JPS6336861A

JPS6336861A - 半径方向と接線方向のプラズマガス流の比を調節可能にした改良プラズマフレ−ム・スプレ−ガンの方法および装置

Info

Publication number: JPS6336861A
Application number: JP62109075A
Authority: JP
Inventors: アーサー・ジエイ・フアーベル
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1987-05-06
Publication date: 1988-02-17
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: EP0244774B1; EP0244774A2; CN87103360A; CA1271229A; CA1271229C; EP0244774A3; BR8702269A; JPH0710361B2; US4674683A; DE3763280D1

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】この発明はプラズマガス流の制御を改良して作動効率を
向上するプラズマがン装置および方法に関する。

プラズマガンは特に、熱スプレー等の目的に使用される
。熱スプレーは金属やセラミック等熱融材の熱欧化およ
び、被膜される基質面にたいてる粒子状軟化材の推進と
を含む。側熱粒子は表面を叩打しそこに付着する。プラ
ズマガン等従来の熱スプレーガンは粒子の側熱および推
進の両目的に使用される。プラズマ・スプレーガンにお
いて、熱融材は、典型的には小粒子で例えば約５ミクロ
ンまでの１００メツシユ米国標準網目以下の小粒子より
成る粉状でガンに供給される。

典型的プラズマ装置では、水冷ノズル（アノード）と隣
設カソード間に置皿が創成される。

電極間を流れる選択活性ガスは置皿外弁しイオン化され
塀熱されて１５．０００″Ｃまでの温度に達するプラズ
マを形成する。電極間のガスの移動によりアークを効果
的に長くし、エネルギをアークに送出させろ。少なくと
も部分的にイオン化されたガスより構成され、ノズルよ
り発するプラズマは直接オキシアセチリンフレームに似
ている。

本発明に係る一般型プラズマ”フレーム“スプレーがン
は“プラズマフレーム発生器およびスプレーガン“なる
名称でダブリュ・ニー・ジ−バインに１９６４年８月１
８日に発行された米国特許第３．１４−５．２８７号に
記載されている。この型式のさらに最近のガン構造は、
本発明と同じ譲受人に譲渡された”プラズマスプレーガ
ン用ノズルアセンブリ”なる名称でアンソニ・エフ・デ
ラシオにより１９８４年９月十りに出願された米国特許
出願番号６４６．７３φ号に開示されている。本発明は
ジ−パイン特許またはデラシオ出願に開示されている構
造の変型として提案されたものである。

そこで、”半径方向”および”接線方向”とは関連用語
であって、本明細書で使用される１線方回”とは厳密に
接線方向流れのみでな（かつ弦状流れ、丁なわち、重要
な接線方向成分を有する流れを含むと理解されたい。さ
らＫまた、これら用語はプラズマ流路および（または）
構造、たとえば、通路を規制する穴または管の軸線につ
いて使用される。

プラズマがンは通常、１次プラズマガスとしてアルゴン
ま１こは窒素のいずれとも作動できる。

アルゴンでは、ガスは接線成分を有するカソード近くの
累日に導入されてプラズマにうす流を付与することは、
例えば、“プラズマスプレー装置および方法”なる名称
でミュエルベルガーに１９７４年７月９日に発行された
米国特許第３．８２３，３０２号に記載されている。こ
のようにする理由は、うす流がないと、アークはノズル
まで十分に運ばれて（丁なわちガス流により十分に長く
されない）、所望の高いアーク電圧および効率が得られ
ないためである。

一方、前記米国特許第３，１４５．２８７号に記載され
る半径方向ガス流入力は一般に窒素について使用される
が、それＱ工容易にイオン化されず、アークをノズルの
方へ長く延ばそうとするうず流がアークの始動を困難に
させるためである。

しかし、うす流なしでは、窒素ではアーク電圧および効
率が低い。そのため、しばしば水素等２次ガスを窒素に
添加し、始動を促進させる一方、うす流なしで能率的な
作動を行なわせている。アーク始動後に水素が添加され
る。水素２次ガスの制御は必然的にスプレー作動に複雑
さと費用を伴うと共に爆発にたいし特別の注意が必要と
なる。

うす流があっても、アルゴンの効率は不当に低い。再び
、水素ができるだけ添加剤として使用されるが、このガ
スはしばしば、その可撚性と溶射皮膜の脆化のため望ま
しくないとされている。ヘリュムでもよいが高価で効率
がよくない。

一般に、各プラズマ・スプレーガンは、半径方向または
接線方向人口を有し、特殊のプラズマ形成ガスのために
構成される。いずれかの１次ガスに使用されるガンは典
型的に、半径方向または接線方回の流れを得るためカソ
ード近くに選択的に挿入される異なるガス分配リングを
有し、そのためガス変更時に解体しなければならない。

この変更を簡単にするためいくつかの提案がされている
。米国特許第３．　３１３．　９０８号は、２つの外部
ガス管継手のいずれかによって択一的に選択される異な
るガス用の２種のガス流入ボートな臀するプラズマトー
チを開示している。この方法でも、ガン継手を変更しな
ければならず、うす流の度合を調節できない。

“プラズマガンおよび基板に皮膜を形成てる方法”なる
名称でコーチャに１９７４年１１月２６日に発行された
米国特許第３．　８５１．　１４０号は、ガンの軸線に
回げて傾斜させた１次間口と接線方回に配回された２次
間口とを負するガス分配リングを備えたプラズマスプレ
ーがンを開示している。２組の入口開口は同時に働く。

このリングはガス流の変化を制御すると言われるが、リ
ングを変えないで異なるガスの流れを変える手段もなく
、ま１こ作動中流れ形状を変える手段も備えていない。

゛°後部電極の寿命を延ばすプラズマジェットトーチ装
置および方法”なる名称でニー・シー・ジュカチに１９
６１年１１月２１日に再発行された米国特許再発行第２
５．０８８号には、ガスが２つの軸方向分離位置で導入
されるプラズマトーチが示されている。カソードの近（
に、第１オリアイスを介しカソード部分から流れるアー
クおよびプラズマ部分のため半径方回ソースが設げられ
ている。第１オリフイスの下流の大径分離室部分に接線
方向ガス源が設けられる。

これら分離ガス入口源ではカノード近くでガス流入制御
はできない。アノードとカソードは広く間隔を明けてい
るのでアークの始動はきわめて困難である。この問題は
、アークを、電極間にグラファイト片等導体を瞬間的に
挿入して始動せねばならないので深刻である。このよう
な電極分離では、ガス混合気またはガス流特性を変えて
アークを容易に始動する方法はない。

以上より、本発明の目的は、うす流で窒素ガスのみによ
り効率よく作動できかつ、始動が容易な改良プラズマス
プレ一方法およびガン装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、始動特性を向上するため、水素そ
の他のガスを窒素に添加しなくてよい、始動容易で高能
率窒素ガスプラズマフレーム・スプレ一方法およびガン
装置を提供することにある。

本発明の他の目的および利益は以下の説明および添付図
面より明らかとなる。例えば、本発明では、最適の効率
と始動の容易さを以って、スプレーガンにアルゴンまた
は窒素のいずれをも使用させている。

本発明の実施において、円筒形カソード部材と、これと
共軸で間隔をおい１こ中空円筒形アノードノズル部材と
を有するプラズマスプレーガンが提供される。プラズマ
がンは一端をガンの外部に延長したプラズマ形成ガス用
内部通路を有する。通路の他端（内端）はカソードに近
接した環状ガス入口室より始まり、流れ方回（丁なわち
、下流）にカソードとアノード部材間の空間内へ、さら
にアノードノズル部材を介しガン本体の外部へ延長して
いる。プラズマスプレ一方法は、プラズマ形成ガスを、
夫々入口を介し、半径方間内方ならびに接線方向にガス
入口室内に導入する一方、半径方回および接線方向に導
入される各ガスの夫々量を選択的に調整することによっ
てガンを通るガスのうず流の度合を決定することより成
る。

以下、本発明を図面について説明する。

ます、図面中、特に第１図を参照すると、本発明を実施
するフレーム・スプレーガン構造体が一部断面で示され
ている。ガン構造体全体は符号１０で示され、一部のみ
を図示したハンドル部分１２を含む。ガンの内部には、
（流れ方回の前方）一端の円丁いチップ１５を除き大体
円筒形状のカソード部材１４と、このカソード部材と同
軸の、形状および横断面寸法が変わる貫通孔１７を含む
中空アノードノズル部材１６とが設けられろ。

図示のように、ノズル部材の貫通孔１７は夫々外方にチ
ー・ξ付端部分１８．２０と、円筒状中間部分２２とを
有する。プラズマフレームを発するチー・ξ付端部分２
０は以下、貫通孔１７の前端または外端と称し、フレア
部分は内端と称する。貫通孔１７の内側チーノミ付部分
１８の軸方向長さはカソード部材１＋のチー・に付端部
１５とほぼ同一地域を含める。カソード部材１牛のチー
・ξ−は大体、貫通孔１７の内端のフレアと相補的であ
るがそれより小径であり、さらに、そこに共軸に収容さ
れて環状間隔を形成し、その内外径寸法はガス流の（前
）方回に減径している。

ガン構造体内において、カソード１／＋のチー・ξなし
部分を共軸に囲繞しカソードから半径方回に離れて、弾
性絶縁材よりなるガス分配リング２８を宵し、このリン
グはカソード１４をアノード１６から絶家しかつ、環状
ギャップ１９の内（大径）端に隣接して流動連通する環
状ガス流入室ないしプレナム２／＋を形成することによ
り、ノズル部材１６の外（ノズル）端へのプラズマ形成
ガス貫通孔１７用内部通路を形成でる。

ガスは、その１つを２６で示す流入口とリング２８とを
介しプレナム室２４へ供給され、リング２８はプレナム
室２４と共にガス分配装置を形成する。

第２図についてさらに詳しく説明するように、プラズマ
形成ガスは少なくとも１つの半径方間入口オリフイスと
少なくとも１つの接線入口オリフィスを経てガス分配リ
ング２８を介し導入される。（第１図では半径方回オリ
フィス２６は１つだけ示されている。）略示した直流アーク発生器３２はオン・オフスイッチ３
牛を介しカソード１４とアノード１６間に接続される。

オン・オフスイッチ３７付の従来高周波高圧スタータ３
５は同様に、アーク発生器３２と平行に示されている。

スイッチ３４を閉成すると、カソード１４とアノード１
６間に直流電位が印加される。ついでスイッチ３７を瞬
時に閉成してスタータ３５を重畳すると、環状ギャップ
１９を流れるガスのイオン化によりプラズマの形成を開
始する。

符号３０で示すように、アノードノズル１６のノズル口
に粉体射出ノズルが設けちれ、そこから発てるプラズマ
内にガス同伴皮膜用粒子ストリームを導入する。アノー
ドノズル１６から発散するプラズマはガス同伴皮膜用粒
子をつｆみ、溶解または軟化し被覆面に送る。

プラズマガン内には大量の熱が置皿によって発生でるの
で、プラズマがンの内部は冷却しなければならず、そ、
の冷却は通常、水等冷却液をガンの内部通路内に循環さ
せて行う。内部冷却通路について、通路の構成は本発明
の理解のためには必要でないので図面には示されていな
い。

しかし、このような通路は設けねばならない。

適当な通路は、たとえば前記米国特許第３．１４５．２
８７号および前記米国特許出願第６牛６．７３４号等関
連特許に示されている。

第２図はガス分配リング２８の断面図で、プラズマ形成
ガスを、カソード部材牛を囲繞するプレナム２４内に導
入させる半径方回（２６゜２６Ａ）および接線（３６，
３６Ａ）の両ガス入口オリフイスを示すが、本発明の実
施には単−半径方間入口ボートと単一接線入口ボートで
間に合うが、各型式の多ボートを設けるのが好ましい。

従って、第２図に各型式の２つのボートが示されている
。本発明によれば、半径方回および接線方間入口ガス流
は別々に制御可能でなければならない。この制御を行う
、第２図に略示したガス供給装置は、ガス源４４から半
径方向ガス流量調整器４２を介しガスが供給される半径
方回ガス流路３８．４０を含む。同様に、ガス管路４６
．４８は共通して２つの接線方間ガスポート３６．３６
Ａに接続されてガス源５２から接線方向流量調整器５０
を介しガスが供給される。もちろん、２つの異なる系統
に供給されるガスが同じであれは、ガス源４４と５２は
組合せてよい。

半径方回ガス流量調整器４２には調節用つまみ５＋で表
わて手調節部材を備える。同様に、接線方向ガス流量調
整器５０には調節用つまみ５６で表わて手調節制御部材
が設けられている。

ガス流量調整器４２．５０は自動システム制御装置６２
によって接続部５８．６０を介し自動制御される。従っ
て、手調節または自動システム制御のいずれかによって
、夫々ガス流量は互いに調整されて、接続方向の流量対
軸方向の流量、そしてうす流の程度に応じ、ガンを通る
ガスの割合を制御する。接線方間の流量が半径方回の流
量にたいし増塀丁れは、うす流の程度（工付随して増７
ＪＤする。

ガンノズルからのプラズマ“フレーム”の溶射を一定に
するためガスの全速度を一定に維持てることが望ましい
ことがよくある。従って、半径方向の流ｉＫたいてる接
線方間の流れの比を変えると、一方を増加し他方を減少
することによって同一全流量を維持することか望ましい
ことがよ（ある。この操作は自動システム制御装置６２
によって行うことができろ。

本発明による作動のもつとも有用なモードの１つは、容
易な始動と高運転効率との組合せをすることである。こ
の目的は窒素をプラズマ形成ガスとして用いたとぎに特
に有用である。窒素がプラズマ形成ガスとして望ましい
のは、その化学的不活性とその結果得られる安全性との
ためで、特にその２価ガスとしての分子解離および再結
合特性による熱を伝達するポテンシャルのためである。

しかし、強力な’１ずガスＲ（ｒ）存在下で窒素により
アークを始動するのは困難とされている。この始動困難
性は明らかに、うす流に伴うアーク路の増大有効長さに
もとづく。

しかし、一旦始動すると、アークからガス中へのエネル
ギ伝達効率を高めてガスをさらに加熱するたぬ、増大う
す流を引き起工ことによってアーク路の有効長さを増大
することか望ましい。

従って、本発明による作動のもつとも有用なモードの１
つは、工程を半径方向の流れのみで開始し、アークを発
生してから、接線方向の流れを導入し、その後、なるべ
く半径方向流れ成分を比例減少して接線方向流れ成分を
増大してほぼ一定の全部の流れを維持する一方アークか
らガスへのエネルギ伝達を増大するようにする。

この作動モードが特に有用となるのは窒素をプラズマ形
成ガスとして使用てるときである。

特に目立つことは、本発明では、窒素だけを使用して始
動容易なアークを発生させる一方、熱的に効率が高い連
続作動モードを可能にさせる。このことは、始動を促進
し高効率運転特性を得るためにガス添加剤たとえば水素
を使用しなければならない普通の窒素による構成よりも
きわめて有利かつ安価である。

上記構成において、アークからガスに供給されるパワー
はアーク始動時の半径方向流れのみについて比較的低い
。しかし、接線方向の取分の増大に伴い、電極（１４，
１６）間の通路（１９）をそしてノズル０）波路（２０
，２２）を通る発生うす流はアーク長を徐々に増大する
ことにより電圧を高め、それによりエネルギがアークか
らプラズマ形成ガスへ付与される。従つて、アークへ送
出されるノξワー量は接線方向に導入されるガスと半径
方向に導入されるガスとの比を調整することによって調
節できる。

ま１こ、半径方向と接線方向とのガス流の比のＸ［ｍに
より、ガンノズル内のアークの物理的位置、丁なわち、
アークがアノードノズル１６の内面を叩打てる平均位置
を決定する。例えば、接線方向の流れが十分に増大され
ると、アークによりノズル通路１７の全長を延長させて
アノードノズル部材１６の外端面を叩打または接続する
ことか可能とされている。端面が外気にさらされると端
面を害するので好ましくない。しかし、アークが長（な
ると何が起るかが分る。

接線方向の流れの比を変えることによってアーク長が変
えられて、ノズルの寿命はアークの終点位置を選択的に
変えることによって長くでき、それによってアークの摩
耗を分配する。

本発明の主要な利点は、窒素等単一ガスでプラズマガン
の作動を能率的にさせることであるが、本発明は半径方
向および接線方向の導入特異なるガスを有利に使用する
こともできる。例えば、半径方向のみに導入される１次
ガスとして窒素を使用し、ついでアークが始動した後接
線方向流れによって水素等２次ガスを添加てることかで
きる。水素添加剤はアークによるエネルギを増大させ、
ガン通路を介しうす流になる接線流れもまたアークによ
り付与されるエネルギを増大してこれら２つの要素が同
時活気的に作動してアークを長（することにより効率を
促進する。別々のガス源からの別個ガスの導入態様が第
２図に示されている。

第３図および第十図は、窒素と水素との組合せを採用し
１こ従来の作動モードと比較した本発明の２つの異なる
作動モードの作動結果を示す２つのカーブである。第３
図はアーク電圧の変り方を示し、第牛図は異なる作動条
件における熱効率の変り方を示で。

まず第３図を参照すると、最下カーブ６４はうす流力な
い、プラズマ形成ガスとしての窒素の流れにたいする水
素の添加の関数として動作電圧がいかに変化するかを示
す。毎秒７５立方フイートの一定窒素流を使用し、添ｍ
水素は最下横軸スケールにより変化した。従って、水素
量は０から毎秒１５立方フイート（ＣＦＨ）！で変化し
、結果として動作電圧は約６０ダルトから約７０ポルに
増大した。

一方、カーブ６６は、窒素のみを使用しうす流の増加に
より動作電圧がいかに変化するかを示す。７５ＣＦＨの
全流は一定に維持されたが、接線ガス流、従ってうす流
の割合は増加した。

接勝ガスの流量は舅３図の上横軸スケールで示されてい
る。従って、全プラズマ形成ガス流が増加しないで、カ
ーブ６６で示″′ｒように、かなり高いアーク電圧が、
接線流で入口プレナム２Ｌ＋に送出される相対的ガス量
を単に調節するだげで得られて組合せがススドリームに
増大うす流成分が得られる。

カーブ６６で示す同じ天険を７５ＣＦＨの窒素と１５ｃ
Ｆｌ−１の水素との混合物で燥返丁と、カーブ６８で表
わ″ｆ注能能結果得られる。このように、うす流と水素
の添加との両者がアーク電圧を増大する本のと思われる
。

アークの電圧は普通、エネルギをアークからプラズマ形
成ガスへ伝達するに当り、ガンの熱効率にきわめて関係
し、丁なわち、高電圧は普】由、より高い効率な示す。

しかし、アークに供給される電力を測定し、また冷却水
にたいてろ熱拒絶によるガンからパワー損失量を引くこ
とによって実際の熱効率を測定できる（温度上昇を流量
に合わせる）。その差はプラズマに送出され皮膜工程に
有効な実際の・ξワーを表わす。

熱効率は差の電源にたいてる比である。第牛図のカーブ
６４Ａ、６６Ａ、６８Ａは、第３図のカーブ６牛、６６
．６６について夫々丁でに説明した各動作条件にたいす
る熱効率を示す。第牛図において第３図と同じ横軸スケ
ールが示されている。

カーブ６６Ａで示される純窒素ガス流テストの効率が、
カーブ６４Ａで示すうず流でも窒素と水素との組合せよ
りもはるかに高いものはぎわめて興味があり注目丁べぎ
である。さらに、第３図のカーブ間の電圧特性のかなり
広い分離に拘らず、これら２つの作動モードの熱効率は
カーブ６６Ａ、６６Ａの短間隔により示されているよう
に、あ１つ異ならない。

以上具体的に述べた丁べての実施例では、窒素または、
窒素と水素との組合せとしたが、本発明Ｇニー！１こ、
アルゴン等地のプラズマ形成ガスについて、または、プ
ラズマ形成ガスの他の組合せについてもきわめて有用で
ある。例えば、１次ガスとしてアルゴンを、２次ガスと
して窒素と共に使用することができる。

第５図で分配リング２８Ａに略示するように、例えば２
６８．２６Ｇで示す半径力回流れボートの一部またに丁
べてをその直径面で傾斜させて、電極１４−．１６の軸
線にたいし鋭角とし、それで各ボートの半径方向入力が
半径方向入力の前方に位置づけて、前方軸方同成分をプ
ラズマ形成ガス流に付与するようにする。

上記説明において、所謂「接線」流れはぎわめて明確に
定義され、半径流れとは示差的であることを意味してい
る。しかし、絶対に半径方向でない流れは接線取分を有
すると考えられると理解丁べきである。従って、本発明
の精神から逸脱しないで、純粋に半径方向入力をつる所
と最大接線入力をつる所との間の角度で接線入口ボート
を意図的に整列することによってガスの進入による最大
接線効果を達成しない接線入口ボート用ガス流入口を設
けることが望ましい。

他の例として、「半径方向」ボートが実際に小さい接線
成分を持ち、一方「接線」ボートが犬ぎい接線成分を持
つようにする。

本発明の他の有用な特徴は、制御を変えるだけで、１０
０ノξ−セントの半径ｆｆｆｌｏｏパーセン１の接線流
間を変えることができる。半径流は窒素について、接線
流はアルゴンｒついて使用されるのが普通である。従っ
て、システムは一方のガスから他のガスへ早急に変える
ことができる〇こ虐発明は特に好ましい実施例について図示説明したが
、当業者にとって種々の変更および変型がなされる。従
って、特許請求の範囲は従来技術にたいしこの発明の有
効な範囲を規制し、この発明の真の精神および有効な範
囲に入る丁べての変更および変型を包含てるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するプラズマ・スプレーガン構造
体の一部断面側面図；第２図は第１図のプラズマ・スプ
レーガンの一部を形成し、さらに、半径方向および接線
方間ガス入口を含む、ガス分配リングの横断面図でかつ
、夫々半径方間および接線言回入口を介し送出されるガ
ス借を調整する前記ガス入口に固定される別個調整器を
示す横断面図；第３図および第十図は夫々、窒素と水素
との１ｗｉ合せを利用てる従来の作動モードと比較した
本発明の２つの異なる作動モードを表わ丁動作カーブで
；第５図は第１図および第２図に示した分配リングの変
型実施例の直径横断面図である。図面に示す主要な符号の説明：１０・・・プラズマ・スプレーガン構造体、１２・・・
ハンドル、１４・・・カンード部材、１６・・・アノー
ド部材、２２・・・中間部分、２牛・・・プレナム室、
２６・・・入口、２８・・・ガス分配リング、３２・・
・直流アーク発生器、３５・・・スタータ、３０・・・
ノズル、３８，４０・・・半径方間ガス流路、牛２・・
・ガス流量調整器、４４．５２・・・ガス源、５０・・
・接線方向流量調整器。手続補正書（方式）昭和６２年８　月２−１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）共軸に配設され互いに間隔をおいた中空円筒形ア
ノードノズル部材と円筒形カソード部材とを有し、一端
をガンの外部に延長するプラズマ形成ガス用内部通路と
カソードに近接する環状ガス入口プレナムにより形成さ
れる内端とカソードおよびアノード両部材間で延長する
中間部分とを規制するようにしたプラズマガンに使用さ
れるプラズマ発生方法において、プラズマ形成ガスをガ
ス入口プレナム内に半径方向内方に導入し、接線方向成
分を有するプラズマ形成ガスをガス入口プレナム内に導
入する一方、半径方向および接線方向に導入されるガス
の割合を選択的に調整することによつてガンを介しガス
のうず流の程度を設定し決定することより成るプラズマ
発生方法。
（２）前記半径方向および接線方向ガスの導入は同時に
行われる特許請求の範囲第１項に記載の方法。
（３）ガスは最初、半径方向にのみ導入され、その後、
カソードとアノード部材間に電圧が印加されてアークを
叩打し、ついでガスは接線方向に導入されてガンを介し
ガスのうず流を設定する特許請求の範囲第１項に記載の
方法。
（４）プラズマ形成ガスは本質的に窒素より成る特許請
求の範囲第３項に記載の方法。
（５）カソード部材とアノード部材間に電圧を印加して
アークを叩打する工程と、接線方向に導入されるガスと
半径方向に導入されるガスとの比を調節してアークに送
出されるパワー量を制御する工程とをさらに含む特許請
求の範囲第１項に記載の方法。
（６）ガス流が設定された後、カソード部材とアノード
部材間に電圧を印加してアークを叩打してから、接線方
向に導入されるガスと半径方向に導入されるガスとの比
を調節してガンノズル内のアークの長さまたは物理的位
置を制御する工程をさらに含む特許請求の範囲第１項に
記載の方法。
（７）異なる電離特性を有する異なるガスが夫々、半径
方向および接線方向に導入される特許請求の範囲第１項
に記載の方法。
（８）全ガス流を一定に保持しながら半径方向および接
線方向のガス流を逆比例的に変化させろ特許請求の範囲
第１項に記載の方法。
（９）プラズマガンを含むプラズマ発生装置において、
中空円筒形アノードノズル部材と円筒形カソード部材と
を内設しかつ間隔をおいて設けたガン本体にして、ガン
内でそのガンの外部に延長するプラズマ形成ガスの流れ
通路を形成させ、前記アノードおよびカソードノズル部
材は共同して前記通路内にプラズマ形成アークの発生を
可能とし、前記通路の内端は、前記カソード部材に近接
してかつ前記隔設カソードとアノード両部材間で延長し
前記アノード部材を介する環状ガス入口プレナムにより
形成されるガン本体と；前記プラズマガン本体内に配設
されて前記ガス入口プレナム内に導入するガス分配手段
であつて、前記室内に延長終端する少なくとも１つの半
径方向入口オリフィスと少なくとも１つの接続方向入口
オリフィスとを含み、前記夫々入口オリフィスを介する
プラズマ形成ガスの半径方向および接線方向の流れは相
互に作用して前記ガス通路にガスうず流を生じさせるガ
ス分配手段と；前記半径方向および接線方向入口オリフ
ィスを流通するガス量を制御する調整手段と；前記調整
手段を互いに調節して前記ガス通路を介しうず流対ガス
流の度合を制御する手段とを含むプラズマ発生装置。
（１０）前記分配手段は、前記ガス入口プレナムの円周
を中心に間隔をおいた複数個の半径方向入口オリフィス
と複数個の接線方向入口オリフィスとを含む特許請求の
範囲第９項に記載の装置。
（１１）前記カソードとアノードノズル部材間の空間の
大部分は環であり、前記中空円筒形アノードノズル部材
は前記カソード部材と軸方向に重なる特許請求の範囲第
９項に記載の装置。
（１２）前記環はアーク放電の開始を促進するため小半
径寸法を有する特許請求の範囲第１１項に記載の装置。
（１３）ガス同伴皮膜粒子を、前記ノズル部材からまた
前記カソード部材の下流から発散するプラズマ・ストリ
ーム内に導入する手段を含む特許請求の範囲第１２項に
記載の装置。
（１４）前記半径方向入口オリフィスは前記カソードの
中心軸線の方へほぼ半径方向内方に整列されるが、前記
中心軸線と共通する平面にたいし傾斜し前記ガスに前方
軸方向移動成分を付与する特許請求の範囲第９項に記載
のプラズマ装置。