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として採用した.電極部には図 2に示すように，直 径 ct17mm，厚さ 10mmの電極をマグネシア管および NC管によりとり固ませ，その中に厚さ 4mmの石炭 スラグを溶融。定着させる構造とし，石炭スラグ層の 通電特性などが純粋に検討できるようにした.石炭ス ラグは太平洋炭のフライアッシュをるつぼに入れ，電 気炉で 1350aCに加熱・溶融したものを用いた.供試ス ラグとして，このほかに z 実用発電機において，スラ グ層にシード剤であるカリウム成分が含浸した場合を 考えて質量分率で K2S04を 5%および 10%加えた
もの，スラグの電子電導性を変化させるために Fe203 を 5%加えたものの 4種類を選択した.電極は，熱放 射による損失を低減させるため，燃焼器出口に接続し た流路断面 60mmX20mm，長さ 80mmのダクト内 の入口から 50mmのところに設置し，スラグ表面が
常に溶融状態、になるように図 2に示すごとく，ダクト 底壁面より 5mmせり出すように取付けた.
ス ラ グ 付 着 電 極 の 対 向 壁 に ， ct30 m m の 孔 を 設 け ， これにパイコ)ルガラス窓をつけ外部より TVカメ ラにより撮影し，スラグ面上に生じるアークの挙動，
寸法および数などを求めた. 一方，電極に流れる電流は，図 1に示すように
PCMレ コ ー ダ に て TVカ メ ラ の 影 像 と 同 期 さ せ て 記録し， 30Hzまでの瞬間電流値と，アークの挙動が 対応できるようにした.
電 極 温 度 は ， ct3 m m の K シ ー ス 熱 電 対 を ， ま た 陰・陽極降下を測定するために， lmmX1mmのイリ ジウム棒をプロープとしてプラズ、マ主、流中に挿入し た.プラズマ主流中の電極関電位差は， 1.-.3Vである
ことを確かめ，本実験では，プロープを l本挿入し印 加電圧とプロープ電位の差により陽極降下を求めた.
プラズマ電位とプロープ電位の差は，プロープ特性よ り， 1'"'-'0.5V程度(5)であることなどから，このように して求めた電極降下の誤差は陰・陽極とも 2"-'3V程 度であり，その他の操作条件の変動に隠される量とな っている.
3. 測定結果および考察
3.1 電極降下とスラグの分極 燃焼ガスプラズ マ流路下壁面にスラグで覆った電極を設置し，上壁面 に設置した非水冷電極との聞に外部電源により電圧を 印加し，電流および¥電極降下を測定した.上面電極 を正の電位にするときは，測定電極は陰極に関する測 定をしているとととなり，その逆の場合には，陽極に おける現象を検討していることとなる.
まず，スラグ層の通電による変化を検討するために 陰極側について，電極上のスラグが溶融しているとと を確かめ，均一放電の範囲内で，急に電圧を印加する とスラグに覆われていない電極では，図 3(a)のよう に経時変化は認められないがスラグに覆われたもの では， (b)のように，電圧印加直後の値から短時間の
う ち に ， 電 極 降 下 が 減 少 し ， ス ラ グ 層 内 の 総 括 的 電 気 抵抗が次第に減少していく.電圧印加直後の値と最終 的な値との差は，フライアッシュのみのスラグのほう が ， 変 化 量 が 大 き く な っ て い る .
一方，陽極側については，図 4のように電極降下が 時間とともに増加じ，電流は減少する.その変化量は 陰極の 10.-.16倍と大きい値となっている.このことは 陽極上のスラグ層内の総括的電気抵抗が，時間ととも に急激に増加していくことを意味しており，陰極と全
く逆の現象が生じていることを示している. この現象を明らかにするために，通電電流量を増加 し，微細アークモードで 10分間通電した後，スラグ
層を厚さ方向にダイヤモンドプレードで切断し，
Magn缶 iatube
トICtube WaterjQcket
Thermo-couple 図 2 電極部分の詳細
唱 Omin
図 l 実験装置概要
電極を覆う石炭スラグ層の通電現象とアーク放電特性 3783
Synchronize circuit
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