JP2517945B2 - プラズマ加速機 - Google Patents
プラズマ加速機Info
- Publication number
- JP2517945B2 JP2517945B2 JP62049820A JP4982087A JP2517945B2 JP 2517945 B2 JP2517945 B2 JP 2517945B2 JP 62049820 A JP62049820 A JP 62049820A JP 4982087 A JP4982087 A JP 4982087A JP 2517945 B2 JP2517945 B2 JP 2517945B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- electrode
- arc
- plasma
- discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
- F03H1/0006—Details applicable to different types of plasma thrusters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
- F03H1/0081—Electromagnetic plasma thrusters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐久性増大と極間絶縁の信頼性向上のために
なした宇宙用プラズマエンジン（M.P.D.アークジェッ
ト）、及び核融合研究用高エネルギー粒子ビーム発生用
等のプラズマ加速機に関するものである。
なした宇宙用プラズマエンジン（M.P.D.アークジェッ
ト）、及び核融合研究用高エネルギー粒子ビーム発生用
等のプラズマ加速機に関するものである。
［従来の技術］ 第４図は、従来のプラズマ加速機の一例で、円筒形の
陽極ａの中心部に棒状の陰極ｂを配置し、両電極a,b間
を絶縁体ｃで絶縁し、前記陽極ａの外面から絶縁体ｃを
通してピン状アーク点弧用電極ｅ（通常は１本）を挿入
し、該ピン状アーク点弧用電極ｅの先端が陽極ａと陰極
ｂの中間に位置するように固着している。ｄはプラズマ
ガス注入溝であり、ｆは主電源、ｇはアーク点弧用電源
である。
陽極ａの中心部に棒状の陰極ｂを配置し、両電極a,b間
を絶縁体ｃで絶縁し、前記陽極ａの外面から絶縁体ｃを
通してピン状アーク点弧用電極ｅ（通常は１本）を挿入
し、該ピン状アーク点弧用電極ｅの先端が陽極ａと陰極
ｂの中間に位置するように固着している。ｄはプラズマ
ガス注入溝であり、ｆは主電源、ｇはアーク点弧用電源
である。
第５図は、従来のプラズマ加速機の他の例であり、上
述のピン状アーク点弧用電極ｅに換えて、環状アーク点
弧用電極ｅ′を前記絶縁体ｃの内側に嵌着し、前記陰極
ｂを包囲するように配設している。
述のピン状アーク点弧用電極ｅに換えて、環状アーク点
弧用電極ｅ′を前記絶縁体ｃの内側に嵌着し、前記陰極
ｂを包囲するように配設している。
上述のいずれの例においても、主電源ｆによって、陽
極ａと陰極ｂの両極間に電圧を印加し、アーク点弧用電
源ｇによって、アーク点弧用電極ｅ、又はｅ′と陰極ｂ
の両極間に電圧を印加し、先にアーク点弧用電極ｅ
（ｅ′）と陰極ｂの間にアーク放電させ、これに呼応し
て、陽陰両極a,b間に主放電を誘起させて、外部からガ
ス注入溝ｄを通じて供給したガスをプラズマ化してい
る。
極ａと陰極ｂの両極間に電圧を印加し、アーク点弧用電
源ｇによって、アーク点弧用電極ｅ、又はｅ′と陰極ｂ
の両極間に電圧を印加し、先にアーク点弧用電極ｅ
（ｅ′）と陰極ｂの間にアーク放電させ、これに呼応し
て、陽陰両極a,b間に主放電を誘起させて、外部からガ
ス注入溝ｄを通じて供給したガスをプラズマ化してい
る。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のプラズマ加速機において、第４
図のピン状アーク点弧用電極の場合は、該電極に相対す
る陰極の一定場所で放電を強要するので、陰極の局部的
損耗を招く。この対策としてピン状アーク点弧用電極本
数を増加し、アーク放電電流路を複数化することも考え
得るがその場合、構造が複雑となる。
図のピン状アーク点弧用電極の場合は、該電極に相対す
る陰極の一定場所で放電を強要するので、陰極の局部的
損耗を招く。この対策としてピン状アーク点弧用電極本
数を増加し、アーク放電電流路を複数化することも考え
得るがその場合、構造が複雑となる。
第５図に示す環状アーク点弧用電極の場合は、耐久性
は増大するものの、歪電界が弱くなり、更には放電面積
が広いために主放電の誘起までに要する電力量が多くな
る。
は増大するものの、歪電界が弱くなり、更には放電面積
が広いために主放電の誘起までに要する電力量が多くな
る。
又、上述のアーク点弧用電極のいずれの形成において
も、連続作動を実施すると、次第に、電極の損耗物質が
絶縁体表面に附着して導体となり、アーク点弧用電力が
リークして主電源に流入し、アーク点弧しない状態を現
出するなどの問題点がある。
も、連続作動を実施すると、次第に、電極の損耗物質が
絶縁体表面に附着して導体となり、アーク点弧用電力が
リークして主電源に流入し、アーク点弧しない状態を現
出するなどの問題点がある。
本発明は、上述の実情に鑑み、陰極の局部的損耗を防
止して耐久性の増大を図り、絶縁体の絶縁劣化を防止し
てその信頼性を向上することを目的としてなしたもので
ある。
止して耐久性の増大を図り、絶縁体の絶縁劣化を防止し
てその信頼性を向上することを目的としてなしたもので
ある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明では、円筒状の陽極と棒状の陰極との間の絶縁
体に形成したリング状のプラズマガス注入溝内に、先端
部内側に複数の突起部が突出し、且つ基端部が前記プラ
ズマガス注入溝の底部に固定された環状アーク点弧用電
極を備えたことを特徴としている。
体に形成したリング状のプラズマガス注入溝内に、先端
部内側に複数の突起部が突出し、且つ基端部が前記プラ
ズマガス注入溝の底部に固定された環状アーク点弧用電
極を備えたことを特徴としている。
［作用］ 従って、本発明では、環状アーク点弧用電極の内側に
複数の突起部を作出したことによって、高い歪電界が生
じると共に、放電面積が挾小となるので主放電誘起まで
の消費電力が少なくなり、又、対陰極間のアーク放電個
所が複数となるために、陰極の局部的損耗がなくなり、
更にプラズマガス注入溝中にアーク点弧用電極を配置し
たことによって、放電時に発生する電極などの損耗物質
を密度の高い作動ガスで吹き払うことができるので、該
損耗物質が絶縁体に附着することを防ぎ得て、絶縁効果
を保持し得る。
複数の突起部を作出したことによって、高い歪電界が生
じると共に、放電面積が挾小となるので主放電誘起まで
の消費電力が少なくなり、又、対陰極間のアーク放電個
所が複数となるために、陰極の局部的損耗がなくなり、
更にプラズマガス注入溝中にアーク点弧用電極を配置し
たことによって、放電時に発生する電極などの損耗物質
を密度の高い作動ガスで吹き払うことができるので、該
損耗物質が絶縁体に附着することを防ぎ得て、絶縁効果
を保持し得る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明す
る。
る。
第１図〜第３図は、本発明の一実施例であり、円筒形
の陽極１の中心部に棒状の陰極２を配置し、前記陽極１
と陰極２の間に円筒状の絶縁体３を前記陰極２と同心に
配設し、該絶縁体３の所定位置に所要の半径と溝巾、お
よび深さを有するリング状のプラズマガス注入溝４を前
記陰極２の先端側に向けて開口させて設け、該溝４の底
部から前記陽極１の外側に向けて放射状に開口する３本
のガス注入路５を穿孔し、該ガス注入路５のそれぞれの
入口に図示されていないガス源からの供給ガスを制御す
るガスバルブ６を設け、前記溝４の底部に基部を固着さ
れ、且つ該溝４の半径方向中間部を通って溝４外に延設
された先端部の内側円周方向に、第２図に示す如く複数
の突起部7aを設けた環状アーク点弧用電極７を、前記陰
極２と同心に配設する。前記陽極１、陰極２、および環
状アーク点弧用電極７の相対的位置は、所定の間隔に定
められている。
の陽極１の中心部に棒状の陰極２を配置し、前記陽極１
と陰極２の間に円筒状の絶縁体３を前記陰極２と同心に
配設し、該絶縁体３の所定位置に所要の半径と溝巾、お
よび深さを有するリング状のプラズマガス注入溝４を前
記陰極２の先端側に向けて開口させて設け、該溝４の底
部から前記陽極１の外側に向けて放射状に開口する３本
のガス注入路５を穿孔し、該ガス注入路５のそれぞれの
入口に図示されていないガス源からの供給ガスを制御す
るガスバルブ６を設け、前記溝４の底部に基部を固着さ
れ、且つ該溝４の半径方向中間部を通って溝４外に延設
された先端部の内側円周方向に、第２図に示す如く複数
の突起部7aを設けた環状アーク点弧用電極７を、前記陰
極２と同心に配設する。前記陽極１、陰極２、および環
状アーク点弧用電極７の相対的位置は、所定の間隔に定
められている。
前記陽極１と陰極２を接続する回路に、図示されてい
ない電源から一定電位に充電される主電源コンデンサ８
とコイル９を接続し、前記環状アーク点弧用電極７と陰
極２を接続する回路に、図示されていない電源から一定
電位に充電されるアーク点弧電源用コンデンサ10と、高
圧パルスを環状アーク点弧用電極７に印加するためのサ
イリスタ11、パルストランス12を接続し、更に、主放電
がパルストランス12の２次側に流れ込むのを防止する役
目を有するダイオード13と、グロー放電からアーク放電
に移行するときのパルス的な電流供給の役目を果すコン
デンサ14を接続している。
ない電源から一定電位に充電される主電源コンデンサ８
とコイル９を接続し、前記環状アーク点弧用電極７と陰
極２を接続する回路に、図示されていない電源から一定
電位に充電されるアーク点弧電源用コンデンサ10と、高
圧パルスを環状アーク点弧用電極７に印加するためのサ
イリスタ11、パルストランス12を接続し、更に、主放電
がパルストランス12の２次側に流れ込むのを防止する役
目を有するダイオード13と、グロー放電からアーク放電
に移行するときのパルス的な電流供給の役目を果すコン
デンサ14を接続している。
次に、本プラズマ加速機の作動について説明する。先
ず主電源コンデンサ８とアーク点弧電源用コンデンサ10
を充電しておく。この状態で主電源コンデンサ８とコイ
ル９で定まる時定数に見合ったガスパフをガスバルブ６
を作動させて、ガス注入路５を通じて陽極１と陰極２の
間に注入し、ガス圧が所定の値になった時（ｔ＝t1）
（第３図（Ｃ）参照）にサイリスタ11を開いて、高圧パ
ルスを環状アーク点弧用電極７に印加する。この操作
後、第３図（Ｃ）に示すようにアーク点弧用電極電圧
が、V1（ｔ＝t2）に達すると、絶縁破壊が起こり、以後
第３図（Ｃ）に示す時刻t3までに間、グロー放電が生じ
る。この間も放電電流を供給しながらアーク点弧用電極
電圧をV2まで高め、過電圧状態におくと、環状アーク点
弧用電極７と陰極２の間にアーク放電が始まり、これに
呼応して陽極１と陰極２の間に第３図（Ｂ）に示すよう
に主放電が誘起される。第３図（Ａ）はガスパルス波形
を示す。以上の作動を1Hzとして、以後繰り返されるの
であるが、この間、環状アーク点弧用電極７の内面突起
部7aからのアーク放電は、1Hzの放電に対し複数の突起
部7aの中の１個所で起こり、放電を起こす突起部は、放
電毎に毎回無秩序に変化する。又、環状アーク点弧用電
極７は、ガス注入路５につながる溝４内に固設されてい
るので、ガスバルブ６からガス注入路５を経て注入され
るガスにその内外周面が曝される。
ず主電源コンデンサ８とアーク点弧電源用コンデンサ10
を充電しておく。この状態で主電源コンデンサ８とコイ
ル９で定まる時定数に見合ったガスパフをガスバルブ６
を作動させて、ガス注入路５を通じて陽極１と陰極２の
間に注入し、ガス圧が所定の値になった時（ｔ＝t1）
（第３図（Ｃ）参照）にサイリスタ11を開いて、高圧パ
ルスを環状アーク点弧用電極７に印加する。この操作
後、第３図（Ｃ）に示すようにアーク点弧用電極電圧
が、V1（ｔ＝t2）に達すると、絶縁破壊が起こり、以後
第３図（Ｃ）に示す時刻t3までに間、グロー放電が生じ
る。この間も放電電流を供給しながらアーク点弧用電極
電圧をV2まで高め、過電圧状態におくと、環状アーク点
弧用電極７と陰極２の間にアーク放電が始まり、これに
呼応して陽極１と陰極２の間に第３図（Ｂ）に示すよう
に主放電が誘起される。第３図（Ａ）はガスパルス波形
を示す。以上の作動を1Hzとして、以後繰り返されるの
であるが、この間、環状アーク点弧用電極７の内面突起
部7aからのアーク放電は、1Hzの放電に対し複数の突起
部7aの中の１個所で起こり、放電を起こす突起部は、放
電毎に毎回無秩序に変化する。又、環状アーク点弧用電
極７は、ガス注入路５につながる溝４内に固設されてい
るので、ガスバルブ６からガス注入路５を経て注入され
るガスにその内外周面が曝される。
なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加
え得ることは勿論である。
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加
え得ることは勿論である。
［発明の効果］ 本発明のプラズマ加速機は、上述のような構成として
いるので、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
いるので、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
（Ｉ） 高い歪電界を生じさせると同時に消費電力を低
減できる。
減できる。
（II） 電極容積が比較的大きいので電極損耗に対する
耐久性があり、陰極の局部的損耗がない。
耐久性があり、陰極の局部的損耗がない。
（III） 電極間をガス絶縁とし、且つ流入ガスが電極
損耗物質を吹き払う構造であるので絶縁不良に対する信
頼性が極めて高い。
損耗物質を吹き払う構造であるので絶縁不良に対する信
頼性が極めて高い。
第１図、第２図、第３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は本発明の
一実施例を示し、第１図は実施例の構成説明図、第２図
は第１図のII-II方向矢視図、第３図（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）はそれぞれ運転時のガスパルス波形、主放電電
流、点弧電極電圧の説明図、第４図、第５図は、夫々従
来のプラズマ加速機の例を示す説明図である。 図中、１は陽極、２は陰極、３は絶縁体、４はプラズマ
ガス注入溝、７は環状アーク点弧用電極、7aは突起部を
示す。
一実施例を示し、第１図は実施例の構成説明図、第２図
は第１図のII-II方向矢視図、第３図（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）はそれぞれ運転時のガスパルス波形、主放電電
流、点弧電極電圧の説明図、第４図、第５図は、夫々従
来のプラズマ加速機の例を示す説明図である。 図中、１は陽極、２は陰極、３は絶縁体、４はプラズマ
ガス注入溝、７は環状アーク点弧用電極、7aは突起部を
示す。
Claims (1)
- 【請求項１】円筒状の陽極と棒状の陰極との間の絶縁体
に形成したリング状のプラズマガス注入溝内に、先端部
内側に複数の突起部が突出し、且つ基端部が前記プラズ
マガス注入溝の底部に固定された環状のアーク点弧用電
極を備えたことを特徴とするプラズマ加速機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62049820A JP2517945B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | プラズマ加速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62049820A JP2517945B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | プラズマ加速機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216299A JPS63216299A (ja) | 1988-09-08 |
| JP2517945B2 true JP2517945B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=12841743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62049820A Expired - Lifetime JP2517945B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | プラズマ加速機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517945B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8536838B2 (en) * | 2010-12-14 | 2013-09-17 | General Electric Company | Capacitance check and voltage monitoring circuit for use with a circuit protection device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU8318982A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-23 | Westinghouse Electric Corporation | High gas flow arc heater having improved starting feature |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP62049820A patent/JP2517945B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63216299A (ja) | 1988-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4366801A (en) | Plasma ignition system | |
| CA2181092C (en) | Method and apparatus for controllably generating sparks in an ignition system or the like | |
| JP4731591B2 (ja) | 可燃性の気体混合物に点火するための、コロナ放電を生成し持続させるための点火システムと点火方法 | |
| TW505734B (en) | Add-on unit to conventional ignition systems to provide a follow-on current through a spark plug | |
| US5456241A (en) | Optimized high power high energy ignition system | |
| US4388549A (en) | Plasma plug | |
| US20070114901A1 (en) | Plasma-jet spark plug control method and device | |
| US4433669A (en) | Plasma ignition system for an internal combustion engine | |
| JPH0135177B2 (ja) | ||
| KR20190008238A (ko) | 고주파 점화 시스템용 스파크 플러그 | |
| US4487192A (en) | Plasma jet ignition system | |
| JP2013217279A (ja) | 内燃機関の点火装置および点火方法 | |
| US5590629A (en) | Spark ignition system of an internal combustion engine | |
| US5720252A (en) | High power ignition assist for an engine | |
| KR20230037235A (ko) | 멀티 점화 코일 제어 시스템 | |
| JP2517945B2 (ja) | プラズマ加速機 | |
| US8767371B2 (en) | Ignition apparatus | |
| US4071800A (en) | Three electrode arc plasma flame ignition devices | |
| JP4946990B2 (ja) | プラズマ式点火装置 | |
| JP2009041427A (ja) | プラズマ式点火装置 | |
| JP2009508345A (ja) | 点火エレメントに、詳細には内燃機関の点火プラグに高電圧を供給するためのロッド点火変圧器 | |
| JP2014043859A (ja) | 点火装置 | |
| US4399779A (en) | Distributor with sliding contacts | |
| JPH0531668B2 (ja) | ||
| RU2127936C1 (ru) | Устройство для воспламенения и сжигания горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания |