CN116390318A - 用于超高功率的ecr离子源的水冷微流道弧腔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其涉及超导ECR离子源约束装置技术领域，且包括：弧腔筒体，所述弧腔筒体的壁体内限定出若干条通水孔道以供冷水流动，若干条所述通水孔道沿所述弧腔筒体的周向均布，所述通水孔道内在对应离子源磁场薄弱处并列固接多个相间隔的翅片，多个所述翅片形成供冷水流通的微流道。本发明实施例提供的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔中，通水孔道用于供冷水流经并吸热，当冷水流经对应离子源磁场薄弱处形成的微流道，并列设置的多个翅片能够与冷水充分换热，也即冷水对于该处弧腔筒体的吸热效率增大，从而能够保证足够的冷却效果以避免弧腔筒体过热报废，进而能够延长装置使用周期。
Description
技术领域
本发明涉及超导ECR离子源约束装置技术领域，尤其涉及一种用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔。
背景技术
在低能强流高电荷态重离子研究装置LEAF(Low Energy Highly-Charged IonAcceleratorFacility)项目中，利用重离子束流开展的研究工作不断深化着人类对物质的微观结构和宇宙演化的认识。物理终端人员需要诸如U50+自然界最重的元素，且电荷态极高，纵观目前世界上任何一台电子回旋共振(ECR)离子源都不能满足这种需求，目前该领域在世界上最高功率只能达到10KW。针对项目研制的离子源将需要20KW的超高功率，是在世界上首次产生连续束高流强超高电荷态重离子束，随之会有一系列的问题需要解决，其中弧腔就是该项目的瓶颈之一。
在相关技术中，高电荷态超导ECR离子源的相关设计均需调整，直筒拐弯弧腔无法满足LEAF项目的要求，在实验中多次损伤报废。该问题属于世界性的难题，国外多个相关领域的实验室均出现弧腔报废问题，且无法解决。
因此，针对超高功率高微波频率的ECR离子源，需要提供一种弧腔能够保证足够冷却效果，以能够避免弧腔报废，进而提高弧腔的使用周期。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，旨在能够在适应超高功率高微波频率的ECR离子源的前提下，保证足够的冷却效果以避免弧腔筒体过热报废，进而能够延长弧腔筒体以及整个装置的使用周期。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，包括：弧腔筒体，所述弧腔筒体的壁体内限定出若干条通水孔道以供冷水流动，若干条所述通水孔道沿所述弧腔筒体的周向均布，所述通水孔道内在对应离子源磁场薄弱处并列固接多个相间隔的翅片，多个所述翅片形成供冷水流通的微流道。
根据本发明的一些实施例，所述通水孔道设置为六条。
根据本发明的一些实施例，六条所述通水孔道均分为两组，两组所述通水孔道交替布设，其中一组所述通水孔道形成的微流道位于沿所述弧腔筒体轴向的第一横截面上，另一组所述通水孔道形成的微流道位于沿所述弧腔筒体轴向的第二横截面上。
根据本发明的一些实施例，所述通水孔道靠近所述微流道的位置设置朝所述微流道逐渐收缩的收缩孔道。
根据本发明的一些实施例，多个所述翅片沿所述弧腔筒体的周向依次间隔布设，多个所述翅片两两之间形成微流道，且所述翅片沿所述弧腔筒体轴向的横截面与所述微流道沿所述弧腔筒体轴向的横截面相同。
根据本发明的一些实施例，所述翅片沿所述弧腔筒体轴向的横截面的宽度、以及所述微流道沿所述弧腔筒体轴向的横截面的宽度，小于等于0.4mm。
根据本发明的一些实施例，所述弧腔筒体的壁厚选自范围1.3mm至1.7mm。
根据本发明的一些实施例，弧腔内筒，外周面开设有通水槽，所述通水槽内固接所述翅片；弧腔外筒，适于套设于所述弧腔内筒的外周面，且其内侧壁面盖合所述通水槽而形成所述通水孔道。
根据本发明的一些实施例，所述弧腔外筒与所述弧腔内筒通过过盈配合紧密安装。
根据本发明的一些实施例，在安装之前，加热所述弧腔外筒使其膨胀，冷却所述弧腔内筒使其缩小，再将所述弧腔外筒套设于所述弧腔内筒的外周面，在温度平衡后实现所述弧腔外筒与所述弧腔内筒的过盈配合。
根据本发明的一些实施例，所述通水槽以及所述翅片被配置为采用雕刻加工工艺形成。
根据本发明的一些实施例，所述弧腔外筒包括薄壁外筒结构及位于所述薄壁外筒结构轴向一端外侧的外侧法兰，所述外侧法兰沿周向间隔地设有六个通水孔用以分别连通六条所述通水孔道；所述弧腔内筒包括供所述薄壁外筒结构套设且用以开设通水槽的薄壁内筒结构、及位于所述薄壁内筒结构远离所述外侧法兰的端部的内侧法兰，所述内侧法兰中间开设有设置等离子体引出电极的安装位且内部围绕所述安装位设置有相独立的三个折弯管路，三个所述折弯管路分别连接有用作进水水路的一所述通水孔道、及用作出水水路的另一所述通水孔道。
本发明由于采取以上技术方案，其具有至少以下优点：
一、若干条通水孔道用于供冷水流经并对弧腔筒体进行吸热，当冷水流经对应离子源磁场薄弱处形成的微流道，此处并列设置的多个翅片能够使冷水分流，被分流后的冷水在狭隘流道内流动，且与弧腔筒体的换热面积增大，从而能够与冷水充分换热，也即冷水对于该处弧腔筒体的吸热效率增大，如此便能够保证足够的冷却效果以避免弧腔过热报废，进而能够延长弧腔筒体以及整个装置的使用周期。
二、微流道的具体设置位置可根据实际作适应性调整，以适应不同的现实要求，具体地，根据ECR离子源磁场的特点，通过物理模拟计算，精确地算出多个弱场极易烧坏的区域，针对最易损伤的位置设置微流道，增加冷却效果以保证在实际情况下的易烧坏区域的冷却效果，具有实际推广的积极意义。
附图说明
图1是本发明一些实施例的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔的结构示意图；
图2是本发明一些实施例的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔中的弧腔内筒的结构示意图；
图3是本发明一些实施例的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔中的翅片及微流道等的结构示意图；
图4是图3所示的翅片及微流道等的另一视角结构示意图。
附图中标记：
1、弧腔外筒；
2、弧腔内筒；
3、挡水柱；
4、翅片；
5、微流道；
6、通水孔道；
A-A、第一横截面；
B-B、第二横截面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，适用于高功率高微波频率的超导ECR离子源等离子体轰击弧腔的冷却需要，特别能够适于在高功率下(20KW)进行有效水冷，该用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔在实际应用中，经计算得到ECR离子源磁场弱场处(也即微流道设置位置)的最大功率密度能够达到15.5MW/m2。
本发明实施例的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，通过在磁场弱场处所对应的通水孔道内并列固接多个相间隔的翅片以形成供冷水流通的微流道，通过微流道改变冷水的流动状态以及传热状态，以达到提高吸热效率的目的，从而能够保证在磁场弱场处的足够冷却效果，实现避免弧腔筒体过热报废和延长弧腔筒体以及整个装置的使用周期的有益效果。
下面，结合附图对本发明实施例提供的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔进行详细的说明。
参照图1至图4所示，根据本发明一些实施例的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道5弧腔，包括：弧腔筒体，弧腔筒体的壁体内限定出若干条通水孔道6以供冷水流动，若干条通水孔道6沿弧腔筒体的周向均布，通水孔道6内在对应离子源磁场薄弱处并列固接多个相间隔的翅片4，多个翅片4形成供冷水流通的微流道5。
其中，若干条通水孔道6用于供冷水流经并对弧腔筒体进行吸热，当冷水流经对应离子源磁场薄弱处形成的微流道5，此处并列设置的多个翅片4能够使冷水分流，被分流后的冷水在狭隘流道内流动，且与弧腔筒体的换热面积增大，从而能够与冷水充分换热，也即冷水对于该处弧腔筒体的吸热效率增大，如此便能够保证足够的冷却效果以避免弧腔过热报废，进而能够延长弧腔筒体以及整个装置的使用周期。
进一步地，微流道5的具体设置位置可根据实际作适应性调整，以适应不同的现实要求，具体地，根据ECR离子源磁场的特点，通过物理模拟计算，精确地算出六个弱场极易烧坏的区域，针对最易损伤的该六个位置设置微流道5，增加冷却效果以保证在实际情况下的易烧坏区域的冷却效果，具有实际推广的积极意义。
可选地，参照图1及图2所示，在本实施例中，通水孔道6设置为六条。当然地，在其他实施例中，通水孔道6也可以设置为其他数量，例如设置为12条。
可选地，参照图1及图2所示，在本实施例中，六条通水孔道6均分为两组，两组通水孔道6交替布设，其中一组通水孔道6形成的微流道5位于沿弧腔筒体轴向的第一横截面A-A上，另一组通水孔道6形成的微流道5位于沿弧腔筒体轴向的第二横截面B-B上。也即，位于第一横截面A-A上的三个微流道5与位于第二横截面B-B上的三个微流道5在弧腔筒体的周向上交错60°，其中第一横截面A-A与第二横截面B-B两者在弧腔筒体轴向上的具体位置，可以根据经物理模拟计算得到的离子源磁场薄弱区域进行设置。
可选地，参照图2及图4所示，在本实施例中，通水孔道6靠近微流道5的位置设置朝微流道5逐渐收缩的收缩孔道。收缩孔道可以理解为喇叭状的渐缩孔道，其较大的开口敞向微流道5的来水方向及排水方向。如此地，可以实现限定冷水自孔径较大的管道区域与孔径较小的微流道5区域的逐渐过渡，使得冷水的流动状态利于换热。
可选地，参照图3及图4所示，在本实施例中，多个翅片4沿弧腔筒体的周向依次间隔布设，多个翅片4两两之间形成微流道5，且翅片4沿弧腔筒体轴向的横截面与微流道5沿弧腔筒体轴向的横截面相同。如此地，可以实现设置翅片4而形成微流道5。更具体地，多个翅片4的长度方向与冷水流动方向一致，高度方向与弧腔筒体的径向相同，宽度方向与弧腔筒体的周向方向一致，翅片4高度方向的端部适于与弧腔筒体固定连接，其他方向的壁面适于与冷水换热。可以想到地，多个翅片4如此设置，能够适应弧腔筒体的形状特点(筒状、壁薄)以及通水孔道6的尺寸设定，而设置出多个微流道5。
需要说明的是，在本实施例中，微流道5的形状与翅片4的形状相同，微流道5为供冷水流经的虚体，翅片4为进行换热的实体。
然本设计不限于此，在其他实施例中，翅片4也可以为其他设置方式。例如，多个翅片4沿弧腔筒体的径向依次间隔布设，多个翅片4两两之间形成微流道5；且翅片4沿弧腔筒体轴向的横截面与微流道5沿弧腔筒体轴向的横截面也可以不相同。
可选地，参照图3及图4所示，在本实施例中，翅片4沿弧腔筒体轴向的横截面的宽度、以及微流道5沿弧腔筒体轴向的横截面的宽度，小于等于0.4mm。如此地，可以作为翅片4以及微流道5尺寸设置的一种方式，具体地，翅片4沿弧腔筒体轴向的横截面的宽度可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或者是小于等于0.4mm的其他数值；微流道5沿弧腔筒体轴向的横截面的宽度可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或者是小于等于0.4mm的其他数值。
进一步地，在本实施例中，弧腔筒体的壁厚选自范围1.3mm至1.7mm。如此地，可以作为弧腔筒体尺寸设置的一种方式，具体地，弧腔筒体的壁厚可以是1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm或者是1.3mm至1.7mm中的其他数值。
不失一般性地，参照图1至图4所示，在本实施例中，弧腔筒体包括弧腔内筒2及弧腔外筒1，弧腔内筒2外周面开设有通水槽，通水槽内固接翅片4；弧腔外筒1适于套设于弧腔内筒2的外周面，且其内侧壁面盖合通水槽而形成通水孔道6。如此地，可以至少能够便于组装形成弧腔筒体以及便于设置通水孔道6。
在本实施例中，通过将弧腔内筒2与弧腔外筒1配合套设可以形成整体弧腔筒体，在组装时，弧腔外筒1套设于弧腔内筒2的外周面，其内侧壁面盖合通水槽可形成通水孔道6，操作简便易行。
可选地，在本实施例中，弧腔外筒1与弧腔内筒2通过过盈配合紧密安装。一方面，当弧腔内筒2与弧腔外筒1配合套设可以形成整体弧腔筒体后，弧腔内筒2的内侧壁面与弧腔外筒1的外侧壁面紧密贴合，限定各个通水孔道6的独立性(避免水路短路)；另一方面，通过过盈配合实现两者的安装牢固。
可选地，在本实施例中，在安装之前，加热所述弧腔外筒1使其膨胀，冷却所述弧腔内筒2使其缩小，再将所述弧腔外筒1套设于所述弧腔内筒2的外周面，在温度平衡后实现所述弧腔外筒1与所述弧腔内筒2的过盈配合。可以理解地，利用热胀冷缩原理能够有效地实现弧腔外筒1及弧腔内筒2的装配以及过盈配合。
可选地，在本实施例中，通水槽以及翅片4被配置为采用雕刻加工工艺形成。具体地，在弧腔内筒2与弧腔外筒1处于分体状态时，通水槽以及翅片4可以在外露的弧腔外筒1通过雕刻工艺制得。如此地，雕刻工艺可以适应通水槽以及翅片4的小尺寸设计。
进一步地，在本实施例中，弧腔外筒1包括薄壁外筒结构及位于薄壁外筒结构轴向一端外侧的外侧法兰，外侧法兰沿周向间隔地设有用以分别连通各通水孔道6的六个通水孔；弧腔内筒2包括供薄壁外筒结构套设且用以开设通水槽的薄壁内筒结构、及位于薄壁内筒结构远离外侧法兰的端部的内侧法兰，内侧法兰中间开设有设置等离子体引出电极的安装位且内部围绕安装位设置有相独立的三个折弯管路，三个所述折弯管路分别连接有用作进水水路的一通水孔道6、及用作出水水路的另一通水孔道6。如此地，能够充分冷却弧腔筒体及等离子体电极，保证装置整体的冷却效果。
更具体地，在本实施例中，自外侧法兰上所设置的六个通水孔输入冷却水，冷却水依次流经与通水孔连通的通水孔道6、与该通水孔道6连通的折弯管路、与该折弯管路连通的另外的通水孔道6、以及与该另外的通水孔道6连通的通水孔，从而能够兼具对薄壁内筒结构及内侧法兰进行冷却的效果。冷却水的持续流动能够进行有效冷却。
值得指出的是，流经折弯管路的冷却水能够对安装位上的等离子体引出电极进行冷却。
进一步地，冷却水被驱动能够持续流动，从而对所流经的位置进行有效冷却。考虑到等离子体引出电极的降温需要，弯折管路紧密围绕安装位设置，使得流经折弯管路的冷却水能够对设于安装位上的等离子体引出电极进行吸热而进行有效冷却。
更进一步地，多个通水孔道6之间被隔开从而避免进水管路与出水管路之间形成水路短路，且多个折弯管路围绕安装位相独立设置，壁免彼此之间的冷却水发生混流。
可选地，在本实施例中，内侧法兰包括：位于外周向的外周壁体、位于中间的中间壁体以及挡水柱3，中间壁体的中间位置开设安装位，中间壁体具有凸出端用以与外周壁体连接而形成折弯管路，折弯管路相远离的两端分别形成进水口以连通进水管路、及出水口以连通出水管路；挡水柱3的一端设于进水口与出水口之间的外周壁体、另一端朝折弯管路内部延伸且与中间壁体形成过水口。可以理解地，设置挡水柱3能够限定冷却水从靠近中间壁体的过水口流过，也即能够使得每一路流动的冷却水都拐弯流经靠近等离子体引出电极的区域，从而增大冷却效果。
可选地，中间壁体的截面呈类似于三角形的形状，其具有的三个凸出端连接外周壁体，从而能够与外周壁体围合形成三个独立的折弯管路区域。
需要说明的是，全文中的“和/或”包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，包括：
弧腔筒体，所述弧腔筒体的壁体内限定出若干条通水孔道以供冷水流动，若干条所述通水孔道沿所述弧腔筒体的周向均布，所述通水孔道内在对应离子源磁场薄弱处并列固接多个相间隔的翅片，多个所述翅片形成供冷水流通的微流道。
2.根据权利要求1所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，所述通水孔道设置为六条。
3.根据权利要求2所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，六条所述通水孔道均分为两组，两组所述通水孔道交替布设，其中一组所述通水孔道形成的微流道位于沿所述弧腔筒体轴向的第一横截面上，另一组所述通水孔道形成的微流道位于沿所述弧腔筒体轴向的第二横截面上。
4.根据权利要求1所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，所述通水孔道靠近所述微流道的位置设置朝所述微流道逐渐收缩的收缩孔道。
5.根据权利要求4所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，多个所述翅片沿所述弧腔筒体的周向依次间隔布设，多个所述翅片两两之间形成微流道，且所述翅片沿所述弧腔筒体轴向的横截面与所述微流道沿所述弧腔筒体轴向的横截面相同；和/或
所述翅片沿所述弧腔筒体轴向的横截面的宽度、以及所述微流道沿所述弧腔筒体轴向的横截面的宽度，小于等于0.4mm；和/或
所述弧腔筒体的壁厚选自范围1.3mm至1.7mm。
6.根据权利要求1至5任一项所述的的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，所述弧腔筒体包括：
弧腔内筒，外周面开设有通水槽，所述通水槽内固接所述翅片；
弧腔外筒，适于套设于所述弧腔内筒的外周面，且其内侧壁面盖合所述通水槽而形成所述通水孔道。
7.根据权利要求6所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，所述弧腔外筒与所述弧腔内筒通过过盈配合紧密安装。
8.根据权利要求7所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，在安装之前，加热所述弧腔外筒使其膨胀，冷却所述弧腔内筒使其缩小，再将所述弧腔外筒套设于所述弧腔内筒的外周面，在温度平衡后实现所述弧腔外筒与所述弧腔内筒的过盈配合。
9.根据权利要求6所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，所述通水槽以及所述翅片被配置为采用雕刻加工工艺形成。
10.根据权利要求9所述的用于超高功率的ECR离子源的水冷微流道弧腔，其特征在于，所述弧腔外筒包括薄壁外筒结构及位于所述薄壁外筒结构轴向一端外侧的外侧法兰，所述外侧法兰沿周向间隔地设有分别连通各所述通水孔道的若干个通水孔；
所述弧腔内筒包括供所述薄壁外筒结构套设且用以开设通水槽的薄壁内筒结构、及位于所述薄壁内筒结构远离所述外侧法兰的端部的内侧法兰，所述内侧法兰中间开设有设置等离子体引出电极的安装位且内部围绕所述安装位设置有相独立的三个折弯管路，三个所述折弯管路分别连接有用作进水水路的一所述通水孔道、及用作出水水路的另一所述通水孔道。
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Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5063329A (en) * | 1989-09-08 | 1991-11-05 | Hitachi, Ltd. | Microwave plasma source apparatus |
| JPH04184899A (ja) * | 1990-11-19 | 1992-07-01 | Ulvac Japan Ltd | プラズマ発生装置 |
| JP2000331794A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | イオン源用プラズマチェンバ |
| KR20060126306A (ko) * | 2005-06-04 | 2006-12-07 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 소재용융 공정용 고출력 공동형 플라즈마 토치 |
| US20070210039A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | The Esab Group, Inc. | Cooling device and system for a plasma arc torch and associated method |
| KR101088110B1 (ko) * | 2010-08-30 | 2011-12-02 | 한국수력원자력 주식회사 | 다가 이온빔 인출을 위한 강자장 ｅｃｒ 이온원 시스템 |
| RU2469517C1 (ru) * | 2011-06-01 | 2012-12-10 | Сергей Александрович Шилов | Способ рекуперативного охлаждения электрода плазмотрона, плазмотрон для осуществления способа и электродный узел этого плазмотрона |
| KR20150093260A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-18 | 한국교통대학교산학협력단 | 중이온 가속기용 ecr 이온원의 초전도 자석 보호장치 및 이를 포함하는 중이온 가속기용 ecr 이온원 |
| FR3038488A1 (fr) * | 2015-06-30 | 2017-01-06 | Thales Sa | Refroidissement d'un troncon de ligne coaxiale et d'un dispositif de production de plasma |
| CN106935459A (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 核工业西南物理研究院 | 一种长脉冲高功率离子源电极栅冷却水路及真空密封结构 |
| CN107889337A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-06 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种超导回旋加速器t形内导体螺旋形谐振腔 |
| KR20180066576A (ko) * | 2016-12-09 | 2018-06-19 | (주)트리플코어스코리아 | 아크 플라즈마 폐가스 처리 장치 |
| CN207603979U (zh) * | 2017-11-30 | 2018-07-10 | 武汉天和技术股份有限公司 | 水冷多腔室阳极结构 |
| US20200058466A1 (en) * | 2018-08-17 | 2020-02-20 | Spts Technologies Limited | Plasma apparatus |
| WO2022082887A1 (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 江苏天楹等离子体科技有限公司 | 一种新型直流等离子体发生器 |
-
2023
- 2023-04-24 CN CN202310447384.0A patent/CN116390318B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5063329A (en) * | 1989-09-08 | 1991-11-05 | Hitachi, Ltd. | Microwave plasma source apparatus |
| JPH04184899A (ja) * | 1990-11-19 | 1992-07-01 | Ulvac Japan Ltd | プラズマ発生装置 |
| JP2000331794A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | イオン源用プラズマチェンバ |
| KR20060126306A (ko) * | 2005-06-04 | 2006-12-07 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 소재용융 공정용 고출력 공동형 플라즈마 토치 |
| US20070210039A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | The Esab Group, Inc. | Cooling device and system for a plasma arc torch and associated method |
| KR101088110B1 (ko) * | 2010-08-30 | 2011-12-02 | 한국수력원자력 주식회사 | 다가 이온빔 인출을 위한 강자장 ｅｃｒ 이온원 시스템 |
| RU2469517C1 (ru) * | 2011-06-01 | 2012-12-10 | Сергей Александрович Шилов | Способ рекуперативного охлаждения электрода плазмотрона, плазмотрон для осуществления способа и электродный узел этого плазмотрона |
| KR20150093260A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-18 | 한국교통대학교산학협력단 | 중이온 가속기용 ecr 이온원의 초전도 자석 보호장치 및 이를 포함하는 중이온 가속기용 ecr 이온원 |
| FR3038488A1 (fr) * | 2015-06-30 | 2017-01-06 | Thales Sa | Refroidissement d'un troncon de ligne coaxiale et d'un dispositif de production de plasma |
| CN106935459A (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 核工业西南物理研究院 | 一种长脉冲高功率离子源电极栅冷却水路及真空密封结构 |
| KR20180066576A (ko) * | 2016-12-09 | 2018-06-19 | (주)트리플코어스코리아 | 아크 플라즈마 폐가스 처리 장치 |
| CN207603979U (zh) * | 2017-11-30 | 2018-07-10 | 武汉天和技术股份有限公司 | 水冷多腔室阳极结构 |
| CN107889337A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-04-06 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种超导回旋加速器t形内导体螺旋形谐振腔 |
| US20200058466A1 (en) * | 2018-08-17 | 2020-02-20 | Spts Technologies Limited | Plasma apparatus |
| WO2022082887A1 (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 江苏天楹等离子体科技有限公司 | 一种新型直流等离子体发生器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 孙良亭, 张子民, 赵红卫, 张雪珍, 郭晓虹, 曹云: "双频加热的LECR3离子源设计及初步的调试", 核技术, no. 09, 10 September 2002 (2002-09-10), pages 674 - 678 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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