JPS58223300A - 水冷プラズマ発生装置の保護 - Google Patents
水冷プラズマ発生装置の保護Info
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- JPS58223300A JPS58223300A JP58036526A JP3652683A JPS58223300A JP S58223300 A JPS58223300 A JP S58223300A JP 58036526 A JP58036526 A JP 58036526A JP 3652683 A JP3652683 A JP 3652683A JP S58223300 A JPS58223300 A JP S58223300A
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- Japan
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- conductive layer
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- sleeve
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- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3436—Hollow cathodes with internal coolant flow
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/28—Cooling arrangements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
更に詳しくは、水冷電極を有し、その周囲には水冷外側
シースにより断面環状のガス流路が規定されている、「
プラズマトーチ」またはガンと称されることもある熱プ
ラズマ発°生装置用の水冷電極アッセンブリの保護に関
する。
シースにより断面環状のガス流路が規定されている、「
プラズマトーチ」またはガンと称されることもある熱プ
ラズマ発°生装置用の水冷電極アッセンブリの保護に関
する。
上述の形式のプラズマ発生装置（本質的に非消耗電極型
である）では、電極の自由端と水冷外側シースとの間に
規定されたガス出口の形状は、目的に応じて決定するこ
とができる。この特徴は、消耗型電極に刈比される電極
アッセンブリの非消耗性に起因（７ている。消耗型電極
では、ガス出［１の形状は電極の消耗が生じるパターン
、たとえば中空グラファイト′市極に従って変化する。
である）では、電極の自由端と水冷外側シースとの間に
規定されたガス出口の形状は、目的に応じて決定するこ
とができる。この特徴は、消耗型電極に刈比される電極
アッセンブリの非消耗性に起因（７ている。消耗型電極
では、ガス出［１の形状は電極の消耗が生じるパターン
、たとえば中空グラファイト′市極に従って変化する。
］二述１．た非消耗型水冷′電極アッセンブリの一つの
欠点は、伝送アーク発生に用いられた場合、一般に１迷
走アークＪ （ｓｔｒａｙ ａｒｃｉｎｇ ）と呼はれ
る現象により損傷を受けやずいということである。
欠点は、伝送アーク発生に用いられた場合、一般に１迷
走アークＪ （ｓｔｒａｙ ａｒｃｉｎｇ ）と呼はれ
る現象により損傷を受けやずいということである。
この様な迷走アークは、電気エネルギーが、該エネルキ
ー発生の為に設計された水冷カソード自体以外の路ずし
に沿って生じるという事実に原因している。実際、シー
スとカソードとの間の電圧の測定により、多くの場合シ
ースの電位がカソードの電位に接近１．ていることが示
されている。
ー発生の為に設計された水冷カソード自体以外の路ずし
に沿って生じるという事実に原因している。実際、シー
スとカソードとの間の電圧の測定により、多くの場合シ
ースの電位がカソードの電位に接近１．ていることが示
されている。
この様な「迷走アーク」を抑制する種々の試みか成され
たが、これらの試みは、シースを介し７てカソードとア
ノードとの間に通路の抵抗を増すことにｌｉＪ Ｉｊら
れていた。この様な試みの中には、シース−１−に耐熱
性被覆を供給することか含まれるが、この様な被覆は熱
衝撃を受け、従って十分に満足のいくものではない。
たが、これらの試みは、シースを介し７てカソードとア
ノードとの間に通路の抵抗を増すことにｌｉＪ Ｉｊら
れていた。この様な試みの中には、シース−１−に耐熱
性被覆を供給することか含まれるが、この様な被覆は熱
衝撃を受け、従って十分に満足のいくものではない。
従って、木発＋！１１ Ｎの知る限りでは、外側７−ス
は、迷走アークによってその中に燃焼による孔の形成を
受けやすい結果となって、この問題は未解決になってい
る。この様な孔が形成されると、全電極アッセンブリか
使用不能となり、冷却か無くなる結果周囲の熱に弱くな
る。その結果、全電極アッセンブリは、７常、補修でき
ない程損傷を受け、あるいは全面的な補修が必要となる
。
は、迷走アークによってその中に燃焼による孔の形成を
受けやすい結果となって、この問題は未解決になってい
る。この様な孔が形成されると、全電極アッセンブリか
使用不能となり、冷却か無くなる結果周囲の熱に弱くな
る。その結果、全電極アッセンブリは、７常、補修でき
ない程損傷を受け、あるいは全面的な補修が必要となる
。
本発明の目的は、上述の様にそれ程成功ｊ７なかった水
冷導電性シースの電気絶縁を用いることなく、この問題
を解決することである。
冷導電性シースの電気絶縁を用いることなく、この問題
を解決することである。
この明細書において、「高融点」という用Ｓハを材料に
ついて用いた場合、材料か適当な高温特性を有する、ず
なイつち２０００℃以下では融解または昇華しないこと
を意味する。この用語は融解ではなく昇華する材料にも
拡大して用いることにする。
ついて用いた場合、材料か適当な高温特性を有する、ず
なイつち２０００℃以下では融解または昇華しないこと
を意味する。この用語は融解ではなく昇華する材料にも
拡大して用いることにする。
本発明によれは、水冷金属シース内にそれからｔｊｊＩ
Ｆされて配置された水冷電極を有して成り、自由端に１
１月」を有する様にシースと電極間にガス流路か形成さ
れているプラズマ発生電極アッセンブリにおいて、ソー
スは、少くともその外表面の相当；１１Ｓ分十、に、直
接ノースへよりも自体に迷走アークを引きつりる為に用
いられる高融点導電層を有（７、高融点導電層の厚さは
迷走アークによりその中に発生した熱エネルギーを分散
させることを特徴とするアッセンブリか提供される。
Ｆされて配置された水冷電極を有して成り、自由端に１
１月」を有する様にシースと電極間にガス流路か形成さ
れているプラズマ発生電極アッセンブリにおいて、ソー
スは、少くともその外表面の相当；１１Ｓ分十、に、直
接ノースへよりも自体に迷走アークを引きつりる為に用
いられる高融点導電層を有（７、高融点導電層の厚さは
迷走アークによりその中に発生した熱エネルギーを分散
させることを特徴とするアッセンブリか提供される。
本発明の他の特徴は、高融点導電層を適当なりラファイ
ト材料から形成すること、特に層をシースの外表面に実
質的に電気的に接触して保持された非中空グラフアイＩ
Ｊ料の場合より割られた予備成形スリーブから形成する
ことである。
ト材料から形成すること、特に層をシースの外表面に実
質的に電気的に接触して保持された非中空グラフアイＩ
Ｊ料の場合より割られた予備成形スリーブから形成する
ことである。
外表面と導電性シースとの間の接触の程度は、大部分環
境に依存し、用途ことに変わる。従って、多くの場合、
良好な電気１ｒ）接触は、一端のみにおいて、たとえば
迷走アークにより層に伝わる電気エネルギーを発散させ
る為にカソードアッセンブリの自由端から遠い端におい
て、形成ずれは十分である。この場合、層自体とシース
外表面との間の内アークかＩ＋ｑとシースとの間に直接
接触かない領域で生１じない株に注意しなけれはならな
い。
境に依存し、用途ことに変わる。従って、多くの場合、
良好な電気１ｒ）接触は、一端のみにおいて、たとえば
迷走アークにより層に伝わる電気エネルギーを発散させ
る為にカソードアッセンブリの自由端から遠い端におい
て、形成ずれは十分である。この場合、層自体とシース
外表面との間の内アークかＩ＋ｑとシースとの間に直接
接触かない領域で生１じない株に注意しなけれはならな
い。
本発明は、スリーブが協働するシースの外径より実質１
１４に大きい内径を有するスリーブを供給すること、お
よびその様なソースとスリーブとの間に中間充填された
、要ずれば固化しうる導電性４：、１料層を供給するこ
とも意図している。この様なイ」料はクラファイト組成
物を基礎としていてよい。
１４に大きい内径を有するスリーブを供給すること、お
よびその様なソースとスリーブとの間に中間充填された
、要ずれば固化しうる導電性４：、１料層を供給するこ
とも意図している。この様なイ」料はクラファイト組成
物を基礎としていてよい。
使用時には、スリーブまたは層は消耗することになり、
この様な場合スリーブまたは層をシース外表面に対して
移動可能にすることができるのでスリーブまたは層を外
側シースのド方に移動し、あるいは軸位置を調整し、電
極アッセンブリの作業端を適り月こ保護することができ
る。
この様な場合スリーブまたは層をシース外表面に対して
移動可能にすることができるのでスリーブまたは層を外
側シースのド方に移動し、あるいは軸位置を調整し、電
極アッセンブリの作業端を適り月こ保護することができ
る。
本発明は史に、非消耗プラズマ発生’ｔ’ｌ（極アッセ
ンブリと組み合せて、１−述のアッセンブリを規定する
のに用いるチ備成形要素を提供する。
ンブリと組み合せて、１−述のアッセンブリを規定する
のに用いるチ備成形要素を提供する。
発明をより詳しく説明する為（乙添付図面を参照して一
態様について説明する。
態様について説明する。
第１図（Ａ、本発明により保護されたプラズマ発生電極
アッセンブリの長手方向断面図、および第２図は、本発
明により提供される長平方向に割られたクラファイトス
リーブの一形状の斜視図である。
アッセンブリの長手方向断面図、および第２図は、本発
明により提供される長平方向に割られたクラファイトス
リーブの一形状の斜視図である。
まず第１図において、通常の水冷型のプラズマ発生カソ
ードアッセンブリは、水冷カソード］を有し、該カソー
ドは水冷外側シース２内に同軸的（乙 （７かしそねか
らは離されて配置されている。
ードアッセンブリは、水冷カソード］を有し、該カソー
ドは水冷外側シース２内に同軸的（乙 （７かしそねか
らは離されて配置されている。
カソードとシーＩ・との間に形成された断面環状の通路
か、必・汐なガス流路を供給］７、カソードおよ０・シ
ースの１−１山端４および５それぞれは、外側通路の所
定の形状、従ってガンからの必要なガス流をり、える様
な形状にすることかできる。
か、必・汐なガス流路を供給］７、カソードおよ０・シ
ースの１−１山端４および５それぞれは、外側通路の所
定の形状、従ってガンからの必要なガス流をり、える様
な形状にすることかできる。
カソードおよび水ン令シースは、当該技術分野で知られ
ている様に、導電金属材料、有利にはそれぞれ酸化ｌ・
リウム化タングステンおよび銅（または両者の組み合せ
）により作られる。
ている様に、導電金属材料、有利にはそれぞれ酸化ｌ・
リウム化タングステンおよび銅（または両者の組み合せ
）により作られる。
迷走アークにより生ずる外側シースの損傷の可能性を排
除する為、シース上にうまく適合する様にＩＪＩ Ｉさ
れた非中空グラファイト］ｌ；Ｉ料製スリーフロを供給
する。不発明のこの特定の態様では、スリーブはクラフ
ァ１１・の非中空円筒ピースを加工した単一ピースと１
．て作られている。明らかに、；！ｊ’ｊ差は、スリー
ブか受ける電気的および熱的エネルギーがシースへの損
傷を避ける様に十分大きい面積でシースへ消散させる為
、グラファイトの１−分に大きい面積がシース外表面に
１シ触する様にさ、ｌする。
除する為、シース上にうまく適合する様にＩＪＩ Ｉさ
れた非中空グラファイト］ｌ；Ｉ料製スリーフロを供給
する。不発明のこの特定の態様では、スリーブはクラフ
ァ１１・の非中空円筒ピースを加工した単一ピースと１
．て作られている。明らかに、；！ｊ’ｊ差は、スリー
ブか受ける電気的および熱的エネルギーがシースへの損
傷を避ける様に十分大きい面積でシースへ消散させる為
、グラファイトの１−分に大きい面積がシース外表面に
１シ触する様にさ、ｌする。
グラフアイ１−スリーブの厚さは、適当に選択さ、１１
、スリーブの厚さの最適値または最少値を決めるために
最適化または他の計算は行っていないか、好ましくは５
〜２５脆（またはそれ以」二）の厚さが、所望の効果を
５．え、より大きいプラズマ発生電極アッセンブリには
もつと厚いスリーブも用いられる。
、スリーブの厚さの最適値または最少値を決めるために
最適化または他の計算は行っていないか、好ましくは５
〜２５脆（またはそれ以」二）の厚さが、所望の効果を
５．え、より大きいプラズマ発生電極アッセンブリには
もつと厚いスリーブも用いられる。
スリーブは、図示されている様に、シースの実質的に中
空でないノズル末端より短いところで終わっていてよい
が、符号７をイ・１した破線で描ん・れている様にスリ
ーブ外表面の先端を越えて、あるいは先端まで延ひてい
てよい。実際、その先端の端面または部分をスリーブ側
面により被覆する必要があることもあり、その様な設計
は符号８を付（７た破線で示されているか、これも本発
明の範囲に入る。
空でないノズル末端より短いところで終わっていてよい
が、符号７をイ・１した破線で描ん・れている様にスリ
ーブ外表面の先端を越えて、あるいは先端まで延ひてい
てよい。実際、その先端の端面または部分をスリーブ側
面により被覆する必要があることもあり、その様な設計
は符号８を付（７た破線で示されているか、これも本発
明の範囲に入る。
本発明に従って行った実用試験では、非消耗性水冷型で
、銅製水冷シースを有する従来のプラズマ発生電極アッ
センブリに、−１−述のクラファイＩ・スリーブを供給
［７た。迷走アークは、柔軟なケーブルによりアノード
に接続された導電性金属針を用いて人工ぼ・Ｊに誘起し
た。スリーブ側面」−に完全な短絡が作られた時でさえ
、電極アッセンブリには全く損傷はなかった。
、銅製水冷シースを有する従来のプラズマ発生電極アッ
センブリに、−１−述のクラファイＩ・スリーブを供給
［７た。迷走アークは、柔軟なケーブルによりアノード
に接続された導電性金属針を用いて人工ぼ・Ｊに誘起し
た。スリーブ側面」−に完全な短絡が作られた時でさえ
、電極アッセンブリには全く損傷はなかった。
」−述したクラファイトスリーブを有する特定の電極ア
ッセンブリには多くの変更を加え得ることは容易に理解
される。特に、スリーブを長手方向に割ると、水冷導電
シースの外表面に接触する様に非中空グラファイトピー
スを正確に加工しなりればならない場合に生ずる困難を
解消することができる。従って、第２図に示した型の長
手方向スリットをイ］するスリーブが考えられ、このス
リーブでは、２個の半割体９は長手方向に廷びたエツジ
１０を有し、該エツジは、相互に協働する様にさねはぎ
にされ、断面に段差を有するスリットを与える。
ッセンブリには多くの変更を加え得ることは容易に理解
される。特に、スリーブを長手方向に割ると、水冷導電
シースの外表面に接触する様に非中空グラファイトピー
スを正確に加工しなりればならない場合に生ずる困難を
解消することができる。従って、第２図に示した型の長
手方向スリットをイ］するスリーブが考えられ、このス
リーブでは、２個の半割体９は長手方向に廷びたエツジ
１０を有し、該エツジは、相互に協働する様にさねはぎ
にされ、断面に段差を有するスリットを与える。
適当な導電材料、たとえばグラファイトまたは他のカー
ボン材料の同化性混合物を電極アッセンブリの水冷導電
性シース表面に塗布することも含め、多くの他の可能な
態様も本発明の範囲に入る。
ボン材料の同化性混合物を電極アッセンブリの水冷導電
性シース表面に塗布することも含め、多くの他の可能な
態様も本発明の範囲に入る。
また、シースの外表面へ高融点導電性材料の近接して置
かれた、直つすぐな、円形の、またはら旋状の一連のス
トリップを供給しても十分である。
かれた、直つすぐな、円形の、またはら旋状の一連のス
トリップを供給しても十分である。
この様な場合、間隔はストリップの有効性に明らかに影
響する。
響する。
以」−の様に、本発明は、迷走アークによる水冷プラズ
マ発生電極アッセンブリの外側シースへの損傷を防止す
る有用で、簡単でかつ経済的な方法および手段を提供す
るものである。加えて、本発明はシース表面に低熱伝導
性層を供給するものであり、これは、銅表面に実際伝え
られる熱が少くなることを意味する。その結果、シース
冷却の必要性が少なくなる。
マ発生電極アッセンブリの外側シースへの損傷を防止す
る有用で、簡単でかつ経済的な方法および手段を提供す
るものである。加えて、本発明はシース表面に低熱伝導
性層を供給するものであり、これは、銅表面に実際伝え
られる熱が少くなることを意味する。その結果、シース
冷却の必要性が少なくなる。
第１図は、本発明により保護されたプラズマ発生電極ア
ッセンブリの長手方向断面図、および第２図は、本発明
により提供される長手方向に割られたグラファイトスリ
ーブの一形状の斜視図である。 １・・・水冷カソード、２・・・水冷外側シース、３・
・・通路、４・・・カソード自由端、５・・・シース自
出端、６・・・スリーブ、９・・・半割体、１０・・・
エツジ。 特許出願人 力ランシル・フォー・ミネラル・チクノロ
シイ化 理 人 弁理士前出 葆 外２名５０４−
ッセンブリの長手方向断面図、および第２図は、本発明
により提供される長手方向に割られたグラファイトスリ
ーブの一形状の斜視図である。 １・・・水冷カソード、２・・・水冷外側シース、３・
・・通路、４・・・カソード自由端、５・・・シース自
出端、６・・・スリーブ、９・・・半割体、１０・・・
エツジ。 特許出願人 力ランシル・フォー・ミネラル・チクノロ
シイ化 理 人 弁理士前出 葆 外２名５０４−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水冷金属シース内にそれから離されて配置された水
冷電極を有して成り、自由端に出口を有する様にシース
と電極間にガス流路が形成されているプラズマ発生電極
アッセンブリにおいて、シースは、少くともその外表面
の相当部分上に、直接シースへよりも自体に迷走アーク
を引きつける為に用いられる高融点導電層を有し、高融
点導電層の厚さは迷走アークによりその中に発生した熱
エネルギーを分散させることを特徴とするアッセンブリ
。 ２、高融点導電層が適当なグラファイト材料から作られ
ている第１項記載のアッセンブリ。 ３、層は、シースの外表面に実質的に電気的に接触して
保持された非中空グラファイト材料の予備成形スリーブ
から成る第２項記載のアッセンブリ。 ４、スリーブが長手方間に割られている第３項記載のア
ッセンブリ。 ５、該導電層がソース表面の選択された部分」二にのみ
存在する第１〜４項のいずれかに記載のアッセンブリ。 ６、該導電層が、少くとも一部分において、シースに接
触している同化可能材料から成る第１〜５項のいずれか
に記載のアッセンブリ。 ７、該導電層がシース上の適当位置へ軸方向に調節可能
である第１〜６項のいずれかに記載のアッセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA821468 | 1982-03-05 | ||
| ZA82/1468 | 1982-03-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223300A true JPS58223300A (ja) | 1983-12-24 |
Family
ID=25575943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58036526A Pending JPS58223300A (ja) | 1982-03-05 | 1983-03-05 | 水冷プラズマ発生装置の保護 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223300A (ja) |
| AU (1) | AU1208283A (ja) |
| DE (1) | DE3307308A1 (ja) |
| FR (1) | FR2522916A1 (ja) |
| ZW (1) | ZW5683A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3435680A1 (de) * | 1984-09-28 | 1986-04-03 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Plasmabrenner |
| DE19817072A1 (de) * | 1998-04-17 | 1999-11-11 | Driescher Spezialfab Fritz | Steuerteil für eine Durchführung eines metallischen Leiters |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR80463E (fr) * | 1955-07-26 | 1963-05-03 | Union Carbide Corp | Procédé et appareil pour le travail à l'arc |
| GB929760A (en) * | 1958-05-29 | 1963-06-26 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to arc torches |
| DE2422322C3 (de) * | 1974-05-09 | 1980-03-13 | Vsesojuznyj Nautschno-Issledovatelskij Proektno-Konstruktorskij I Technologitscheskij Institut Elektrosvarotschnogo Oborudovanija, Leningrad (Sowjetunion) | Elektrode für einen Plasmabrenner |
-
1983
- 1983-03-02 ZW ZW56/83A patent/ZW5683A1/xx unknown
- 1983-03-02 DE DE19833307308 patent/DE3307308A1/de not_active Ceased
- 1983-03-04 FR FR8303567A patent/FR2522916A1/fr not_active Withdrawn
- 1983-03-05 JP JP58036526A patent/JPS58223300A/ja active Pending
- 1983-03-07 AU AU12082/83A patent/AU1208283A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZW5683A1 (en) | 1983-06-01 |
| FR2522916A1 (fr) | 1983-09-09 |
| AU1208283A (en) | 1983-09-08 |
| DE3307308A1 (de) | 1983-09-15 |
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