(57)【要約】【課題】直流プラズマ発生装置の下端部を安定して冷却できるようにすることにより、安定して持続するプラズマを得ること。複合型プラズマ発生装置の設置スペースの必要面積を小さくすること。【解決手段】直流プラズマ発生装置Ｕ３と、前記直流プラズマ発生装置Ｕ３の外側面および先端面を被覆する冷却ジャケットＵ２と、前記冷却ジャケットＵ２の外周に円筒状シースガス通路Ｌを形成しシースガス通路形成用円筒部材２３と、前記シースガス通路Ｌにシースガスの旋回流を生じさせる環状のガスフランジ２１と、前記シートガス通路形成用円筒部材２３の下流端に近接する内筒１６およびその外側に円筒状冷却水路１８を形成するように配置された外筒１を有し前記円筒状冷却水路１８に冷却水の旋回流を生じさせる下部冷却水通路を有する高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１とを備えた複合型プラズマ発生装置Ｕ。【選択図】    図３
2004247177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の構成要件（Ａ０１）〜（Ａ０４）を備えたことを特徴とする複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０１）キャリアガス供給路に接続されるキャリアガス供給路接続部材（３６）と、プラズマガス供給路に接続されるプラズマガス供給路接続部材（３７）と、前記プラズマガス供給路接続部材（３７）に供給されたプラズマガスおよび前記キャリアガス供給路接続部材（３６）に供給されたキャリアガスがイオン化（プラズマ化）した直流プラズマを直線に沿って設定されたＺ軸の一方の端部側である−（マイナス）Ｚ方向に噴射する直流プラズマ噴射口（３３ａ）とを有する直流プラズマ発生装置（Ｕ３）、
（Ａ０２）前記直流プラズマ噴射口（３３ａ）から噴射する直流プラズマが−Ｚ方向に通過する直流プラズマ通過口（２７ｄ）と、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分を冷却する冷却水循環室（Ｒ）と、冷却水を供給する冷却水供給路に接続される給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）と、前記給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）に供給された冷却水を前記冷却水循環室（Ｒ）に給水するジャケット給水孔（２６ａ）と、前記冷却水循環室（Ｒ）の冷却水が排出されるジャケット排水孔と、冷却水を排出する冷却水排水路に接続され且つ前記ジャケット排水孔の冷却水を前記冷却水排水路に排水する排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）と、前記−Ｚ側部分に設けた円筒状外周面とを有し、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を支持する冷却ジャケット（Ｕ２）、
（Ａ０３）前記冷却ジャケット（Ｕ２）の円筒状外周面の外側に前記＋Ｚ端側が閉塞され且つ−Ｚ端側が開放された円筒状シースガス通路（Ｌ）を形成するシースガス通路形成用円筒部材（２３）であって円周方向に間隔を開けて多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）が形成された前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）と、前記多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）の外端に連通する噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）および前記噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）にシースガスを供給するシースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）を有する環状のガスフランジ（２１）と、シースガスを供給するシースガス供給路に接続され且つ供給されたシースガスを前記シースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）に供給するシースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）とを有し、前記冷却ジャケット（Ｕ２）を支持するシースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）、
（Ａ０４）内側にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成し且つ＋Ｚ端側部分が前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）の前記−Ｚ端側の部分に接続する内筒（１６）と、前記内筒（１６）の外側に配置され且つ前記内筒（１６）との間に円筒状冷却水路（１８）を形成する外筒（１７）と、前記円筒状冷却水路（１８）の＋Ｚ端側部分に接続する＋Ｚ端側冷却水通路（１２ｃ）が形成された＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）と、前記円筒状冷却水路（１８）の−Ｚ端側部分に接続する−Ｚ端側冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が形成された−Ｚ端側冷却フランジ（３）と、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）および−Ｚ端側冷却フランジ（３）を所定の間隔で連結するフランジ連結部材（１１）と、前記外筒（１７）の外側を巻き囲むように配置された高周波誘導コイル（１９）とを有し、前記＋Ｚ端側および−Ｚ端側の冷却フランジのうちの一方の冷却フランジに形成された冷却水通路に供給した冷却水を、前記円筒状冷却水路（１８）を通してから他方のフランジに形成された冷却水通路から排出するように構成された高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【請求項２】
下記の構成要件（Ａ０５）を備えたことを特徴とする請求項１記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０５）前記直流プラズマ発生装置を着脱可能に支持する前記冷却ジャケット。
【請求項３】
下記の構成要件（Ａ０６）を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０６）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面および端面（−Ｚ端面）を被覆するように形成された前記冷却水循環室。
【請求項４】
下記の構成要件（Ａ０７）を備えたことを特徴とする請求項３記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０７）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面を被覆する部分に旋回流が流れるように構成された前記冷却水循環室。
【請求項５】
下記の構成要件（Ａ０８）を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０８）円周方向に間隔を開けて壁面に垂直に形成された多数のシースガス垂直噴射孔と、前記複数のシースガス垂直噴射孔より−Ｚ端側に離れた位置において円周方向に間隔を開け且つ傾斜して形成された多数のシースガス旋回噴射孔とを有する前記シースガス通路形成用円筒部材。
【請求項６】
下記の構成要件（Ａ０９）を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０９）冷却水供給路に接続される給水用フランジ接続部（１２ｂ）と前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通するフランジ給水孔（１２ａ）と冷却水排水路に接続し且つ前記他方の冷却水フランジ（１２）の冷却水通路（１２ｃ）に連通する排水用フランジ接続部（１２ｅ）とが設けられた前記他方の冷却フランジ（１２）と、前記他方の冷却水フランジ（１２）のフランジ給水孔（１２ａ）の冷却水を前記一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）に流す給水用連通路（１１ａ）が形成された前記フランジ連結部材（１１）とを有する前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【請求項７】
下記の構成要件（Ａ０１０）を備えたことを特徴とする請求項６記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０１０）内部に前記給水用連通路（１１ａ）を形成された複数の支柱（１１）により構成された前記フランジ連結部材（１１）。
【請求項８】
下記の構成要件（Ａ０１１）を備えたことを特徴とする請求項６または７記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０１１）Ｚ軸方向に重ねて配置された複数の板状のフランジ部材（４〜７）により前記一方の（−Ｚ端側）冷却フランジ（３）を構成し、前記複数の各フランジ部材（４〜７）の接合面にそれぞれ形成された接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）を用いて前記一方の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）を構成し、前記複数の各接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）の中で前記冷却水の流れる方向の上流端の接合面冷却水路（７ｃ）は前記給水用連通路（１１ａ）に接続され且つ下流端の接合面冷却水路（４ｈ）は前記円筒状冷却水路（１８）に接続されたことを特徴とする前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【請求項９】
下記の構成要件（Ａ０１２）を備えたことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０１２）前記給水用連通路（１１ａ）から流入した冷却水を旋回流として前記円筒状冷却水路（１８）に流入させるように前記一方の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が形成された前記一方の冷却フランジ（３）とを有する前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【請求項１０】
下記の構成要件（Ａ０１３）を備えたことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０１３）前記一方の冷却フランジが前記−Ｚ端側冷却フランジ（３）により構成され、前記他方の冷却フランジが前記＋Ｚ端側フランジにより構成され、前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）および前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）が前記＋Ｚ端側冷却フランジの＋Ｚ端面に設けられことを特徴とする前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【請求項１１】
下記の構成要件（Ａ０１４）を備えたことを特徴とする請求項１０記載の複合型プラズマ発生装置、
（Ａ０１４）＋Ｚ端面および−Ｚ端面にそれぞれ開口する給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）および排水用貫通孔が形成され且つ前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に重ねて配置された前記ガスフランジ（２１）であって、前記給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水供給路に連通し、前記排水用貫通孔の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水排水路に連通することを特徴とする前記ガスフランジ（２１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流型プラズマ発生装置の下方に高周波誘導プラズマ発生装置を配置した複合型プラズマ発生装置に関する。
前記複合型プラズマ発生装置は、セラミックや金属等の粉体を効率良く加熱、溶融して、被溶射物に容赦して溶融皮膜を形成する際等に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
前記複合型プラズマ発生装置としては次の技術が従来公知である。
（１）特許文献１（特開平５−２６３２１１号公報）記載の技術
この公報記載の複合型プラズマ発生装置では、キャリアガス導入管、その外側に順次、中間管、外側管および冷却管を配置している。前記キャリアガス導入管には粉体を含むキャリアガスを供給し、中間管にはプラズマガスを供給し、外側管には冷却用のシースガスを供給し、外側管と冷却管との間には冷却水を供給している。そして、前記冷却管の外側には高周波誘導コイルを配置し、冷却管の内側にプラズマを発生させている。前記キャリアガス導入管、中間管等により直流プラズマ発生装置が構成されている。
前記直流プラズマ発生装置の下端部外側および下方には前記外側管および冷却管が配置されており、２重管を形成する前記外側管および冷却管の間には円筒状の冷却水通路が形成されている。前記２重管の上部には上部フランジが連結され、下部には下部フランジが連結されている。下部フランジの冷却水導入口から導入された冷却水は前記冷却水通路を通って上部の排水口から排出される。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２６３２１１号公報（段落００２１、００２７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１記載の技術では、中間管（プラズマガスを流す管）の下端部の冷却が不十分であり、発生したプラズマの熱により前記中間管の下端部（直流プラズマ発生装置の下端部）が損傷し易いという問題点がある。また、直流プラズマ発生装置の下端部を安定して冷却できない場合、安定して持続するプラズマを得難くなり、安定した溶射を持続できなくなるという問題点もある。
また、プラズマガス導入管、シースガス導入管、冷却水導入管等が横方向に延びているので、複合型プラズマ発生装置の必要な設置スペースが広くなるという問題点がある。また、一対の複合型プラズマ発生装置を並列状態で配置する際、それらの間隔を接近させることが困難であり、やはり、広い設置スペースが必要になる。
【０００５】
なお従来、直流プラズマ噴射ノズルの周囲を冷却するための冷却水路を内蔵した直流プラズマ発生装置が市販されているが、直流プラズマ発生装置の内部に冷却水路を配置すると、直流プラズマ発生装置自体の構成が複雑になり、直流プラズマ噴射ノズル周辺部を均一に且つ確実に冷却することも難しいという問題点がある。
【０００６】
本発明は、前述の問題点に鑑み、下記の記載内容（Ｏ０１），（Ｏ０２）を課題とする。
（Ｏ０１）直流プラズマ発生装置の下端部を安定して冷却できるようにすることにより、安定して持続するプラズマを得ること。
（Ｏ０２）複合型プラズマ発生装置の設置スペースの必要面積を小さくすること。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【０００８】
（本発明）
前記課題を解決するために、本発明の複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１）〜（Ａ０４）を備えたことを特徴とする。
（Ａ０１）キャリアガス供給路に接続されるキャリアガス供給路接続部材（３６）と、プラズマガス供給路に接続されるプラズマガス供給路接続部材（３７）と、前記プラズマガス供給路接続部材（３７）に供給されたプラズマガスおよび前記キャリアガス供給路接続部材（３６）に供給されたキャリアガスがイオン化（プラズマ化）した直流プラズマを直線に沿って設定されたＺ軸の一方の端部側である−（マイナス）Ｚ方向に噴射する直流プラズマ噴射口（３３ａ）とを有する直流プラズマ発生装置（Ｕ３）、
（Ａ０２）前記直流プラズマ噴射口（３３ａ）から噴射する直流プラズマが−Ｚ方向に通過する直流プラズマ通過口（２７ｄ）と、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分を冷却する冷却水循環室（Ｒ）と、冷却水を供給する冷却水供給路に接続される給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）と、前記給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）に供給された冷却水を前記冷却水循環室（Ｒ）に給水するジャケット給水孔（２６ａ）と、前記冷却水循環室（Ｒ）の冷却水が排出されるジャケット排水孔と、冷却水を排出する冷却水排水路に接続され且つ前記ジャケット排水孔の冷却水を前記冷却水排水路に排水する排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）と、前記−Ｚ側部分に設けた円筒状外周面とを有し、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を支持する冷却ジャケット（Ｕ２）、
（Ａ０３）前記冷却ジャケット（Ｕ２）の円筒状外周面の外側に前記＋Ｚ端側が閉塞され且つ−Ｚ端側が開放された円筒状シースガス通路（Ｌ）を形成するシースガス通路形成用円筒部材（２３）であって円周方向に間隔を開けて多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）が形成された前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）と、前記多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）の外端に連通する噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）および前記噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）にシースガスを供給するシースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）を有する環状のガスフランジ（２１）と、シースガスを供給するシースガス供給路に接続され且つ供給されたシースガスを前記シースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）に供給するシースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）とを有し、前記冷却ジャケット（Ｕ２）を支持するシースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）、
（Ａ０４）内側にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成し且つ＋Ｚ端側部分が前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）の前記−Ｚ端側の部分に接続する内筒（１６）と、前記内筒（１６）の外側に配置され且つ前記内筒（１６）との間に円筒状冷却水路（１８）を形成する外筒（１７）と、前記円筒状冷却水路（１８）の＋Ｚ端側部分に接続する＋Ｚ端側冷却水通路（１２ｃ）が形成された＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）と、前記円筒状冷却水路（１８）の−Ｚ端側部分に接続する−Ｚ端側冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が形成された−Ｚ端側冷却フランジ（３）と、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）および−Ｚ端側冷却フランジ（３）を所定の間隔で連結するフランジ連結部材（１１）と、
前記外筒（１７）の外側を巻き囲むように配置された高周波誘導コイル（１９）とを有し、前記＋Ｚ端側および−Ｚ端側の冷却フランジのうちの一方の冷却フランジに形成された冷却水通路に供給した冷却水を、前記円筒状冷却水路（１８）を通してから他方のフランジに形成された冷却水通路から排出するように構成された高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【０００９】
（本発明の作用）
前記構成を備えた本発明の複合型プラズマ発生装置では、直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の直流プラズマ噴射口（３３ａ）は、前記プラズマガス供給路接続部材（３７）に供給されたプラズマガスおよび前記キャリアガス供給路接続部材（３６）に供給されたキャリアガスがイオン化（プラズマ化）した直流プラズマを、直線に沿って設定されたＺ軸の一方の端部側である−（マイナス）Ｚ方向に噴射する。
冷却ジャケット（Ｕ２）は前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を支持する。直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の直流プラズマ噴射口（３３ａ）から噴射される直流プラズマは、冷却ジャケット（Ｕ２）の直流プラズマ通過口（２７ｄ）を−Ｚ方向に通過して流れる。
冷却ジャケット（Ｕ２）の給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）には、冷却水供給路から冷却水が供給される。この冷却水はジャケット給水孔（２６ａ）から順次、冷却水循環室（Ｒ）、ジャケット排水孔を流れて、排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）から冷却水排水路に排水される。
【００１０】
したがって本発明では、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分は、冷却ジャケット（Ｕ２）の冷却水循環室（Ｒ）を流れる冷却水によりに確実に冷却されるので、直流プラズマの熱による温度上昇が防止される。このため、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の温度上昇による劣化や破損を防止して、安定した直流プラズマを発生させることができる。
【００１１】
シースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）のガスフランジ（２１）は前記冷却ジャケット（Ｕ２）を支持する。シースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）のシースガス通路形成用円筒部材（２３）は、前記冷却ジャケット（Ｕ２）の円筒状外周面の外側に前記＋Ｚ端側が閉塞され且つ−Ｚ端側が開放された円筒状シースガス通路（Ｌ）を形成する。
シースガス供給路からシースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）に供給されるシースガスは、シースガス供給孔（２１ｆ，２１ｉ）から噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）に供給される。噴射用シースガス室（２１ｅ，２１ｈ）に供給されたシースガスは、前記ガス通路形成部材に円周方向に間隔を開けて形成された多数のシースガス噴射孔（２３ｃ，２３ｄ）から前記円筒状シースガス通路（Ｌ）に噴射される。前記＋Ｚ端側が閉塞され且つ−Ｚ端側が開放された円筒状シースガス通路（Ｌ）に噴射されたシースガスは−Ｚ端側に流出する。
【００１２】
高周波誘導プラズマ発生装置の内筒（１６）は、＋Ｚ端側部分が前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）の前記−Ｚ端側の部分に接続しており、その内側下方にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成する。前記内筒（１６）の外側に配置された外筒（１７）は、前記内筒（１６）との間に円筒状冷却水路（１８）を形成する。
前記外筒（１７）の外側を巻き囲むように配置された高周波誘導コイル（１９）に高周波電流が流れると、前記内筒（１６）の内側に形成されたプラズマ用スペース（Ｓ）に高周波電界が誘導される。その際、前記プラズマ用スペース（Ｓ）に噴射された直流プラズマは高周波誘導プラズマとなる。
【００１３】
高周波誘導プラズマ発生装置のフランジ連結部材（１１）は＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）と−Ｚ端側冷却フランジ（３）とを所定の間隔で連結する。前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）に形成された＋Ｚ端側冷却水通路（１２ｃ）は前記円筒状冷却水路（１８）の＋Ｚ端側部分に接続し、−Ｚ端側冷却フランジ（３）に形成された−Ｚ端側冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）は前記円筒状冷却水路（１８）の−Ｚ端側部分に接続する。したがって、前記＋Ｚ端側および−Ｚ端側の冷却フランジ（１２および３）に形成された冷却水通路のうちの一方の冷却水通路に供給された冷却水は、前記円筒状冷却水路（１８）を流れて他方の冷却フランジに形成された冷却水通路から排出される。したがって、前記内筒（１６）は前記円筒状冷却水路（１８）を流れる冷却水により冷却される。
【００１４】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０５）を備えることが可能である。
（Ａ０５）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を着脱可能に支持する前記冷却ジャケット（Ｕ２）。
前記構成要件（Ａ０５）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記冷却ジャケット（Ｕ２）は、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）を着脱可能に支持する。
【００１５】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置および前記構成要件（Ａ０５）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０６）を備えることが可能である。
（Ａ０６）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面および端面（−Ｚ端面）を被覆するように形成された前記冷却水循環室（Ｒ）。
前記構成要件（Ａ０６）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面および端面（−Ｚ端面）を被覆するように形成された前記冷却ジャケット（Ｕ２）の冷却水循環室（Ｒ）により、直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面および端面（−Ｚ端面）は確実に冷却されるので、熱による損傷を防止することができる。
【００１６】
前記構成要件（Ａ０６）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０７）を備えることが可能である。
（Ａ０７）前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面を被覆する部分に旋回流が流れるように構成された前記冷却水循環室。
前記構成要件（Ａ０７）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面を被覆する前記冷却ジャケット（Ｕ２）の冷却水循環室（Ｒ）を流れる冷却水は旋回流となって流れるので、前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の−Ｚ側部分の外周面を均一に冷却することができる。
【００１７】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置および前記構成要件（Ａ０５）または（Ａ０６）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０８）を備えることが可能である。
（Ａ０８）円周方向に間隔を開けて壁面に垂直に形成された多数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）と、前記複数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）より−Ｚ端側に離れた位置において円周方向に間隔を開け且つ傾斜して形成された多数のシースガス旋回噴射孔（２３ｄ）とを有する前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）。
【００１８】
前記構成要件（Ａ０８）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記シースガス通路形成用円筒部材（２３）の円周方向に間隔を開けて壁面に垂直に形成された多数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）から、前記＋Ｚ端が閉塞された円筒状シースガス通路（Ｌ）内に半径方向（壁面に垂直な方向）に噴射される。前記円筒状シースガス通路（Ｌ）に噴射されたシースガスは、開放された−Ｚ端側に流れる。
また、前記複数のシースガス垂直噴射孔（２３ｃ）より−Ｚ端側に離れた位置において円周方向に間隔を開け且つ傾斜して形成された多数のシースガス旋回噴射孔（２３ｄ）からは、前記円筒状シースガス通路（Ｌ）内に前記円周方向に傾斜した方向からシースガスが噴射される。この噴射ガスにより円筒状シースガス通路（Ｌ）内のシースガスは旋回流となって、−Ｚ方向に流れる。
【００１９】
前記本発明の複合型プラズマ発生装置および前記構成要件（Ａ０５）ないし（Ａ０８）のいずれかを備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０９）を備えることが可能である。
（Ａ０９）冷却水供給路に接続される給水用フランジ接続部（１２ｂ）と前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通するフランジ給水孔（１２ａ）と冷却水排水路に接続し且つ前記他方の冷却水フランジ（１２）の冷却水通路（１２ｃ）に連通する排水用フランジ接続部（１２ｅ）とが設けられた前記他方の冷却フランジ（１２）と、前記他方の冷却水フランジ（１２）のフランジ給水孔（１２ａ）の冷却水を前記一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）に流す給水用連通路（１１ａ）が形成された前記フランジ連結部材（１１）とを有する前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【００２０】
前記構成要件（Ａ０９）を備えた複合型プラズマ発生装置では、フランジ冷却水供給路から前記他方の冷却フランジ（１２）の給水用フランジ接続部（１２ｂ）に供給された冷却水は、フランジ給水孔（１２ａ）から、フランジ連結部材（１１）に形成された給水用連通路（１１ａ）を通って、一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）に流れる。前記一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）は、前記給水用連通路（１１ａ）から流入した冷却水を前記円筒状冷却水路（１８）に流入させる。前記円筒状冷却水路（１８）を流れる冷却水は、前記円筒状冷却水路（１８）を形成する内筒（１６）（すなわち、内側にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成する内筒（１６））を冷却してから、他方の冷却フランジ（１２）の冷却水通路（１２ｃ）、排水用フランジ接続部（１２ｅ）およびフランジ冷却水排水路に順次に流れる。
また、前記冷却水供給路に接続される給水用フランジ接続部（１２ｂ）および、冷却水排水路に接続される排水用フランジ接続部（１２ｅ）が前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に形成されているので、冷却水供給路や冷却水排水路を＋Ｚ方向に延びる状態で連結することができる。このため、Ｚ軸に垂直な方向に必要なスペースが少なくなるので、一対の複合型プラズマトーチＵを接近した状態で設置することが可能となる。
【００２１】
前記構成要件（Ａ０９）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１０）を備えることが可能である。
（Ａ０１０）内部に前記給水用連通路（１１ａ）を形成された複数の支柱（１１）により構成された前記フランジ連結部材（１１）。
前記構成要件（Ａ０１０）を備えた複合型プラズマ発生装置では、冷却水供給路から前記他方の冷却フランジ（１２）の給水用フランジ接続部（１２ｂ）に供給された冷却水は、フランジ給水孔（１２ａ）から、複数の支柱（１１）の内部に形成された給水用連通路（１１ａ）を通って、一方の冷却フランジ（３）の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）に流れる。
＋Ｚ端側および−Ｚ端側の冷却フランジ（１２，３）を連結する複数の支柱（１１）に給水用連通路（１１ａ）を形成したので、給水用連通路（１１）形成用の部材を別途設ける必要がない。
【００２２】
前記構成要件（Ａ０９）または（Ａ０１０）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１１）を備えることが可能である。
（Ａ０１１）Ｚ軸方向に重ねて配置された複数の板状のフランジ部材（４〜７）により前記一方の（−Ｚ端側）冷却フランジ（３）を構成し、前記複数の各フランジ部材（４〜７）の接合面にそれぞれ形成された接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）を用いて前記一方の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）を構成し、前記複数の各接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）の中で前記冷却水の流れる方向の上流端の接合面冷却水路（７ｃ）は前記給水用連通路（１１ａ）に接続され且つ下流端の接合面冷却水路（４ｈ）は前記円筒状冷却水路（１８）に接続されたことを特徴とする前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【００２３】
前記構成要件（Ａ０１１）を備えた複合型プラズマ発生装置では、Ｚ軸方向に重ねて配置された複数の各フランジ部材（４〜７）の接合面にはそれぞれ接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）が形成されている。前記複数の各接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）の中で前記冷却水が流れる方向の上流端の接合面冷却水路（４ｈ）には前記給水用連通路（１１ａ）から冷却水が流入する。この冷却水は、上流端側の接合面冷却水路（７ｃ）から下流側の接合面冷却水路に順次流れて、下流端の接合面水路（４ｈ）から前記円筒状冷却水路（１８）に流れる。
このような接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）を冷却水が流れる間に前記冷却水を容易に旋回流することが可能となる。
【００２４】
前記構成要件（Ａ０９）ないし（Ａ０１１）のいずれかを備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１２）を備えることが可能である。
（Ａ０１２）前記給水用連通路（１１ａ）から流入した冷却水を旋回流として前記円筒状冷却水路（１８）に流入させるように前記一方の冷却水通路（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が形成された前記一方の冷却フランジ（３）とを有する前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
前記構成要件（Ａ０１２）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記円筒状冷却水路（１８）を流れる冷却水は旋回しながら流れるので、円筒状冷却水路（１８）を形成する内筒（１６）（すなわち、内側にプラズマ用スペース（Ｓ）を形成する内筒（１６））を均一に冷却することができる。
【００２５】
前記構成要件（Ａ０９）ないし（Ａ０１２）のいずれかを備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１３）を備えることが可能である。
（Ａ０１３）前記一方の冷却フランジが前記−Ｚ端側冷却フランジ（３）により構成され、前記他方の冷却フランジが前記＋Ｚ端側フランジにより構成され、前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）および前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）が前記＋Ｚ端側冷却フランジの＋Ｚ端面に設けられことを特徴とする前記高周波誘導プラズマ発生装置（Ｕ１）。
【００２６】
前記構成要件（Ａ０１３）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面（前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）が配置されている側の端面）に設けた給水用フランジ接続部（１２ｂ）および前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）に前記冷却水供給路および冷却水排水路を接続するので、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の側方（Ｚ軸に垂直な方向）において前記冷却水供給路および冷却水排水路を配置するためのスペースを必要としない。このため、一対の複合型プラズマ発生装置（Ｕ）の各＋Ｚ側冷却フランジ（１２）を接近した状態で設置することが可能となる。
【００２７】
前記構成要件（Ａ０１３）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１４）を備えることが可能である。
（Ａ０１４）＋Ｚ端面および−Ｚ端面にそれぞれ開口する給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）および排水用貫通孔が形成され且つ前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に重ねて配置された前記ガスフランジ（２１）であって、前記給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水供給路に連通し、前記排水用貫通孔の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水排水路に連通することを特徴とする前記ガスフランジ（２１）。
【００２８】
前記構成要件（Ａ０１４）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記ガスフランジ（２１）は、その＋Ｚ端面および−Ｚ端面にそれぞれ開口する給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）および排水用貫通孔が形成され且つ前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に重ねて配置される。前記給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記給水用フランジ接続部（１２ｂ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水供給路に連通し、前記排水用貫通孔の−Ｚ端は前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の前記排水用フランジ接続部（１２ｅ）に連通し且つ＋Ｚ端は冷却水排水路に連通する。
したがって、冷却水供給路から供給される冷却水は、ガスフランジ（２１）の給水孔貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）を通って＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の給水用フランジ接続部（１２ｂ）に供給される。また、＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の排水用フランジ接続部（１２ｅ）から排出される冷却水は、前記ガスフランジ（２１）の排水用貫通孔および排水路接続部材（Ｋ２）を通って冷却水排水路に排水することができる。
【００２９】
この場合、前記＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の＋Ｚ端面に形成された給水用フランジ接続部（１２ｂ）および排水用フランジ接続部（１２ｅ）に、ガスフランジ（２１）に形成した給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）および排水用貫通孔の−Ｚ端を接続させ、各貫通孔の＋Ｚ端に冷却水供給路および冷却水排水路を接続するので、冷却水供給路や冷却水排水路を＋Ｚ方向に延びる状態で連結することができる。このため、前記ガスフランジ（２１）および＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の側方（Ｚ軸に垂直な方向）において前記冷却水供給路および冷却水排水路を配置するためのスペースを必要としない。したがって、一対の複合型プラズマ発生装置（Ｕ）の各ガスフランジ（２１）および＋Ｚ側冷却フランジ（１２）を接近した状態で設置することが可能となる。
【００３０】
前記構成要件（Ａ０１４）を備えた複合型プラズマ発生装置は、下記の構成要件（Ａ０１５）〜（Ａ０１７）を備えることが可能である。
（Ａ０１５）直流プラズマ用冷却水供給路に接続される直流プラズマ用給水路接続部材（３８）と、直流プラズマ用冷却水排水路に接続される直流プラズマ用排水路接続部材（３９）とが直線に沿って設定されたＺ軸の一端側である＋Ｚ端側に設けられ、前記直流プラズマ用給水路接続部材（３８）および直流プラズマ用排水路接続部材（３９）に連通する直流プラズマ用冷却水循環路（Ｌ１，Ｌ２）とが前記Ｚ軸の他端側の−Ｚ端部に設けられた前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）
（Ａ０１６）前記給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）および排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）が＋Ｚ端側の端面に形成された前記冷却ジャケット（Ｕ２）、
（Ａ０１７）前記シースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）が＋Ｚ側の端面に設けられた前記ガスフランジ（２１）、
【００３１】
前記構成要件（Ａ０１５）〜（Ａ０１７）を備えた複合型プラズマ発生装置では、前記直流プラズマ用冷却水供給路および直流プラズマ冷却水排水路を前記直流プラズマ発生装置（Ｕ３）の＋Ｚ端側に配置し、前記給水用ジャケット接続部材（Ｋ５）および排水用ジャケット接続部材（Ｋ６）を前記冷却ジャケット（Ｕ２）の＋Ｚ端側の端面に配置し、前記シースガス供給路接続部材（Ｋ３，Ｋ４）を前記ガスフランジ（２１）の＋Ｚ側の端面に配置することができる。
このため、前記ガスフランジ（２１）および＋Ｚ端側冷却フランジ（１２）の側方（Ｚ軸に垂直な方向）において前記冷却水供給路、冷却水排水路およびシースガス供給路を配置するためのスペースを必要としない。したがって、一対の複合型プラズマ発生装置（Ｕ）の各ガスフランジ（２１）および＋Ｚ側冷却フランジ（１２）を接近した状態で設置することが可能となる。
【００３２】
【実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
なお、以後の説明では、図面において上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、上方、下方、または上側、下側とする。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の一対の複合型プラズマ発生装置を並列配置したツインタイプの複合型プラズマ発生装置の正断面図である。
図２は同実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の平面図であり、前記図１を上方から見た図である。
図１、図２において、左右一対の複合型プラズマ発生装置Ｕ，Ｕは接近して配置されている。この実施の形態１では、前記左右の複合型プラズマ発生装置Ｕ，Ｕは全く同一に構成されているが、断面位置が少し異なっている。
図１、図３において、減圧チャンバＣを構成するチャンバ上壁１（図１参照）には、ベース装着孔１ａが形成されており、前記ベース装着孔１ａにはベース２が支持されている。前記ベース２には、前記隣接した左右一対の複合型プラズマ発生装置Ｕの下端部が支持されている。
【００３４】
次に、前記複合型プラズマ発生装置Ｕについて説明するが、以下の説明は、図１、図２の左側に配置した複合型プラズマ発生装置Ｕの断面図に基づいて行う。
図３は実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の中の１個の複合型プラズマ発生装置の拡大正断面図である。
図３において、複合型プラズマ発生装置Ｕは、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１と、その上部に支持された冷却ジャケットＵ２と、前記冷却ジャケットＵ２に支持された直流プラズマ発生装置Ｕ３とを有している。
【００３５】
図４は前記図３の矢印ＩＶ−ＩＶから見た要部を示す図である。
図５は前記図３の矢印Ｖ−Ｖから見た図である。
図６は前記図３の矢印ＶＩ−ＶＩから見た図である。
図７は前記図３の下部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
図８は前記図３の中央部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の上部および直流プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
【００３６】
図３、図７において、ベース２にはフランジ装着孔２ａが形成されている。フランジ装着孔２ａには、下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３が支持されている。下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３は、フランジ部材本体４と、前記下側冷却フランジ４の下面に順次重ねて装着される板状の第１フランジ部材５、第２フランジ部材６および第３フランジ部材７を有している。
図９はフランジ部材本体４の説明図で、図９Ａは上面図、図９Ｂは前記図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図である。
図１０は前記図９に示すフランジ部材本体４の下面の説明図で、図１０Ａは前記図９Ｂと同じ図、図１０Ｂは下側冷却フランジ部材本体の下面図で、前記図１０Ａの矢印ＸＢから見た図である。
【００３７】
図９、図１０において、フランジ部材本体４は大径環状部４ａを有しており、大径環状部４ａには４本のネジ貫通孔４ｂが形成されている。前記フランジ部材本体４は、前記ネジ貫通孔４ｂをそれぞれ貫通する連結ネジＮ１（図１、図７参照）により前記ベース２に固定される。前記大径環状部４ａの下端部には円形の底壁４ｃが設けられており、底壁４ｃの中央部には外筒装着孔４ｄが形成されている。また、底壁４ｃの外周部には円周方向に９０°間隔で４個の支柱連結ネジ孔４ｅが形成されており、その外側には円周方向に沿って多数のフランジ部材連結ネジ孔４ｆが形成されている。また、底壁４ｃ下面には４本の旋回流形成用溝４ｇとそれらの内端部に連続する環状溝（下流端側冷却水通路すなわち、−Ｚ端側冷却水通路）４ｈとが形成されている。前記旋回溝形成用溝４ｇはその半径方向外側から内側に向かって冷却水が流れる溝であり、上面図（図９）で時計回りの旋回流を形成する溝である。したがって、前記環状溝４ｈは上面図（図９Ａ）で時計回りの旋回流が生じるように形成されている。
【００３８】
図１１は前記図７に示す下側冷却フランジ部材本体の下面に装着する第１〜第３フランジ部材を接合した状態の断面図であり、図１１Ａは平面図、図１１Ｂは図１１ＡのＸＩＢ−ＸＩＢ線断面図、図１１Ｃは図１１ＡのＸＩＣ−ＸＩＣ線断面図である。
図１２は前記図７に示す第１フランジの説明図で、図１２Ａは平面図、図１２Ｂは図１２ＡのＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線断面図である。
図１１、図１２において、第１フランジ部材５は、中央部に内筒装着孔５ａが形成されており、外周部に多数のフランジ連結ネジ貫通孔５ｂが形成されている。また、前記フランジ連結ネジ貫通孔５ｂの内側部分の下面にはフランジ連結用のリング状凹溝５ｃ（図１２Ｂ参照）が形成されている。また、前記リング状凹溝５ｃの内側部分には４個の冷却水流入孔５ｄが円周方向に９０°の間隔で配置されており、前記４個の各冷却水流入孔５ｄにそれぞれ隣接して合計４個の冷却水流出孔５ｅが形成されている。また、図５Ａにおいて、ピン貫通孔５ｆ（図１２Ａ参照）が形成されており、前記ピン貫通孔５ｆは、前記第１フランジ部材５〜第３フランジ部材７（図１２〜図１４参照）を連結する際の位置決めピン８（図１１Ｃ参照）が貫通する孔である。
【００３９】
図１３は前記図７に示す第２フランジの説明図で、図１３Ａは平面図、図１３Ｂは図１３ＡのＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線断面図である。
図１３において、第２フランジ部材６は、中央部に貫通孔６ａが形成されており、外周部には円周方向に９０°間隔で合計４個の冷却水流入孔６ｂが形成されている。また、第２フランジ部材６の上面には前記貫通孔６ａから接線方向に延びる４本の凹溝６ｃが形成されている。この凹溝６ｃは前記貫通孔６ａを下方から上方に流れてきた冷却水が矢印Ａ１方向に流れる凹溝である。前記矢印Ａ１方向に流れた冷却水は前記第１フランジ部材５の冷却水流通孔５ｅを下側（−Ｚ側）から上側（＋Ｚ側）に流れる。
また、前記第２フランジ部材６にはピン貫通孔６ｄ（図１３Ａ参照）が形成されている。前記ピン貫通孔６ｄは前記第１フランジ部材５〜第３フランジ部材７を連結する際の位置決めピン８（図１１Ｃ参照）が貫通する孔であり、前記ピン貫通孔５ｆ（図１２Ａ参照）と重なる位置に形成されている。
【００４０】
図１４は前記図７に示す第３フランジの説明図で、図１４Ａは平面図、図１４Ｂは図１４ＡのＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線断面図、図１４Ｃは図１４ＡのＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線断面図である。
図１４において、第３フランジ部材７は、上方に行くに従って径が縮小する円錐壁７ａ（図１４Ｂ参照）を有している。第３フランジ部材７の上面の外周にはリング状突出部７ｂが形成されている。前記リング状突出部７ｂは前記第１フランジ部材５のリング状凹溝５ｃ（図１２Ｂ参照）に嵌合する突出部である。第３フランジ部材７の上面には４個の凹部７ｃが形成され、前記各凹部７ｃの中央部には島状部分７ｄが突出して形成されている。前記凹部７ｃには、前記第１、第２フランジ部材５、６の冷却水流入孔５ｄ、６ｂ（図１１Ｂ参照）を流れた冷却水が流入する（これについては後述する）。前記凹部７ｃには、前記島状部分７ｄにより、冷却水が図１４Ａに示す矢印Ａ２方向に流れる流路と矢印Ａ３方向に流れる流路が形成されている。
また、前記第３フランジ部材７にはピン装着孔７ｅが形成されている。前記ピン装着孔７ｅは前記第１フランジ部材５〜第３フランジ部材７を連結する際の位置決めピン８（図１１Ｃ参照）の先端部が装着される孔である。
【００４１】
図１１において、前記第１〜第３フランジ部材５〜７は重ね合わせた状態で、前記前記リング状突出部７ｂがリング状凹溝５ｃに嵌合し、且つ内筒装着孔５ａの下端部（−Ｚ端部）に円錐壁７ａ上端が嵌合した状態で連結されている。この状態で第１フランジ部材５は、前記多数のフランジ連結ネジ貫通孔５ｂを貫通する連結ネジＮ２（図７参照）によりフランジ部材本体４のフランジ部材連結ネジ孔４ｆ（図１０参照）に連結される。
前記フランジ部材本体４および第１〜第３フランジ部材５〜７により下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３（図７参照）が構成されている。
図７、図１１において、前記第３フランジ部材７と第２フランジ部材６と間（接合面）には前記凹部７ｃが形成され、凹部７ｃの中心部は、第２フランジ部材６の貫通孔６ａ（図１３Ｂ参照）を介して前記凹溝６ｃに連通している。前記凹溝６ｃは、第２フランジ部材６と第１フランジ部材５との間（接合面）に形成されており、凹部６ｃの外端部は第１フランジ部材５の冷却水流通孔５ｅの下端部（−Ｚ端部）に連通している。
【００４２】
図７に示すように、前記冷却水流通孔５ｅの上端は前記旋回流形成用溝４ｇの外端部に連通しており、前記旋回流形成用溝４ｇおよびその中心部に接続する環状溝４ｈは、前記フランジ部材本体４と第１フランジ部材５との間（接合面）に形成されている。
したがって、前記凹部７ｃ、凹溝６ｃ、旋回流形成用溝４ｇおよび環状溝４ｈはいずれも、下部フランジ（−Ｚ端冷却フランジ）３の各フランジ部材４〜５の接合面に形成されているので、本明細書では、それらを接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）という。また、冷却水は下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３に流入し、その冷却水は、順次、図７に示す冷却水流入孔５ｄ、６ｂ、凹部７ｃ、貫通孔６ａ、凹溝６ｃ、冷却水流通孔５ｅ、旋回流形成用溝４ｇ、環状溝４ｈを通って、後述する円筒状冷却水路１８に流れる。したがって、前記符号５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈで示された要素により、下側冷却フランジ（−Ｚ端側冷却フランジ）３の下部冷却水通路（−Ｚ端側冷却水通路）（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）が構成される。
【００４３】
前記フランジ部材本体４の４個の支柱連結ネジ孔４ｅ（図９、図１０参照）にはそれぞれ、図７に示すように、支柱（フランジ連結部材）１１の下端部がネジ連結されている。前記支柱１１には上下（Ｚ軸方向）に貫通する冷却水通路１１ａが形成されている。前記４本の各支柱１１の上端には上側冷却フランジ（＋Ｚ端側冷却フランジ）１２が支持されている。
上側冷却フランジ１２の上面図は図４（図３のＩＶ−ＩＶ線断面図に示されている。
【００４４】
図７、図４において、上側冷却フランジ１２は前記支柱１１の上端を収容するフランジ給水孔１２ａを有しておりフランジ給水孔１２ａの上端は開口している。フランジ給水孔１２ａ内に収容された支柱１１の上端には冷却水通路１１ａの上端が開口しており、支柱１１の上端部の外周にはオスネジが形成され、前記オスネジにネジ連結されたナット１３により、支柱１１上端部と上側冷却フランジ１２とは連結されている。
前記フランジ給水孔１２ａの開口により、冷却水が供給される給水路に接続される接続部（給水用フランジ接続部）１２ｂが形成されている。
【００４５】
前記上側冷却フランジ１２には、その中央部に環状の上部冷却水通路（＋Ｚ端側冷却水通路）１２ｃが形成されており、前記上部冷却水通路１２ｃは半径方向に延びるフランジ冷却水排水孔１２ｄが接続されている。前記フランジ冷却水排水孔１２ｄの外端部は上側冷却フランジ１２の上面に開口している。前記フランジ冷却水排水孔１２ｄの開口により冷却水を排出する排水路に接続される接続部（排水用フランジ接続部）１２ｅが形成されている。
図７において、前記上側冷却フランジ１２には、前記環状の上部冷却水通路１２ｃの上側の端壁（上端壁）に内筒装着孔１２ｆが形成されており、下側の端壁（下端壁）には外筒装着孔１２ｇが形成されている。また図４において、上側冷却フランジ１２の上端壁（＋Ｚ端壁）には４個の連結ネジ孔１２ｈが形成されている。
【００４６】
図７において、内筒１６は、下端部が前記第１フランジ部材５の内筒装着孔５ａに支持され、上端部が上部冷却フランジ１２の内筒装着孔１２ｆに支持されている。前記内筒１６の上端位置と上部冷却フランジ１２の上端位置とはほぼ同一の位置に配置される。外筒１７は、下端部が前記フランジ部材本体４の外筒装着孔４ｄに支持され、上端部が上部冷却フランジ１２の外筒装着孔１２ｇに支持されている。前記内筒１６および外筒１７の間には円筒状冷却水路１８が形成されている。
外筒１７の外側を巻き囲むように高周波誘導コイル１９が配置されており、高周波誘導コイル１９に高周波電流が流れると、前記内筒１６の内側の空間（プラズマ用スペースＳに高周波電界が誘導される。その際、前記プラズマ用スペースＳに噴射された直流プラズマは高周波誘導プラズマとなる。
【００４７】
図１５は下部フランジ３の冷却水通路の説明図で、図１５Ａは正面図での冷却水の流れを示す図、図１５Ｂは前記図１５ＡのＸＶＢ−ＸＶＢ線断面図、図１５Ｃは前記図１５ＡのＸＶＣ−ＸＶＣ線断面図である。
前記図７に示す円筒状冷却水路１８の下端部は前記接合面冷却水路（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）の環状溝４ｈに連通しており、上端部は環状の上部冷却水通路１２ｃに接続している。
したがって、図７において、給水用フランジ接続部１２ｂからフランジ給水孔１２ａ内に供給された冷却水は、支柱１１の冷却水路１１ａ（図１５Ａ参照）の上端から下方に流れ、冷却水流入孔５ｄ、６ｂ（図７、図１４Ａ参照）を通って第３フランジ部材７の凹部７ｃに流入する。
図１５、図７において、凹部７ｃ（図７参照）に流入した冷却水は図１４Ａの矢印Ａ２、Ａ３の方向（図１５Ｂの矢印方向）に流れ、第２フランジ部材６の貫通孔６ａ（図７、図１３Ａ参照）を下側から上側に流れる。第２フランジ部材６の上側に流れた冷却水は、凹溝６ｃ（図７、図１３Ａ参照）を図１３の矢印Ａ１方向（図１５Ｂの矢印方向）に流れ、次に冷却水流通孔５ｅ（図７参照、図１３Ａの２点鎖線参照）を下側から上側に流れて旋回流形成用溝４ｇに流入する。旋回流形成用溝４ｇに流入した冷却水は、図９の矢印Ａ４方向（図１５Ｃの矢印方向）に流れて、環状溝４ｈに旋回流となって流入する。この旋回流となった冷却水は、環状溝４ｈから円筒状冷却水路１８（図７、図１５Ａ参照）を旋回しながら上昇して環状の上部冷却水通路１２ｃに流入し、さらに、フランジ冷却水排水孔１２ｄを通って排水用フランジ接続部１２ｅから冷却水排水路（後述）に排出される。
【００４８】
図８において、前記上部冷却フランジ１２の上面にはガスフランジ２１が支持されており、ガスフランジ２１には４個のネジＮ３（図５参照）が貫通する４個のネジ貫通孔（図示せず）が形成されている。ネジＮ３は前記ガスフランジ２１を上側から下側に貫通して、上部冷却フランジ１２上面に形成された連結ネジ孔１２ｈ（図４参照）にネジ連結されている。
上部冷却フランジ１２の前記給水用フランジ接続部１２ｂにはガスフランジ２１の給水孔２１ｂが連通している。前記給水孔２１ｂには上端に開口する給水路接続孔２１ｃが連通している。給水路接続孔２１ｃには接続部材（給水路接続部材）Ｋ１が装着されており、給水路接続部材Ｋ１は、図示しない冷却水供給路に着脱可能に接続される。
したがって、図示しない冷却水供給路から給水路接続部材Ｋ１に供給された冷却水は前記給水路接続孔２１ｃ、給水孔２１ｂ、および連通孔２１ａを順次流れて、給水用フランジ接続部１２ｂからフランジ給水孔１２ａに給水される。この場合、前記給水路接続孔２１ｃ、給水孔２１ｂ、および連通孔２１ａによりガスフランジ２１の上面から下面に冷却水を通過させる給水用貫通孔（２１ａ〜２１ｃ）が形成されている。
【００４９】
前記上部冷却フランジ１２の上端面には、図示しない冷却水排水路に接続する管状の排水路接続部材Ｋ２（図８、図５参照）が連結されており、前記排水路接続部材Ｋ２と前記排水用フランジ接続部１２ｅとは、上部冷却フランジ１２に形成した図示しない連通孔（ガスフランジ２１の下面から上面に冷却水を通過させる排水用貫通孔、図示せず）により連通している。したがって、前記フランジ冷却水排水孔１２ｄを通って排水用フランジ接続部１２ｅに流れた冷却水は、前記排水路接続部材Ｋ２から図示しない冷却排水路に排水される。
【００５０】
前記ガスフランジ２１には、その中央部に貫通孔２１ｄが形成されており、貫通孔２１ｄの外周には環状の旋回噴射用シースガス室２１ｅが形成されている。前記旋回噴射用ガス室には半径方向に斜めに延びる２本のガス供給孔２１ｆ（図５参照）が形成されており、ガス供給孔２１ｆの外端部にはガスフランジ２１の上端面に開口するシースガス供給用フランジ接続部２１ｇが形成されている。前記シースガス供給用フランジ接続部２１ｇには管状の接続部材（シースガス供給路接続部材）Ｋ３（図８、図５参照）が接続されている。前記接続部材Ｋ３には旋回用シースガス供給路（図示せず）が接続され、前記図示しない旋回用シースガス供給路から旋回用シースガスが供給される。
【００５１】
前記ガスフランジ２１には、前記旋回噴射用シースガス室２１ｅの上側で且つ貫通孔２１ｄの外周には環状の垂直噴射用ガス室２１ｈが形成されている。前記垂直噴射用ガス室２１ｈには半径方向に延びる２本のガス供給孔２１ｉ（図５参照）が連通している。前記ガスフランジ２１上面には前記ガス供給孔２１ｉに連通する管状のシースガス供給路接続部材Ｋ４（図１の右側の複合型プラズ発生装置および図５参照）が連通されている。前記シースガス供給路接続部材Ｋ４には図示しない垂直噴射用シースガス供給路が接続されており、前記垂直噴射用シースガス供給路から供給されたシースガスは前記シースガス供給路接続部材Ｋ４から前記ガス供給孔２１ｉ（図５参照）を通って、垂直噴射用ガス室２１ｈに供給される。
【００５２】
図８において、前記ガスフランジ２１の貫通孔２１ｄに嵌合する円筒状のシースガス通路形成部材２３は、円筒部およびその上端に設けたフランジを有している。
図１６はシースガス通路形成用円筒部材の説明図で、図１６Ａは平面図、図１６Ｂは縦断面図で前記図１６ＡのＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図、図１６Ｃは前記図１６ＢのＸＶＩＣ−ＸＶＩＣ線断面図で垂直噴射孔を示す図、図１６Ｄは前記図１６ＢのＸＶＩＤ−ＸＶＩＤ線断面図で旋回噴射孔を示す図である。
図１６において、シースガス通路形成部材２３は、上端フランジ２３ａと円筒壁２３ｂとを有している。円筒壁２３ｂにはその上部に円周方向に沿って多数の垂直噴射孔２３ｃが形成され、その下部に円周方向に沿って多数の旋回噴射孔２３ｄが形成されている。
図８において、前記シースガス通路形成部材２３は、その上端フランジ２３ａがガスフランジ２１の上面に支持され且つ円筒壁２３ｂの外周面が前記ガスフランジ２１の貫通孔２１ｄ内面に嵌合した状態で組み立てられる。その状態では、前記円筒壁２３ｂの下端とガスフランジ２１の下端とはほぼ同じ位置に配置される。また、シースガス通路形成部材２３および内筒１６の内径および外径は同じであり、シースガス通路形成部材２３の下端と内筒１６の下端とは対向し且つ隣接して配置されている。
前記ガスフランジ２１およびシースガス通路形成部材２３によりシースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）が構成されている。
【００５３】
図１７は前記ガスフランジ２１上面に支持される冷却ジャケットＵ２および前記ジャケットＵ２に支持される直流プラズマ発生装置Ｕ３の説明図である。
図８および図１７において、ガスフランジ２１の上面には高さ調節用の２枚のスペーサ２５を介して冷却ジャケットＵ２が支持されている。冷却ジャケットＵ２は前記ガスフランジ２１上面に支持される外側ジャケットケース２６とそれに結合された内側ジャケットケース２７を有している。前記外側ジャケットケース２６および内側ジャケットケース２７は共に略円筒状であり、それらの下端部が結合されている。前記外側ジャケットケース２６は４本のネジＮ４（図６、図１７参照）によりガスフランジ２１に連結されている。
【００５４】
前記外側ジャケットケース２６の外側面と前記シースガス通路形成部材２３との間には円筒状シースガス通路Ｌが形成される。前記垂直噴射用ガス室２１ｈに流入したシースガスは前記多数の垂直噴射孔２３ｃから円筒壁２３ｂに垂直に円筒状シースガス通路Ｌに流入する。円筒状シースガス通路Ｌの上側（＋Ｚ側）は閉塞されているので、下流側（−Ｚ側）に流れる。前記円筒状シースガス通路Ｌの前記垂直噴射孔２３ｃよりも下流側には多数の旋回噴射孔２３ｄが形成されている。前記多数の旋回噴射孔２３ｄから円筒状シースガス通路Ｌに噴射されたシースガスは前記垂直噴射孔２３ｃから噴射したシースガスと共に旋回しながら下流側（−Ｚ側）に流れる。そして、前記シースガスは、前記内筒１６内面に沿って旋回しながら内筒１６下方の減圧チャンバＣに流入する。
【００５５】
前記外側ジャケットケース２６および内側ジャケットケース２７はそれぞれフランジ部２６ａおよび２７ａと、円筒壁２６ｂおよび２７ｂと、下端壁２６ｃおよび２７ｃとを有している。内側ジャケットケース２７の下端壁２７ｃは上下の２重壁に構成されており、前記２重壁の下側部分の外端は前記下端壁２６ｃに結合されている。前記下端壁２６ｃおよび２７ｃにより環状空間が形成されている。
前記外側ジャケットケース２６と内側ジャケットケース２７との間には冷却水循環室Ｒが形成されている。冷却水循環室Ｒは、上部の大径円筒部Ｒ１とその下側に連通する小径円筒部Ｒ２とその下端に連通するリング状下端部（前記下端壁２６ｃ，２７ｃにより形成される環状空間）Ｒ３とを有している。
前記リング状下端部Ｒ３は、前記外側ジャケットケース２６の下端部および内側ジャケットケース２７の下端部により形成されており、前記下端壁２７ｃの中心部には貫通孔（直流プラズマ通過孔）２７ｄが形成されている。
【００５６】
前記外側ジャケットケース２６には前記冷却水循環室Ｒに連通するジャケット給水孔２６ａと、前記ジャケット給水孔２６ａに連通し且つ外側ジャケットケース２６の上端に開口する給水用ジャケット接続孔２６ｄとが形成されている。前記給水用ジャケット接続孔２６ｄには冷却水供給路（図示せず）に接続される管状の接続部材（給水用ジャケット接続部材）Ｋ５が連結されている。
前記外側ジャケットケース２６には、前記ジャケット給水孔２６ａおよび給水用ジャケット接続孔２６ｄと同様に形成された冷却水流通孔（図示せず）および排水用接続孔（図示せず）が形成されており、前記図示しない排水用接続孔には、管状の排水用ジャケット接続部材Ｋ６（図６参照）が連結されている。
そして、前記接続管（給水用ジャケット接続部材）Ｋ５から給水用ジャケット接続孔２６ｄに供給された冷却水はジャケット給水孔２６ａを通って冷却水循環室Ｒに流入する。前記冷却水循環室Ｒを循環した冷却水は図示しない排水用供給孔および排水用接続孔を通って前記排水用接続部材Ｋ６（図６参照）から図示しないジャケット用排水路を通って排出される。
【００５７】
図１７において、前記内側ジャケットケース２７の円筒壁２７ｂの内側面には直流プラズマ発生装置Ｕ３が挿入されており、直流プラズマ発生装置Ｕ３の下端面は前記下端壁２７ｃの上面に当接した状態で支持されている。
直流プラズマ発生装置Ｕ３は円筒状下部ケース３１と円筒状上部ケース３２とを有している。円筒状下部ケース３１および円筒状上部ケース３２は、円筒状下部ケース３１の上端部の外周面に形成されたオスネジと円筒状上部ケース３２の下端部内周面に形成されたメスネジとが螺合して結合されている。
前記円筒状下部ケース３１の下端部には陽極３３が支持されており、前記陽極３３はその中心部に直流プラズマ噴射孔３３ａをが形成されている。また、陽極３３には複数のキャリアガス噴射孔３３ｂが形成されており、キャリアガス噴射孔３３ｂの下流端は前記前記プラズマガス噴射孔３３ａの下流端に開口している。
前記直流プラズマ噴射孔３３ａの上端部の中心部には陰極３４が保持されている。
【００５８】
図６、図１７において、直流プラズマ発生装置Ｕ３の上端部（＋Ｚ端部）には、キャリアガス供給路（図示せず）に接続される２つの管状のキャリアガス供給路接続部材３６と、プラズマガス供給路（図示せず）に接続されるプラズマガス供給路接続部材３７と、直流プラズマ用冷却水供給路（図示せず）に接続される直流プラズマ用給水路接続部材３８と、直流プラズマ用冷却水排水路（図示せず）に接続される直流プラズマ用排水路接続部材３９とが設けられている。
図１７において、前記円筒状下部ケース３１および円筒状上部ケース３２の内部には、図６に示す前記各接続部材３６〜３９に連通する連通管が挿入されている。なお、図１７では、１本のキャリアガス供給路接続部材３６と、プラズマガス供給路接続部材３７と冷却水供給路接続部３８に接続する連通管の断面を示した。
【００５９】
前記２本のキャリアガス供給路接続部材３６から供給されたキャリアガスは、前記陽極３３に形成された複数のキャリアガス供給孔３３ａから噴出される。前記プラズマガス供給路接続部材３７から供給されたプラズマガスは陰極３４の少し上方の位置に形成されたプラズマガス供給孔３７ａから供給される。このプラズマガス供給孔３７ａから供給されたプラズマガスは前記プラズマ噴出孔３３ａ内の陰極３４周囲を通過する際にプラズマを発生し、プラズマ噴出孔３３ａを通過して下方（−Ｚ方向）に流れる。前記直流プラズマ噴射孔３３ａの下流端に開口する複数のキャリアガス噴射孔３３ｂから噴射されるキャリアガスもプラズマガスと一緒にプラズマとなって直流プラズマ噴射孔３３ａから下方に噴射される。
【００６０】
前記冷却水供給路接続部３８（図６、図１７参照）から供給された冷却水は前記陽極３３内に形成された直流プラズマ用冷却水循環路Ｌ１、Ｌ２を順次通って前記冷却水排水路接続部３９（図６参照）から図示しない冷却水排水路に排水される。
前記符号３１〜３８で示した要素により、この実施の形態１の直流プラズマ発生装置Ｕ３が構成されている。前記直流プラズマ発生装置Ｕ３としては、従来公知の種々のものを使用可能である。
【００６１】
部１７において、前記内側ジャケットケース２７のフランジ部２７ａの上面には円筒状の固定用第１部材４１がネジＮ５により固定されている。前記固定用第１部材の上端部の外周面にはオスネジが形成されており、そのオスネジにはキャップ状の固定用第２部材４２の下端部のメスネジがネジ連結されている。前記固定用第２部材４２は前記ネジ連結により、回転時に上下方向に移動する。固定用第２部材４２は下方（−Ｚ方向）に移動して、その上壁４２ａは、前記直流プラズマ発生装置Ｕ３の上端面を下方に押圧する位置に保持されている。
この状態では、直流プラズマ発生装置Ｕ３は下端が冷却ジャケットＵ２の下端部内面に支持され且つ上端が前記固定用第２部材４２の上壁４２ａにより下方に押圧されている。すなわち、直流プラズマ発生装置Ｕ３は冷却ジャケットＵ２に着脱可能に固定されている。
【００６２】
（実施の形態１の作用）
図１７において、前記構成を備えた本発明の複合型プラズマ発生装置Ｕでは、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１に対して上側に配置された直流プラズマ発生装置Ｕ３は、前記プラズマガス供給路接続部材３７に供給されたプラズマガスおよび前記キャリアガス供給路接続部材３６，３６に供給されたキャリアガスがイオン化（プラズマ化）した直流プラズマを、下端部（−Ｚ端部）に設けた直流プラズマ噴射口３３ａから噴射する。
前記直流プラズマ用給水路接続部材３８に供給された冷却水は、前記Ｚ軸の下端部（−Ｚ端部）に設けられた直流プラズマ用冷却水循環路Ｌ１，Ｌ２にを流れて前記直流プラズマ用排水路接続部材３９から排出される。
【００６３】
冷却ジャケットＵ２の前記上端側（＋Ｚ端側）の端面に形成された給水用ジャケット接続部材Ｋ５には、図示しない冷却水供給路から冷却水が供給される。この冷却水は給水用ジャケット接続孔２６ｄから順次、ジャケット給水孔２６ａ、冷却水循環室Ｒ、を流れ、さらに図示しないジャケット排水孔および排水用ジャケット接続孔を流れて、上端面（＋Ｚ側の端面）に接続された管状の排水用ジャケット接続部材Ｋ６（図６参照）から図示しないジャケット用排水路に排水される。
前記直流プラズマ発生装置Ｕ３の下部（−Ｚ側部分）の円筒状の外側面および下端面（−Ｚ端面）は、冷却水循環室Ｒを流れる冷却水により冷却される。
前記直流プラズマ噴射口３３ａから噴射する直流プラズマは、冷却ジャケットＵ２の直流プラズマ通過口２７ｄを下方（−Ｚ方向）に通過して流れる。
【００６４】
図８前記シースガス供給部材（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）の環状のガスフランジ２１は前記冷却ジャケットＵ２を支持する。
前記ガスフランジ２１の上端に連結されたシースガス供給路接続部材Ｋ４に供給されるシースガスは、前記ガス供給孔（シースガス供給孔）２１ｉ（図５参照）を通って、環状の垂直噴射用ガス室２１ｈに供給される。垂直噴射用シースガス室２１ｈに供給されたシースガスは、前記円筒状のガス通路形成部材２３に円周方向に間隔を開けて形成された多数のシースガス垂直噴射孔２３ｃから前記円筒状シースガス通路Ｌに壁面に垂直に噴射される。前記上端側（＋Ｚ端側）が閉塞され且つ下側（−Ｚ端側）が開放された円筒状シースガス通路Ｌに噴射されたシースガスは下側（−Ｚ端側）に流れる。
【００６５】
前記複数のシースガス垂直噴射孔より下側（−Ｚ端側）に離れた位置において円周方向に間隔を開け且つ傾斜して形成された多数のシースガス旋回噴射孔２３ｄからは、前記円筒状シースガス通路Ｌ内に前記円周方向に傾斜した方向からシースガスが噴射される。この噴射ガスにより円筒状シースガス通路Ｌ内のシースガスは旋回流となって、下方（−Ｚ方向）に流れる。
【００６６】
図７において、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ３の内筒１６は、上部（＋Ｚ端側部分）が前記シースガス通路形成用円筒部材２３の前記下端に隣接して配置されており、その内側の上部は前記冷却ジャケットＵ２の外周面との間に円筒状シースガス通路Ｌを形成している。また、内筒１６の内側の空間であって、前記冷却ジャケットＵ２の下方にはプラズマ用スペースＳが形成される。
したがって、前記円筒状シースガス通路Ｌを旋回しながら下方に流れたシースガスは、プラズマ用スペースＳを形成する内筒１６の内周面に沿って螺旋状に流れる。
前記直流プラズマ発生装置Ｕ３の直流プラズマ噴射孔３３ａから下方（−Ｚ方向）に噴射された３３ａは前記プラズマ用スペースＳにおいて、前記外筒１７の外側の高周波誘導コイル１９を流れる高周波電流により誘導される高周波電界により、高周波誘導プラズマとなる。
【００６７】
図１８は高周波誘導プラズマ発生装置のプラズマ用スペース外周に配置された円筒状冷却水路を流れる冷却水の経路を示す図である。
図１８において、ガスフランジ２１の上端に接続された冷却水供給路接続部材Ｋ１に供給された冷却水は、ガスフランジ２１の給水路接続孔２１ｃ、給水孔２１ｂを通って、ガスフランジ２１の下面に接続する上部冷却フランジの給水用フランジ接続部１２ｂからフランジ給水孔１２ａに給水される。
フランジ給水孔１２ａ内に供給された冷却水は支柱１１の冷却水路１１ａを通って、第１フランジ部材５の冷却水流入孔５ｄ、第２フランジ部材６の冷却水流入孔６ｂを順次下方に流れて、第３フランジ部材７の凹部７ｃに流入する。凹部７ｃに流入した冷却水は、第２フランジ部材６の貫通孔６ａを通って上方に流れ、第２フランジ部材６上面の凹溝６ｃを通って第１フランジ部材５の冷却水流通孔５ｅを上方に流れ、フランジ部材本体４下面のて旋回流形成用溝４ｇに流入する。旋回流形成用溝４ｇに流入した冷却水は旋回流となって環状溝４ｈに流入する。
環状溝４ｈに流入した冷却水は円筒状冷却水路１８を旋回流となって上昇し、上部冷却フランジ１２の上部冷却水通路１２ｃに流入する。上部冷却水通路１２ｃに流入した冷却水は順次、前記フランジ冷却水排水孔１２ｄ、排水用フランジ接続部１２ｅを流れて、前記排水路接続部材Ｋ２から図示しない冷却排水路に排水される。
【００６８】
（実施の形態２）
図１９は本発明の実施の形態２の説明図で、前記実施の形態１の図３に対応する図である。
図１９に示す実施の形態２の説明において、前記実施の形態１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施の形態２は、下記の点で前記実施の形態１と相違しているが、他の点では前記実施の形態１と同様に構成されている。
図１９では、前記実施の形態１の図３のスペーサ２５，２５は省略されている。図１９において、ガスフランジ２１の上端面には円周方向に１２０°離れた位置に合計３本の円筒状のガイド２１ｊが上方に突出して設けられており、前記ガイド２１ｊに対向して、前記外側ジャケット２６の下面には嵌合凹部２６ｊが形成されている。前記ガイド２１ｊは前記嵌合凹部２６ｊにスライド可能に嵌合している。
【００６９】
前記外側ジャケット２６の上面にはモータケース５１が固定されており、モータケース５１には、図示しないモータにより回転駆動される回転軸５２が回転可能且つ上下方向に移動不可能に支持されている。前記回転軸５２の下端部にはオスネジが形成されており、前記３個のガイド２１ｊの中の１個のガイド２ｊの中心部に形成された軸収容孔２１ｋに挿入されている。前記軸収容孔２１ｋの下部にはメスネジが形成されており、このメスネジと前記回転軸５２下端部に形成されたオスネジとは螺合している。
前記軸収容孔２１ｋのメスネジと螺合する回転軸５２は、回転時に上下に移動する。この回転軸の上下動に応じてモータケース５１および外側ジャケット２６も上下に移動する。すなわち、回転軸を回転することにより外側ジャケット２６を含む冷却ジャケットＵ２およびそれに支持された直流プラズマ発生装置Ｕ３の上下方向の位置を調節することかできる。
【００７０】
外側ジャケットの円筒壁２６ｂの上端部には大径部２６ｋが形成されており、その外周面はシースガス通路形成用円筒部材２３の上部内周面に嵌合している。そして、前記シースガス通路形成用円筒部材２３の上部内周面にはシール５５が装着されており、前記シール５５により円筒状シースガス通路Ｌ内に噴射されたシースガスは上方に流れることなく、下方に流れるように形成されている。
この実施の形態２では、前記モータケース５１内部のモータを駆動することにより外側ジャケット２６を含む冷却ジャケットＵ２および直流プラズマ発生装置Ｕ３の上下位置を調節することができるので、直流プラズマ発生装置Ｕ３の高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１に対する位置を調節することができる。
【００７１】
（変更例）
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施の形態を下記に例示する。
（Ｈ０１）直流プラズマ発生装置Ｕ３としては従来公知の種々のものを使用可能である。
（Ｈ０２）冷却ジャケットＵ２の冷却水循環室Ｒの小円筒部Ｒ２を流れる冷却水が旋回流となるように、冷却水ジャケットＵ２の下端部に、前記下部フランジ３の構成部材４〜７と同様の旋回流発生用の部材を設けることも可能である。
（Ｈ０３）なお、本発明のは冷却ジャケットＵ２は、複合型プラズマ発生装置Ｕで使用だけでなく、直流プラズマ発生装置Ｕ３を単体で使用する場合にも使用可能である。
（Ｈ０４）前記高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１の前記下部フランジ３および上部冷却フランジ１２の構成は、複合型プラズマ発生装置Ｕとして使用する場合だけでなく、高周波誘導プラズマ発生装置Ｕ１単体で使用する場合にも採用可能である。
【００７２】
【発明の効果】
前述の本発明の長尺シート用給紙装置は、下記の効果（Ｅ０１），（Ｅ０２）を奏することができる。
（Ｅ０１）直流プラズマ発生装置の下端部を安定して確実に冷却できるので、安定して持続するプラズマを得ることができる。
（Ｅ０２）複合型プラズマ発生装置の設置スペースの必要面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１の一対の複合型プラズマ発生装置を並列配置したツインタイプの複合型プラズマ発生装置の正断面図である。
【図２】図２は同実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の平面図であり、前記図１の上方から見た図である。
【図３】図３は実施の形態１のツインタイプの複合型プラズマ発生装置の中の１個の複合型プラズマ発生装置の拡大正断面図である。
【図４】図４は前記図３の矢印ＩＶ−ＩＶから見た要部を示す図である。
【図５】図５は前記図３の矢印Ｖ−Ｖから見た図である。
【図６】図６は前記図３の矢印ＶＩ−ＶＩから見た図である。
【図７】図７は前記図３の下部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
【図８】図８は前記図３の中央部拡大正断面図であり、主として高周波誘導プラズマ発生装置の上部および直流プラズマ発生装置の下部の拡大正断面図である。
【図９】図９はフランジ部材本体４の説明図で、図９Ａは上面図、図９Ｂは前記図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図である。
【図１０】図１０は前記図９に示すフランジ部材本体４の下面の説明図で、図１０Ａは前記図９Ｂと同じ図、図１０Ｂは下側冷却フランジ部材本体の下面図で、前記図１０Ａの矢印ＸＢから見た図である。
【図１１】図１１は前記図７に示す下側冷却フランジ部材本体の下面に装着する第１〜第３フランジ部材を接合した状態の断面図であり、図１１Ａは平面図、図１１Ｂは図１１ＡのＸＩＢ−ＸＩＢ線断面図、図１１Ｃは図１１ＡのＸＩＣ−ＸＩＣ線断面図である。
【図１２】図１２は前記図７に示す第１フランジの説明図で、図１２Ａは平面図、図１２Ｂは図１２ＡのＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線断面図である。
【図１３】図１３は前記図７に示す第２フランジの説明図で、図１３Ａは平面図、図１３Ｂは図１３ＡのＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線断面図である。
【図１４】図１４は前記図７に示す第３フランジの説明図で、図１４Ａは平面図、図１４Ｂは図１４ＡのＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線断面図、図１４Ｃは図１４ＡのＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線断面図である。
【図１５】図１５は下部フランジ３の冷却水通路の説明図で、図１５Ａは正面図での冷却水の流れを示す図、図１５Ｂは前記図１５ＡのＸＶＢ−ＸＶＢ線断面図、図１５Ｃは前記図１５ＡのＸＶＣ−ＸＶＣ線断面図である。
【図１６】図１６はシースガス通路形成用円筒部材の説明図で、図１６Ａは平面図、図１６Ｂは縦断面図で前記図１６ＡのＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図、図１６Ｃは前記図１６ＢのＸＶＩＣ−ＸＶＩＣ線断面図で垂直噴射孔を示す図、図１６Ｄは前記図１６ＢのＸＶＩＤ−ＸＶＩＤ線断面図で旋回噴射孔を示す図である。
【図１７】図１７は前記ガスフランジ２１上面に支持される冷却ジャケットＵ２および前記ジャケットＵ２に支持される直流プラズマ発生装置Ｕ３の説明図である。
【図１８】図１８は高周波誘導プラズマ発生装置のプラズマ用スペース外周に配置された円筒状冷却水路を流れる冷却水の経路を示す図である。
【図１９】図１９は本発明の実施の形態２の説明図で、前記実施の形態１の図３に対応する図である。
【符号の説明】
Ｋ２…排水路接続部材、Ｋ４…シースガス供給路接続部材、Ｋ５…給水用ジャケット接続部材、Ｋ６…排水用ジャケット接続部材、Ｌ…円筒状シースガス通路、Ｌ１，Ｌ２…直流プラズマ用冷却水循環路、Ｒ…冷却水循環室、Ｓ…プラズマ用スペース、Ｕ１…高周波誘導プラズマ発生装置、Ｕ２…冷却ジャケット、Ｕ３…直流プラズマ発生装置、
３…−Ｚ端側冷却フランジ（上部冷却フランジ）、４ｈ…下流端の接合面冷却水路、７ｃ…上流端の接合面冷却水路、１１…フランジ連結部材（支柱）、１１ａ…給水用連通路、１２…＋Ｚ端側冷却フランジ（上部冷却フランジ）、１２ａ…フランジ給水孔、１２ｂ…給水用フランジ接続部、１２ｃ…＋Ｚ端側冷却水通路（上部冷却水通路）、１２ｅ…排水用フランジ接続部、１６…内筒、１７…外筒、１８…円筒状冷却水路、１９…高周波誘導コイル、２１…ガスフランジ、２１ｅ，２１ｈ…噴射用シースガス室、２１ｆ，２１ｉ…シースガス供給孔、２３…シースガス通路形成用円筒部材、２３ｃ，２３ｄ…シースガス噴射孔、２３ｃ…シースガス垂直噴射孔、２３ｄ…シースガス旋回噴射孔、２６ａ…ジャケット給水孔、２７ｄ…直流プラズマ通過口、３３ａ…直流プラズマ噴射口、３６…キャリアガス供給路接続部材、３７…プラズマガス供給路接続部材、３８…直流プラズマ用給水路接続部材３９…直流プラズマ用排水路接続部材、
（４〜７）…フランジ部材、
（５ｄ＋６ｂ＋７ｃ＋６ａ＋６ｃ＋５ｅ＋４ｇ＋４ｈ）…−Ｚ端側冷却水通路（下部冷却水通路）、
（７ｃ，６ｃ，４ｇ，４ｈ）…接合面冷却水路、
（２１ａ〜２１ｃ）…給水用貫通孔、
（２１＋２３＋Ｋ３＋Ｋ４）…シースガス供給部材。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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