(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマトーチの前方電極に黒鉛材のトーチノズルをボルトで結合することで、トーチノズルの入れ替えを容易にしたプラズマトーチノズルを提供する。【解決手段】プラズマトーチの前方電極にトーチノズル８がボルトで固定設置される。トーチノズル８の材料として、付加の冷却なしに消耗性部材として使え、価格の安い黒鉛を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマトーチの前方電極（１）にトーチノズル（８）がボルト（１１）で固定設置されることを特徴とする、プラズマトーチノズル。
【請求項２】
前記トーチノズル（８）は黒鉛からなることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマトーチノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマトーチノズルに係り、より詳しくはプラズマトーチの前方電極に黒鉛材のトーチノズルが設置されたプラズマトーチノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、廃棄物の応用処理、新素材開発、有害ガス除去などに熱プラズマ（ｔｈｅｒｍａｌ ｐｌａｓｍａ）を用いている。
【０００３】
このような熱プラズマの核心は超高温のプラズマを発生させるプラズマトーチ（ｐｌａｓｍａ ｔｏｒｃｈ）に係わり、前記プラズマトーチは空洞型（ｈｏｌｌｏｗ ｔｙｐｅ）直流アークプラズマトーチが最も多く活用されている。
【０００４】
ここで、前記空洞型プラズマトーチは内部に直流アークを発生させる電極を持ち、この電極の内部は超高温の伝導性流体であるプラズマを拘束しながら必要な特性を付与することができるように、前方電極（ｆｒｏｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）及び後方電極（ｒｅａｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の内部空間が特殊に設計されており、トーチノズル（ｎｏｚｚｌｅ）の前方電極に連結されて、流動的なアークスポットが内部に集中し、最終にプラズマを外部に吐き出すガイド役目をする。
【０００５】
特に、前記プラズマトーチは、アークの点火（ｉｇｎｉｔｉｏｎ）を容易にするために、無酸素銅（ｏｘｙｇｅｎ ｆｒｅｅ ｃｕｐｐｅｒ：ＯＰＣ）材の電極及び電極ノズルを使う。
【０００６】
しかし、前記のような無酸素銅材の前方電極及び電極ノズルは、プラズマ生成の際、直流アークスポット（ａｒｃ ｓｐｏｔ）が集中する点で、高温のアーク熱によって浸食が早く進む。
【０００７】
また、逆極性（ｒｅｖｅｒｓｅ ｐｏｌａｒｉｔｙ）トーチの場合、陰極点（ｃａｔｈｏｄｅ ｓｐｏｔ）での浸食は陽極点（ａｎｏｄｅ ｓｐｏｔ）に比べて大きい。
【０００８】
そして、プラズマトーチを用いた溶融炉システムにおいて、無酸素銅材のトーチの前方電極部は溶融炉に挿入して運転するため、外部が高温のプラズマ雰囲気に露出される。
【０００９】
したがって、トーチ前方部の消耗速度を減らすためには水冷（ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ）を必ず伴うため、プラズマトーチの熱効率が低下する問題点がある。
【００１０】
また、溶融炉内でのプラズマの挙動は再現性が少なく、常に不確実性が高く、このような状況に露出されているトーチノズルは小さな異常放電（ｓｉｄｅ ａｒｃｉｎｇ）によっても易しく冷却チャネルの損傷を受ける。
【００１１】
この場合、操業を中断し、ノズルを入れ替えなければならない状況が発生し、よって操業効率が落ちる。
【００１２】
なお、無酸素銅は生産コストが高くてノズルへの加工工程が難しいため、部品が高価であり、全般的な経済性も落ちるようになる。
【００１３】
従来のプラズマトーチの無酸素銅材の電極ノズルは価格が高いだけでなく、異常放電によって所望の寿命中に使いにくくて設備の運営効率及び経済性を低下させる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明は前記のような諸問題点を解決するためになされたもので、プラズマトーチの前方電極に黒鉛材のトーチノズルをボルトで結合することにより、トーチノズルの入れ替えを容易にしたプラズマトーチノズルを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記のような目的を達成するための本発明によるプラズマトーチノズルは、プラズマトーチの前方電極にトーチノズルがボルトで固定設置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によるプラズマトーチノズルは次のような効果がある。
第一、本発明は内部に冷却チャネルを備えていなく、その代わりに一定期間使用後に周期的に入れ替ることができるので、根本的にプラズマトーチの熱効率を改善しながらもプラズマトーチ運営の安全性、設備利用率、運営経済性などを革新的に改善することができる効果がある。
【００１７】
第二、本発明は安い消耗性材である黒鉛材のノズルを付加の冷却なしに短期間使った後、周期的に入れ替ることができるので、プラズマトーチの低価化によって技術のグローバル競争力を確保することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるプラズマトーチノズルを示す概略図である。
【図２】本発明によるプラズマトーチノズルが適用されたプラズマトーチを示す概略図である。
【図３】図２のプラズマトーチの前方電極を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明によるプラズマトーチノズルを示す概略図である。
同図に示すように、本発明によるプラズマトーチノズル８は、プラズマトーチの前方電極１にトーチノズル８がボルト１１で固定設置される。
【００２１】
ここで、前記トーチノズル８は黒鉛からなる。
すなわち、本発明によるプラズマトーチノズル８はプラズマトーチの前方電極１が伸びた部分で、プラズマ発生の際に内部にアークスポットが集中する部材である。
【００２２】
ここで、前記プラズマ前方電極１及びトーチノズル８は高温流体であるプラズマを拘束して所望の特性を付与する機能をする。
特に、前記プラズマトーチノズル８はボルト１１によってプラズマトーチの前方電極１と連結される構造である。
【００２３】
したがって、本発明によるプラズマトーチノズル８は黒鉛材からなるので、付加の冷却なしに消耗性部材として使うことができ、外部は高温プラズマに露出され、内部は高温アークスポットによって次第に浸食され、一定程度消耗したときは、ボルトを緩めて新たなトーチノズル８に入れ替って使うことができる。
【００２４】
図２は本発明によるプラズマトーチノズルが適用されたプラズマトーチを示す概略図、図３は図２の前方電極を示す構造図である。
【００２５】
同図に示すように、本発明によるプラズマトーチノズル８はプラズマ前方電極１が伸びた部分で、プラズマ発生の際に内部にアークスポットが集中する部材である。
【００２６】
ここで、前記プラズマ前方電極１とトーチノズル８は高温流体であるプラズマを拘束して所望の特性を付与する機能をする。
【００２７】
特に、本発明によるプラズマトーチノズル８はボルト１１によってプラズマトーチの前方電極１と連結結合される構造である。
【００２８】
ここで、高温プラズマを用いた運転中、プラズマ前方電極１は溶融炉（あるいは反応炉）に挿入されており、全体が高温アークに露出されている。
【００２９】
また、プラズマトーチハウジング４は電気的に遮断（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）されているだけでなく、内部に冷却水を循環させることで、高温プラズマ状態で外部の損傷を防止するようになっている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、プラズマトーチの前方電極に黒鉛材のトーチノズルが設置されたプラズマトーチノズルに適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１    プラズマトーチの前方電極
２    空洞型前方電極
３    空洞型後方電極
４    プラズマトーチハウジング
５    電極冷却水連結部
６    ＤＣ電源連結部
７    プラズマガス連結部
８    プラズマトーチノズル
９、１０    プラズマノズル設置
１１    ボルト
【図１】
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【図３】
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【図２】
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