(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-17
(45)【発行日】2024-04-25
(54)【発明の名称】プラズマトーチ及びプラズマトーチ用センタパイプ
(51)【国際特許分類】
H05H 1/34 20060101AFI20240418BHJP
H05H 1/28 20060101ALI20240418BHJP
B23K 10/00 20060101ALI20240418BHJP
【ＦＩ】
H05H1/34
H05H1/28
B23K10/00 504
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020175157
(22)【出願日】2020-10-19
(65)【公開番号】P2022066673
(43)【公開日】2022-05-02
【審査請求日】2023-09-06
(73)【特許権者】
【識別番号】394019082
【氏名又は名称】コマツ産機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】山口 義博
(72)【発明者】
【氏名】高田 伸浩
【審査官】藤本 加代子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１４０８７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１３８３２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１５０１４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０３３８６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１１０５９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００５／００１６９６８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｈ １／００－１／５４
Ｂ２３Ｋ １０／００－１０／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線方向に延びる内部通路と、前記内部通路を閉じる先端部と、前記先端部の内面に接続される根元部を含み前記先端部の内面から突出する凸部と、少なくとも一部が前記凸部の内部に配置される電極インサートとを含む電極と、前記軸線方向において前記先端部の内面と向かい合う第１パイプ端部と、前記第１パイプ端部と反対に位置する第２パイプ端部とを含み、少なくとも一部が前記電極の前記内部通路内に配置されるセンタパイプと、
前記センタパイプ内に配置される第１通路と、前記センタパイプの内面と前記凸部との間に配置される第２通路と、前記第１パイプ端部と前記先端部の内面との間に配置される第３通路と、前記センタパイプの外面と前記電極の内面との間に配置される第４通路とを含み、前記第１通路から前記第２通路と第３通路とを通って前記第４通路に冷却液が流れる冷却液通路と、
を備え、
前記凸部の少なくとも一部は、前記センタパイプ内に配置され、
前記センタパイプの内面は、先端方向に向かって縮径する第１傾斜面を含み、前記先端方向は、前記第２パイプ端部から前記第１パイプ端部へ向かう方向であり、
前記第１傾斜面は、前記凸部の前記根元部へ向かって延びている、
プラズマトーチ。
【請求項2】
前記センタパイプの内面は、前記第１傾斜面に対して、前記先端方向と逆方向に配置された第２傾斜面を含み、前記第２傾斜面は、前記先端方向に向かって拡径している、
請求項１に記載のプラズマトーチ。
【請求項3】
前記第２傾斜面の少なくとも一部は、前記電極の径方向において、前記凸部と向かい合う、請求項２に記載のプラズマトーチ。
【請求項4】
前記第２傾斜面の少なくとも一部は、前記電極の径方向において、前記凸部と向かい合わない位置に配置される、請求項２又は３に記載のプラズマトーチ。
【請求項5】
前記第２通路は、前記第２傾斜面と前記凸部との間において、前記先端方向に向かって拡大する断面積を有する、請求項２から４のいずれかに記載のプラズマトーチ。
【請求項6】
前記第１傾斜面の少なくとも一部は、前記電極の径方向において、前記電極インサートと並ぶ位置に配置される、請求項１から５のいずれかに記載のプラズマトーチ。
【請求項7】
前記第２通路は、前記第１傾斜面と前記凸部との間において、前記先端方向に向かって縮小する断面積を有する、請求項１から６のいずれかに記載のプラズマトーチ。
【請求項8】
前記第３通路は、前記先端方向と逆方向に向かって拡大する断面積を有する、請求項１から７のいずれかに記載のプラズマトーチ。
【請求項9】
プラズマトーチ用センタパイプであって、第１パイプ端部と、
前記第１パイプ端部と反対に位置する第２パイプ端部と、
前記センタパイプの内面に設けられ、先端方向へ向かって縮径し、前記先端方向は、前記第２パイプ端部から前記第１パイプ端部へ向かう方向である、第１傾斜面と、
前記センタパイプの内面に設けられ、前記第１傾斜面に対して、前記先端方向と逆方向に配置され、前記先端方向へ向かって拡大する第２傾斜面と、
を備えるプラズマトーチ用センタパイプ。
【請求項10】
前記センタパイプの軸線方向に対する前記第１傾斜面の傾斜角度は、前記軸線方向に対する前記第２傾斜面の傾斜角度よりも大きい、請求項９に記載のプラズマトーチ用センタパイプ。
【請求項11】
前記センタパイプの軸線方向において、前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面よりも長い、請求項９又は１０に記載のプラズマトーチ用センタパイプ。
【請求項12】
前記センタパイプの外面に設けられ、前記先端方向と逆方向へ向かって縮径する第３傾斜面をさらに備える、請求項９から１１のいずれかに記載のプラズマトーチ用センタパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマトーチ及びプラズマトーチ用センタパイプ
【背景技術】
【0002】
プラズマトーチは、電極とワークとの間でアークを発生させる。プラズマトーチは、アークをノズルで細く絞り込むことで、ワークの切断に適した高温高速のプラズマアークを生成する。例えば、特許文献１に示されているように、電極内は中空であり、電極の内部にはセンタパイプが配置される。電極の先端部の内面には、凸部が設けられている。電極の先端の外面には凹部が設けられている。凹部には、ハフニウムなどの電極インサートが配置される。凸部の一部は、センタパイプ内に配置される。
【0003】
電極とセンタパイプとによって、冷却液通路が形成される。冷却液通路は、センタパイプの内部の通路と、センタパイプの外面と電極の内面との間の通路とを含む。冷却液が冷却液通路を流れることで、電極が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表２００６－５２３００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電極は高温になるため、プラズマトーチでは、電極への高い冷却能力が求められる。特に、プラズマトーチの高出力化により、電極の寿命の低下を防止するために、冷却能力の向上が望まれている。本開示は、プラズマトーチにおいて、電極の冷却能力を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係るプラズマトーチは、電極と、センタパイプと、冷却液通路とを備える。電極は、内部通路と、先端部と、凸部と、電極インサートとを含む。内部通路は、電極の軸線方向に延びている。先端部は、内部通路を閉じる。凸部は、先端部の内面に接続される根元部を含む。凸部は、先端部の内面から突出している。電極インサートの少なくとも一部は、凸部の内部に配置される。センタパイプは、第１パイプ端部と、第２パイプ端部とを含む。第１パイプ端部は、軸線方向において先端部の内面と向かい合う。第２パイプ端部は、第１パイプ端部と反対に位置する。センタパイプの少なくとも一部は、電極の内部通路内に配置される。
【0007】
冷却液通路は、第１通路と、第２通路と、第３通路と、第４通路とを含む。第１通路は、センタパイプ内に配置される。第２通路は、センタパイプの内面と凸部との間に配置される。第３通路は、第１パイプ端部と先端部の内面との間に配置される。第４通路は、センタパイプの外面と電極の内面との間に配置される。冷却液は、第１通路から第２通路と第３通路とを通って第４通路に流れる。凸部の少なくとも一部は、センタパイプ内に配置される。センタパイプの内面は、先端方向に向かって縮径する第１傾斜面を含む。先端方向は、第２パイプ端部から第１パイプ端部へ向かう方向である。第１傾斜面は、凸部の根元部へ向かって延びている。
【0008】
本態様に係るプラズマトーチによれば、第１傾斜面によって、冷却液通路が絞られる。それにより、冷却液の流速が増大する。また、冷却液は、第１傾斜面によって、電極の凸部の根元部へ案内される。凸部の根元部は、アークが発生する電極インサートに近いため、高温になり易い。従って、第１傾斜面によって根元部へ冷却液を案内することで、効果的に電極を冷却することができる。それにより、電極への冷却能力が向上する。
【0009】
本開示の他の態様に係るプラズマトーチ用センタパイプは、第１パイプ端部と、第２パイプ端部と、第１傾斜面と、第２傾斜面とを備える。第２パイプ端部は、第１パイプ端部と反対に位置する。第１傾斜面は、センタパイプの内面に設けられる。第１傾斜面は、先端方向へ向かって縮径している。先端方向は、第２パイプ端部から第１パイプ端部へ向かう方向である。第２傾斜面は、センタパイプの内面に設けられる。第２傾斜面は、第１傾斜面に対して、先端方向と逆方向に配置される。第２傾斜面は、先端方向へ向かって拡大している。
【0010】
本態様に係るセンタパイプによれば、プラズマトーチにおいて、第１傾斜面によって、冷却液通路が絞られる。それにより、冷却液の流速が増大する。また、冷却液は、第１傾斜面によって、電極の凸部へ案内される。凸部は、アークが発生する電極の先端部に近いため、高温になり易い。従って、第１傾斜面によって凸部へ冷却液を案内することで、効果的に電極を冷却することができる。それにより、電極への冷却能力が向上する。さらに、第２傾斜面によって、冷却液通路が拡大される。そのため、第１傾斜面によって、冷却液通路が絞られていても、圧損の増大が抑えられる。それにより、冷却液を供給するためのポンプへの負荷が軽減される。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、プラズマトーチにおいて、電極の冷却能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態に係るプラズマトーチの中心軸線に沿った断面図である。
【図2】電極及びセンタパイプの拡大図である。
【図3】第２冷却液通路内の複数の位置における第２冷却液通路の断面積を示す図である。
【図4】電極及び変形例に係るセンタパイプの拡大図である。
【図5】変形例に係る第２冷却液通路内の複数の位置における第２冷却液通路の断面積を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して実施形態に係るプラズマトーチについて説明する。図１は、実施形態に係るプラズマトーチ１の中心軸線に沿った断面図である。本実施形態においてプラズマトーチ１は、酸素プラズマ切断用のプラズマトーチである。ただし、プラズマトーチ１は、窒素やアルゴンなど酸素を含まないガスを用いるプラズマ切断用のプラズマトーチであってもよい。
【0014】
プラズマトーチ１は、トーチ本体３と、第１リテーナキャップ４と、第２リテーナキャップ５と、電極６と、絶縁ガイド７と、ノズル８と、絶縁リング９と、シールドキャップ１０とを有する。トーチ本体３は、接続管３２に取り付けられている。トーチ本体３は、ベース部３３と、電極台座３４と、ノズル台座３６と、絶縁スリーブ３７と、ホルダ３８とを有する。ベース部３３と、電極台座３４と、ノズル台座３６と、絶縁スリーブ３７と、ホルダ３８とは、プラズマトーチ１の中心軸線と同心に配置される。
【0015】
ベース部３３は、円筒状の形状を有する。ベース部３３は、導電体で形成されている。電極台座３４と絶縁スリーブ３７とは、ベース部３３の孔に挿入されている。電極台座３４は、円管状の形状を有する。電極台座３４は、導電体で形成されている。ベース部３３は、図示しない電源からのケーブルと電気的に接続されている。
【0016】
絶縁スリーブ３７は、円管状の形状を有する。絶縁スリーブ３７は、絶縁体で形成されている。絶縁スリーブ３７の一部は、ベース部３３の孔内に配置されている。絶縁スリーブ３７は、電極台座３４とノズル台座３６との間に位置している。
【0017】
ノズル台座３６は、円管状の形状を有する。ノズル台座３６は、絶縁体で形成されている。ノズル台座３６には、ノズルに電気的に接触する接触子（図示せず）が取り付けられている。接触子は、電源からのケーブルと電気的に接続されている。ベース部３３は、ノズル台座３６の孔に挿入されている。絶縁スリーブ３７は、ノズル台座３６の孔に挿入されている。絶縁スリーブ３７の先端部は、ベース部３３から突出しており、ノズル台座３６の孔内に配置されている。
【0018】
ホルダ３８は、円管状の形状を有する。ホルダ３８は、接着等の手段により接続管３２に取り付けられている。ノズル台座３６は、ホルダ３８の孔に挿入されている。ノズル台座３６の先端部は、ホルダ３８から突出している。
【0019】
第１リテーナキャップ４は、先端部が先細りした円筒状の形状を有する。第１リテーナキャップ４は、ノズル台座３６を覆うように、トーチ本体３に取り付けられる。第１リテーナキャップ４の先端部は、シールドキャップ１０が挿入される開口４ａを有する。ホルダ３８とノズル台座３６とは、第１リテーナキャップ４内に配置される。第１リテーナキャップ４は、ホルダ３８に取り付けられる。
【0020】
第２リテーナキャップ５は、先端部が先細りした円筒状の形状を有する。第２リテーナキャップ５の先端部は、シールドキャップ１０が挿入される開口５ａを有する。第２リテーナキャップ５は、第１リテーナキャップ４を覆うように、第１リテーナキャップ４に取り付けられる。第１リテーナキャップ４は、第２リテーナキャップ５内に配置される。第２リテーナキャップ５は、第１リテーナキャップ４に取り付けられる。
【0021】
電極６と絶縁ガイド７とノズル８と絶縁リング９とシールドキャップ１０とは、互いに同心に配置される。電極６と絶縁ガイド７とノズル８と絶縁リング９とシールドキャップ１０とのそれぞれの軸線とは、プラズマトーチ１の中心軸線と一致する。電極６は円筒状の形状を有している。電極６は、導電体で形成されている。電極６の一部は、絶縁ガイド７の孔内に配置されている。電極６は、絶縁ガイド７と接合されている。電極６については、後に詳細に説明する。
【0022】
絶縁ガイド７は、電極６とノズル８とを電気的に絶縁すると共に、電極６とノズル８とを連結する。絶縁ガイド７は、電極６とノズル８とを、軸線方向及び径方向に、互いに位置決めする。なお、軸線方向は、図１における上下の方向である。径方向は、図１における左右の方向である。絶縁ガイド７は、管状の形状を有する。絶縁ガイド７は、絶縁体で形成されている。ノズル８は、先端部が先細り形状を有する円筒状の形状を有する。ノズル８は、絶縁ガイド７に接合される。ノズル８は、噴射孔８ａを有する。噴射孔８ａは、ノズル８の軸線方向に延びており、ノズル８の先端に到達している。
【0023】
絶縁リング９は、ノズル８に接合されている。シールドキャップ１０は、ノズル８を覆う。シールドキャップ１０は、絶縁リング９に接合される。シールドキャップ１０は噴射孔１０ａを有する。シールドキャップ１０の噴射孔１０ａとノズル８の噴射孔８ａとは、同心に配置される。
【0024】
プラズマトーチ１は、センタパイプ１１を備えている。センタパイプ１１は、電極台座３４の孔に挿入されている。センタパイプ１１は、ノズル台座３６の先端から突出している。センタパイプ１１の少なくとも一部は、電極６内に配置される。センタパイプ１１は、電極６と同心に配置される。センタパイプ１１は、電極６内に冷却水を供給する。
【0025】
センタパイプ１１は、導電体で形成されている。センタパイプ１１は、電極台座３４と接触しており、電極台座３４と電気的に接続されている。センタパイプ１１の外面には、接触子１２が取り付けられている。接触子１２は導電体で形成されている。接触子１２は、電極６の内面に接触している。接触子１２は、電極６とセンタパイプ１１とを電気的に接続する。
【0026】
センタパイプ１１は、第１パイプ端部１３と第２パイプ端部１４とを含む。第１パイプ端部１３は、軸線方向において先端部６２の内面と向かい合う。第１パイプ端部１３は、先端部６２の内面に対して間隔をおいて配置されている。第２パイプ端部１４は、軸線方向において、第１パイプ端部１３と反対に位置する。以下の説明において、軸線方向において、第２パイプ端部１４から第１パイプ端部１３へ向かう方向が「先端方向Ａ１」と定義される。先端方向Ａ１と逆方向、すなわち、軸線方向において、第１パイプ端部１３から第２パイプ端部１４へ向かう方向が「基端方向Ａ２」と定義される。
【0027】
図２は、電極６及びセンタパイプ１１の拡大図である。図１及び図２に示すように、電極６は、内部通路６１と、先端部６２と、基端部６３と、凸部６４と、電極インサート６５とを含む。内部通路６１は、電極６の軸線方向に延びている。先端部６２は、内部通路６１を閉じている。図１に示すように、先端部６２は、ノズル８内に配置されている。内部通路６１は、基端部６３において開口している。
【0028】
図２に示すように、凸部６４は、内部通路６１内に配置されている。凸部６４は、先端部６２の内面から突出している。凸部６４は、基端方向Ａ２へ向かって突出している。凸部６４は、根元部６６を含む。根元部６６は、先端部６２の内面に接続されている。先端部６２の外面は、凹部６７を含む。凹部６７は、基端方向Ａ２へ向かって凹んでいる。電極インサート６５は、凹部６７内に配置されている。電極インサート６５の少なくとも一部は、凸部６４の内部に配置される。電極インサート６５は、例えばハフニウムなどのプラズマ電極として利用される材料で形成される。電極インサート６５は、先端部６５から凹んだ形状を有している。それにより、凹部６７の縁でガス流が剥離することで、電極インサート６５の金属蒸気の拡散が抑えられる。その結果、電極６の消耗が抑えられる。ただし、電極インサート６５の形状は上記のものに限られず、変更されてもよい。
【0029】
凸部６４の少なくとも一部は、センタパイプ１１内に配置されている。センタパイプ１１の内面は、凸部６４に対して間隔をおいて配置されている。センタパイプ１１の内面は、第１傾斜面１５と第２傾斜面１６とを含む。第１傾斜面１５は、径方向において凸部６４に対して間隔をおいて配置されている。第１傾斜面１５は、先端方向Ａ１に向かって縮径している。第１傾斜面１５は、先端方向Ａ１に向かって、径方向内方へ傾斜している。第１傾斜面１５は、先端方向Ａ１に向かって、凸部６４に近づくように傾斜している。
【0030】
第１傾斜面１５は、凸部６４の根元部６６へ向かって延びている。例えば、第１傾斜面１５の延長線は、凸部６４の根元部６６と重なる。第１傾斜面１５の少なくとも一部は、径方向において、凸部６４と向かい合っている。本実施形態では、第１傾斜面１５の全体が、径方向において、凸部６４と向かい合っている。第１傾斜面１５の少なくとも一部は、電極６の径方向において、電極インサート６５と並ぶ位置に配置される。言い換えれば、第１傾斜面１５の少なくとも一部は、電極６の径方向から見て、電極インサート６５と重なる。本実施形態では、第１傾斜面１５の全体が、電極６の径方向において、電極インサート６５と並ぶ位置に配置されている。
【0031】
第２傾斜面１６は、第１傾斜面１５に対して、基端方向Ａ２に配置されている。第２傾斜面１６は、第１傾斜面１５に接続されている。第２傾斜面１６は、径方向において凸部６４に対して間隔をおいて配置されている。第２傾斜面１６は、先端方向Ａ１に向かって拡径している。第２傾斜面１６は、先端方向Ａ１へ向かって、径方向外方へ傾斜している。第２傾斜面１６は、先端方向Ａ１へ向かって凸部６４から離れるように傾斜している。
【0032】
第２傾斜面１６の一部は、電極６の径方向において、凸部６４と向かい合う。第２傾斜面１６の残りの部分は、電極６の径方向において、凸部６４と向かい合わない位置に配置される。すなわち、第２傾斜面１６の残りの部分は、凸部６４よりも基端方向Ａ２に位置している。センタパイプ１１の軸線方向に対する第１傾斜面１５の傾斜角度は、軸線方向に対する第２傾斜面１６の傾斜角度よりも大きい。センタパイプ１１の軸線方向において、第２傾斜面１６は、第１傾斜面１５よりも長い。
【0033】
センタパイプ１１の外面は、電極６の内面に対して間隔をおいて配置されている。センタパイプ１１の外面は、第３傾斜面１７を含む。第３傾斜面１７は、基端方向Ａ２へ向かって縮径する。第３傾斜面１７は、基端方向Ａ２へ向かって、径方向内方へ傾斜している。第３傾斜面１７は、基端方向Ａ２へ向かって、電極６の内面から離れるように傾斜している。
【0034】
次に、プラズマトーチ１の冷却液通路について説明する。図１において、実線の矢印は、冷却液の流れを示している。図１に示すように、トーチ本体３には、冷却液供給管３０と冷却液排出管３１とが接続されている。冷却液は、図示しない冷却液の供給源から、ポンプによって、冷却液供給管３０を通って、プラズマトーチ１に供給される。冷却液は、トーチ本体３内の第１冷却液通路Ｗ１から、第２冷却液通路Ｗ２に供給される。第２冷却液通路Ｗ２は、電極６とセンタパイプ１１とによって形成されている。第２冷却液通路Ｗ２については、後に詳細に説明する。冷却液は、第２冷却液通路Ｗ２から、トーチ本体３内の第３冷却液通路Ｗ３を通り、第４冷却液通路Ｗ４へ供給される。第４冷却液通路Ｗ４は、第１リテーナキャップ４とノズル８との間の通路を通る。冷却液は、第４冷却液通路Ｗ４から、トーチ本体３内の第５冷却液通路Ｗ５を通り、冷却液排出管３１へ排出される。
【0035】
次に、第２冷却液通路Ｗ２について説明する。図２に示すように、第２冷却液通路Ｗ２は、第１通路２１と、第２通路２２と、第３通路２３と、第４通路２４とを含む。第１通路２１は、センタパイプ１１内に配置される。第２通路２２は、センタパイプ１１の内面と凸部６４との間に配置される。第３通路２３は、第１パイプ端部１３と先端部６２の内面との間に配置される。第４通路２４は、センタパイプ１１の外面と電極６の内面との間に配置される。冷却液は、第１通路２１から、第２通路２２と第３通路２３とを順に通って、第４通路２４に流れる。
【0036】
図３は、第２冷却液通路Ｗ２内の位置Ｐ１－Ｐ８における第２冷却液通路Ｗ２の断面積を示す図である。第２冷却液通路Ｗ２の断面積は、センタパイプ１１の軸線に垂直な断面における第２冷却液通路Ｗ２の面積を意味する。図３に示すように、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とは、第１通路２１内に位置する。第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間では、第１通路２１の断面積は一定である。
【0037】
第３位置Ｐ３、第４位置Ｐ４，及び第５位置Ｐ５は、第２通路２２内に位置する。第３位置Ｐ３は、第２傾斜面１６と凸部６４との間に位置する。第５位置Ｐ５は、第１傾斜面１５と凸部６４との間に位置する。第４位置Ｐ４は、第３位置と第５位置との間に位置する。第４位置Ｐ４は、第１傾斜面１５と第２傾斜面１６との境界位置と凸部６４との間に位置する。
【0038】
第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４との間では、第２通路２２の断面積は、先端方向Ａ１に向かって拡大する。すなわち、第２通路２２は、第２傾斜面１６と凸部６４との間において、先端方向Ａ１に向かって拡大する断面積を有する。第４位置Ｐ４と第５位置Ｐ５との間では、第２通路２２の断面積は、先端方向Ａ１に向かって縮小する。すなわち、第２通路２２は、第１傾斜面１５と凸部６４との間において、先端方向Ａ１に向かって縮小する断面積を有する。第５位置Ｐ５における第２通路２２の断面積は、位置Ｐ３における第２通路２２の断面積よりも小さい。
【0039】
第６位置Ｐ６は、第３通路２３内に位置する。第５位置Ｐ５と第６位置Ｐ６との間では、第３通路２３の断面積は、先端方向Ａ１へ向かって拡大している。第７位置Ｐ７と第８位置Ｐ８とは、第４通路２４内に位置する。第７位置Ｐ７と第８位置Ｐ８との間では、第４通路２４の断面積は、基端方向Ａ２へ向かって拡大している。すなわち、第４通路２４は、基端方向Ａ２に向かって拡大する断面積を有する。第８位置Ｐ８における第４通路２４の断面積は、第１位置Ｐ１における第１通路２１の断面積よりも大きい。
【0040】
以上説明した本実施形態に係るプラズマトーチ１では、第２通路２２は、第１傾斜面１５と凸部６４との間において、先端方向Ａ１に向かって縮小する断面積を有する。それにより、冷却液の流速が増大する。また、冷却液は、第１傾斜面１５によって、電極６の凸部６４の根元部６６へ案内される。凸部６４の根元部６６は、アークが発生する電極インサート６５に近いため、高温になり易い。従って、第１傾斜面１５によって根元部６６へ冷却液を案内することで、効果的に電極６を冷却することができる。それにより、電極６への冷却能力が向上する。
【0041】
また、第２傾斜面１６は、第１傾斜面１５に対して冷却液の流れの上流に位置している。第２傾斜面１６は、先端方向Ａ１へ向かって拡径している。また、第２通路２２は、第２傾斜面１６と凸部６４との間において、先端方向Ａ１に向かって拡大する断面積を有する。そのため、第２通路２２における圧損の増大を抑えることができる。それにより、冷却液を供給するためのポンプへの負荷が軽減される。さらに、第２傾斜面１６は、第１傾斜面１５と比べて、電極インサート６５から離れている。そのため、第２傾斜面１６と凸部６４との間において、冷却液の流速が低下しても、電極６への冷却能力の低下が抑えられる。
【0042】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0043】
プラズマトーチの構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、トーチ本体３と、第１リテーナキャップ４と、第２リテーナキャップ５と、電極６と、絶縁ガイド７と、ノズル８と、絶縁リング９と、シールドキャップ１０との構造は、変更されてもよい。センタパイプ１１は、接触子１２を介さずに電極６と電気的に接続されてもよい。
【0044】
センタパイプ１１の構造は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、第１傾斜面１５及び第２傾斜面１６の構造は変更されてもよい。図４は、変形例に係るセンタパイプ１１を示す図である。図５は、変形例に係る第２冷却液通路Ｗ２の断面積を示す図である。図４に示すように、変形例に係るセンタパイプ１１では、軸線方向において、第２傾斜面１６は、第１傾斜面１５よりも短い。第３位置Ｐ３と第４位置Ｐ４との間において、第２通路２２の断面積は、先端方向Ａ１へ向かって縮小している。すなわち、第２通路２２は、第２傾斜面１６と凸部６４との間において、先端方向Ａ１に向かって縮小する断面積を有する。変形例に係るセンタパイプ１１の他の構成については、上述した実施形態に係るセンタパイプ１１と同様である。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本開示によれば、プラズマトーチにおいて、電極の冷却能力が向上する。
【符号の説明】
【0046】
６：電極， １１：センタパイプ， １３：第１パイプ端部， １４：第２パイプ端部， １５：第１傾斜面， １６：第２傾斜面， １７：第３傾斜面， ２１：第１通路， ２２：第２通路， ２３：第３通路， ２４：第４通路， ６１：内部通路， ６２：先端部， ６４：凸部， ６５：電極インサート， ６６：根元部， Ｗ２：第２冷却液通路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】