JPH04500741A - 電気アーク発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気アーク発生装置 本発明は、電気アークの発生、特に、溶射用のプラズマトーチ、アークヒータ及 びアーク炉に関するがこれらにのみ限定されるものではない。

本明細書の文脈において、電気アークとは、比較的大きい電流を通過させること により離間して配置した電極間に生じ、陰極における電圧低下が小さいことを特 徴とする、ガス媒体中の放電を意味するものとする。電気アークの性質は、電流 、流体の運動、密閉状態、電極の材料の温度及び形状、外部の磁界（採用する場 合）及びアークが燃焼するガスのような多数のパラメータによって影響される。

電気アーク中のガスは、極めて高温となり（６０００−３００００Ｋ）　、この 理由で、電気アークは、極めて高温を必要とする様々な工業的工程及び装置に使 用することが提案されている。多くの場合、数百アンペアの電流による電気アー クは、プラズマトーチ、又はアークヒータ、あるいはアーク反応炉のように識別 され得るチャンバ内にて２つの電極間で燃焼し得るようにされる。適当な成分の ガスは、ヒータのアーク領域を通って流動し、アークから放出された熱エネルギ は、ガスに伝達されて、アークヒータ出口にて高温のガス流を生じさせる。アー クヒータによって発生されたこの高温のガスは、高温による材料の処理、又は表 面処理に使用することが出来る。米国特許第３．８３２．５１９号（ウェスチン グハウス（ｌｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ）は、高温の有害な廃棄物を分解させるの に有用であると考えられる電気アーク反応炉に関するものである。米国特許第４ ．７８０．５９１号の主題であるメトコ（ｌｌｅｔｃｏ）によって開発されたＡ ＰＧ（ｒツバＪ　（Ｎｏｗ＾））改良型プラズマガンは、粉末溶融又は溶射に使 用されるアークヒータのもう１つの例である。

電気アークを利用する材料処理に関するある適用例において、処理すべき材料は 、アーク反応炉内の電気アーク領域内に射出され、高温環境内における材料の滞 留時間を引き伸ばす。「電気アーク反応炉」という名称の特許出願Ｐｅｒ／ＡＵ ８９１００２１６号は電気アークのコア内に材料を射出する方法を記載している 。

アーク電気を効果的にかつ広範囲に亘って制御することは、材料処理のプラズマ 溶射トーチ、アークヒータ及びアーク反応炉のような装置において、高い工程効 率及び品質を達成する上で重要である。様々な方法の任意の方法、及び材料の供 給位置を選択し得ることも又重要であるが、従来の装置の大多数は、装置の出口 付近で、従って、アークと直接反応するであろう位１から離れた箇所にて材料を 射出するようにしかしていない。材料が、材料と電気アークとの相互作用が生じ るような方法で供給される場合、アーク領域内のような電気的分布を制御するこ とは重要である。このことは又、材料がはるか下流でアーク炎内に供給される場 合にも当て嵌まる。

従来の装置において、アーク電気を制御する主たる方法は、異なる値のアーク電 流にてアークを作用させることより、及び／又はアークが燃焼するガスの成分及 び流量を変化させることにより実現される。これら変化の結果、ある装置におい てはアーク長さが変化する可能性があるが、かかる変化は一般に僅かである。

ＭｅｔｃｏのＡＰＧプラズマガンのような装置において、主たる制御パラメータ は、アーク電流を一定に維持する間に、アークの電極の１つを他の電極に対して 機械的に動かすことにより実現される。ヒータの始動の際、電気的スイッチを使 用することにで長さを長（し得るアークヒータが提案されており、かかるヒータ の例としては、周知のＴｉｏｘｉｄｅ　トーチがある。異なる供給源により作動 される多数のアークを備え得るシステムが、主としてアークを広い容積に亘って 配分し材料をアーク内に射出する目的のために提案されている。１ｅｔｃｏのＡ ＰＧプラズマガンは別にしても、従来の装置は、広範囲に亘る作動出方及び十分 な制御のフレキシビリティを実現するものは皆無である。ＡＰＧプラズマガンは 、アーク出方の一層の調節を可能にするが、機械的な性質のものであり迅速には 行い得ない。

本発明の目的は、機械的な動作を利用せずに、アークについて相当程度の制御を 可能にする上記型式の装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、ア ーク出力及び出力の分布を迅速に変化し得る能力を備えた装置を提供することで ある。本発明のその他の目的及び利点は、本発明の特別な実施例に関する以下の 詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明は又、材料と電気アークとの相互作用又は電気アークによる影響を制御す ることにより、材料を処理する方法を改良することを意図するものであり、各種 の形態によるかかる方法の性質は以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の一特徴によると、第１の電極と、少なくとも２つの更に別の電極と、電 源を前記第１の電極と前記更に別の電極の１又は２以上の任意の電極との間に接 続し、前記第１の電極と前記更に別の電極との間にアークを発生させる供給手段 と、及び前記第１の電極と前記更に別の電極との間の前記アーク路を反復的に変 化させる作用し、これによりアーク領域内の電気的分布を制御する制御手段とを 備える電気アーク発生装置にして、該制御手段が前記アーク路に電気的影響を与 える電気的手段を備えることを特徴とする電気アーク発生装置が提供される。

上記及び以下本明細書の全体で使用される「反復的に」という用語は、当然、ア ーク路内の各変化時間又はその程度が均一であることを意味しない。かかる変化 時間及び程度は、装置を使用する状況の必要性いかんにより決まる。一定時間内 に生ずる変化のパターン及び性質は、全く不規則なものとなる可能性がある。

本発明の別の特徴によると、第１の電極と、少なくとも２つの更に別の電極とを 備える電気アーク発生装置を作動させる方法にして、電源を前記電極に接続して 第１の電極と前記更に別の電極の１つとの間にアークを発生させる段階と、前記 アーク路を反復的に変化させることにより、前記アーク内の電気的分布を制御す る段階と、前記更に別の電極の１つ又は２以上に対する前記電源の影響を反復的 に修正することにより、少な（とも前記制御に寄与する段階とを備える方法が提 供される。

本発明による装置は、電気アークが、３又はそれ以上の電極群内の異なる電極間 に発生させ得ることを特徴とする。例えば、１つの構成において、１つの電極が 陰極を形成し、必要に応じて電気的に個々に制御可能である２又はそれ以上の陽 極が存在する。本発明の基本的な特徴は、３又はそれ以上の電極を使用し、これ ら電極を制御状態にて作動させ、電気アークから外部の電源に流れる電流の分布 を変化させ、電気アーク内の総アーク出力及びその分布を制御し得ることである 。

粉末及び液体のようなガス及び材料を各種の方法及び幾多の位置にてアーク内で 又はアーク領域内にて供給し得ることは、本発明の好適な実施例による装置の別 の特徴である。かかる供給は、コラムの両端間の位置にて、アークコラム内に材 料を横方向から導入する段階を備え、この段階は、電極間に設けられた経路を介 して行うことが出来る。これとは別に又は付加的に、材料はアークの一端にて装 置内に導入し、その導入方向は横方向又は軸方向とすることも出来る。装置のか かる多機能性により、制御可能な出力の分布という利点を十分に享受することが 可能となる。

本発明の実施例について以下、添付図面を参照しながら詳細に説明する。しかし 、これら図面は本発明を実施する方法を単に一例として示すものに過ぎず、図示 した各種の特徴の実施例及び形態は本発明を限定するものと理解すべきではない 。

図面において、 第１図は本発明の一実施例の略図、 第２図はアーク路の変化を示す第１図に基づく略図、第３図は本発明の別の実施 例を示す略図、第４図は本発明の更に別の実施例を示す略図である。

第１図の装置は、例えば、陰極として機能し、略円錐状の形状であるコア電極１ と、各々図示した特別の実施例において陽極として機能し得る可能性を有する２ 又はそれ以上の環状リング電極２．３．４とを備えている。電極１．２．３．４ は、図示するように略同軸状に配置され、リング電極２．３．４は、軸方向に離 間した状態に配置される。コア電極１は、最寄りのリング電極２から軸方向に離 間させることも出来るが、図示した実施例において、該電極はリング電極２内に 伸長している。装置の電極の１つは、例えば、適当な電極供給装置により補充さ れるワイヤー形態による消耗可能ｔｉ電極とすることも可能である。

電極１乃至４の各々に対して適当な冷却手段を設けることも出来る。

各電極の形態及び配列は、第１図に示したものと別のものとすることも出来るこ とを理解すべきである。例えば、コア電極１はロッド状の形態として、「電気ア ーク反応炉」という名称の特許出［ＩＰＣＴ／＾Ｕ３９１００２１６号に記載さ れたようにキャビティを有することも出来る。この点に関し、該特許出願の明細 書の開示内容は相互参照することにより本明細書に包含されているものと理解す べきである。これとは別に、電極１はリング電極としてもよい。アーク路を変化 させ、適当なガス／材料の流れを採用する任意の形態の電極も適用可能である。

軸方向供給路５は、第１図の装置のコア電極１を通って伸長する状態が図示され ている。該供給路５は、ガス及び／又はその他の材料をリング電極２．３．４の 中央穴６を通じて注入するために使用することが出来る。矢印７は、供給路５内 へのガス及び／又はその他の材料の供給状態を示し、ブロック８は、供給路５内 へのガス及び／又はその他の材料の量を調整するために設けることの出来る手段 を示している。

ガス及び／又はその他の材料の供給路は２つの任意の隣接する電極２．３．４間 に設けることが出来、矢印９は、かかる路内への材料の供給状態を示す。これら 通路は、供給路５に追加し又は供給路５と別にすることが出来、以下これら通路 は横方向供給路として説明するのが便利である。又、ガス及び／又はその他の材 料も矢印１０で示す群内の最後のリング電極４を越える位置にて装置内に導入す ることが出来る。最後のリング電極４の前の位置で装置内に供給されたガスが該 電極４の中央穴からノエンドとして出る。

所望であれば、各２つの隣接するリング電極間に不動態のスペーサを位置決めす ることが出来、この場合、上述の横方向供給路はかかるスペーサを通じて形成す ることが出来る。

装置に使用されるガスの成分は、該装置の適用例によって変化させることが出来 るが、アルゴン、窒素、空気又は不活性及び反応性ガスの任意の混合体とするこ とが出来る。電極の材料は、使用環境に適合したものを選択する必要がある。

上述のように、各注入又は供給導入箇所にて異なるガス又はガスの組合体を利用 することが出来る。ガスを横方向から注入する場合、一般に、その注入は装置の 軸線を中心として略均−にかつ接線成分を有する方向に対して行い、ガス流中に 乱流が生るようにすることが望ましい。その乱流の性質により、アークと各電極 との間の付着箇所が電極の関係する面を中心として回転し、これにより、電極の 局部的な加熱及び腐食を軽減することが出来る。この乱流動作はまたアータコラ ムを設定しかつ注入された材料を混合させかつアークと相互作用するのを支援す る。

所望であれば、該装置は、軸方向磁界を発生させ、電極へのアークの付着箇所を 回転させるのを支援する装置を備えることが出来る。

該装置により処理される材料は、任意の適当な形態とすることが出来る。例えば 、該材料は、ワイヤー等、固体粒子又は液滴の形態とすることが出来、いずれの 場合でも、該材料は、上述の任意の１つの注入箇所にて導入されたガス流中に浮 遊するように導入することが出来る。アーク内への導入は、相互参照した特許出 ＩＩＰｃＴ／Ａｔ１８９１００２１６号に記載された方法にて行うことが出来る 。更に、材料の種類及び形態は、各注入箇所にて変えることが出来る。

第１図に略図で示すように、電極を作動させるための適当な電源１１が設けられ ており、又、電極２．３．４により吸引された電流を個々に制御するための制御 手段１２が設けられている。第１図の構成において、制御手段１２は、電源１１ を制御する手段と、各々それぞれ１つのリング電極２．３．４に接続された多数 の電流制御要素１３を制御する更に別の手段を備えている。各リング電極２．３ ．４に接続された電流制御要素１３は、抵抗器及び誘導子のような不動態の回路 構成要素、又はトランジスタのような活性的な電気電子回路構成要素の形態とす るか、又はこれら構成要素の任意の組み合わせとすることが出来る。

図示した構成による重要な利点は、リング電極２．３．４に接続された制御要素 １３が、個々の各構成要素２．３．４内を流れる電流が調節されて所望の電流分 布、従って、装置内の電気分布を実現し得るように制御される。電源１１は定電 流型の電源とし、装置を通る所望の全体的電流を維持するか、又は電源は適当に 制御して最適な全体的出力が得られるようにすることが出来る。リング電極２． ３．４は、これらを電源１１の負端子又は正端子のいずれかに接続することによ り、電気アークの陰極又は陽極として機能することが出来る。

第１図、及びその他の添付図面の電気／制御回路において、実線は電流路を示す 一方、破線は制御路を示す。

第２図には、第１図に示した制御システムの手順が略図で図示されている。最初 、アーク１４は電極１．２間で発生させることが出来、制御手段１２を適当に作 動させることにより、アーク１４の電気的影響を変化させ、その経路を動かすこ とが出来る。特に、アーク１４の下流底部１５は、電極２から電極３に移り、そ の後、所望であれば電極４に移すことが出来る。これにより、アーク路の程度は 第２図に破線で示すように変化される。

制御手段１２を適当に作動させることにより、アーク路を迅速にかつ反復的に変 化させ、これにより、電気アーク装置内の電気及び電気密度の分布を効果的に制 御することが可能となる。この電気分布はスペース（影響の程度）及び／又は時 間（変化の頻度及びタイミング）に従って制御することが出来る。ある場合には 、電気の所定の程度及び／又はその分布を一定時間に亘って維持することが望ま しいことがあり、それは、アーク路を反復的に変化させる場合に生じるであろう 電気の程度及び／又は分布の変化を補正することにより実現することが出来る。

適当な制御パラメータは、第１図に略図で示したような適当な電源１６を通じて 制御手段１２に付与することが出来る。

アーク路の変化は、上述のように、電気的影響によってのみ制御する必要はない 。装置を通る、特に円弧の領域１４を通るガス及び／又は材料の流量は、アーク の程度に影響を及ぼすことが出来る。従って、流量の変化は、アーク路の変化を 制御するファクタとなり得る。この点に関し、かかる流量は、調節手段８（第１ 図）を作用させることにより調節することが出来る。該手段８又は同様の手段を 使用して、材料供給装置９．１０における流量を調節することが出来る。

アーク路内の変化は、必要に応じて急激とし又は徐々に行われるようにすること が可能であることを理解するべきである。後者の場合、円弧１４は少な（とも一 時的に分割されて２つの経路を備えることになる。例えば、分割された円弧の一 方の経路は、電極にまで伸長し、他方の経路は電極３まで伸長するようにする。

即ち、装置の軸方向に離間した２つの下流の底部付着箇所１５、及び単一の上流 底部付着箇所１７（第２図）が存在することになる。

第３図には、第１図に示した変形例による配置が略図で図示されている。第１図 の構成要素に対応する該変形例の構成要素は、１００乃至１９９の同様の参照番 号で示されている。

第３図の隣接する電極間には、絶縁手段１１９が設けられており、これら絶縁手 段１１９の一部又は全てには、材料供給装置１０９を設けることが出来る。

第３図の構成において、リング電極１０２．１０３．１０４及び１１８間の電流 の分布の制御は、適当なスイッチ手段１１３により行われ、該スイッチ手段１】 ３は、アーク又は装置により処理される材料に伴う熱時間と比較して遅い速度又 は急激な速度のいずれかにて作動し、アークが略半静止状態に維持されるように する。アークの発生は、適当なトリガ電圧をコア電極１０１と隣接するリング電 極１０２との間に付与することにより行われる。アークの発生中、電極１０２は 、該電極を閉じた状態にあるそれぞれのスイッチ手段１１３により電源１１１に 接続することにより活性状態とされる。他のリング電源１０３．１０４及び１１ ８の各々の接続されたそれぞれのスイッチ手段１１３は、装置の材料／ガスの流 動状態いかんによって閉塞又は開放状態のままにすることが出来る。アークの発 生後、直ちにアークはコア電極１０１とリング電極１０２との間にて燃焼する。

アークの発生後、アークは、必要なリング電極に接続されたそれぞれのスイッチ 手段１１３を閉じ、及びリング電極１０２に接続されたスイッチ手段１１３を開 放することにより、コア電極１０１とその他の任意の１つのリング電極１０３． １０４．１１８との間で燃焼するように移すことが出来る。例えば、アークがコ ア電極１０１とリング電極１０４との間でｆｆ焼し得るようにするため、す／グ ミ極１０４に接続されたスイッチ手段１１３を閉じ、す／グミ極１０２に接続さ れたスイッチ手段１１３を開放する。装置を流動するガスの方向、高温ガスの導 電性、［極１１１の電圧、及びシステム内のインダクタンスによって生じる過電 圧はアークを必要とされるリング電極まで動かすのを支援する。ある適用例にお いて、アーク路の長さの変化する程度は、アークを上流リング電極から隣接する 下流１！極まで連続的に動かしてアークの消滅を防止し得るようにすることが必 要である程度とする。

コア電極１０１とガス流の下流領域に配置されたリング電極との間のアーク燃焼 は、新たなアーク電極に接続されたスイッチ手段を閉じることによって、及び必 要であれば、古い下流のアーク電極に接続されたスイッチ手段を開放することに よってアーク電極の上流領域に配置されたリング電極まで後方に動かし又は退却 させることが出来る。例えば、アークを電極１０４からリング電極１０３に後方 に動かし又は退却させるためには、リング電極１０３に接続されたスイッチ手段 １１３を閉じる。リング電極１０４に接続されたスイッチ手段１１３は、ガスの 流動状態いかんによって開放し又は閉じた状態とすることが出来る。

アークコラムの付加的な移動及び連続的な延長又は退却は、３つ以上のリング電 極を有する装置によって行うことが出来る。

アーク電流の伸長、退却又は分配中何れかにおけるリング電極間の切替えは、ア ーク内に所望の電流分布を形成し得るような順序で行うことが出来る。アーク内 の電流分布が変化する場合、アーク内で放出される電気分布も変化し、これによ り、アーク出力、及び温度、圧力等のようなそのその他のパラメータを制御する 手段を提供する。

該装置は、少なくとも２つの基本的な制御作動モードにて作動させることが出来 る。１つのモード（便宜上、遅い作動モードと称する）において、アークは任意 のその池のリング電極に移される前に、アークの熱時間定数と比較して大きい持 続時間（約０１秒又はそれ以上）の任意の１つのリング電極において燃焼させる ことが出来る。この型式の制御により、装置内のアークの出方を段階的に制御す る手段が提供される。しかし、アークを１つのリング電極から別の電極に移すこ とは、遅い作動モードのときでさえ、電子的スイッチ手段を使用することで迅速 に行うことが出来る。又アークを装置内の電極間で移動させるとき、電源を適当 に制御することも可能である。アークを装置内の電極間を移動させ、電源の制御 はより高レベルの制御と組み合わせ、所望の電気分布及び総出方を実現すること が出来る。

第２の作動モード（便宜上、速い作動モードと称する）は、任意の特別のリング 電極におけるアークの滞留時間をアークプラズマの熱時間定数より短くするのに 十分に急激な速度にて装置の全て又は２．３のリング電極間にてアークを移動さ せることにより行われる。この速い作動モードにおいて、アークの出力分布及び 出力は任意の特別のリング電極におけるアークの持続時間を変化させることによ り、制御することが出来る。この場合、リング電極におけるアークの滞留時間は 、−回の移動中、電流がアークからリング電極に流れる時間を意味する。速いモ ードにて作動する間、装置内のアークプラズマは、半静止状態となり、電極によ り吸引される平均電流、従ってアークの平均出力は、装置の異なるリング電極に おけるアークの滞留時間を変化させることにより、変化される。電源は又、装置 の速いモードの作動と共に制御することも可能である。

上述の２つのモードは、実質的に異なる２つの極端なスイッチ動作を示すもので ある。遅いモードにおいて、プラズマの性質（温度、密度、流量、速度、粘度等 ）は電流路の切替えと共に変化し、出力分布は時間が平均化された状態で制御さ れる。このモードの利点は、所望であれば、状態を反復的に変化させることが出 来る点であり、このことは、例えば、粉末をアーク内に注入する場合に有利であ る。これに反し、速いモードは、プラズマパラメータの半静止状態を実質的に形 成し、上述のように滞留時間を変化させることにより、そのパラメータの分布を 変化させることが出来る。

静止状態は、電流が同時に異なる電極に連続的に流れるのを許容する電流制御要 素を使用することによって遅いモードで実現することも出来る。放出ロスを伴わ ずにこれを可能にする方法は、自由回転路を有するスイッチ付き誘導回路を使用 することである。これにより異なる電極間におけるインピーダンスの接続解放が 可能となり、アークは平行状態で安定的に燃焼することが出来る。

この装置は、上述の２つの基本的な作動モードを含む、各種の異なるモードにて 作動させることが可能である。

該装置の更に別の使用モードにおいて、装置を通るガスの流速は、超音速程度ま で速め、関係する衝撃フロント又は波が形成されるようにする。適正に調節され たガス流の場合、亜音速及び超音速の流動状態間の急激な遷移は、スイッチ技術 により電気の入力を変化させることで可能となる。該装置を使用して材料を溶射 し、目的物を被覆する場合、上述の方法にて発生された衝撃フロントは、厚くか つ稠密な被覆を形成する点で有利である。

第４図には、材料の処理又はプラズマ溶射のような表面処理に使用し得る高温の ガスを発生するための本発明の別の実施例が図示されている。第４図に図示した 装置は、第３図に図示した装置と略同−であるため、同一の参照符号を使用する 。

第４図に図示した装置は、適当な絶縁体１１９により相互に分離された多数の同 軸状のリング電極１０２．１０３．１０４．１１８を有している。この実施例に おいて、２つのリング電極１０２．１１８のみを使用してアーク電流の分布及び アーク出力の分布を制御する。この装置は、１つのスイッチ手段１１３のみを使 用して電流を一方のリング電極から他方の電極に移す。この装置は遅い及び速い 作動モードの双方に使用することが出来る。速い作動モードにおいて、アークは 高周波数にて２つの活性のリング電極１０２．１１８間にて移動し、アーク出力 の制御は、スイッチ１１３が閉じている期間とスイッチ１１３が開放している期 間との比を変化させることにより行われる。例えば、この型式の制御により、ア ーク出力を所望の値に維持し得るフィードバンク制御システムを構成することか 可能である。又適用条件に合ったその他の型式のフィードバック制御システムを 構成することも出来る。

上記の説明から本発明による装置は、電気アーク装置の効果及び可能な適用例を 拡大させるものであることが明らかであろう。

本発明の精神から逸脱せずに上述した部品の構造及び配置に各種の変形例、応用 例及び／又は付加を採用することが可能である。

ＦＩＧ　３ 補正書の翻訳文掲出書 （特許法第１８４条の８）

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．電気アーク発生装置にして、 第１の電極と、少なくとも２つの別の電極と、前記第１の電極と前記別の電極の 任意の１つ又は２つとの間に電源を接続させ、前記第１の電極と前記別の電極の 間でアークを発生させる供給手段と、前記第１の電極と前記別の電極との間にて 前記アーク路を反復的に変化させ、これによりアーク領域内の電力の分布を制御 する制御手段とを備え、 前記制御手段が、前記アーク路に電気的影響を付与する電気的手段を備えること を特徴とする電気アーク発生装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の装置にして、前記電気的手段が別の電極の各々に 対する電位を制御し、アーク底部の付着箇所を吸引し、これによりアーク路に影 響を及ぼすことを特徴とする装置。
3. ３．請求の範囲第１項又は第２項の記載の装置にして、前記制御手段が、ガス及 び／又は供給材料がアーク領域を経て又は横断して流動する速度を調節し、これ により、前記アーク路の程度に影響を及ぼす流れ調節手段を備えることを特徴と する装置。
4. ４．請求の範囲１乃至３のいずれかに記載の装置にして、前記電気的手段が選択 された前記別の電極を前記電源から外し、又は選択された前記別の電極を前記電 源に接続し、これにより、前記アーク路を変化させるスイッチ手段を備えること を特徴とする装置。
5. ５．請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の装置にして、前記制御手段 が、前記電源により前記別の電極に供給される電流を調節することを特徴とする 装置。
6. ６．請求の範囲第５項に記載の装置にして、前記制御手段が前記電源により前記 別の電極の各々に供給される電流を選択的に変化させることを特徴とする装置。
7. ７．請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の装置にして、前記各別の電 極が略環状の形状であり、前記別の電極の各々が互いに略同軸状に配置され、供 給路が前記別の電極を通りかつ前記第１の電極を経て軸方向に伸長することを特 徴とする装置。
8. ８．請求の範囲第７項に記載の装置にして、前記第１の電極の少なくとも一部が 円錐形の形状であり、前記円錐形部分が隣接する前記別の電極の中央穴内に伸長 することを特徴とする装置。
9. ９．請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の装置にして、前記第１の電 極が陰極を構成し、前記別の電極の各々が陽極を構成することを特徴とする装置 。
10. １０．第１の電極と、少なくとも２つの別の電極とを有する電気アーク発生装置 を作動させる方法にして、 電源を前記電極に接続し、前記第１の電極と前記別の電極の１つとの間にアーク を発生させる段階と、前記アーク路を反復的に変化させることにより、前記アー ク内の電力分布を制御する段階と、１又は２以上の前記別の電極に対する前記電 源の影響を反復的に変化させることにより、前記制御に少なくとも寄与する段階 とを備えることを特徴とする方法。
11. １１．請求の範囲第１０項に記載の方法にして、前記制御段階が、ガス又は材料 が前記アークの領域を通って流れる速度を調節する段階を備えることを特徴とす る方法。
12. １２．請求の範囲第１０項又は第１１項に記載の方法にして、前記電源の影響力 を調節する前記段階が、１又は２以上の前記別の電極を反復的に前記電源に対し て選択的に着脱させることにより、少なくとも一部分実行され、前記アークの付 着部分が前記スイッチ可能な電極から別の電極に動き得るようにすることを特徴 とする方法。
13. １３．請求の範囲第１２項に記載の方法にして、前記各着脱時間を、アークの出 力を制御するように変化させることを特徴とする方法。
14. １４．請求の範囲第１３項に記載の方法にして、アークが前記スイッチ可能な電 極に付着された状態を維持する各時間が、アークプラズマ、又は処理すべき材料 の熱時間定数より短いことを特徴とする方法。
15. １５．請求の範囲第１０項乃至第１４項のいずれかに記載の方法にして、少なく とも１つの前記スイッチ可能な電極に供給される電流値が、アーク出力の程度及 び分布を制御し得るように制御されることを特徴とする方法。