JPS6120120B2

JPS6120120B2 -

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Publication number: JPS6120120B2
Application number: JP54023630A
Authority: JP
Inventors: Haruo Tateno
Original assignee: RIKEN
Current assignee: RIKEN
Priority date: 1979-03-01
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1986-05-20
Also published as: JPS55117577A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はプラズマ発生装置の操作方法に関し、
詳しくは正極性と逆極性の二つのプラズマアーク
トーチ間に形成したヘアピンアークを熱源として
プラズマ炎を発生させる装置の操作方法に関する
ものである。

一般に、正極性外套式プラズマアークトーチ
（中心電極（アーク柱の立つ電極）が負極で、中
心電極の周囲に狭搾孔を有する外套を二つ以上設
けたプラズマアークトーチをいう）と逆極性外套
式プラズマアークトーチ（中心電極が正極で、狭
搾孔を有する外套を二つ以上設けたプラズマアー
クトーチをいう。）の二つのトーチ間にヘアーピ
ンアークを形成してプラズマ炎を発生させる方法
は、高い熱量（温度）のプラズマ炎を容易につく
ることができ、その上酸素、空気など電極と激し
く反応する気体でもプラズマ化することができる
利点がある。

しかし、発生するプラズマ炎の指向性が気体流
量、電流等によつて変化するという現象があり、
これまで工業的に利用する上で大きな障害となつ
ていた。本発明者は先にプラズマ炎の指向性を一
定に保つため二つのトーチ間に形成されるヘアピ
ンアークの下流に気流導管を設ける方法を開発し
た（特許第770279号及び特許第881971号）。

しかし、この方法ではプラズマ炎の20〜30％以
上の熱量が気流導管の加熱のために失われ、高熱
量というプラズマ炎の特徴が大巾に減殺されると
いう問題があつた。

本発明は上記に鑑みなされたものであつて、正
極性外套式プラズマアークトーチとこのトーチに
対して交差する方向に配置した逆極性外套式プラ
ズマアークトーチから成るプラズマ発生装置の操
作方法において、正極性外套式プラズマアークト
ーチの少なくとも二つの環状チヤンネルに適切な
割合の流量の気体を流してアーク柱を安定化する
ことにより、発生するプラズマ炎の熱量を高め且
つ指向性を一定化し、種々の工業的応用を容易に
する方法を提供することを目的とする。

この目的は、前記のプラズマ発生装置を操作す
るに当つて、正極性外套式プラズマアークトーチ
の内側チヤンネルの気体流量と外側チヤンネルの
気体流量との和を一定にして作動させ決定した内
側チヤンネルの気体流量対熱損失の特性曲線の極
値座標の気体流量と実質的に同じか又はそれ以上
の流量の気体を前記の正極性外套式プラズマアー
クトーチの内側チヤンネルに流すことにより達成
される。

なお、ここでいう内側チヤンネルとはトーチの
環状チヤンネルが二つの場合は中心電極側のチヤ
ンネルであり、環状チヤンネルが三つの場合は中
心電極側の二つのチヤンネルを意味する。

以下添付図面により本発明を詳しく説明する。

第１図は本発明の操作方法に用いるプラズマ発
生装置の一例であつて、正極性外套式プラズマア
ークトーチＡ（以下、「トーチＡ」という。）とこ
のトーチに対し交差する方向に配置した逆極性外
套式プラズマアークトーチＢ（以下、「トーチ
Ｂ」という。）とから構成されている。

トーチＡは、陰極棒１を保持するホルダー２
と、陰極棒を取囲む第１の環状チヤンネル３を限
定する第１の外套４と、この外套を取囲む第２の
環状チヤンネル５を限定する第２の外套６とで構
成される。第１の環状チヤンネル３には気体供給
口７よりアルゴン、ヘリウムなど電極に不活性な
気体（以下、「不活性気体」という。）である第１
の気体８が供給され、狭搾孔９，１０より放出さ
れる。第２の環状チヤンネル５には気体供給口１
１より不活性気体又は酸素、空気など電極と反応
する活性な気体（以下、「活性気体」という。）で
ある第２の気体１２が供給され、狭搾孔１０より
放出される。ホルダー２、第１の外套４、第２の
外套６はそれぞれ絶縁体１３で電気的に絶縁され
ている。ホルダー２は導線１４で電源１５の負端
子に接続され、第１の外套４と第２の外套６はそ
れぞれスイツチ１６，１７を介して電源１５の正
端子に接続されている。

一方、トーチＢは、補助陰極棒２１を保持する
ホルダー２２と、補助陰極棒２１を取囲む第１の
環状チヤンネル２３を限定する第１の外套２４
と、この外套を取囲む第２の環状チヤンネル２５
を限定する第２の外套２６とで構成される。第１
の環状チヤンネル２３には気体供給口２７より不
活性気体である第１の気体２８が供給され、狭搾
孔２９，３０より放出される。第２の環状チヤン
ネル２５には気体供給口３１より不活性気体であ
る第２の気体３２が供給され、狭搾孔３０より放
出される。ホルダー２２、第１の外套２４、第２
の外套２６はそれぞれ絶縁体３３で電気的に絶縁
されている。ホルダー２２は導線３４で補助電源
３５の負端子に接続され、第１の外套２４は導線
１９で電源１５の正端子に接続されると共にスイ
ツチ３６を介して補助電源３５の正端子にも接続
されている。

なお、トーチＡの第１、第２の外套４，６、ホ
ルダー２及びトーチＢの第１、第２の外套２４，
２６、ホルダー２２は、それぞれ冷却水が還流す
る構造になつているが、説明の便宜上図示してい
ない。

上記構成からなるプラズマ発生装置は次のよう
にして作動される。

(1) トーチＡにおいて、第１気体８を流し、電源
１５に内蔵されている高周波電源により陰極棒
１と第１の外套４との間にアークを発生させ、
次いでスイツチ１６を開き、スイツチ１７を閉
じたままで第２外套６にアーク２０′を移行さ
せいわゆる非移行型のプラズマジエツト装置と
して動作させる。

(2) 一方、トーチＢにおいて、スイツチ３６を閉
じ、第１気体２８を流し、補助電源３５により
補助陰極棒２１と第１の外套２４との間に非移
行型のアーク４０′を発生させ、プラズマ気流
を二つのトーチの中心軸の交点３７に向けて放
出させる。この状態で、 (3) スイツチ１７を開くと符号２０，４０で示し
たヘアピンアークがトーチＡの陰極棒１とトー
チＢの第１外套２４間に形成される。ここで、 (4) トーチＡの第２気体１２を流してから第１気
体８を止める。又トーチ８の第２気体３２を流
してから第１気体２８を止め、スイツチ３６を
開き補助アーク４０′も停止させる。次に電源
１５によりアーク電流を増加調節する。

上記動作手順により第１図のプラズマジエツト
装置のトーチＡ，Ｂ間に形成されたヘアピンアー
クを熱源としてプラズマ炎が発生するが、前述し
たように気体流量やアーク電流値によつてプラズ
マ炎の指向性が変化し、利用上種々の障害をきた
す。

さて、第１気体８の流量Q₁と第２気体１２の
流量Q₂の和であるトーチＡの全気体流量Ｑを一
定とし（Ｑ＝Q₁＋Q₂……一定）、Q₁を０から増加
し（Q₂はそれに従つて減少する）、第２外套６の
熱損失Ｌを冷却水の上昇温度から測定すると、第
２図の気体流量対熱損失の特性曲線が得られる。

第２図の特性曲線から明らかなように、Q₁が
０から増加するにしたがつてＬは減少し最小値と
なる陰極座標Ａ点を経て再び増加する特性を示
す。

この測定の主な諸元は次のとおりである。

トーチＡの第１外套の狭搾孔９：
直径3.0mm，長さ3.0mm 〃第２〃１０：
直径1.0mm，〃0.8mm トーチＢの第１外套の狭搾孔２９：
直径2.0mm，〃2.0mm 〃第２〃３０：
直径3.0mm，〃4.0mm 両トーチの中心軸の交点３７と各トーチ先端との
距離：各10mm 両トーチの中心軸の交角： 100゜トーチＡの全気体流量Ｑ：
アルゴン、Q₁＋Q₂＝2.0／min （大気圧目盛流量計の読み）トーチＢの第２気体３２の流量Q₃：
アルゴン、1.0／min （大気圧目盛流量計の読み）なお、交点３７にトーチＡの第２外套６端を近
づけ過ぎると、Q₁に対するＡ点の位置は変わら
ないがＬの値が増加する。又遠ざけ過ぎるとヘア
ピンアークが不安定になる。通常５〜15mmの範囲
で測定し、両トーチの角度も90〜114゜の範囲で
測定する場合には、Ａ点におけるQ₁の値は同一
のものが得られる。ただし交点３７とトーチＢの
第２外套２６端との距離は電源電圧の許す範囲で
任意である。

第２図において、Q₁＝０のとき、つまり第１
環状チヤンネルに気体を全く流さない場合には、
狭搾孔を通過さすことのできるアーク電流値であ
る最大許容電流値Ｉ_Cは70Aで、二重アークが発
生する。しかし、第２図の測定点の全てで、アー
ク柱２０はトーチＡの中心軸と同一方向に直進
し、プラズマ炎も直進している。

次に、上記測定において、トーチＡの第２外套
の狭搾孔１０のみを直径2.0mm、長さ2.0mmのもの
に変換して、同様の測定をしたものが第３図であ
る。こゝで×印で示した測定点は、第１図の破線
で示したようにアーク柱２０が偏つている場合
で、○・印は直進していることを示す。第３図で
は、アーク柱２０の偏りの度合を示していない
が、Q₁＝０のとき偏りが最も大きく、Q₁を増加
するにしたがつて減少する。又Q₁＝０のとき、
二重アークの発生するＩ_Cは90Aである。

第３図の測定結果から明らかなように、トーチ
Ａの第２外套の狭搾孔１０の直径を大きくする場
合には、Ｉ_Cを増加（70A→90A）させることが
できるが、アーク柱が偏るためにプラズマ炎も彎
曲することになる。しかし、トーチＡのＱ（2.0
／min）の一部をQ₁として分流し、Q₁を0.3〜
0.5／min以上にするとアーク柱は直進し、し
かもＩ_Cは140A以上にもなる。

なお、トーチ内のアーク柱の偏りとＬの増加と
の関係は、外部磁場を印加したり或いは二つの外
套の中心軸をずらしたりするなど補助的実験によ
つても明らかであり、Q₁＝０における相当部分
（少くともＡ点以上）のＬはトーチ内のアーク柱
の偏りに起因する。

第２図の如く全気体流量Ｑに対して第２外套の
狭搾孔１０の直径が小さい場合には、トーチ内で
アーク柱が偏つていてもトーチ外のアーク柱２０
は直進しプラズマ炎も直進する。しかし、今日ま
でのプラズマアークトーチの技術的経験（例え
ば、気体を渦流状にして狭搾孔を通過させる方
法、又は陰極位置を精度良く設定するための方法
や治具など）からして、トーチ内のアーク柱が中
心軸上にあるとＩ_Cを増大させ得ることが考えら
れる。したがつて、トーチ内のアーク柱の偏りが
第１環状チヤンネルに流すQ₁によつて中心軸上
に安定化される場合にはＩ_Cも増大するはずであ
る。

第４図は上記考察（観点）の下に行つた測定結
果であつて、トーチＡの第２環状チヤンネル５内
の圧力であるトーチ内圧力Ｐ_Nとアーク電流Ｉの
関係を示す。なお、第２外套の狭搾孔１０の直径
を1.0mm、長さを約1.0mmとし、それ以外は第２図
の場合と同一の測定条件の下に、分流比Q₂：Q₁
を、2.0：０、1.8：0.2、1.6：0.4、1.4：
0.6、1.2：0.8（大気圧目盛流量計の読み）に保
つて測定したものである。分流比が，の場合
には１＝100A以上、Ｐ_N＝4.0Kg／cm²以上になつ
ても二重アークは発生しない。分流比が，，
の場合には×印の点で二重アークが発生する。
これらの結果からも明らかなように、第２図の如
きQ₁対Ｌの特性曲線のＡ点から求められたQ₁と
実質的に同じか又はそれ以上の流量の場合には、
最大許容電流値Ｉ_Cが著しく増大しており、トー
チ内のアーク柱が中心軸上に安定化されることを
裏付けている。しかし、第４図で分流比がの場
合の傾向から判るように、Q₁をあまり増加する
とＬが増加するために次第にＩ_Cが低下し、つい
にはQ₁＝０すなわち第１環状チヤンネルに気体
を分流しない場合に得られるＩ_Cよりも減少する
ことになる。したがつて、このように分流しない
場合に得られるＩ_Cよりも低くなるQ₁の値が本発
明の分流比の上限を示すことになる。

以上の測定結果ならびにその説明からも明らか
なように、トーチＡとトーチＢから成るプラズマ
発生装置を操作するに当つて、トーチＡのQ₁と
Q₂の和（Ｑ）を一定にして作動させ決定したQ₁
対Ｌの特性曲線のＡ点から求められるQ₁と実質
的に同じか又はそれ以上の流量の気体をトーチＡ
の内側チヤンネルに流すことにより、トーチ内の
アーク柱が中心軸上に安定化される結果、発生す
るプラズマ炎の指向性が一定化し且つ最大許容電
流値Ｉ_Cが著しく増大して熱量が高められるとい
う顕著な効果が得られる。

なお、第２、第３図のQ₁対Ｌの特性曲線にお
いて、最小のＬの値を示すＡ点を、トーチ内のア
ーク柱の偏りによるＬが完全に消却された点であ
ると定義することは困難である。しかし、Ａ点か
ら特定されるQ₁によつて、トーチ内のアーク柱
の偏りによるＬが極めて小さくなることが理解さ
れる。又このＡ点はQ₁対Ｌの特性曲線から本発
明の操作方法の適切なQ₁を求める唯一の極値で
あることが理解される。

第５図は本発明の操作方法に用いる別のプラズ
マ発生装置の一例であつて、トーチＡ及びトーチ
Ｂがそれぞれ三つの外套から成り、高活性気体濃
度のプラズマ炎が得られるように構成したもので
ある。図中、第１図の装置と同じ構成要素は同一
符号で示す。第１図の装置の構成と異なる点は、
トーチＡにおいて、第１外套４と陰極棒１の間の
第１環状チヤンネル１３に第３の外套４１を設け
て分割し、第３の環状チヤンネル４２とその気体
供給口４３を設け、アーク移行用のスイツチ４４
を有する電気回路を設けたことである。又トーチ
Ｂにおいても、第１外套２４と第２外套２６の間
に第３の外套５１を設け、気体供給口５３を設け
てある。ただし、トーチＢは第１図のものを用い
ても支障はない。

第５図の装置は次のようにして動作されるが、
先ず装置に流す全ての気体に不活性気体を用い
る。

(1) トーチＡにおいて、第３気体４５を流し、電
源１５に内蔵される高周波電源により陰極棒１
と第３外套４１との間にアークを発生させ、次
いでスイツチ４４，１６を順次開き、スイツチ
１７を閉じたままで第２外套６にアーク２０′
を移行させいわゆる非移行型のプラズマジエツ
ト装置として動作させる。

(2) トーチＢにおいて、スイツチ３６を閉じ、第
１気体２８を流し、補助陰極棒２１と第１外套
２４との間に非移行型のアーク４０′を発生さ
せ、プラズマ気流を二つのトーチの中心軸の交
点３７に向けて放出させる。この状態で、 (3) スイツチ１７を開くと、符号２０，４０で示
したヘアピンアークがトーチＡの陰極棒１とト
ーチＢの第１外套２４との間に形成される。こ
こで、 (4) トーチＡの第２気体１２を流してから第３気
体４５を止める。又、トーチＢの第２気体３２
を流してから第１気体２８を止め、スイツチ３
６を開き補助アーク４０′も停止する。次に電
源１５によりＩを調節する。

(5) 電極保護に必要な流量の不活性気体をトーチ
Ａの第３気体４５及びトーチＢの第３気体５５
として流す。ここでトーチＡの第２気体１２と
トーチＢの第２気体３２を活性気体に切換え
る。

上記動作手順により第５図のプラズマジエツト
装置のトーチＡ，Ｂ間に形成されたヘアピンアー
クを電源として活性気体のプラズマ炎が発生す
る。

ここで、第１図の場合と同様に、トーチＡの全
気体流量Ｑは第３、第１、第２気体４３，８，１
２の各流量Q₁₂，Q₁₁，Q₂の和で、一定とし（Ｑ
＝Q₁₂＋Q₁₁＋Q₁……一定）、又陰極棒１を保護す
るQ₁₂（不活性気体）も一定とする。

そしてQ₁₁を０から増加し第２外套６のＬを冷
却水の上昇温度から測定すると、第２，第３図と
同様にQ₁（＝Q₁₁＋Q₁₂）対Ｌの特性曲線のＡ点が
求まる。すなわち、Ａ点から求められるアーク柱
を安定化する気体流量であるQ₁は、活性気体で
あるQ₁₁と不活性気体であるQ₁₂の和であり、Q₁₂
は一定であるので、活性気体であるQ₂の一部を
分流したQ₁₁となる。

つまり、トーチＡの内側チヤンネルである第３
と第１の環状チヤンネル４２，３のうち、第３の
環状チヤンネル４２は陰極棒を保護するに必要な
一定のQ₁₂である不活性気体を流し、第１の環状
チヤンネル３には前記Ａ点から求まるQ₁₁と実質
的に同じか又はそれ以上の流量の活性気体を流す
ことにより、トーチ内のアーク柱が安定化され、
Ｉ_Cの増大と共に高い活性気体濃度のプラズマ炎
が得られる。

例えば第１図の装置で第１気体８を不活性気体
（アルゴン）、第２気体１２を活性気体（空気、酸
素）にして活性気体のプラズマ炎を発生させるこ
とができるが、プラズマ炎の活性気体濃度を上げ
るためQ₁を減少させるとＩ_Cが減少し、反対にＩ
_Cを増大させるためにQ₁を増加させると活性気体
濃度が低下し、アーク電圧も低下するという問題
があつた。

しかし、このような問題も第５図の装置を用い
た前述の本発明の操作方法によつて解消すること
ができた。

実施例第５図の装置において、トーチＢは第１図のも
のを用い、トーチＡを下記条件にして実施した。

第３外套の狭搾孔４６：直径2.6mm 長さ2.0mm 第１〃９：直径4.0mm 長さ3.0mm 第２〃１０：直径1.0mm 長さ0.7mm Q₁₂：アルゴン 0.25／min （大気圧目盛流量計の読み） Q₁₁：空気 0.15／min
（大気圧目盛流量計の読み） Q₁₂：空気 5.6／min
（大気圧目盛流量計の読み）その結果、Ｐ_N＝５Kg／cm²、１＝90Aすなわち
電流密度115A／mm²、空気濃度96％で安定に動作
し、プラズマ炎も直進しその指向性は極めて良好
であつた。

なお、第５図の装置は第１図の装置の内側チヤ
ンネルを第３と第１の二つの環状チヤンネルで構
成して内側チヤンネルに流す気体を分割したもの
である。したがつて、全てのチヤンネルに不活性
気体を流す場合は第１図の装置に相当することに
なり、第１図と同様な作用効果が得られる。

第６図は本発明の操作方法に用いる別のプラズ
マ発生装置の一例であつて、プラズマ炎中に処理
材料を導入して溶射、溶融、化学反応等を行う
種々の工業的応用が効率良く行えるように構成さ
れたものである。

上記したプラズマ炎を利用する種々の工業的応
用においては、処理材料（金属、非金属の粉末材
又は線材、溶剤など）をプラズマ炎の気体温度の
高い熱源（アーク柱）近くに導入することが望ま
しい。このため今日まで種々の方法が試みられて
いるが、熱源の近くに導入すると溶融した処理材
料が狭搾孔に付着し、狭搾孔の損傷或いは閉塞、
巨大な粒子の発生等安定した作業の継続を中断さ
せるような障害を生ずる。このためやむを得ず、
処理材料は狭搾孔の出口付近或いは放出されたプ
ラズマ炎に導入する方法が現在用いられている。

一方、トーチＡとトーチＢ間にヘアピンアーク
を形成してプラズマ炎を発生させる方法は、従来
汎用されているプラズマ発生装置の如き器壁（狭
搾孔）を用いずにプラズマ炎を発生させることが
できる利点がある。しかし、この方法の重大な欠
点は前述したように気体流量、電流によつて、ヘ
アピンアーク及び発生するプラズマ炎の方向が変
化することである。そのため処理材料の加熱の割
合が変化したり、或いは加熱された処理材料の飛
翔方向が変つたりして、実用化は困難であつた。

しかし、上記諸問題も第６図の装置を用いた本
発明の操作方法により解決することができる。

第６図の装置のトーチＡ及びトーチＢの構成は
第１図とほとんど同じであり、同一構成要素は同
一の符号で示す。第１図と異なる点は、構成部材
５６によつてトーチＡとトーチＢが絶縁物５７を
介して固定され、処理材料導入管５８が絶縁物５
９を介して構成部材に取付けられていることであ
る。なお、導入管５８の導入口６０の中心軸はヘ
アピンアーク２０に交わり、処理材料がヘアピン
アーク部分に導入できるようになつている。又、
トーチＢの中心軸に対して第２外套２６の狭搾孔
３０を曲げてあり、加工作業の障害となるトーチ
Ｂの下方への突出を除いている。

この装置の操作方法は第１，第５図と全く同じ
であり、超音速のアーク柱２０から長大な層流プ
ラズマ炎を作る低速のアーク柱２０まで指向性が
一定に保たれ、得られるプラズマ炎の指向性を一
定に保つことができる。そのため、処理材料をプ
ラズマ炎の熱源部に安定して供給することがで
き、しかも高温高速という特徴は従来の汎用装置
よりも優れている。

実施例第６図の装置において、トーチＡを第５図の三
つの外套から成るトーチＡにおきかえ、次の条件
で実施した。

Q₁₂：アルゴン 0.2／min （大気圧目盛流量計の読み） Q₁₁：空気 0.15／min（〃） Q₂：空気 2.5／min（〃）アーク電圧： 170V、１＝130A その結果、約40cmの長大な層流プラズマ炎が得
られ、これに純アルミナ粉末を導入することによ
り、直径400μ以上の球状化が実現できた。な
お、約22KVの入力でこのような処理は従来の装
置では全く不可能なものである。

以上詳述したように、本発明はトーチＡとトー
チＢから成るプラズマ発生装置を操作するに当つ
て、トーチＡの少なくとも二つの環状チヤンネル
から気体を適切な割合の流量で流すことにより、
トーチ内のアーク柱を中心軸上に安定化し、発生
するプラズマ炎の熱量を高め且つ指向性を一定化
する顕著な効果を有するものであり、プラズヤ炎
の工業的応用に極めて貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の操作方法に用いるプラズマ発
生装置の一例を示す断面図、第２図と第３図は第
１図の装置を用いて得られた気体流量対熱損失の
特性曲線の一例を示す。第４図は第１図の装置を
用いて得られた分流比別のアーク電流対トーチ内
圧力の特性曲線の一例を示す。第５図と第６図は
本発明の操作方法に用いる別のプラズマ発生装置
の一例をそれぞれ示す断面図。図中の符号：１…陰極棒、３…第１環状チヤン
ネル、４…第１外套、５…第２環状チヤンネル、
６…第２外套、８…第１気体、９，１０…狭搾
孔、１２…第２気体、２０…アーク柱、４０…ア
ーク柱、４１…第３外套、４２…第３環状チヤン
ネル、４５…第３気体、４６…狭搾孔、５６…構
成部材、５８…処理材料導入管、６０…導入口。

Claims

【特許請求の範囲】１正極性外套式プラズマアークトーチとこのト
ーチに対し交差する方向に配置した逆極性外套式
プラズマアークトーチとから成るプラズマ発生装
置の操作方法において、前記の正極性外套式プラ
ズマアークトーチの内側チヤンネルの気体流量と
外側チヤンネルの気体流量との和を一定にして作
動させ決定した内側チヤンネルの気体流量対熱損
失の特性曲線の極値座標の流量と実質的に同じか
又はそれ以上の流量の気体を、前記の正極性外套
式プラズマアークトーチの内側チヤンネルに流す
ことを特徴とするプラズマ発生装置の操作方法。２正極性外套式プラズマアークトーチとこのト
ーチに対し交差する方向に配置した逆極性外套式
プラズマアークトーチとから成るプラズマ発生装
置の操作方法において、前記の正極性外套式プラ
ズマアークトーチの内側チヤンネルの気体流量と
外側チヤンネルの気体流量との和を一定にして作
動させ決定した内側チヤンネルの気体流量対熱損
失の特性曲線の極値座標の流量と実質的に同じか
又はそれ以上の流量の気体を、前記の正極性外套
式プラズマアークトーチの内側チヤンネルに流し
てヘアピンアークを形成し、このヘアピンアーク
に処理材料を導入することを特徴とするプラズマ
発生装置の操作方法。３前記の正極性外套式プラズヤアークトーチが
陰極棒と、この陰極棒を取囲む第１の環状チヤン
ネルを限定する第１の外套と、この外套を取囲む
第２の環状チヤンネルを限定する第２の外套を有
し、前記の内側チヤンネルが前記の第１の環状チ
ヤンネルであり、前記の外側チヤンネルが前記の
第２の環状チヤンネルである特許請求の範囲第１
項に記載のプラズマ発生装置の操作方法。４前記の正極性外套式プラズマアークトーチが
陰極棒と、この陰極棒を取囲む第１の環状チヤン
ネルを限定する第１の外套と、この外套を取囲む
第２の環状チヤンネルを限定する第２の外套を有
し、前記の内側チヤンネルが前記の第１の環状チ
ヤンネルであり、前記の外側チヤンネルが前記の
第２の環状チヤンネルである特許請求の範囲第２
項に記載のプラズマ発生装置の操作方法。５前記の正極性外套式プラズマアークトーチが
陰極棒と、この陰極棒を取囲む第３の環状チヤン
ネルを限定する第３の外套と、この第３の外套を
取囲む第１の環状チヤンネルを限定する第１の外
套と、この外套を取囲む第２の環状チヤンネルを
限定する第２の外套を有し、前記の内側チヤンネ
ルが前記の第３と第１の環状チヤンネルであり、
前記の外側チヤンネルが前記の第２の環状チヤン
ネルである特許請求の範囲第１項に記載のプラズ
マ発生装置の操作方法。６前記の第１の環状チヤンネルに不活性気体を
流し、前記の第２の環状チヤンネルに不活性気体
又は活性気体を流す特許請求の範囲第３項に記載
のプラズマ発生装置の操作方法。７前記の第１の環状チヤンネルに不活性気体を
流し、前記の第２の環状チヤンネルに不活性気体
又は活性気体を流す特許請求の範囲第４項に記載
のプラズマ発生装置の操作方法。８前記の第３の環状チヤンネルに不活性気体を
流し、前記の第１と第２の環状チヤンネルに不活
性気体又は活性気体を流す特許請求の範囲第５項
に記載のプラズマ発生装置の操作方法。９前記の処理材料が被覆粉末材又は被覆線材で
ある特許請求の範囲第２項に記載のプラズマ発生
装置の操作方法。