(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーチ本体や電極の冷却の為に冷却液を用いるプラズマ切断トーチであって、トーチ外部より導かれた冷却液がトーチ本体の冷却パイプを通り、次に電極の内側に形成された冷却液通路を通り電極を冷却し、さらにトーチ本体内の冷却液復路を通りトーチ本体を冷却した後トーチ外部へと帰っていく経路を有し、トーチ本体の冷却パイプに設けられたバイパス孔によって冷却パイプから冷却液復路へ冷却液を分流する経路を形成する構造を有するプラズマ切断トーチ。
【請求項２】
冷却パイプをトーチ本体内と電極内部に分割できるようにし、バイパス孔を冷却パイプの電極取付部近傍に設けた請求項１記載のプラズマ切断トーチ。
【請求項３】
バイパス孔の総断面積を冷却パイプの断面積に対して１／３以上としたバイパス孔を有する請求項１記載のプラズマ切断トーチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トーチ本体や電極の冷却の為に冷却液を用いるプラズマ切断トーチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷却液を用いるプラズマ切断装置を図３、図４、図５に沿って説明する。図３に於いて、２０はプラズマ切断トーチ、２１は作動ガスを圧縮してプラズマ切断トーチに送るコンプレッサ、２２は動作ガスの二次圧を一定に調整するレギュレータ、２３はプラズマ切断トーチ２０に電流を供給する為の切断用電源、２４は母材２５と前記切断用電源２３を接続する設置ケーブルで、２６は吸水ポンプである。
【０００３】
そして、切断用電源２３からは、導電線を内蔵しかつ冷却水の排水を行う排水ホース３１と、冷却水をトーチに送る給水ホース３２と、動作ガスを送るガスホース３３と、アークスタートを良好にする為の高周波を乗せる為の導電線を合成樹脂等で絶縁したパイロットケーブル３４と、合成樹脂等で被覆した導電線を接続して出力のＯＮ、ＯＦＦを行うトーチスイッチ３５のケーブルを延出し、その先端部に、プラズマ切断トーチ２０が取り付けられていた。
【０００４】
次に図４は電極が無垢の場合の従来のプラズマ切断トーチの先端部を示す断面図である。この場合トーチ外部より導かれた冷却液は、トーチ本体の冷却パイプを通り、次に電極後端部表面を冷却し、さらにトーチ本体内の冷却液復路を通りトーチ本体を冷却した後トーチ外部へと帰っていく。
【０００５】
次に図５は電極内に冷却液通路がある場合の従来のプラズマ切断トーチの先端部を示す断面図である。この場合トーチ外部より導かれた冷却液は、トーチ本体の冷却パイプを通り、次に電極内の冷却液通路を通り電極を冷却し、さらにトーチ本体内の冷却液復路を通りトーチ本体を冷却した後、トーチ外部へと帰っていく。
【０００６】
そして従来例では、公開特昭６３−６８２７３号公報に示されるように、電極支持筒内側の水冷底面を平坦または円錐台の頂面に形成することにより、棒電極の冷却を強化したものがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に構成された従来のトーチには以下の欠点がある。
【０００８】
第１に電極が無垢の場合、電極は後端部表面しか冷却されない。よって電極の冷却能力が低く、切断電流を大きくすると電極の発熱による寿命の低下の原因になっていた。
【０００９】
第２に電極内に冷却液通路がある場合、電極は使用率や寿命を越えて使用し続けると電極内で冷却液が沸騰したり電極が焼損し、冷却液の流れが遮断されることがある。この時もしくはこの後使用を続けることによりトーチ本体までが焼損してしまう原因となっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決する為に本発明の第１手段は、トーチ外部より導かれた冷却液がトーチ本体の冷却パイプを通り、次に電極の内側に形成された冷却液通路を通り電極を冷却し、さらにトーチ本体内の冷却液復路を通りトーチ本体を冷却した後トーチ外部へと帰っていく経路を有し、トーチ本体の冷却パイプに設けられたバイパス孔によって冷却パイプから冷却液復路へ冷却液を分流する経路を形成する構造を有する物である。
【００１１】
更に本発明の第２手段は、第１手段に加え電極内での冷却液沸騰時や電極焼損時のトーチ本体焼損を防ぐ為、冷却パイプをトーチ本体内と電極内部に分割できるようにし、バイパス孔を冷却パイプの電極取付部近傍に設けた特徴を有するものである。
【００１２】
更に本発明の第３手段は、第１手段に加え電極が焼損して電極内の冷却液通路が遮断された後に使用し続けた場合のトーチ本体の焼損を防ぐ為、バイパス孔の総断面積を冷却パイプの断面積に対して１／３以上としたバイパス孔を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記第１手段の構成により、電極内での冷却液沸騰や電極焼損により電極内の冷却液通路で冷却液が遮断されたとしても、バイパス孔を通過する冷却液により冷却パイプ以外のトーチ本体の焼損は回避する事ができる作用を有す。
【００１４】
また第２手段の構成により、電極内での冷却液沸騰や電極焼損時のトーチ本体内の冷却パイプを含むトーチ本体の焼損を防ぐ事ができる。
【００１５】
また第３手段の構成により、電極が焼損して電極内の冷却液通路が遮断された後に使用し続けた場合のトーチ本体の焼損を防ぐ事ができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態につき、図１および図２に沿って説明する。
図１において、１はトーチ本体、２は電極、３は冷却パイプ、４は冷却液復路、５は冷却液通路、６はバイパス孔、７は冷却パイプＩＩ、８はチップである。
また図２において、１１は電極２内の冷却液通路５を流れる冷却液流量、１２はバイパス孔６を流れる冷却液流量、１３はトーチ本体１を冷却する為に最低必要な冷却液流量である。
【００１７】
本実施の形態のトーチは電極２内まで冷却液が循環する冷却液通路５と共に、トーチ本体１内の冷却パイプ３に設けられたバイパス孔６によって冷却パイプ３から冷却液復路４へ冷却液を分流する経路を設けた事により、冷却液の沸騰または電極２の焼損により電極２内の冷却液通路５が遮断されたとしても、バイパス孔６を通過する冷却液により冷却パイプ３以外のトーチ本体１の焼損は回避する事ができる。
【００１８】
また電極２内に冷却パイプＩＩ７を設けたことで冷却液沸騰時または電極２焼損時のトーチ本体１内の冷却パイプ３焼損を防ぐ事ができる。
【００１９】
また図２はバイパス孔６の総断面積を冷却パイプ３の断面積に対して変化させた場合のバイパス孔６を流れる冷却液流量１２と電極２内の冷却液通路５を流れる冷却液流量１１を表したグラフである。このグラフにより冷却液の沸騰または電極２の焼損により電極２内の冷却液通路５が遮断された後に使用し続けた場合、バイパス孔６の総断面積を冷却パイプ３の断面積に対して１／３未満に設定するとトーチ本体１を冷却する為に最低必要な冷却液流量１３を下回りトーチ本体１までも焼損してしまう。よって電極２内の冷却液通路５が遮断された後に使用し続けた場合にトーチ本体１を冷却する為に最低必要な冷却液流量１３を確保するにはバイパス孔６の総断面積を冷却パイプ３の断面積に対して１／３以上とする必要があることが判る。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の第１手段によれば、トーチ外部より導かれた冷却液がトーチ本体内の冷却パイプを通り、次に電極の内側に形成された冷却液通路を通り電極を冷却し、さらにトーチ本体内の冷却液復路を通りトーチ本体を冷却した後トーチ外部へと帰っていく経路を有し、トーチ本体内の冷却パイプに設けられたバイパス孔によって冷却パイプから冷却液復路へ冷却液を分流する経路を形成する構造を有する物で、冷却液の沸騰や電極の焼損により冷却液が遮断されなく、また本発明の第２手段によれば、電極内に冷却パイプＩＩを設けたことで電極焼損時にトーチボディ内の冷却パイプ焼損を防ぐ事ができ、また本発明の第３手段によれば、バイパス孔の総断面積を冷却パイプの断面積に対して１／３以上とした事で電極が焼損して電極内の冷却液通路が遮断された後に使用し続けた場合のトーチ本体の焼損を防ぐ事ができる優れた効果を奏する物である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるプラズマ切断トーチの断面図
【図２】バイパス孔の総断面積を冷却パイプの断面積に対して変化させた場合のバイパス孔を流れる冷却液流量と電極内の冷却液通路を流れる冷却液流量を表したグラフ
【図３】従来のプラズマ切断装置全体の構成を示す概念図
【図４】従来のプラズマ切断トーチの先端部を示す断面図（電極が無垢の場合）
【図５】従来のプラズマ切断トーチの先端部を示す断面図（電極内に冷却液通路がある場合）
【符号の説明】
１    トーチ本体
２    電極
３    冷却パイプ
４    冷却液復路
５    冷却液通路
６    バイパス孔
７    冷却パイプＩＩ
８    チップ
１１  電極内の冷却液通路を流れる冷却液流量
１２  バイパス孔を流れる冷却液流量
１３  トーチ本体を冷却する為に最低必要な冷却液流量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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