JPH082501B2 - プラズマ切断トーチ - Google Patents
プラズマ切断トーチInfo
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- JPH082501B2 JPH082501B2 JP1252864A JP25286489A JPH082501B2 JP H082501 B2 JPH082501 B2 JP H082501B2 JP 1252864 A JP1252864 A JP 1252864A JP 25286489 A JP25286489 A JP 25286489A JP H082501 B2 JPH082501 B2 JP H082501B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は作動ガスを用いるプラズマ切断トーチに関す
るものである。
るものである。
従来の技術 作動ガスを用いるプラズマアーク切断装置を第５図に
示す。第５図において、作動ガスを圧縮するコンプレッ
サ２はレギュレータ３に接続され、レギュレータ３で作
動ガスの二次圧力を一定値に調整している。さらに、レ
ギュレータ３は切断用電源４内に導かれ、切断用電源４
内に設けられた、プラズマアークの始動、停止でオンオ
フするガスバルブ（図示せず）に接続されている。この
ガスバルブは作動ガスをトーチ先端部１に送る冷却ケー
ブル８に接続されている。また、切断用電源４には母材
５との間に接続される接地ケーブル６が設けられ、さら
に、アークスタートを良好にするための高周波をのせる
パイロットケーブル９とトーチスイッチケーブル10が設
けられている。一方、プラズマ切断トーチ７は電らんを
内蔵して切断用電源４から導き出されたパイロットケー
ブル９とトーチスイッチケーブル10が接続されるととも
に、冷却ケーブル８が接続されて作動ガスをトーチ先端
部に供給する。このようにしてプラズマアーク切断装置
11が構成されている。
示す。第５図において、作動ガスを圧縮するコンプレッ
サ２はレギュレータ３に接続され、レギュレータ３で作
動ガスの二次圧力を一定値に調整している。さらに、レ
ギュレータ３は切断用電源４内に導かれ、切断用電源４
内に設けられた、プラズマアークの始動、停止でオンオ
フするガスバルブ（図示せず）に接続されている。この
ガスバルブは作動ガスをトーチ先端部１に送る冷却ケー
ブル８に接続されている。また、切断用電源４には母材
５との間に接続される接地ケーブル６が設けられ、さら
に、アークスタートを良好にするための高周波をのせる
パイロットケーブル９とトーチスイッチケーブル10が設
けられている。一方、プラズマ切断トーチ７は電らんを
内蔵して切断用電源４から導き出されたパイロットケー
ブル９とトーチスイッチケーブル10が接続されるととも
に、冷却ケーブル８が接続されて作動ガスをトーチ先端
部に供給する。このようにしてプラズマアーク切断装置
11が構成されている。
従来のプラズマ切断トーチ７のトーチ先端部構造を第
６図に示す。第６図において、作動ガス導入管12が中央
に挿入された本体金具13の先端部に、銅もしくは銅合金
からなっている電極14が螺着され、この電極14の先端に
ジルコニウムやハフニウムなどの陰極材15を埋め込んだ
電子放射面を有する。電極14の外周部には、同軸状でか
つプラズマアークを絞って母材５にプラズマ流を供給す
る銅もしくは銅合金からなるチップ16が設けられ、さら
に、このチップ16に隣接し、かつ電極14とチップ16とを
電気的に絶縁するオリフィス17が設けられている。オリ
フィス17には、本体金具13に設けられた小孔13aと連通
する小孔17aと、チップ16の内面側に連通する小孔17bが
設けられている。また、チップ16とオリフィス17の外周
部にはねじ金具18が設けられ、ねじ金具18の先端はチッ
プ16に螺着することにより、チップ16とオリフィス17は
本体金具13に対して固定される。また、ねじ金具18の外
周部には導電部の外部への露出を防止するノズル19が螺
着して固定されている。ノズル19の先端開口はねじ金具
18に設けられた小孔18aを介してオリフィス17の小孔17a
に連通している。したがって、本体金具13の小孔13aか
らオリフィス17の小孔17aに流入した作動ガスはオリフ
ィス17の小孔17bとねじ金具18の小孔18aによりチップ16
の内外面に分流される。20はノズル19に隣接し、ねじ金
具18を覆って設けられた絶縁材で、トーチ本体の形成と
導電部の外部露出を防止している。
６図に示す。第６図において、作動ガス導入管12が中央
に挿入された本体金具13の先端部に、銅もしくは銅合金
からなっている電極14が螺着され、この電極14の先端に
ジルコニウムやハフニウムなどの陰極材15を埋め込んだ
電子放射面を有する。電極14の外周部には、同軸状でか
つプラズマアークを絞って母材５にプラズマ流を供給す
る銅もしくは銅合金からなるチップ16が設けられ、さら
に、このチップ16に隣接し、かつ電極14とチップ16とを
電気的に絶縁するオリフィス17が設けられている。オリ
フィス17には、本体金具13に設けられた小孔13aと連通
する小孔17aと、チップ16の内面側に連通する小孔17bが
設けられている。また、チップ16とオリフィス17の外周
部にはねじ金具18が設けられ、ねじ金具18の先端はチッ
プ16に螺着することにより、チップ16とオリフィス17は
本体金具13に対して固定される。また、ねじ金具18の外
周部には導電部の外部への露出を防止するノズル19が螺
着して固定されている。ノズル19の先端開口はねじ金具
18に設けられた小孔18aを介してオリフィス17の小孔17a
に連通している。したがって、本体金具13の小孔13aか
らオリフィス17の小孔17aに流入した作動ガスはオリフ
ィス17の小孔17bとねじ金具18の小孔18aによりチップ16
の内外面に分流される。20はノズル19に隣接し、ねじ金
具18を覆って設けられた絶縁材で、トーチ本体の形成と
導電部の外部露出を防止している。
次に、作動ガスの流れについて説明する。矢印に示す
ように、作動ガス導入管12に導入された作動ガスは、電
極14と同軸に開口した作動ガス導入管12の開口部から、
電極14および本体金具13の内周面と作動ガス導入管12の
外周面との間の環状経路21を通り、本体金具13に設けら
れた小孔13aからオリフィス17の小孔17aを通って、オリ
フィス17の外周面とねじ金具18の内周面との間の経路を
通る。この経路から、オリフィス17の小孔17bを通る経
路とねじ金具18の小孔18aを通る経路に分かれ、作動ガ
スは、オリフィス17の小孔17bから電極14の外周面をチ
ップ16の内周面との間の経路を通り、チップ16の先端開
口部より外部に噴出され、また、ねじ金具18の小孔18a
からチップ16の外周面とノズル19の内周面との間の経路
を通ってノズル19の先端開口部より外部に噴出される。
このようにして、作動ガスは電極14およびチップ16の内
外周面を通り、電極14およびチップ16を冷却するととも
に、プラズマアークの緊縮を行う。
ように、作動ガス導入管12に導入された作動ガスは、電
極14と同軸に開口した作動ガス導入管12の開口部から、
電極14および本体金具13の内周面と作動ガス導入管12の
外周面との間の環状経路21を通り、本体金具13に設けら
れた小孔13aからオリフィス17の小孔17aを通って、オリ
フィス17の外周面とねじ金具18の内周面との間の経路を
通る。この経路から、オリフィス17の小孔17bを通る経
路とねじ金具18の小孔18aを通る経路に分かれ、作動ガ
スは、オリフィス17の小孔17bから電極14の外周面をチ
ップ16の内周面との間の経路を通り、チップ16の先端開
口部より外部に噴出され、また、ねじ金具18の小孔18a
からチップ16の外周面とノズル19の内周面との間の経路
を通ってノズル19の先端開口部より外部に噴出される。
このようにして、作動ガスは電極14およびチップ16の内
外周面を通り、電極14およびチップ16を冷却するととも
に、プラズマアークの緊縮を行う。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来のプラズマ切断トーチでは、本体金
具13の中央に挿入された作動ガス導入管12はその先端が
電極内部まで達しており、作動ガス導入管12の上流作動
ガス経路断面積A1と電極内作動ガス経路断面積B1とが同
一であり拘束長が長く、電極14内部への作動ガス流量が
減少し、十分な冷却が行えず、電極14の寿命を延ばすこ
とができないという問題を有していた。しかも、作動ガ
ス導入管12は一端はトーチ本体に取付けられ、他端は電
極14の内部に挿入された状態であるため、電極14の消耗
時に、電極14と作動ガス導入管12の溶着が発生した場
合、電極14と作動ガス導入管12との着脱ができないとい
う問題を有していた。
具13の中央に挿入された作動ガス導入管12はその先端が
電極内部まで達しており、作動ガス導入管12の上流作動
ガス経路断面積A1と電極内作動ガス経路断面積B1とが同
一であり拘束長が長く、電極14内部への作動ガス流量が
減少し、十分な冷却が行えず、電極14の寿命を延ばすこ
とができないという問題を有していた。しかも、作動ガ
ス導入管12は一端はトーチ本体に取付けられ、他端は電
極14の内部に挿入された状態であるため、電極14の消耗
時に、電極14と作動ガス導入管12の溶着が発生した場
合、電極14と作動ガス導入管12との着脱ができないとい
う問題を有していた。
本発明は上記従来の問題を解決するもので、電極寿命
を延ばすことができ、しかも、電極消耗時に電極と作動
ガス導入管との溶着が発生しても容易に着脱できるプラ
ズマ切断トーチを提供することを目的とするものであ
る。
を延ばすことができ、しかも、電極消耗時に電極と作動
ガス導入管との溶着が発生しても容易に着脱できるプラ
ズマ切断トーチを提供することを目的とするものであ
る。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のプラズマ切断トー
チは、作動ガス導入管が中央に挿入された本体金具の先
端部に、先端に電子放射面を有する電極を取り付け、前
記電極と同軸上で前記電極外周部に、プラズマ流を緊縮
するチップと耐熱性を有する絶縁物からなるオリフィス
とを隣接して設け、前記作動ガス導入管に導入した作動
ガスは前記電極および本体金具内面と前記作動ガス導入
管の外面との間の環状経路を通し前記オリフィスを介し
て前記チップの内外面に通すように構成されたプラズマ
切断トーチであって、前記電極内での前記作動ガス導入
管から前記環状経路に通ずる作動ガス経路断面積Ｂを上
流側の作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2
/3に設定し、前記環状経路の作動ガス経路断面積Ｃを前
記作動ガス経路断面積Ａと同等以上に設定し、前記作動
ガス経路断面積Ｂを有する経路を前記電極内の作動ガス
導入管の周壁に設けた複数の小孔により形成したもので
ある。
チは、作動ガス導入管が中央に挿入された本体金具の先
端部に、先端に電子放射面を有する電極を取り付け、前
記電極と同軸上で前記電極外周部に、プラズマ流を緊縮
するチップと耐熱性を有する絶縁物からなるオリフィス
とを隣接して設け、前記作動ガス導入管に導入した作動
ガスは前記電極および本体金具内面と前記作動ガス導入
管の外面との間の環状経路を通し前記オリフィスを介し
て前記チップの内外面に通すように構成されたプラズマ
切断トーチであって、前記電極内での前記作動ガス導入
管から前記環状経路に通ずる作動ガス経路断面積Ｂを上
流側の作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2
/3に設定し、前記環状経路の作動ガス経路断面積Ｃを前
記作動ガス経路断面積Ａと同等以上に設定し、前記作動
ガス経路断面積Ｂを有する経路を前記電極内の作動ガス
導入管の周壁に設けた複数の小孔により形成したもので
ある。
さらに、本発明のプラズマ切断トーチは、作動ガス導
入管が中央に挿入された本体金具の先端部に、先端に電
子放射面を有する電極を取り付け、前記電極と同軸上で
前記電極外周部に、プラズマ流を緊縮するチップと耐熱
性を有する絶縁物からなるオリフィスとを隣接して設
け、前記作動ガス導入管に導入した作動ガスは前記電極
および本体金具内面と前記作動ガス導入管の外面との間
の環状経路を通し前記オリフィスを介して前記チップの
内外面に通すように構成されたプラズマ切断トーチであ
って、前記電極内での前記作動ガス導入管から前記環状
経路に通ずる作動ガス経路断面積Ｂを上流側の作動ガス
導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2/3に設定し、前
記環状経路の作動ガス経路断面積Ｃを前記作動ガス経路
断面積Ａと同等以上に設定し、前記作動ガス経路断面積
Ｂを有する経路を前記電極内で電極と同軸に開口する作
動ガス導入管の小径通路で形成したものである。
入管が中央に挿入された本体金具の先端部に、先端に電
子放射面を有する電極を取り付け、前記電極と同軸上で
前記電極外周部に、プラズマ流を緊縮するチップと耐熱
性を有する絶縁物からなるオリフィスとを隣接して設
け、前記作動ガス導入管に導入した作動ガスは前記電極
および本体金具内面と前記作動ガス導入管の外面との間
の環状経路を通し前記オリフィスを介して前記チップの
内外面に通すように構成されたプラズマ切断トーチであ
って、前記電極内での前記作動ガス導入管から前記環状
経路に通ずる作動ガス経路断面積Ｂを上流側の作動ガス
導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2/3に設定し、前
記環状経路の作動ガス経路断面積Ｃを前記作動ガス経路
断面積Ａと同等以上に設定し、前記作動ガス経路断面積
Ｂを有する経路を前記電極内で電極と同軸に開口する作
動ガス導入管の小径通路で形成したものである。
さらに、本発明のプラズマ切断トーチは、作動ガス経
路断面積Ｂが形成された作動ガス導入管先端部を上流の
作動ガス導入管から分離して電極センタに螺合または圧
接により取付けたものである。
路断面積Ｂが形成された作動ガス導入管先端部を上流の
作動ガス導入管から分離して電極センタに螺合または圧
接により取付けたものである。
作用 上記構成により、作動ガス導入管に導入された、電極
を冷却するための作動ガスは、電極内部において、上流
作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2/3の範
囲で作動ガス経路が絞られた作動ガス経路断面積Ｂで圧
縮され、次には、上流作動ガス経路断面積Ａと同等以上
に広げられた作動ガス経路断面積Ｃを有する環状経路
で、作動ガスは膨張するので、作動ガス経路の拘束長が
短かく、適正な作動ガス流量が得られるとともに、急激
な膨張による冷却効果で、電極の冷却が高められて電極
の寿命は伸びることになる。
を冷却するための作動ガスは、電極内部において、上流
作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2/3の範
囲で作動ガス経路が絞られた作動ガス経路断面積Ｂで圧
縮され、次には、上流作動ガス経路断面積Ａと同等以上
に広げられた作動ガス経路断面積Ｃを有する環状経路
で、作動ガスは膨張するので、作動ガス経路の拘束長が
短かく、適正な作動ガス流量が得られるとともに、急激
な膨張による冷却効果で、電極の冷却が高められて電極
の寿命は伸びることになる。
さらに、作動ガス導入管先端部を上流の作動ガス導入
管から分離して電極センタに螺合または圧入により取り
付けたので、電極に作動ガス導入管先端部が取り付いた
分、熱容量が増加し、作動ガス導入管先端部からの放熱
による冷却フィン効果も加わって、電極の冷却作用はさ
らに高められることになる。また、電極消耗時に、電極
が作動ガス導入管先端部と溶着しても、電極とともに作
動ガス導入管先端部が、トーチ本体に固定されている上
流の作動ガス導入管と容易に分離され、取り替えられる
ので、トーチ本体全体の損傷には至らない。
管から分離して電極センタに螺合または圧入により取り
付けたので、電極に作動ガス導入管先端部が取り付いた
分、熱容量が増加し、作動ガス導入管先端部からの放熱
による冷却フィン効果も加わって、電極の冷却作用はさ
らに高められることになる。また、電極消耗時に、電極
が作動ガス導入管先端部と溶着しても、電極とともに作
動ガス導入管先端部が、トーチ本体に固定されている上
流の作動ガス導入管と容易に分離され、取り替えられる
ので、トーチ本体全体の損傷には至らない。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。なお、従来例と同一の作用、効果を奏するも
のには同一の符号を付してその説明を省略する。
説明する。なお、従来例と同一の作用、効果を奏するも
のには同一の符号を付してその説明を省略する。
第１図は本発明の第１の実施例を示すプラズマ切断ト
ーチの先端部における断面図である。第１図において、
銅または銅合金よりなる電極31は先端部にジルコニウム
やハフニウムなどの陰極材15を埋め込んだ電子放射面を
有し、中央に上方に開放された内凹部が設けられ、この
内凹部の上面の内周部には本体金具13と螺合可能なねじ
31aが設けられ、また、内凹部の底部中央に同軸状にね
じ31bが穿設されている。一方、銅または銅合金よりな
る電極内作動ガス導入管32は上流の同径の作動ガス導入
管33とは分離して設けられるとともに、先端は閉止さ
れ、その閉止部外周には電極31のねじ31bと螺合するね
じ部が設けられ、電極内作動ガス導入管32はこのねじ部
を介して電極31に同軸状に固定されており、その閉止部
近傍の周壁には複数の小孔32aが設けられている。さら
に、電極31のねじ31aが本体金具13に螺合したときに、
電極内作動ガス導入管32の上端面が作動ガス導入管33の
下端面と同軸で圧接するように構成されている。
ーチの先端部における断面図である。第１図において、
銅または銅合金よりなる電極31は先端部にジルコニウム
やハフニウムなどの陰極材15を埋め込んだ電子放射面を
有し、中央に上方に開放された内凹部が設けられ、この
内凹部の上面の内周部には本体金具13と螺合可能なねじ
31aが設けられ、また、内凹部の底部中央に同軸状にね
じ31bが穿設されている。一方、銅または銅合金よりな
る電極内作動ガス導入管32は上流の同径の作動ガス導入
管33とは分離して設けられるとともに、先端は閉止さ
れ、その閉止部外周には電極31のねじ31bと螺合するね
じ部が設けられ、電極内作動ガス導入管32はこのねじ部
を介して電極31に同軸状に固定されており、その閉止部
近傍の周壁には複数の小孔32aが設けられている。さら
に、電極31のねじ31aが本体金具13に螺合したときに、
電極内作動ガス導入管32の上端面が作動ガス導入管33の
下端面と同軸で圧接するように構成されている。
ここで、電極内作動ガス導入管32の複数の小孔32aの
断面積の緩和である電極内作動ガス経路断面積B2を、作
動ガス導入管33の上流作動ガス経路断面積A2の1/3〜2/3
の範囲に設定し、また、電極31および本体金具13の内周
面と電極内作動ガス導入管32および作動ガス導入管33の
外周面との間の環状経路34の作動ガス経路断面積C2を上
流作動ガス経路断面積A2と同等以上に設定するものであ
る。
断面積の緩和である電極内作動ガス経路断面積B2を、作
動ガス導入管33の上流作動ガス経路断面積A2の1/3〜2/3
の範囲に設定し、また、電極31および本体金具13の内周
面と電極内作動ガス導入管32および作動ガス導入管33の
外周面との間の環状経路34の作動ガス経路断面積C2を上
流作動ガス経路断面積A2と同等以上に設定するものであ
る。
第２図は本発明の第２の実施例を示すプラズマ切断ト
ーチの先端部における断面図である。第２図において、
銅または銅合金よりなる電極41の下端外部にジルコニウ
ムやハフニウムなどの陰極材15を埋め込んだ電子放射面
を有し、上部外周部には本体金具13に螺合可能なねじ41
aが設けられ、中央に上方に開放された内凹部41bを有し
ている。一方、銅または銅合金よりなる電極内作動ガス
導入管42は上流の同径の作動ガス導入管43とは分離して
設けられるとともに、その上部に外周に沿って複数の溝
42aを上下方向に有するつば部42bが設けられ、つば部42
bの外周部で電極41の内凹部41bの内周部に圧入される。
また、電極内作動ガス導入管42の下部の内径は作動ガス
導入管43の内径より小径の孔42cに形成され、下端面に
貫通している。この電極内作動ガス導入管42が圧入され
た、電極41のねじ41aが本体金具13に螺合したときに、
電極内作動ガス導入管42の上端面が作動ガス導入管43の
下端面と同軸で圧接するように構成されている。
ーチの先端部における断面図である。第２図において、
銅または銅合金よりなる電極41の下端外部にジルコニウ
ムやハフニウムなどの陰極材15を埋め込んだ電子放射面
を有し、上部外周部には本体金具13に螺合可能なねじ41
aが設けられ、中央に上方に開放された内凹部41bを有し
ている。一方、銅または銅合金よりなる電極内作動ガス
導入管42は上流の同径の作動ガス導入管43とは分離して
設けられるとともに、その上部に外周に沿って複数の溝
42aを上下方向に有するつば部42bが設けられ、つば部42
bの外周部で電極41の内凹部41bの内周部に圧入される。
また、電極内作動ガス導入管42の下部の内径は作動ガス
導入管43の内径より小径の孔42cに形成され、下端面に
貫通している。この電極内作動ガス導入管42が圧入され
た、電極41のねじ41aが本体金具13に螺合したときに、
電極内作動ガス導入管42の上端面が作動ガス導入管43の
下端面と同軸で圧接するように構成されている。
ここで、電極内作動ガス導入管42の下端面に開口した
孔42cの電極内作動ガス経路断面積B3を、作動ガス導入
管43の上流作動ガス経路断面積A3の1/3〜2/3の範囲に設
定し、また、電極41および本体金具13の内周面と電極内
作動ガス導入管42および作動ガス導入管43の外周面との
間の環状経路44の作動ガス経路断面積C3を上流作動ガス
経路断面積A3と同等以上に設定するものである。
孔42cの電極内作動ガス経路断面積B3を、作動ガス導入
管43の上流作動ガス経路断面積A3の1/3〜2/3の範囲に設
定し、また、電極41および本体金具13の内周面と電極内
作動ガス導入管42および作動ガス導入管43の外周面との
間の環状経路44の作動ガス経路断面積C3を上流作動ガス
経路断面積A3と同等以上に設定するものである。
上記第１および第２の実施例の構成により、電極31,4
1内部の電極内作動ガス導入管32,42の複数の小孔32aあ
るいは孔42cで作動ガス経路断面積B2,B3を小さく絞って
いるため、作動ガス経路の拘束長を短かくすることがで
きて適正な流量がえられるとともに、作動ガス経路断面
積B2,B3で圧縮された作動ガスが作動ガス経路断面積C2,
C3で急激に膨張することによる冷却効果も加わって、電
極の冷却が高まることになる。さらに、電極31,41内部
に、作動ガス経路断面積B2,B3を有するとともに、銅も
しくは銅合金からなる電極内作動ガス導入管32,42を設
けたため、その分、電極31,41の熱容量が増大し、冷却
フィン効果も合まって、電極31,41の冷却作用はさらに
高まることになる。さらに、電極31,41の上端部にねじ3
1a,41aを設けて本体金具13に螺合することにより、作動
ガス導入管33,43と電極31,41に設けられた電極内作動ガ
ス導入管32,42とは圧接しているので、電極31,41の消耗
時に、電極31,41と電極内作動ガス導入管32,42との溶着
が発生しても、ねじをゆるめるだけで、電極31,41を電
極内作動ガス導入管32,42とともに容易に着脱すること
ができ、トーチ本体全体の損傷になることを防止するこ
とができる。
1内部の電極内作動ガス導入管32,42の複数の小孔32aあ
るいは孔42cで作動ガス経路断面積B2,B3を小さく絞って
いるため、作動ガス経路の拘束長を短かくすることがで
きて適正な流量がえられるとともに、作動ガス経路断面
積B2,B3で圧縮された作動ガスが作動ガス経路断面積C2,
C3で急激に膨張することによる冷却効果も加わって、電
極の冷却が高まることになる。さらに、電極31,41内部
に、作動ガス経路断面積B2,B3を有するとともに、銅も
しくは銅合金からなる電極内作動ガス導入管32,42を設
けたため、その分、電極31,41の熱容量が増大し、冷却
フィン効果も合まって、電極31,41の冷却作用はさらに
高まることになる。さらに、電極31,41の上端部にねじ3
1a,41aを設けて本体金具13に螺合することにより、作動
ガス導入管33,43と電極31,41に設けられた電極内作動ガ
ス導入管32,42とは圧接しているので、電極31,41の消耗
時に、電極31,41と電極内作動ガス導入管32,42との溶着
が発生しても、ねじをゆるめるだけで、電極31,41を電
極内作動ガス導入管32,42とともに容易に着脱すること
ができ、トーチ本体全体の損傷になることを防止するこ
とができる。
第３図はアーク実働時間に対する電極消耗長の関係を
示した図であり、従来のプラズマ切断トーチと第１およ
び第２の実施例におけるプラズマ切断トーチとの冷却効
果の差を示している。第３図において、電極消耗曲線Ｄ
は従来のプラズマ切断トーチであり、曲線Ｅは従来のプ
ラズマ切断トーチの上流作動ガス経路断面積A1を２倍の
2A1にしたものである。また、曲線Ｆは第１の実施例に
よるプラズマ切断トーチであり、曲線Ｇは第２の実施例
によるプラズマ切断トーチである。第３図から明らかな
ように、従来のプラズマ切断トーチで単に上流作動ガス
経路断面積A1を大きくしても、冷却効果はあまり出ない
のに対し、第１および第２の実施例のものでは、電極に
対す冷却効果が大きく、長時間アーク実働を行っても従
来の３倍以上、電極寿命を伸ばすことができた。
示した図であり、従来のプラズマ切断トーチと第１およ
び第２の実施例におけるプラズマ切断トーチとの冷却効
果の差を示している。第３図において、電極消耗曲線Ｄ
は従来のプラズマ切断トーチであり、曲線Ｅは従来のプ
ラズマ切断トーチの上流作動ガス経路断面積A1を２倍の
2A1にしたものである。また、曲線Ｆは第１の実施例に
よるプラズマ切断トーチであり、曲線Ｇは第２の実施例
によるプラズマ切断トーチである。第３図から明らかな
ように、従来のプラズマ切断トーチで単に上流作動ガス
経路断面積A1を大きくしても、冷却効果はあまり出ない
のに対し、第１および第２の実施例のものでは、電極に
対す冷却効果が大きく、長時間アーク実働を行っても従
来の３倍以上、電極寿命を伸ばすことができた。
なお、試験条件は、母材SPHt19mm、母材間5mm、電流8
0A、エアー圧力5kgf/cm2、切断長25cm切りはなしで行っ
た。
0A、エアー圧力5kgf/cm2、切断長25cm切りはなしで行っ
た。
第４図は電極内作動ガス経路断面積Ｂと上流作動ガス
経路断面積Ａとの断面積比率A/Bに対する電極消耗長の
関係を示した図である。第４図から明らかなように、断
面積比率A/Bが1/3〜2/3の範囲で電極消耗長が短かくお
さえられていることがわかる。これは、断面積率A/Bが1
/3〜2/3の範囲にあることが最も適正であり、従来の電
極寿命を３倍以上も延ばすことができた。
経路断面積Ａとの断面積比率A/Bに対する電極消耗長の
関係を示した図である。第４図から明らかなように、断
面積比率A/Bが1/3〜2/3の範囲で電極消耗長が短かくお
さえられていることがわかる。これは、断面積率A/Bが1
/3〜2/3の範囲にあることが最も適正であり、従来の電
極寿命を３倍以上も延ばすことができた。
なお、試験条件は、母材SPHt19mm、母材間5mm、電流8
0A、エアー圧力5kgf/cm2、切断長25cm切りはなし、切断
時間1.5時間で行った。
0A、エアー圧力5kgf/cm2、切断長25cm切りはなし、切断
時間1.5時間で行った。
発明の効果 以上のように本発明によれば、電極内での作動ガス導
入管から環状経路に通ずる作動ガス経路断面積Ｂを上流
側の作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2/3
に設定し、環状経路の作動ガス経路断面積Ｃを上流作動
ガス経路断面積Ａと同等以上に設定することにより、電
極内部て作動ガス経路を小さく絞っているため、作動ガ
ス経路の拘束長を短かくすることができて適正な作動ガ
ス流量を得ることができるとともに、圧縮された作動ガ
スが急激に膨張することによる冷却効果も加わって、電
極の冷却を高めることができ、電極寿命を延ばすことが
できる。これにより、切断性の合理化、自動化および切
断品質の長期安定化など、その効果には大なるものがあ
る。
入管から環状経路に通ずる作動ガス経路断面積Ｂを上流
側の作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの1/3〜2/3
に設定し、環状経路の作動ガス経路断面積Ｃを上流作動
ガス経路断面積Ａと同等以上に設定することにより、電
極内部て作動ガス経路を小さく絞っているため、作動ガ
ス経路の拘束長を短かくすることができて適正な作動ガ
ス流量を得ることができるとともに、圧縮された作動ガ
スが急激に膨張することによる冷却効果も加わって、電
極の冷却を高めることができ、電極寿命を延ばすことが
できる。これにより、切断性の合理化、自動化および切
断品質の長期安定化など、その効果には大なるものがあ
る。
さらに、作動ガス経路断面積Ｂが形成された作動ガス
導入管先端部を上流の作動ガス導入管から分離して電極
センタに螺合または圧入により取り付けたことにより、
電極の熱容量自体が増加するとともに、冷却フィン効果
も合まって、電極の冷却作用をさらに高めることができ
る。また、電極消耗時に、電極が作動ガス導入管先端部
と溶着しても、トーチ本体に固定された上流の作動ガス
導入管から電極を作動ガス導入管先端部とともに容易に
分離することができ、トーチ本体全体の損傷となること
を防止することができるものである。
導入管先端部を上流の作動ガス導入管から分離して電極
センタに螺合または圧入により取り付けたことにより、
電極の熱容量自体が増加するとともに、冷却フィン効果
も合まって、電極の冷却作用をさらに高めることができ
る。また、電極消耗時に、電極が作動ガス導入管先端部
と溶着しても、トーチ本体に固定された上流の作動ガス
導入管から電極を作動ガス導入管先端部とともに容易に
分離することができ、トーチ本体全体の損傷となること
を防止することができるものである。
第１図は本発明の第１の実施例を示すプラズマ切断トー
チの先端部における断面図、第２図は本発明の第２の実
施例を示すプラズマ切断トーチの先端部における断面
図、第３図はアーク実働時間に対する電極消耗長の関係
を示す図、第４図は断面積比率A/Bに対する電極消耗長
の関係を示す図、第５図は従来の一般的なプラズマアー
ク切断装置の斜視図、第６図は従来のプラズマ切断トー
チの先端部における断面図である。 13……本体金具、15……陰極材、16……チップ、17……
オリフィス、31,41……電極、32,42……電極内作動ガス
導入管、32a……小孔、32b……ねじ、33,43……作動ガ
ス導入管、34,44……環状経路、42b……つば部、42c…
…孔、A2およびA3……作動ガス導入管33および43の上流
作動ガス経路断面積、B2およびB3……電極内作動ガス導
入管32および42の電極内作動ガス経路断面積、C2および
C3……環状経路34および44の電極内作動ガス経路断面
積。
チの先端部における断面図、第２図は本発明の第２の実
施例を示すプラズマ切断トーチの先端部における断面
図、第３図はアーク実働時間に対する電極消耗長の関係
を示す図、第４図は断面積比率A/Bに対する電極消耗長
の関係を示す図、第５図は従来の一般的なプラズマアー
ク切断装置の斜視図、第６図は従来のプラズマ切断トー
チの先端部における断面図である。 13……本体金具、15……陰極材、16……チップ、17……
オリフィス、31,41……電極、32,42……電極内作動ガス
導入管、32a……小孔、32b……ねじ、33,43……作動ガ
ス導入管、34,44……環状経路、42b……つば部、42c…
…孔、A2およびA3……作動ガス導入管33および43の上流
作動ガス経路断面積、B2およびB3……電極内作動ガス導
入管32および42の電極内作動ガス経路断面積、C2および
C3……環状経路34および44の電極内作動ガス経路断面
積。
Claims (3)
- 【請求項１】作動ガス導入管が中央に挿入された本体金
具の先端部に、先端に電子放射面を有する電極を取り付
け、前記電極と同軸上で前記電極外周部に、プラズマ流
を緊縮するチップと耐熱性を有する絶縁物からなるオリ
フィスとを隣接して設け、前記作動ガス導入管に導入し
た作動ガスは前記電極および本体金具内面と前記作動ガ
ス導入管の外面との間の環状経路を通し前記オリフィス
を介して前記チップの内外面に通すように構成されたプ
ラズマ切断トーチであって、前記電極内での前記作動ガ
ス導入管から前記環状経路に通ずる作動ガス経路断面積
Ｂを上流側の作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの
1/3〜2/3に設定し、前記環状経路の作動ガス経路断面積
Ｃを前記作動ガス経路断面積Ａと同等以上に設定し、前
記作動ガス経路断面積Ｂを有する経路を前記電極内の作
動ガス導入管の周壁に設けた複数の小孔により形成した
プラズマ切断トーチ。 - 【請求項２】作動ガス導入管が中央に挿入された本体金
具の先端部に、先端に電子放射面を有する電極を取り付
け、前記電極と同軸上で前記電極外周部に、プラズマ流
を緊縮するチップと耐熱性を有する絶縁物からなるオリ
フィスとを隣接して設け、前記作動ガス導入管に導入し
た作動ガスは前記電極および本体金具内面と前記作動ガ
ス導入管の外面との間の環状経路を通し前記オリフィス
を介して前記チップの内外面に通すように構成されたプ
ラズマ切断トーチであって、前記電極内での前記作動ガ
ス導入管から前記環状経路に通ずる作動ガス経路断面積
Ｂを上流側の作動ガス導入管の作動ガス経路断面積Ａの
1/3〜2/3に設定し、前記環状経路の作動ガス経路断面積
Ｃを前記作動ガス経路断面積Ａと同等以上に設定し、前
記作動ガス経路断面積Ｂを有する経路を前記電極内で電
極と同軸に開口する作動ガス導入管の小径通路で形成し
たプラズマ切断トーチ。 - 【請求項３】作動ガス経路断面積Ｂが形成された作動ガ
ス導入管先端部を上流の作動ガス導入管から分離して電
極センタに螺合または圧入により取付けた請求項１また
は２記載のプラズマ切断トーチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252864A JPH082501B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | プラズマ切断トーチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252864A JPH082501B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | プラズマ切断トーチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114677A JPH03114677A (ja) | 1991-05-15 |
| JPH082501B2 true JPH082501B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17243228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252864A Expired - Lifetime JPH082501B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | プラズマ切断トーチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082501B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7256366B2 (en) * | 2005-12-21 | 2007-08-14 | The Esab Group, Inc. | Plasma arc torch, and methods of assembling and disassembling a plasma arc torch |
| CN102271451B (zh) * | 2010-06-03 | 2016-01-06 | 四川金虹等离子技术有限公司 | 一种层流电弧等离子体发生器的阴极结构 |
| JP5942082B2 (ja) * | 2011-10-24 | 2016-06-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ切断トーチ |
| JP6010777B2 (ja) * | 2013-04-02 | 2016-10-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | プラズマ切断用トーチ、プラズマ切断用電源およびプラズマ切断装置 |
| WO2019150447A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 株式会社Ｆｕｊｉ | プラズマ処理機 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1252864A patent/JPH082501B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03114677A (ja) | 1991-05-15 |
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