JPS59180989A - プラズマア−ク加熱装置 - Google Patents
プラズマア−ク加熱装置Info
- Publication number
- JPS59180989A JPS59180989A JP5485383A JP5485383A JPS59180989A JP S59180989 A JPS59180989 A JP S59180989A JP 5485383 A JP5485383 A JP 5485383A JP 5485383 A JP5485383 A JP 5485383A JP S59180989 A JPS59180989 A JP S59180989A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma arc
- magnetic field
- plasma
- arc
- power source
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- Pending
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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】
本発明は、電磁力作用を利用して形状あるいは運動が制
御されているプラズマアークを用いた加熱装置に関する
。
御されているプラズマアークを用いた加熱装置に関する
。
プラズマアークは容易にエネルギーの高密度状態が実現
できるので、切断、溶接、肉盛、溶射などの加工に広く
利用されておシ、また金属等の溶解、精錬や製錬反応の
熱源としても用いられている。この際、プラズマアーク
の電気磁気的性質を利用して、プラズマアークに外部よ
り磁界を作用させて、その形状あるいは運動を制御する
ことが可能であシ、これまでに種々の制御法が考案され
ている。
できるので、切断、溶接、肉盛、溶射などの加工に広く
利用されておシ、また金属等の溶解、精錬や製錬反応の
熱源としても用いられている。この際、プラズマアーク
の電気磁気的性質を利用して、プラズマアークに外部よ
り磁界を作用させて、その形状あるいは運動を制御する
ことが可能であシ、これまでに種々の制御法が考案され
ている。
第１図は従来考案されている回転プラズマアークによる
加熱装置の例を示した概念図である。装置はプラズマア
ーク８を発生させるだめの中空電極１および２、プラズ
マアーク用電源３、プラズマアークに作用する磁界を発
生するだめのソレノイド型伊界コイ）ｖ５および６、磁
界電源７よシ構成されている。プラズマ化すべきガスは
ガス導入口４よシ導入され、プラズマアーク８を形成し
高温電離状態で、プラズマ炎９となシ噴出する。プラズ
マアークは磁界発生コイルが作シ出す磁界中に発生する
ので、アーク電流と磁界強度のベクトル積で与えられる
電磁力がアークに作用し、プラズマアークは中空円筒内
部で円周方向に回転する。
加熱装置の例を示した概念図である。装置はプラズマア
ーク８を発生させるだめの中空電極１および２、プラズ
マアーク用電源３、プラズマアークに作用する磁界を発
生するだめのソレノイド型伊界コイ）ｖ５および６、磁
界電源７よシ構成されている。プラズマ化すべきガスは
ガス導入口４よシ導入され、プラズマアーク８を形成し
高温電離状態で、プラズマ炎９となシ噴出する。プラズ
マアークは磁界発生コイルが作シ出す磁界中に発生する
ので、アーク電流と磁界強度のベクトル積で与えられる
電磁力がアークに作用し、プラズマアークは中空円筒内
部で円周方向に回転する。
この考案装置では、アーク点が回転移動するため、電極
の局所的過熱溶損が抑えられ、電株寿命が長く、長期間
使用しても安定な加熱が可能である。
の局所的過熱溶損が抑えられ、電株寿命が長く、長期間
使用しても安定な加熱が可能である。
しかしながら一方、プラズマアーク電源の他に、磁界発
生のだめの新たな電源を付設せねば々らないという欠点
を有している。前述の例に限らず、従来のプラズマアー
クの磁界制御を伴う加熱装置。
生のだめの新たな電源を付設せねば々らないという欠点
を有している。前述の例に限らず、従来のプラズマアー
クの磁界制御を伴う加熱装置。
はいずれも同様の欠点を有している。
本発明は、上述の欠点を解消することを目的として、磁
界発生回路をプラズマアーク発生用電極と電気的に直列
に接続し、プラズマアークを形成した電流をそのまま磁
界発生のための電流源として利用することを計ったもの
である。このことによシ、本発明の装置は、磁界発生用
電源の付設々しに磁界制御されたプラズマアークの発生
を可能にすることができる。
界発生回路をプラズマアーク発生用電極と電気的に直列
に接続し、プラズマアークを形成した電流をそのまま磁
界発生のための電流源として利用することを計ったもの
である。このことによシ、本発明の装置は、磁界発生用
電源の付設々しに磁界制御されたプラズマアークの発生
を可能にすることができる。
第２図は本発明による装置の一例を示す概念図である。
１および２は中空電極、３はプラズマアーク発生用電源
、５および６は中空電極をとシ１く磁界発生用コイルで
ある。第１図と同様にプラズマ化すべきガスはガス導入
口４よシ導入されプラズマアーク８を形成しプラズマ炎
９となシ噴出する。図に示すように磁界発生用コイル５
，６はプラズマアーク発生のだめの電気回路の一部をな
すよう電極と電気的に直列に接続されているので、プラ
ズマアーク発生と同時にプラズマアーク空間に作用磁界
が作られプラズマアークが第１図の場合と同様に回転し
、磁界発生のための特別な電源を付設することなしに磁
界制御されたプラズマアークが得られる。第２図におい
ては磁界発生用コイル５と６を直列に接続しているが、
５と６のコイル部分のみを並列に接続しても原理的に同
じ効果が得られることは明らかである。
、５および６は中空電極をとシ１く磁界発生用コイルで
ある。第１図と同様にプラズマ化すべきガスはガス導入
口４よシ導入されプラズマアーク８を形成しプラズマ炎
９となシ噴出する。図に示すように磁界発生用コイル５
，６はプラズマアーク発生のだめの電気回路の一部をな
すよう電極と電気的に直列に接続されているので、プラ
ズマアーク発生と同時にプラズマアーク空間に作用磁界
が作られプラズマアークが第１図の場合と同様に回転し
、磁界発生のための特別な電源を付設することなしに磁
界制御されたプラズマアークが得られる。第２図におい
ては磁界発生用コイル５と６を直列に接続しているが、
５と６のコイル部分のみを並列に接続しても原理的に同
じ効果が得られることは明らかである。
第３図は本発明による他の実施例を示す概念図である。
第３図においては１ｏは陰極を形成する電極、１１は陽
極を形成する水冷ノズル、５は水冷ノズルを取巻いて配
置されている磁界発生用コイル、３はプラズマアーク電
源、１２は絶縁物である。ガス導入口４よシ導入された
ガスはプラズマアーク８を形成し、高温電離状態でプラ
ズマジェット９となシ啜出する。図に示す如く、磁界発
生用コイル３がプラズマアーク発生のだめの電気回路の
一部と々っているため、陰極と陽極間にプラズマアーク
が発生すると同時にプラズマアーク空間に磁界が作られ
、この磁界がプラズマアークと作用して、プラズマアー
クは回転運動を始めアーク陽極点は水冷ノズルの内面円
周上を回転移動する。
極を形成する水冷ノズル、５は水冷ノズルを取巻いて配
置されている磁界発生用コイル、３はプラズマアーク電
源、１２は絶縁物である。ガス導入口４よシ導入された
ガスはプラズマアーク８を形成し、高温電離状態でプラ
ズマジェット９となシ啜出する。図に示す如く、磁界発
生用コイル３がプラズマアーク発生のだめの電気回路の
一部と々っているため、陰極と陽極間にプラズマアーク
が発生すると同時にプラズマアーク空間に磁界が作られ
、この磁界がプラズマアークと作用して、プラズマアー
クは回転運動を始めアーク陽極点は水冷ノズルの内面円
周上を回転移動する。
第４図は本発明の別の実施例の概念図である。
１３は陰極を形成する中空電極、１１は水冷ノズル、５
は水冷ノズルを取巻いて配置されている磁界発生用コイ
ル、３はプラズマアーク用電源、１２はＰ３縁物、１４
は陽極を形成する被加熱体であるガス導入口４よシ導入
されたガスはプラズマアーク８を形成するが、被加熱体
１４に到る途中で水冷ノズルによシ周囲の冷却を受は安
定化する。本実施例においても電極と磁界発生用コイル
とが電気的に直列に接続されているので、プラズマアー
ク発生と同時にアーク陰極点が存在する空間に磁界が作
られ、この磁界とプラズマアークとの作用で陰極点が陰
極面上を回転移動する。第４図においては陰極として中
空で慣通した穴を有するものを用いた例を示しているが
、カップ形状の電極を用いることも可能であシ、更に水
冷ノズルを用いない々どの種々の変形も可能である。
は水冷ノズルを取巻いて配置されている磁界発生用コイ
ル、３はプラズマアーク用電源、１２はＰ３縁物、１４
は陽極を形成する被加熱体であるガス導入口４よシ導入
されたガスはプラズマアーク８を形成するが、被加熱体
１４に到る途中で水冷ノズルによシ周囲の冷却を受は安
定化する。本実施例においても電極と磁界発生用コイル
とが電気的に直列に接続されているので、プラズマアー
ク発生と同時にアーク陰極点が存在する空間に磁界が作
られ、この磁界とプラズマアークとの作用で陰極点が陰
極面上を回転移動する。第４図においては陰極として中
空で慣通した穴を有するものを用いた例を示しているが
、カップ形状の電極を用いることも可能であシ、更に水
冷ノズルを用いない々どの種々の変形も可能である。
以下に、本発明実施による具体的効果を第３図に示した
装置を用いて説明する。
装置を用いて説明する。
プラズマ条件 ガス供給量 １０〜１５ Ｎ７／ｍ１
ｎ（Ａｒ）プラズマアーク電流 １００〜５００Ａ プラズマアーク電圧 １５〜２０Ｖ 磁界発生用コイル形状 ５巻ソレノイド状コイル（水冷銅バイブ使用）上記条件
によシ発生するプラズマアークは、プラズマアーク着火
と同時に水冷ノズル内で回転し、その回転速度は上記電
流範囲で２０００〜５０００ｒｐｓあった。１時間の連
続運転の後水冷ノズルの内面の状態を調査したが、目立
った損傷は認められなかった。磁界発生用コイルにおけ
る電位降下は５００Ａ電流時でも１■以下でアシ、磁界
発生コイルをプラズマ電源に接続することによる負荷増
加以上のように、この発明による加熱装置は、従来のも
のにくらべ通常のプラズマアーク発生装置に特別の電源
を付設することなしに磁界制御されたプラズマアークを
得ることのできる合理的な装置である。
ｎ（Ａｒ）プラズマアーク電流 １００〜５００Ａ プラズマアーク電圧 １５〜２０Ｖ 磁界発生用コイル形状 ５巻ソレノイド状コイル（水冷銅バイブ使用）上記条件
によシ発生するプラズマアークは、プラズマアーク着火
と同時に水冷ノズル内で回転し、その回転速度は上記電
流範囲で２０００〜５０００ｒｐｓあった。１時間の連
続運転の後水冷ノズルの内面の状態を調査したが、目立
った損傷は認められなかった。磁界発生用コイルにおけ
る電位降下は５００Ａ電流時でも１■以下でアシ、磁界
発生コイルをプラズマ電源に接続することによる負荷増
加以上のように、この発明による加熱装置は、従来のも
のにくらべ通常のプラズマアーク発生装置に特別の電源
を付設することなしに磁界制御されたプラズマアークを
得ることのできる合理的な装置である。
第１図は従来の磁界制御プラズマアーク加熱装置の概念
を示す断面図、第２図、第３図、および第４図は本発明
の実施例を概念的に示す断面図である。 図面で８はプラズマアーク、９はプラズマ炎、１．２は
プラズマアークを発生させる中空電極、３はプラズマア
ーク用電源、７は磁界を源、５゜６は磁界コイルである
。 出願人 新日本製鐵株式会社
を示す断面図、第２図、第３図、および第４図は本発明
の実施例を概念的に示す断面図である。 図面で８はプラズマアーク、９はプラズマ炎、１．２は
プラズマアークを発生させる中空電極、３はプラズマア
ーク用電源、７は磁界を源、５゜６は磁界コイルである
。 出願人 新日本製鐵株式会社
Claims (1)
- プラズマアークの超高温を利用する加熱装置において、
プラズマアークを発生するための電極と電気回路装置、
およびプラズマアークに作用させるだめの磁界発生回路
の組合せからなシ、電極と磁界発生回路が電気的に直列
に接続されることを特徴とするプラズマアーク加熱装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485383A JPS59180989A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | プラズマア−ク加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485383A JPS59180989A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | プラズマア−ク加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59180989A true JPS59180989A (ja) | 1984-10-15 |
Family
ID=12982146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5485383A Pending JPS59180989A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | プラズマア−ク加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59180989A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005325452A (ja) * | 2000-06-14 | 2005-11-24 | Sulzer Metoco Ag | シリンダバレル表面を形成する表面層、シリンダバレル表面に適した溶射粉末、及びシリンダバレル表面層を形成する方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551281A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-14 | Ulvac Corp | Arc melting furnace |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP5485383A patent/JPS59180989A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551281A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-14 | Ulvac Corp | Arc melting furnace |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005325452A (ja) * | 2000-06-14 | 2005-11-24 | Sulzer Metoco Ag | シリンダバレル表面を形成する表面層、シリンダバレル表面に適した溶射粉末、及びシリンダバレル表面層を形成する方法 |
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