Brevet FR2542963A1 — publié le 19840921

DISPOSITIF POUR LE CHAUFFAGE ELECTRIQUE DU GAZ L'invention concerne un dispositif pour le chauffage électrique des gaz, en particulier un générateur de plasma constitué d'électrodes cy- lindriques, dont l'une est fermée à une de ses extrémités et l'autre ouverte aux deux extré- mités, ces électrodes étant reliées à une source de courrant afin de produire un arc électrique entre les électrodes, et concerne des dispositifs destinés à fournir du gaz à ce dispositif. Dans les procédés industriels, les gaz chauds sont utilisés pour transmettre de l'énergie ther- mique et/ou pour participer à des réactions chi- miques Les volumes de gaz sont souvent extrême- ment élevés, entraînement des coûts élevés de manipulation Souvent il serait possible de ré- duire considérablement les quantités de gaz si l'on pouvait obtenir une enthalpie ou une densité d'énergie suffisamment élevées dans les gaz. Un procédé pour augmenter la teneur en énergie d'un gaz consiste à utiliser un échangeur de cha- leur Néanmoins, étant donné que le degré d'effi- cacité de la transmission d'énergie aux gaz est faible dans les échangeurs de chaleur, cette solution n'est pas très heureuse Un autre procédé consiste à utiliser la combustion de carburant fossile par exemple pour le chauffage direct du gaz Or, si le gaz doit participer à une réaction chimique, la combustion est souvent inadéquate pour le chauffage direct, car le gaz pourrait être pollué et en même temps la compo- sition modifiée Certains procédés chimiques, en particulier des procédés métallurgiques, exigent des températures extrêmement élevées, à savoir de 1000-30000 C environ, et/ou l'addition de grandes quantités d'énergie, sous un potentiel d'oxygène contrôlé Dans ces cas, il est possible également de commander le procédé en faisant varier la quantité de gaz et aussi en faisant varier l'en- thalpie du gaz, tout en maintenant le volume gazeux, et avec un potentiel d'oxygène contrôlé. Dans certains conditions, il est nécessaire de commander avec précision les quantités gazeuses, par exemple lorsque le gaz contient un ou plu- sieurs des réactifs participant à la réaction chimique. De nombreux dispositifs ont été mis au point pour satisfaire à toutes ces conditions, et on a con- staté que l'utilisation d'un arc électrique pour la génération de plasma est une technique extrê- mement efficace. Ainsi, on connaît déjà par le brevet US 3 301 995, qui comporte deux électrodes cylindriques refroidies à l'eau, distante axialement l'une de l'autre, l'une ayant une extrémité fermée et l'autre, deux extrémités ouvertes, une brise dis- posée au voisinage de l'électrode ouverte, une chambre refroidie à l'eau avec un diamètre nette- ment plus grand que celui des électrodes, et plus grand que la distance entre les électrodes, des moyens situés dans la paroi de la chambre, et un tube avec une buse pour diriger le courant gazeux à chauffer vers la chambre Des bobines magné- tiques peuvent également être disposées autour des électrodes afin de réaliser la rotation de la base des électrodes. Le brevet US 3705 975 décrit en outre un généra- teur de plasma, à courant alternatif auto-stabi- lisant, avec un interstice entre deux électrodes distantes l'une de l'autre axialement, l'inter- stice étant suffisamment faible pour permettre à l'arc d'être réallumé à chaque demi-période Dans ce générateur à plasma, l'arc est soufflé dans la chambre d'électrodes et coopère ici avec le gaz devant être chauffé Une cloison est disposée entre les électrodes et des canaux sont pratiqués dans cette cloison, arrangés de façon à conférer au gaz une vitesse angulaire élevée ainsi qu'une composante de vitesse axiale qui souffle l'arc dans la chambre de réaction. Le brevet US 3 360 988 décrit un générateur à plasma avec des passagers limités, segmentés entre l'anode et la cathode La chambre à arc peut être caractérisée comme une buse superso- nique, ce qui la rend apte au chauffage d'un conduit aérolique, une cathode d'arc en amont de la bure, une anode en aval, construite à partir de segments conducteurs électriques, isolés les uns des autres, formant une configuration circu- laire, la buse constituant un passage étroit, allongé, a diamètre uniforme, à travers lequel l'arc doit passer. Cependant, les types de générateur de plasma décrits ci-dessus présentent certaines limita- tions et inconvénients. L'utilisation de deux électrodes séparées par une introduction de gaz signifie que la longueur de l'arc, et ainsi la tension, sont déterminés par le débit gazeux Avec un courant continu, le débit gazeux doit être augmenté de façon à élever la tension et aussi le rendement, et on réduit ainsi l'enthalpie-du gaz sortant. A une surpression normale, c'est à dire 1-10 bar, la tension est relativement faible, de l'ordre de 1000 volts La seule façon d'augmenter la puissance est donc d'élever l'intensité du courant Cepen- dant, cela réduit la durée de vie de l'électrode. Avec des canaux segmentés, c'est-à-dire lorsque des plaques isolantes alternent avec des plaques d'électrode, la tension est limitée, et donc également la puissance puisque l'écoulement de la couche gazeuse froide le long de la paroi est perturbée, et de ce fait, l'arc est interrompu trop tôt Il existe également un risque, qu'à la place de passer de façon centrale dans le canal, l'arc passe par-dessus les plaques isolantes relativement minces qui se trouvent entre les plaques d'électrodes. Les générateurs -de plasma connus à ce jour sont destinés principalement à être utilisés en labo- ratoire et ne conviennent pas pour être utilisés dans l'industrie en raison de leur mode de con- struction complexe Ceci s'applique en particu- lier aux types de générateurs de plasma segmentés qui nécessitent un grand nombre de raccordements pour le milieu réfrigérant, l'amenée de gaz, etc. Par conséquent, la présente invention a pour but de réaliser un générateur de plasma permettant une capacité de puissance élevée, avec une longue durée de vie de l'électrode, une grande efficaci- té et une structure simple et faible utilisable à l'échelle industrielle. A cet effet, l'invention concerne un générateur de plasma du type décrit ci-dessus, caractérisé par au moins une entretoise cylindrique ayant une longueur de 100 à 500 mm, disposée entre les électrodes. Selon un mode de réalisation préféré de l'inven- tion, le dispositif est constitué par deux élé- ments d'extrémité, chacun d'eux comprenant l'électrode terminale respective et muni de con- nexions électriques pour le gaz et pour le réfri- gérant, et par des éléments intermédiaires com- prenant une entretoise munie des connexions pour le gaz et le réfrigérant, ces connexions étant de préférence réalisées sous la forme de couplages rapides, et muni des moyens pour attacher plu- sieurs éléments entre eux et à chaque élément d'extrémité On peut ainsi régler rapidement et convenablement le fonctionnement du dispositif, en enlevant ou ajoutant une entretoise. En conférant à l'amenée, ou aux amenées de gaz une structure qui force le gaz à effectuer une rotation durant son passage, on obtient une sta- bilisation de l'arc Le courant gazeux tournant, combiné avec les parois froides, produit un arc centré, stable, avec une faible interpénétration et donc, une température élevée Cela provoque certains inconvénients comme une faible chute de tension et des pertes élevées de radiations. Selon un autre mode de réalisation de l'inven- tion, l'appareil est muni d'un diamètre augmen- tant pas-à-pas, vu dans la direction principale du flux gazeux Il existe ainsi au moins un dia- mètre palier et le rapport entre les diamètres avant et après le palier doit être compris entre environ 0,5 et 1, de préférence 0,7 et 0,9. Le palier augmentant le diamètre entraîne le centre de rotation du gaz à suivre un chemin hélicoïdal, de sorte que le gaz environnant est mélangé à l'arc en le refroidissant Avec un cou- rant et un débit de gaz constants, il résulte une augmentation de tension de l'arc, avec sensible- ment le même rendement ou bien on peut rendre le dispositif plus compact tout en gardant la même puissance. Selon un autre mode de réalisation, on dispose un électroaimant ou analogue en un point de la tra- jectoire de l'arc, pour créer un champ magnétique agissant perpendiculairement à l'arc Cela provo- que un déplacement de l'arc sur au moins une faible distance, de la ligne centrale géométrique du passage, en produisant un effet similaire à celui obtenu avec le palier d'augmentation du diamètre. Pour ces deux modes de réalisation il est néces- saire de prévoir des segments longs, selon l'in- vention, afin d'obtenir un courant non perturbé et augmenter ainsi la tension de l'arc tout en maintenant un rendement élevé. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention apparatteront dans la description détail- lée suivante, en référence aux dessins annexés à titre d'exemple: la figure 1 est une vue schématique d'un mode réalisation du dispositif selon l'invention,- la figure 2 est une vue schématique en section transversale, d'un orifice d'amenée de gaz, 1 long de la ligne Il-II de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique d'un second' mode de réalisation de l'invention avec un palier de diamètre, et la figure 4 est une vue schématique d'un troi- sième mode de réalisation de l'invention muni d'une bobine magnétique destinée à créer un champ magnétique transversal. La figure 1 est donc une représentation schéma- tique d'un mode de réalisation selon l'invention pour le chauffage électrique des gaz L'appareil désigné par 1, comprend deux électrodes cylin- driques 2 et 3, la première ayant une extrémité libre, fermée 4 et la seconde ayant une extrémité libre, ouverte 5, et des entretoises 6 et 7 dis- posées entre les électrodes Dans ce mode de réalisation, il y a deux entretoises Cependant, on peut faire varier le nombre ainsi que la longueur des entretoises, comme expliqué ci- dessous. Les orifices d'amenée de gaz 8, 9 et 10 sont disposés entre chaque électrode et l'entretoise adjacente, et entre les entretoises De plus, dans ce mode de réalisation, on dispose un orifice d'amenée de gaz 11 au voisinnage de l'extrémité fermée de la première électrode. Les électrodes ainsi que les entretoises sont refroidies à l'eau comme l'indiquent les raccords d'entrée et de sortie d'eau 12, 13, 14, 15, 16, 17 et 18, 19 Les électrodes ainsi que les écar- teurs sont constitués de préférence de cuivre ou d'un alliage de cuivre. Les électrodes sont reliées à une source de cou- rant, non représentée en détail, pour créer un arc électrique 20 entre les deux électrodes. Chaque électrode est entourée par une bobine magnétique ou un aimant permanent 21 et 22, respectivement, pour créer un champ magnétique par lequel les bases 23 et 24 de l'arc, respec- tivement, sont forcées de tourner - On introduit la plus grande partie du gaz à chauffer entre l'électrode amont 2 et l'entre- toise adjacente 6 En disposant cette amenée de gaz de façon à conférer au courant gazeux une composante de vitesse initiale opposée à la direction principale du courant, permet de dépla- cer les bases de l'arc longitudinalement par "soufflage" On peut séparer une partie de ce courant gazeux principal et l'introduire par l'orifice amenée de gaz 11 au voisinage de l'ex- trémité fermée de l'électrode L'orifice 11 pré- sente de préférence une structure permettant au gaz de s'écouler sensiblement suivant la direc- tion d'écoulement principal En disposant égale- ment un fluidiseur 25 ou un autre contrôleur de débit, en liaison avec les deux amenées de gaz 8, 11, on peut introduire en variante des quantités plus ou moins importantes de gaz par l'amenée de gaz 11 à l'extrémité fermée 4 Ceci réduit en X outre l'usure des électrodes, dans la mesure o les bases de l'arc peuvent être déplacées On peut utiliser aussi cet "effet soufflant" pour faire varier la longueur de l'arc et réaliser ainsi une certaine variation de la puissance de l'arc Le gaz s'écoulant à travers les amenées 8, 9, 10, entre les entretoises et entre l'entretoise en aval et l'électrode ouverte, empêche de se désa- morcer trop tôt Le gaz entrant acquiert ainsi une composante de vitesse axiale La largeur de l'orifice doit être de préférence de 0,5 à 5 mm. On obtient ainsi la couche gazeuse tournante des refroidissement, le long des parois intérieures des électrodes et des entretoises cette couche de refroidissement entourant l'arc qui est disposé sensiblement au centre de l'espace cylindrique. Pour produire cette couche de gaz refroidissant, on injecte du gaz à travers les amenées de gaz, le long de la trajectoire de l'arc. Lorsque le courant gazeux s'approche de la sortie de l'électrode en aval, l'autre base de l'arc entre en contact avec la paroi de l'électrode La température moyenne du gaz de sortie peut varier de 200 à 100000 C, suivant la capacité de l'arc et le débit de gaz sortant. Comme le montre la figure 2, une amenée de gaz peut être obtenue au moyen d'un disque annulaire 31 avec des rainures 32-38 distribuées sur sa périphérie pour former un certain nombre d'ori- fices d'amenée du gaz La dimension des rainures doit être choisie de façon que l'angle de sortie par rapport au rayon, soit supérieur à 0 , de préférence 35-90 . La section transversale des rainures doit avoir une conformation permettant une vitesse d'arrivée d'au moins 50 m/s. Il est étonnant de constater' que la disposition de quelques arrivées de gaz relativement élignées les unes des autres le long de la trajectoire de l'arc, puisse empêcher l'arc de se désamorcer trop tôt Il est également -étonnant que ceci puisse être exploité pour empêcher l'arc de choisir une autre trajectoire, par exemple à travers les entrtoises, en "sautant" par dessus les amenées de gaz. On a trouvé expérimentalement que la perte de chaleur par unité de longueur augmente le long des entretoises, car l'action protectrice de la couche de gaz refroidissante, décroit avec la distance car la rotation du gaz décroit et le chauffage se reproduit donc plus rapidement. La figure 3 représente un mode de réalisation modifié du dispositif suivant l'invention, les organes semblables ayant les mêmes références que sur la figure 1 Un palier d'augmentation du dia- mètre est représenté en 41, dans ce mode de réa- lisation, dans la première entretoise On peut prévoir d'autres paliers d'augmentation du dia- mètre Le palier 41 proprement dit peut avoir des inclinaisons variées, et dans le mode de réalisa- tion représenté, il a la forme d'un tronc de cône l'angle du cône étant choisi de façon à permettre un écoulement sensiblement uniforme Le rapport entre les diamètres avant et après le palier est de 0,5 à 1 Le palier d'augmentation du diamètre va faire décrire au centre de rotation du gaz, un trajet sensiblement hélicoïdal, et de ce fait, l'arc va également croiser le gaz réfrigérant, comme indiqué en 42 sur la figure. La figure 4 représente un troisième mode de réa- lisation de l'invention qui diffère de celui de la figure 1, seulement du fait qu'un électroai- mant 51 ou analogue est disposé de sorte que le champ magnétique produit, indiqué par les lignes 52, agisse sur une partie de l'arc En fait, avec 1 l l'aimant représenté sur le dessin, le champ magnétique 52 va agir sur l'arc de sorte que celui-ci va tourner vers l'extérieur, lorsqu'on regarde, et en même temps il subit un mouvement hélicoidal par l'action du gaz en rotation, comme c'est indiqué en 53. L'orifice d'amenée du gaz ( 8) entre l'électrode en amont ( 2) et l'entretoise adjacente ( 6), force le gaz à s'écouler initialement dans la direction opposée à la direction principale du flux, provo- quant ainsi le déplacement de la base en amont ( 23) de l'arc ( 20) contre le flux vers l'extré- mité fermée de l'électrode ( 4). -Un autre orifice d'amenée du gaz ( 11) est disposé près de l'extrémité fermée ( 4) de l'électrode en amont ( 2),e et qu'un fluidiseur ( 25) est disposé pour le contrôle alternatif de l'arrivée du gaz à travers l'orifice ( 11) ou l'orifice ( 8) entre l'électrode en amont ( 2) et l'entretoise adja- cente ( 6), provoquant ainsi le déplacement de la base supérieure ( 23) de l'arc ( 20) en direction longitudinal. L'invention sera mieux comprise a l'aide des exemples ci-après. Exemple I Les mesures ont été effectués sur une entretoise de 200 mm de large dans un dispositif selon l'in- vention Le refroidisseur à eau a été divisé en quatre unités séparées, chacune refroidissant 50 mm de l'élément en question L'augmentation de la température dans chacune des quatre segments est de 3,80, 3,90, 4,20 et 5,30 C, respectivement. Comme on peut le constater, on a obtenu une aug- mentation considérable de la température, compte tenu de ce que l'eau coule après l'entre- toise dans un interstice d'environ 0,1 mm de large L'eau s'écoule ainsi à travers le segment à un-e vitesse extrêmement élevée. Exemple II Dans les mêmes conditions, que dans l'exemple 1, mais avec un débit de gaz de 20 % supérieur, on a obtenu les augmentations de températures suivan- tes: 3,80, 3,90, 4,10 et 4,80 C. Il ressort clairement de ces expériences que le débit de gaz a une grande influence sur la perte de chaleur aux entretoises et aussi qu'on réalise une, augmentation de 10 % de la puissance en aug- mentant le débit gazeux d'environ 20 % dans les amenées de gaz-disposées le long du dispositif. Ainsi, selon l'invention on peut réaliser un dispositif pour le chauffage électrique des gaz avec une longueurs déterminée de l'arc et avec des longues entretoises dans la mesure o une couche de gaz isolant peut être obtenue sur toute la longueur du dispositif, ce qui réduit considérablement les pertes de chaleur sur l'électrode et sur les parois de l'entretoise. En construisant les entretoises sous forme de modules avec des couplages rapides pour le gaz et l'eau, conformément au mode de réalisation préfé- ré,-on peut adapter le dispositif à diverses exi- gences concernant la puissance Pour mieux illus- trer ceci, une explication succinte est donnée ci-dessous sur la manière dont la baisse de tension affecte la longueur de l'appareil. La chute de tension dans le dispositif dépend d'un certain nombre de facteurs, comme la com- composition du gaz, la quantité de gaz, l'enthal- pie du gaz Cependant, pour la plupart des appli- cations, elle va demeurer au voisinage de 15-25 volts/cm. Afin surtout de réduire l'usure des électrodes, l'intensité du courant ne devra pas dépasser 2000 A. Avec les limitations ci-dessus, on a obtenu des longueurs d'arc de 1 à 1,6 m et 2,5 à 3 m, res- pectivement pour une puissance totale de 5 et 10 MV, respectivement. Les électrodes ont généralement une longueur de à 400 mm et en concevant les entretoises avec une longueur appropriée et sous forme d'éléments, on peut faire varier la puissance totale suivant des degrés appropriés. L'entretoise devra avoir une longueur de 100 à 500 mm, de préférence 200 à 400 mm. Exemple III On a utilisé deux générateurs de plasma diffé- rents dans cette expérience, mais dans des condi- tions identiques, la seule différence entre les générateurs étant que l'un comportait un palier augmentant le diamètre, avec un rapport D avant/D après de 0,73, tandis que l'autre présentait un diamètre uniforme sur toute la longueur du passage. Dans une première série d'expérience avec un débit de gaz de 500 m 3 par heure, et une intensité de courant de 1700 ampères, on a obtenu une tension de 1630 volts dans le générateur de plasma sans palier, et de 1820 volts dans le générateur de plasma avec palier - Dans une seconde série d'expérience avec un débit gazeux de 486 m 3 par heure et une intensité de courant de 1500 ampères, on a obtenu une tension de 1680 et de 1850 volts, respectivement. Exemple IV On a effectué un certain nombre d'expérience avec un générateur de plasma comportant une paire de bobines pour créer un champ magnétique traversant la trajectoire de l'arc, en plus du champ magné- tique utilisé pour la rotation des bases de l'arc Le tableau ci-dessous représente les vol- tages obtenus pour des intensités de courant di- verses à travers la bobine magnétique. Le débit de gaz à travers le générateur de plasma était de 905 m 3 par heure et l'intensité du cou- rant était de 1800 ampères. Tableau U bobine magnétique générateur de plasma (A) (k V) 2 1 2.16 2.25 2 32 amélioration de la capacité (%) 0.4 1.0 1.4 Les exemples II et IV montrent clairement que tout en conservant la capacité du générateur, celui-ci peut être rendu beaucoup plus compact Ceci I présente une grande importance pour les applica- tions industrielles Bien entendu, on peut combi- ner les modes de réalisation avec palier augmen- tant le diamètre et champ magné-tique Le courant consommé dans la bobine magnétique supplémentaire ne constitue qu'une fraction de la puissance to- tale et peut donc être négligé dans le calcul de la consommation de puissance. * Il faut noter que dans le mode de réalisation avec champ magnétique accroit beaucoup la capa- cité et l'enthalpie du gaz sortant Ce phénomène est très étonnant car dans les procédés tradi- tionnels, une augmentation d'enthalpie du gaz signifie que l'on accepte une réduction de la puissance s Ainsi avec le procédé selon l'invention, on peut construire des générateurs de plasma à puissance élevée, tout en conservant des dimensions raison- nables Une distribution de température uniforme peut aussi être obtenue tout en conservant une couche froide le long de la paroi Dans les géné- rateurs de plasma connus, on a obtenu initiale- ment un arc extrêmement chaud et la couche froide le long de la paroi était étendu, mais a disparu très rapidement en raison des pertes de radiation et du débit inégal. Du point de vue de la construction, l'appareil selon l'invention est simple, avec peu d'éléments et relativement peu de raccords En conséquence, il est extrêmement fiable en fonctionnement Mêm si 1 oa utilise jusqu'à cinq entretoises, elles sont d'une longueur telle que l'écoulement s'effectue relativement sans perturbation le long de l'appareil. Revendications 1/ Dispositif de chauffage électrique des gaz, ayant la forme d'un générateur de plasma compre- nant deux électrodes cylindriques, dont l'une est fermée à une extrémité et l'autre est ouverte aux deux extrémités, ces électrodes étant reliées à une source de courant pour produire un arc élec- trique entre les électrodes, et des moyens d'ali- mentation en gaz du dispositif, caractérisé par le fait qu'on dispose entre les électrodes au moins une entretoise ( 6,7) de longueur comprise entre 100 et 500 mm. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que la longueur de la (ou des) entretoise ( 6,7) est comprise entre 200 et 400 mm- 3/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2 caractérisé par le fait que les orifices ( 8,9,10) d'amenée de gaz sont placés entre chaque électrode ( 2,3) et l'entretoise, et entre les entretoises ( 6,7). 4/ Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé par le fait que la largeur des orifices est de 0,5 à 5 mm. 5/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé par le fait que les deux électrodes ( 2,3) et les entretoises ( 6,7) sont refroidies à l'eau ( 12,13,14,15,16,17 et 18,19). 6/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé par le fait que sa -puissance est de 10 MW. 7/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6 caractérisé par le fait que le nom- bre des entretoises ( 6,7) est de cinq et que leur longueur est telle que la longueur totale corresponde à la puissance, et à la chute de tension par unité de longueur souhaitée. 8/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7 caractérisé par le fait que sa puissance est de 10 MW et sa longueur de 2 cm. 9/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé par le fait que le matériau des électrodes ( 2, 3) et des écarteurs ( 6,7) est du cuivre ou un alliage de cuivre. / Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 9, caractérisé par le fait que les orifices d'amenée du gaz ( 8,9,10) ont une confor- mation apte à forcer le gaz à effectuer un mouve- ment de rotation durant son passage à travers le volume cylindrique défini par les électrodes et les entretoises. 11/ Dispositif selon la revendication 10, carac- térisé par le fait que le gaz est forcé de péné- trer sous un angle supérieur à 00, de préférence 35-90 , par rapport au rayon. 12/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 11, caractérisé par le fait que les bobines de champ magnétique ( 21,22) sont dispo- sées près des électrodes ( 2,3) pour produire un champ magnétique forçant ainsi les bases ( 23,24) de l'arc ( 20) à effectuer un mouvement de rota- tion. 13/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à il caractérisé par le fait que les aimants permanents sont disposés près des élec- trodes ( 2,3), les champs magnétiques forçant les bases ( 23,24) de l'arc ( 20) à tourner. 14/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 13, caractérisé par le fait que l'orifice d'amenée du gaz ( 8) entre l'électrode en amont ( 2) et l'entretoise adjacente ( 6), force le gaz à s'écouler initialement dans la direction opposée à la direction principale du flux, provo- quant ainsi le déplacement de la base en amont ( 23) d e l'arc ( 20) contre le flux vers l'extrémi- té fermée de l'électrode ( 4). / Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 a 14, caractérise par le fait qu'un autre orifice d'amenée du gaz ( 11) est disposé près de l'extrémité fermée ( 4) de l'électrode en amont ( 2), et qu'un fluidiseur ( 25) est disposé pour le contrôle alternatif de l'arrivée-du gaz à travers l'orifice ( 11) ou l'orifice ( 8) entre l'électrode en amont ( 2) et l'entretoise adja- cente (-6), provoquant ainsi le déplacement de la base supérieure ( 23) de l'arc ( 20) en direction longitudinal. 16/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 15, caractérisé par le fait qu'il est constitué par deux éléments d'extrémité, chacune comprenant des électrodes ( 2,3) avec des raccords pour l'électricité, le gaz et le milieu réfrigé- rant, sous forme de raccords rapides, et aussi par des éléments intermédiaires, chacun compre- nant une entretoise ( 6 et 7, respectivement), avec des raccords rapides pour le gaz et l'ali- mentation en réfrigérant. 17/ Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations 1 a 16, caractérisé par le fait que le passage de l'arc comporte au moins un palier ( 41) augmentant le diamètre, vu dans le sens principal de l'écoulement du gaz. 18/ Dispositif selon la revendication 17, carac- térisé par le fait que le rapport entre les dia- mètres avant et après le palier ( 41) est compris entre 0,5 et 1, de préférence 0,7 et 0,9. 19/ Dispositif selon l'un quelconque des revendi cations 1 à 16, caractérisé par un électroaimant ( 51) ou analogue en un point situé sur la trajec- toire de l'arc, pour créer un champ magnétique ( 52) dirigé à l'angle droit par rapport à l'arc.