本發(fā)明涉及等離子體火炬用中心管、接觸件、電極及等離子體火炬。

背景技術(shù)：

等離子體火炬具有成為電弧的產(chǎn)生點(diǎn)的電極、以覆蓋電極的方式而配置的噴嘴。電極安裝在火炬主體的電極底座上。噴嘴經(jīng)由絕緣導(dǎo)件安裝在電極上。絕緣導(dǎo)件以噴嘴與電極同心配置的方式將噴嘴定位。等離子體火炬通過噴嘴的孔口在電極與工件之間產(chǎn)生等離子電弧。

因?yàn)殡姌O是消耗品，所以能夠拆裝地安裝在火炬主體的電極底座上。例如，如專利文獻(xiàn)1所示，電極具有頂端側(cè)筒部、凸緣部、基端側(cè)筒部。凸緣部具有比頂端側(cè)筒部及基端側(cè)筒部更大的外徑?；藗?cè)筒部與電極底座的內(nèi)表面通過摩擦阻力接合，由此電極安裝在電極底座上?；蛘?，在電極底座上形成內(nèi)螺紋部，在基端側(cè)筒部上形成外螺紋部?；藗?cè)筒部的外螺紋部與電極底座的內(nèi)螺紋部旋合，由此電極被安裝在電極底座上。

在電極安裝在電極底座上的狀態(tài)下，凸緣部的軸向上的端面與電極底座的頂端部接觸。另外，基端側(cè)筒部的外周面與電極底座的內(nèi)周面接觸。即，在電極中，基端側(cè)筒部的外周面和凸緣部的軸向上的端面成為與電極底座的通電面。電極和火炬主體由所述通電面電連接。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：(日本)特開2001-47247號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

在上述等離子體火炬中，為了將基端側(cè)筒部和電極底座的內(nèi)周面連接，存在電極或者電極底座的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜的問題。另外，在基端側(cè)筒部和電極底座由螺紋結(jié)構(gòu)連接的情況下，需要拆裝電極的專用工具。此外，還存在基端側(cè)筒部和電極底座的通電面由于通電不良而產(chǎn)生損傷的情況下，必須對(duì)等離子體火炬的火炬主體進(jìn)行交換的問題。

本發(fā)明的課題在于提供一種等離子體火炬用中心管、接觸件、電極及等離子體火炬，其無需專用工具能夠容易地拆裝電極且將電極或者電極底座的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，此外即使發(fā)生通電不良也無需交換火炬主體。

用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的第一實(shí)施方式的中心管用于具有基部和電極的等離子切割用的等離子體火炬。中心管插入電極，并向電極內(nèi)供給冷卻水。中心管具備管主體和接觸件。管主體經(jīng)由基部與等離子體火炬外的電源電連接。管主體在內(nèi)部具有冷卻水通道。管主體由導(dǎo)電體形成。接觸件設(shè)置于管主體的外周面，通過與電極的內(nèi)周面接觸而向電極通電。接觸件具有彈性，朝管主體的徑向被按壓而產(chǎn)生反作用力。接觸件由導(dǎo)電體形成。

接觸件與管主體分體設(shè)置，可以安裝在管主體的外周面上。

管主體的外周面可以具有安裝有接觸件的凹部。

接觸件可以具有第一環(huán)部、第二環(huán)部、多個(gè)彎曲部。第二環(huán)部可以在接觸件的軸向上離開第一環(huán)部而配置。多個(gè)彎曲部可以將第一環(huán)部和第二環(huán)部連結(jié)，并朝接觸件的徑向外方膨出。

接觸件具有設(shè)置在多個(gè)彎曲部之間并沿接觸件的軸向延伸的多個(gè)縫隙。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式的接觸件用于具有電極和管主體的等離子切割用的等離子體火炬。管主體插入電極。管主體在內(nèi)部具有用于向電極內(nèi)供給冷卻水的冷卻水通道。接觸件具備安裝部和接觸部。安裝部安裝于管主體的外周面。接觸部與電極的內(nèi)周面接觸。

接觸部可以具有彈性，朝接觸件的徑向被按壓而產(chǎn)生反作用力。

安裝部可以具有第一環(huán)部和第二環(huán)部。第二環(huán)部可以在接觸件的軸向上離開第一環(huán)部而配置。接觸部可以具有多個(gè)彎曲部。多個(gè)彎曲部將第一環(huán)部和第二環(huán)部連結(jié)，并朝接觸件的徑向外方膨出。

接觸部可以還具有多個(gè)縫隙。多個(gè)縫隙可以設(shè)置于多個(gè)彎曲部之間，并沿接觸件的軸向延伸。

本發(fā)明的第三實(shí)施方式的電極用于具有中心管的等離子切割用的等離子體火炬。中心管在內(nèi)部具有冷卻水通道。電極具備供中心管插入的內(nèi)部通道。內(nèi)部通道的內(nèi)周面的至少一部分形成第一通電面。第一通電面與接觸件接觸。接觸件設(shè)置在中心管上并具有彈性。

電極的基端面可以包含第二通電面。

電極的基端的端面可以包含內(nèi)部通道的入口。內(nèi)部通道的內(nèi)周面可以包含朝內(nèi)部通道的入口在徑向上擴(kuò)大的錐形部。

第一通電面可以在錐形部的頂端側(cè)與錐形部鄰接配置。

電極可以具備電極主體部和凸緣部。電極主體部可以包含電極的頂端。凸緣部可以包含電極的基端，并具有比電極主體部大的外徑。在電極的軸向上，錐形部可以比凸緣部短。

本發(fā)明的第四實(shí)施方式的等離子體火炬具備上述中心管和上述電極。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明中，通過中心管的接觸件與電極的內(nèi)周面接觸而向電極通電。因此，無需上述那樣的用于將電極的基端側(cè)筒部和電極底座的內(nèi)周面連接的結(jié)構(gòu)。因此，能夠?qū)㈦姌O或者電極底座的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。另外，由于無需上述螺紋結(jié)構(gòu)，所以能夠無需專用工具地容易地進(jìn)行電極的拆裝。此外，即使發(fā)生通電不良也無需交換火炬主體。

附圖說明

圖1是沿第一實(shí)施方式的等離子體火炬的中心軸線的剖視圖。

圖2是等離子體火炬的分解圖。

圖3是交換部件單元的側(cè)視圖。

圖4是沿交換部件單元的中心軸線的剖視圖。

圖5是電極的立體圖。

圖6是電極的立體圖。

圖7是電極的剖視圖。

圖8是絕緣導(dǎo)件的立體圖。

圖9是絕緣導(dǎo)件的立體圖。

圖10是絕緣導(dǎo)件的剖視圖。

圖11是從基端側(cè)觀察絕緣導(dǎo)件的圖。

圖12是包含連通道的軸線的絕緣導(dǎo)件的剖視圖。

圖13是噴嘴的立體圖。

圖14是噴嘴的立體圖。

圖15是噴嘴的剖視圖。

圖16是絕緣環(huán)的立體圖。

圖17是絕緣環(huán)的立體圖。

圖18是絕緣環(huán)的剖視圖。

圖19是保護(hù)帽的立體圖。

圖20是保護(hù)帽的立體圖。

圖21是保護(hù)帽的剖視圖。

圖22是圖21的A-A剖視圖。

圖23是中心管的立體圖。

圖24是中心管的立體圖。

圖25是中心管的剖視圖。

圖26是管主體的立體圖。

圖27是接觸件的立體圖。

圖28是從軸向觀察接觸件的圖。

圖29是圖1中的交換部件單元及其周圍的結(jié)構(gòu)的放大圖。

圖30是沿等離子體火炬的中心軸線的與圖1不同的剖視圖。

圖31是圖30中的交換部件單元及其周圍的結(jié)構(gòu)的放大圖。

圖32是沿第二實(shí)施方式的等離子體火炬的中心軸線的剖視圖。

圖33是第二實(shí)施方式是交換部件單元的剖視圖。

圖34是第二實(shí)施方式的交換部件單元的立體圖。

圖35是第二實(shí)施方式的交換部件單元的立體圖。

圖36是第二實(shí)施方式的噴嘴的立體圖。

圖37是第二實(shí)施方式的噴嘴的立體圖。

圖38是沿其他實(shí)施方式的等離子體火炬的中心軸線的剖視圖。

具體實(shí)施方式

1.第一實(shí)施方式

1.1等離子體火炬的結(jié)構(gòu)

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式的等離子體火炬進(jìn)行說明。圖1是沿第一實(shí)施方式的等離子體火炬1a的中心軸線的剖視圖。圖2是等離子體火炬1a的分解圖。在本實(shí)施方式中等離子體火炬1a是氧等離子切割用的等離子體火炬1a。但是，等離子體火炬1a也可以是使用氮或氬等不含氧的氣體的等離子切割用的等離子體火炬。

如圖2所示，等離子體火炬1a具有交換部件單元2a、火炬主體3、第一保持帽4、第二保持帽5。交換部件單元2a、第一保持帽4、第二保持帽5與火炬主體3的中心軸線同心配置。

如圖1所示，交換部件單元2a安裝在火炬主體3上。交換部件單元2a具有電極6、絕緣導(dǎo)件7、噴嘴8、絕緣環(huán)9、保護(hù)帽10。后面會(huì)關(guān)于交換部件單元2a進(jìn)行詳細(xì)說明。

火炬主體3經(jīng)由固定環(huán)31安裝在連接管32上?；鹁嬷黧w3具有基部33、電極底座34、中心管20、噴嘴底座36、絕緣套筒37、夾套38。基部33、電極底座34、中心管20、噴嘴底座36、絕緣套筒37、夾套38與火炬主體3的中心軸線同心配置。

基部33具有圓筒狀的形狀。基部33由導(dǎo)電體形成。中心管20和電極底座34和絕緣套筒37插入基部33的孔。電極底座34具有圓管狀的形狀。電極底座34由導(dǎo)電體形成。基部33與來自未圖示的電源的線纜電連接。

中心管20插入電極底座34的孔。中心管20具有管狀的形狀。中心管20由導(dǎo)電體形成。中心管20的頂端從噴嘴底座36的頂端突出。后面會(huì)關(guān)于中心管20進(jìn)行詳細(xì)說明。

絕緣套筒37具有圓管狀的形狀。絕緣套筒37由絕緣體形成。絕緣套筒37的一部分配置在基部33的孔內(nèi)。絕緣套筒37位于電極底座34和噴嘴底座36之間。

噴嘴底座36具有圓管狀的形狀。噴嘴底座36的頂端部具有頂端較細(xì)的形狀。噴嘴底座36由絕緣體形成。在噴嘴底座36上安裝有與噴嘴電接觸的接觸件(未圖示)。接觸件與來自電源的線纜電連接?；?3插入噴嘴底座36的孔。絕緣套筒37插入噴嘴底座36的孔。絕緣套筒37的頂端部從基部33突出，配置在噴嘴底座36的孔內(nèi)。

夾套38具有圓管狀的形狀。夾套38通過粘接等手段安裝在連接管32上。噴嘴底座36插入夾套38的孔。噴嘴底座36的頂端部從夾套38突出。

第一保持帽4具有頂端部頂端較細(xì)的圓筒狀的形狀。第一保持帽4以覆蓋噴嘴底座36的方式安裝在火炬主體3上。第一保持帽4的頂端部具有供保護(hù)帽10插入的開口41。夾套38和噴嘴底座36配置在第一保持帽4內(nèi)。在夾套38的外周面設(shè)置有外螺紋部311。在第一保持帽4的基端部的內(nèi)周面設(shè)置有內(nèi)螺紋部42。夾套38的外螺紋部311與第一保持帽4的內(nèi)螺紋部42螺合，由此第一保持帽4被安裝在火炬主體3上。

第二保持帽5具有頂端部頂端較細(xì)的圓筒狀的形狀。第二保持帽5的頂端部具有供保護(hù)帽10插入的開口51。第二保持帽5以覆蓋第一保持帽4的方式安裝在第一保持帽4上。第一保持帽4配置在第二保持帽5內(nèi)。第一保持帽4和第二保持帽5將交換部件單元2a保持并且夾住。在第一保持帽4的外周面配置有O形環(huán)R1。在第一保持帽4的外周面設(shè)置有外螺紋401，在第二保持帽5的內(nèi)周面設(shè)置有內(nèi)螺紋501。第一保持帽4的外螺紋401和第二保持帽5的內(nèi)螺紋501螺合，由此第二保持帽5安裝在第一保持帽4上。

1.2交換部件單元的結(jié)構(gòu)

接下來對(duì)交換部件單元2a進(jìn)行說明。圖3是交換部件單元2a的側(cè)視圖。圖4是沿交換部件單元2a的中心軸線的剖視圖。

如圖3及圖4所示，交換部件單元2a是電極6、絕緣導(dǎo)件7、噴嘴8、絕緣環(huán)9、保護(hù)帽10通過壓入而被一體化的單元。電極6、絕緣導(dǎo)件7、噴嘴8、絕緣環(huán)9、保護(hù)帽10互相同心配置。需要說明的是，因?yàn)榻粨Q部件單元2a與火炬主體3的中心軸線同心配置，所以電極6、絕緣導(dǎo)件7、噴嘴8、絕緣環(huán)9、保護(hù)帽10的各自的軸線與火炬主體3的中心軸線一致。

圖5及圖6是電極6的立體圖。圖7是電極6的剖視圖。如圖5至圖6所示，電極6具有圓筒狀的形狀。電極6由導(dǎo)電體形成。電極6具有電極主體部61、接合部62、凸緣部63。

電極主體部61包含電極6的頂端。在電極6的頂端面602的中央嵌入耐熱嵌件64。在本實(shí)施方式中，耐熱嵌件64例如由鉿制成。但是，鉿以外的電極材料也可以作為耐熱嵌件64使用。如圖4所示，電極主體部61的一部分配置在絕緣導(dǎo)件7的孔內(nèi)。電極主體部61的頂端部從絕緣導(dǎo)件7突出。電極主體部61的頂端部具有頂端較細(xì)的形狀。

接合部62位于電極主體部61的基端側(cè)。接合部62在電極6的軸向上位于電極主體部61和凸緣部63之間。接合部62通過壓入而與絕緣導(dǎo)件7接合。因此，接合部62以無需O形環(huán)而將流體密封的方式與絕緣導(dǎo)件7接合。

接合部62的外周面具有與絕緣導(dǎo)件7的內(nèi)周面卡止的凹凸形狀。詳細(xì)地說，接合部62具有凸部621。凸部621從接合部62的外周面突出。凸部621在接合部62的周向上延伸。

凸緣部63位于接合部62的基端側(cè)位置。凸緣部63包含電極6的基端。凸緣部63具有比接合部62大的外徑。凸緣部63在電極6的軸向上比接合部62長(zhǎng)。凸緣部63的外周面在電極6的軸向上延伸。從截面觀察，凸緣部63的外周面具有沒有凹凸的平坦形狀。在凸緣部63的外周面的基端部上實(shí)施倒角。在凸緣部63與接合部62之間設(shè)置有臺(tái)階部66。臺(tái)階部66是與電極6的軸向垂直的面。

電極6具有內(nèi)部通道65。在內(nèi)部通道65插入有圖1所示的中心管20。在電極6的基端面601上設(shè)置有內(nèi)部通道65的入口。內(nèi)部通道65從電極6的基端面601朝頂端沿電極6的軸向延伸。在電極6的頂端的內(nèi)部通道65側(cè)設(shè)置有凸部67。上述耐熱嵌件64配置在凸部67內(nèi)。在交換部件單元2a安裝在火炬主體3上的狀態(tài)下，凸部67的一部分配置在中心管20的冷卻水路內(nèi)。

內(nèi)部通道65的內(nèi)周面具有直線部651和錐形部652。直線部651在電極6的軸向上平行延伸。錐形部652朝內(nèi)部通道65的入口在徑向上擴(kuò)大。

接下來對(duì)絕緣導(dǎo)件7進(jìn)行說明。圖8和圖9是絕緣導(dǎo)件7的立體圖。圖10是絕緣導(dǎo)件7的剖視圖。絕緣導(dǎo)件7將電極6和噴嘴8電絕緣，并且將電極6和噴嘴8連結(jié)。絕緣導(dǎo)件7將電極6和噴嘴8在軸向及徑向上互相定位。

絕緣導(dǎo)件7具有管狀的形狀。絕緣導(dǎo)件7由絕緣體形成。絕緣導(dǎo)件7具有供電極6插入的孔706。絕緣導(dǎo)件7的孔706在絕緣導(dǎo)件7的軸向上將絕緣導(dǎo)件7貫通。

絕緣導(dǎo)件7由具有比陶瓷小的彈性率的材料形成。在本實(shí)施方式中，絕緣導(dǎo)件7由工程塑料等樹脂制成。詳細(xì)地說，絕緣導(dǎo)件7是由連續(xù)使用溫度為100℃以上的樹脂制成。此外，優(yōu)選連續(xù)使用溫度為300℃以下。但是，絕緣導(dǎo)件7也可由樹脂以外的材料形成。

如圖10所示，絕緣導(dǎo)件7的內(nèi)周面具有第一內(nèi)周面71、內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72、第二內(nèi)周面73。第一內(nèi)周面71在絕緣導(dǎo)件7的軸向上延伸，并到達(dá)絕緣導(dǎo)件7的頂端面701。第一內(nèi)周面71具有比第二內(nèi)周面73大的內(nèi)徑。第一內(nèi)周面71相對(duì)于電極主體部61的外周面隔著間隙對(duì)置。如后述，第一內(nèi)周面71在其與電極主體部61的外周面之間構(gòu)成氣體通道。第一內(nèi)周面71的內(nèi)徑與噴嘴8的內(nèi)徑大致相同。因此，第一內(nèi)周面71與電極6之間的氣體通道的內(nèi)徑與噴嘴8的內(nèi)徑大致相同。

內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72位于第一內(nèi)周面71的基端側(cè)。內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72在絕緣導(dǎo)件7的軸向上位于第一內(nèi)周面71與第二內(nèi)周面73之間。內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72以朝頂端側(cè)在徑向上擴(kuò)大的方式，相對(duì)于絕緣導(dǎo)件7的軸向傾斜。

在第一內(nèi)周面71和內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72上形成有耐熱覆膜707。耐熱覆膜707由陶瓷類材料形成。耐熱覆膜707例如由氮化硼形成。但是，耐熱覆膜707也可由氮化硼以外的陶瓷類材料形成?；蛘?，耐熱覆膜707也可由陶瓷類材料以外的耐熱性材料形成?；蛘撸蜔岣材?07也可以省略。

第二內(nèi)周面73位于內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72的基端側(cè)。第二內(nèi)周面73在絕緣導(dǎo)件7的軸向上延伸，到達(dá)絕緣導(dǎo)件7的基端面702。第二內(nèi)周面73具有第一接合部74。第一接合部74通過壓入而與電極6的接合部62接合。因此，絕緣導(dǎo)件7的第一接合部74以無需O形環(huán)而將流體密封的方式與電極6接合。

如圖4所示，絕緣導(dǎo)件7的第一接合部74與電極6的接合部62接合，由此電極6和絕緣導(dǎo)件7在徑向上互相定位。另外，絕緣導(dǎo)件7的基端面702與電極6的凸緣部63的臺(tái)階部66接觸，由此電極6和絕緣導(dǎo)件7在軸向上互相定位。

第一接合部74具有與電極6的外周面卡止的凹凸形狀。詳細(xì)地說，第一接合部74具有凸部741。凸部741從第二內(nèi)周面73突出。凸部741在第二內(nèi)周面73的周向上延伸。絕緣導(dǎo)件7的第一接合部74的凸部741與電極6的接合部62的凸部621卡止。由此，絕緣導(dǎo)件7相對(duì)于電極6被牢固地保持。

絕緣導(dǎo)件7的外周面具有第一外周面75、第二外周面76、第三外周面77。第一外周面75在絕緣導(dǎo)件7的軸向上延伸，到達(dá)絕緣導(dǎo)件7的頂端面701。第一外周面75配置在噴嘴8的第一孔811內(nèi)。第一外周面75具有第二接合部78。第二接合部78通過壓入而與噴嘴8的內(nèi)周面接合。因此，絕緣導(dǎo)件7的第二接合部78以無需O形環(huán)而將流體密封的方式與噴嘴8接合。

絕緣導(dǎo)件7的第二接合部78具有與噴嘴8的內(nèi)周面卡止的凹凸形狀。詳細(xì)地說，絕緣導(dǎo)件7的第二接合部78具有凸部781。凸部781從第一外周面75突出。凸部781在第一外周面75的周向上延伸。

第二外周面76位于第一外周面75的基端側(cè)。第二外周面76在絕緣導(dǎo)件7的軸向上延伸。從截面觀察，第二外周面76具有無凹凸的平坦形狀。第二外周面76在絕緣導(dǎo)件7的軸向上配置在第一外周面75和第三外周面77之間。第二外周面76配置在噴嘴8的外部。第二外周面76具有比第一外周面75小的外徑。換句話說，第一外周面75的外徑大于第二外周面76的外徑。在絕緣導(dǎo)件7的軸向上，第一外周面75短于第二外周面76。

第三外周面77位于第二外周面76的基端側(cè)。第三外周面77具有比第二外周面76小的外徑。第三外周面77在絕緣導(dǎo)件7的軸向上延伸，并到達(dá)絕緣導(dǎo)件7的基端面702。在絕緣導(dǎo)件7的軸向上，第二外周面76比第三外周面77長(zhǎng)。換句話說，在絕緣導(dǎo)件7的軸向上，第三外周面77比第二外周面76短。在絕緣導(dǎo)件7的軸向上，第三外周面77比第一外周面75短。

絕緣導(dǎo)件7的外周面具有外側(cè)臺(tái)階部79。外側(cè)臺(tái)階部79配置在第二外周面76與第三外周面77之間。外側(cè)臺(tái)階部79是與絕緣導(dǎo)件7的軸向垂直的面。

圖11是從基端側(cè)觀察絕緣導(dǎo)件7的圖。如圖9及圖11所示，絕緣導(dǎo)件7具有多個(gè)連通道703。在本實(shí)施方式中，絕緣導(dǎo)件7具有六個(gè)連通道703。但是，連通道703的數(shù)目不限于六個(gè)，可以少于六個(gè)或者多于六個(gè)。

圖12表示包含一個(gè)連通道703的軸線的絕緣導(dǎo)件7的截面。如圖12所示，連通道703將絕緣導(dǎo)件7的外部和絕緣導(dǎo)件7的孔706內(nèi)部連通。換句話說，連通道703將絕緣導(dǎo)件7的外部和絕緣導(dǎo)件7內(nèi)的氣體通道連通。連通道703朝相對(duì)于軸向傾斜的方向延伸。連通道703朝絕緣導(dǎo)件7的頂端以接近絕緣導(dǎo)件7的軸線的方式傾斜。連通道703相對(duì)于絕緣導(dǎo)件7的軸向的傾斜角度優(yōu)選在30度以上60度以下。例如，連通道703相對(duì)于絕緣導(dǎo)件7的軸向的傾斜角度為45度。

連通道703的一端與內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72連接。連通道703的另一端與外側(cè)臺(tái)階部79連接。連通道703在比絕緣導(dǎo)件7的軸向上的中心靠基端側(cè)的位置上與絕緣導(dǎo)件7的外周面連接，連通道703具有第一連通道704和第二連通道705。

第一連通道704具有大于第二連通道705的流路截面。第一連通道704與外側(cè)臺(tái)階部79連接。第一連通道704與絕緣導(dǎo)件7的外部連通。第二連通道705與內(nèi)側(cè)臺(tái)階部72連接。第二連通道705與絕緣導(dǎo)件7內(nèi)的氣體通道連通。需要說明的是，在圖12中僅表示了一個(gè)連通道703，但其它連通道703與圖12的連通道703是相同的結(jié)構(gòu)。

如圖11所示，多個(gè)連通道703相對(duì)于周向及徑向傾斜。所有的連通道703相對(duì)于周向朝相同方向傾斜。所有的連通道703相對(duì)于徑向朝相同方向傾斜。由此，從連通道703噴出的氣體成為回旋氣流。多個(gè)連通道703在絕緣導(dǎo)件7的周向上等間隔配置。從絕緣導(dǎo)件7的軸向觀察，連通道703的軸線從與連通道703的軸線平行且通過絕緣導(dǎo)件7的中心的直線離開規(guī)定距離。

接下來對(duì)噴嘴8進(jìn)行說明。圖13及圖14是噴嘴8的立體圖。圖15是噴嘴8的剖視圖。噴嘴8具有頂端部為頂端較細(xì)的形狀的圓筒狀的形狀。噴嘴8具有供絕緣導(dǎo)件7插入的孔811，通過壓入而與絕緣導(dǎo)件7接合。詳細(xì)地說，噴嘴8具有第一噴嘴部81、第二噴嘴部82、第三噴嘴部83。

第一噴嘴部81包含噴嘴8的基端。第一噴嘴部81具有第一孔811。第二噴嘴部82位于第一噴嘴部81的頂端側(cè)。第二噴嘴部82在噴嘴8的軸向上位于第一噴嘴部81和第三噴嘴部83之間。在噴嘴8的軸向上，第二噴嘴部82比第一噴嘴部81長(zhǎng)。

第二噴嘴部82具有與第一孔811連通的第二孔821。第二孔821具有比第一孔811小的內(nèi)徑。因此，在第一噴嘴部81的內(nèi)周面812和第二噴嘴部82的內(nèi)周面822之間設(shè)置有內(nèi)側(cè)臺(tái)階部84。內(nèi)側(cè)臺(tái)階部84是與噴嘴8的軸向垂直的面。

第二噴嘴部82的外徑與第一噴嘴部81的外徑相同。因此，第二噴嘴部82的外周面823與第一噴嘴部81的外周面813在同一平面上。在第一噴嘴部81的外周面813的基端實(shí)施倒角。第二噴嘴部82具有比第一噴嘴部81大的徑向厚度。

第三噴嘴部83包含噴嘴8的頂端。第三噴嘴部83位于第二噴嘴部82的頂端側(cè)。第三噴嘴部83具有噴射孔831。噴射孔831具有比第二孔821小的內(nèi)徑。噴射孔831在噴嘴8的軸向上延伸，并到達(dá)噴嘴8的頂端面801。在噴嘴8的軸向上，上述第一孔811比噴射孔831短。

噴射孔831經(jīng)由錐形孔832與第二孔821連通。錐形孔832在噴嘴8的軸向上位于噴射孔831和第二孔821之間，并將噴射孔831和第二孔821連接。錐形孔832朝噴嘴8的頂端在徑向上縮小。

噴嘴8的外周面具有第一外周面85、第二外周面86、第三外周面87。第一外周面85到達(dá)噴嘴8的基端面802。第一外周面85由第一噴嘴部81的外周面813和第二噴嘴部82的外周面823構(gòu)成。從截面觀察，第一外周面85具有在噴嘴8的軸向上延伸的直線狀的形狀。換句話說，從截面觀察，第一外周面85具有無凹凸的平坦形狀。

第二外周面86位于第一外周面85的頂端側(cè)。第二外周面86在噴嘴8的軸向上位于第一外周面85與第三外周面87之間。第二外周面86具有比第一外周面85小的外徑。因此，在第一外周面85與第二外周面86之間設(shè)置有外側(cè)臺(tái)階部88。外側(cè)臺(tái)階部88是與噴嘴8的軸向垂直的面。

第三外周面87位于第二外周面86的頂端側(cè)。第三外周面87到達(dá)噴嘴8的頂端面801。第三外周面87朝頂端以徑向變小的方式傾斜。

第一噴嘴部81的第一孔811插入有絕緣導(dǎo)件7。第二噴嘴部82的第二孔821插入有電極6。如圖4所示，第二噴嘴部82的內(nèi)周面822隔著間隙與電極主體部61對(duì)置。電極6的頂端與第三噴嘴部83的錐形孔832對(duì)置。

第一噴嘴部81與絕緣導(dǎo)件7接合。詳細(xì)地說，第一孔811插入有絕緣導(dǎo)件7的第二接合部78，第一噴嘴部81通過壓入而與絕緣導(dǎo)件7的第二接合部78接合。由此，第一噴嘴部81的內(nèi)周面812以無需O形環(huán)而將流體密封的方式與絕緣導(dǎo)件7接合。

第一噴嘴部81的內(nèi)周面812與絕緣導(dǎo)件7的第二接合部78接合，由此噴嘴8和絕緣導(dǎo)件7在徑向上互相定位。另外，絕緣導(dǎo)件7的頂端面701與噴嘴8的內(nèi)側(cè)臺(tái)階部84接觸，由此噴嘴8和絕緣導(dǎo)件7在軸向上互相定位。

第一噴嘴部81的內(nèi)周面812具有與絕緣導(dǎo)件7的外周面卡止的凹凸形狀。詳細(xì)地說，第一噴嘴部81的內(nèi)周面812具有凸部814。第一噴嘴部81的凸部814與絕緣導(dǎo)件7的第二接合部78的凸部781卡止。由此，噴嘴8被相對(duì)于絕緣導(dǎo)件7保持。

第二外周面86具有與絕緣環(huán)9的內(nèi)周面卡止的凹凸形狀。詳細(xì)地說，第二外周面86具有凸部861。

圖16及圖17是絕緣環(huán)9的立體圖。圖18是絕緣環(huán)9的剖視圖。如圖16至圖18所示，絕緣環(huán)9具有供噴嘴8插入的孔903。絕緣環(huán)9的內(nèi)周面91具有凸部911。絕緣環(huán)9的外周面92具有凸部921。

絕緣環(huán)9具有凸緣部93。凸緣部93從絕緣環(huán)9的外周面92突出。因此，在絕緣環(huán)9的外周面92和凸緣部93之間設(shè)置有臺(tái)階部94。臺(tái)階部94是與絕緣環(huán)9的軸向垂直的面。

如圖4所示，絕緣環(huán)9通過壓入而與噴嘴8接合。詳細(xì)地說，絕緣環(huán)9的內(nèi)周面91通過壓入而與噴嘴8的第二外周面86接合。絕緣環(huán)9的內(nèi)周面91與噴嘴8的第二外周面86接合，由此絕緣環(huán)9和噴嘴8在徑向上互相定位。

另外，絕緣環(huán)9的基端面901與噴嘴8的外側(cè)端部88接觸，由此絕緣環(huán)9和噴嘴8在軸向上互相定位。絕緣環(huán)9的內(nèi)周面91的凸部911與噴嘴8的第二外周面86的凸部861卡止。由此，絕緣環(huán)9被相對(duì)于噴嘴8牢固地保持。

圖19和圖20是保護(hù)帽10的立體圖。圖21是保護(hù)帽10的剖視圖。如圖19至圖21所示，保護(hù)帽10具有孔103。保護(hù)帽10的孔103插入有噴嘴8。保護(hù)帽10具有噴射孔104。噴射孔104與孔103連通，并將保護(hù)帽10的頂端面101在軸向上貫通。

保護(hù)帽10具有第一內(nèi)周面11和第二內(nèi)周面12。第一內(nèi)周面11在保護(hù)帽10的軸向上延伸，并到達(dá)保護(hù)帽10的基端面102。第一內(nèi)周面11具有凸部111。第二內(nèi)周面12位于第一內(nèi)周面11的頂端側(cè)。第二內(nèi)周面12朝頂端以徑向變小的方式傾斜。

保護(hù)帽10具有第一外周面13、凸緣部14、第二外周面15、第三外周面16。第一外周面13在保護(hù)帽10的軸向上延伸，并到達(dá)保護(hù)帽10的基端面102。凸緣部14位于第一外周面13的頂端側(cè)。凸緣部14在保護(hù)帽10的軸向上位于第一外周面13和第二外周面15之間。凸緣部14從第一外周面13突出。凸緣部14從第二外周面15突出。在凸緣部14和第二外周面15之間設(shè)置有外側(cè)臺(tái)階部17。外側(cè)臺(tái)階部17是與保護(hù)帽10的軸向垂直的面。凸緣部14的外徑大于第一保持帽4的開口41的直徑。凸緣部14的外徑大于第二保持帽5的開口51的直徑。

第二外周面15位于凸緣部14的頂端側(cè)。第二外周面15具有比第一外周面13小的外徑。第二外周面15在保護(hù)帽10的軸向上延伸。第三外周面16位于第二外周面15的頂端側(cè)。第三外周面16到達(dá)保護(hù)帽10的頂端面101。第三外周面16朝頂端以徑向變小的方式相對(duì)于保護(hù)帽10的軸向傾斜。

圖22是圖21的A-A剖視圖。如圖21和圖22所示，保護(hù)帽10具有多個(gè)連通道105。連通道105將保護(hù)帽10的外部和保護(hù)帽10的孔103內(nèi)部連通。連通道105的一端到達(dá)第一外周面13。連通道105的另一端到達(dá)第一內(nèi)周面11。

連通道105在保護(hù)帽10的周向上等間隔配置。從保護(hù)帽10的軸向觀察，連通道105的軸線從與連通道105的軸線平行且通過絕緣導(dǎo)件7的中心的直線離開規(guī)定距離。所有的連通道105相對(duì)于周向朝相同方向傾斜。所有的連通道105相對(duì)于徑向朝相同方向傾斜。由此，從連通道105噴出的氣體成為回旋氣流。

如圖4所示，保護(hù)帽10通過壓入而與絕緣環(huán)9接合。詳細(xì)地說，保護(hù)帽10的第一內(nèi)周面11通過壓入而與絕緣環(huán)9的外周面92接合。保護(hù)帽10的第一內(nèi)周面11的凸部111與絕緣環(huán)9的外周面92的凸部921卡合。由此，保護(hù)帽10被相對(duì)于絕緣環(huán)9牢固地保持。

保護(hù)帽10的第一內(nèi)周面11與絕緣環(huán)9的外周面92接合，由此保護(hù)帽10和絕緣環(huán)9在徑向上互相定位。由此，保護(hù)帽10的噴射孔104和噴嘴8的噴射孔831同心配置。

保護(hù)帽10的基端面102與絕緣環(huán)9的臺(tái)階部94接觸，由此保護(hù)帽10和絕緣環(huán)9在軸向上互相定位。由此，保護(hù)帽10相對(duì)于噴嘴8隔著間隙而配置。詳細(xì)地說，保護(hù)帽10的第二內(nèi)周面12相對(duì)于噴嘴8的第三外周面87隔著間隙而配置。由此，在保護(hù)帽10和噴嘴8之間構(gòu)成后述氣體通道。保護(hù)帽10的連通道105比絕緣環(huán)9的頂端更位于頂端側(cè)。保護(hù)帽10的連通道105與保護(hù)帽10和噴嘴8之間的氣體通道連通。

接下來對(duì)中心管20進(jìn)行說明。圖23和圖24是中心管20的立體圖。圖25是中心管20的剖視圖。中心管20插入電極6的內(nèi)部通道65，并向電極6內(nèi)供給冷卻水。中心管20由導(dǎo)電體形成。中心管20具有管主體21和接觸件22。圖26是管主體21的立體圖。圖27是接觸件22的立體圖。

管主體21具有管狀形狀。管主體21由導(dǎo)電體形成。詳細(xì)地說，管主體21的外周面具有凸緣部23、第一外周面24、第二外周面25、第三外周面26。凸緣部23包含管主體21的基端。凸緣部23從第一外周面24突出。因此，在凸緣部23和第一外周面24之間設(shè)置有臺(tái)階部27。臺(tái)階部27是與管主體21的軸向垂直的面。

第一外周面24位于凸緣部23的頂端側(cè)。第一外周面24在管主體21的軸向位于凸緣部23和第二外周面25之間。第一外周面24在管主體21的軸向上延伸。

第二外周面25位于第一外周面24的頂端側(cè)。第二外周面25在管主體21的軸向上位于第一外周面24和第三外周面26之間。第二外周面25在管主體21的軸向上延伸。在管主體21的軸向上，第二外周面25比第一外周面24短。第二外周面25具有比第一外周面24小的外徑。

第三外周面26位于第二外周面25的頂端側(cè)。第三外周面26包含管主體21的頂端。第三外周面26在管主體21的軸向上延伸。在管主體21的軸向上第三外周面26比第一外周面24長(zhǎng)。第三外周面26具有比第二外周面25小的外徑。在第三外周面26的軸向上的中部設(shè)置有凹部261。凹部261安裝有接觸件22。

管主體21在內(nèi)部具有冷卻水通道。冷卻水通道將管主體21在軸向上貫通。冷卻水通道具有第一通道211、第二通道212、第三通道231。第一通道211到達(dá)管主體21的基端面201。第一通道211朝頂端以徑向變小的方式，相對(duì)于管主體21的軸向傾斜。

第二通道212位于第一通道211的頂端側(cè)。第二通道212在管主體21的軸向上位于第一通道211和第三通道231之間。在管主體21的軸向上，第二通道212比第三通道231長(zhǎng)。第二通道212在管主體21的軸向上延伸。

第三通道231位于第二通道212的頂端側(cè)。第三通道231到達(dá)管主體21的頂端面202。第三通道231具有比第二通道212大的內(nèi)徑。在第三通道231內(nèi)配置有上述電極6的凸部67。

接觸件22與管主體21是分體結(jié)構(gòu)。接觸件22由導(dǎo)電體形成。接觸件22能夠拆裝地安裝在管主體21上。接觸件22安裝在管主體21的外周面上。詳細(xì)地說，接觸件22通過嵌入管主體21的第三外周面26的凹部261而被安裝在管主體21上。

接觸件22具有安裝部28和接觸部29。安裝部28安裝在管主體21的外周面。安裝部28具有第一環(huán)部281和第二環(huán)部282。第二環(huán)部282在接觸件22的軸向上離開第一環(huán)部281而配置。第一環(huán)部281和第二環(huán)部282分別嵌入管主體21的凹部261。

接觸部29與電極6的內(nèi)周面接觸。接觸部29具有彈性，通過朝接觸件22的徑向被按壓而產(chǎn)生反作用力。具體而言，接觸部29具有多個(gè)彎曲部291。彎曲部291將第一環(huán)部281和第二環(huán)部282連結(jié)。彎曲部291具有朝接觸件22的徑向外方膨出的板狀形狀。接觸部29具有多個(gè)縫隙292?？p隙292設(shè)置在多個(gè)彎曲部291之間，并朝接觸件22的軸向延伸。需要說明的是，在附圖中，僅對(duì)縫隙292的一部分標(biāo)注附圖標(biāo)記292而省略其它的縫隙292的附圖標(biāo)記。

圖28是從軸向觀察接觸件22的圖。如圖28所示，多個(gè)彎曲部291在接觸件22的周向上等間隔配置。多個(gè)縫隙292也同樣地在接觸件22的周向上等間隔配置。在本實(shí)施方式中，接觸件22具有八個(gè)彎曲部291和八個(gè)縫隙292。但是，接觸件22的數(shù)目不限于八個(gè)，可以少于八個(gè)或者多于八個(gè)。同樣地，縫隙292的數(shù)目不限于八個(gè)，可以少于八個(gè)或者多于八個(gè)。

如圖1所示，中心管20的凸緣部23配置在電極底座34的基端面341和基部33的孔的底面331之間。凸緣部23與電極底座34的基端面341接觸。由此，中心管20和電極底座34電連接。另外，中心管20在徑向及軸向上被定位。

圖29是圖1中的交換部件單元2a及其周圍的結(jié)構(gòu)的放大圖。如圖29所示，中心管20的接觸件22與電極6的內(nèi)周面接觸。接觸件22插入電極6的內(nèi)部通道65，由此朝徑向內(nèi)方彈性變形。接觸件22被彈性變形的反作用力按壓在電極6的內(nèi)周面上。中心管20與電極底座34電連接。因此，接觸件22通過與電極6的內(nèi)周面接觸而向電極6通電。

電極6具有第一通電面603和第二通電面601。第一通電面603是在內(nèi)部通道65的內(nèi)周面與接觸件22接觸的部分。電極6經(jīng)由中心管20和第一通電面603與電極底座34電連接。第一通電面603在錐形部652的頂端側(cè)與錐形部652鄰接配置。第一通電面603位于后述的冷卻水通道內(nèi)。

第二通電面601是電極6的基端面601。第二通電面601與電極底座34的頂端面342接觸。電極6經(jīng)由第二通電面601與電極底座34電連接。第二通電面601與后述的冷卻水通道鄰接。

1.3冷卻水通道

接下來，對(duì)等離子體火炬1a的冷卻水通道進(jìn)行說明。在圖1中，實(shí)線的箭頭表示冷卻水的流動(dòng)。如圖1所示，基部33連接有冷卻水供給管45。冷卻水供給管45經(jīng)由基部33內(nèi)的第一冷卻水通道W1與噴嘴底座36內(nèi)的第二冷卻水通道W2連接。第一冷卻水通道W1從基部33的基端面朝基部33的外周面延伸。第二冷卻水通道W2從噴嘴底座36的內(nèi)周面朝噴嘴底座36的頂端部延伸。第二冷卻水通道W2與第三冷卻水通道W3連接。第三冷卻水通道W3是被噴嘴底座36、第一保持帽4、交換部件單元2a包圍的環(huán)狀通道。

如圖29所示，在絕緣套筒37的頂端面371和噴嘴8的基端面802之間設(shè)置有間隙，該間隙構(gòu)成第三冷卻水通道W3的一部分。因此，噴嘴8的基端面802配置在第三冷卻水通道W3內(nèi)。另外，絕緣套筒37的頂端面371和噴嘴8的基端面802之間的間隙到達(dá)絕緣導(dǎo)件7的第二外周面76。因此，絕緣導(dǎo)件7的第二外周面76的一部分配置在第三冷卻水通道W3內(nèi)。

如圖1所示，第三冷卻水通道W3經(jīng)由噴嘴底座36內(nèi)的第四冷卻水通道W4、噴嘴底座36與絕緣套筒37之間的第五冷卻水通道W5、絕緣套筒37內(nèi)的第六冷卻水通道W6以及電極底座34內(nèi)的第七冷卻水通道W7，而與第八冷卻水通道W8連接。

第四冷卻水通道W4從噴嘴底座36的頂端朝噴嘴底座36的內(nèi)周面延伸。第五冷卻水通道W5是設(shè)置在噴嘴底座36和絕緣套筒37之間的環(huán)狀通道。第六冷卻水通道W6是從絕緣套筒37的外周面朝絕緣套筒37的內(nèi)周面在徑向上延伸的多個(gè)通道。第七冷卻水通道W7是從電極底座34的外周面朝電極底座34的內(nèi)周面在徑向上延伸的多個(gè)通道。第八冷卻水通道W8是電極底座34和中心管20之間的通道。

第八冷卻水通道W8和電極6與中心管20之間的第九冷卻水通道W9連接。第九冷卻水通道W9在中心管20的頂端部與中心管20內(nèi)的第十冷卻水通道W10連通。第十冷卻水通道W10經(jīng)由基部33內(nèi)的第十一冷卻水通道W11與冷卻水排出管46連接。

冷卻水從冷卻水的供給源經(jīng)過冷卻水供給管45、基部33內(nèi)的第一冷卻水通道W1、噴嘴底座36內(nèi)的第二冷卻水通道W2而向第三冷卻水通道W3供給。冷卻水從第三冷卻水通道W3經(jīng)過噴嘴底座36內(nèi)的第四冷卻水通道W4、噴嘴底座36與絕緣套筒37之間的第五冷卻水通道W5、絕緣套筒37內(nèi)的第六冷卻水通道W6以及電極底座34內(nèi)的第七冷卻水通道W7而向電極底座34與中心管20之間的第八冷卻水通道W8供給。冷卻水從第八冷卻水通道W8經(jīng)過電極6與中心管20之間的第九冷卻水通道W9、中心管20內(nèi)的第十冷卻水通道W10、基部33內(nèi)的第十一冷卻水通道W11、冷卻水排出管46而向等離子體火炬1a的外部排出。

1.4氣體通道

接下來，對(duì)等離子體火炬1a的等離子氣體通道進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，等離子氣體是氧氣。但是也可使用氬或者氮等其它氣體。圖30是沿著等離子體火炬1a的中心軸線的與圖1不同的剖視圖。在圖1及圖30中，虛線的箭頭表示等離子氣體的流動(dòng)。詳細(xì)地說，在圖30中，虛線箭頭表示主要?dú)怏w的流動(dòng)。在圖1中，虛線箭頭表示輔助氣體的流動(dòng)。

如圖30所示，基部33連接有主要?dú)怏w供給管47。主要?dú)怏w供給管47經(jīng)由基部33內(nèi)的第一主要?dú)怏w通道MG1而與基部33和絕緣套筒37之間的第二主要?dú)怏w通道MG2連接。第一主要?dú)怏w通道MG1從基部33的基端面朝基部33的內(nèi)周面的臺(tái)階部332在軸向上延伸。第二主要?dú)怏w通道MG2是在基部33的內(nèi)周面的臺(tái)階部332和絕緣套筒37的外周面的臺(tái)階部372之間形成的環(huán)狀通道。

第二主要?dú)怏w通道MG2經(jīng)由絕緣套筒37內(nèi)的第三主要?dú)怏w通道MG3與第四主要?dú)怏w通道MG4連接。第三主要?dú)怏w通道MG3從絕緣套筒37的外周面的臺(tái)階部372在軸向上延伸。第四主要?dú)怏w通道MG4是絕緣套筒37與交換部件單元2a之間的環(huán)狀通道。

圖31是圖30中的交換部件單元2a與其周圍的結(jié)構(gòu)的放大圖。如圖31所示，第四主要?dú)怏w通道MG4由絕緣套筒37的內(nèi)周面和絕緣導(dǎo)件7的外周面和電極6的外周面構(gòu)成。

詳細(xì)地說，在絕緣套筒37的內(nèi)周面設(shè)置有臺(tái)階部373。臺(tái)階部373是與絕緣套筒37的軸向垂直的面。在交換部件單元2a安裝在火炬主體3上的狀態(tài)下，絕緣導(dǎo)件7的外側(cè)臺(tái)階部79相對(duì)于絕緣套筒37的內(nèi)周面的臺(tái)階部373隔著間隙配置。第四主要?dú)怏w通道MG4經(jīng)過該絕緣導(dǎo)件7的外側(cè)臺(tái)階部79與絕緣套筒37的內(nèi)周面的臺(tái)階部373之間的間隙。

第四主要?dú)怏w通道MG4相對(duì)于上述第三冷卻水通道W3由O形環(huán)R2密封。O形環(huán)R2嵌入設(shè)置在絕緣套筒37的內(nèi)周面上的凹部374。O形環(huán)R2與絕緣導(dǎo)件7的第二外周面76的一部分接觸。即，絕緣導(dǎo)件7的第二外周面76具有與O形環(huán)接觸的密封面761。第二外周面76上比密封面761更靠頂端側(cè)的部分配置在第三冷卻水通道W3內(nèi)。第二外周面76上比密封面761更靠基端側(cè)的部分配置在第四主要?dú)怏w通道MG4內(nèi)。第三外周面77與第二外周面76同樣地配置在第四主要?dú)怏w通道MG4內(nèi)。

如圖29所示，第四主要?dú)怏w通道MG4相對(duì)于上述第六冷卻水通道W6及第七冷卻水通道W7由O形環(huán)R3密封。O形環(huán)R3嵌入設(shè)置在絕緣套筒37的內(nèi)周面上的凹部375。O形環(huán)R3與電極6的凸緣部63的外周面的一部分接觸。即，凸緣部63的外周面具有與O形環(huán)R3接觸的密封面631。凸緣部63的外周面上比密封面631更靠頂端側(cè)的部分配置在第四主要?dú)怏w通道MG4內(nèi)。

如圖31所示，第四主要?dú)怏w通道MG4經(jīng)由絕緣導(dǎo)件7的多個(gè)連通道703而與絕緣導(dǎo)件7和電極6之間的第五主要?dú)怏w通道MG5連接。第五主要?dú)怏w通道MG5是絕緣導(dǎo)件7的內(nèi)周面與電極6的外周面之間的環(huán)狀通道。第五主要?dú)怏w通道MG5與噴嘴8和電極6之間的第六主要?dú)怏w通道MG6連接。第五主要?dú)怏w通道MG5的內(nèi)徑與第六主要?dú)怏w通道MG6的內(nèi)徑相同。第六主要?dú)怏w通道MG6與噴嘴8的噴射孔831連通。

主要?dú)怏w從主要?dú)怏w的供給源經(jīng)過基部33內(nèi)的第一主要?dú)怏w通道MG1、基部33與絕緣套筒37之間的第二主要?dú)怏w通道MG2、絕緣套筒37內(nèi)的第三主要?dú)怏w通道MG3而向絕緣套筒37與交換部件單元2a之間的第四主要?dú)怏w通道MG4流動(dòng)。主要?dú)怏w從第四主要?dú)怏w通道MG4經(jīng)過連通道703由此成為回旋氣流，并向第五主要?dú)怏w通道MG5噴出。成為回旋氣流的主要?dú)怏w經(jīng)過第六主要?dú)怏w通道MG6從噴嘴8的噴射孔831噴出。

如圖1所示，基部33連接有輔助氣體供給管48。輔助氣體供給管48經(jīng)由基部33內(nèi)的第一輔助氣體通道AG1而與噴嘴底座36內(nèi)的第二輔助氣體通道AG2連接。第一輔助氣體通道AG1從基部33的基端面朝基部33的外周面延伸。第二輔助氣體通道AG2從噴嘴底座36的內(nèi)周面朝噴嘴底座36的外周面延伸。

第二輔助氣體通道AG2經(jīng)由夾套38內(nèi)的第三輔助氣體通道AG3而與夾套38和第二保持帽5之間的第四輔助氣體通道AG4連接。第三輔助氣體通道AG3從夾套38的內(nèi)周面朝外周面延伸。第四輔助氣體通道AG4是夾套38的外周面與第二保持帽5的內(nèi)周面之間的環(huán)狀通道。

第四輔助氣體通道AG4經(jīng)由第二保持帽5內(nèi)的第五輔助氣體通道AG5而與第一保持帽4和第二保持帽5之間的第六輔助氣體通道AG6連接。第五輔助氣體通道AG5是從第二保持帽5的內(nèi)周面朝外周面延伸的多個(gè)通道。第六輔助氣體通道AG6是第一保持帽4的內(nèi)周面與第二保持帽5的外周面之間的環(huán)狀通道。

如圖29所示，第六輔助氣體通道AG6經(jīng)由保護(hù)帽10的多個(gè)連通道105而與噴嘴8和保護(hù)帽10之間的第七輔助氣體通道AG7連接。第七輔助氣體通道AG7與噴嘴8的噴射孔831及保護(hù)帽10的噴射孔104連通。

第六輔助氣體通道AG6相對(duì)于上述第三冷卻水通道W3由O形環(huán)R4密封。O形環(huán)R4嵌入設(shè)置在第一保持帽4的內(nèi)周面的頂端部上的凹部44。O形環(huán)R4與保護(hù)帽10的第一外周面13接觸。即，保護(hù)帽10的第一外周面13具有與O形環(huán)R4接觸的密封面131。

如上所述，絕緣環(huán)9通過壓入而與噴嘴8接合。另外，絕緣環(huán)9通過壓入而與保護(hù)帽10接合。因此，第七輔助氣體通道AG7相對(duì)于上述第三冷卻水通道W3由絕緣環(huán)9密封。

輔助氣體從輔助氣體的供給源經(jīng)過基部33內(nèi)的第一輔助氣體通道AG1、噴嘴底座36內(nèi)的第二輔助氣體通道AG2、夾套38內(nèi)的第三輔助氣體通道AG3、夾套38與第二保持帽5之間的第四輔助氣體通道AG4、第二保持帽5內(nèi)的第五輔助氣體通道AG5，而向第一保持帽4與第二保持帽5之間的第六輔助氣體通道AG6流動(dòng)。輔助氣體從第六輔助氣體通道AG6經(jīng)過連通道105由此成為回旋氣流，并向第七輔助氣體通道AG7噴出。成為回旋氣流的輔助氣體經(jīng)過第七輔助氣體通道AG7與主要?dú)怏w一起從保護(hù)帽10的噴射孔104噴出。

1.5交換部件單元的交換方法

接下來，對(duì)交換部件單元2a的交換方法進(jìn)行說明。交換部件單元2a是消耗品。因此，交換部件單元2a能夠拆裝地安裝在火炬主體3上，當(dāng)消耗到需要交換的程度時(shí)，交換成新品。如圖29所示，在等離子體火炬1a中，保護(hù)帽10的臺(tái)階部17被第二保持帽5的開口51的緣部在軸向上按壓。另外，保護(hù)帽10的凸緣部14被第一保持帽4的開口41的緣部和第二保持帽5的開口51的緣部夾住。由此，交換部件單元2a被固定。因此，在交換交換部件單元2a時(shí)，首先要取下第二保持帽5。

在取下第二保持帽5的狀態(tài)下，交換部件單元2a由O形環(huán)R2、R3、R4的彈力保持。因此，通過將交換部件單元2a從第一保持帽4的開口41朝頂端側(cè)拉出，交換部件單元2a的絕緣導(dǎo)件7和電極6被從絕緣套筒37拉出。此時(shí)，中心管20的接觸件22沿著電極6的內(nèi)周面滑動(dòng)，電極6從中心管20被拔出。以上述方式，能夠容易地將交換部件單元2a從火炬主體3一體地取下。

需要說明的是，在將交換部件單元2a從第一保持帽4的開口41朝頂端側(cè)拉出前，只要把第一保持帽4松動(dòng)即可。由此，保護(hù)帽10的凸緣部14掛在第一保持帽4的開口41的緣部而被推出。由此，能夠容易地將交換部件單元2a取下。

在安裝新的交換部件單元2a時(shí)，將交換部件單元2a從第一保持帽4的開口41朝基端側(cè)插入。由此，交換部件單元2a的電極6和絕緣導(dǎo)件7被插入絕緣套筒37內(nèi)。此時(shí)，中心管20被插入電極6內(nèi)，中心管20的接觸件22沿著電極6的內(nèi)周面滑動(dòng)。

然后，當(dāng)將第二保持帽5安裝到第一保持帽4上時(shí)，第二保持帽5的開口51的緣部將保護(hù)帽10的臺(tái)階部17朝基端側(cè)按壓。由此，交換部件單元2a被向基端側(cè)按入，直到電極6的基端面601與電極底座34的頂端面342接觸為止。然后，保護(hù)帽10的凸緣部14被第一保持帽4的開口41的緣部和第二保持帽5的開口51的緣部夾住而保持，由此交換部件單元2a被固定。

在以上說明的本實(shí)施方式的等離子體火炬1b中，中心管20的接觸件22通過與電極6的內(nèi)周面接觸而向電極6通電。因此，無需如現(xiàn)有的等離子體火炬那樣的用于將電極6的基端側(cè)筒部和電極底座34的內(nèi)周面連接的結(jié)構(gòu)。因此，能夠簡(jiǎn)化電極6或者電極底座34的結(jié)構(gòu)。另外，由于無需用于將電極6和電極底座34連接的螺紋結(jié)構(gòu)，所以能夠無需專用工具地容易地進(jìn)行電極6的拆裝。此外，即使發(fā)生通電不良也無需火炬主體3的交換。

接觸件22具有彈性，通過朝管主體21的徑向被按壓而產(chǎn)生反作用力。因此，接觸件22通過彈性而向電極6的內(nèi)周面施力。因此，能夠使接觸件22和電極6穩(wěn)定地接觸。由此，能夠使接觸件22和電極6穩(wěn)定地通電。

接觸件22與管主體21是分體結(jié)構(gòu)，安裝在管主體21的外周面。因此，在接觸件22損傷時(shí)，能夠只交換接觸件22。由此，能夠降低成本。

電極6的內(nèi)部通道65包含朝內(nèi)部通道65的入口在徑向上擴(kuò)大的錐形部652。因此，能夠?qū)⒔佑|件22容易地插入內(nèi)部通道65。

第一通電面603在錐形部652的頂端側(cè)與錐形部652鄰接配置。因此，能夠縮小在將中心管20相對(duì)于電極6拉出插入時(shí)接觸件22相對(duì)于內(nèi)部通道65的滑動(dòng)距離。由此，能夠抑制接觸件22和電極6的磨損。另外，因?yàn)榻佑|件22被插入電極6內(nèi)的冷卻水通道，所以在運(yùn)行中由冷卻水的水流冷卻。因此，即使接觸件22是小的截面面積的導(dǎo)電體也能夠通過大電流。

2.第二實(shí)施方式

接下來，對(duì)第二實(shí)施方式的等離子體火炬1b進(jìn)行說明。圖32是沿第二實(shí)施方式的等離子體火炬1b的中心軸線的剖視圖。圖33是第二實(shí)施方式的交換部件單元2b的剖視圖。圖34和圖35是交換部件單元2b的立體圖。圖36和圖37是第二實(shí)施方式的噴嘴8的立體圖。

如圖33所示，噴嘴8的第一外周面85具有凹部851。凹部851設(shè)置在第二噴嘴部82上。凹部851朝噴嘴8的徑向內(nèi)方凹陷，在噴嘴8的周向上延伸。在噴嘴8的軸向上，凹部851配置在與電極6的頂端大致相同的位置上。凹部851的底部的外徑比噴嘴8的內(nèi)周面812的內(nèi)徑小。

凹部851具有基端側(cè)的第一壁面852和頂端側(cè)的第二壁面853。第一壁面852相對(duì)于噴嘴8的徑向傾斜。第二壁面853在噴嘴8的徑向上延伸。如圖32所示，第一壁面852與第一保持帽4的傾斜的內(nèi)周面平行地延伸。凹部851配置在第三冷卻水通道W3內(nèi)。

在本實(shí)施方式中，在第一保持帽4中設(shè)置有與第三冷卻水通道W3連通的多個(gè)孔43。第一保持帽4的孔43與第一保持帽4和第二保持帽5之間的環(huán)狀的冷卻水通道W12連通。在噴嘴8的軸向上，凹部851配置在與第一保持帽4的孔43大致相同的位置上。

交換部件單元2b和等離子體火炬1b的其它結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的交換部件單元2a和等離子體火炬1a相同。

在以上說明的第二實(shí)施方式中，因?yàn)樵趪娮?上設(shè)置有凹部851，所以能夠擴(kuò)大在噴嘴8上與冷卻水接觸的表面積。因此，能夠提高噴嘴8的冷卻性能。另外，因?yàn)榘疾?51和第一保持帽4的孔43配置在大致相同的位置上，所以能夠進(jìn)一步提高噴嘴8的冷卻性能。另外，冷卻水通道W12也能夠?qū)⒌诙３置?水冷。因此，本實(shí)施方式的交換部件單元2b適用于使用大電流的等離子切割。

3.其他實(shí)施方式

以上，對(duì)本發(fā)明的一部分實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在不脫離發(fā)明要點(diǎn)的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行多種變更。

可以改變交換部件單元2a、2b的結(jié)構(gòu)。可以改變火炬主體3、第一保持帽4和第二保持帽5的結(jié)構(gòu)。也可以改變管主體21或者接觸件22的結(jié)構(gòu)。

電極6和絕緣導(dǎo)件7和噴嘴8可以互相能夠拆裝地接合。

電極6和絕緣導(dǎo)件7可以不通過壓入而通過粘接來接合。絕緣導(dǎo)件7和噴嘴8可以不通過壓入而通過粘接來接合。噴嘴8和絕緣環(huán)9可以不通過壓入而通過粘接來接合。絕緣環(huán)9和保護(hù)帽10可以不通過壓入而通過粘接來接合。

絕緣環(huán)9和保護(hù)帽10也可以不包含在交換部件單元2a、2b上。即，可以由電極6、絕緣導(dǎo)件7、噴嘴8構(gòu)成交換部件單元。另外，絕緣環(huán)9和保護(hù)帽10可以容易拆裝地安裝在該交換部件單元上。

絕緣導(dǎo)件7內(nèi)的氣體通道的內(nèi)徑可以大于噴嘴8的內(nèi)徑。即，如圖38所示，絕緣導(dǎo)件7內(nèi)的第五主要?dú)怏w通道MG5的內(nèi)徑可以大于噴嘴8內(nèi)的第六主要?dú)怏w通道MG6的內(nèi)徑。

工業(yè)實(shí)用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種等離子體火炬用中心管、接觸件、電極及等離子體火炬，其能夠無需專用工具地容易地拆裝電極，并且能夠?qū)㈦姌O或者電極底座的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，此外即使發(fā)生通電不良也無需交換火炬主體。

附圖標(biāo)記說明

20中心管；6電極；21管主體；22接觸件；261凹部；281第一環(huán)部；282第二環(huán)部；291彎曲部；292縫隙；28安裝部；29接觸部；65內(nèi)部通道；603第一通電面；601第二通電面；652錐形部；61電極主體部；63凸緣部。