を有しており、またこのフランジ114は内孔10
0の内面116まで拡がっている。陽極接続プラグ110には
略円筒状の孔118があり、この孔の中には、粉末供給管
保持具120が取付けられる。粉末供給管保持具120は、そ
の上部にネジ山が切られ、陽極接続プラグ110の上端部
にあるネジによって固定される。また粉末供給管保持具
120は、その内に、円筒形状の孔122が設けられており、
その孔には、粉末導入管72が取付けられる。前にも述べ
たように、粉末導入管72は、金属粉末やその他の溶射材
料を、第1図に示した粉末供給装置20から、プラズマジ
ェットへ誘導する役割を果たす。金属粉末やその他の溶
射材料は粉末導入管72を通ってプラズマガン16中へ圧力
をかけて送給する。第3図に示したように、粉末導入管
72の先端は、粉末導入口124につながっており、陽極接
続プラグ110に設けられた円筒状の孔118の内部に配置さ
れる。陽極アセンブリ106の頂部128に挿入されるクラン
プ126は、第29〜31図で詳細に後述されるが、その上部1
32は中空の略円筒形状をしており粉末導入口124に隣接
した陽極接続プラグ110に設けられた円筒状の孔118の下
方部分に取付けられる。クランプ126の下方側は、中空
の略円筒形状をしており、陽極アセンブリ106の頂部128
に位置する。
The anode connection plug 110 constitutes a part of the powder supply component attached to the upper portion of the inner hole 100. Anode connection plug 110
Extends upwardly from the top surface of the anode assembly 106,
It is fitted into a hole 112 formed in the center of the anode connecting plate on the upper surface 102 of the gun body 70. A flange 114 is provided at the lower end of the anode connecting plug 110, and this flange 114 also has an inner hole 10.
It extends to the inner surface 116 of 0. The anode connecting plug 110 has a substantially cylindrical hole 118, and the powder supply pipe holder 120 is mounted in this hole. The powder supply tube holder 120 is threaded at the top and is fixed by the screw at the upper end of the anode connection plug 110. Also, powder supply pipe holder
120 is provided with a cylindrical hole 122 therein,
A powder introduction tube 72 is attached to the hole. As described above, the powder introduction pipe 72 plays a role of guiding the metal powder and other thermal spray material from the powder supply device 20 shown in FIG. 1 to the plasma jet. Metal powder or other thermal spray material is delivered under pressure through the powder inlet tube 72 into the plasma gun 16. As shown in FIG. 3, powder introduction tube
The tip of 72 is connected to the powder introduction port 124, and is arranged inside the cylindrical hole 118 provided in the anode connection plug 110. The clamp 126, which is inserted into the top 128 of the anode assembly 106, is described in detail below in FIGS.
Reference numeral 32 denotes a hollow, substantially cylindrical shape, which is attached to a lower portion of a cylindrical hole 118 provided in the anode connection plug 110 adjacent to the powder introduction port 124. The lower side of the clamp 126 has a hollow and substantially cylindrical shape, and the top 128 of the anode assembly 106.
Located in.

粉末投入管保持部品136は、後に第15図で詳しく述べる
が、粉末導入口124を受け入れるため、クランプ126の上
方部に接続している。一方粉末投入管保持部品136の下
方部は、陽極アセンブリ106の中へ伸びており、先端
は、円筒状の粉末投入管138に接続されている。粉末導
入管72は内に孔140が開いており、粉末導入口124に設け
られた中心孔142につながって粉末を送り込む。さらに
中心孔142は、粉末投入管保持部品136に設けられた中心
孔144につながれ、粉末を送り込む。後に詳しく述べる
が、粉末投入管保持部品136に設けられた中心孔144は、
粉末投入管138内に設けられる1つ以上の粉末投入口へ
と粉末を送給する。第3図では、粉末投入管138には1
個の粉末投入口146が設けられており、さらにこの粉末
投入口146は、陽極アセンブリ106の本体150中に作られ
たガス混合室148につながっている。
The powder dosing tube holding part 136, which will be described in detail later with reference to FIG. 15, is connected to the upper portion of the clamp 126 to receive the powder introduction port 124. On the other hand, the lower part of the powder charging pipe holding part 136 extends into the anode assembly 106, and the tip thereof is connected to the cylindrical powder charging pipe 138. The powder introduction pipe 72 has a hole 140 formed therein, and is connected to a central hole 142 provided in the powder introduction port 124 to feed the powder. Further, the center hole 142 is connected to a center hole 144 provided in the powder feeding pipe holding component 136 to feed the powder. As will be described later in detail, the center hole 144 provided in the powder feeding pipe holding component 136 is
The powder is fed to one or more powder feeding ports provided in the powder feeding pipe 138. In FIG. 3, the powder feeding pipe 138 has one
An individual powder charging port 146 is provided, and this powder charging port 146 is connected to a gas mixing chamber 148 formed in the main body 150 of the anode assembly 106.

陽極アセンブリ106の本体150中に設けられたガス混合室
148は、ノズル部152につながり、陽極アセンブリ106の
底部130にて、プラズマガン16の外部へと開放される。
ガス混合室148にはさらに、陽極アセンブリ84,86,88に
それぞれ対応した3つのアーク室154が接続される。こ
こでこれらのアーク室154は、陽極アセンブリ106の本体
150中にて作られたものである。
Gas mixing chamber provided in the body 150 of the anode assembly 106
148 is connected to the nozzle portion 152 and is opened to the outside of the plasma gun 16 at the bottom portion 130 of the anode assembly 106.
The gas mixing chamber 148 is further connected to three arc chambers 154 corresponding to the anode assemblies 84, 86 and 88, respectively. These arc chambers 154 are now the body of the anode assembly 106.
It was made in 150.

第3図には、陽極アセンブリ84に対応したアーク室154
の一つが描かれている。
FIG. 3 shows the arc chamber 154 corresponding to the anode assembly 84.
One of is drawn.

ガン本体70には、略円筒状の空間156が設けられ、その
中に陰極アセンブリ84がはめこまれるようになってい
る。第3図中に破線で示しているが、この円筒状の空間
154である。通常この円筒状の空間156の先は、同じく円
筒状の孔158につながり、さらに、この孔158は、ガン本
体70の中まで達している。この孔158は第3図中に、破
線及び実線にて示されている。そしてさらにこの孔158
には、絶縁体160がはめこまれる。絶縁体160はその中に
カソード先端部品162が取付けられており、陰極アセン
ブリ84の構成要素の一つとなっている。絶縁体160は、
アーク室154で止っており、また陰極先端部品162は、ア
ーク室154の中まで伸びている。第3図には描かれてい
ないが、陰極アセンブリ86,88もプラズマガン16に同様
にして取付けられる。後述するが、陰極アセンブリ84
は、絶縁体160中に設けられた円筒状の孔168の内壁166
と陰極先端部品162との間の円環状の空間によって作ら
れるガス流路164に沿って不活性ガスが渦巻き状に流れ
るように機能する。第2図に示したプラズマ電源99A
は、陰極アセンブリ84の陰極先端部品162と陽極アセン
ブリ106の本体150の間に接続され、必要な電位差を両者
の間に印加する。この電位印加と、さらに陰極先端部品
162周囲に不活性ガスを流すことにより、プラズマアー
クがアーク室154に形成され、その結果、プラズマ流が
ガス混合室148、さらにノズル部152を流れ、プラズマガ
ン16から噴出する。
The gun body 70 is provided with a substantially cylindrical space 156 in which the cathode assembly 84 is fitted. This cylindrical space is shown by the broken line in FIG.
It is 154. Normally, the end of the cylindrical space 156 is connected to the cylindrical hole 158, which further extends into the gun body 70. This hole 158 is shown by a broken line and a solid line in FIG. And further this hole 158
Insulator 160 is fitted into. Insulator 160 has cathode tip 162 mounted therein and is one of the components of cathode assembly 84. The insulator 160 is
It stops in the arc chamber 154, and the cathode tip 162 extends into the arc chamber 154. Although not shown in FIG. 3, cathode assemblies 86 and 88 are similarly attached to plasma gun 16. As will be described later, the cathode assembly 84
Is an inner wall 166 of a cylindrical hole 168 provided in the insulator 160.
It functions as a spiral flow of the inert gas along the gas flow path 164 created by the annular space between the cathode tip part 162 and the cathode tip part 162. Plasma power supply 99A shown in FIG.
Is connected between the cathode tip 162 of the cathode assembly 84 and the body 150 of the anode assembly 106 to apply the required potential difference therebetween. This potential application and further cathode tip parts
By flowing an inert gas around 162, a plasma arc is formed in the arc chamber 154, and as a result, a plasma flow flows through the gas mixing chamber 148 and the nozzle portion 152 and is ejected from the plasma gun 16.

アーク室154の中の不活性ガスの速度は亜音速の領域に
ある。ガスが中心のガス混合室148に入るに従い、ガス
は粉末投入管138を通じて導入される粉末と混合され
る。ガス混合室は、その内部におけるプラズマ流の速度
が音速となる領域を規定する。ガスと粉末の混合物はプ
ラズマ流の超音速領域を規定するノズル部152の中で加
速される。ノズル部152を出たプラズマ流は処理部品24
まで続き、第1図に示される真空ポンプ42の動作に従っ
た超音速で真空チャンバー10の底部のコレクタ円錐部14
から出ていく。移行アークは第1図と2に示される開閉
可能な移行アーク電源50によって処理部品24と陽極アセ
ンブリ106の間に生成される。
The velocity of the inert gas in the arc chamber 154 is in the subsonic region. As the gas enters the central gas mixing chamber 148, the gas mixes with the powder introduced through the powder dosing tube 138. The gas mixing chamber defines a region in which the velocity of the plasma flow becomes sonic. The mixture of gas and powder is accelerated in the nozzle section 152 which defines the supersonic region of the plasma flow. The plasma flow exiting the nozzle portion 152 is processed by the processing component 24.
1 and the collector cone 14 at the bottom of the vacuum chamber 10 at supersonic speed in accordance with the operation of the vacuum pump 42 shown in FIG.
Get out of. A transition arc is generated between the processing component 24 and the anode assembly 106 by a switchable transition arc power supply 50 shown in FIGS.

第3図には示されていないが、陰極アセンブリ86と88と
は陽極アセンブリ106の本体150内の対応したアーク室15
4との関係において同様の仕組みで作動し、ノズル部152
を通ってガス混合室148から流れさらにプラズマガンの
外部に流れ出るプラズマ流を生成させることができる。
Although not shown in FIG. 3, the cathode assemblies 86 and 88 are corresponding arc chambers 15 in the body 150 of the anode assembly 106.
It operates in a similar manner in relation to 4, and the nozzle part 152
A plasma stream may be generated through which the gas flows from the gas mixing chamber 148 and out of the plasma gun.

第3図はガン本体70のなかに収納される陽極アセンブリ
84の部分を実線と破線で示す。一方、第4図はガン本体
70の外部に出ている陰極アセンブリ84の部分を示し、第
5図は陰極アセンブリ84の全体の断面図を示す。
FIG. 3 shows the anode assembly housed in the gun body 70.
The part 84 is shown by a solid line and a broken line. On the other hand, Fig. 4 shows the gun body.
The portion of the cathode assembly 84 that is external to 70 is shown, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the entire cathode assembly 84.

第4図で解るように、陰極アセンブリ84はモジュール構
造をなし、陰極アセンブリ84の軸線90の延長部として円
筒状の本体170を具備する。陰極アセンブリが分割構造
であることは、内部を圧力的に隔離し、かつ陰極アセン
ブリを84をプラズマガン16の本体から一体の構造物とし
て取り外し可能ならしめるものである。陰極アセンブリ
84は第3図に点線で示される円筒状の空間156に陰極ア
センブリ84の本体170が適合したうえで収納されるよう
に、ガン本体70の中に取り外し可能なように取り付けら
れている。これは、陰極アセンブリ84の絶縁部材160
を、陰極先端部品162がアーク室の中の正しい位置に設
定されるようガン本体70の中に小さな円筒形の孔158の
中に着座させる。
As can be seen in FIG. 4, the cathode assembly 84 is modular and includes a cylindrical body 170 as an extension of the axis 90 of the cathode assembly 84. The split construction of the cathode assembly provides pressure isolation within the cathode assembly and allows the cathode assembly 84 to be removed from the body of the plasma gun 16 as a unitary structure. Cathode assembly
84 is removably mounted in the gun body 70 such that the body 170 of the cathode assembly 84 fits into and is housed in the cylindrical space 156 shown in phantom in FIG. This is the insulation member 160 of the cathode assembly 84.
Is seated in the gun body 70 in a small cylindrical hole 158 so that the cathode tip 162 is set in the correct position in the arc chamber.

第4図に示されるように、ガン本体70の外部に突出した
陰極アセンブリ84の本体170は冷却水接続子96とガス接
続子98を有する。第1図と第2図に示される冷却水昇圧
ポンプ52から供給される供給管96は本体170の外端にと
められた絶縁ナット172を通して伸びている。供給管93
を通じて陰極アセンブリ84に入りかつ陰極アセンブリ84
内の冷却系を流れる冷却水は、第2図に関連して説明し
たように冷却水戻り配管79の一つと結合された冷却水接
続子96を通ってアセンブリから冷却水昇圧ポンプ52へと
出て行く。また、先に述べたように第1図に示されるプ
ラズマガス源54からの不活性ガスはガス接続子98へ導か
れる。
As shown in FIG. 4, the body 170 of the cathode assembly 84 protruding outside the gun body 70 has a cooling water connector 96 and a gas connector 98. A supply pipe 96 supplied from the cooling water booster pump 52 shown in FIGS. 1 and 2 extends through an insulating nut 172 fixed to the outer end of the main body 170. Supply pipe 93
Enters the cathode assembly 84 through and the cathode assembly 84
The cooling water flowing through the internal cooling system exits the assembly to the cooling water booster pump 52 through a cooling water connector 96 which is coupled to one of the cooling water return lines 79 as described in connection with FIG. Go. Further, as described above, the inert gas from the plasma gas source 54 shown in FIG. 1 is guided to the gas connector 98.

第5図に示される陰極アセンブリ84の断面図において、
ケーブル絶縁物174の端部のネジ176を通してケーブル絶
縁物の端部にねじ込まれた絶縁ナットは示されていな
い。また、ケーブル絶縁物の円筒状ボアに位置した接続
子178に結合された供給管93も示されていない。冷却水
昇圧ポンプ52からの冷却水は供給管93によって接続子17
8に供給され、その冷却水流は第5図の矢印182にて示さ
れている。
In the cross-sectional view of cathode assembly 84 shown in FIG.
Insulation nuts screwed into the ends of the cable insulation 174 through screws 176 at the ends of the cable insulation 174 are not shown. Also not shown is the supply tube 93 coupled to the connector 178 located in the cylindrical bore of the cable insulation. The cooling water from the cooling water booster pump 52 is connected to the connector 17 by the supply pipe 93.
8 and its cooling water flow is indicated by arrow 182 in FIG.

ケーブル絶縁物174はチャンバー絶縁物160、通常円筒形
をした絶縁材でできた陰極連結部品184、円環状をした
絶縁物保持具186と共に陰極アセンブリ84の本体170の一
部を形成する。絶縁材でできた陰極連結部品184は同部
品の端部にネジ切り部188を有し、ケーブル絶縁物174と
ネジ部で連結される。円環状の絶縁物保持具186は陰極
連結部品184のもう一方の端部192で陰極連結部品184内
の円環状の空間194にチャンバー絶縁材160を固定しなが
らボルト193によって固定される。
The cable insulation 174 forms a part of the body 170 of the cathode assembly 84 with the chamber insulation 160, the cathode connecting piece 184, which is usually made of a cylindrical insulation material, and the annular insulation holder 186. The cathode connecting part 184 made of an insulating material has a threaded portion 188 at the end of the same and is connected to the cable insulator 174 by a screw part. The ring-shaped insulator holder 186 is fixed by the bolt 193 while fixing the chamber insulating material 160 to the ring-shaped space 194 in the cathode connecting part 184 at the other end 192 of the cathode connecting part 184.

陰極連結部品184は円筒状をし中空のガス接続管198が着
座した円筒状の空間196を持つ。ガス接続子198はチャン
バー絶縁物160から円筒状空間196の一部にそって伸びて
いる。円筒状ボアの残りの部分は陰極接続管200を形成
している。陰極接続管200は、概略円筒状で、段状の外
形を有し、陰極アセンブリ84の軸線90と合致した長手方
向軸線を持つ。陰極接続管は陰極先端部162を取り付け
るために陰極連結部品184の一端190に位置決めされた領
域からチャンバー絶縁物160の外端に位置決めされた領
域の末端まで伸びている。陰極接続管200はガス接続管1
98の一部の部分で外径が一段小さくなり、再度チャンバ
ー絶縁物160の部分で外径が更に一段小さくなり、ガス
接続管198の内壁204とチャンバー絶縁物160の内壁に円
管状の空間を形成する。かかる円環状の空間は、ガス接
続管198の主要な部分に沿って伸びた均一な外径の第一
の部分208とチャンバー絶縁物160の全長の大部分にそっ
て伸びた第一の部分208の外径より小さな均一な外径を
持った第二の部分210によってガスの通路を形成するも
のである。陰極接続管200はガス通路206の第一と第二の
部分208と210の接合部に位置したガス通路206に入るよ
うに延長された円環状の縁を持っている。
The cathode connecting part 184 has a cylindrical shape and has a cylindrical space 196 in which a hollow gas connecting pipe 198 is seated. The gas connector 198 extends from the chamber insulator 160 along a portion of the cylindrical space 196. The remaining portion of the cylindrical bore forms the cathode connecting tube 200. The cathode connecting tube 200 is generally cylindrical, has a stepped profile, and has a longitudinal axis that matches the axis 90 of the cathode assembly 84. The cathode connecting tube extends from the region located at one end 190 of the cathode connecting piece 184 for attaching the cathode tip 162 to the end of the region located at the outer end of the chamber insulator 160. Cathode connecting tube 200 is gas connecting tube 1
The outer diameter is further reduced in a part of 98, the outer diameter is further reduced again in the chamber insulator 160, and a circular space is formed between the inner wall 204 of the gas connecting pipe 198 and the inner wall of the chamber insulator 160. Form. Such an annular space extends along a major portion of the gas connecting tube 198 with a first portion 208 of uniform outer diameter and a first portion 208 extending along most of the length of the chamber insulation 160. The second portion 210 having a uniform outer diameter smaller than the outer diameter of the gas passage forms a gas passage. The cathode connecting tube 200 has an annular edge that extends into the gas passage 206 located at the junction of the first and second portions 208 and 210 of the gas passage 206.

陰極連結部品184は円筒状のボア196に、円環状のガス導
入室216を形成する円環状の凹部を持っている。円環状
のガス導入室216はガス接続管198の外部に出た部分を囲
み、ガス接続管198の複数の小孔218を通じてガス接続管
198の他端でガス通路206の入口部分とつながる。複数の
小孔218は円環状のガス導入室216においてガス接続管19
8の周囲に円陣に配置され、図5には複数の小孔218の一
つを示す。
The cathode connecting component 184 has a cylindrical bore 196 and an annular recess that forms an annular gas introduction chamber 216. The annular gas introduction chamber 216 surrounds a portion of the gas connection pipe 198 that is exposed to the outside, and is connected to the gas connection pipe 198 through a plurality of small holes 218.
The other end of 198 is connected to the inlet portion of the gas passage 206. The plurality of small holes 218 are provided in the gas introducing chamber 216 having an annular shape and are connected to the gas connecting pipe 19
One of the plurality of small holes 218 is shown in FIG.

第4図に示される陰極アセンブリ84の本体170の外部に
取り付けられたガス接続子98は加圧された不活性ガスを
ガス接続子198の小孔218と円環状のガス導入室216とつ
ながったガス通路206の入口部分に供給されるために使
用される。第5図に示されていないガス接続子98は陰極
連結部品184のガス通路220によって円環状のガス導入室
216に接続されている。通路220は第5図に破線で示され
ており、ガス流は破線の矢印222で示されている。通路2
20を流れるガスは円環状のガス導入室216を満たし、そ
こから小孔218を通ってガス通路206の最初の部分208に
流れる。最初の部分208の中のガスは陰極接続管200の円
環状の縁212に流れ、そこでガスはガス通路206の第二の
部分210で円環状の縁212の複数の小孔218の配置によっ
て強制的に渦巻状の流れパターンが形成される。
The gas connector 98 attached to the outside of the body 170 of the cathode assembly 84 shown in FIG. 4 connects the pressurized inert gas with the small hole 218 of the gas connector 198 and the annular gas introduction chamber 216. It is used to feed the inlet portion of the gas passage 206. The gas connector 98 not shown in FIG. 5 is an annular gas introduction chamber formed by the gas passage 220 of the cathode connecting part 184.
It is connected to 216. The passage 220 is shown in phantom in FIG. 5 and the gas flow is shown by the dashed arrow 222. Passage 2
The gas flowing through 20 fills an annular gas introduction chamber 216, from which it flows through a small hole 218 into the first portion 208 of the gas passage 206. The gas in the first portion 208 flows to the annular edge 212 of the cathode connecting tube 200, where it is forced in the second portion 210 of the gas passage 206 by the placement of a plurality of perforations 218 in the annular edge 212. A spiral flow pattern is formed.

円環状の縁212の詳細は、第6図の一部の断面図である
第7図と共に第6、7図に示されている。第6図に示さ
れているように、円環状の縁は陰極接続管200のすぐ外
側に適当な距離をおいて円環状に配置された浮数の小孔
224を有する。前述した通り、接続管200は陰極アセンブ
リ84の長手方向軸と一致する長手方向軸を持つ。複数の
小孔224は長手方向軸線90に対し斜めに配置されてお
り、それは複数の小孔224の一つの断面を示す図7で解
る。この、長手方向軸線90に対し斜めに設けられた小孔
224は円環状の縁212中を通るガス通路としてガス通路20
6の第二の部分210に沿ってガスを強制的に渦巻パターン
にするものである。
Details of the toroidal edge 212 are shown in FIGS. 6 and 7 along with FIG. 7, which is a partial cross-sectional view of FIG. As shown in FIG. 6, the ring-shaped edge is a small hole of floating number, which is arranged in a ring shape at an appropriate distance just outside the cathode connecting tube 200.
Has 224. As described above, the connecting tube 200 has a longitudinal axis that coincides with the longitudinal axis of the cathode assembly 84. The plurality of small holes 224 are arranged obliquely with respect to the longitudinal axis 90, which can be seen in FIG. 7 which shows one cross section of the plurality of small holes 224. This small hole provided obliquely to the longitudinal axis 90
Reference numeral 224 denotes a gas passage 20 as a gas passage passing through the annular edge 212.
The gas is forced into a swirl pattern along the second portion 210 of 6.

不活性ガスの旋回流は陰極先端部品162を通り、アーク
室154に入るまで維持される。このような旋回流はアー
ク室154の中で形成されるプラズマアークを安定化させ
ることに寄与する。
A swirling flow of inert gas is maintained through the cathode tip 162 and into the arc chamber 154. Such a swirling flow contributes to stabilizing the plasma arc formed in the arc chamber 154.

第5図に示すように陰極先端部品162はチャンバー絶縁
材160の先端部近傍で陰極連結管200の先端に配置され
る。陰極先端部品162はタングステン、あるいは銅など
で作られ、陰極連結管200の先端に金ロウ付けのような
手法により接合することもできるが、望ましくは取り除
しや交換の容易性を考慮するとネジ切りによって取り付
ける方が良い。第5図では陰極連結管200の先端部に陰
極先端部品162を取り付けられるネジ切り部228を有した
ものを示している。前述したように冷却水の供給は冷却
水昇圧ポンプ52から供給管93を経由して陰極アセンブリ
84に行なわれる。供給管93は絶縁材でできたネジ部品17
2、ケーブル絶縁材174の中を通り、接続部品178で結ば
れる。接続部品178は陰極アセンブリ84内の略円筒状の
連結管232の端部230に配置される。前記連結管232は絶
縁材でできた陰極連結部品184の内部に配置され、陰極
連結管200の内部の空間236に伸びており、絶縁材ででき
た陰極連結部品184の端部に切られたネジ234により固定
されている。陰極連結管232は先端部で水管238を接続し
ており、これにより陰極先端部品162の背面近傍240まで
冷却水を供給することができる。
As shown in FIG. 5, the cathode tip part 162 is arranged at the tip of the cathode connecting tube 200 near the tip of the chamber insulating material 160. The cathode tip part 162 is made of tungsten, copper, or the like, and can be joined to the tip of the cathode connecting tube 200 by a method such as gold brazing, but it is preferably a screw in consideration of easy removal and replacement. It is better to attach by cutting. FIG. 5 shows a cathode connecting tube 200 having a threaded portion 228 to which the cathode tip component 162 can be attached. As described above, the cooling water is supplied from the cooling water booster pump 52 via the supply pipe 93 to the cathode assembly.
Performed at 84. Supply pipe 93 is a threaded piece 17 made of insulating material
2. It passes through the cable insulation 174 and is connected by a connecting part 178. The connecting piece 178 is arranged in the cathode assembly 84 at the end 230 of a generally cylindrical connecting tube 232. The connecting tube 232 is disposed inside the cathode connecting part 184 made of an insulating material, extends into the space 236 inside the cathode connecting tube 200, and is cut at the end of the cathode connecting part 184 made of an insulating material. It is fixed by screws 234. The cathode connecting pipe 232 is connected to a water pipe 238 at the tip portion thereof, whereby cooling water can be supplied to the vicinity 240 of the back surface of the cathode tip component 162.

冷却水は供給管93、接続部品178を経由して連結管232の
内部に取り込まれ、前記連結管232の先端で水管238の内
部244を通り、陰極連結管200の内部の空間内の陰極先端
部品162の背面近傍で反転し、前記水管238、連結管232
の外部を流れる。図中水の流れは矢印246で示してい
る。前記連結管232の外部を流れてまた冷却水は陰極連
結管200の内部で環状の空間部250に導びかれ、更に排水
用の空間252に陰極連結管200のまわりに適当な間隔をお
いて設けられた複数の小孔254を経由して流れ込む。小
孔254の1つは第5図に示されている。排水用空間252は
第4図に示されている冷却水接続子96につながれ、冷却
水接続子96までの経路256は第5図に破線で示し、水の
流れは同様に破線矢印258で示している。
The cooling water is taken into the inside of the connecting pipe 232 via the supply pipe 93 and the connecting part 178, passes through the inside 244 of the water pipe 238 at the tip of the connecting pipe 232, and the cathode tip in the space inside the cathode connecting pipe 200. Inverted near the back of the component 162, the water pipe 238, the connection pipe 232
Flowing outside. In the figure, the flow of water is indicated by arrow 246. The cooling water flowing outside the connection pipe 232 is guided to the annular space 250 inside the cathode connection pipe 200, and further provided in the drainage space 252 around the cathode connection pipe 200 with an appropriate interval. It flows in via a plurality of small holes 254 provided. One of the stoma 254 is shown in FIG. The drainage space 252 is connected to the cooling water connector 96 shown in FIG. 4, the path 256 to the cooling water connector 96 is shown in broken lines in FIG. 5, and the flow of water is likewise shown in broken arrows 258. ing.

絶縁材でできた陰極連結部品184に用けられたガスの経
路220および水の経路256は第5図中破線で示している
が、実際にはメンテナンス性を考えて、配置位置をずら
した方がガス接続子98、冷却水接続子96を扱いやすい。
The gas path 220 and the water path 256 used for the cathode connecting part 184 made of an insulating material are shown by broken lines in FIG. 5, but in actuality, the arrangement position is shifted in consideration of maintainability. The gas connector 98 and the cooling water connector 96 are easy to handle.

第3図の説明の際にも述べたがモジュール化された陽極
アセンブリ106は本体150を有し、第8図にも示すように
本体150は中心軸260を持つ。陽極本体150が陽極アセン
ブリ106に取り付けられる際には本体150の中心軸260は
陽極アセンブリ106、更にはプラズマガン16(第2図)
の中心軸線92と一致する。
As described in the description of FIG. 3, the modularized anode assembly 106 has the main body 150, and as shown in FIG. 8, the main body 150 has the central axis 260. When the anode body 150 is attached to the anode assembly 106, the central axis 260 of the body 150 is the anode assembly 106 and also the plasma gun 16 (FIG. 2).
Coincides with the central axis 92 of.

陽極アセンブリ106の上端部128には円筒状の空間262が
あり、内部はネジ切り部264を持っている。ネジ切り部2
64は第3図や後述する第29図から第31図に示した挿入式
クランプ126を収容する。ネジ切り部264から下方で円筒
状の空間262は円形チャンバー266へ円錐状に細くなり、
前記円形チャンバー266は第3図、第5図に示した原料
粉末投入管保持部品136の下端部を受け止める構造にな
っている。更に円筒状の小空間268は陽極のガス混合室1
48の上端まで伸び、第3図、第15図で示した原料粉末投
入管138を固定するような構造となっている。陽極のガ
ス混合室148の下端は陽極のノズル部152に連続してい
る。
The upper end portion 128 of the anode assembly 106 has a cylindrical space 262, and the inside has a threaded portion 264. Threaded part 2
64 accommodates the insert type clamp 126 shown in FIG. 3 and FIGS. 29 to 31 described later. Below the threaded portion 264, the cylindrical space 262 tapers conically into a circular chamber 266,
The circular chamber 266 has a structure for receiving the lower end portion of the raw material powder feeding pipe holding component 136 shown in FIGS. 3 and 5. Further, the cylindrical small space 268 is the gas mixing chamber 1 of the anode.
The structure extends to the upper end of 48 and fixes the raw material powder feeding pipe 138 shown in FIGS. 3 and 15. The lower end of the anode gas mixing chamber 148 is continuous with the anode nozzle portion 152.

前述したように本実施例では陽極アセンブリ106は3個
のアーク室154を有し、それらはガン本体の中心軸70の
周囲に等間隔で配置されている。第8図ではそのうちの
1個のアーク室を図示している。アーク室154は陽極ア
センブリの本体150の側面に設けられた開口部274の底部
まで続く。開口部174はプラズマガン16の本体70に陰極
アセンブリ84を組み入れる際に陰極との絶縁材160の下
端に合致する。こうすることによって陰極アセンブリ84
の中の陰極先端部162はアーク室154の内側の適正な作動
位置に配置されることになる。
As described above, in this embodiment, the anode assembly 106 has three arc chambers 154, which are equally spaced around the central axis 70 of the gun body. FIG. 8 shows one of the arc chambers. The arc chamber 154 continues to the bottom of an opening 274 in the side of the body 150 of the anode assembly. The opening 174 coincides with the lower end of the cathode insulation 160 when the cathode assembly 84 is incorporated into the body 70 of the plasma gun 16. By doing this the cathode assembly 84
The cathode tip 162 within will be placed in the proper operating position inside the arc chamber 154.

アーク室154は中心線276に沿ってガス混合室148まで伸
び、略円筒状の空間と開口部274へ拡がる円錐状の空間2
80とで形成される。陽極アセンブリ106の本体150には円
環状の切り欠き282を有し、本体150の下部の底部130で
囲まれたような形状をしている。
The arc chamber 154 extends along the center line 276 to the gas mixing chamber 148, and has a substantially cylindrical space and a conical space 2 extending to the opening 274.
Formed with 80. The main body 150 of the anode assembly 106 has an annular cutout 282, and is shaped like being surrounded by the bottom 130 of the lower portion of the main body 150.

陽極冷却システム中の冷却水は円環状の切り欠き部を強
制的に旋回されながら本体150のアーク室154の間に設け
られた複数の小孔(第8図では284,286)を上方へ流れ
円筒状空間262へ達する。
The cooling water in the anode cooling system flows upward through a plurality of small holes (284 and 286 in FIG. 8) provided between the arc chambers 154 of the main body 150 while being forcibly swirled in the annular notch. Reach space 262.

第9図は開口部274を中央に示すため、第8図の左方よ
り視た陽極アセンブリ106の外観図である。第10図は陽
極アセンブリ106の上面図であり、開口部274とそれに継
がるアーク室154がわかるように一部切り欠いている。
実際には陽極アセンブリ106には同様な開口部が更に2
個、陰極アセンブリ86,88を取り付けるために設けられ
ているが第9、10図には示されていない。本体150の下
部に円環状の突き出たリム288があり、リム288は本体15
0をガン本体70に装着する際にガン本体内部の筒状内孔1
00の下端にある引っ込み部290に着座し、正確な位置決
めと陽極本体の上方へのズレを防止することができる。
陽極保持具108はガン本体70の底部を構成し、陽極保持
具108に付属する円環状のフランジ109は第3図に示すよ
うにリム288の下端に接し、陽極アセンブリ106を保持し
ている。
FIG. 9 is an external view of the anode assembly 106 as viewed from the left side of FIG. 8 because the opening 274 is shown in the center. FIG. 10 is a top view of the anode assembly 106, which is partially cut away so that the opening 274 and the arc chamber 154 that follows it can be seen.
In fact, the anode assembly 106 has two more similar openings.
One is provided for mounting the cathode assemblies 86, 88, but is not shown in FIGS. There is an annular protruding rim 288 at the bottom of the main body 150, and the rim 288 is the main body 15
When mounting the 0 on the gun body 70, the cylindrical inner hole 1 inside the gun body 1
It can be seated in the recess 290 at the lower end of 00 to prevent accurate positioning and upward displacement of the anode body.
The anode holder 108 constitutes the bottom of the gun body 70, and the annular flange 109 attached to the anode holder 108 is in contact with the lower end of the rim 288 as shown in FIG. 3 and holds the anode assembly 106.

第11図は本体150のうちアーク室154、ガス混合室148、
ノズル部152の位置関係を示す断面図である。前述した
ようにアーク室154は陰極先端部162を内包する円錐状の
空間280とガス混合室148に連結する円筒状の空間278か
ら構成される。不活性ガスは旋回しながら陰極先端部16
2のまわりを通過し、アーク室154を経由してガス混合室
148に流入する。アーク室154は陽極アセンブリの本体15
0と陰極先端部162との間にプラズマアークを発生する放
電空間を形成する。プラズマアークはアーク室154を通
過する旋回流の圧力と量によりアークの形状が変化する
が陰極先端部162からアーク室154を通過し、ガス混合室
148近傍まで達する。このアーク到達点によってガス混
合室148内のプラズマガスの温度が変化する。また不活
性ガスの旋回流はアークをアーク室154の円筒状空間部2
78、あるいはガス混合室148の壁の一点に集中させない
効果がありプラズマアークの安定性を増している。
FIG. 11 shows an arc chamber 154, a gas mixing chamber 148 of the main body 150,
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the positional relationship of nozzle portions 152. As described above, the arc chamber 154 is composed of the conical space 280 that encloses the cathode tip portion 162 and the cylindrical space 278 that is connected to the gas mixing chamber 148. Inert gas is swirling and cathode tip 16
2 around and through the arc chamber 154 the gas mixing chamber
It flows into 148. The arc chamber 154 is the body 15 of the anode assembly.
A discharge space for generating a plasma arc is formed between 0 and the cathode tip 162. The shape of the plasma arc changes depending on the pressure and amount of the swirling flow passing through the arc chamber 154, but the plasma arc passes through the arc chamber 154 from the cathode tip 162 and becomes a gas mixing chamber.
It reaches up to the vicinity of 148. The temperature of the plasma gas in the gas mixing chamber 148 changes depending on the arc reaching point. Further, the swirling flow of the inert gas causes the arc to flow into the cylindrical space 2 of the arc chamber 154.
78, or the effect of not concentrating on one point on the wall of the gas mixing chamber 148 increases the stability of the plasma arc.

陽極アセンブリ106はモジュール化されているため、プ
ラズマガン16から容易に取り除すことができる。このた
めアーク室154の径、形状の異なった陽極アセンブリ106
を準備しておけば、使用するプラズマシステムの条件に
従って容易に選択、交換が可能となる。
Since the anode assembly 106 is modular, it can be easily removed from the plasma gun 16. For this reason, the anode assembly 106 having a different diameter and shape of the arc chamber 154 is used.
By preparing the above, it becomes possible to easily select and replace according to the conditions of the plasma system to be used.

プラズマガン16の作動に際しては更に陰極アセンブリ8
4,86,88の陽極アセンブリ106の中心軸260に対する角度
をある程度変化させることも可能である。実施例では第
11図に示すように、陰極アセンブリの中心軸276は陽極
アセンブリ106の中心軸260から約45゜の傾きを有してい
る。本発明ではこの角度は30゜から105゜まで変化させ
ることが可能であるが、実際には45゜を越えて例えば90
゜程度になるとガス混合室148内壁に投入された原料粉
末が付着する現象が認められた。
When operating the plasma gun 16, the cathode assembly 8
It is also possible to change the angle of 4,86,88 with respect to the central axis 260 of the anode assembly 106 to some extent. In the example
As shown in FIG. 11, the central axis 276 of the cathode assembly is tilted about 45 ° from the central axis 260 of the anode assembly 106. In the present invention, this angle can be varied from 30 ° to 105 °, but in practice it exceeds 45 °, for example 90 °.
It was confirmed that the raw material powder charged to the inner wall of the gas mixing chamber 148 adheres to the inner wall of the gas mixing chamber 148 at a temperature of about °.

第11図では更にアーク室154の4つの異なった配置例を
示している。このうち実線で示したものが、実施例では
最も適用範囲が広いが、他の配置例も別の応用例の際に
は有効である。
FIG. 11 also shows four different arrangements of the arc chamber 154. Of these, the one shown by the solid line has the widest application range in the embodiment, but other arrangement examples are also effective in another application example.

次の実施例としてアーク室154の円筒状空間部278の配置
であるが第11図に示すように先の実施例に比較して円錐
状の空間部280が始まる位置がガス混合室側に破線296、
一点鎖線302のように接近している。これに伴って陰極
先端部162も図中の破線298、一点鎖線304のように配置
される。更に一点鎖線302の場合、陰極先端部162の形状
を破線306のように細くした実施例もある。
The arrangement of the cylindrical space portion 278 of the arc chamber 154 as the next embodiment, but as shown in FIG. 11, the position where the conical space portion 280 starts is broken line on the gas mixing chamber side as compared to the previous embodiment. 296,
They are close to each other as indicated by a chain line 302. Along with this, the cathode tip portion 162 is also arranged as shown by a broken line 298 and a chain line 304 in the figure. Further, in the case of the alternate long and short dash line 302, there is also an example in which the shape of the cathode tip portion 162 is thin as shown by the broken line 306.

本発明のガス混合室148はプラズマガスがノズル部152で
超音速に加速される前の音速以下の状態のところへ原料
粉末を粉末投入口146から導びき入れる役割を果たす。
物性の異なる原料粉末は異なった融点を有するため、プ
ラズマガスの適切な温度域に投入するために、ガス混合
室148の長さを変えられることが望ましい。適正な長さ
のガス混合室148を選択すると、未溶融粒子やガス混合
室148あるいはノズル部152の内壁に粉末が付着するのを
防止できる。陽極アセンブリ106はモジュール化されて
おり、容易に交換できるためガス混合室148の長さを変
えたものを何種類か保有すれば、適宜選択できる。
The gas mixing chamber 148 of the present invention plays a role of introducing the raw material powder from the powder charging port 146 to a state where the plasma gas is below the sonic velocity before being accelerated to supersonic velocity by the nozzle portion 152.
Since the raw material powders having different physical properties have different melting points, it is desirable to change the length of the gas mixing chamber 148 in order to put the plasma gas in an appropriate temperature range. When the gas mixing chamber 148 having an appropriate length is selected, it is possible to prevent unmelted particles and powder from adhering to the gas mixing chamber 148 or the inner wall of the nozzle portion 152. Since the anode assembly 106 is modularized and can be easily replaced, it can be appropriately selected if several kinds of gas mixing chambers 148 having different lengths are held.

ガス混合室148の形状は投入された原料粉末の溶射パタ
ーンにも影響を及ぼす。通常溶射パターンは3個の陽極
の位置に対応した3角形状となる。
The shape of the gas mixing chamber 148 also affects the spray pattern of the charged raw material powder. Usually, the spray pattern has a triangular shape corresponding to the positions of the three anodes.

第12、13、14図は3種類の異なったガス混合室148とそ
れに続くノズル部152の形状を示している。第12図は第
3,8,11図などで示したものとほぼ同等のものであり、第
13図はガス混合室148の長さが第12図に比較して長くな
っており相対的にノズル部は短かくなっている。第14図
はガス混合室148の長さは第12図と第13図の中間になっ
ており、ノズル部152は2つの部品308と310に分かれて
いる。ノズル上部の308はガス混合室の下端272からノズ
ル下部310の上端312までの一定の角度で拡がり、ノズル
下部310はノズル上部308より大きい角度でプラズマガン
の底部130の下端に合致する位置まで一定の角度で拡が
る。
12, 13 and 14 show the shapes of three different types of gas mixing chambers 148 and the nozzle portion 152 that follows them. Figure 12 shows
It is almost the same as that shown in Fig. 3,8,11 etc.
In FIG. 13, the length of the gas mixing chamber 148 is longer than that in FIG. 12, and the nozzle portion is relatively short. In FIG. 14, the length of the gas mixing chamber 148 is midway between FIGS. 12 and 13, and the nozzle portion 152 is divided into two parts 308 and 310. The upper part 308 of the nozzle spreads at a constant angle from the lower end 272 of the gas mixing chamber to the upper end 312 of the lower part 310 of the nozzle, and the lower part 310 of the nozzle is larger than the upper part 308 of the nozzle at a constant angle to a position matching the lower end of the bottom 130 of the plasma gun. Spread at an angle of.

粉末投入管保持部品136は第3図でも示したが、第15図
では粉末投入管138と一緒に示している。第3図に示し
ているように粉末投入管保持部品136は陽極アセンブリ1
06の上部に取り付けられた水の流れを案内するクランプ
126の中部を貫通し、第8図に示す陽極アセンブリの本
体150の円形チャンバー266まで達する。第15図で示すよ
うに粉末投入管保持部品136は上部に円環状の溝314を有
し、図中には示されなていないが、Oリングを入れる構
造になっており前記クランプ126の上部132とで冷却水を
シールする。同様に下部の溝316はやはりOリングを用
いて本体150の円形チャンバー266とで冷却水をシールす
る。第15図に示すように粉末投入管138は上端外周にネ
ジを切った部分318を有し保持部品136の下端内部にネジ
込まれる構造となっている。
The powder dosing tube holding part 136 is also shown in FIG. 3, but is shown together with the powder dosing tube 138 in FIG. As shown in FIG. 3, the powder charging tube holding member 136 is the anode assembly 1
Clamp attached to the top of 06 to guide the flow of water
It penetrates through the middle of 126 to the circular chamber 266 of the body 150 of the anode assembly shown in FIG. As shown in FIG. 15, the powder feeding pipe holding part 136 has an annular groove 314 in the upper part, and although it is not shown in the figure, it has a structure for inserting an O-ring and has an upper part of the clamp 126. 132 and seal the cooling water. Similarly, the lower groove 316 also uses an O-ring to seal the cooling water with the circular chamber 266 of the body 150. As shown in FIG. 15, the powder feeding pipe 138 has a threaded portion 318 on the outer periphery of the upper end and is structured to be screwed into the lower end of the holding component 136.

粉末導入管72及び粉末導入口124によって導入された原
料粉末は粉末投入管保持部品136の中心穴を経由して陽
極アセンブリ106のガス混合室148に投入される。粉末投
入管138は第16図から25図に示すような種々の形状を選
択することが可能である。
The raw material powder introduced through the powder introduction pipe 72 and the powder introduction port 124 is introduced into the gas mixing chamber 148 of the anode assembly 106 via the center hole of the powder introduction pipe holding part 136. The powder feeding tube 138 can be selected from various shapes as shown in FIGS. 16 to 25.

本発明の大きな特徴は前述したように複数の陰極アセン
ブリ、陽極アセンブリともにモジュール化されており、
取り除しが容易なことであるが、粉末投入管138も同様
に取り換えが容易で形状選択の自由度が大きい。従って
粉末投入管を変えることによってガス混合室148内への
粉末投入位置を変えることができる。
A major feature of the present invention is that a plurality of cathode assemblies and anode assemblies are modularized as described above,
Although it is easy to remove, the powder feeding pipe 138 is also easy to replace and has a high degree of freedom in shape selection. Therefore, by changing the powder feeding pipe, the powder feeding position into the gas mixing chamber 148 can be changed.

粉末投入口の形状と直径は粉末投入管138の材質同様変
更可能である。後述するように本発明によれば、3つの
異なるアーク室154のそれぞれに粉末供給口が設けられ
る。種々の形状の複数の粉末投入口を備えた粉末投入管
138を第15〜25図によって説明する。独立した交換可能
なパウダー投入管138を備えていることの重要な点は、
それぞれのアーク室内での種々の粉末投入口の角度を最
適にするよう変更できることである。
The shape and diameter of the powder charging port can be changed like the material of the powder charging pipe 138. According to the present invention, as will be described later, a powder supply port is provided in each of the three different arc chambers 154. Powder dosing tube with multiple powder dosing ports of various shapes
138 will be described with reference to FIGS. The important point of having a separate replaceable powder dosing tube 138 is:
The angle of the various powder inlets within each arc chamber can be modified to optimize.

第16,17図に粉末投入管138の組合せを示す。ここには粉
末供給口が1個の場合が示されている。第16図に示され
ているように、粉末投入管138は、ねじ切り側の上端324
から反対側の下端320まで粉末投入管138の長さ方向に沿
って伸びた中央孔322を有する。中央孔322はねじ切り側
端面324から粉末投入管138の長さの方向に沿って、途中
部位326まで続いている。さらに1本の粉末投入口328が
部位326から下端面320まで、粉末投入管138の長さ方向
に沿って形成されている。粉末投入口328の端部は円錐
形の形状をした部分330によりできている。粉末投入口3
28は円錐部330も含めて、粉末投入管138の中心軸332と
同軸に設けられている。中心孔322と同様第16図、17図
に示す粉末投入管138を陽極アセンブリ106の内部に取付
けると、中心軸332は本体150の中心軸260及びプラズマ
ガン16の本体70の中心軸線92と一致する。粉末投入管13
8の下端面320はガス混合室148の第1番目の端面270まで
続いているため、粉末投入管138の中心孔322へ送給され
た粉末は、ガス混合室148の中心軸に沿ってガス混合室1
48へ投入される。第17図に最も良く示されているが、粉
末投入管138の下端部320はその周囲に等間隔に配置され
たまるいくぼみ状溝334を有している。
16 and 17 show the combination of the powder feeding pipes 138. Here, the case where one powder supply port is provided is shown. As shown in FIG. 16, the powder dosing tube 138 has an upper end 324 on the threading side.
Has a central hole 322 extending along the length of the powder feeding tube 138 from the opposite side to the lower end 320. The central hole 322 extends from the end surface 324 on the threaded side along the length direction of the powder feeding pipe 138 to the intermediate portion 326. Further, one powder charging port 328 is formed from the portion 326 to the lower end surface 320 along the length direction of the powder charging pipe 138. The end of the powder charging port 328 is made up of a conical shaped portion 330. Powder charging port 3
28, including the conical portion 330, is provided coaxially with the central axis 332 of the powder feeding pipe 138. When the powder charging tube 138 shown in FIGS. 16 and 17 is mounted inside the anode assembly 106 as in the central hole 322, the central axis 332 coincides with the central axis 260 of the main body 150 and the central axis 92 of the main body 70 of the plasma gun 16. To do. Powder input tube 13
Since the lower end surface 320 of 8 continues to the first end surface 270 of the gas mixing chamber 148, the powder fed to the central hole 322 of the powder feeding pipe 138 is gas along the central axis of the gas mixing chamber 148. Mixing chamber 1
It is thrown into 48. As best shown in FIG. 17, the lower end 320 of the powder dosing tube 138 has rounded recessed grooves 334 equally spaced around it.

以上のモジュール分割された陰極を有するプラズマガン
において、個々のアーク室154へ複数の粉末投入口によ
り粉末が別個に供給される場合に良い結果が得られる。
第18、19図に3分割した粉末投入口336,338,340を持つ
粉末投入管138の構造を示す。これら3つの粉末投入口3
36,338,340を第19図に示す。下方に描かれている粉末供
給口338のみ、第18図にその断面が示されている。それ
ら3つの粉末投入口336,338,340は中心軸332に対して比
較的小さい鋭角をとるように、中心孔332の終端位置326
から直線的に下端320まで伸びている。粉末投入口336,3
38,340はそぞれ円垂部342につながり下端部320で終る。
第18、19図に示している粉末投入管138が陽極アセンブ
リ106の中に取りつけられると、粉末投入口336,338,340
はガス混合室148とアーク室154が接する部分の近傍のそ
れぞれに対応したアーク室までつながる。
In the plasma gun having the cathode divided into the above modules, good results are obtained when the powders are separately supplied to the individual arc chambers 154 by the plurality of powder charging ports.
18 and 19 show the structure of the powder feeding pipe 138 having the powder feeding ports 336, 338 and 340 divided into three parts. These three powder input ports 3
36,338,340 are shown in FIG. Only the powder supply port 338 drawn below is shown in cross section in FIG. The three powder charging ports 336, 338, 340 are positioned at the end positions 326 of the central hole 332 so that they have a relatively small acute angle with respect to the central axis 332.
Linearly extends to the lower end 320. Powder inlet 336,3
38 and 340 respectively connect to the hanging part 342 and end at the lower end part 320.
When the powder dosing tube 138 shown in FIGS. 18 and 19 is installed in the anode assembly 106, the powder dosing ports 336,338,340.
Are connected to arc chambers corresponding to the vicinity of a portion where the gas mixing chamber 148 and the arc chamber 154 are in contact with each other.

複数の粉末投入口がモジュール分割された陰極を有する
プラズマガンに適用された場合、ガンの性能は粉末投入
口の角度とサイズによって変化することがわかってい
る。粉末投入管138には容易に変換可能であるという特
長があるため、種々の溶射に適用する際、種々の形状の
粉末投入管138を選択することができるという利点があ
る。
It has been found that when multiple powder inlets are applied to a plasma gun having a modular cathode, the gun performance varies with the angle and size of the powder inlet. Since the powder feeding pipe 138 has a feature that it can be easily converted, there is an advantage that the powder feeding pipe 138 having various shapes can be selected when applied to various thermal spraying.

第20,21図に示した配置は中心孔322がネジ切り部324か
ら粉末投入口138の長さ方向の中央部にある部位344まで
続いているという点は第18,19図の配置と同じである。
中心部位344より先は、中央孔322は円錐形をしている34
6の中まで続いている。通常、中心軸332の周囲に均等に
間隔をおいて配置された3つの異なる粉末投入口348,35
0,352は円錐形状部346から粉末投入管138の下端面320ま
で続いている。第20,21図に示されている配置の場合下
端部320の大部分は比較的大きな3つの切除部354,356,3
58を有している。粉末投入口348,350,352は切除部354,3
56,358が粉末投入管138の円筒の側面360に接する部分ま
で続いている。粉末投入口348,350,352の終端部は第16,
17図の場合の円錐部330は第18,19図の場合の円錐部342
のような形状で終わっていない。また粉末投入口348,35
0,352は、第18,19図の中心軸332に対する粉末投入口33
6,338,340の角度よりも大きい鋭い角度を中心軸332に対
してとっている。
The arrangement shown in FIGS. 20 and 21 is the same as the arrangement shown in FIGS. 18 and 19 in that the central hole 322 continues from the threaded portion 324 to the portion 344 at the center in the lengthwise direction of the powder charging port 138. Is.
Before the central portion 344, the central hole 322 has a conical shape 34
It continues to the middle of 6. Usually three different powder inlets 348,35 evenly spaced around the central axis 332.
0,352 continues from the conical portion 346 to the lower end surface 320 of the powder feeding pipe 138. In the arrangement shown in FIGS. 20 and 21, most of the lower end 320 has three relatively large cutouts 354, 356, 3
Have 58. Powder inlets 348,350,352 are cutouts 354,3
56 and 358 continue to a portion of the powder charging pipe 138 that contacts the cylindrical side surface 360. The end of the powder inlet 348,350,352 is the 16th,
The conical portion 330 in the case of FIG. 17 is the conical portion 342 in the case of FIGS.
It doesn't end with a shape like. Also powder inlet 348,35
0,352 is the powder feeding port 33 with respect to the central axis 332 of FIGS.
A sharp angle greater than the 6,338,340 angle is taken with respect to the central axis 332.

第22,23図に示した粉末投入管138の場合、中心孔322は
第16〜21図に示されたものよりも短かい。中心孔322の
終端は部位362となっている。3つの異なる粉末投入口3
64,366,368が中心軸332の周囲に均等間隔に配置され、
部位362にある中心孔322の終端から、下端部320まで続
いている。下端部320は3つの異なった切除部370,372,3
74から成り、粉末投入口364,366,368はそれぞれ切除部3
70,372,374中まで続いている。第22,23図に示す粉末投
入口364,366,368の中心軸332に対する角度は、第18,19
図中の粉末投入口336,338,340の中心軸332に対する角度
と同程度である。第22,23図の場合は、粉末投入口364,3
66,368は、第18,19図に示す粉末投入口336,338,340や第
20,21図に示す粉末投入口348,350,352よりも、比較的大
きな径を持っている。第20,21図の場合と同様に、第22,
23図に示した粉末投入口364,366,368は端部での拡がり
なく、切除部370,372,374まで続いている。
For the powder dosing tube 138 shown in FIGS. 22 and 23, the central hole 322 is shorter than that shown in FIGS. The end of the central hole 322 is a portion 362. 3 different powder inlets 3
64,366,368 are evenly spaced around the central axis 332.
From the end of the central hole 322 in the portion 362 to the lower end 320. Lower end 320 has three different cutouts 370,372,3
It consists of 74, and the powder inlets 364, 366 and 368 are the cutting parts 3 respectively.
It continues to the middle of 70,372,374. The angles with respect to the central axis 332 of the powder charging ports 364, 366, 368 shown in FIGS.
The angle is approximately the same as the angle of the powder charging ports 336, 338, 340 with respect to the central axis 332. In the case of Fig. 22 and 23, powder charging port 364,3
66,368 are the powder inlets 336,338,340 shown in FIGS.
It has a relatively larger diameter than the powder inlets 348, 350, 352 shown in Figs. As in FIGS. 20 and 21,
The powder inlets 364, 366, 368 shown in FIG. 23 do not spread at the ends and continue to the cutouts 370, 372, 374.

第24,25図に示した粉末投入管138の場合、中心孔322は
粉末投入管138の長さ方向に沿って、ねじ切り端面324か
ら部位376まで続いている。3つの異なる粉末投入口37
8,380,382は、中心軸332の周囲に平行に、かつ等間隔に
配置され、部位376近くの中心孔322の端部から、粉末投
入管138の下端部320中にある、3つの切除部384,386,38
8にそれぞれ続いている。粉末投入口378,380,382は第2
2、23図に示した粉末投入口364,366,368の場合と同様比
較的大きな直径をもっている。
In the case of the powder dosing tube 138 shown in FIGS. 24 and 25, the central hole 322 continues from the threaded end surface 324 to the part 376 along the length direction of the powder dosing tube 138. 3 different powder inlets 37
8,380,382 are arranged parallel to the center axis 332 and at equal intervals, and three cutouts 384,386,38 in the lower end 320 of the powder feeding pipe 138 from the end of the central hole 322 near the site 376.
Followed by 8, respectively. Powder inlet 378,380,382 is the second
It has a relatively large diameter as in the case of the powder inlets 364, 366, 368 shown in Figs.

モジュール分割された陰極を有するプラズマガス16のよ
うな複数分割電極プラズマガンの最大利点は単一陰極プ
ラズマガンよりも出力レベルの向上が大きいことであ
る。この出力レベル向上は、複数分割電極の存在と、複
数分割電極を備えたプラズマシステムの最適化するよう
な今まで述べてきた要因を観察、調整することにより可
能になる。しかしながら、出力レベルが増大するとより
大きな冷却が要求される。特にプラズマガン16全体の共
通部品である陽極アセンブリに関してはこの傾向が著し
い。陰極アセンブリ84,86,88は第2図、5図で前述した
ように個々の独立した冷却系統によって冷却される。
The greatest advantage of a multi-split electrode plasma gun, such as plasma gas 16 with modular cathodes, is a greater power level improvement than a single cathode plasma gun. This increase in power level is possible by observing and adjusting the presence of the multi-split electrodes and the factors described thus far such as optimizing the plasma system with the multi-split electrodes. However, increased power levels require greater cooling. This tendency is particularly remarkable for the anode assembly, which is a common component of the entire plasma gun 16. The cathode assemblies 84,86,88 are cooled by individual independent cooling systems as previously described in FIGS.

第2図を見ると、冷却水昇圧ポンプ52は冷却水供給管75
のうちの2本の配管を使ってプラズマガン16の陽極止め
板74上に取付けられた接続子76,78に冷却水を供給して
いることがわかる。冷却水は後述する陽極冷却系を循環
した後、接続子80,82により排出し、冷却水戻り配管79
のうちの2本を使って冷却水昇圧ポンプ52に戻される。
As shown in FIG. 2, the cooling water booster pump 52 has a cooling water supply pipe 75.
It can be seen that the cooling water is supplied to the connectors 76 and 78 mounted on the anode stop plate 74 of the plasma gun 16 by using two of the pipes. The cooling water circulates in the anode cooling system described later and is then discharged by the connectors 80 and 82, and the cooling water return pipe 79
Two of them are returned to the cooling water booster pump 52.

第26図は陽極止め板74の底面を描いたもので、もう一方
の面に取付けられている接続子76,78,80,82位置を破線
で示している。接続子76,78は中心軸線92に対して対称
位置に取付けられ、それぞれ開口390,392を経て陽極止
め板74の底面側へ接続される。接続子80,82は中心軸線9
2に対して対称位置に取付けられており、中心軸線92か
らの距離は、これらと90゜の角度で設置されている接続
子76,78よりも小さくなっており、それぞれ開口394,396
を経て陽極止め板74の底面に接続される。開口390と392
は陽極止め板74の底面に設けられた同心円上に設けられ
た2つの溝400,402にはさまれた円環状部分398に位置し
ている。溝400,402には第3図に示すようにそれぞれシ
ール404,406が入れられる。陽極止め板74をガン本体70
の上面102へ取付けることによって、シーク404,406は陽
極止め板74の底面の、円環状398の溝400より外側の部
分、及び溝402と中心孔112の間にある円環部408からシ
ールする。接続子80,82と接続された開口394,396は円環
部408内に設置される。第27図陽極止め板74を取りはず
した時のガン本体70の上面図である。ここには、本体70
の上面102には、本体70を貫通する筒状内孔100があるの
がわかる。本体70の上面102にはねじ孔410,412,414が設
けられ、これらのねじ穴は、陽極止め板74の外周部に設
けられた穴416,418,420にそれぞれ対応しており、ガン
本体70の上面102に陽極止め板74を取付けるとき、完全
に整列するようになっている。陽極止め板に設けられた
貫通孔416,418,420にボルトを通し、ねじ穴410,412,414
にねじ込み、陽極止め板74を本体70の上面102へ固定す
る。そのようなボルト422の1つを第3図に示す。
FIG. 26 shows the bottom surface of the anode stop plate 74, and the positions of the connectors 76, 78, 80, 82 attached to the other surface are indicated by broken lines. The connectors 76 and 78 are attached at symmetrical positions with respect to the central axis 92, and are connected to the bottom surface side of the anode stop plate 74 through the openings 390 and 392, respectively. Connector 80, 82 has central axis 9
2 are installed symmetrically with respect to 2, and the distance from the central axis 92 is smaller than those of the connectors 76 and 78 installed at an angle of 90 ° with them, and the openings 394 and 396, respectively.
And is connected to the bottom surface of the anode stop plate 74 via. Openings 390 and 392
Is located in an annular portion 398 sandwiched by two grooves 400, 402 provided on a concentric circle provided on the bottom surface of the anode stop plate 74. Seals 404 and 406 are placed in the grooves 400 and 402, respectively, as shown in FIG. Attach the anode stop plate 74 to the gun body 70.
The seeks 404, 406 seal from the bottom surface of the anode stop plate 74 outside the groove 400 of the annular ring 398, and from the annular portion 408 between the groove 402 and the central hole 112 when attached to the upper surface 102 of the. The openings 394 and 396 connected to the connectors 80 and 82 are installed in the annular portion 408. FIG. 27 is a top view of the gun body 70 when the anode stop plate 74 is removed. Here is the body 70
It can be seen that the upper surface 102 has a cylindrical inner hole 100 penetrating the main body 70. Screw holes 410, 412, 414 are provided on the upper surface 102 of the main body 70, and these screw holes correspond to the holes 416, 418, 420 provided on the outer peripheral portion of the anode stop plate 74, respectively. When you install the 74, it is perfectly aligned. Insert bolts into the through holes 416, 418, 420 provided in the anode stop plate and screw holes 410, 412, 414.
Then, the anode stop plate 74 is fixed to the upper surface 102 of the main body 70. One such bolt 422 is shown in FIG.

再び第27図について述べるが、ガン本体70の上面102に
は、円環状部分424が設けられている。この円環状の部
分424は、それぞれ3つの貫通孔よりなる、3つの貫通
孔群426,428,430によって、本体70の底面104に接続され
ている。貫通孔群426を構成する貫通孔の1つ貫通孔432
を第3図に示す。陽極止め板74を本体70の上面102を取
付けると円環部414は、陽極止め板74の底面の円環状部3
98と完全に合致する。接続子76,78を経てガン本体70に
入った冷却水は貫通孔390及び392を通って円環状部424
に流入する。さらに円環状部424から冷却水は貫通孔群4
26,428,430を通って、ガン本体70の底面104へ流れてい
く。貫通孔432及び他の経路中の冷却水の流れを、第3
図に矢印で示している。
Referring again to FIG. 27, an annular portion 424 is provided on the upper surface 102 of the gun body 70. The annular portion 424 is connected to the bottom surface 104 of the main body 70 by three through hole groups 426, 428, 430 each of which includes three through holes. One of the through holes forming the through hole group 426 Through hole 432
Is shown in FIG. When the anode stop plate 74 is attached to the upper surface 102 of the main body 70, the annular portion 414 becomes the annular portion 3 on the bottom surface of the anode stop plate 74.
It perfectly matches 98. The cooling water that has entered the gun body 70 through the connectors 76 and 78 passes through the through holes 390 and 392 and has an annular portion 424.
Flow into. Further, the cooling water from the annular portion 424 has a through hole group 4
It flows through 26,428,430 to the bottom surface 104 of the gun body 70. The flow of cooling water in the through hole 432 and other paths is
This is indicated by an arrow in the figure.

第28図は陽極保持具108の上面図である。陽極保持具108
には、外周部に3つの孔426,438,440が設けられてい
る。陽極保持具108は、ボルトを貫通孔436,438,440を通
し、ガン本体70の底面104に設けられたネジ穴に締めつ
けることにより、ガン本体70の底面104に取付けられ
る。第3図は陽極保持具108に設けられた貫通孔436を通
って、ボルト442をねじ穴444に締めつけている様子を示
している。陽極保持具108がガン本体70の底面104へ固定
されると、陽極保持具108の上面に設けられた円環状の
溝448に取付けられるシール446は、第3図に示すよう
に、ガン本体70の底面104に密着し、陽極保持具に設け
られた円環状部450と、それより外側の陽極保持具部分
をシールする。円環状部450は円環状フランジ292と円環
状壁452との間を占め、円環状溝448と同心円上に配置さ
れ、ガン本体70の中にある、貫通孔群426,428,430に接
続されている。貫通孔群426,428,430を通って下方に流
れてきた冷却水は、円環状部450に流入し、円環状フラ
ンジ292を取り囲む。円環状フランジ292は第28図に示す
ように角度をつけて溝454が切られている。溝454は、円
環状フランジ292のまわりに、角度をつけて切られてい
るため、円環状部450から溝454を通って冷却水が押し出
される際、水流は旋回流となって押し出される。第8図
で前述したが、陽極アセンブリ106には、底部130を囲む
円環状の空間282があり、円環状空間282には、第3図に
も示しているように、円環状フランジ292の内側で旋回
流となっている冷却水が供給される。このように、冷却
水が旋回しながら流れることにより円環状切欠き溝282
と、ノズル部152の間の陽極アセンブリ106の壁における
熱交換が最大となる。
FIG. 28 is a top view of the anode holder 108. Anode holder 108
Is provided with three holes 426, 438, 440 on the outer periphery. The anode holder 108 is attached to the bottom surface 104 of the gun body 70 by passing a bolt through the through holes 436, 438, 440 and tightening the bolt in a screw hole provided in the bottom surface 104 of the gun body 70. FIG. 3 shows a state in which the bolt 442 is tightened in the screw hole 444 through the through hole 436 provided in the anode holder 108. When the anode holder 108 is fixed to the bottom surface 104 of the gun body 70, the seal 446 attached to the annular groove 448 provided on the top surface of the anode holder 108, as shown in FIG. The annular portion 450 provided on the anode holder is closely attached to the bottom surface 104 of the anode holder and the anode holder portion outside thereof is sealed. The annular portion 450 occupies between the annular flange 292 and the annular wall 452, is arranged concentrically with the annular groove 448, and is connected to the through hole groups 426, 428, 430 in the gun body 70. The cooling water flowing downward through the groups of through holes 426, 428, 430 flows into the annular portion 450 and surrounds the annular flange 292. The annular flange 292 is angled and grooved 454 as shown in FIG. Since the groove 454 is cut at an angle around the annular flange 292, when the cooling water is extruded from the annular portion 450 through the groove 454, the water flow is extruded as a swirl flow. As described above with reference to FIG. 8, the anode assembly 106 has an annular space 282 surrounding the bottom portion 130, and the annular space 282 has an inner side of the annular flange 292 as shown in FIG. The cooling water in a swirling flow is supplied. In this way, the cooling water swirls and the circular notch groove 282
And maximizes heat exchange in the wall of the anode assembly 106 between the nozzle portions 152.

円環状切欠き溝282中の渦巻き状冷却水は、陽極アセン
ブリ106の本体150中の、第3図もしくは第8,10図に示す
通水路284及び286を通って円環状切欠き溝282から上方
へ流れる。アーク室154の間をこの通水路が伸びている
ことで、陽極アセンブリ106のその箇所がより冷却され
る。
The spiral cooling water in the annular notch groove 282 passes upward from the annular notch groove 282 through the water passages 284 and 286 shown in FIG. 3 or FIGS. 8 and 10 in the main body 150 of the anode assembly 106. Flows to. By extending this water passage between the arc chambers 154, the portion of the anode assembly 106 is further cooled.

通水路284及び286を含め空隙な最上端部まで冷却水が到
達すると、冷却水は通常挿入式クランプ126の下部134に
流れ込む。第30図は第29図に示される挿入式クランプ12
6の断面図であり、クランプ下部134は内部に角度をもっ
た多数の切欠きをもつことを示す。ここで、冷却水を粉
末投入管保持部品136の外側に直接導き、そこで粉末投
入管保持部品136を充分に冷却するよう、水の流れを再
び渦巻き状にしている。挿入式クランプ126の中空構造
の内側460と粉末投入管保持部品136の外面に形成される
円環状通路458に発生するこのような水の流れは非常に
重要である。なぜならば粉末投入口保持部品136をヒー
トシンクとして働かせることができるからである。ガス
混合室148内で発生した多量の熱は、タングステンのよ
うな材料で形成された粉末投入管138を通ってヒートシ
ンクとして機能する銅製の粉末投入口保持部品136と上
方に伝達される円環状通路458中の旋回流は、粉末投入
口保持部品136に、必要なだけの大きな冷却効果を与え
る。
When the cooling water reaches the uppermost end portion of the void including the water passages 284 and 286, the cooling water usually flows into the lower portion 134 of the insertable clamp 126. FIG. 30 shows the insert type clamp 12 shown in FIG. 29.
FIG. 6 is a cross-sectional view of 6 showing that the lower clamp portion 134 has multiple angled notches therein. Here, the cooling water is directly guided to the outside of the powder feeding pipe holding component 136, and the water flow is swirled again so that the powder feeding pipe holding component 136 is sufficiently cooled there. Such a water flow generated in the inner side 460 of the hollow structure of the insertable clamp 126 and the annular passage 458 formed on the outer surface of the powder feeding pipe holding part 136 is very important. This is because the powder charging port holding component 136 can function as a heat sink. A large amount of heat generated in the gas mixing chamber 148 is transferred upward through a powder charging pipe holding member 136 functioning as a heat sink through a powder charging pipe 138 made of a material such as tungsten, and an annular passage. The swirl flow in 458 gives the powder inlet holding part 136 as much cooling effect as necessary.

冷却水は円環状通路458内を上方に流れ続けるにつれ、
多数の通路462を通して、挿入式クランプ126の上方132
に導かれる。このような挿入式クランプ126の中心軸に
無関係であるが、上向きに角度をもった小孔462を第31
図の部分断面図に示す。小孔462を流れる冷却水は挿入
式クランプ126の上部132で、陽極接続プラグ110のフラ
ンジ114の下に位置する円環状深溝464に流入する。
As the cooling water continues to flow upward in the annular passage 458,
Above the insertable clamp 126 through multiple passageways 462 132
Be led to. Irrespective of the central axis of such insertable clamp 126, an upwardly angled eyelet 462 is provided at the 31st position.
Shown in the partial cross-section of the figure. The cooling water flowing through the small hole 462 flows into the annular deep groove 464 located below the flange 114 of the anode connection plug 110 at the upper portion 132 of the insertable clamp 126.

第32図は陽極接続プラグ110の下面図で、フランジ114の
底面を示す。第32図に示すように、フランジ114はフラ
ンジまわりに8コのほぼ等間隔に配置された細溝466を
有している。円環状深溝464内の冷却水は、細溝466によ
って、陽極接続プラグ110の外面470とガン本体70の円筒
状孔100で形成される円環状通路468に流れる。
FIG. 32 is a bottom view of the anode connection plug 110, showing the bottom surface of the flange 114. As shown in FIG. 32, the flange 114 has eight narrow grooves 466 arranged around the flange at substantially equal intervals. The cooling water in the annular deep groove 464 flows into the annular passage 468 formed by the outer surface 470 of the anode connection plug 110 and the cylindrical hole 100 of the gun body 70 by the narrow groove 466.

円環状通路468を流れる冷却水は上に向かってガン本体7
0の上面102にある円環状の空間472に流れる。
The cooling water flowing through the annular passage 468 is directed upwards to the gun body 7
It flows into an annular space 472 on the upper surface 102 of 0.

円筒状内孔100を囲む円環状空間472は、陽極接続板74の
下面の環状通路408に隣接して配置されている。その結
果として、切込部472中の冷却水は、孔80及び82を通っ
て、接続子80及び82に流れる。接続子80及び82から、冷
却水は冷却水昇圧ポンプ52の2本の冷却水戻り管79を通
って戻る。
An annular space 472 surrounding the cylindrical inner hole 100 is arranged adjacent to the annular passage 408 on the lower surface of the anode connecting plate 74. As a result, the cooling water in cut 472 flows through holes 80 and 82 to connectors 80 and 82. From the connectors 80 and 82, the cooling water returns through the two cooling water return pipes 79 of the cooling water booster pump 52.

第2図及び第26図に示す通り、接続子76は中心軸線92を
基準に接続子82からほぼ90゜離れている。しかしながら
作図の便宜上、接続子76は第3図上では、中心軸線92を
通る直線上で接続子82と向かいあうように示されてい
る。
As shown in FIGS. 2 and 26, the connector 76 is approximately 90 ° away from the connector 82 with respect to the central axis 92. However, for convenience of drawing, the connector 76 is shown in FIG. 3 to face the connector 82 on a straight line passing through the central axis 92.

プラズマガン16についてこれまで粉状の溶射材料の供給
と関連して述べてきた。粉状で溶射する金属や他の材料
をプラズマ流内へ導入することはよく知られた技術であ
る。溶射材料が粉状化することで、比較的長い。また、
時には曲がりくねった供給路をもつプラズマガン内の適
当な場所に供給できるようになる。たとえば、同軸上に
陽極上方に位置する陰極を1個もつプラズマガンではプ
ラズマガンの側面から粉末を供給するというような面倒
な構造となる。
The plasma gun 16 has been described above in connection with the supply of powdered thermal spray material. The introduction of powder-sprayed metals and other materials into the plasma stream is a well known technique. Relatively long due to powdering of the thermal spray material. Also,
Sometimes it will be possible to feed to a suitable place in a plasma gun with a tortuous feed path. For example, a plasma gun having one cathode located coaxially above the anode has a troublesome structure in which powder is supplied from the side surface of the plasma gun.

粉状の金属や他の物質は比較的扱い易く、長く曲りくね
った供給路を通ってプラズマガン内に供給するのに適し
ているが、粉状でそのような材料を供給する必要性は不
利な点もある。その1つとして、金属のような材料は粉
状に製造することが困難でありかつ高価である。また製
造後、そのような粉状の材料は酸化等を最小に防ぐため
め特別の取扱いが必要とされる。こういう理由から溶射
材料を液状か溶融状態で導入できればそれは有利なこと
である。このような試みは陽極アセンブリの上端で、ガ
ン中心部を通って材料が供給される、モジュール分割化
した陰極を有するプラズマガンにより、容易に実現され
る。これにより、比較的短く、直接に材料を供給する機
器が使用でき、供給路内で溶融材料が凝固する危険ない
しはその問題発生は最小化される。
Although powdery metals and other substances are relatively easy to handle and are suitable for feeding into the plasma gun through a long and winding feed path, the need to feed such materials in powdered form is a disadvantage. There are also some points. For one, materials such as metals are difficult and expensive to manufacture in powder form. Also, after manufacture, such powdery materials require special handling to minimize oxidation and the like. For this reason, it would be advantageous if the thermal spray material could be introduced in liquid or molten form. Such an attempt is readily accomplished with a plasma gun having a modular cathode, with material fed through the center of the gun at the top of the anode assembly. This allows the use of relatively short, direct material feed equipment and minimizes the risk of solidification of the molten material in the feed path or the occurrence thereof.

第33図は発明に関連して金属や他の物質を溶融状態で溶
射するのに使用することができる装置の一例である。第
33図に示す装置は金属溶融供給器474を含んでいる。溶
融器474はプラズマガン16中で粉末導入管72、粉末管保
持具120、粉末導入口124、粉末投入管保持部品136、粉
末投入管138におきかわる箇所に設置されるよう設計さ
れている。第33図に示す金属溶融供給器は第3図に示
す、粉末供給管クランプ126と類似した形状の送給管支
持具476を有している。溶給管支持476は支持具476をプ
ラズマガン16に設置する際、陽極接続プラグ110のネジ
部分と合致するネジ付上部478を有する。送給管支持具4
76が陽極接続プラグ110に設置されると、送給管支持具4
76内部の中空で円筒状の絶縁体484に装着した中空送給
管482の下端480は送給管支持具476の下端486から下向き
にのびる。中空送給管482の下端480は陽極アセンブリ10
6の円筒状しぼり部268を通し、ガス混合室148の第1端2
70に到る。
FIG. 33 is an example of an apparatus that may be used in connection with the invention to spray metal or other material in the molten state. First
The apparatus shown in FIG. 33 includes a metal melt feeder 474. The melter 474 is designed to be installed in the plasma gun 16 at a place to replace the powder introduction pipe 72, the powder pipe holder 120, the powder introduction port 124, the powder feeding pipe holding component 136, and the powder feeding pipe 138. The metal melt feeder shown in FIG. 33 has a feed pipe support 476 of similar shape to the powder feed pipe clamp 126 shown in FIG. The filler tube support 476 has a threaded upper portion 478 that matches the threaded portion of the anode connection plug 110 when the support 476 is installed on the plasma gun 16. Feed pipe support 4
When the 76 is installed in the anode connection plug 110, the feed pipe support 4
The lower end 480 of the hollow feed pipe 482 mounted on the hollow cylindrical insulator 484 inside 76 extends downward from the lower end 486 of the feed pipe support 476. The lower end 480 of the hollow feed tube 482 is the anode assembly 10
The first end 2 of the gas mixing chamber 148 is passed through the cylindrical squeezing portion 268 of 6.
Reaching 70.

中空送給管482の上端488は内部にるつぼ492を有する円
筒状供給管コネクター490で終わっている。中空で円筒
形状をしているるつぼ492は供給管コネクター490の中に
配置され、供給コネクター490の内壁496とで円環状通路
494を形成する。円環状通路494の下端498は中空送給管4
82の上端488まで続く。管口500は、中空供給管504の下
端502より、るつぼ492の中空内部まで部分的にのびる。
管口500は供給管コネクター490の上端に着座する。
The upper end 488 of the hollow feed tube 482 terminates in a cylindrical feed tube connector 490 having a crucible 492 therein. A hollow, cylindrical crucible 492 is located in the feed pipe connector 490 and has an annular passage with the inner wall 496 of the feed connector 490.
Forming 494. The lower end 498 of the annular passage 494 is a hollow feed pipe 4
Continue to the upper edge 488 of 82. The pipe port 500 partially extends from the lower end 502 of the hollow supply pipe 504 to the hollow inside of the crucible 492.
The pipe port 500 sits on the upper end of the supply pipe connector 490.

中空供給管504はその上端506が、その中にプラグ508を
受けとめるようになって終端している。ガス接続子510
がプラグ508に接続されている。ガス接続子510を有した
プラグ508は、中空供給管504の上端から取り外しでき材
料を中空管504内部に供給できる。中空管504の上端506
から、プラグ508をはずした状態で、中空供給管504の内
部に溶射する固体状の金属または他の材質を満たす。そ
れからプラグ508は供与管の上端部に再び置かれ、管504
中の金属を温めるための電力が付与される。その電力は
電極514および516に接続された直流電源によって高級さ
れる。電極516は送給管支持具476の頂部と供給コネクタ
ー490の底部の間の中空送給管482につながれている。
Hollow supply tube 504 terminates at its upper end 506 so as to receive plug 508 therein. Gas connector 510
Is connected to the plug 508. The plug 508 with the gas connector 510 can be removed from the upper end of the hollow feed tube 504 to feed material into the hollow tube 504. Upper end 506 of hollow tube 504
From the above, with the plug 508 removed, the inside of the hollow supply pipe 504 is filled with a solid metal or other material sprayed. The plug 508 is then replaced on the top of the donor tube and the tube 504
Electric power is applied to heat the metal inside. The power is boosted by a DC power source connected to electrodes 514 and 516. Electrode 516 is connected to a hollow feed tube 482 between the top of feed tube support 476 and the bottom of feed connector 490.

電極514及び516は第33図中に象誇張して大な形状で図示
されているが、実際はプラズマガン16中に金属溶融供給
装置476を設置できるよう、はるかに小さい。同様のこ
とが電極518に対しても述べられる。電極518、中空管50
4の下端502と結線されている。直流電源522は電極518と
陽極アセンブリの本体150の間に結線されている。
The electrodes 514 and 516 are shown in an exaggerated and large form in FIG. 33, but are actually much smaller so that a metal melt feeder 476 can be installed in the plasma gun 16. The same is true for electrode 518. Electrode 518, hollow tube 50
4 is connected to the lower end 502. The DC power supply 522 is connected between the electrode 518 and the body 150 of the anode assembly.

直流電源512は電極514と516に結線されて中空管504内で
金属の固体片を溶融するのに十分な熱を発生する。この
直流電源が電源518と本体150に結線された際は、溶融し
た金属が中空管504からるつぼ492と中空送供管482を通
って、陽極アセンブリ106中のガス混合室148へ供給され
る際に凝固するのを防止するのに十分な熱を供給する。
A DC power source 512 is connected to electrodes 514 and 516 to generate sufficient heat in hollow tube 504 to melt the solid pieces of metal. When the DC power source is connected to the power source 518 and the main body 150, the molten metal is supplied from the hollow tube 504 through the crucible 492 and the hollow feed tube 482 to the gas mixing chamber 148 in the anode assembly 106. Provide sufficient heat to prevent freezing.

中空管504中の金属固体片は直流電源512により電源が加
えられると溶融し、溶融金属は、口管500を通りるつぼ4
92の中へと下向きに流れる。るつぼ492は溶融金属で満
たされるが、溶融金属は陽極アセンブリ106のガス混合
室148より伝達されるガス圧の動作によりるつぼ492から
あふれ、円環状通路494に流入することはない。
The solid metal piece in hollow tube 504 melts when powered by DC power supply 512, and the molten metal passes through mouth tube 500 into crucible 4
Flows down into 92. Although the crucible 492 is filled with molten metal, the molten metal overflows the crucible 492 by the action of the gas pressure transmitted from the gas mixing chamber 148 of the anode assembly 106 and does not flow into the annular passage 494.

前述のように、プラス・マアーク及びフラズマ流を形成
するために、陰極アセンブリ84,86および88に不活性ガ
スを導入することにより、ガス混合室148にガス圧が発
生する。このガス圧が送給管482と円環状通路494を通
り、るつぼ492の上端に伝達され、そこで溶融金属がる
つぼからあふれるのを防ぐのである。この結果、溶融金
属が陽極アセンブリ106のガス混合室148内に供給するの
に望ましい時まで陽極金属のままで、維持される。
As previously mentioned, gas pressure is created in the gas mixing chamber 148 by introducing an inert gas into the cathode assemblies 84, 86 and 88 to form the plasma and arc streams. This gas pressure is transmitted to the upper end of the crucible 492 through the feed pipe 482 and the annular passage 494, and prevents molten metal from overflowing from the crucible there. As a result, the molten metal remains the anode metal until it is desired to be fed into the gas mixing chamber 148 of the anode assembly 106.

溶融金属をるつぼ492から陽極アセンブリ106のガス混合
室148中へ供給する時には、ガス圧が中空管504の上端へ
加圧される。第33図には示されていないが、ガスの送給
線がプラグ508の上端のガス接続子510にアルゴンのよう
な不活性ガス源をつないでいる。アルゴンガスを中空管
504の内側、上端部506に供給することで、ガス混合室14
8からの圧力の効果を打ち消し、結果として、るつぼ492
中の溶融金属があふれ、円環状通路494を通り送給管482
の内側下端部498を通って流れおちる。溶融金属は中空
送給管482の中を通って、陽極アセンブリ106中のガス混
合室148に流れおち、そこでプラズマ流と混合する。直
流電源522は溶射金属が経路を流れる間に好ましくない
凝固を防ぐだけの電力を供給する。
When the molten metal is fed from the crucible 492 into the gas mixing chamber 148 of the anode assembly 106, gas pressure is applied to the upper end of the hollow tube 504. Although not shown in FIG. 33, a gas delivery line connects a gas connector 510 at the upper end of plug 508 to a source of an inert gas such as argon. Hollow tube with argon gas
By supplying to the inside of 504 and the upper end 506, the gas mixing chamber 14
Negative effect of pressure from 8, resulting in crucible 492
The molten metal in the inside overflows, and the feed pipe 482 passes through the annular passage 494.
Flows through the inner bottom edge 498 of the. Molten metal flows through hollow feed tube 482 to gas mixing chamber 148 in anode assembly 106 where it mixes with the plasma stream. The DC power supply 522 supplies enough power to prevent unwanted solidification while the spray metal flows through the path.

陽極アセンブリ106中のガス混合室148への溶融金属の搬
送を制限したい場合は、ガス接続子510へのアルゴンガ
スの供給を制限する。これにより再び、溶融金属がガス
混合室148のガス圧によって、るつぼ492の上端より、あ
るれ出ることができず、平衡状態がもたらされる。
If it is desired to limit the delivery of molten metal to the gas mixing chamber 148 in the anode assembly 106, the supply of argon gas to the gas connector 510 is limited. This again causes the molten metal to be forced out of the top of the crucible 492 by the gas pressure in the gas mixing chamber 148, creating an equilibrium condition.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように本発明により従来のプラズマ発生装置
に比較して、原料粉末を陽極中心部へプラズマジェット
の流れ方向に粉末の付着なく投入できるため、対象物上
への皮膜形成歩留りが高く、かつ効果的な水冷構造等に
より大出力化が容易なため生産製の高いプラズマ発生装
置を供給する。また粉末投入管の先端分岐等により、原
料粉末の選択範囲を大幅に拡大できる。
As described above, according to the present invention, compared with the conventional plasma generator, since the raw material powder can be charged to the center of the anode in the flow direction of the plasma jet without the adhesion of the powder, the yield of film formation on the object is high, Moreover, since it is easy to increase the output due to the effective water cooling structure, etc., a highly produced plasma generator will be supplied. Moreover, the selection range of the raw material powder can be greatly expanded by branching the tip of the powder feeding pipe.

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

第1図は本発明のプラズマ発生装置を含む、プラズマシ
ステム全体のブロック図と真空チャンバーの透視図を示
す。 第2図は本発明のプラズマ発生装置の組立て外観図を示
す。 第3図は第2図で示したプラズマ発生装置の断面図を示
し、モジュール化された陽極、陰極、粉末投入管などの
構造を示す。 第4図はモジュール化された陰極の外観図を示す。 第5図は第4図の陰極の断面図を示す。 第6図は第5図の陰極先端方向から側面図で、不活性ガ
スを導入する同心円上に配置した小孔により、陰極周囲
に旋回流を形成する。 第7図は第6図の旋回流を発生させるための斜めの小孔
が貫通した部品212の断面図を示す。 第8図はモジュール陰極、粉末投入管、冷却水経路等の
切り欠きを有した陽極の断面図を示す。 第9図は第8図に示す陽極の正面図を示す。 第10図は第8図に示す陽極の上面図を示す。 第11図は陽極と陰極との位置関係を示し、図中では4つ
の異なった陰極配置を示す。 第12図、第13図、第14図は異なったノズル形状の陽極の
断面を示し、図中では3つの異なったアーク室とノズル
形状を示している。 第15図は取り除し可能な粉末投入管を持った粉末投入管
保持具を示し、これが陽極上部に取り付けられる。 第16図、第17図は第15図で示した粉末投入管の断面図と
端面方向からの側面図の第1の実施例を示す。 第18図、第19図は同様に第15図で示した粉末投入管の第
2の実施例を示す。 第20図、第21図は同様に第15図で示した粉末投入管の第
3の実施例を示す。 第22図、第23図は同様に第15図で示した粉末投入管の第
4の実施例を示す。 第24図、第25図は同様に第15図で示した粉末投入管の第
5の実施例を示す。 第16図は第2図、第3図で示した陽極を組み込むための
陽極止め板74の下面図を示す。 第27図は第2図、第3図で示した陰極、陽極、粉末投入
管等を組み込むガン本体70の上面図を示す。 第28図は第2図、第3図で示した陽極を組み込むための
陽極保持具108の上面図を示す。 第29図は第2図、第3図で示した陽極上部に配置される
旋回冷却水を形成するクランプ126の断面図を示す。 第30図は第29図で示したクランプの、同図の線30−30で
の断面図を示す。斜めに貫通した小孔により冷却水が旋
回流を形成する。 第31図は第29図で示したクランプの上面図を示す。 第32図は第2図、第3図で示す陽極接続用のプラグ110
の下面図を示す。 第33図は陽極上部から粉末投入管の代わりに溶融状態の
原料(溶融金属等)を投入するための装置の実施例の全
体面(一部断面図)を示す。 10……真空チャンバー、13……上蓋、 14……下部蓋、16……プラズマガン、 24……処理部品、70……ガン本体、 72……粉末供給管、74……陽極止め板、 84,86,88……陰極アセンブリ、 106……陽極アセンブリ、108……陽極保持具、 120……粉末供給管保持具、 124……粉末導入口、126……クランプ、 136……粉末投入管保持部品、 138……粉末投入管、148……ガス混合室、 154……アーク室。
FIG. 1 shows a block diagram of the entire plasma system including a plasma generator of the present invention and a perspective view of a vacuum chamber. FIG. 2 shows an assembled external view of the plasma generator of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of the plasma generator shown in FIG. 2, showing the structure of a modularized anode, cathode, powder charging tube, and the like. FIG. 4 shows an external view of a modularized cathode. FIG. 5 shows a sectional view of the cathode of FIG. FIG. 6 is a side view from the cathode tip direction in FIG. 5, and a swirl flow is formed around the cathode by the small holes arranged on the concentric circles for introducing the inert gas. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the component 212 of FIG. 6 with the oblique small holes for generating the swirling flow. FIG. 8 shows a sectional view of an anode having notches such as a module cathode, a powder charging pipe, and a cooling water passage. FIG. 9 shows a front view of the anode shown in FIG. FIG. 10 shows a top view of the anode shown in FIG. FIG. 11 shows the positional relationship between the anode and the cathode, showing four different cathode arrangements. FIGS. 12, 13 and 14 show cross sections of anodes having different nozzle shapes, in which three different arc chambers and nozzle shapes are shown. Figure 15 shows a powder dosing tube holder with a removable powder dosing tube, which is attached to the top of the anode. 16 and 17 show a first embodiment of the cross-sectional view of the powder feeding pipe shown in FIG. 15 and the side view from the end face direction. Similarly, FIGS. 18 and 19 show a second embodiment of the powder charging pipe shown in FIG. 20 and 21 similarly show a third embodiment of the powder charging pipe shown in FIG. Similarly, FIGS. 22 and 23 show a fourth embodiment of the powder feeding pipe shown in FIG. Similarly, FIGS. 24 and 25 show a fifth embodiment of the powder charging pipe shown in FIG. FIG. 16 shows a bottom view of an anode stop plate 74 for incorporating the anode shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 27 is a top view of a gun body 70 incorporating the cathode, anode, powder charging tube and the like shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 28 shows a top view of an anode holder 108 for incorporating the anode shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 29 shows a sectional view of the clamp 126 for forming swirling cooling water, which is arranged on the upper portion of the anode shown in FIGS. 2 and 3. FIG. 30 shows a sectional view of the clamp shown in FIG. 29, taken along line 30-30 in the same figure. The cooling water forms a swirl flow due to the small holes penetrating diagonally. FIG. 31 shows a top view of the clamp shown in FIG. FIG. 32 shows the plug 110 for connecting the anode shown in FIGS. 2 and 3.
The bottom view of is shown. FIG. 33 shows the entire surface (partial cross-sectional view) of an embodiment of an apparatus for charging a molten raw material (molten metal or the like) from the upper part of the anode instead of the powder charging tube. 10 …… Vacuum chamber, 13 …… Upper lid, 14 …… Lower lid, 16 …… Plasma gun, 24 …… Processing parts, 70 …… Gun body, 72 …… Powder supply tube, 74 …… Anode stop plate, 84 , 86,88 …… Cathode assembly, 106 …… Anode assembly, 108 …… Anode holder, 120 …… Powder supply tube holder, 124 …… Powder inlet, 126 …… Clamp, 136 …… Powder input tube holder Parts, 138 ... Powder injection pipe, 148 ... Gas mixing chamber, 154 ... Arc chamber.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック ミュールバーガー アメリカ合衆国,カリフォルニア 92672 サン クレメンテ,カレ バランダ 509 (72)発明者 アルバート シィキンガー アメリカ合衆国,カリフォルニア 92714 アービン,ダスク ストリート 14911 (72)発明者 スティーブン エリック ミュールバーガ ー アメリカ合衆国,カリフォルニア 92672 サン クレメンテ,ノース オラ ビス タ 250 (72)発明者 ドン エベレット ベイリー アメリカ合衆国,カリフォルニア 92388 モレノ バレー,パースリー アベニュ 25849 (56)参考文献 特開 昭61−230300(JP,A) 特公 昭51−7556(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Eric Mühlberger USA, California 92672 San Clemente, Calé Balanda 509 (72) Inventor Albert Sikinger USA, CA 92714 Irvine, Dusk Street 14911 (72) Inventor Steven Eric Mühlberger -California, USA 92672 San Clemente, North Ola Vista 250 (72) Inventor Don Everett Bailey USA, California 92388 Moreno Valley, Perthley Avenue 25849 (56) Reference JP-A-61-230300 (JP, A) Japanese Patent Publication 51-7556 (JP, B2)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】大気圧以下の減圧雰囲気中で作動するプラ
ズマシステムにおいて、共通の陰極と、該陽極を取り囲
むように配置された複数の陰極によって構成され、前記
複数の陰極に囲まれた陽極の空間の中心上方に溶射原材
料を投入するための小孔部が設けられ、かつ前記小孔部
を容易に取り替え可能なスリーブ状とし、該スリーブを
変更することにより、任意の小孔径での原料投入が可能
なことを特徴とするプラズマ発生装置。
1. A plasma system that operates in a reduced-pressure atmosphere at atmospheric pressure or lower, comprising a common cathode and a plurality of cathodes arranged so as to surround the anode, and an anode surrounded by the plurality of cathodes. A small hole for charging the sprayed raw material is provided above the center of the space, and the small hole is made into a sleeve shape that can be easily replaced. By changing the sleeve, the raw material can be charged with any small hole diameter. A plasma generator characterized by being capable of
【請求項2】請求項1記載のプラズマ発生装置におい
て、原料投入スリーブの小孔部先端を複数に分岐させ、
分岐角度を変えることにより原料投入を陽極の中心空間
の任意の位置に行なえることを特徴とするプラズマ溶射
装置。
2. The plasma generator according to claim 1, wherein the tip of the small hole portion of the raw material charging sleeve is branched into a plurality of pieces.
A plasma spraying device characterized in that the raw material can be charged to any position in the central space of the anode by changing the branching angle.
【請求項3】大気圧以下の減圧雰囲気中で作動するプラ
ズマシステムにおいて、共通の陽極と、該陽極を取り囲
むように配置された複数の陰極によって構成され、前記
複数の陰極に囲まれた陽極の空間の中心上方に溶射原材
料を投入するための小孔部が設けられ、かつ前記陽極の
空間の中心上方にるつぼ等を設け、該るつぼ等にて原料
材料を溶融状態にし、小孔部を介して陽極の空間に投入
することを特徴とするプラズマ溶射装置。
3. A plasma system which operates in a reduced-pressure atmosphere at atmospheric pressure or below, is composed of a common anode and a plurality of cathodes arranged so as to surround the anode, and an anode surrounded by the plurality of cathodes. A small hole for charging the sprayed raw material is provided above the center of the space, and a crucible or the like is provided above the center of the space of the anode. The raw material is melted in the crucible or the like and is passed through the small hole. The plasma spraying device is characterized in that it is charged into the space of the anode.
JP1187503A 1988-07-21 1989-07-21 Plasma generator having modular cathodes Expired - Lifetime JPH0766872B2 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US22250788A 1988-07-21 1988-07-21
US222507 1988-07-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02256200A JPH02256200A (en) 1990-10-16
JPH0766872B2 true JPH0766872B2 (en) 1995-07-19

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JPH02256200A (en) 1990-10-16
EP0351847A2 (en) 1990-01-24
EP0351847A3 (en) 1991-03-20

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