HU226678B1 - Method for treatment of solidifying liquid metal, plasma generator, electrode for plasma generator - Google Patents

Description

A találmány alkalmazási területe

A találmány tárgya eljárás szilárduló olvadt fém hőkezelésére, plazmagenerátor az eljárás megvalósításához, valamint elektród ilyen plazmagenerátorhoz.

Plazmagenerátorokat alkalmaznak számos technológiai folyamat során különböző tárgyak hőkezelésére, például a kohászatban az úgynevezett plazmaíves újraömlesztéshez, plazmás öntéshez, plazmás tisztításhoz stb. Az egyik szempontból tekintve a találmány eljárás öntőformában levő ülésben levő és kristályosodó folyékony fém keringő plazmaívvel történő hevítése, amelynek célja tipikus öntési hibák, például üregek, pórusok, feldúsulás, beszívódási üregek, a vegyi összetételben és kristályszerkezetben jelentkező öntvényen belüli inhomogenitás stb. elkerülése.

A találmány műszaki háttere

Plazmaégőket tartalmazó plazmagenerátorok régóta ismeretesek, kialakításuk és különböző metallurgiai alkalmazásaik általános leírása számos műszaki monográfiában vagy kézikönyvben megtalálható, amilyen például a Metals Handbook (9. kiadás, 15. kötet, Metals Park, Ohio, US): Plasma Melting and Casting (Plazmás olvasztás és öntés) fejezete, valamint Dembovsky, Elsevier: Plasma Metallurgy, The Principles (Plazmakohászat elvi alapjai) című, 1985-ben megjelent monográfiájának 314-315. oldalai.

A plazmagenerátorokat két alapvető csoportra osztják, nevezetesen azokra, ahol mind a plazmagenerátor katódja és anódja a berendezés részét képezi, és amelyeket másképpen belső íves vagy belső plazmaíves (non-transferable arc, non-transferable plasma arc) plazmagenerátoroknak neveznek, továbbá azokra, amelyek csupán az egyik elektródot tartalmazzák, és a másik elektródot egy elektromosan vezető test képezi, és amelyeket másképpen átvitt íves plazmagenerátoroknak vagy átvitt íves plazmagenerátoroknak (angolul: transferable arc vagy transferable plasma arc generátora) neveznek.

A GB 1268843 jelű irat olyan belső íves plazmagenerátort ismertet, amelynek vízzel hűtött katódja és két gyűrű alakú anódja van - egyik a begyújtáshoz, a másik a rendes üzemeléshez -, amelyek tápegységre kapcsolódnak. A katód csúcsát inért gáz, például argon, hélium vagy nitrogén injektálásával védik.

Az US 5958057 jelű irat tipikus átvitt íves plazmagenerátort ismertet, amelyet folyamatos öntési művelet során fém hevítésére használnak. Ez az átvitt íves plazmagenerátor hengeres katódtartó elemet és hozzá társított hűtőelrendezést, gyújtóanódot és inért védőgáz bevezetésére szolgáló belső csatornával kialakított gyűrű alakú katódot tartalmaz. A kátédként kapcsolt kezelendő tárgy és a katód között hozzák létre az elektromos kisülést.

A hagyományos plazmagenerátorok alapvető hiányosságát képezi mind a belső íves, mind az átvitt íves típusok esetében, hogy megfelelő működésükhöz vagy védőgáz injektálására, vagy vízhűtésre van szükség. Amikor gázhűtést alkalmaznak, akkor úgynevezett plazmafáklyákat használnak, amelyek plazmát kibocsátó fúvókákat tartalmaznak. A nyomás alatt álló gáznak a plazmafáklyába történő beinjektálása azzal jár, hogy megnyúlt plazmasugár alakul ki, amely nagy sebességgel lép ki a plazmát kibocsátó fúvókából, márpedig ez a nagy sebességű plazmasugár szilárduló öntött fém kezelése esetében helyileg nyomást fejt ki a még mindig szilárduló anyag felületére, ez pedig ahhoz vezet, hogy hűtés közben nagyméretű üregek képződnek a felületben.

A hűtővíz jelenléte veszélyt okoz amiatt, hogy a legkisebb mértékű szivárgás esetén a folyékony fémmel érintkezésbe kerülő víz robbanást okozhat.

Ismertek továbbá olyan plazmagenerátorok, amelyekben a plazmaívet a kezelt tárgyhoz képest nyitott, például egyenes vonal, vagy zárt, például körvonal mentén szabályozottan elmozdítják egy ennek megfelelően kialakított elektród mentén. Ez az elmozdítás elkerülhetővé teszi a túlmelegítést, elősegíti a tárgy egyenletesebb kezelését, csökkenti az elektródok erózióját, és ezáltal meghosszabbítja a berendezés élettartamát. Ennek megfelelően az US 5132511 jelű irat belső íves plazmafáklyát ismertet, amely két, egytengelyűén elrendezett csöves elektródot tartalmaz, amelyek egymáshoz képest tengelyirányban távköznyire helyezkednek el, és hozzájuk az ív elforgatása céljából elektromágneses tekercs van társítva. A tekercs zárt hengeres kamrába van szerelve, amely a két elektród között helyezkedik el.

Az US 5393954 jelű irat olyan belső íves plazmafáklyát ismertet, amely két egytengelyűén elrendezett csöves elektródot tartalmaz, amelyek közül legalább az egyiket elektronikus vezérlőszerkezettel társított mágneses mező vesz körül, és ennek segítségével az ív talppontját vezérelt módon elfordítják. Amikor a plazmát előállító gázt az elektródokat elválasztó kamrába injektálják, akkor gyújtják be az ívet.

Ismert dolog, hogy a plazmagenerátorban kialakuló ív ponderomotoros vagy másképpen Lorentz-féle erő kifejtésével elmozdítható. Lorentz-féle erő akkor alakul ki, amikor elektromos töltés mozog mágneses mezőben, és az erő nagysága arányos a mágneses mező mágneses indukciójával, az elektromos töltéssel, a töltés mozgási sebességével, továbbá függ azon szögtől, amelyet a mágneses indukció vektora és a mozgó töltés sebességvektora zár be egymással. Ismert körülmény, hogy a plazmagenerátorban létrehozott Lorentzféle erő azon kölcsönhatás eredménye, amely az ív (amely egy erős elektromos kisülés), annak mágneses mezeje és az elektródokon átfolyó elektromos áram által a generátorban létrehozott mágneses mező között alakul ki. Amikor az elektródok egy úgynevezett kétsínes szerkezetet alkotnak, akkor a Lorentz-féle erő az elektromos ívet gyorsítja és elmozdítja.

A „kétsínes szerkezet meghatározást jelen leírásban olyan elektródokra vonatkoztatjuk, amelyek esetében a plazmagenerátor elektródjait két egymással párhuzamos áramot vezető tárgy (úgynevezett sínek) képezi, amelyek egymástól távköznyire helyezkednek el, és mindegyikük elektromos tápegység valamelyik kapcsához csatlakozik. Amikor a két elektród között elekt2

HU 226 678 Β1 romos ívet hozunk létre, akkor ez az ív a sínek mentén azon helytől távolodva mozog, ahol a sín elektromosan a tápegységhez csatlakozik.

A műszaki gyakorlatban szokásos elnevezésekkel összhangban az olyan plazmagenerátorok esetében, ahol az ívkisülést a párhuzamos elektródok közötti térközben ponderomotoros erő gyorsítja, időnként elektromágneses sínes gyorsítóknak vagy sínes elrendezésű plazmagyorsítóknak nevezik. Az a jelenség, amely szerint a Lorentz-féle erő gyorsítja és elmozdítja a kétsínes szerkezetű plazmagenerátorban a plazmaívet, elektromágneses gyorsítási elvként is ismerik. A szakmai irodalom ezeket időnként plazmagyorsítóknak vagy mágneses hidrodinamikus generátoroknak is nevezi, például Alekszandrov és társa Impulzus plazma gyorsítók (Harkov 1983, 192-194. o.) című írása és J. Kompan és E. Seribinyin Villamos salakhegesztés és elektrosalakos olvasztás című cikke (Masinosztrojenyije 1989,191-192. o.). A Lorentz-féle erő jellegzetes alkalmazását ismertetik Lindsay D. Tomhill és mások Plazmaarmatúrák és sínes ágyúk méretezési összefüggései című írása (Transactions of Plasma Science 21. kötet, 3. szám, 1993. június, 289-290. o.).

Belső íves plazmagenerátort ismertet mágneses sínes gyorsítással például az SU 890567 jelű irat. Ebben a generátorban az elektródok két egytengelyű elliptikus cső alakjában vannak kiképezve, és az elektródok közötti térközben szigetelőanyag van. Mindegyik cső egyik fala tengelyirányban fel van hasítva oly módon, hogy az egyik csőben kialakított hasítékkal szemben a másik cső falának azon része helyezkedik el, amelyen nincs hasíték. Mindegyik hasíték mellett elektromos csatlakozás van kialakítva, és ily módon kétsínes szerkezet érhető el. A plazmaíves megszakítás nélküli keringetéséhez az ívnek képesnek kell lennie a hasítékokon való áthaladásra, és ennek érdekében minden egyes hasíték szélességének kisebbnek kell lennie, mint az ív vastagsága. A réseken való áthaladáskor azonban, amikor az ív eléri pontosan azt a helyet, amely a szomszédos elektromos csatlakozás tartományában van, vagyis azt a helyet, ahol a további mozgás határozatlan, aminek következtében az ív mozgásának sebessége a rések közelében lecsökken, és a kisülés esetenként akár meg is szakad, ez pedig nyilvánvaló hátrányt jelent.

Az SU 847533 jelű irat átvitt íves plazmagenerátort ismertet, amely elektromosan vezető tárgy kezelésére szolgál. Ez a plazmagenerátor annak részét képező főelektródot tartalmaz, és az elektromosan vezető tárgy van a másik elektródként bekapcsolva. A főelektróda alakja spirálvonalban tekercselt üreges hosszúkás test, amelynek van egy olyan tekercse, amelynek részben átlapoló végei egymáshoz képest szögtávolságnyira helyezkednek el, és közöttük légrés van. A spirális test egyik végének pereme a kezelendő test közelébe van helyezve (proximális perem), és az elektromos tápegység egyik pólusához olyan csatlakozókkal kapcsolódnak, amelyek ezen légrés közelében helyezkednek el. Az elektród spirális alakja a következő összefüggéssel jellemezhető:

Y=K(X)^3/2 amely összefüggésben

Y a spirál emelkedése

K arányossági tényező és

X az elektromos csatlakozó és a spirál vége közötti vonal menti távolság a spirál palástja mentén mérve. Ezen összefüggéssel összhangban állítólag elérhető az ívnek a spirális elektród mentén való gyorsítása.

Egy ilyen kialakítású és a fenti összefüggés által támasztott feltételeket kielégítő elektród alkalmazásával azonban számos hiányosság jár együtt:

(a) a spirális alakú elektródnak grafitból, volfrámból vagy a plazmagenerátorok elektródjainak gyártásához szokásosan alkalmazott más anyagból történő gyártása bonyolult és költséges;

(b) a fenti összefüggés szerinti és Y értékének X értékétől való exponenciálisan növekvő függése miatt a plazma árama fluktuál, aminek következtében az SU 847533 irat szerint kialakított plazmagenerátor a gyakorlatban megbízhatóan csak 6 cm átmérőig terjedő spirálátmérőig működik kiegészítő eszközök alkalmazása nélkül, de nagyobb átmérők esetében a plazmaív megszakadhat. Az ilyen megszakadások megelőzése érdekében a plazmaív kisülését nagyfeszültségű oszcillátor segítségével minden egyes ciklusnál újra kell gyújtani;

(c) mivel a plazma gyorsulása a spirális alakú proximális elektród pereme mentén nem egyenletes, ezért az elektród egyenetlenül melegszik, és ez pedig hatékony és megbízható vizes hűtőrendszert követel meg, amihez a víz hőmérsékletének és nyomásának szabályozására szolgáló megfelelő készülékeket is alkalmazni kell. Mindezen körülmények a plazmagenerátort megdrágítják, és lehetetlenné teszik olyan célokra történő felhasználását, amikor a hűtővíz használata a szivárgásból fakadó következmények veszélyes volta miatt nem kívánatos vagy elkerülendő.

A találmánnyal elérendő cél

A találmány révén elérendő egyik cél olyan eljárás kidolgozása, amely öntőformákban levő szilárduló folyékony fém keringő plazmaívvel hőkezelhető.

A találmánnyal további célunk olyan átvitt íves plazmagenerátor létrehozása, amellyel az eljárás megvalósítható, és új fajtájú elektródot tartalmaz. A plazmagenerátor arra alkalmas módon van kialakítva, hogy öntőformákban levő szilárduló olvadt fémet lehessen vele hőkezelni.

A találmánnyal további célunk plazmagenerátorhoz egyszerű és olcsó elektróda létrehozása, amely alkalmas folyamatosan keringő önmagát stabilizáló plazmaív generálására, anélkül hogy ehhez bármiféle vizes hűtésre vagy védőgáz injektálására lenne szükség, és amely kb. 50 kW kimenő teljesítményig számottevő élettartamon belül működőképes.

A találmány feltárása

A jelen leírásban és az igénypontokban a „hosszirányú” és „hosszirányban” megjelöléseket a plazmaívet előállító, csöves testet tartalmazó két záróperemmel el3

HU 226 678 Β1 látott elektróddal kapcsolatban olyan összefüggésben használjuk, amely bármilyen olyan útvonalat vagy irányt jelöl a csöves test fala mentén, amely az egyik peremtől a másikhoz vezet; továbbá az „oldalsó” és „oldalirányú elnevezés olyan irányt jelent, amely valamely hosszirányú vonalat metsz.

Az egyik szempontból tekintve a találmány olvadt fém hőkezelésére létrehozott eljárás, amelynek során plazmagenerátor elektródjának alsó pereme és ellenelektródját képező olvadt fém között plazmaívet generálunk, és az olvadt fémet ezzel a plazmaívvel hevítjük. Az eljárásra jellemző, hogy

a) az elektród alsó peremének az ellenelektródot képező olvadt fém felületéhez képesti távközét beállítjuk,

b) az elektródot elektromos tápegység egyik sarkához kapcsoljuk, és

c) az ellenelektródnak az elektromos tápegység másik sarkához kapcsolásával a plazmaívet begyújtva azt az olvadt fém megszilárdulása közben az elektród alsó pereme menti zárt pályán első irányban mozgatjuk.

Egy másik szempontból tekintve a találmány olvadt fém hőkezelésére létrehozott plazmagenerátor, amely elektródot és ellenelektródot tartalmaz, amelyek plazmaív létrehozására kiképzett kétsínes szerkezetet alkotnak, és a plazmaívet zárt pályán első irányban megszakítás nélkül mozgatja az ellenelektródot képező olvadt fém megszilárdulása közben az elektród működő pereme mentén, amely elektródnak felső peremmel és működő alsó peremmel kiképzett teste van, és elektromos tápegységre kapcsolódó csatlakozókészlettel van ellátva. A csatlakozókészlet legalább egy csatlakozási helyet tartalmaz, amely a kétsínes szerkezet elektródján helyezkedik el, és az elektród az elektromos tápegység egyik kapcsához a csatlakozási helynél kapcsolódik, továbbá az elektród testén legalább egy hosszirányban álló légrés van, és a légrésnek az elektród testének felső pereménél felső légrésszakasza, a test alsó pereménél alsó légrésszakasza van, és ezek között főlégrésszakasz helyezkedik el, és mindegyik légrés az elektród testének falát két szektorra osztja, és mindegyik szektornak alsó pereme és felső pereme van, valamint az egyik szektor légrésénél helyezkedik el a csatlakozókészlet csatlakozási helye, és alsó peremén helyezkedik el a plazmaívet fogadó zóna, továbbá egy másik szektor alsó peremén plazma ívet átadó zóna helyezkedik el, ahol is a plazmaívet átadó zónát és fogadó zónát egy légrés alsó légrésszakasza választja el egymástól, és annak két oldalán helyezkednek el, továbbá az elektród testének alsó peremén levő csatlakozókészlet csatlakozási helyének vetülete az első iránnyal ellentétes második irányban távköznyire helyezkedik el a plazmaívet fogadó zónától.

Egy további szempontból tekintve a találmány olvadt fém hőkezelésére létrehozott elektród ilyen plazmagenerátorhoz, plazmaív benyújtásához és a plazmaívnek zárt pályán, első irányban az elektród működő pereme mentén az olvadt fém megszilárdítása közben megszakítás nélkül történő mozgatásához, amely elektródnak felső peremmel és alsó peremmel kiképzett teste van, és elektromos tápegységhez történő kapcsoláshoz kiképzett teste van, és elektromos tápegységhez történő kapcsoláshoz kiképzett csatlakozókészlettel van ellátva. A plazmagenerátor-elektród csatlakozókészlete legalább egy csatlakozási helyet tartalmaz, amely az elektród testén helyezkedik el, továbbá az elektród testén legalább egy hosszirányban álló légrés van, és a légrésnek az elektród testének felső pereménél felső légrésszakasza, a test alsó pereménél alsó légrésszakasza van, és ezek között főlégrésszakasz helyezkedik el, és mindegyik légrés az elektród testének falát két szektorra osztja, és mindegyik szektornak alsó pereme és felső pereme van, valamint az egyik szektor légrésénél helyezkedik el a csatlakozókészlet csatlakozási helye, és alsó peremén helyezkedik el a plazmaívet fogadó zóna, továbbá egy másik szektor alsó peremén plazmaívet átadó zóna helyezkedik el, ahol is a plazma ívet átadó zónát és fogadó zónát egy légrés alsó légrésszakasza választja el egymástól, és annak két oldalán helyezkednek el, továbbá az elektród testének alsó peremén levő csatlakozókészlet csatlakozási helyének vetülete a plazmaívet fogadó zónától az első iránnyal ellentétes második irányban távköznyire helyezkedik el, ami által működés közben Lorentz-féle erő keletkezik a kétsínes szerkezetben, ami a plazmaívet generáló elektród és az ellenelektród között képzett plazmaívet a második peremtartomány mentén az első irányban zárt pálya mentén megszakítás nélkül elmozgatja, és átmozgatja a mindegyik második peremtartományban levő légrésszakaszon.

A találmány szerinti megoldás egy olyan plazmaívet előállító elektród, amely egy ellenelektróddal együttesen kétsínes szerkezetet képez, amely alkalmas egy olyan plazmaíves kisülés létrehozására, amely zárt pálya mentén első irányban elmozdítható, és amely elektród elektromos csatlakozószerkezettel van ellátva egyenáramú áramforráshoz történő csatlakoztatáshoz, és lényegében egy csöves test alkotja, amelynek első peremtartomány részét képező első pereme, továbbá második peremtartomány részét képező második működő pereme van, amely elektromos ívkisülésre szolgái.

A találmány szerinti plazmagenerátor-elektród lényegében véve csöves teste lehet hengeres, hasáb alakú, csillag alakú profillal kiképzett hasáb vagy hasonló.

A találmány egyik lehetséges kiviteli alakjának esetében a csöves testen egyetlen légrés van, és a két szektor egyetlen testté egyesül, amely a légrés egyik oldalától a másik oldaláig tart. Ezáltal az elektród ezen kiviteli alakja esetében a csöves test egyetlen hasítékkal van kialakítva.

A találmány egy másik lehetséges kiviteli alakjának esetében a csöves testen több lég rés és több szektor van, és minden egyes szektor két légrés között helyezkedik el.

A plazmaívnek az a része, amely a plazmagenerátor-elektród második peremrészével érintkezik, a szak4

HU 226 678 Β1 irodalomban az ív „talppontjaként” ismeretes. Működés közben a plazmaívet előállító találmány szerinti elektród esetében az ív talppontja zárt pályán a második peremtartományban mozog.

A találmány szerinti plazmaívet előállító elektród egyik előnyös kiviteli alakja esetében minden egyes második peremtartományban levő légrésszakasz úgy van méretezve, hogy lényegében véve ne legyen szélesebb, mint a plazmaív oszlopának legkisebb tényleges átmérője: és a légréshez társított második peremrészen levő érintkezési hely kivetítése, valamint az elektromos ívet fogadó zóna közötti távolság lényegében véve nem kisebb, mint a plazmaív oszlopának talprészére jellemző legnagyobb tényleges átmérő.

Meg kívánjuk jegyezni, hogy a plazmaív oszlopának átmérője és az ív talppontjának átmérője megtekintés útján meghatározható értékek, és ezek kísérteti úton mérhetők meg. A plazmaív oszlopának átmérőjét jellemző legkisebb és legnagyobb értékek azonban számíthatók a plazmaáram legnagyobb és legkisebb értékéből, és az ehhez szükséges összefüggések a szakember számára ismeretesek. Igy például légköri nyomáson gáznemű közegben 300 A értékű íváram esetében szilárd elektródon az oszlop átmérője kb. 5 cm értéket ér el, és a talppont átmérője szokásosan 3 és 5 mm közötti tartományban van.

A fent megadott feltételeknek az a jelentősége, hogy a szerkezetben előállított legkeskenyebb ívoszlop is képes legyen áthaladni egy légrésen, ugyanakkor az ív legnagyobb méretű talppontja se fedje át a csatlakozási hely alatt fekvő zónát, miközben áthalad a második peremtartományban levő légrésszakaszon, hanem inkább haladjon át az elektromos ívet fogadó zónán, amely a csatlakozási helyhez képest a megadott módon oldalirányban el van távolítva, ami által elérhető az elektromos ív megszakítás nélküli mozgása.

A csatlakozási helyek előnyösen az első peremtartomány közelében helyezkednek el.

Kívánt esetben az elektród második peremtartománya lesarkítható, ami által az elektromos kisülés számára a felület megnövekszik és eltér a csöves test tengelyére merőleges iránytól, és ezáltal lehetővé teszi az ív irányának beállítását.

A találmány szerinti plazmagenerátor-elektród esetében legalább egy hosszirányban álló légrés főlégrésszakasza úgy van kialakítva, hogy a légréshez társított és a második peremrészre vetített csatlakozási hely abban a szektorban helyezkedik el, amely az elektromos ívet kibocsátó zónát tartalmazza.

A találmány egyik kiviteli alakja esetében a csöves test szektorai úgy vannak kialakítva, hogy a második peremrészre vetített minden egyes légréshez társított csatlakozási hely a zárt pályán kívül helyezkedik el, mégpedig ezen zárt pálya kerületén belül vagy kívül.

Kívánt esetben a találmány szerinti plazmagenerátor elektródszektorai úgy vannak kialakítva, hogy minden egyes légrésnek a második peremtartományba eső légrésszakaszát az egymással szomszédos és a plazmaívet kibocsátó és fogadó zónákat tartalmazó szektorrészek közötti átlapolás alkotja. Ilyen kialakítás esetében az elektród keresztmetszetének területe nagyobb, mint azé a hengeres csöves testé, amelynek kerületét az első perem csatlakozási helyei határozzák meg. Az elektród csöves testének az alakja lehet például csillaghoz hasonló sokszög alak, és több moduláris testszegmensből állítható össze, amelyek széleik mentén részlegesen átlapolják egymást.

Táplálás esetén a találmány szerinti plazmagenerátor-elektród - amely például grafitból vagy hőálló fémből van kialakítva - alkalmas plazmaívkisülés létrehozására egészen 50 kW teljesítményig anélkül, hogy ehhez vízhűtésre lenne szükség. Ha azonban a találmány szerinti elektródok keresztmetszeti mérete nem haladja meg a 7 cm nagyságot, akkor az üzemeltetést esetlegesen szakaszosan kell végrehajtani.

Egy második szempontból tekintve a találmány szerinti megoldás egy plazmagenerátor, amely a megadott típusú elektródot tartalmazza. A plazmagenerátor-berendezés lehet akár belső íves, akár átvitt íves típusú. A találmány szerinti belső íves plazmagenerátorberendezés felhasználható nem vezetőképes tárgyak plazmával történő kezeléséhez, például építőipari nyersanyagok, hulladékok vagy bármilyen más elektromos szigetelőanyag kezelésére.

Az egyik kiviteli alak esetében a találmány szerinti átvitt íves plazmagenerátor egy elektromosan vezetőképes és elektródként működő tárggyal együttműködve plazmaívet előállító elektródot tartalmaz, amely plazmagenerátor-elektród és az ellenelektród együttesen kétsínes szerkezetet képeznek, amely alkalmas olyan plazmaíves kisülés létrehozására, amely zárt pálya mentén első irányban elmozgatható, és amely plazmagenerátor-elektród egyenáramú áramforráshoz csatlakoztatandó elektromos csatlakozószerkezettel van ellátva, és lényegében véve csöves testként van kialakítva, amelynek első peremtartományt képező első pereme, valamint az elektromos ívkisülés számára szolgáló második peremtartomány részét képező második működő pereme van, amely elektródban:

(i) az elektród csatlakozószerkezete az elektródon levő legalább egy csatlakozási helyet tartalmaz;

(ii) csöves testen legalább egy hosszirányban álló légrés van, amely első peremtartománybeli légrésszakaszt, főlégrésszakaszt és második peremtartománybeli légrésszakaszt tartalmaz, amely légrések mindegyike oldalirányban két szektort oszt fel, és mindegyiknek első és második peremrésze van, és a szektorok egyike a légréshez társított csatlakozási helyet hordoz;

(iii) a szektorok egyikének második peremrészének plazmaívet adó zónája van, és a másik, a csatlakozási helyet hordozó falrész második peremrészének plazmaívet fogadó zónája van, ahol is a plazmaívet adó és fogadó zónákat a hosszirányú légrés második peremtartománybeli légrésszakasza választja el egymástól és határolja, és ezáltal a légrésszakasz két oldalát alkotja;

(iv) és amely légréshez társított csatlakozási hely úgy helyezkedik el, hogy a második peremrészre kivetítve oldalirányban az első iránnyal ellentétes má5

HU 226 678 Β1 sodik irányba el van mozdítva a plazmaívet fogadó zónától, ami által működés közben Lorentz-féle erő keletkezik a kétsínes szerkezetben, ami a plazmaívet generáló elektród és az ellenelektród között képzett plazmaívet a második peremtartomány mentén az első irányban zárt pálya mentén megszakítás nélkül elmozgatja, és átmozgatja a mindegyik második peremtartományban levő légrésszakaszon.

A leírás további részében a találmány szerinti plazmagenerátor-elektródot - amely plazmagenerátor részét képezi - a továbbiakban esetenként „főelektród” elnevezéssel jelöljük.

Egy lehetséges kiviteli alak esetében a találmány szerinti plazmagenerátor a főelektródot körülvevő és ahhoz képest távköznyire elhelyezett és azzal együtt gyűrű alakú kamrát képező hengeres házat tartalmaz. Kívánt esetben fedél alakítható ki, amely a házat elválasztja az elektród belső peremétől távolabb eső végétől. Ha kívánatos, akkor továbbá gyújtószerkezet alakítható ki a plazmaívkisülés begyújtására, amely a ház és a főelektród közötti gyűrűs térbe szerelhető az első perem közelében, ami által gyújtás után kiegészítő ív keletkezik, amely beindítja a főívet.

Tipikusan az indítószerkezet első szálhoz hasonló elektródot tartalmazhat, amely egy második egytengelyűén elrendezett csöves elektród belsejében távköznyire helyezkedik el, és az első és második elektródok hozzákapcsolhatók az egyenáramú elektromos tápegység két pólusához, és egy harmadik rúd alakú elektród van beszerelve lényegében merőleges helyzetben a második csöves elektródhoz képest, és annak vége felé eső részén, és amely harmadik elektród elektromosan nagyfeszültségű oszcillátorra kapcsolható. Előnyösen a cső végső része egy belső peremmel van kialakítva, amely egy elkeskenyedő légrést határol a szál alakú és a cső alakú elektródok között azon tartományban, ahol a nagyfeszültségű oszcillátor feszültségét juttatjuk be a harmadik rúd alakú elektródon át.

Egy jellegzetes kialakítás esetében a gyújtószerkezet a ház fedeléhez van hozzáerősítve, és tengelyirányban a főelektród második peremének tartományáig nyúlik be.

A találmány szerinti átvitt plazmagenerátor előnyös kiviteli alakja esetében a főelektródhoz azt tengelyirányban elmozdító szerkezet van társítva, amelynek segítségével a második perem és a tárgy közötti távolság működés közben szabályozható és optimalizálható.

A találmány szerinti átvitt plazmagenerátor tipikus alkalmazási területét jelenti olvadt fémek megszilárdulás közbeni hőkezelése, amely olvadt fém erre alkalmas öntőformában, például kokillában helyezkedik el.

Ennek megfelelően a találmány szerinti megoldás az első szempontból vizsgálva olyan eljárást képez öntőformában levő megszilárduló folyékony fém hőkezelésére irányuló eljárás, amelynek során főelektródot tartalmazó átvitt íves plazmagenerátor-berendezést hozunk együttműködésbe elektromosan vezető és ellenelektródként szolgáló tárggyal, és amely eljárás során a főelektród az elektromosan vezető tárggyal együttműködve kétsínes szerkezetet képez, amely zárt pálya mentén első irányban elmozdítható plazmaívkisülést hoz létre, és amely főelektródnak egyenáramú elektromos áramforráshoz való csatlakoztatásra szolgáló elektromos csatlakozószerkezete van, továbbá lényegében csöves testet tartalmaz, amelynek első peremtartomány részét képező első pereme, továbbá második peremtartomány részét képező és elektromos ívkisülésre szolgáló második, működő pereme van, amely elektródnál:

i) az elektród csatlakozószerkezete az elektródon levő legalább egy csatlakozási helyet tartalmaz;

ii) csöves testen legalább egy hosszirányban álló légrés van, amely első peremtartománybeli légrésszakaszt, főlégrésszakaszt és második peremtartománybeli légrésszakaszt tartalmaz, amely légrések mindegyike oldalirányban két szektor között oszlik meg, és mindegyiknek első és második peremrésze van, és a szektorok egyike a légréshez társított csatlakozási helyet hordoz;

iii) a szektorok egyikének második peremrészének plazmaívet adó zónája van, és a másik, a csatlakozási helyet hordozó falrész második peremrészének plazma ívet fogadó zónája van, ahol is a plazmaívet adó és fogadó zónákat a hosszirányú légrés második peremtartománybeli légrésszakasza választja el egymástól és határolja, és ezáltal a légrésszakasz két oldalát alkotja;

iv) a légréshez társított csatlakozási hely úgy helyezkedik el, hogy a második peremrészre kivetítve oldalirányban az első iránnyal ellentétes második irányba el van mozdítva a plazmaívet fogadó zónától, továbbá a plazmagenerátort úgy helyezzük el, hogy a második perem közelebb helyezkedjen el az ellenelektródot képező folyékony fém felületéhez képest, és attól megfelelően kiválasztott távolságnyira legyen, majd a főelektródot elektromos tápegység egyik sarkához és az ellenelektródot képező folyékony fémet a másik sarkához kapcsoljuk, majd elektromos ívet gyújtunk be, ami által működés közben a kétsínes szerkezetben Lorentz-féle erő keletkezik, ami a plazma ívet generáló elektród és az ellenelektród között képzett plazmaívet a második peremtartományban levő zárt pálya mentén és mindegyik második peremtartományban levő légrésszakaszt keresztezve az első irányban megszakítás nélkül elmozgatja;

a kezelést mindaddig folytatjuk, amíg a folyékony fém el nem éri szilárd halmazállapotát.

A folyékony fém hűlésének és megszilárdulási folyamatának a találmány szerinti plazmaívvel történő szabályozása javítja a megszilárdult fém minőségét. A találmány kidolgozása során úgy találtuk, hogy ez a javulás annak köszönhető, hogy a plazmaív a Lorentzféle és az újszerű plazmagenerátor belsejében előállított erő hatására végbemenő és zárt pályán történő elmozdulásának köszönhető. Úgy találtuk továbbá, hogy a találmány értelmében az ilyen kezelésnek köszönhetően a korábbi öntési hibák, például üregek és pórusok képződése, feldúsulás, beszívódási üregek képződése vagy a vegyi összetétel és a kristályszerkezet öntvé6

HU 226 678 Β1 nyen belüli inhomogenitása elkerülhető. Úgy találtuk továbbá, hogy a találmány alkalmazásának köszönhetően csökken a fémhulladék képződésének mennyisége. Úgy találtuk továbbá, hogy a találmány szerinti hőkezelés következtében a megszilárdult kristály szerkezete javul, esetlegesen azon elektromágneses mezők miatt, amelyek létrehozzák a Lorentz-féle erőt.

A rajzok rövid leírása

A jobb érthetőség érdekében a továbbiakban kizárólag a példa kedvéért a találmány néhány jellegzetes kiviteli alakját ismertetjük a mellékelt rajzra történő hivatkozással. A rajzon:

az 1. ábra a találmány szerinti plazmagenerátorelektród egyik kiviteli alakjának vázlatos látszati képe, a 2a. ábra a találmány szerinti elektród egy másik kiviteli alakjának oldalnézete vázlatosan feltüntetett ellenelektróddal, a 2b. ábra a 2a. ábra szerinti kiviteli alak felülnézete, a 3. ábra a találmány szerinti plazmagenerátorelektród egy további kiviteli alakjának vázlatos látszati képe ellenelektróddal együttesen, a 4. ábra a találmány szerinti plazmagenerátorelektród egy további kiviteli alakjának látszat! képe, az 5. ábra a találmány szerinti belső plazmagenerátor-berendezés egyik kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszeti képe, a 6. ábra a találmány szerinti átvitt plazmagenerátor egyik kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszeti képe, a 7a. ábra a találmány szerinti átvitt plazmagenerátor egy további kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszeti képe, a 7b. ábra a 7a. ábra szerinti kiviteli alak alulnézete, a 8. ábra a találmány szerinti plazmagenerátor gyújtószerkezetének kinagyított keresztmetszeti képe, a 9. ábra öntőformában levő folyékony fém hűtésének és szilárdulásának szabályozására szolgáló és plazmagenerátort tartalmazó elrendezés áttekintő képe, és a 10. ábra a találmány szerinti keringő plazmaívvel kezelt és kezeletlen bugák képei.

Az egyes kiviteli alakok részletes leírása

Az 1. ábra a találmány szerinti plazmagenerátor elektród látszat! képét mutatja. Amint az ábráról látható, a 2 elektródnak csöves hengeres teste van, amelyre hosszirányú középvonal jellemző, és első pereme elektromos ívkisüléshez szolgáló második működő 4 pereme van, és egy összetevőjét képezi egy kétsínes szerkezetnek, amely működés közben zárt pályát képez az eszközben előállított Lorentz-féle erő következtében mozgó elektromos ív számára. A hengeres 2 elektród testének oldalsó 5 fala egyetlen átmenő 6 légréssel fel van hasítva, amely lényegében tengelyirányban áll, és az első 3 perem tartományába eső légrésszakasza, fő- 8 légrésszakasza és a második perem tartományába eső 9 légrésszakasza van. Amint az ábra mutatja, a fő- 8 légrésszakasz két részből áll, amelyek között tompaszög van. A 6 légrés az falat két 10 szektorra és 11 szektorra osztja. A 2 elektródnak az első 3 peremén légréshez kapcsolódó 12 csatlakozási helye van, amely egyenáramú (nem ábrázolt) áramforrás egyik kapcsához való csatlakoztatásra szolgáló 13 csatlakozóval van ellátva. Megjegyezzük, hogy a 12 csatlakozási hely nem szükségszerűen az első 3 peremen van, hanem a csöves test bármelyik szintjén elhelyezhető, azonban előnyösen a működő 4 peremtől olyan ésszerű távolságnyira, hogy ne gyakoroljon rá hatást a plazmaív és a tárgyból felszabaduló füst. Az 1. ábrán szaggatott vonallal bejelölt nyíl jelzi az előállított elektromos ív működés közbeni mozgásának irányát, vagyis az úgynevezett első irányt, amit a Lorentz-féle erő hatására alakul ki. Amint korábban említettük, ezen mozgás érdekében a 2 elektród a második 4 peremmel együtt a megkövetelt kétsínes szerkezet egyik összetevőjét képezi, míg a másik összetevőt az ellenkező 15 elektród képezi. A második peremtartománybeli 9 légrésszakasz elektromos Ivet kibocsátó vagy adó 16 zónát és elektromos ívet fogadó 17 zónát választ szét egymástól.

Ezen kiviteli alak esetében belátható, hogy a 6 légrés úgy van kialakítva, hogy a 12 csatlakozási helynek a 2 elektród második 4 peremére vetített 19 vetülete az elektromos ívet kibocsátó 16 zóna közelében helyezkedik el, és L távközzel el van távolítva az ívet fogadó 17 zónától, mégpedig az első iránnyal ellentétes irányba (úgynevezett második irányba). Ez az L távköz lényegében véve nem kisebb, mint az előállított plazmaív oszlopának taippontjára jellemző legnagyobb átmérő.

Amikor a 2 elektród és az ellenkező 15 elektród között az ív kialakul, akkor ez egy áramot vezető plazmatestet képez, amelyik összeköti egymással a két, 2 elektródot és 15 elektródot. Mivel a két, 2 elektród és elektród együttesen kétsínes szerkezetet képez, ezért az átfolyó elektromos áram olyan mágneses mezőt hoz létre, amely kölcsönhatásba lép az ív áramával és annak mágneses mezejével, és ez a kölcsönhatás Lorentz-féle erőt hoz létre, amely az ív oszlopát végighajtja a második 4 perem mentén, mégpedig a 12 csatlakozási hely 19 vetületétől eltávolodó 14 irányban, amit szaggatott vonallal feltüntetett nyíl jelez.

A találmány szerinti megoldás értelmében a plazmaív megszakítás nélküli mozgása azáltal érhető el, hogy minden egyes alkalommal, amikor a plazmaív keresztezi a második 4 peremen levő 9 légrésszakaszt, akkor a plazmaív talppontja (az ív haladásának nyíllal jelzett 14 irányát tekintve) előbb helyezkedik el, mint a 12 csatlakozási hely által kifejtett elektromos hatás tartománya, vagyis előbb, mint a 19 vetület.

A 2a. és 2b. ábra a találmány szerinti elektród egy másik kiviteli alakját mutatja, amely téglalap alakú csöves testet tartalmaz, amely a 20 elektród 21 szektorait alkotó szegmensekből van összeállítva, és amelyeket

HU 226 678 Β1 egymástól ferdén kialakított 22 légrések választanak el. A 21 szektorait alkotó szegmensek felső szélei képezik a 20 elektród első 24 peremét, míg alsó szélei képezik a második 27 peremet, és ezáltal minden egyes 21 szektornak első és második peremrésze van. A 20 elektród minden egyes 21 szektora elektromos csatlakozási hellyel van kiképezve, amelyek oldalirányban kiálló 23 csatlakozókkal vannak ellátva, amelyek a 21 szektorok felső részén belül helyezkednek el az első 24 perem közelében. Minden egyes 23 csatlakozót közös áramot vezető 25 lap köt össze egymással, amely elektromosan áramot vezető 26 sín segítségével (nem ábrázolt) egyenáramú áramforráshoz csatlakoztatható. Lényegében véve az egyes légréshez társított 23 csatlakozóknak a vonatkozó 22 légréshez, valamint a második peremtartománybeli légrésszakasz két oldalán levő és az elektromos ívet kiadó és fogadó tartományokhoz képesti helyzete, valamint minden egyes csatlakozási helynek a második peremrészen elfoglalt helyzete hasonlít az 1. ábra szerinti elrendezéshez, habár a szektorok és a légrések alakja és száma attól eltér. Amint látható, minden egyes, a vonatkozó 22 légréshez társított 23 csatlakozónak a második 27 peremet tartó síkra vonatkoztatott vetülete a szomszédos elektródszegmensre esik, közel a plazmaívet átadó zónához. A 2a. és 2b. ábra 28 ellenelektródot mutat vázlatosan, amely a 20 elektród második 27 pereme alatt helyezkedik el. A 28 ellenelektród a (nem ábrázolt) egyenáramú áramforrás ellenkező kapcsára történő csatlakoztatáshoz 29 kapoccsal van kialakítva. Amikor a 20 elektród és a 28 ellenelektród között elektromos ívkisülés jön létre, akkor Lorentz-féle erő is keletkezik, amelynek hatására a plazmaív megszakítás nélkül elmozdul a csöves test második, működő 27 pereme mentén, a 2b. ábrán szaggatott vonallal feltüntetett nyíl irányába (vagyis az első irányba).

A 3. ábra a találmány szerinti 30 elektród egy további kiviteli alakját mutatja, amely jellegét tekintve csillag alakú, és egy lényegében véve csöves testet tartalmaz, amely több, csonka háromszög alakú szegmensből van összeállítva, amelyek egymástól tengelyirányban álló 32 légrésekkel elválasztott 31 szektort képeznek. A 30 elektród csöves testének középvonala irányában első (felső) 33 perem és második (alsó, működő) 34 perem között helyezkedik el. A csonka háromszög alakú 31 szektorok mindegyikének első 35 falrésze van, és ez tartja a plazmaívet fogadó zónát, valamint az elektromos 37 csatlakozót is, továbbá második 36 falrészük van, amely a plazmaívet kiadó zónát tartja. A 31 szektorok első 35 falrészének 38 széle helyezkedik el a vonatkozó 32 légrés szomszédságában, és ezt tekintjük a proximális szélnek, továbbá a szomszédos 31 szektor második 36 falrészén levő ellenkező oldali 39 szélét tekintjük a továbbiakban a disztális 39 szélnek. A 30 elektród minden egyes 31 szektorának elektromos 37 csatlakozószerkezete közös áramot vezető 40 laphoz csatlakozik, amely (nem ábrázolt) egyenáramú áramforrás egyik pólusához történő csatlakoztatáshoz 41 sínnel van ellátva. A 30 elektród alatt vázlatosan 42 ellenelektród van feltüntetve, amely a (nem ábrázolt) egyenáramú áramforrás ellenkező pólusához való csatlakoztatáshoz 43 kapoccsal van ellátva.

Belátható, hogy a 31 szektorok oly módon vannak elrendezve, hogy a 37 csatlakozóknak a második 34 peremre eső vetületei az első irányban mozgó ív zárt mozgáspályájának kerületén belül helyezkednek el, amit az ábrán szaggatott nyíllal tüntettünk fel. Ezenkívül minden egyes 31 szektor első 35 falrésze részben átfedi a vele szomszédos 31 szektor második falrészét, amelyekkel együtt képezik a 32 légréseket. így minden egyes proximális 38 szél a hozzá társított 37 csatlakozóval el van távol ítva a második irányban a szomszédos disztális 39 széltől, mégpedig az első iránnyal ellentétes irányban vett L távközzel. Ezen jellegzetes kiviteli alak esetében ez a távolság képezi az elektromos ívet fogadó zóna és az elektromos csatlakozónak a második 34 peremen vett vetülete közötti távközt. (Amint meghatároztuk, az ívet kiadó zóna és az ivet fogadó zóna alkotja a 32 légrések egyegy oldalát a második 34 perem tartományánál.) Ezen elrendezés következtében minden egyes (az ábrán nem látható) elektromos ívet kiadó zóna a mozgó ívoszlopot kiadja vagy átadja a vele szomszédos ívet fogadó zónának, vagyis átadja a második peremtartománybeli légrésszakaszon, mégpedig olyan helyen, amely az ív haladási irányát tekintve a 37 csatlakozó helyét követően helyezkedik el, és ezáltal biztosítja azt, hogy az ív a szaggatott nyíllal feltüntetett első irányban megszakítás nélkül továbbhaladhasson.

A 4. ábra a találmány szerinti 44 elektród további kiviteli alakját mutatja vázlatosan. Akárcsak a 3. ábra szerinti kiviteli alak esetében, első tartománybeli légrésszakaszukkal, főlégrésszakaszukkal és második peremtartománybeli légrésszakaszukkal egy vonalban állva tengelyirányú légréseket alkotnak, és a vonatkozó csatlakozóknak a 44 elektród második, működő peremét tartalmazó P síkra vett vetületei kívül helyezkednek el a plazmaívnek ugyanezen P síkban tekintett zárt 47 mozgáspályájához képest. A 3. ábrához képest azonban az az eltérés, hogy a 45 csatlakozók vetületei a 47 mozgáspálya kerületén kívülre esnek, és a 44 elektród szektorai a 49 légrések közelében nem fedik át egymást. A 3. ábra szerinti kiviteli alakhoz hasonlóan minden egyes 45 csatlakozónak a második 46 peremet tartalmazó P síkra vett vetülete el van távolítva a vonatkozó plazmaívet kiadó zónától, mégpedig olyan irányban, amely ellentétes a plazmaív mozgásának irányával, és ezt az eltávolítást L távköz jellemzi, és ennek következtében érhető el, hogy működés közben a plazmaív a zárt mozgáspálya mentén megszakítás nélkül mozogjon.

Az 1-4. ábrákon bemutatott valamennyi kiviteli alak megszakítás nélkül keringő plazmaívet állít elő plazmagenerátorban. Amint már említettük, a második peremtartománybeli légrésszakasz szélessége előnyösen nem nagyobb, mint az elektródon létrehozandó plazmaív ívoszlopának legkisebb tervezett átmérője, és az L távköz előnyösen nem kisebb, mint az elektródon keltett ív talppontjának legnagyobb mérete. Az elektród találmány szerinti kialakítása lehetővé teszi viszonylag

HU 226 678 Β1 nagy méretű elektródok használatát, anélkül hogy ehhez vfzhűtésre vagy a plazmakisülést stabilizáló védőgáz beinjektálására lenne szükség, és ezt legalább kb.

kW kimenő teljesítményig lehet megvalósítani.

Az 5. és 6. ábra példaként és vázlatosan mutatja a találmány szerinti plazmagenerátor-berendezés kiviteli alakjait, mégpedig mind belső íves és átvitt íves típusokra vonatkozóan.

Az 5. ábra a találmány szerinti 50 plazmagenerátor egyik kiviteli alakjának tengelyvonalban vett egyszerűsített metszeti képét mutatja, és az ábra szerint főcsöves 51 elektródot tartalmaz, amely a találmánynak megfelelően rézsútosan kialakított átmenő 52 légréssel van kiképezve és elektromos 53 csatlakozóval van ellátva. A fő- 51 elektródot egytengelyűén elrendezett vezetőképes anyagból kialakított hengeres 54 ház veszi körül, amely 55 fedéllel van ellátva. Megjegyezzük, hogy az 55 fedelet csak szükség esetén, kívánság szerint kell alkalmazni. Az 51 elektród és az 54 ház nagy áramot szolgáltató egyenáramú 56 áramforrás ellentétes pólusaihoz csatlakoznak, és amint az önmagában ismert, az 54 ház képezi a berendezés ellenelektródját. Az 50 plazmagenerátor továbbá 57 gyújtószerkezettel van ellátva, amely kisegítő ívkisülést gyújt be. Az 57 gyújtószerkezet 58 gyújtóelektródot tartalmaz, amely önmagában ismert módon nagyfeszültségű 59 oszcillátorról kap táplálást, és az 54 ház belső palástfelületén 60 kiemelkedés van kialakítva, amely a fő51 elektród közelében helyezkedik el, és arra szolgál, hogy begyújtáskor megkönnyítse egy 61 segédív begyújtását, amely begyújtáskor a fő- 51 elektród alsó peremtartománya felé halad. A 61 segédív függőleges irányú elmozdulását is a Lorentz-féle erő hozza létre, amely ezen esetben amiatt alakul ki, hogy áram folyik át a fő- 51 elektródot és az 54 házat magában foglaló sínhez hasonló elrendezésen át. A fő- 62 plazmaív a fő- 51 elektród alsó peremtartománya és az ellenelektródot képező 54 ház között alakul ki, és keringeni kezd a csöves 51 elektród alsó 63 pereme körül, és ezáltal valósítja meg a 64 tárgy (például betonlemez) hőkezelését.

A 6. ábra átvitt plazmaívvel dolgozó 70 plazmagenerátor vázlatos metszeti képét mutatja. A 70 plazmagenerátor fő csöves 71 elektródja a fent ismertetett alakban van kiképezve, és egyenáramú 72 áramforrás pozitív sarkához csatlakozik, míg a negatív sarok elektromosan vezető, kezelendő tárgyhoz kapcsolódik, és ez képezi egyúttal a 73 ellenelektródot. A 72 áramforrás negatív sarka továbbá hozzákapcsolódik a fő71 elektródot körülfogó és azzal egytengelyűén elrendezett hengeres 74 házhoz. A 74 ház belső palástfelületének alsó részét magas hőmérsékletet elviselni képes elektromosan szigetelő réteg borítja, és például erre alkalmas festékkel kialakított (nem ábrázolt) bevonattal van ellátva. A fő- 71 elektród és a 74 ház közötti térbe 75 gyújtóelektród van beszerelve. A 75 gyújtóelektród tápellátására nagyfeszültségű 76 oszcillátor szolgál, és ennek segítségével a fő- 71 elektród és a 75 gyújtóelektród között 77 segédív hozható létre, amely azután a fő- 71 elektród alsó 78 peremének tartományába vándorol. Az alsó 78 perem tartománya az ábrán bemutatott módon le van sarkítva, és ez adja meg a fő- 79 plazmaív kívánt alakját és irányát. A lesarkított 78 perem tartománya és a 74 ház lefestett palástfelülete azt okozza, hogy a 79 plazmaív a 78 perem és a 73 ellenelektród felülete között alakul ki, és nem a 74 ház fala irányában.

A 7a. és 7b. ábra a találmány szerinti 80 plazmagenerátor egy további kiviteli alakját mutatja vázlatos tengelymetszeti képben, valamint alulnézetben. A 80 plazmagenerátomak fő csöves 81 elektródja van, amely hengeres 82 házba van beszerelve, és ezt felülről fedél fedi le, azonban ennek alkalmazása nem szükségszerű. A 80 plazmagenerátor egyenáramú tápegységre csatlakozik, amely egyrészt nagy áramú áramforrást, valamint (nem ábrázolt) nagyfeszültségű oszcillátort tartalmaz, amelyek arra szolgálnak, hogy táplálják a berendezés fő- és ellenelektródjait, valamint a berendezés 85 gyújtószerkezetét. A fő81 elektród a kezelendő felülethez, például 86 ellenelektródként kapcsolt fémtárgyhoz képest merőleges középvonallal helyezkedik el. A fő- 81 elektródot befogadó 82 ház W távköznyire helyezkedik el a fémtárgy felületéhez képest annak érdekében, hogy munkatávolságot képezzen a plazma ívkisülés számára. A találmány szerinti fő- 81 elektród kialakítható grafitból, vagy pedig elektromosan vezető, erózióval szemben ellenálló hőálló anyagból. A 85 gyújtószerkezet a 83 fedélből nyúlik ki, és a fő- 81 elektród, valamint a 82 ház között kialakuló gyűrűs térben helyezkedik el. A 83 fedélbe bonthatóan elektromosan vezető 93 csatlakozó van beszerelve, és elektromosan a 84 tápegység egyik végéhez csatlakozik, amelynek ellenkező vége a fő81 elektródhoz kapcsolódik annak érdekében, hogy elektromos tápellátást szolgáltasson.

A 7a. ábrán bemutatott 88 légrés a hengeres csöves fő- 81 elektród felső és első 89 peremétől indul ki lefelé az alsó második és munkavégző 90 peremhez, és az első peremtartománybeli 91 légrésszakasza, főlégrésszakasza, valamint második peremtartománybeli 92 légrésszakasza van. Amint azt a 7a. ábra mutatja, a 88 légrésnek két része van, az egyik közülük függőleges és párhuzamos a 81 elektród hengeres falának alkotójával, továbbá van egy lejtős része, és ezek a részek egymással tompaszöget zárnak be. A 88 légrés ilyetén való kialakítása esetében az első és második peremtartománybeli 91 légrésszakasz és a 92 légrésszakaszok nincsenek egy vonalban, és egymástól eltérő szöghelyzetben vannak, ami a 7b. ábráról látható. A fő- 81 elektródnak egyetlen szektora van, amely egyetlen elektromos 93 csatlakozóval van ellátva, amely a 83 fedélbe szigetelőhüvely segítségével van beszerelve, és a 81 elektród első 89 peremén elfoglalt helyzete szorosan az első tartománybeli 91 légrésszakasz közelében van. A 93 csatlakozónak a második 90 peremre vetített vetülete a második tartománybeli 92 légrésszakasz, valamint az első peremtartománybeli 91 légrésszakasznak a második 90 peremre vett vetülete között helyezkedik el, és a 92 légrésszakasztól L távköznyire helyezkedik el abban az irányban, amely

HU 226 678 Β1 ellentétes a szaggatott vonallal bejelölt körvonal alakú nyíl által jelzett 94 iránnyal.

A 8. ábra a találmány szerinti plazmagenerátor gyújtószerkezetének egy lehetséges kiviteli alakját mutatja, például a 7a. ábra szerinti kiviteli alaknál mutatott 85 gyújtószerkezetét. A 85 gyújtószerkezet bonthatóan erősíthető hozzá a 7a. és 7b. ábrán bemutatott 80 plazmagenerátor- 83 fedélhez, annak érdekében, hogy a fő81 elektród és a 82 ház belső palástfelülete között helyezkedjen el. Természetesen másféle helyzetben is elhelyezhető gyújtószerkezet. A 8. ábra szerinti kiviteli alak esetében a 85 gyújtószerkezetnek első 95 elektródja, második 96 elektródja és harmadik 97 elektródja van, amelyek elektromosan a 84 tápegységhez kapcsolódnak, és nagyfeszültség szigetelésére alkalmas 98 szigetelősapka belsejébe vannak beerősítve. A 95 elektród egy hosszúkás szár, amely részlegesen és egytengelyűén helyezkedik el a második csöves jellegű 96 elektród belsejében, és ahhoz képest távköznyire elhelyezkedve együtt gyűrűs 99 teret képez. A harmadik 97 elektródot egy vízszintes tálca képezi, amely a csöves alakú 96 elektród felső szélének közelében helyezkedik el, és belső vége a 95 elektród közelében van. A 97 elektród lényegében merőleges a 95 elektródra és a 96 elektródra, és elektromosan a nagyfeszültségű (nem ábrázolt) oszcillátorra kapcsolódik.

Előnyös, ha a cső alakú 96 elektród felső tartománya belső 100 kiszögelléssel van kiképezve, amely arra a célra szolgál, hogy keskenyebb légrést képezzen a 95 elektród és a 96 elektródok között azon tartományban, ahová a nagyfrekvenciás oszcillátor feszültsége rákapcsolódik.

Előnyösen a 85 gyújtószerkezet a W távköz által meghatározott munkatértől eltávolítva helyezkedik el, és ily módon működését nem befolyásolja számottevően a munkatérben levő forró és nagymértékben erozív légkör. A gyakorlatban ajánlatos a gyújtószerkezet egy különálló modulként történő kialakítása, annak érdekében, hogy gyorsan és kényelmesen karban lehessen tartani vagy ki lehessen cserélni.

A 7a., 7b. és 8. ábrán bemutatott plazmagenerátor a következő módon használható. A tápellátás bekapcsolása után kb. 170 V munkafeszültséget kapcsolunk egyidejűleg a munkatér belsejében a fő- 81 elektród és a 86 ellenelektródot képező fém felülete, a fő- 81 elektród és a 82 ház, valamint a gyűrű alakú 99 téren belül a 85 gyújtószerkezet 95 elektródja és a 96 elektródja közé. Ezután bekapcsoljuk a nagyfeszültségű oszcillátort, annak érdekében, hogy nagy váltakozó feszültséget bocsásson a 97 elektród és a 100 kiszögellés közé, valamint a 100 kiszögellés és a 95 elektród közé, amely feszültség elegendő ahhoz, hogy elektromos kisülést hozzon létre. Ezt az ívkisülést az egytengelyűén elhelyezkedő 95 elektród és 96 elektród szerkezet közötti légrésben kiegészítő plazmaív képződésének kialakulása követi. Ez a plazmaív lefelé elcsúszik a fő81 elektród fala mentén, azon áramvezető sín gyorsítóhatása következtében, amely a hengeres 82 ház és a fő- 81 elektród felületei között kialakul, és ez az erő az ívet lenyomja kb. 40 m/s sebességgel a fő- 81 elektród második 90 pereme irányába. A begyújtás! lépéshez szükséges teljes idő nem több, mint 0,002 s. Miután a begyújtáskor okozott kisülés által előállított segédplazmaív eléri a második 90 peremet, akkor felveszi a főkisülés által okozott 101 plazmaív alakját a fő- 81 elektród második 90 pereme és a kezelendő fémtárgy, mint 86 ellenelektród felülete között, és ez a plazmaív a W távköz által megadott munkatérben forog.

A 9. ábra vázlatosan mutatja a találmány szerinti plazmagenerátor-berendezés öntőformában levő folyékony és szilárduló fém hőkezeléséhez történő felhasználását.

A 9. ábra szerinti elrendezés 120 öntőformát tartalmaz, amelynek fenekén 121 öntőcsatorna van. Nem ábrázolt kokillából vagy öntőüstből folyékony fémet öntenek a 121 öntőcsatorna 124 tölcsérébe, amely innen alulról kerül be a 120 öntőformába, és azt 125 érzékelő által szabályozott magasságig feltölti. A 120 öntőforma felső részének szomszédságában 126 plazmagenerátor van elhelyezve, amely a találmány szerinti fő127 elektródot tartalmazza, és ezt pedig 129 sínekre kerekes 135 szerkezettel felszerelt 128 kocsi függeszti, és ez teszi lehetővé, hogy el lehessen mozdítani egy olyan pihenő helyzetből, amikor el van távolítva a 120 öntőforma vonalából egy olyan helyzetbe, amikor egy vonalban áll az öntőformával. Ezenkívül a 126 plazmagenerátor olyan (nem ábrázolt) szerkezettel is el van látva, amely alkalmas annak felemelésére és leeresztésére. A 126 plazmagenerátor fő- 130 tápegységet, nagyfeszültségű 131 oszcillátort és a 126 plazmagenerátor munkahelyzetből való kimozdítására, továbbá a munkamenet során való üzemeltetésének vezérlésére szolgáló 132 vezérlőpultot tartalmaz. A feladatok megvalósítása érdekében a 132 vezérlőpult megfelelő elektronikus vezérlőelemekkel van ellátva (ezek nincsenek ábrázolva), amelyek lehetővé teszik akár kézi úton történő üzemeltetését, vagy pedig egy előre meghatározott program szerinti üzemelését.

A 130 tápegység, a nagyfeszültségű 131 oszcillátor a 132 vezérlőpulton át megfelelő elektromos kábeleket tartalmazó 133 busz segítségével össze van kapcsolva a 126 plazmagenerátorral, továbbá a 134 csatlakozón át a 122 ellenelektródot képező folyékony fémmel, valamint a 135 szerkezettel és 125 érzékelővel.

A gyakorlatban a 126 plazmagenerátort a 120 öntőforma fölötti munkahelyzetbe hozzuk, a folyékony fémet a 125 érzékelő által szabályozott meghatározott szintig beöntjük, és ez a szint határozza meg az öntőformában levő, 122 ellenelektródot képező folyékony fém felülete és a fő-127 elektród második (alsó) pereme közötti munkatér szélességét megadó W távközt. A W szélességet szokásosan 8-10 mm tartományban tartjuk, amennyiben a működési feszültség 60-80 V feszültség között van. 80 V feszültségnél nagyobb üzemi feszültség esetén ezt a szélességet növelni lehet, és például 170 V esetében ez a szélesség 25 mm lehet. A munkatér megkívánt szélességének beállítása után bekapcsoljuk a 130 tápegységet és a nagyfeszültségű 131 oszcillátort, és ezáltal segédívet gyújtunk be, és ezt fenntartjuk mindaddig, amíg a fő-plazmaívkisülés

HU 226 678 Β1 be nem indul és meg nem kezdődik a fémfelület hőkezelése. A nagyfeszültségű oszcillátort szokásosan bekapcsolva tartjuk egészen a főívkisülés létrehozásáig, amit a vonatkozó alkalmazáshoz szükséges teljesítményhez tartozó elektromos áram átfolyása jelez. 170 V feszültség esetében 300 A erősségű főívkisülés érhető el, amely 50 kW elektromos teljesítményt ad. A fő- 127 elektród magassága kb. 20 kg tömegű öntvényhez kb. 40-60 mm.

A főívkisülés időtartama, vagyis a hőkezeléshez szükséges idő hosszúsága megfelelő időzítőszerkezet (nincs ábrázolva) segítségével szabályozható. A gyakorlatban egy ilyen időzítőszerkezetnek rugalmasnak kell lennie, hogy az öntőformában levő öntvény megszilárdulásának folyamata közben folyamatosan vagy időszakosan működésbe tudja hozni a tápegységet.

A hőkezelés befejezése után a plazmagenerátort kikapcsoljuk és munkahelyzetből kiemeljük, majd további hűlés után a kihűlt öntvény kiemelhető az öntőformából.

Meg kívánjuk jegyezni, hogy a főívkisülés állandó keringésének köszönhetően a találmány szerinti megoldás lehetővé teszi a megkövetelt hőkezelés végrehajtását, miközben változtatjuk a munkatér szélességét. Kívánt esetben tehát a plazmagenerátor ellátható (nem ábrázolt) szerkezettel, amellyel a fő-127 elektród a 126 plazmagenerátor házán belül függőlegesen váltakozó irányban elmozgatható, és ezáltal szabályozható a munkatér W távköz által meghatározott szélessége (lásd 7a. ábra). Ez a függőleges elmozdítás folyamatosan szabályozható a 125 érzékelő segítségével, amely figyeli az öntőformában a folyékony fém szintjének magasságát, és ezáltal megvalósítható a 127 elektród lesüllyesztése annak megfelelően, ahogyan a fém zsugorodik, és ezáltal javul a kezelés minősége, amelynek eredményeként az öntvényben a hibák megszüntethetők, és a fémhulladék mennyisége csökkenthető.

A 10. ábra a találmány szerinti hőkezeléssel elérhető eredményt szemlélteti, nevezetesen két (a) és (b) öntvény fényképét mutatja, amely A332.0 típusú alumíniumötvözetből készült, és az (a) öntvény kezelés nélkül, míg a (b) öntvény a találmány szerinti keringő plazmaívvel történt hőkezeléssel készült. Az öntvények tömege 7,2 kg. A hagyományos úton készített (a) öntvény felső részében gázzárványok vannak, és következésképpen felhasználáskor az öntvényből számottevő vastagságú réteget le kell vágni. Ezzel szemben a találmány szerinti megoldás felhasználásával hűlés közben plazmaívvel történő 50 percig tartó kezeléssel készített (b) öntvény felső felülete sima, és nem kíván semmilyen járulékos kezelést, mivel megvan a megkívánt pontos mérete.

Claims (24)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás olvadt fém hőkezelésére, amelynek során plazmagenerátor (50, 70, 80,126) elektródjának (2, 20, 30,44) alsó pereme (4, 27, 34,46,63,78, 90) és ellenelektródját (15, 28, 42, 54, 73, 86, 122) képező olvadt fém között plazmaívet generálunk, és az olvadt fémet ezzel a plazma ívvel hevítjük, azzal jellemezve, hogy

   a) az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) alsó peremének (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) az ellenelektródot (15, 28, 42, 54, 64, 73, 86, 122) képező olvadt fém felületéhez képesti távközét (W) beállítjuk,

   b) az elektródot (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) elektromos tápegység (56, 72, 84, 130) egyik sarkához kapcsoljuk, és

   c) az ellenelektródnak (15, 28, 42, 73, 86, 122) az elektromos tápegység (56, 72, 84, 130) másik sarkához kapcsolásával a plazmaívet (62, 79) begyújtva azt az olvadt fém megszilárdulása közben az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) alsó pereme (4, 27, 34,46, 63, 78, 90) menti zárt pályán első irányban (14) mozgatjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) alsó pereme (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) és az ellenelektródot (15, 28, 42, 73, 86, 122) képező fém felülete közötti távközt (W) az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) szabályozott süllyesztésével vagy emelésével állandó értéken tartjuk.
3. 3. Plazmagenerátor, amely elektródot és ellenelektródot tartalmaz, amelyek plazmaív létrehozására kiképzett kétsínes szerkezetet alkotnak, és a plazmaívet zárt pályán első irányban megszakítás nélkül mozgatja az ellenelektródot képező olvadt fém megszilárdulása közben az elektród működő pereme mentén, amely elektródnak felső peremmel és működő alsó peremmel kiképzett teste van, és elektromos tápegységre kapcsolódó csatlakozókészlettel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) legalább egy csatlakozási helyet (12) tartalmaz, amely a kétsínes szerkezet elektródján (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) helyezkedik el, és az elektród (2, 20, 30, 44,

   51, 71, 81, 127) az elektromos tápegység (56, 72, 84, 130) egyik kapcsához a csatlakozási helynél (12) kapcsolódik, továbbá az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) testén legalább egy hosszirányban álló légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) van, és a légrésnek (6, 22, 32, 49,

   52, 88) az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) testének felső pereménél (3, 24, 33, 39) felső légrésszakasza (7, 91), a test alsó pereménél (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) alsó légrésszakasza (9, 92) van, és ezek között főlégrésszakasz (8) helyezkedik el, és mindegyik légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) az elektród (2, 20, 30,44, 51, 71, 81,127) testének falát (5) két szektorra (10,11; 21, 21; 31,31; 48, 48) osztja, és mindegyik szektornak (10, 11; 21,21; 31,31; 48,48) alsó pereme és felső pereme van, valamint az egyik szektor (11; 21; 31; 48) légrésénél (6, 22, 32, 49, 52, 88) helyezkedik el a csatlakozó (13, 23, 37,45, 53, 93) csatlakozási helye (12), és alsó peremén helyezkedik el a plazmaívet (62, 79) fogadó zóna (17), továbbá egy másik szektor (10; 21; 31; 48) alsó peremén plazmaívet (62, 79,101) átadó zóna (16) helyezkedik el, ahol is a plazmaívet (62, 79,101) átadó zónát (16) és fogadó zónát (17) egy légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) alsó légrésszakasza (9, 92) választja el

   HU 226 678 Β1 egymástól, és annak két oldalán helyezkednek el, továbbá az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81,127) testének alsó peremén (4, 27, 34, 46, 78, 90) levő csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) csatlakozási helyének (12) vetülete az első iránnyal (14) ellentétes második irányban távköznyire helyezkedik el a plazmaívet (62, 79, 101) fogadó zónától (17).
4. 4. A 3. igénypont szerinti plazmagenerátor, azzal jellemezve, hogy a kétsínes szerkezet elektromosan vezetőképes anyagból kialakított ellenelektródot (73, 86,122) tartalmaz.
5. 5. A 3. igénypont szerinti plazmagenerátor, azzal jellemezve, hogy az elektródot (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) attól távköznyire elhelyezkedő hengeres ház (54, 74, 82) fogja körül, és azzal gyűrűs kamrát képez.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti plazmagenerátor, azzal jellemezve, hogy a hengeres ház (54, 74, 82) felső végénél a gyűrűs kamrát tömítőfedél (55, 83) zárja le.
7. 7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti plazmagenerátor, azzal jellemezve, hogy a gyűrűs kamrában plazmaívet (62, 79, 101) begyújtó gyújtószerkezet (57, 75, 85) helyezkedik el.
8. 8. A 7. igénypont szerinti plazmagenerátor, azzal jellemezve, hogy a gyújtószerkezet (57, 75, 85) az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) testének felső pereme (3, 24, 33, 39) közelébe van szerelve.
9. 9. A 3. igénypont szerinti plazmagenerátor, azzal jellemezve, hogy az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71,81, 127) tengelyirányban elmozdító szerkezethez kapcsolódik.
10. 10. Elektród a 3-9. igénypontok bármelyike szerinti plazmagenerátorhoz (50, 70, 80, 126), plazmaív benyújtásához és a plazmaívnek zárt pályán, első irányban az elektród működő pereme mentén az olvadt fém megszilárdítása közben megszakítás nélkül történő mozgatásához, amely elektródnak felső peremmel és alsó peremmel kiképzett teste van, és elektromos tápegységhez történő kapcsoláshoz kiképzett teste van, és elektromos tápegységhez történő kapcsoláshoz kiképzett csatlakozókészlettel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) legalább egy csatlakozási helyet (12) tartalmaz, amely az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) testén helyezkedik el, továbbá az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) testén legalább egy hosszirányban álló légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) van, és a légrésnek (6, 22, 32, 49, 52, 88) az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81, 127) testének felső pereménél (3, 24, 33, 39) felső légrésszakasza (7, 91), a test alsó pereménél (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) alsó légrésszakasza (9, 92) van, és ezek között főlégrésszakasz helyezkedik el, és mindegyik légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) az elektród (2, 20, 30, 44, 51,71, 81, 127) testének falát (5) két szektorra (10, 11; 21, 21; 31,31; 48,48) osztja, és mindegyik szektornak (10,11; 21, 21; 31, 31; 48, 48) alsó pereme és felső pereme van, valamint az egyik szektor (11; 21; 31; 48) légrésénél (6, 22, 32, 49, 52, 88) helyezkedik el a csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) csatlakozási helye (12), és alsó peremén helyezkedik el a plazmaívet (62, 79, 101) fogadó zóna (17), továbbá egy másik szektor (10; 21; 31;

    48) alsó peremén plazmaívet (62, 79, 101) átadó zóna (16) helyezkedik el, ahol is a plazmaívet (62, 79, 101) átadó zónát (16) és fogadó zónát (17) egy légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) alsó légrésszakasza (9, 92) választja el egymástól, és annak két oldalán helyezkednek el, továbbá az elektród (2, 20, 30, 44, 51, 71, 81,127) testének alsó peremén (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) levő csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) csatlakozási helyének (12) vetülete a plazmaívet (62, 79, 101) fogadó zónától (17) az első iránnyal (14) ellentétes második irányban távköznyire helyezkedik el.
11. 11. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a test minden egyes alsó légrésszakaszának (9, 92) szélessége nem nagyobb, mint a plazmaív (62, 79, 101) oszlopának tényleges legkisebb tervezett átmérője, és az alsó peremen (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) levő csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) csatlakozási helyének a vetülete és a plazmaívet (62, 79, 101) fogadó zóna (17) közötti távköz (L) nem kisebb, mint a plazmaív (62, 79, 101) oszlopára jellemző talppont legnagyobb tényleges átmérője.
12. 12. A 10. vagy 11. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a testen egyetlen légrés (6, 52, 88) van, és a fal (5) két szektora (10,11) egymással kombinálva a légrés (6, 52, 88) egyik oldalától a másik oldaláig terjedő egyetlen részt képez.
13. 13. A 10. vagy 11. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a testen több légrés (22, 32, 49) van, és a fal (5) több szektorból (21, 31, 48) áll, amelyek mindegyike két szomszédos légrés (22, 32, 49) között helyezkedik el.
14. 14. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy legalább egy hosszirányú légrésnek (6, 22, 32, 49, 52, 88) felső légrésszakasza (7, 91) és alsó légrésszakasza (9, 92) van, amelyek egymáshoz képest nem állnak egy vonalban.
15. 15. A 14. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a legalább egy hosszirányú légrésnek (6, 22, 32, 49, 52, 88) főlégrésszakasza van, amely két részből áll, és ezek tompaszöget zárnak be.
16. 16. A 14. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a legalább egy hosszirányú légrés (6, 22, 32,49, 52, 88) ferdén van kiképezve.
17. 17. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a csatlakozási hely (12) a test felső peremének (3, 24, 33, 39) közelében helyezkedik el.
18. 18. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy az alsó perem (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) le van sarkítva.
19. 19. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a legalább egy légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) főlégrésszakasza egymással tompaszöget bezáró két részt tartalmaz, és a csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) csatlakozási helyének (12) a test alsó peremére (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) vett vetülete a test falának (5) azon szektorában (10; 21; 31; 48) helyezkedik el, amelyen a plazmaívet (62, 79, 101) átadó zóna (16) van.
20. 20. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) minden csatlakozási helyének (12) a test alsó peremére

    HU 226 678 Β1 (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) vett vetülete a plazmaív (62, 79,101) zárt pályáján kívül helyezkedik el.
21. 21. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) minden csatlakozási helyének (12) a test alsó peremére (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) vett vetülete a plazmaív (62, 79, 101) zárt pályájának befoglaló vonalán belül helyezkedik el.
22. 22. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a csatlakozó (13, 23, 37, 45, 53, 93) minden csatlakozási helyének (12) a test alsó peremére (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) vett vetülete a plazmaív (62, 79, 101) zárt pályájának befoglaló vonalán kívül helyezkedik el.
23. 23. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a test alsó peremének (4, 27, 34, 46, 63, 78, 90) tartományában minden egyes légrésben (6, 22, 32, 49, 52, 88) legalább egy olyan alsó légrésszakasz (9,

    5 92) van, amelyet a plazmaívet (62, 79,101) átadó és fogadó szektor magában foglaló szomszédos szektorok (10,11; 21, 21; 31, 31; 48,48) közötti átfedés képez.
24. 24. A 10. igénypont szerinti elektród, azzal jellemezve, hogy a testnek csillag jellegű poliéder alakja van, és

    10 több csonka háromszög alakú moduláris szegmensből van összeállítva, és ezen szegmensek mindegyike a test falának (5) egy szektorát (31) képezi, és az egymással szomszédos szektorok (31) a vonatkozó légrés (6, 22, 32, 49, 52, 88) közelében átfedik egymást.