L'invention se rapporte à un générateur à jet de plasma.
Les générateurs à jet de plasma utilisés dans une large mesure pour le coupage, le soudage, le rechargement et d'autres opérations, sont décrits dans le brevet américain No 2 806 124. Dans de tels générateurs, les facteurs agissant sur les caractéristiques électriques de ces appareils sont par exemple les suivants: débit et composition du gaz, dimensions des buses, distance entre les électrodes et intensités du courant. Il y a lieu de noter que la tension de l'arc est également fonction de ces facteurs.
Le rendement du gaz chauffé est habituellement donné par l'équation suivante:
Rendement du gaz de chauffage (rl) VI VI - Lt
7
VI
d'autre part: où
V: tension de l'arc
I: Intensité du courant
Lt: Consommation de la torche
Lt = KI + Lw (2) où K est une constante et Lw la conductibilité thermique vers la paroi de l'enveloppe.
En reportant dans l'équation (I) le terme correspondant de l'équation (2), on obtient l'équation suivante:
K - 'w (3)
V 1 - V VI
Le dernier terme, de faible valeur, est négligeable et de ce fait il apparaît que le rendement augmente avec la tension de l'arc.
Une méthode classique pour accroître la tension de l'arc consiste à agir sur la composante vortex du courant gazeux traversant la torche.
D'autres moyens pour accroître la tension de l'arc consistent à prévoir des parties évidées électriquement isolées à la fois de l'anode et de la cathode dans la trajectoire de circulation du gaz. Toutefois, en disposant de tels moyens, la tension de l'arc, pour des valeurs données du débit gazeux et de l'intensité de courant, ne peut pas être augmentée au-delà d'une certaine valeur critique sans qu'il se produise des effets nuisibles tels que l'établissement d'un arc double, la détérioration de l'orifice d'étranglement et la déviation ou l'instabilité de la colonne d'arc. Les générateurs à jet de plasma proposés jusqu'à présent sont en outre de construction compliquée et présentent des difficultés de fonctionnement ainsi qu'une faible marge de variation de l'intensité du courant, du débit gazeux et des autres facteurs.
Le but de l'invention est de remédier à ces inconvenients.
Le générateur à jet de plasma selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux torches à jet de plasma susceptibles de fonctionner respectivement comme torche positive et comme torche négative, un organe de fixation et de guidage entièrement relié aux torches et isolé diélectriquement d'au moins l'une des torches, ainsi que des moyens pour alimenter en gaz l'espace interne à l'emplacement du raccordement entre l'organe de fixation et de guidage et l'une des torches.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente une première forme d'exécution en coupe, ainsi que le circuit électrique qui lui est associé.
La fig. 2 est une vue en coupe d'une deuxième forme d'exécution.
Les fig. 3 à 8 sont des vues en coupes partielles de différents organes de fixation et de guidage.
La fig. 9 est une vue en coupe d'une troisième forme d'exécution.
La fig. 10 est une vue en coupe d'une quatrième forme d'exécution.
La fig. 11 représente en coupe différentes formes de la partie incandescente de la flamme de plasma à l'orifice de sortie.
Le générateur à jet de plasma représenté à la fig. 1 se compose d'une torche positive à jet de plasma (A), d'une torche négative à jet de plasma (B) et d'un organe de fixation et de guidage (C). La torche positive à jet de plasma A présente une tige cathodique 1 et deux manchons 2, 3 montés de manière concentrique par rapport à la tige cathodique 1. Le second manchon 3 présente un orifice 4 d'étranglement de l'arc. Un gaz tel que l'argon, l'hélium et d'autres gaz inertes, est envoyé sous la forme d'un courant 7 et 8 par les orifices d'admission 5 et 6, respectivement vers l'espace annulaire formé entre la cathode et le premier manchon 2 et l'espace annulaire entre le premier manchon 2 et le second manchon 3. La torche négative à jet de plasma B présente une tige cathodique 9 et un manchon 1 1 disposé de manière concentrique par rapport à la cathode.
Ce manchon 11 présente un orifice 10 d'étranglement de l'arc. Un gaz inerte 13 est envoyé par l'orifice d'admission 12 vers l'espace annulaire formé entre la cathode 9 et le manchon 11.
La pièce de fixation et de guidage C présente deux orifices d'admission 15 et 16 et un orifice de sortie 17. Ces orifices d'admission sont disposés de façon que lorsque la pièce de guidage est fixée sur les torches positive et négative, ces admissions permettent de diriger les courants gazeux provenant des torches vers le point d'intersection de l'axe central de ces torches, cependant que l'orifice de sortie est disposé de manière à permettre au courant gazeux résultant de s'écouler à partir de ce point d'intersection vers l'extérieur.
Il y a lieu de noter que la pièce de fixation et de guidage est fixée à au moins un manchon (le manchon 3 de la torche à jet de plasma positive à la fig. 1) par l'intermédiaire d'un isolant 18 en une matière diélectrique et qu'un gaz 20 est envoyé par l'orifice d'admission 29 vers l'espace annulaire formé par l'isolant 18 à l'emplacement du raccordement. Les supports de cathode 50, 51 et les manchons 2, 3, 11, ainsi que la pièce de guidage C, sont refroidis par l'eau par des moyens non représentés et sont montés en une seule pièce par l'intermédiaire d'isolants 52 par exemple en bakélite, de manière complètement étanche à l'air.
Une source auxiliaire 21 comprend un oscillateur à haute fréquence pour l'établissement de l'arc. La borne de la source 21 est connectée à la cathode 1 de la torche positive A par l'intermédiaire d'un interrupteur 22, cependant que la borne positive est connectée au manchon 2 de la torche A.
De même, la borne négative de la source principale 23 présentant un oscillateur haute fréquence pour l'établissement de l'arc, est connectée à la cathode 9 de la torche négative à jet de plasma B, et la borne positive de la source principale est connectée au manchon 2 de la torche A. Les bornes positives des sources 21, 23 sont connectées au manchon 11 par l'inter médiaire d'un interrupteur 24. Le générateur ainsi connecté à son circuit associé est mis en action de la façon suivante:
1) La torche positive à jet de plasma A est alimentée en gaz 7, 8, puis l'oscillateur haute fréquence de la source auxiliaire 21 est actionné en fermant l'interrupteur 22.
Un arc auxiliaire 25 s'établit alors et finalement, une flamme de jet de plasma se forme et s'étend à partir de l'orifice 4 d'étranglement de l'arc dans la pièce de fixation et de guidage C.
2) Du gaz 13 est fourni et l'oscillateur haute fréquence de la source principale 23 est actionné en fermant l'interrupteur 24.
Un arc 26 s'établit alors puis une flamme de jet de plasma se forme et s'étend à partir de l'orifice 10 d'étranglement de l'arc dans la pièce de fixation et de guidage C.
3) L'interrupteur 24 est ouvert après que les flammes à jet de plasma de polarité directe sont ainsi établies et se rencontrent l'une et l'autre au point d'intersection 14. Il se forme alors un arc principal en forme d' épingle à cheveux et la flamme de jet de plasma 28 s'étend à partir de l'orifice de sortie 17 de la pièce de guidage C vers l'extérieur.
L'alimentation en courant gazeux 20 provenant de l'orifice d'admission 19 de la pièce de guidage C peut être commencée avant ou après l'opération 3) ci-dessus. L'arc en épingle à cheveux s'ouvre et s'élargit, de sorte que la partie incurvée de l'arc se rapproche d'un côté de l'orifice d'admission 15, ce qui a pour effet de chauffer excessivement la paroi de cet orifice.
D'une part, en raison de ce fait et, d'autre part, en raison de l'injection des ions dans la paroi de l'orifice d'admission, il se forme vraisemblablement un spot ou cratère cathodique sur cette paroi. Ceci provoque la formation d'un arc double. L'alimentation en courant gazeux 20 est utile afin d'empêcher en premier lieu l'arc en épingle à cheveux de s'épanouir et en second lieu d'empêcher les ions d'envahir la paroi de l'orifice d'admission, de façon à éliminer en définitive tout risque d'établissement d'un arc double.
Le générateur haute tension ainsi mis en action est capable d'établir un arc stable dont la tension d'arc est au moins deux fois plus élevée que la tension d'arc d'un générateur à jet de plasma classique, ceci pour une intensité de courant et un débit gazeux donnés.
Exemple 1
Les particularités de l'appareil selon la forme d'exécution représentée à la fig. 1 sont les suivantes:
Diamètre de l'orifice d'étranglement 4 du manchon 3 2 mm
Diamètre de l'orifice d'admission 15 de la pièce de guidage 3 mm
Diamètre de l'orifice d'admission 16 de la pièce de guidage 2 mm
Diamètre du conduit 30 de la pièce de guidage 5 mm
Distance de l'intersection 14 à l'extrémité du manchon 2 18 mm
Distance de l'intersection 14 à la pointe de la cathode 9 27 mm
Débit de gaz 7 (argon) 0,2 1/min.
Débit de gaz 8 (argon) 0,4 I/min.
Débit de gaz 13 (argon) 3,0 I/min.
Débit de gaz 20 (argon) 0,2 I/min.
Intensité de courant 20 A
Une flamme à jet de plasma la plus longue possible à été formée et la tension de l'arc était de 76 volts. (La tension de l'arc dans le générateur à jet de plasma classique est de 30 volts ou moins pour la même intensité et le même débit).
La deuxième forme d'execution selon la fig. 2 du générateur est capable de chauffer un gaz concentré (90% ou plus) exer çant une action chimique sur la matière de l'électrode, tel que l'oxygène ou l'air, directement au moyen d'une colonne d'arc.
Dans l'appareil de la fig. 2, la torche à jet de plasma positive
A est similaire à celle de l'appareil de la fig. 1. La torche à jet de plasma négative B présente un manchon supplémentaire 34 muni d'une ouverture d'étranglement 34', ainsi que des orifices d'admission supplémentaires 35, 36 pour le gaz 37, 38, comparativement à la torche négative B de la fig. 1. La pièce de fixation et de guidage C est fixée au manchon 34 par l'intermédiaire d'un isolant 18. En conformité avec cette variante, la borne positive de la source principale 23 est connectée aux manchons 11 et 34 et à la pièce de guidage et de fixation C.
Cet appareil peut être mis en action comme suit:
1) On envoie de l'argon sous la forme d'un courant gazeux 7, puis on ferme l'interrupteur 22 de manière à faire fonctionner l'oscillateur haute tension de la source auxiliaire 21, ce qui permet d'établir un arc auxiliaire 25. La flamme de jet de plasma jaillit alors de l'orifice d'étranglement 4 et s'étend dans le conduit principal 30. En outre, de l'argon est envoyé sous la forme des courants gazeux 8 et 20.
2) De l'argon est envoyé sous la forme des courants gazeux 13, 37 et 38, puis les interrupteurs 24, 24 et 24" sont fermés de façon que la source principale 23 applique une tension continue et une tension haute fréquence à la torche B et à la pièce de guidage C, ce qui a pour conséquence l'établissement d'un premier arc 26. On ouvre ensuite l'interrupteur 24, ce qui transforme la colonne d'arc en un deuxième arc 26'. Puis, l'interrupteur 24' est ouvert, ce qui transforme la colonne d'arc en un troisième arc 26'0. L'alimentation en gaz 13 vers la cathode est alors interrompue et l'interrupteur 24'2 est ouvert, ce qui permet d'établir la colonne d'arc principal 27.
3) L'interrupteur 22 est ouvert de manière à éteindre l'arc 25 et en même temps, on interrompt l'alimentation en gaz 7 à la cathode. Finalement, les courants gazeux 20 et 38 sont commutés de l'argon en air ou oxygène. De cette façon, on peut obtenir un jet de plasma à gaz actif à haute concentration.
Ce fonctionnement peut être transformé en un fonctionnement entièrement automatique ouvert-fermé en utilisant un dispositif de conduit comprenant des valves à pointeaux préalablement réglées et des valves électromagnétiques.
Exemple 2
Les particularités de l'appareil représenté à la fig. 2 sont les suivantes:
Diamètre de l'orifice d'admission 15 ou 16 de la pièce de fixation et de guidage C 3 mm
Diamètre du conduit de gaz de la pièce de fixation et de guidage 5 mm
Diamètre de l'orifice d'étranglement 34' du manchon 34 2 mm
Distance de l'intersection 14 à la surface terminale du manchon 2 18 mm
Distance de l'intersection 14 à la pointe de la cathode 9 34 mm
Débit du courant gazeux 8 (argon) 0,31/min.
Débit du courant gazeux 20 (oxygène) 0,2 I/min.
Débit du courant gazeux 37 (argon) 0,3 limon.
Débit du courant gazeux 38 (oxygène) 5 l/min
Intensité du courant de l'arc 20A
Une flamme de plasma de concentration de 90% en oxygène fut obtenue et la tension de l'arc était de 115 volts. La substitution de l'air par l'oxygène provoque un accroissement de la tension d'arc jusqu'à 135 volts.
Un mélange d'un gaz actif à teneur plus élevée peut être utilisé en augmentant la capacité de refroidissement des manchons et en augmentant l'intensité de courant de l'arc.
En vue d'améliorer la stabilité directionnelle de la flamme de jet de plasma et en même temps d'accroître le rendement de gaz de chauffage, on a effectué comme suit un certain nombre d'essais sur des pièces de fixation et de guidage de types variés:
La pièce de guidage représentée à la fig. 3 est la même que la pièce correspondante de l'appareil représenté à la fig. 1, excepté pour la partie entaillée a sur le côté aval, permettant que l'extrémité de l'orifice 17 soit assez proche de la colonne d'arc en épingle à cheveux . Dans cette variante, la flamme de jet de plasma 28 est déviée par rapport à l'axe central 29 de
I'orifice de sortie 17 et la direction varie en fonction du débit et de la valeur de l'intensité du courant.
La fig. 4 représente une autre variante de la pièce de guidage de la fig. 3, suivant laquelle le conduit de gaz est élargi autour de l'intersection 14 sur la partie amont, la section de l'orifice d'émission étant maintenue égale à celle de l'orifice d'émission de la pièce de guidage représentée à la fig. 1 ou 3.
Dans ce cas, la flamme de jet de plasma 28 était disposée dans l'axe 29 de l'émission 17.
La fig. 5 représente une pièce de guidage illustrée à la fig. 1 et modifiée de la même manière que dans la fig. 4. Dans cette va'riante, la flamme de jet de plasma 28 est également disposée dans l'axe 29 de l'émission 17 et, ce qui constitue une amélioration, la longueur de la partie incandescente de l'écoulement lamellaire de la flamme à jet de plasma est accrue d'environ 50% Ceci signifie que l'émission de la flamme à jet de plasma est remarquablement améliorée. Un résultat analogue a été obtenue avec la pièce de guidage dont le conduit de gaz est modifié comme indiqué par les traits interrompus 31.
La fig. 6 illustre une autre variante de la pièce de guidage de la fig. 5, variante suivant laquelle la partie b indiquée en traits interrompus a été éliminée. Dans ce cas, le courant lamellaire de la flamme à jet de plasma 28 est dévié par rapport à l'axe central 29 de l'émission 17.
Les pièces de guidage représentées aux fig. 3, 4, 5 et 6 furent essayées pour les mêmes valeurs de débit et d'intensité de courant.
Les résultats de ces essais montrent que:
1) La suppression de la partie a de l'extrémité de la fixation indiquée à la fig. 1 est utile pour diriger la flamme à jet de plasma le long de l'axe central 29 du conduit de guidage.
2) L'élargissement de la section du conduit de guidage représenté à la fig. 4 permet à la pièce de guidage d'orienter la flamme à jet de plasma.
3) L'élargissement du conduit de guidage dans la pièce de fixation et de guidage exempte de la partie entaillée a comme indiqué à la fig. 5 est avantageux pour réduire la perte de flamme à jet de plasma qui se produirait autrement sur la partie correspondant à la zone entaillée a de la fig. 3.
4) Si l'élargissement de la section s'étend vers l'admission de la pièce de guidage comme indiqué à la fig. 6, I'effet de guidage de la flamme à jet de plasma sur l'axe central disparaît.
Les résultats des essais précités permettent de formuler la conclusion suivante:
Les constructions des pièces de guidage représentées aux fig. 4 et 5 sont avantageuses pour étrangler l'écoulement perturbé de fluide provenant des deux courants gazeux envoyés par les deux admissions de la pièce de guidage, ce qui permet à l'écoulement résultant d'être dans l'axe central de cette pièce de guidage.
Comme on le voit à la fig. 6, la position de l'orifice d'émission par rapport à la colonne d'arc est critique et il est indispensable qu'une partie de l' épingle à cheveux de l'arc ou au moins la partie très incurvée soit présente dans l'orifice d'étranglement, ceci pour les raisons suivantes:
En premier lieu, la présence d'une partie de la colonne de l'arc à l'intérieur de l'orifice d'étranglement provoque l'accroissement de la température du gaz daris cet orifice et, en conséquence, l'accroissement de l'expansion volumique de ce gaz, ce qui se traduit en définitive par un accroissement de la résistance à l'écoulement de l'étranglement, ce qui est avantageux pour améliorer la capacité de guidage de cet étranglement.
En second lieu, l'effet de guidage obtenu par la paroi de l'orifice au détriment de la perte de chaleur comme dans le cas du dispositif de la fig. 1, peut être réduit et l'émission de la flamme à jet de plasma sera améliorée en raison de l' épingle à cheveux de l'arc dont l'énergie thermique est environ la moitié de l'énergie totale de la colonne de l'arc, cette émission se produisant dans l'axe central de l'ouverture d'étranglement pour le chauffage du gaz.
Les fig. 7 et 8 représentent d'autres variantes de la pièce de guidage. La pièce de guidage de la fig. 7 est conçue spécialement pour le coupage. Dans cet exemple, I'espace 32 dans lequel pénètre l' épingle à cheveux est rendu plus large que l'orifice d'émission 17 de la pièce de guidage qui a, par exemple, un diamètre de 1,0 mm, du fait qu'autrement l' épingle à cheveux n'entrerait pas dans l'orifice d'étranglement.
La fig. 8 illustre une variante de la pièce de guidage de la fig. 4. Selon cette variante, un trou borgne 33 est ménagé dans la paroi du conduit de guidage opposée à l'orifice d'admission 15 de la pièce de guidage. Ceci permet d'améliorer sensiblement la direction d'un écoulement lamellaire de jet de plasma qui est émis par l'orifice 17 d'un diamètre relativement faible.
Ainsi qu'il ressort des résultats des essais effectués sur les variantes représentées auy fig. 3-6, la direction d'une flamme à jet de plasma peut être améliorée et en même temps le rendement du gaz de chauffage peut être accru en élargissant la section du canal de guidage sur toute la longueur du canal au-delà du point d'intersection des deux axes des torches à jet de plasma positive et négative en direction de l'émission.
La fig. 9 représente un générateur équivalent à la forme d'exécution de la fig. 2, mais modifié en remplaçant la pièce de guidage de la fig. 4 ou 5 par l'élément correspondant de l'appareil de la fig. 2. Cette modification fut comparée comme suit avec l'appareil de la fig. 2:
Exemple 3
Conditions de fonctionnement:
Courant gazeux 8 Argon 0,31/min.
Courant gazeux 37 Argon 0,3 I/min.
Courant gazeux 7 néant
Courant gazeux 13 néant
Courant gazeux 38 Oxygène 4 I/min.
Courant gazeux 20 Oxygène 1 I/min.
Tension de l'arc 95 V
Courant de l'arc 50 A
Génerateur de la fig. 2
Diamètres di, d2 des admissions 15, 16 di, d2 = 3,0 mm
Diamètre ds de l'émission 17 d3 = 5,0 mm
Distance l de l'intersection 14 à l'émission 17 1 = 8,5 mm
La flamme de jet de plasma s'étend sur 25 à 30 cm et est
déviée d'environ 2 degrés par rapport à l'axe 29.
Générateur de la fig. 9
Diamètres di, d2 des admissions 15, 16 di, d2 = 3,0 mm
Diamètre d3 de l'émission d3 = 5,0 mm
Diamètre d4 du conduit de guidage d4 = 7,0 mm
Distance li de l'intersection 14 à l'émission 17 11 = 4,5 mm
12 = 4,0 mm
La flamme à jet de plasma s'étend sur 35 à 50 cm sur l'axe central 29.
La partie étranglée fut modifiée suivant la forme à deux niveaux représentée à la fig. 7.
Les tensions d'arc suivantes furent obtenues pour différents diamètres d2 et d3 de l'admission 16 et de l'émission 17 et l'émission de la flamme à jet de plasma pour le coupage fut sensiblement améliorée.
d2 d4 Tension de l'arc Pression dans la
pièce de guidage
(Pression de
calibrage) 3,0mm 3,0mm 95V 2,0 mm Ci 1,5 mm Ci 110 V 0,1 kg/cm2 2,0 mm 1,0 mm 120 V 1,0 kg/cm2
Exemple 4
Conditions de fonctionnement
Courant gazeux 38 Oxygène 12 I/min.
Courant gazeux 20 Oxygène 3 I/min.
(Les débits des autres courants gazeux sont les mêmes que
ceux de l'exemple 3).
Tension de l'arc 130 V
Courant de l'arc 50 A
Générateur de la fig. 2
Les dimensions de l'appareil furent identiques à celles de l'exemple 3. La partie incandescente de la flamme était composée d'une zone perturbée d'écoulement d'environ 2 cm de longueur et la flamme à jet de plasma fut déviée d'environ 3 degrés ou plus par rapport à l'axe central.
Générateur de la fig. 9
Les dimensions particulières de l'appareil furent identiques à celles de l'exemple 3. La partie incandescente de la flamme était composée d'un courant perturbé d'environ 3,5 cm de longueur et la flamme à jet de plasma était dirigée en ligne droite.
La déviation et la longueur de la flamme à jet de plasma constituent une mesure directe du rendement du gaz de chauffage pour une condition déterminée. Compte tenu de ce fait, il apparaît que l'effet de la construction spéciale de la pièce de fixation et de guidage représentée aux fig. 4 et 5 est remarquable pour améliorer le rendement du gaz de chauffage. En outre, la possibilité de faire varier le débit du courant gazeux 20 dans une large mesure facilite le fonctionnement de l'appareil.
Comme on le voit d'après ce qui précède, le générateur décrit présente un seul orifice d'étranglement et au moins une électrode anode et diffère essentiellement d'un générateur classique utilisant la paroi intérieure de l'orifice d'étranglement comme électrode anode.
Les avantages résultant de l'utilisation de plusieurs torches positives à jet de plasma sont les suivants:
En premier lieu, comme il va de soi, I'énergie absorbée par l'anode peut être également répartie en autant de parties que de torches positives à jet de plasma, ce qui permet d'éviter les détériorations de l'orifice d'étranglement dues à la concentration locale de la chaleur. En second lieu, I'effet nuisible exercé par l'injection du gaz provenant de l'admission 15 sur la colonne principale de l'arc peut être sensiblement réduit.
La fig. 10 représente une quatrieme forme d'execution comprenant une torche à jet de plasma négative et deux torches à jet de plasma positives disposées symétriquement par rapport à la torche négative. Cet appareil est identique à l'appareil de la fig. 1, excepté en ce qui concerne la pièce de fixation et de guidage. Un seul interrupteur 24 est prévu pour faire jaillir une flamme à jet de plasma dans chacune des torches négatives. Bien que deux sources auxiliaires 21 soient représentées au dessin, une seule source à la place de ces dispositifs peut être utilisée en modifiant la connexion électrique correspondante, du fait que le dispositif n'est pas utilisé en même temps pour les torches positives à jet de plasma.
Durant le fonctionnement, un arc principal est établi par la torche positive à laquelle l'interrupteur 24 est connecté (torche à droite sur le dessin), de la même manière que pour l'appareil de la fig. 1. L'arc principal étant ainsi établi, un arc auxiliaire est établi par l'autre torche positive à jet de plasma (torche à gauche sur le dessin), puis un arc principal s'établit à l'intérieur de celle-ci. Après établissement de l'arc principal sur la partie gauche, I'interrupteur 22 est ouvert, puis l'alimentation en courant gazeux 7 est interrompu. Le débit du gaz 7 et 8, tel que l'argon, est réglé à une valeur convenable, par exemple 0,2 I/min. Ainsi, I'arc principal 27 se 'trouve finalement établi.
Dans un exemple particulier de l'appareil, I'intensité totale de courant était de 40 A et la tension de l'arc de 73 V.
On a représenté en coupe à la fig. 11, les différentes formes prises par les parties centrales ou âmes incandescentes des flammes de jet de plasma qui sont émises par le conduit principal 30 lorsque le gaz est envoyé par chacune des torches positives à jet de plasma de droite et de gauche, à une pression égale s'équilibrant au centre dudit conduit principal. Sur cette figure, le cercle extérieur 39 représente la paroi du conduit principal de la pièce de fixation et de guidage, cependant que la direction du gaz envoyé par la torche positive à jet de plasma est indiquée par la flèche. La zone hachurée 40 correspond à la coupe de la partie centrale ou âme incandescente de la flamme à jet de plasma dans l'orifice d'emission 17.
La fig. 11-I concerne l'utilisation d'une seule torche positive à jet de plasma et montre la position désaxée de l'âme incandescente dont la section est une ellipse. Ce phénomène a été observé dans la flamme à jet de plasma émise par une torche classique
La fig. 11-II est-relative à l'utilisation de deux torches positives et montre la position centrée de l'âme incandescente 40 dont la section est une ellipse.
La fig. 11-III concerne un appareil avec trois torches positives à jet de plasma disposées à 120 degrés les unes par rapport aux autres et montre la position centrée de l'âme incandescente 40 dont la section est presque circulaire.
La fig. 11-IV est relative à une disposition à 90 degrés de quatre torches positives et montre la position centrée de l'âme incandescente dont la section est voisine d'un cercle.
La position de l'âme incandescente sur le centre exact de l'orifice d'étranglement comme indiqué aux fig. 11-II, III et
IV signifie que la flamme à jet de plasma est alignée dans l'axe du conduit principal, ce qui entraîne une diminution des pertes thermiques qui se produiraient si la flamme à jet de plasma se rapprochait de la paroi du conduit en s'écartant du centre. Le centrage de la flamme à jet de plasma au moyen de plusieurs torches positives est utile pour améliorer le rendement de l'appareil.
Pour des raisons de simplicité, le générateur décrit est à polarité directe du type à arc transféré, mais il y a lieu de noter qu'un générateur à polarité inverse est également avantageux.
On admet généralement que l'utilisation d'oxygène ou d'air accroît la vitesse de coupage pour les tôles d'acier ou d'aluminium. Toutefois, afin d'éviter les endommagements de l'éléc- trode d'un gnérateur classique (plus particulièrement, afin d'assurer une durée de service de l'appareil aussi longue que l'appareil utilisant l'argon), il est nécessaire d'utiliser un gaz inerte dans le mode de fonctionnement en arc non transféré, puis d'introduire l'oxygène ou l'air en remplacement du gaz inerte après le transfert de l'arc sur la pièce à travailler. Cette façon d'opérer est par trop incommode et rend l'appareil pratiquement inutile.
Cet inconvénient est surmonté avec la présent générateur, en formant en premier lieu un jet de plasma non transféré à l'aide d'une source auxiliaire et en second lieu un jet de plasma transféré entre la tige cathodique et la pièce à l'aide de la source principale.
Dans les formes d'exécution décrites, les axes de la torche positive et de la torche négative à jet de plasma sont disposés transversalement. Toutefois, lors du coupage d'une pièce en une matière diélectrique telle que le béton en opérant en arc non transféré ou lors du coupage d'une pièce en une matière conductrice telle que l'aluminium, le fer ou autre métal en opérant en arc transféré, deux torches à jet de plasma furent disposées à 60 degrés l'une par rapport à l'autre, ce qui en premier lieu permet que l' épingle à cheveux de l'arc se rapproche de l'émission avec comme conséquence un accroissement de l'énergie thermique vers la pièce à travailler et, en second lieu, rend l'orifice d'émission accesssible à la pièce du fait que les unités de jet de plasma ne causent pratiquement aucun obstacle vis-à-vis de la pièce.
Il est évident que l'angle formé par les deux unités de jet de plasma peut être arbitrairement choisi de manière à satisfaire les exigences requises.