[go: up one dir, main page]

JPH09239545A - Plasma torch - Google Patents

Plasma torch

Info

Publication number
JPH09239545A
JPH09239545A JP8047362A JP4736296A JPH09239545A JP H09239545 A JPH09239545 A JP H09239545A JP 8047362 A JP8047362 A JP 8047362A JP 4736296 A JP4736296 A JP 4736296A JP H09239545 A JPH09239545 A JP H09239545A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
nozzle
hole
passage
tertiary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8047362A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3657683B2 (en
Inventor
Akira Kojo
昭 古城
Daiji Sakai
大司 坂井
Hirotaka Obara
裕隆 小原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Koike Sanso Kogyo KK
Original Assignee
Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Koike Sanso Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koike Sanso Kogyo Co Ltd, Koike Sanso Kogyo KK filed Critical Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Priority to JP04736296A priority Critical patent/JP3657683B2/en
Publication of JPH09239545A publication Critical patent/JPH09239545A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3657683B2 publication Critical patent/JP3657683B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To mix gases within a torch, to unnecessitate a gas mixer and also to separately feed gases by forming a hole communicating a secondary gas feeding path with a tertiary gas feeding path in a plasma torch. SOLUTION: A nozzle 2 is provided with a three-layer structure consisting of a first nozzle 6, a second nozzle 7 and a third nozzle 8. Plural holes 7b are arranged on a concentric circle making an orifice 7a center in the conical surface of the second nozzle 7. This hole 7b is provided with an inclination of about 45 degrees to the tertiary gas path 20 in the flat surface including the axial center of the torch 1, and also formed with a prescribed angle in the radical direction in the flat surface rectangular to the axial center of the torch 1. The plasma torch 1 constructed like this is allowed to mix two kinds of gases separately fed at the chip end of the torch and eject mixed gases without previously mixing two kinds of gases.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマトーチに
関するものであり、特に三層の気流を供給して切断を行
うプラズマトーチに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma torch, and more particularly to a plasma torch that supplies three layers of air flow to perform cutting.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマ切断装置は、プラズマトーチ先
端のノズル内部に取り付けられた電極からプラズマガス
に高電圧をかけてプラズマアークを発生させ、プラズマ
ジェットとしてノズル先端より噴出してその高温と噴出
の物理的エネルギーによって切断が行われる。プラズマ
ガスは非鉄金属や非金属を切断する場合にはアルゴンガ
スや水素ガスを使用し、鋼板やステンレス鋼板を切断す
る場合に於いては酸素ガスや空気などの酸化性ガスを供
給する。
2. Description of the Related Art A plasma cutting apparatus generates a plasma arc by applying a high voltage to a plasma gas from an electrode mounted inside a nozzle at the tip of a plasma torch, and ejects the plasma arc from the tip of the nozzle to generate a high temperature and its ejection. The cutting is done by physical energy. As the plasma gas, argon gas or hydrogen gas is used when cutting non-ferrous metal or non-metal, and oxidizing gas such as oxygen gas or air is supplied when cutting steel plate or stainless steel plate.

【0003】しかしプラズマジェットのみでは到達力が
弱いことから、二次気流をプラズマジェットの周囲に沿
わせる形で噴出することが行われている。ここで金属の
切断に於いては酸素を供給して燃焼させることにより高
能率な切断が可能であることから、プラズマガスが酸素
でない場合には二次気流に酸素が使用されることが多
い。その場合、切断部位に於ける酸素濃度を向上させる
ために二次気流の周囲に三次気流を噴出すると有効であ
る。
However, since the reaching force is weak only with the plasma jet, the secondary air stream is ejected in a form along the circumference of the plasma jet. Here, in cutting metal, since oxygen can be cut with high efficiency by supplying and burning oxygen, oxygen is often used in the secondary air flow when the plasma gas is not oxygen. In that case, it is effective to eject a tertiary airflow around the secondary airflow in order to improve the oxygen concentration at the cutting site.

【0004】その際において、二次気流又は三次気流に
は安価な空気が使用されるが、その内部に流れるプラズ
マガスまたは酸素の純度を保つ観点から、これらの気体
を混合して噴出することが行われている。また切断材に
よってはプラズマガスに混合気流を使用することもあ
る。
At this time, inexpensive air is used for the secondary air flow or the tertiary air flow, but from the viewpoint of maintaining the purity of the plasma gas or oxygen flowing therein, it is possible to mix and eject these gases. Has been done. Depending on the cutting material, a mixed gas flow may be used as the plasma gas.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述のように混合気流
を使用する場合には、予めガス混合器等により所定の比
率に混合してからトーチに供給している。従って二種ま
たはそれ以上の気体を混合するためのガス混合器が必要
であり、プラズマ切断システムを高価にしている。また
混合ガスをノズルに供給するために、供給用ホースの材
質は混合されているすべての気体に対して耐性のある物
にしなければならない。
When the mixed airflow is used as described above, it is supplied to the torch after being mixed in a predetermined ratio by a gas mixer or the like in advance. Therefore, a gas mixer for mixing two or more gases is required, making the plasma cutting system expensive. Further, in order to supply the mixed gas to the nozzle, the material of the supply hose must be resistant to all the mixed gases.

【0006】また混合すべきガスが炭化水素系ガスと酸
素のように可燃性ガスと支燃性ガスの組み合わせである
場合、混合された状態で供給することは時として逆火や
爆発を招くおそれがあり、取り扱いに注意を要してい
た。
Further, when the gas to be mixed is a combination of a flammable gas and a combustion-supporting gas such as a hydrocarbon-based gas and oxygen, supplying them in a mixed state may sometimes cause a flashback or an explosion. There was a problem, and it required careful handling.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るプラズマトーチは、プラズマトーチ先端
に配置されたノズルにプラズマガス及び二次ガス及び三
次ガスを供給して切断を行うプラズマトーチであって、
該プラズマトーチの中心部に配置される電極と、該電極
との間にプラズマガス通路を形成する第一ノズル部材
と、該第一ノズル部材との間に二次ガス通路を形成する
第二ノズル部材と、該第二ノズル部材との間に三次ガス
通路を形成する第三ノズル部材と、前記第二ノズル部材
に嵌合される第一キャップ部材と、該第一キャップ部材
との間に二次ガス供給路を形成する第二キャップ部材
と、該第二キャップ部材との間に三次ガス供給路を形成
する第三キャップ部材とからなり、前記二次ガス供給路
と前記三次ガス通路を連通させる孔を設けたことを特徴
とする。
In order to solve the above problems, a plasma torch according to the present invention is a plasma for cutting by supplying a plasma gas, a secondary gas and a tertiary gas to a nozzle arranged at the tip of the plasma torch. A torch,
An electrode arranged in the center of the plasma torch, a first nozzle member that forms a plasma gas passage between the electrode, and a second nozzle that forms a secondary gas passage between the first nozzle member. A third nozzle member that forms a tertiary gas passage between the member and the second nozzle member; a first cap member fitted to the second nozzle member; It is composed of a second cap member that forms a secondary gas supply passage and a third cap member that forms a tertiary gas supply passage between the second cap member, and connects the secondary gas supply passage and the tertiary gas passage. It is characterized in that holes are provided.

【0008】また、前記孔は前記第二ノズル部材に設け
たものであり、該孔は前記二次ガス通路を介して前記二
次ガス供給路と前記三次ガス通路とを連通させることを
特徴とする。
Further, the hole is provided in the second nozzle member, and the hole connects the secondary gas supply passage and the tertiary gas passage through the secondary gas passage. To do.

【0009】また、前記孔は前記第二キャップに設けた
ものであり、該孔は前記三次ガス供給路を介して前記二
次ガス供給路と前記三次ガス通路とを連通させることを
特徴とする。
Further, the hole is provided in the second cap, and the hole connects the secondary gas supply passage and the tertiary gas passage via the tertiary gas supply passage. .

【0010】また、前記三次ガス供給路または前記三次
ガス通路において、前記孔よりもガス供給経路の上流側
の経路断面積を該孔の開口部近傍よりも狭く形成するこ
とによりインジェクター構造を形成することが望まし
い。
In the tertiary gas supply passage or the tertiary gas passage, an injector structure is formed by forming a path sectional area on the upstream side of the gas supply passage with respect to the hole narrower than the vicinity of the opening of the hole. Is desirable.

【0011】また、前記孔をプラズマトーチの軸心に直
交する平面内に於いてその半径方向から所定の角度を有
して形成することにより、該孔を通過するガスを旋回せ
しめるよう構成することができる。
Further, by forming the hole at a predetermined angle from the radial direction in a plane orthogonal to the axis of the plasma torch, the gas passing through the hole can be swirled. You can

【0012】上述の如く構成したことにより、本発明に
係るプラズマトーチはトーチ内部に於いて気体を混合す
ることが可能になり、ガス混合器が必要なくなると共に
ガスを個別に供給することが可能となる。
With the above-mentioned structure, the plasma torch according to the present invention can mix the gas inside the torch, the gas mixer is not required, and the gas can be individually supplied. Become.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図を用いて本発明に係るプラズマ
トーチの第一の実施例を詳細に説明する。図1に示すの
は第一実施例に係るプラズマトーチ先端部の断面図、図
2はノズルの拡大断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a plasma torch according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of the tip portion of the plasma torch according to the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of the nozzle.

【0014】図1に示すのはプラズマトーチ1の先端部
の断面図である。トーチ1先端に於ける構成の概要とし
ては、トーチ1の軸心と一致する如く電極4が配置さ
れ、該電極4の先端にはセンタリングストーン5を介し
てノズル2が嵌合されている。そしてキャップ3がノズ
ル2に嵌合されると共にトーチ1に取り付けられてお
り、該キャップ3はトーチ1の先端を庇護すると共にノ
ズル2をトーチ1に係止する働きを有している。以下に
それぞれについて説明する。
FIG. 1 is a sectional view of the tip portion of the plasma torch 1. As an outline of the configuration at the tip of the torch 1, an electrode 4 is arranged so as to match the axis of the torch 1, and a nozzle 2 is fitted to the tip of the electrode 4 via a centering stone 5. The cap 3 is fitted to the nozzle 2 and attached to the torch 1. The cap 3 has a function of protecting the tip of the torch 1 and locking the nozzle 2 to the torch 1. Each of these will be described below.

【0015】トーチ1の中央部に配置された電極4は先
端を閉鎖された円筒状の部材であり、先端にタングステ
ンやハフニウム等の電極材4aが埋設されている。プラ
ズマガスに酸素を使用する場合にはタングステンでは瞬
時に燃え尽きてしまうため、酸化物の溶融温度が高いハ
フニウムが使用される。電極内部には冷却管4bが配置
されており、これにより冷却水を電極先端に供給してい
る。電極4はトーチ1の後方に於いて支持されており、
電極4の周囲は間隙を有してプラズマガス供給路12を形
成している。
The electrode 4 arranged at the center of the torch 1 is a cylindrical member having a closed tip, and an electrode material 4a made of tungsten, hafnium or the like is embedded in the tip. When oxygen is used as the plasma gas, hafnium, which has a high oxide melting temperature, is used because tungsten burns out instantly. A cooling pipe 4b is arranged inside the electrode to supply cooling water to the tip of the electrode. The electrode 4 is supported behind the torch 1,
A plasma gas supply path 12 is formed around the electrode 4 with a gap.

【0016】電極4の外周にはセラミック製の円筒部材
であるセンタリングストーン5が嵌合されている。セン
タリングストーン5にはトーチ1断面の半径方向に対し
所定の角度を有する複数のプラズマガス通過孔5aが設
けられており、プラズマガス供給路12から供給されるプ
ラズマガスがこの通過孔5aを通過することにより旋回
しながら後述のプラズマガス通路18に供給される。プラ
ズマガスが旋回することによりプラズマアークの発生基
点が安定し、シリースアークを防ぐと共にプラズマアー
クの発生を安定化させている。またセンタリングストー
ン5は絶縁体により成形されており、電極とノズル2と
を絶縁する機能を有している。
A centering stone 5, which is a ceramic cylindrical member, is fitted around the outer periphery of the electrode 4. The centering stone 5 is provided with a plurality of plasma gas passage holes 5a having a predetermined angle with respect to the radial direction of the cross section of the torch 1, and the plasma gas supplied from the plasma gas supply passage 12 passes through the passage holes 5a. As a result, the gas is supplied to the plasma gas passage 18 described later while swirling. As the plasma gas swirls, the starting point of the plasma arc is stabilized, preventing the series arc and stabilizing the generation of the plasma arc. The centering stone 5 is formed of an insulating material and has a function of insulating the electrode and the nozzle 2 from each other.

【0017】ノズル2は、図2に示すように、第一ノズ
ル6、第二ノズル7、及び第三ノズル8からなる三層構
造を有している。各ノズル部材は略円筒形の胴部と前方
に向かって突出する円錐形の先端部を有する中空の部材
であり、円錐の先端にプラズマジェット等を噴出させる
オリフィスが形成されている。
As shown in FIG. 2, the nozzle 2 has a three-layer structure composed of a first nozzle 6, a second nozzle 7 and a third nozzle 8. Each nozzle member is a hollow member having a substantially cylindrical body portion and a conical tip portion projecting forward, and an orifice for ejecting a plasma jet or the like is formed at the tip of the cone.

【0018】まず第一ノズル6は、センタリングストー
ン5の外周且つ前方に嵌合され、第一ノズル6の円錐後
面と電極4先端部との間に間隙を有してプラズマガス通
路18を形成している。プラズマガス供給路12より供給さ
れたプラズマガスは、センタリングストーン5のプラズ
マガス通過孔5aにより旋回しながらプラズマガス通路
18内に噴出される。
First, the first nozzle 6 is fitted to the outer periphery and front of the centering stone 5, and a plasma gas passage 18 is formed with a gap between the conical rear surface of the first nozzle 6 and the tip of the electrode 4. ing. The plasma gas supplied from the plasma gas supply path 12 is swirled by the plasma gas passage hole 5a of the centering stone 5 while being swirled.
Erupted within 18.

【0019】本実施例に係るプラズマトーチは移行式で
あって、まず電極4に電圧をかけると同時にノズルに逆
電圧をかけることにより電極と第一ノズル6の内面との
間で放電し、プラズマガス通路18内に供給されたプラズ
マガスが電離してパイロットアークが形成される。しか
る後にワークに逆電圧をかけると共にノズルにかけられ
た逆電圧を遮断し、プラズマガスに導電させることによ
り電極とワークの間にアークを移行させ、プラズマアー
クを発生させる。プラズマアークは第一ノズル6の先端
に設けられたオリフィス6aにおいて絞られると共に冷
却され、より高温のプラズマジェットが生成される。
The plasma torch according to the present embodiment is of a transfer type. First, a voltage is applied to the electrode 4 and at the same time, a reverse voltage is applied to the nozzle to discharge between the electrode and the inner surface of the first nozzle 6 to generate plasma. The plasma gas supplied into the gas passage 18 is ionized to form a pilot arc. Then, a reverse voltage is applied to the work, the reverse voltage applied to the nozzle is cut off, and the arc is transferred between the electrode and the work by conducting the plasma gas so that a plasma arc is generated. The plasma arc is narrowed and cooled in the orifice 6a provided at the tip of the first nozzle 6, and a higher temperature plasma jet is generated.

【0020】第一ノズル6の外周且つ前方には第二ノズ
ル7が嵌合されており、第一ノズル6の円錐前面と第二
ノズル7の円錐後面との間に間隙を有して二次ガス通路
19を形成している。第二ノズル7の前面である円錐の先
端にはオリフィス7aが設けられており、該オリフィス
7aは第一ノズル6に設けられたオリフィス6aよりも
小径に形成されている。従ってオリフィス6aから噴出
したプラズマガスはオリフィス7aによって絞られて、
さらに高温且つ高速のプラズマジェットとなる。
A second nozzle 7 is fitted on the outer periphery of and in front of the first nozzle 6, and there is a secondary gap with a gap between the conical front surface of the first nozzle 6 and the conical rear surface of the second nozzle 7. Gas passage
19 are formed. An orifice 7a is provided at the tip of the cone which is the front surface of the second nozzle 7, and the orifice 7a is formed with a smaller diameter than the orifice 6a provided in the first nozzle 6. Therefore, the plasma gas ejected from the orifice 6a is restricted by the orifice 7a,
Further, it becomes a high temperature and high speed plasma jet.

【0021】また第二ノズルの円錐面にはオリフィス7
aを中心とする同心円上には複数の孔7bが配列されて
いる。この孔7bは、トーチ1の軸心を含む平面内に於
いて三次ガス通路20の経路に対し略45度程度傾斜して設
けられ、またトーチ1の軸心に直交する平面内に於いて
その半径方向から所定の角度を有して形成されている。
An orifice 7 is provided on the conical surface of the second nozzle.
A plurality of holes 7b are arranged on a concentric circle centered on a. The hole 7b is provided so as to be inclined by about 45 degrees with respect to the path of the tertiary gas passage 20 in a plane including the axis of the torch 1, and in the plane orthogonal to the axis of the torch 1. It is formed at a predetermined angle from the radial direction.

【0022】なお、図中に於いて孔7bの直径が段付き
になっているのは、孔7bの直径が0.2〜 0.3mm程度の
太さで形成されることから加工が困難な為である。ま
た、第二ノズル7前面の孔7bより上流側には隆起部7
cが設けられており、後述する三次ガス通路20の経路断
面積をせばめるよう構成されている。
In the figure, the diameter of the hole 7b is stepped because the diameter of the hole 7b is 0.2 to 0.3 mm and it is difficult to process the hole. . In addition, the raised portion 7 is provided upstream of the hole 7b on the front surface of the second nozzle 7.
c is provided, and is configured so as to reduce the path cross-sectional area of the tertiary gas passage 20 described later.

【0023】第二ノズル7の胴部外周面のトーチ1側端
縁には段部7eが設けられており、この段部7eに第一
キャップ9が係止されつつトーチ1に取り付けられてい
る。すなわち第一ノズル6及び第二ノズル7は、第一キ
ャップ9によってトーチ1に係止されている。この第一
キャップ9と第一ノズル6の胴部外周面との間には冷却
水通路15が形成されており、図示しない冷却水供給路か
ら冷却水を供給されてノズル2を冷却している。
A step portion 7e is provided on an end edge of the outer peripheral surface of the second nozzle 7 on the torch 1 side, and the first cap 9 is attached to the torch 1 while being locked to the step portion 7e. . That is, the first nozzle 6 and the second nozzle 7 are locked to the torch 1 by the first cap 9. A cooling water passage 15 is formed between the first cap 9 and the outer peripheral surface of the body of the first nozzle 6, and cooling water is supplied from a cooling water supply passage (not shown) to cool the nozzle 2. .

【0024】また第二ノズル7の胴部には複数の孔であ
る二次ガス通過孔7dが形成されており、さらに第二ノ
ズル7の胴部外周且つ前方には第二キャップ10が嵌合さ
れている。すなわち第二キャップ10は第一キャップ9と
の間に間隙を有して二次ガス供給路16を形成し、キャッ
プ3内の二次ガス供給路16から二次ガス通過孔7dを介
してノズル2内の二次ガス通路20に二次ガスを供給し得
るよう構成されている。二次ガス通過孔7dはトーチ1
の断面の半径方向から所定の角度を以て形成されてお
り、これにより二次ガス通過孔7dを通過した二次ガス
は旋回しつつ二次ガス通路19に供給される。
A secondary gas passage hole 7d, which is a plurality of holes, is formed in the body portion of the second nozzle 7, and a second cap 10 is fitted on the outer periphery of the body portion of the second nozzle 7 and in front thereof. Has been done. That is, the second cap 10 forms a secondary gas supply passage 16 with a gap between the second cap 10 and the first cap 9, and the secondary gas supply passage 16 in the cap 3 forms a nozzle through the secondary gas passage hole 7d. The secondary gas passage 20 in 2 is configured to be able to supply the secondary gas. Secondary gas passage hole 7d is torch 1
Is formed at a predetermined angle from the radial direction of the cross section of the secondary gas, so that the secondary gas that has passed through the secondary gas passage hole 7d is supplied to the secondary gas passage 19 while swirling.

【0025】第二ノズル7の前面に第三ノズル8が嵌合
されており、第二ノズル7との間に間隙を有して三次ガ
ス通路20を形成している。第三ノズル8も第一ノズル6
及び第二ノズル7と同様にその先端部にオリフィス8a
を有し、該オリフィス8aは他のオリフィス6a、7a
よりも大径に形成されて、プラズマガス、二次ガス及び
三次ガスを噴出するよう構成されている。
A third nozzle 8 is fitted on the front surface of the second nozzle 7 and forms a tertiary gas passage 20 with a gap between the third nozzle 8 and the second nozzle 7. The third nozzle 8 is also the first nozzle 6
And the orifice 8a at the tip of the second nozzle 7 as well as the second nozzle 7.
And the orifice 8a has other orifices 6a, 7a.
It is formed to have a larger diameter than the above, and is configured to eject the plasma gas, the secondary gas, and the tertiary gas.

【0026】第三ノズル8の胴部には三次ガス通過孔8
bが設けられており、また胴部外周面のトーチ1先端側
端縁には段部8cが形成されている。この段部に第三キ
ャップ11を嵌合して該第三キャップ11をトーチ本体1に
取り付けることによって第三ノズル8がトーチ1に係止
されている。第三キャップ11は上記第二キャップ10との
間に間隙を有して三次ガス供給路17を形成しており、三
次ガスはトーチ1本体内の三次ガス供給パイプ14からキ
ャップ2内の三次ガス供給路17、前記三次ガス通過孔8
bを経由してノズル内の三次ガス通路19に供給され、プ
ラズマジェットと共に噴出される。
A tertiary gas passage hole 8 is formed in the body of the third nozzle 8.
b is provided, and a step portion 8c is formed at the end edge of the outer peripheral surface of the body portion on the tip end side of the torch 1. The third nozzle 8 is locked to the torch 1 by fitting the third cap 11 to this step and attaching the third cap 11 to the torch body 1. The third cap 11 forms a tertiary gas supply passage 17 with a gap between the third cap 11 and the second cap 10. The tertiary gas is supplied from the tertiary gas supply pipe 14 in the main body of the torch 1 to the tertiary gas in the cap 2. Supply path 17, the tertiary gas passage hole 8
It is supplied to the tertiary gas passage 19 in the nozzle via b and is ejected together with the plasma jet.

【0027】ここで、前述したように第二ノズル7の前
面において孔7bの後方に隆起部7cがあることから、
三次ガス通路20はインジェクター構造を形成している。
すなわち三次ガス通路20は孔7bの開口部においてせば
められた経路断面積が急激に広がる構造となっており、
通過する三次ガスの静圧が低下し、孔7bから二次ガス
を吸引する。従って三次ガスは二次ガスを巻き込んで混
合し、第三オリフィス8aからプラズマジェットと共に
噴出される。
Here, as described above, since the raised portion 7c is provided behind the hole 7b on the front surface of the second nozzle 7,
The tertiary gas passage 20 forms an injector structure.
That is, the tertiary gas passage 20 has a structure in which the path cross-sectional area fitted in the opening portion of the hole 7b rapidly expands,
The static pressure of the passing tertiary gas is reduced, and the secondary gas is sucked from the hole 7b. Therefore, the tertiary gas entrains and mixes the secondary gas and is ejected from the third orifice 8a together with the plasma jet.

【0028】また、孔7aがトーチ1の軸心に直交する
平面内に於いてその半径方向から所定の角度を有して形
成されていることから、孔7aから噴出した二次気流は
旋回しながら三次ガス通路20に混入する。従って二次ガ
スと三次ガスは円滑且つ迅速に混合され、均一な混合気
体として第三ノズル8のオリフィス8aから噴出され
る。
Further, since the hole 7a is formed in a plane orthogonal to the axis of the torch 1 with a predetermined angle from its radial direction, the secondary airflow ejected from the hole 7a swirls. While mixing in the tertiary gas passage 20. Therefore, the secondary gas and the tertiary gas are smoothly and quickly mixed, and ejected from the orifice 8a of the third nozzle 8 as a uniform mixed gas.

【0029】上記のように構成したことにより、本発明
に係るプラズマトーチ1に於いては、予め二種の気体を
混合させることなく、個別に供給した二種類の気体をト
ーチ先端に於いて混合させて混合気体を噴出させること
が可能な構成となっている。またインジェクター構造を
成したことにより、二次ガスに高い圧力を要求すること
なく効率的に二次ガスを三次ガスに混入することが可能
である。
With the above-mentioned configuration, in the plasma torch 1 according to the present invention, two kinds of gas supplied individually are mixed at the tip of the torch without mixing the two kinds of gas in advance. The mixed gas can be jetted out. In addition, the injector structure makes it possible to efficiently mix the secondary gas with the tertiary gas without requiring a high pressure for the secondary gas.

【0030】次に図3を用いて本発明に係る第二の実施
例を説明する。前述の第一実施例と説明の重複する部分
については同一の符号を付して説明を省略する。図3に
於けるプラズマトーチは、第一実施例に比して第二ノズ
ル21に於いてのみ異なる構成を有している。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The plasma torch in FIG. 3 has a different structure only in the second nozzle 21 as compared with the first embodiment.

【0031】第二ノズル21は第一実施例と同様第一ノズ
ル6の外周且つ前方に嵌合されており、第一ノズル6の
円錐前面と第二ノズル21の円錐後面との間に間隙を有し
て二次ガス通路19を形成している。第二ノズル21の円錐
前面には段部21dが形成されており、その内周面に第三
ノズル8が嵌合されている。
The second nozzle 21 is fitted to the outer periphery and front of the first nozzle 6 as in the first embodiment, and a gap is formed between the conical front surface of the first nozzle 6 and the conical rear surface of the second nozzle 21. It has a secondary gas passage 19 therein. A step portion 21d is formed on the conical front surface of the second nozzle 21, and the third nozzle 8 is fitted to the inner peripheral surface of the step portion 21d.

【0032】段部21dには、ノズル2内である二次ガス
通路19とキャップ3内である三次ガス供給路17とを連通
させる孔21bが設けられている。従って二次ガス通路19
に供給された二次ガスの一部は、孔21bを通って三次ガ
ス供給路17に噴出し、三次ガスと混合する。混合ガスは
第三ノズル8の胴部に設けられた三次ガス通過孔21bを
通って三次ガス通路20に供給され、プラズマジェットと
共に噴出される。
The step portion 21d is provided with a hole 21b for communicating the secondary gas passage 19 in the nozzle 2 with the tertiary gas supply passage 17 in the cap 3. Therefore, the secondary gas passage 19
A part of the secondary gas supplied to (3) is ejected to the tertiary gas supply passage 17 through the hole 21b and mixed with the tertiary gas. The mixed gas is supplied to the tertiary gas passage 20 through the tertiary gas passage hole 21b provided in the body of the third nozzle 8 and is ejected together with the plasma jet.

【0033】次に図4を用いて本発明に係る第三の実施
例を説明する。本実施例において第二ノズル23には孔は
設けられておらず、第二キャップ24の第二ノズル23との
接触部近傍に孔24aが設けられている。また第二キャッ
プ24の前面であって前記孔24aのトーチ1側には隆起部
分24bが設けられており、第三キャップ11との間に形成
される三次ガス供給路17の経路断面積がせばめられるよ
う構成されている。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the second nozzle 23 is not provided with a hole, and the second cap 24 is provided with a hole 24a in the vicinity of the contact portion with the second nozzle 23. Further, a raised portion 24b is provided on the front surface of the second cap 24 and on the torch 1 side of the hole 24a, and the passage cross-sectional area of the tertiary gas supply passage 17 formed between the third cap 11 and the third cap 11 is fitted. It is configured to be.

【0034】即ち、三次ガス供給路17はインジェクター
構造を形成しており、供給されたガスは隆起部24bにお
いて一旦圧縮され、孔24aの開口部において膨張する。
これにより三次ガスの流速が局部的に増加すると共に静
圧が低下し、二次ガスの吸引効率を上げて三次ガスと混
合することが可能である。
That is, the tertiary gas supply passage 17 has an injector structure, and the supplied gas is once compressed at the raised portion 24b and expanded at the opening of the hole 24a.
As a result, the flow velocity of the tertiary gas is locally increased and the static pressure is reduced, so that the suction efficiency of the secondary gas can be increased and the tertiary gas can be mixed with the tertiary gas.

【0035】なお上記実施例に於いてインジェクター構
造を第一及び第三実施例には設け、第二実施例に於いて
は設けないものとして説明したが、何れの場合に於いて
もインジェクター構造を設けるか又は設けないことを選
択することが可能である。また図1及び図4において孔
を直径の変化する二段の穴として図示しているが、図2
に示すように段を有しない孔としても良い。また、孔の
傾斜角度を45度程度として示したが、吸引効率の観点か
ら30〜45度程度であることが望ましい。
Although the injector structure is provided in the first and third embodiments in the above embodiment and is not provided in the second embodiment, the injector structure is provided in any case. It is possible to choose to provide or not provide. 1 and 4, the hole is illustrated as a two-stage hole having a varying diameter.
Alternatively, the hole may have no step as shown in FIG. Further, although the inclination angle of the hole is shown as about 45 degrees, it is preferably about 30 to 45 degrees from the viewpoint of suction efficiency.

【0036】また上記実施例に於いて、孔および各ガス
の供給路と通路の間に位置する通過孔について、トーチ
1の断面の半径方向から所定の角度を以て形成すること
により各ガスが旋回するよう構成して示した。しかし、
旋回の方向及び旋回の有無は任意であり、特に限定する
ものではない。
In the above embodiment, the gas is swirled by forming the hole and the passage hole located between the gas supply passage and the passage at a predetermined angle from the radial direction of the cross section of the torch 1. It was constructed and shown. But,
The direction of turning and the presence or absence of turning are arbitrary and are not particularly limited.

【0037】[0037]

【発明の効果】上述のごとく構成したことにより、本発
明に係るプラズマトーチはトーチ先端の内部に於いて二
次ガスと三次ガスを混合させることができる。またイン
ジェクター構造を設けることによって三次ガスにより二
次ガスを吸引することができ、混入の効率を上げること
ができる。また、二次ガスを三次ガスに連通させる孔に
角度を設定することにより混入した後の混合を均一なも
のとすることができる。
As described above, the plasma torch according to the present invention can mix the secondary gas and the tertiary gas inside the torch tip. Further, by providing the injector structure, the secondary gas can be sucked by the tertiary gas, and the mixing efficiency can be increased. Further, by setting the angle in the hole that allows the secondary gas to communicate with the tertiary gas, the mixing after mixing can be made uniform.

【0038】したがって独立に供給した気体をノズル先
端に於いて混合させることができ、混合すべき気体が炭
化水素系ガスと酸素のように可燃性ガスと支燃性ガスで
あった場合にも、使用ガスに対する安全性の向上を図る
ことができる。
Therefore, the independently supplied gases can be mixed at the tip of the nozzle, and even when the gases to be mixed are flammable gas and combustion supporting gas such as hydrocarbon gas and oxygen, It is possible to improve the safety against the used gas.

【0039】また、予め混合する必要が無いことから混
合器の設備を省略することができ、システムを簡素化し
て価格を低減させることが可能となる。また、ある一本
の供給ホースには一種類の気体しか通過しないため供給
ホースが専用化でき、使用する気体に耐久性のあるホー
スを選択することが容易となり、単価の低減を図ること
ができる。
Further, since it is not necessary to mix in advance, the equipment of the mixer can be omitted, and the system can be simplified and the cost can be reduced. Also, since only one type of gas can pass through a single supply hose, the supply hose can be specialized, and it becomes easy to select a hose that is durable to the gas used, and the unit price can be reduced. .

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

【図1】第一実施例に係るプラズマトーチ先端部の断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a tip portion of a plasma torch according to a first embodiment.

【図2】プラズマトーチの先端部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a tip portion of a plasma torch.

【図3】第二実施例に係るプラズマトーチ先端部の断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view of a tip portion of a plasma torch according to a second embodiment.

【図4】第三実施例に係るプラズマトーチ先端部の断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view of a tip portion of a plasma torch according to a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…トーチ 2…ノズル 3…キャップ 4…電極 5…センタリングストーン 6…第一ノズル 7…第二ノズル 7b…孔 8…第三ノズル 9…第一キャップ 10…第二キャップ 11…第三キャップ 12…プラズマガス供給路 13…二次ガス供給パイプ 14…三次ガス供給パイプ 15…冷却水通路 16…二次ガス供給路 17…三次ガス供給路 18…プラズマガス通路 19…二次ガス通路 20…三次ガス通路 20a…インジェクター 21…第二実施例に係る第二ノズル 23…第三実施例に係る第二ノズル 24…第三実施例に係る第二キャップ 1 ... Torch 2 ... Nozzle 3 ... Cap 4 ... Electrode 5 ... Centering Stone 6 ... First Nozzle 7 ... Second Nozzle 7b ... Hole 8 ... Third Nozzle 9 ... First Cap 10 ... Second Cap 11 ... Third Cap 12 … Plasma gas supply line 13… Secondary gas supply pipe 14… Tertiary gas supply pipe 15… Cooling water passage 16… Secondary gas supply passage 17… Tertiary gas supply passage 18… Plasma gas passage 19… Secondary gas passage 20… Tertiary Gas passage 20a ... Injector 21 ... Second nozzle 23 according to second embodiment 23 ... Second nozzle 24 according to third embodiment 24 ... Second cap according to third embodiment

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマトーチ先端に配置されたノズル
にプラズマガス及び二次ガス及び三次ガスを供給して切
断を行うプラズマトーチであって、該プラズマトーチの
中心部に配置される電極と、該電極との間にプラズマガ
ス通路を形成する第一ノズル部材と、該第一ノズル部材
との間に二次ガス通路を形成する第二ノズル部材と、該
第二ノズル部材との間に三次ガス通路を形成する第三ノ
ズル部材と、前記第二ノズル部材に嵌合される第一キャ
ップ部材と、該第一キャップ部材との間に二次ガス供給
路を形成する第二キャップ部材と、該第二キャップ部材
との間に三次ガス供給路を形成する第三キャップ部材と
からなり、 前記二次ガス供給路と前記三次ガス通路を連通させる孔
を設けたことを特徴とするプラズマトーチ。
1. A plasma torch for cutting by supplying a plasma gas, a secondary gas and a tertiary gas to a nozzle arranged at the tip of the plasma torch, and an electrode arranged at the center of the plasma torch, A first nozzle member that forms a plasma gas passage between the electrode, a second nozzle member that forms a secondary gas passage between the first nozzle member, and a tertiary gas between the second nozzle member A third nozzle member forming a passage, a first cap member fitted to the second nozzle member, a second cap member forming a secondary gas supply passage between the first cap member, and A plasma torch comprising: a third cap member that forms a tertiary gas supply path between the second cap member and the second cap member; and a hole that connects the secondary gas supply path and the tertiary gas path.
【請求項2】 前記孔は前記第二ノズル部材に設けたも
のであり、該孔は前記二次ガス通路を介して前記二次ガ
ス供給路と前記三次ガス通路とを連通させることを特徴
とする請求項1に記載のプラズマトーチ。
2. The hole is provided in the second nozzle member, and the hole connects the secondary gas supply passage and the tertiary gas passage through the secondary gas passage. The plasma torch according to claim 1.
【請求項3】 前記孔は前記第二キャップに設けたもの
であり、該孔は前記三次ガス供給路を介して前記二次ガ
ス供給路と前記三次ガス通路とを連通させることを特徴
とする請求項1に記載のプラズマトーチ。
3. The hole is provided in the second cap, and the hole connects the secondary gas supply passage and the tertiary gas passage through the tertiary gas supply passage. The plasma torch according to claim 1.
【請求項4】 前記三次ガス供給路または前記三次ガス
通路において、前記孔よりもガス供給経路の上流側の経
路断面積を該孔の開口部近傍よりも狭く形成することに
よりインジェクター構造を形成したことを特徴とする請
求項1、請求項2または請求項3に記載のプラズマトー
チ。
4. The injector structure is formed in the tertiary gas supply passage or the tertiary gas passage by forming a path cross-sectional area on the upstream side of the gas supply passage with respect to the hole narrower than the vicinity of the opening of the hole. The plasma torch according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein:
【請求項5】 前記孔は前記プラズマトーチの軸心に直
交する平面内に於いてその半径方向から所定の角度を有
して形成されたものであり、該孔を通過するガスを旋回
せしめるよう構成したことを特徴とする請求項1乃至請
求項4に記載のプラズマトーチ。
5. The hole is formed at a predetermined angle from the radial direction in a plane orthogonal to the axis of the plasma torch, and allows the gas passing through the hole to be swirled. The plasma torch according to any one of claims 1 to 4, which is configured.
JP04736296A 1996-03-05 1996-03-05 Plasma torch Expired - Lifetime JP3657683B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04736296A JP3657683B2 (en) 1996-03-05 1996-03-05 Plasma torch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04736296A JP3657683B2 (en) 1996-03-05 1996-03-05 Plasma torch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09239545A true JPH09239545A (en) 1997-09-16
JP3657683B2 JP3657683B2 (en) 2005-06-08

Family

ID=12773012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04736296A Expired - Lifetime JP3657683B2 (en) 1996-03-05 1996-03-05 Plasma torch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3657683B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6248972B1 (en) 1999-04-30 2001-06-19 Komatsu Ltd. Plasma cutting method, device and gas supply system for plasma cutting torch
JP2017030016A (en) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社神戸製鋼所 Gas shield arc-welding method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2568106B (en) * 2017-11-07 2022-09-21 Tetronics Tech Limited Plasma Torch Assembly

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6248972B1 (en) 1999-04-30 2001-06-19 Komatsu Ltd. Plasma cutting method, device and gas supply system for plasma cutting torch
JP2017030016A (en) * 2015-07-31 2017-02-09 株式会社神戸製鋼所 Gas shield arc-welding method
US10864594B2 (en) 2015-07-31 2020-12-15 Kobe Steel, Ltd. Gas-shielded arc welding method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3657683B2 (en) 2005-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8680425B2 (en) Plasma arc torch having an electrode with internal passages
EP1576862B1 (en) Plasma gas distributor and method of distributing a plasma gas
US5208448A (en) Plasma torch nozzle with improved cooling gas flow
JP5690891B2 (en) Axial feed type plasma spraying equipment
JPS61255767A (en) Component nozzle for plasma arc torch
JPH0450070B2 (en)
JPH03258464A (en) Plasma arc starting method
CN101084701A (en) Plasma arc torch having an electrode with internal passages
US4455176A (en) Post-mixed oxy-fuel gas cutting torch and nozzle and method of oxy-fuel gas cutting
JPH0748118A (en) Burner for producing inorganic spherical particle
EP3443817A1 (en) Inner cap for a plasma arc cutting system
JP3783014B2 (en) Plasma arc torch and method of operating the same
JPH0584589A (en) Machining head for laser beam machine
JPH07100231B2 (en) Plasma arc torch used in underwater cutting and its accessories
JP3657683B2 (en) Plasma torch
US6011238A (en) Electrode for a plasma torch
JP3188671B2 (en) High pressure high speed cutting crater
JPH0963790A (en) Nozzle for plasma torch
JPH06262367A (en) Plasma cutting device
JP3808540B2 (en) Plasma torch
JP2000141030A (en) Powder cutting device
JPH1043865A (en) Plasma torch
JP4386395B2 (en) Plasma torch
JP3260018B2 (en) Plasma cutting torch
US10315266B2 (en) Cutting nozzle for a postmixed oxy-fuel gas torch

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050310

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090318

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090318

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120318

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130318

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140318

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term