JP2024504071A - プラズマ圧縮を制御する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (24)
- (a)容器壁を有するプラズマ格納容器と、
(b)液体媒体を収容し、回転軸の周りに前記液体媒体を回転させてキャビティを囲む液体ライナを形成するように動作可能である回転コアであって、圧縮流体を収容する環状隙間を画定するように前記容器壁の内面から離間した外面と、前記液体媒体及び前記環状隙間と流体連通するとともに前記回転軸に対して平行な軸方向に沿って離間した複数の爆縮ドライバ層とを含む、回転コアと、
(c)前記環状隙間と流体連通し、前記回転軸に対して平行な軸方向に沿って離間した層になって配置された複数の圧縮ドライバであって、各圧縮ドライバ層が、前記回転軸に対して半径方向に及び前記回転軸に向かう方向に、前記圧縮流体中に個々の圧力パルスを生成するように動作可能であり、複数の圧縮ドライバ層は、前記液体ライナを爆縮するように前記爆縮ドライバを作動させるとともに前記キャビティ内におけるプラズマを圧縮する組み合わせられた圧力パルスを集合的に形成する複数の個々の圧力パルスを生成する、複数の圧縮ドライバと、
(d)前記複数の圧縮ドライバ層と通信し、前記組み合わせられた圧力パルスが前記軸方向に沿って変化する軌跡を有するよう、少なくとも1つ又は複数の異なる形状、タイミング及び大きさを有する前記個々の圧力パルスを生成するように動作可能であるコントローラと、
を備える、プラズマ圧縮システム。 - 各爆縮ドライバ層は、プッシャボアと、前記液体媒体と流体連通するプッシャピストンとをそれぞれが含む複数の爆縮ドライバを含む、請求項1に記載のプラズマ圧縮システム。
- 各圧縮ドライバ層は、前記コントローラと通信する原動機を含み、各圧縮ドライバは、ドライバボアと、前記原動機によって移動可能なドライバピストンとを含む、請求項2に記載のプラズマ圧縮システム。
- 各圧縮ドライバ層は、少なくとも1つの爆縮ドライバ層と流体連通し、各圧縮ドライバの前記ドライバピストンは、前記原動機による前記ドライバピストンの移動が前記圧縮流体を圧縮するように前記圧縮流体と流体連通し、前記少なくとも1つの爆縮ドライバ層は、圧縮された前記圧縮流体による前記プッシャピストンの移動が前記液体媒体中に前記個々の圧力パルスを生成するように前記圧縮流体と流体連通する、請求項3に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記原動機は、加圧ドライバ流体を収容するアキュムレータと、前記コントローラと通信するとともに各圧縮ドライバの前記ドライバピストンに対して前記加圧ドライバ流体を流すように動作可能である弁とを含む、請求項2から4までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記原動機は、電磁源と、前記ドライバボアの壁における電磁コイルと、各圧縮ドライバの前記ドライバピストンにおける導電性要素とを含む、請求項2から4までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記電磁コイルは、前記ドライバボアの長さに沿って延び、前記電磁源は、前記ドライバボアの前記長さに沿って磁界を調整することで各圧縮ドライバの前記ドライバピストンの軌跡プロファイルを制御するように前記コントローラによって動作可能である、請求項6に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記原動機は、機械的ばねを含む、請求項2から4までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- ドライバ流体を前記ドライバボアから排出する少なくとも1つの排出ポートを各圧縮ドライバの前記ドライバボア内にさらに備え、前記排出ポートは、前記ドライバ流体によって前記ドライバピストンに印加される圧力を調整することで前記ドライバピストンの前記軌跡プロファイルを制御するように前記コントローラによって動作可能な排出弁を含む、請求項6から8までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記ドライバボアから前記圧縮流体を排出する少なくとも1つの排出ポートを各圧縮ドライバの前記ドライバボア内にさらに備え、前記排出ポートは、前記圧縮流体によって前記ドライバピストンに印加される圧力を調整することで前記ドライバピストンの前記軌跡プロファイルを制御するように前記コントローラによって動作可能な排出弁を含む、請求項6から8までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 各圧縮ドライバの前記ドライバボアの遠位端に電極をさらに備え、前記電極は、電気アークを発生させて前記圧縮流体を加熱することで前記ドライバピストンの前記軌跡プロファイルを制御するように前記コントローラによって動作可能である、請求項6から8までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 各圧縮ドライバは、加圧ガスを蓄えるアキュムレータと、前記アキュムレータ及び前記容器壁における容器壁開口と流体連通する駆動弁とを含み、前記コントローラは、前記駆動弁と連通し、前記駆動弁を開くとともに加圧圧縮流体を前記アキュムレータから前記環状隙間内へ放出することで前記圧縮流体中に前記個々の圧力パルスを生成するように動作可能である、請求項2に記載のプラズマ圧縮システム。
- 各圧縮ドライバは、解放タンクと、前記解放タンク及び前記容器壁開口と流体連通する反動弁とをさらに含み、前記コントローラは、前記反動弁と通信し、前記加圧圧縮流体が前記環状隙間内へ放出された後で前記駆動弁を閉じてから前記反動弁を開くことで前記加圧圧縮流体が前記環状隙間から前記解放タンク内へ流れることを可能にするように動作可能である、請求項12に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記駆動弁及び前記反動弁と通信するコントローラをさらに備え、前記コントローラは、プロセッサと、命令が符号化されているコンピュータ可読メモリであって、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記コントローラに、前記加圧ガスが前記アキュムレータから前記環状隙間内へ流れる、圧縮ショットの圧縮段階中、前記駆動弁を開かせるとともに前記反動弁を閉じさせ、前記加圧ガスの一部が前記環状隙間から前記アキュムレータ内へ流れる、前記圧縮ショットの反動復帰段階中、前記駆動弁を開いた状態に保つとともに前記反動弁を閉じた状態に保たせ、及び前記加圧ガスの他の一部が前記環状隙間から前記解放タンク内へ流れるエネルギー散逸段階中、前記駆動弁を閉じさせるとともに前記反動弁を開かせる、コンピュータ可読メモリとを有する、請求項13に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記アキュムレータ内に位置決めされる1つ又は複数の加熱素子であって、前記圧縮ショット前に前記圧縮流体を加熱するように動作可能な1つ又は複数の加熱素子をさらに備える、請求項12から14までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記アキュムレータ内に位置決めされる1つ又は複数の電極であって、電気アークを発生させて前記圧縮ショット中に前記圧縮流体を加熱するように動作可能な1つ又は複数の電極をさらに備える、請求項12から14までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記複数の圧縮ドライバ層は、少なくとも1つの中央圧縮ドライバ層と、前記少なくとも1つの中央圧縮ドライバ層のそれぞれ上及び下の少なくとも1つの上部圧縮ドライバ層及び下部圧縮ドライバ層とを含み、前記コントローラは、前記少なくとも1つの中央圧縮ドライバ層の大きさ及びタイミングよりも大きい大きさ又はより早いタイミングを有する前記上部圧縮ドライバ層及び前記下部圧縮ドライバ層における個々の圧力パルスを制御するように動作可能である、請求項1から16までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記容器と流体連通し、プラズマを前記キャビティ内へ注入するように動作可能なプラズマ発生器をさらに備える、請求項1から17までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 各圧縮ドライバ層は、前記回転軸の周りに半径方向に前記容器に取り付けられる複数の圧縮ドライバを含む、請求項1から18までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記回転コアの外面又は前記容器壁の内面の周りにそれぞれ延びる環状シールであって、前記回転軸に対して平行な軸方向に沿って各圧縮ドライバ層間に離間する環状シールをさらに備える、請求項1から19までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- 前記コントローラは、前記個々の圧力パルスの前記形状、タイミング及び大きさの少なくとも1つを調整して、球形又は卵形の軌跡を有する組み合わされた圧力パルスを生成するように動作可能である、請求項1から20までのいずれか一項に記載のプラズマ圧縮システム。
- プラズマを圧縮する方法であって、前記方法は、
(a)キャビティを囲む液体ライナを形成するように、液体媒体を収容する回転コアを回転軸の周りに回転させることと、
(b)プラズマを前記キャビティ内へ注入することと、
(c)前記回転軸に対して平行な軸方向に沿って離間した複数の圧縮ドライバ層から前記液体媒体中に複数の個々の圧力パルスを生成することであって、各個々の圧力パルスは、前記回転軸に対して垂直な方向に前記回転軸へ向かって移動し、前記複数の個々の圧力パルスは、前記液体ライナを爆縮させるように前記回転コア内の複数の爆縮ドライバを作動させるとともに前記キャビティ内のプラズマを圧縮する組み合わされた圧力パルスを集合的に形成する、複数の個々の圧力パルスを生成することと、
を含み、
前記複数の個々の圧力パルスの前記個々の圧力パルスの形状、タイミング、及び大きさのうちの1つ又は複数は、前記組み合わされた圧力パルスが前記軸方向に沿って変化する軌跡を有するように異なる、方法。 - 前記複数の個々の圧力パルスは、少なくとも1つの中央圧力パルスと、前記少なくとも1つの中央圧力パルスの上に少なくとも1つの上部圧力パルスと、前記少なくとも1つの中央圧力パルスの下に少なくとも1つの下部圧力パルスとを含み、前記上部圧力パルス及び前記下部圧力パルスは、前記少なくとも1つの中央圧力パルスの前記大きさ及び前記タイミングよりも大きい大きさ及びより早いタイミングのうちの一方又は両方を有する、請求項22に記載の方法。
- 前記複数の個別の圧力パルスの前記タイミング及び前記大きさは、球形又は卵形の軌跡を有する組み合わされた圧力パルスを生成する、請求項23に記載の方法。
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