JPH0729681A

JPH0729681A - アーク加熱器

Info

Publication number: JPH0729681A
Application number: JP32392493A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Mitsuda; 正彦満田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、エロージョンが電極内周面の略全
面にわたり均等に生じるように、又はエロージョンの成
長速度を低下して、電極の長寿命化をはかったアーク加
熱器を提供することを目的とする。【構成】そこで、各電極２(５)に、電極周方向に巻回
された第１の電磁コイル３(６)と、電極軸方向に平行な
面に沿って巻回された第２の電磁コイル１４，１５とを
そなえ、これらの第１の電磁コイル３(６)と第２の電磁
コイル１４，１５とを組み合わせて磁場と形成すること
により、各電極２(５)の内周面に接触するアーク足の位
置を各電極２(５)の周方向および軸方向に移動させるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス中にアークを発生
させその電気抵抗による発熱を利用してガスを加熱する
アーク加熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アーク加熱器とは、ガス中にア
ークを発生させその電気抵抗による発熱を利用してガス
を加熱するものである。図８に従来のアーク加熱器の構
造を示す。

【０００３】図８において、１はガス（空気）を導入す
るガス導入部、２は円筒状の陰極(電極)、３は陰極２の
外周に巻回された電磁コイル、４は円筒状のコンストリ
クタ、５は円筒状の陽極(電極)、６は陽極５の外周に巻
回された電磁コイル、７は加熱されたガスを吐出するノ
ズル、８は陰極２と陽極５との間で発生するアーク、９
はコンストリクタ４を冷却すべく冷却器１０により冷却
された冷却水をコンストリクタ４の外周へ供給する冷却
水流路、１１は陰極２と陽極５との間に所定電圧を印加
するための直流電源である。なお、電磁コイル３，６の
機能については、図１０(ａ)〜(ｃ)にて後述する。

【０００４】図８に示すように、アーク加熱器は、陰極
２と陽極５との間にコンストリクタ４を介設して構成さ
れて、ガス導入部１から導入されたガス（空気）が通過
する流通路Ｘを形成している。そして、陰極２と陽極５
とを、直流電源１１を介して結線し、電圧を印加する
と、流通路Ｘ中にアーク８が発生し電流が流れ、その電
気抵抗により、ガス導入部１から流入するガス（空気）
の温度が上昇する。なお、冷却器１１により冷却された
冷却水を冷却水流路９にてコンストリクタ４の外周に供
給し、コンストリクタ４を冷却して、このコンストリク
タ４が溶損(エロージョン)しないようにしている。

【０００５】ところで、図９に示すように、電極２，５
の表面にはアーク８の足と呼ばれる部分１２があり、局
所的に過大な熱が発生し、電極２，５の表面にエロージ
ョン１３を生じ、そのエロージョンの程度が電極２，５
の寿命を決定する。

【０００６】このエロージョン１３を緩和するために、
図１０(ａ)〜(ｃ)に示すように、ローレンツ力を利用し
てアーク８の足１２を移動させる方法が従来より用いら
れている。

【０００７】その原理を図１０(ａ)〜(ｃ)により説明す
ると、電極２，５の外周に電磁コイル３，６を図１０
(ａ)〜(ｃ)に示す方向(電極２，５の周方向)へ巻回し、
電流Ｉを流すと、図１０(ｂ)に示すごとく磁場Ｂが形成
される。この磁場Ｂの強さは、Ｂ＝μ４πＮＩ／Ｌ
(μ：透磁率，Ｎ：コイル回転数，Ｌ：ソレノイド長)で
あるから、コイル回転数Ｎやソレノイド長Ｌが増すほ
ど、磁場Ｂは強くなる。アーク８の電流をＪとすると、
アーク８の足１２にＪ×Ｂなるローレンツ力が作用し、
アーク８の足１２を速度ｖで動かすことになる。図１０
(ａ)，(ｃ)から明らかなように、アーク８の足１２は電
磁コイル３，６の電流Ｉの方向に動くことがわかる。ま
た、アーク８の足１２の軌跡は、電磁コイル３，６の面
内に留まることもわかる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電磁コイル３，６を用いた従来のアーク加熱器では、
図１０(ａ)〜(ｃ)にて説明した通り、アーク８の足１２
に回転方向(電極２，５の周方向)のローレンツ力のみが
作用することになり、アーク８の足１２は同一平面内を
移動することになる。従って、電極２，５の内周部のエ
ロージョン１３は、図９に示すように、Ｖ字形の溝状に
なり、電極２，５の内周面が均一にエロージョンを起こ
さないため、電極２，５の寿命が短いという課題があっ
た。

【０００９】また、図１０(ａ)〜(ｃ)にて説明した電磁
コイル３，６を用いて、電極２，５の寿命をできるだけ
伸ばすためには、電磁コイル３，６を長くするかコイル
回転数Ｎを増やして電極エロージョン速度を遅くする必
要がある。しかし、このように電磁コイル３，６を長く
したりコイル回転数Ｎを増やすと、電磁コイル３，６の
発熱量が増え、電磁コイル３，６の冷却が必要になり、
場合によってはスペース的に冷却機能をそなえることが
無理な場合もある。

【００１０】更に、上述のように、アーク加熱器で加熱
されるガスは、一般的に空気を使用しているので、各電
極２，５がその成分である酸素雰囲気中に曝され、図１
１に示すように、アルゴンガス（Ａｒ）雰囲気中に比し
て、酸素により各電極２，５のエロージョン１３の程度
が著しく阻害され（エロージョン１３の成長速度が高く
なる）、各電極２，５の寿命が短いという問題があっ
た。

【００１１】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、エロージョンが電極内周面の略全面にわた
り均等に生じるように、又はエロージョンの成長速度を
低下して、電極の長寿命化をはかったアーク加熱器を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明のアーク加熱器(請求項１)は、２つの円
筒状の電極と、これらの電極間に介設された円筒状のコ
ンストリクタとをそなえ、直流電源を介して前記２つの
電極を結線し電圧を印加することにより、ガス中にアー
クを発生させて電流を流し、このときの電気抵抗により
ガスを加熱するものにおいて、前記の各電極に、該電極
の周方向に巻回された第１の電磁コイルと、該電極の軸
方向に平行な面に沿って巻回された第２の電磁コイルと
をそなえ、前記第１の電磁コイルと前記第２の電磁コイ
ルとを組み合わせて磁場を形成することにより、前記の
各電極の内周面に接触する前記アークの足の位置を前記
の各電極の周方向および軸方向に移動させることを特徴
としている。

【００１３】また、第２の発明のアーク加熱器(請求項
２)は、２つの円筒状の電極と、これらの電極間に介設
された円筒状のコンストリクタとをそなえ、直流電源を
介して前記２つの電極を結線し電圧を印加することによ
り、ガス中にアークを発生させて電流を流し、このとき
の電気抵抗によりガスを加熱するものにおいて、前記の
各電極を、該電極の周方向および軸方向のそれぞれにつ
いて複数のセグメントに分割して、各セグメント相互間
に絶縁材を介して構成し、前記直流電源に接続される前
記の各電極のセグメントを順次切り換える切換手段をそ
なえたことを特徴としている。

【００１４】第３の発明のアーク加熱器(請求項３)は、
２つの円筒状の電極と、これらの電極間に介設された円
筒状のコンストリクタとをそなえ、直流電源を介して前
記２つの電極を結線し電圧を印加することにより、空気
中にアークを発生させて電流を流し、このときの電気抵
抗により空気を加熱するアーク加熱器において、前記の
各電極が、相互間に隙間を形成せしめて該電極の軸方向
に直交する方向について複数に分割された分割電極で構
成され、前記の各隙間から前記アークが発生する空気中
に不活性ガスを流入するすることを特徴としている。

【００１５】請求項４では、第３の発明のアーク加熱器
(請求項２)の構成に加えて、空気を窒素ガスとするとと
もに、該窒素ガスを加熱した後に酸素ガスと所定比率で
混合させる室を設けたことを特徴としている。

【００１６】

【作用】上述した第１の発明のアーク加熱器(請求項１)
では、相互に直交するように巻回された第１および第２
の電磁コイルを組み合わせて磁場が形成されるので、各
電極の内周面に接触するアークの足に作用するローレン
ツ力は３次元的なものになり、アークの足の位置を、各
電極の周方向および軸方向のいずれの方向へも移動させ
ることができる。

【００１７】また、第２の発明のアーク加熱器(請求項
２)では、切換手段により、直流電源に接続される各電
極のセグメントを順次切り換えることにより、各電極の
内周面に接触するアークの足の位置は、直流電源を接続
されたセグメントの位置へ順次移動する。

【００１８】第３の発明のアーク加熱器(請求項３)で
は、分割電極間の隙間からガス中に不活性ガスを流入さ
せて、各電極の付近の空気の成分である酸素濃度を低下
させることができるので、各電極のエロージョンの成長
速度を低下させることができる。

【００１９】請求項４では、窒素ガスを加熱して、該窒
素ガスの加熱後に酸素を混合して模擬空気とするように
して、各電極の内周面付近に酸素濃度を完全に０とする
ことができるので、各電極のエロージョンの成長速度を
低下させることができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、図１〜図３は本発明の第１実施例としてのア
ーク加熱器を示すもので、図１(ａ)はその電磁コイルの
巻回状態を示す側面図、図１(ｂ)はその電磁コイルの巻
回状態を示す正面図、図２(ａ)はその第２の電磁コイル
のコイルの巻回状態を模式的に示す斜視図、図２(ｂ)は
その第２の電磁コイルによりアークの足に作用するロー
レンツ力を説明するための模式的な正面図、図３(ａ)は
第１実施例におけるアークの足の移動軌跡を示す斜視
図、図３(ｂ)はその移動軌跡を平面的に示す図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一部分を示し
ているので、その説明は省略する。

【００２１】本実施例のアーク加熱器も、基本的には図
８に示した従来のものとほぼ同様に構成されているが、
従来、各電極２(または５)において、アーク８の足１２
に作用させるローレンツ力を発生するために、各電極２
(または５)の周方向についてのみ電磁コイル(第１の電
磁コイル)３(または６)を巻回していたが、この第１実
施例では、図１(ａ)，(ｂ)に示すごとく、各電極２(ま
たは５)には、電磁コイル３(または６)と直交するよう
に、各電極２(または５)の軸方向に平行な面に沿って、
２組の電磁コイル(第２の電磁コイル)１４，１５が適当
な間隔をあけて巻回されている。

【００２２】そして、後述するごとく、電磁コイル３
(または６)と電磁コイル１４，１５とを組み合わせて磁
場Ｂを形成することにより、各電極２(または５)の内周
面に接触するアーク８の足１２の位置を各電極２(また
は５)の周方向および軸方向に移動させるようになって
いる。

【００２３】つまり、従来のように、各電極２(または
５)の周方向に巻回された電磁コイル３(または６)のみ
を用いる場合、この電磁コイル３(または６)によって形
成された磁場Ｂにて、アーク８の足１２に作用するロー
レンツ力の方向は周方向のみとなり、各電極２(または
５)の内周面に接触するアーク８の足１２の位置は、図
３(ｂ)の矢印ａに示す周方向のみに移動することにな
る。

【００２４】しかし、本実施例では、図２(ａ)に示すよ
うに、各電極２(または５)の軸方向に巻回された２組の
電磁コイル１４，１５を励磁することにより、図２(ｂ)
に示すように、アーク８の足１２は、各電極２(または
５)の軸方向のローレンツ力を受け、各電極２(または
５)の軸方向〔図３(ｂ)の矢印ｂ方向〕へ移動すること
になる。

【００２５】従って、電磁コイル３(または６)による矢
印ａ方向のローレンツ力と、電磁コイル１４，１５によ
る矢印ｂ方向のローレンツ力とを組み合わせることによ
り、アーク８の足１２は、図３(ａ)，(ｂ)に示すよう
に、電極２(または５)の内周面上を螺旋状に移動するこ
とになる。その結果、電極２(または５)の内周面上のか
なりの表面積を溶損(エロージョン)することになって、
エロージョンが電極内周面の略全面にわたり均等に生
じ、電極２(または５)の寿命が大幅に伸びるのである。

【００２６】次に図４，図５により本発明の第２実施例
としてのアーク加熱器について説明すると、図４(ａ)は
その電極の側面図、図４(ｂ)はその電極の正面図、図４
(ｃ)はその全体構成を模式的に示す側面図、図５(ａ)は
そのタップリレー切換部(切換手段)の構成を示す正面
図、図５(ｂ)は図５(ａ)のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【００２７】本実施例のアーク加熱器も、基本的には図
８に示した従来のものとほぼ同様に構成されているが、
この第２実施例では、従来のものや第１実施例のものの
ような電磁コイル３，６，１４，１５はそなえられてい
ない。

【００２８】本実施例では、図４(ａ)，(ｂ)に示すよう
に、コンストリクタ４の両端における各電極２Ｚ，５Ｚ
が、それぞれ、この電極２Ｚ，５Ｚの周方向および軸方
向のそれぞれについて複数のセグメント１６に分割され
て、各セグメント１６相互間に絶縁材１７を介して構成
されている。本実施例の各電極２Ｚ，５Ｚは、それぞ
れ、各電極２Ｚ，５Ｚの周方向について１２分割、各電
極２Ｚ，５Ｚの軸方向について６分割され、全部で７２
個のセグメント１６から構成されており、各セグメント
１６に、それぞれ、“１Ａ”，“２Ａ”，“３Ａ”，
…，“１２Ａ”，“１Ｂ”，…，“１２Ｂ”，“１
Ｃ”，…，“１２Ｆ”の符号を付しておく。

【００２９】そして、本実施例では、各電極２Ｚ，５Ｚ
に、直流電源１１に接続される各電極２Ｚ，５Ｚのセグ
メント１６を順次切り換える切換手段１８がそなえられ
ている。この切換手段１８は、図４(ｃ)，図５(ａ)に示
すように、７２個のリレータップ１９と、モータ２１に
よって回転駆動されるブラシ２０とから構成されてい
る。

【００３０】７２個のリレータップ１９は、それぞれ、
前述した符号“１Ａ”〜“１２Ｆ”の７２個のセグメン
ト１６に配線２２を介して接続され、円環状に配設され
ている。また、ブラシ２０は、直流電源１１の正極もし
くは負極に接続され、円環状に配設されたリレータップ
１９の中心位置を中心としてモータにより回転駆動され
ながら、ブラシ２０の先端が、図５(ａ)，(ｂ)に示すよ
うに、各リレータップ１９に順次接触するようになって
いる。

【００３１】なお、本実施例では、図５(ａ)に示すよう
に、“１Ａ”，“２Ａ”，“３Ａ”，…，“１２Ａ”，
“１Ｂ”，…，“１２Ｂ”，“１Ｃ”，…，“１２Ｆ”
の順序で各セグメント１６と直流電源１１とが接続され
るように、各リレータップ１９と各セグメント１６とが
配線２２により接続されている。

【００３２】これにより、モータ２１によりブラシ２０
を適当な速度で回転駆動することで、直流電源１１に接
続される各電極２Ｚ，５Ｚのセグメント１６が順次切り
換えられ、各電極２Ｚ，５Ｚの内周面に接触するアーク
８の足１９の位置は、直流電源１１を接続されたセグメ
ント１６の位置へ順次移動することになる。

【００３３】従って、この第２実施例でも、上述した第
１実施例と同様に、電極２Ｚ，５Ｚの内周面上のかなり
の表面積を溶損(エロージョン)することになって、エロ
ージョンが電極内周面の略全面にわたり均等に生じ、電
極２Ｚ，５Ｚの寿命が大幅に伸びるのである。

【００３４】また、本実施例では、リレータップ１９の
間隔やモータ２１によるブラシ２０の回転速度を調整す
ることで、アーク８の足１２の移動速度を任意に調整す
ることができる。例えば、リレータップ１９の間隔を短
くするか、モータ２１によるブラシ２０の回転速度を速
めることで、アーク８の足１２の移動速度を速くするこ
とができる。通常、アーク８の足１２の回転速度として
は、数１０〜数１００Ｈｚ程度が適当であるので、ブラ
シ２０の回転数を１秒当たり数１０〜数１００回転させ
る必要がある。当然、ブラシ２０の回転数はモータ回転
数と同じであるから、アーク８の足１２の移動周波数を
任意に設定できることになる。

【００３５】なお、上述した第２実施例では、切換手段
１８により、“１Ａ”，“２Ａ”，“３Ａ”，…，“１
２Ａ”，“１Ｂ”，…，“１２Ｂ”，“１Ｃ”，…，
“１２Ｆ”の順序でセグメント１６の接続切換を行な
い、アーク８の足１２を電極２Ｚ，５Ｚの内周面に沿っ
て螺旋状に移動させる場合について説明したが、セグメ
ント１６の接続切換を適宜行なうことで、アーク８の足
１２を任意の軌跡で移動させることができる。

【００３６】また、上述した第２実施例では、各電極２
Ｚ，５Ｚを７２個のセグメント１６に分割した場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００３７】次に図６により本発明の第３実施例として
のアーク加熱器について説明すると、図６(ａ)はアーク
加熱器の構造を模式的に示す側面図、図６(ｂ)は電極付
近のガスの流れを示す拡大図である。なお、図中、既述
の符号と同一の符号は同一部分を示しているので、その
説明は省略する。

【００３８】本実施例のアーク加熱器も、基本的には図
８に示した従来のものとほぼ同様に構成されているが、
図６(ａ)に示すごとく、各電極２(または５)は、その軸
線に直交する方向に分割された分割電極２Ａ〜２Ｃ(ま
たは５Ａ〜５Ｃ)とされいる。この分割電極２Ａ〜２Ｃ
(または５Ａ〜５Ｃ)は、その相互間に所定隙間３０を形
成せしめて配置されている。そして、本実施例では、各
隙間３０からアルゴンガス(Ａｒ)（またはヘリウムガ
ス）を流通路Ｘ内に流入するようにしている。

【００３９】従って、ガス加熱器でガス(空気)を加熱す
るときには、図６(ｂ)に示すように、各隙間３０から流
通路Ｘ内に流入するアルゴンガス(Ａｒ)(またはヘリウ
ムガス)が各電極２(または５)の内周面２ａ(または５
ａ)付近に大部分存在し、また、ガス導入部１から導入
される空気がアーク８付近に大部分存在することになる
ので、該各電極２(または５)内周面２ａ(または５ａ)付
近では酸素(Ｏ₂)濃度が低くなる。

【００４０】このように、本実施例のアーク加熱器で
は、各電極２，５の内周面２ａ，５ａ付近の酸素(Ｏ₂)
濃度を、従来のもに比して低くしてガス(空気)の加熱を
行っているので、各電極２，５のエロージョン１３の成
長速度が低下し、各電極２，５の寿命が大幅に伸びるの
である。

【００４１】次に図７により本発明の第４実施例として
のアーク加熱器について説明すると、図７(ａ)はアーク
加熱器の構成を模式的に示す側面図、図７(ｂ)は電極付
近のガスの流れを示す拡大図である。

【００４２】本実施例のアーク加熱器は、上記第３の実
施例と同様の構成に、図７(ａ)に示すごとく、ノズル７
に連続された酸素ガス(Ｏ₂)供給のためのプレナム室３
５を形成したものである。

【００４３】そして、本実施例では、ガス導入部１から
窒素ガス(Ｎ₂)を導入し、プレナム室３５に酸素ガス(Ｏ
₂)を導入しており、その流量比を、窒素ガス：酸素ガス
＝７９：２１に調整し、該プロナム室３５で混合して模
擬空気としている。

【００４４】従って、本実施例では、ガス加熱器で窒素
ガス(Ｎ₂)を加熱した後、プレナム室３５で該加熱され
た窒素ガス(Ｎ₂)と酸素ガス(Ｏ₂)を混合して模擬空気と
するので、流通路Ｘ内は、図７(ｂ)に示すように、各隙
間３０から流通路Ｘ内に流入するアルゴンガス(Ａｒ)
(またはヘリウムガス)とガス導入部１から導入される窒
素ガス(Ｎ₂)だけが存在し、各電極２，５内周面２ａ，
５ａ付近で酸素(Ｏ₂)濃度が完全に０となる。

【００４５】このように、本実施例のアーク加熱器で
は、各電極２，５の内周面２ａ，５ａ付近で酸素(Ｏ₂)
濃度を０にするとともに、アルゴンガス(Ａｒ)(または
ヘリウムガス)が存在するようにしたので、各電極２，
５のエロージョンの成長速度が低下し、各電極２，５の
寿命が大幅に延びるのである。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、第１，２の発明の
アーク加熱器によれば、アークの足を、電極の内周面に
沿って電極の周方向にも軸方向にも任意に移動させるこ
とができるように構成したので、電極の内周面上のかな
りの表面積を溶損することになって、エロージョンが電
極内周面の略全面にわたり均等に生じ、電極の寿命を大
幅に伸ばせる効果がある。

【００４７】また、第３の発明のアーク加熱器によれ
ば、分割電極間の隙間から空気中に不活性ガスを流入さ
せて、各電極の付近の空気の成分である酸素濃度を低下
もしくは０にすようにしたので、各電極のエロージョン
の成長速度が低下し、電極の寿命を大幅に伸ばせる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としてのアーク加熱器にお
ける電磁コイルの巻回状態を示すもので、(ａ)はその側
面図、(ｂ)はその正面図である。

【図２】第１実施例の第２の電磁コイルの作用を説明す
るためのもので、(ａ)はその第２の電磁コイルのコイル
の巻回状態を模式的に示す斜視図、(ｂ)はその第２の電
磁コイルによりアークの足に作用するローレンツ力を説
明するための模式的な正面図である。

【図３】第１実施例におけるアークの足の移動状態を説
明するためのもので、(ａ)はその移動軌跡を示す斜視
図、(ｂ)はその移動軌跡を平面的に示す図である。

【図４】本発明の第２実施例としてのアーク加熱器を示
すもので、(ａ)はその電極の側面図、(ｂ)はその電極の
正面図、(ｃ)はその全体構成を模式的に示す側面図であ
る。

【図５】(ａ)は第２実施例におけるタップリレー切換部
の構成を示す正面図、(ｂ)は(ａ)のＢ−Ｂ矢視断面図で
ある。

【図６】第３実施例としてのアーク加熱器における電磁
コイルの巻回状態を示すもので、(ａ)はその側面図、
(ｂ)は電極付近のガスの流れを示す拡大図である。

【図７】第４実施例としてのアーク加熱器における電磁
コイルの巻回状態を示すもので、(ａ)はその側面図、
(ｂ)は電極付近のガスの流れを示す拡大図である。

【図８】従来のアーク加熱器の構造を模式的に示す断面
図である。

【図９】電極内周面におけるアークの足およびエロージ
ョンの状態を模式的に示す断面図である。

【図１０】従来のアークの足の位置の移動手段を説明す
るためのもので、(ａ)は電磁コイルの巻回状態を模式的
に示す斜視図、(ｂ)はアークの足に対する磁場の発生方
向を模式的に示す側面図、(ｃ)はアークの足に作用する
ローレンツ力の方向を模式的に示す正面図である。

【図１１】エロージョン速度と雰囲気ガスとの関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

２，２Ｚ陰極(電極) ２Ａ〜２Ｃ分割電極３電磁コイル(第１の電磁コイル) ４コンストリクタ５，５Ｚ陽極(電極) ５Ａ〜５Ｃ分割電極６電磁コイル(第１の電磁コイル) ８アーク１１直流電源１２アークの足１４，１５電磁コイル(第２の電磁コイル) １６セグメント１７絶縁材１８切換手段１９リレータップ２０ブラシ２１モータ２２配線３０隙間３５プロナム室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの円筒状の電極と、これらの電極間
に介設された円筒状のコンストリクタとをそなえ、直流
電源を介して前記２つの電極を結線し電圧を印加するこ
とにより、ガス中にアークを発生させて電流を流し、こ
のときの電気抵抗によりガスを加熱するアーク加熱器に
おいて、前記の各電極に、該電極の周方向に巻回された第１の電
磁コイルと、該電極の軸方向に平行な面に沿って巻回さ
れた第２の電磁コイルとをそなえ、前記第１の電磁コイルと前記第２の電磁コイルとを組み
合わせて磁場を形成することにより、前記の各電極の内
周面に接触する前記アークの足の位置を前記の各電極の
周方向および軸方向に移動させることを特徴とするアー
ク加熱器。
【請求項２】２つの円筒状の電極と、これらの電極間
に介設された円筒状のコンストリクタとをそなえ、直流
電源を介して前記２つの電極を結線し電圧を印加するこ
とにより、ガス中にアークを発生させて電流を流し、こ
のときの電気抵抗によりガスを加熱するアーク加熱器に
おいて、前記の各電極が、該電極の周方向および軸方向のそれぞ
れについて複数のセグメントに分割され、各セグメント
相互間に絶縁材を介して構成され、前記直流電源に接続される前記の各電極のセグメントを
順次切り換える切換手段がそなえられていることを特徴
とするアーク加熱器。
【請求項３】２つの円筒状の電極と、これらの電極間
に介設された円筒状のコンストリクタとをそなえ、直流
電源を介して前記２つの電極を結線し電圧を印加するこ
とにより、空気中にアークを発生させて電流を流し、こ
のときの電気抵抗により空気を加熱するアーク加熱器に
おいて、前記の各電極が、相互間に隙間を形成せしめて該電極の
軸方向に直交する方向について複数に分割された分割電
極で構成され、前記分割電極間の各隙間から前記空気中に不活性ガスを
流入させることを特徴とするアーク加熱器。
【請求項４】前記空気を窒素ガスとするとともに、該
窒素ガスを加熱した後に酸素ガスと所定比率で混合させ
る室を設けたことを特徴とする請求項３記載のアーク加
熱器。