KR100224641B1

KR100224641B1 - 플라즈마 아크 토치

Info

Publication number: KR100224641B1
Application number: KR1019970041172A
Authority: KR
Inventors: 박현서; 이환노; 김형진; 지용해
Original assignee: 이해규; 삼성중공업주식회사
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19990018079A

Abstract

양전극 냉각장치의 구조가 개선된 플라즈마 아크 토치에 관하여 개시된다. 개시된 플라즈마 아크 토치는: 케이스 내부에 마련된 음전극과 양전극 사이에서 발생되는 전기적 아크로써 가스를 가열하여 플라즈마를 형성시키는 플라즈마 아크 토치에 있어서; 상기 양전극과 케이스의 사이에는 양전극의 내부에 자기장을 발생시키는 솔레노이드 코일 뭉치를 포함한 원통형상의 중간통체가 설치되며, 상기 중간통체는 양전극의 외측면과 소정의 간격을 유지하여 양극냉각수 통로를 형성하고 케이스의 내측면과 소정의 간격을 유지하여 냉각수 회수로를 형성하며, 양극냉각수 통로의 하단과 냉각수 회수로의 하단이 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 상기 솔레노이드 코일 뭉치는; 원통형상의 내측부재와, 내측부재의 외측면에 감겨지는 솔레노이드 코일과, 솔레노이드 코일의 외측에 마련되는 외측부재를 포함하여 된 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 아크 토치는 양전극의 냉각성능을 높일 수 있고, 이에 따라 양전극의 수명이 증대되며, 또한 솔레노이드 코일의 제조비용이 감소하고, 그 수명이 증대되는 효과가 있다.

Description

플라즈마 아크 토치

본 발명은 음전극과 양전극 사이에서 발생되는 전기적 아크로써 가스를 가열하여 플라즈마를 형성시키는 플라즈마 아크 토치(Plasma arc torch)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양전극 냉각장치의 구조가 개선된 플라즈마 아크 토치에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 아크 토치는 음전극과 양전극을 포함하며, 음전극과 양전극 사이에서 발생되는 전기적 아크로써 가스를 가열하여 플라즈마를 형성시키는 장치이다. 플라즈마는 고온, 고엔탈피 특성을 가지므로 통상적으로 유해폐기물처리, 플라즈마 용사, 다이아몬드 필름 형성, 금속가공 등의 작업에 이용된다.

플라즈마는 본래 바다에 무한히 많이 존재하는 중수소를 이용하여 핵융합을 일으킬 목적으로 미국과 소련을 중심으로 많이 연구되어 오고 있었던 것으로서, 1970년대의 두차례에 걸친 에너지 파동 이후 각분야에서 에너지절약 방안의 하나로 전기에너지에서 열에너지로의 전환효율이 80% 이상에 달하는 플라즈마 프로세스가 각광을 받게 되었다. 플라즈마는 근접된 음전극과 양전극 사이에서 고주파에 의해 발생된 전기 아크의 국부적인 고열에 의하여 단원자 가스 Ar, He 등이 전리되어 형성되며, 보다 강한 전력을 사용하면 이원자 가스인 N₂, H₂, O₂가스가 해리되고 전리되어 플라즈마 상태로 된다.

플라즈마 발생열은 수십만도에 이르는 것도 있으나, 핵융합 목적 이외의 분야에 이용되는 것은 수천도에서 만도 이상에 이르며, 특히 금속 공업에 이용되는 플라즈마로는 5,000~10,000。K의 온도 범위가 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 아크 토치의 단면도로서 이에 따르면, 상술한 특성을 가지는 종래의 플라즈마 아크 토치는 그 내부에 음전극(Cathode, 120)과 양전극(Anode, 140)이 설치된다. 음전극(120)은 플라즈마 아크 토치 내부의 일단에 설치되며, 양전극(140)은 원통형상을 가지고 그 타단, 즉 플라즈마 토출단에 설치되어 노즐의 역할도 겸하게 된다. 또한, 상기 음전극(120)과 양전극(140) 사이에는 초기방전을 일으키는 중간전극(130)이 설치되며, 음전극(120)과 중전극(130)은 절연체로 절연되어 있다.

상기 음전극(120)과 중간전극(130) 사이에는 음전극(120)을 보호하기 위해 음극보호가스가 주입되며, 중간전극(130)과 양전극(140) 사이에는 플라즈마를 형성하기 위한 플라즈마 가스가 플라즈마 가스 통로(132)를 통해 주입된다. 그리고, 양전극(140)의 내부에 자기장을 발생시켜 양전극(140)의 내면에 접촉하는 아크를 원주방향으로 회전, 분산시키는 솔레노이드 코일(160)이 양전극(140)의 외측에 설치된다.

한편, 이상과 같은 구성을 가지는 플라즈마 아크 토치의 내부에서 발생되는 전기 아크 및 플라즈마의 온도는 수천도 이상의 고온이므로 특히, 노즐로 사용되는 양전극(140)은 아크와 플라즈마에 의해 용손 내지 마모된다. 이에 따라, 일반적으로 양전극(140)의 노즐 부분을 강제 순환식에 의해 수냉시킴으로써 전극의 소모를 줄이는 방법이 사용된다.

도 2는 도 1의 A-A 부위를 절단하여 그 아래부분의 양전극 냉각장치를 나타낸 사시도이다.

이에 따르면, 종래의 플라즈마 아크 토치의 양전극(140) 외주면에는 절연을 위한 절연체(150)가 설치되어 있고, 그 바깥쪽으로는 솔레노이드 코일(160)이 감겨져 있다. 상기 솔레노이드 코일(160)은 상술한 바와 같이 양전극(140)의 내부에 자기장을 발생시키는 역할을 함과 동시에 양전극(140)을 냉각시키는 냉각수 통로의 역할도 하게 된다. 즉, 솔레노이드 코일(160)은 내부에 중공부를 가진 파이프 형상의 도전체로서, 상기 중공부가 양극냉각수 통로(165)의 역할을 하게 된다. 따라서, 냉각수는 솔레노이드 코일(160)의 내부에 형성된 양극냉각수 통로(165)를 따라 양전극(140)의 주위를 돌아 나가며 양전극(140)을 냉각시키게 된다.

그런데, 이와 같은 구조를 갖는 종래의 양전극 냉각장치는, 솔레노이드 코일(160)의 내부에 형성된 양극냉각수 통로(165)의 단면적이 작게 되어 충분한 양의 냉각수를 통과시키는 데는 제한이 있으며, 한정된 단면적을 통해 많은 양의 냉각수를 통과시키기 위해서는 수압을 높여줄 필요가 있게 되는데, 이 경우에는 솔레노이드 코일(160)이 높은 수압에 견디지 못하고 파손되어 누수되는 현상도 발생하게 된다. 따라서, 충분한 양의 냉각수를 공급하지 못함으로 인해 그 냉각성능이 만족하지 못하게 되어 양전극의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 그리고, 솔레노이드 코일(160)이 냉각수와 직접 접촉하게 되어 부식이 발생하고, 이에 따라 그 수명이 단축되는 문제점이 있다. 또한, 내부에 양극냉각수 통로(165)가 형성된 파이프 형상의 솔레노이드 코일(160)의 제작에도 많은 원가가 투입되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 노즐로 사용되는 양전극을 냉각시키는 양전극 냉각장치의 구조와 형상을 개선하여 냉각성능을 높인 플라즈마 아크 토치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 플라즈마 아크 토치의 단면도,

도 2는 도 1의 A-A 부위를 절단하여 그 아래부분을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 아크 토치의 단면도,

도 4는 도 3의 B-B 부위를 절단하여 그 아래부분을 나타낸 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

120,320...음전극 130,330...중간전극

132,332...플라즈마 가스 통로 140...양전극

150...절연체 160...솔레노이드 코일

165...양극냉각수 통로 310...케이스

315a,315b...카바 321...음극보호가스 통로

331...냉각수 통로 341...상부양전극

342...인서트 343...하부양전극

345...양극냉각수 통로 346...냉각수 회수로

360...솔레노이드 코일 뭉치 361...솔레노이드 코일

362...코일 덮개 363...내측부재

364...외측부재 365...코일 받침대

366...코일 받침대 다리 369...실링부재

370...스페이서

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 플라즈마 아크 토치는: 케이스 내부의 일단에 설치된 음전극과, 상기 케이스 내부의 타단에 설치된 원통형상의 양전극과, 상기 음전극과 상기 양전극 사이에 설치되어 초기방전을 일으키는 중간전극과, 상기 양전극의 외측에 설치되어 상기 양전극의 내부에 자기장을 발생시키는 솔레노이드 코일을 포함하는 것으로, 상기 음전극과 상기 양전극 사이에서 발생되는 전기적 아크로써 가스를 가열하여 플라즈마를 형성시키는 플라즈마 아크 토치에 있어서; 상기 양전극과 상기 케이스의 사이에는 솔레노이드 코일 뭉치를 포함한 원통형상의 중간통체가 설치되며, 상기 중간통체는 상기 양전극의 외측면과 소정의 간격을 유지하여 양극냉각수 통로를 형성하고 상기 케이스의 내측면과 소정의 간격을 유지하여 냉각수 회수로를 형성하며, 상기 양극냉각수 통로의 하단과 상기 냉각수 회수로의 하단이 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 양전극은 상부양전극과 하부양전극 및 상기 상부양전극의 하단부와 상기 하부양전극의 상단부를 결합하는 인서트를 구비하며, 상기 중간통체는 상기 하부양전극의 외측에 설치되는 상기 솔레노이드 코일 뭉치와 상기 상부양전극의 외측에 설치되는 스페이서를 구비한 것이 바람직하다.

또한, 상기 솔레노이드 코일 뭉치는; 원통형상의 내측부재와, 상기 내측부재의 외측면에 감겨져 상기 양전극의 내부에 자기장을 발생시키는 솔레노이드 코일과, 상기 내측부재의 상단에 그 내주면이 결합된 링형상의 코일 덮개와, 상기 내측부재의 하단에 그 내주면이 결합되며 상기 솔레노이드 코일의 하단을 지지하는 링형상의 코일 받침대와, 상기 코일 덮개의 외주면에 그 상단이 결합되고 상기 코일 받침대의 외주면에 그 하단이 결합되는 원통형상의 외측부재를 구비하여 된 것이 바람직하다.

따라서, 양전극의 냉각성능을 높일 수 있고, 이에 따라 양전극의 수명이 증대되며, 또한 솔레노이드 코일의 제조비용이 감소하고, 그 수명이 증대된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 플라즈마 아크 토치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 아크 토치의 단면도이고, 도 4는 도 3의 B-B 부위를 절단하여 그 아래부분의 양전극 냉각장치를 나타낸 사시도이다.

도 3에 따르면 본 발명에 따른 플라즈마 아크 토치는 원통형의 케이스(310) 내부에 음전극(320)과 중간전극(330)과 양전극(341, 342, 343) 및 상기 전극들을 냉각시키기 위한 냉각수 계통(331, 345, 346)과 솔레노이드 코일 뭉치(360)를 포함한다.

상기 음전극(320)은 상기 양전극과의 사이에 아크를 발생시키는 역할을 하는 것으로 상기 케이스(310) 내부의 상단부에 설치된다. 음전극(320)은 냉각수에 의해 적정 온도로 유지되며, 그 주위에 설치된 음극보호가스 통로(321)를 통해 공급되는 음극보호가스에 의해 보호된다.

상기 중간전극(330)은 상기 음전극(320)의 하부에 설치되며, 그 사이에는 절연체가 설치된다. 상기 중간전극(330)은 상기 음전극(320)과 초기방전을 일으키는데 필요한 교류전원을 인가할 수 있도록 소정 간격 떨어져 있다. 상기 소정 간격 떨어져 형성된 틈을 통해 상기 음극보호가스가 공급된다. 또한, 상기 중간전극(330)을 적정 온도로 냉각시키기 위한 냉각수 통로(331)가 설치된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서의 플라즈마 아크 토치는 상기 양전극(341, 342, 343)이 상부양전극(341)과 하부양전극(343) 및 그 두 부분을 결합하는 인서트(342)로 구분되어 있다. 이러한 실시 형태는 본 발명의 단지 일 실시예에 불과한 것으로, 본 발명이 상기와 같은 형태의 플라즈마 아크 토치에 한정되는 것은 아니다.

상기 상부양전극(341)은 원통형상을 가지고 있으며, 상기 중간전극(330)의 하부에 설치되고, 그 사이에 플라즈마 가스를 주입하기 위한 틈을 형성하도록 소정의 간격을 두고 떨어져 있다. 상기 틈은 플라즈마 가스 통로(332)와 연결된다.

상기 하부양전극(343)은 원통형상을 가지며, 그 하부는 플라즈마 아크 토치의 선단부에 위치하여 노즐 역할을 하게 된다.

상기 인서트(342)는 링 형상을 가지는 것으로 상기 상부양전극(341)과 하부양전극(343)을 결합하는 역할을 한다.

이와 같이 분리된 구조의 양전극은 마모된 하부양전극(343)만 교체할 수 있으며, 또한 인서트(342)의 크기 조정으로 상부양전극(341)과 하부양전극(343)의 내경비를 적정한 비율로 용이하게 조정할 수 있다.

이러한 구조를 갖는 상기 양전극(341, 342, 343)은 그 수명을 증대시키고, 플라즈마의 특성을 향상시키기 위해 통상 냉각수를 그 주위에 순환시켜 상기 양전극(341, 342, 343)의 온도를 낮게 유지할 필요가 있게 된다.

본 발명의 특징부는 상술한 양전극의 냉각장치에 있다.

상기 양전극(341, 342, 343)과 상기 케이스(310)의 사이에는 중간통체가 설치된다. 상기 중간통체는 상기 하부양전극(343)의 외측에 설치되는 솔레노이드 코일 뭉치(360)와 상부양전극(341)의 외측에 설치되는 스페이서(370)를 구비한다. 상기 솔레노이드 코일 뭉치(360)와 상기 스페이서(370)는 양전극(341, 342, 343)의 외측면과 소정간격을 유지하여 양극냉각수 통로(345)를 형성한다. 또한, 상기 솔레노이드 코일 뭉치(360)와 상기 스페이서(370)는 상기 케이스(310)의 내측면과도 소정의 간격을 유지하여 냉각수 회수로(346)를 형성한다. 따라서, 상기 양극냉각수 통로(345)는 상기 양전극(341, 342, 343)의 외주면 전체를 둘러 싼 원통 형상을 가지며, 상기 냉각수 회수로(346)도 원통 형상으로 상기 케이스(310)의 내측면에 접하여 형성된다. 그리고, 상기 양극냉각수 통로(345)의 하단과 상기 냉각수 회수로(346)의 하단은 냉각수가 통과할 수 있도록 서로 연통되어 있다.

냉각수는 상기 양극냉각수 통로(345)의 상부로부터 공급되어 양전극(341, 342, 343)을 냉각시키고, 양극냉각수 통로(345)의 하단에서 서로 연통되어 있는 냉각수 회수로(346)를 통해 회수된다.

따라서, 상술한 형상을 갖는 양극냉각수 통로(345)는 종래에 비해 냉각수 통과 단면적이 넓게 되어 많은 양의 냉각수를 공급할 수 있게 되므로, 양전극(341, 342, 343)의 냉각성능을 향상시킬 수 있게 되어 양전극의 사용 수명을 증대시키게 된다.

그리고, 상기 스페이서(Spacer, 370)는 상부양전극(341) 부위의 양극냉각수 통로(345)와 상기 케이스(310)의 사이 공간에 설치되며, 비중이 적고 열전도율이 높은 재질이 사용된다. 상기 스페이서(370)는 양극냉각수 통로(345) 및 냉각수 회수로(346)의 보호 및 케이스(310)의 형태를 유지시키는 역할을 한다.

또한, 상기 하부양전극(343)의 외주면 하단부와 상기 케이스(310)의 하단부 사이에는 링 형상의 카바(315a, 315b)가 설치되어 하부양전극(343)과 케이스(310) 사이의 공간을 유지시킨다. 상기 카바(315a, 315b)의 상면에는 상기 양극냉각수 통로(345)로부터 상기 냉각수 회수로(346) 쪽으로 냉각수가 흐르게 된다.

상술한 구조를 가지는 플라즈마 아크 토치는 하부양전극(343)의 내주면에 상기 음전극(320)과의 사이에서 발생한 아크의 스폿(Spot)이 형성된다. 상기 아크는 하부양전극(343)의 내주면의 일정 부위에 집중하여 그 스폿을 형성하게 되므로, 그 부분의 하부양전극은 반경방향으로 계속하여 마모가 진행 되어 그 수명을 단축시키는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 감소시키기 위해 하부양전극(343)의 외측에는 자기장 발생수단으로서 주로 솔레노이드 코일(361)이 설치된다. 상기 솔레노이드 코일(361)은 하부양전극(343)의 내부에 자기장을 발생시켜 하부양전극(343)의 내면에 랜딩하는 아크를 원주방향으로 회전, 분산시키는 역할을 함으로써 상기 아크의 스폿이 집중되는 현상을 감소시킬 수 있게 된다.

상기 솔레노이드 코일(361)은 솔레노이드 코일 뭉치(360) 내부에 설치된다. 솔레노이드 코일 뭉치(360)는 상기 하부양전극(343) 외측면과 소정의 간격을 두고 설치되는 원통형상의 내측부재(363)를 가진다. 즉, 하부양전극(343)의 외측면과 상기 내측부재(363) 사이의 공간이 양극냉각수 통로(345)가 된다. 상기 내측부재(363)의 외측면에는 솔레노이드 코일(361)이 감겨져 하부양전극(343)의 내부에 자기장을 발생시킨다.

상기 내측부재(363)의 상단에는 코일 덮개(362)가 마련된다. 상기 코일 덮개(362)는 링형상으로 그 내주면이 상기 내측부재(363)의 상단과 결합된다. 상기 솔레노이드 코일(361)의 하단에는 솔레노이드 코일(361)을 지지하는 코일 받침대(365)가 설치된다. 상기 코일 받침대(365)는 링형상으로 그 내주면이 상기 내측부재(363)의 하단과 결합된다.

그리고, 상기 솔레노이드 코일(361)의 외측에는 원통형상의 외측부재(364)가 설치된다. 상기 외측부재(364)는 상기 케이스(310)의 내면과 소정 간격을 유지하여 냉각수 회수로(346)를 형성하며, 상기 외측부재(364)의 상단은 코일 덮개(362)의 외주면과 결합되고, 외측부재(364)의 하단은 코일 받침대(365)의 외주면과 결합된다.

이와 같이, 상기 솔레노이드 코일 뭉치(360)는 내측부재(363), 외측부재(364), 코일 덮개(362) 및 코일 받침대(365)에 의해 내부 공간을 갖는 원통형상을 갖게되고, 그 내부공간에 솔레노이드 코일(361)이 설치 된다.

그리고, 상기 솔레노이드 코일 뭉치(360)의 상부에는 상기 스페이서(370)가 설치되므로, 그 사이를 통해 냉각수가 누수되지 않도록 실링하는 실링부재(369)가 코일 덮개(362)의 상면과 스페이서(370)의 하단 사이에 설치된다.

또한, 상기 코일 받침대(365)의 하부에는 복수개의 코일 받침대 다리(366)가 형성되고, 상기 코일 받침대 다리(366)는 상기 카바(315a, 315b)의 상면에 놓이게 된다. 상기 코일 받침대 다리(366) 사이에는 공간이 형성되고, 이 공간을 통해 상기 양극냉각수 통로(345)의 하단과 상기 냉각수 회수로(346)의 하단이 연통되어 냉각수가 흐를수 있게 된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 솔레노이드 코일(361)은 냉각수 통로의 역할이 필요없게 된다. 종래의 경우에는 솔레노이드 코일이 냉각수 통로의 역할도 겸하게 되나, 본 발명에서는 별도의 양극냉각수 통로(345)가 마련되므로 솔레노이드 코일(361)은 단지 자기장 발생 수단으로서만 사용된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 솔레노이드 코일(361)의 형상은 종래의 파이프 형상의 솔레노이드 코일과 달리 단순한 와이어 형상을 가진다.

따라서, 본 발명에 따른 솔레노이드 코일(361)은 직접 냉각수와 접촉하지 않게 되므로 부식이 현저히 감소되어 수명이 증대되며, 파이프 형상이 아닌 단순한 와이어 형상으로 그 제조원가가 감소되는 효과가 있다.

첨부된 참조 도면에 의해 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 일 실시예에 불과하다. 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 바람직한 실시예를 충분히 이해하여 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태의 플라스마 아크 토치에도 구현할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 분리된 양전극을 갖는 원통형상의 플라즈마 아크 토치에 본 발명의 기술적 사상이 적용된 것이나, 종래의 일체형의 양전극을 갖는 다양한 형태의 플라즈마 아크 토치에도 적용될 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상에 의한 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 아크 토치는 양전극 냉각장치의 구조를 개선함으로써 양전극의 냉각성능을 높일 수 있고, 이에 따라 양전극의 수명이 증대되며, 또한 솔레노이드 코일의 제조비용이 감소하고, 그 수명이 증대되는 효과가 있다.

Claims

케이스 내부의 일단에 설치된 음전극과, 상기 케이스 내부의 타단에 설치된 원통형상의 양전극과, 상기 음전극과 상기 양전극 사이에 설치되어 초기방전을 일으키는 중간전극과, 상기 양전극의 외측에 설치되어 상기 양전극의 내부에 자기장을 발생시키는 솔레노이드 코일을 포함하는 것으로, 상기 음전극과 상기 양전극 사이에서 발생되는 전기적 아크로써 가스를 가열하여 플라즈마를 형성시키는 플라즈마 아크 토치에 있어서;

상기 양전극과 상기 케이스의 사이에는 솔레노이드 코일 뭉치를 포함한 원통형상의 중간통체가 설치되며, 상기 중간통체는 상기 양전극의 외측면과 소정의 간격을 유지하여 양극냉각수 통로를 형성하고 상기 케이스의 내측면과 소정의 간격을 유지하여 냉각수 회수로를 형성하며, 상기 양극냉각수 통로의 하단과 상기 냉각수 회수로의 하단이 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 토치.
제1항에 있어서,

상기 양전극은 상부양전극과 하부양전극 및 상기 상부양전극의 하단부와 상기 하부양전극의 상단부를 결합하는 인서트를 구비하며, 상기 중간통체는 상기 하부양전극의 외측에 설치되는 상기 솔레노이드 코일 뭉치와 상기 상부양전극의 외측에 설치되는 스페이서를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 토치.
제2항에 있어서,

상기 솔레노이드 코일 뭉치의 상단과 상기 스페이서의 하단과의 사이에는 냉각수가 누수되지 않도록 하는 실링부재가 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 토치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 솔레노이드 코일 뭉치는;

원통형상의 내측부재와, 상기 내측부재의 외측면에 감겨져 상기 양전극의 내부에 자기장을 발생시키는 솔레노이드 코일과, 상기 내측부재의 상단에 그 내주면이 결합된 링형상의 코일 덮개와, 상기 내측부재의 하단에 그 내주면이 결합되며 상기 솔레노이드 코일의 하단을 지지하는 링형상의 코일 받침대와, 상기 코일 덮개의 외주면에 그 상단이 결합되고 상기 코일 받침대의 외주면에 그 하단이 결합되는 원통형상의 외측부재를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 토치.
제4항에 있어서,

상기 코일 받침대의 하부에는 복수개의 코일 받침대 다리가 마련되고, 상기 코일 받침대 다리 사이에 형성된 공간을 통해 상기 양극냉각수 통로와 상기 냉각수 회수로가 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 토치.