JP2766736B2 - 観賞用プラズマ発生装置 - Google Patents
観賞用プラズマ発生装置Info
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- JP2766736B2 JP2766736B2 JP3025376A JP2537691A JP2766736B2 JP 2766736 B2 JP2766736 B2 JP 2766736B2 JP 3025376 A JP3025376 A JP 3025376A JP 2537691 A JP2537691 A JP 2537691A JP 2766736 B2 JP2766736 B2 JP 2766736B2
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- electrode
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オーロラシミュレータ
ーや展示装置のイルミネーション等に好適な観賞用プラ
ズマ発生装置に関する。
ーや展示装置のイルミネーション等に好適な観賞用プラ
ズマ発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、オーロラシミュレーターや展示装
置のイルミネーション等の観賞用プラズマ発生装置にお
いては、図４模式図に示すように、透明な材料でできた
真空容器１の中に１対の交流電極３ａ，３ｂを設置し、
その間に外部の交流電源５から数ｋＶ以上の高電圧を印
加し、放電させてプラズマを発生させるが、観賞用プラ
ズマは明るいほどよく、従って高密度であればよい。
置のイルミネーション等の観賞用プラズマ発生装置にお
いては、図４模式図に示すように、透明な材料でできた
真空容器１の中に１対の交流電極３ａ，３ｂを設置し、
その間に外部の交流電源５から数ｋＶ以上の高電圧を印
加し、放電させてプラズマを発生させるが、観賞用プラ
ズマは明るいほどよく、従って高密度であればよい。
【０００３】そこでプラズマを高密度にするためには、
印加電圧を高くし電流を多くすればよいが、電圧を高く
すればするほど真空容器１の外へ漏洩する電流が増加
し、絶縁がむずかしくなり、電源も特殊なものとなりコ
スト高となる。またプラズマを高密度にするためには、
交流電極３ａ，３ｂの間隔を短くする方法もあるが、こ
れを短くするとプラズマが発生する範囲が狭くなり観賞
用には適さなくなる。
印加電圧を高くし電流を多くすればよいが、電圧を高く
すればするほど真空容器１の外へ漏洩する電流が増加
し、絶縁がむずかしくなり、電源も特殊なものとなりコ
スト高となる。またプラズマを高密度にするためには、
交流電極３ａ，３ｂの間隔を短くする方法もあるが、こ
れを短くするとプラズマが発生する範囲が狭くなり観賞
用には適さなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、観賞用に適した広範囲
に高密度なプラズマを廉価な電源で発生させることがで
きる観賞用プラズマ発生装置を提供することを目的とす
る。
事情に鑑みて提案されたもので、観賞用に適した広範囲
に高密度なプラズマを廉価な電源で発生させることがで
きる観賞用プラズマ発生装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、透
明な材料でできた真空容器と、同真空容器内に設置され
プラズマを発生させる交流電極対と、同真空容器内に設
置され上記交流電極対により発生したプラズマの電子の
少なくとも一部を種にして直流放電をさせることができ
る位置に配設された直流電極対と、上記真空容器の外側
に設置され上記交流電極対に交流電圧を印加する交流電
源と、上記真空容器の外側に設置され上記直流電極対に
直流電圧を印加する直流電源とを備えたことを特徴とす
る。
明な材料でできた真空容器と、同真空容器内に設置され
プラズマを発生させる交流電極対と、同真空容器内に設
置され上記交流電極対により発生したプラズマの電子の
少なくとも一部を種にして直流放電をさせることができ
る位置に配設された直流電極対と、上記真空容器の外側
に設置され上記交流電極対に交流電圧を印加する交流電
源と、上記真空容器の外側に設置され上記直流電極対に
直流電圧を印加する直流電源とを備えたことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明観賞用プラズマ発生装置においては、交
流電極対に数ｋＶ以上の高電圧を印加すると、同交流電
極対間にプラズマが発生し、このプラズマに直流電極対
により直流の５００Ｖ以上の高電圧を印加すると、プラ
ズマ内の電子が交流電極対外に引き出され、交流放電の
電子を種にする直流放電の領域が形成される。そして直
流印加電圧がある値に達したとき直流印加放電が始ま
り、更に電圧が高まると異常グローの領域に達し高密度
な放電が発生する。
流電極対に数ｋＶ以上の高電圧を印加すると、同交流電
極対間にプラズマが発生し、このプラズマに直流電極対
により直流の５００Ｖ以上の高電圧を印加すると、プラ
ズマ内の電子が交流電極対外に引き出され、交流放電の
電子を種にする直流放電の領域が形成される。そして直
流印加電圧がある値に達したとき直流印加放電が始ま
り、更に電圧が高まると異常グローの領域に達し高密度
な放電が発生する。
【０００７】
【実施例】本発明観賞用プラズマ発生装置の一実施例を
図面について説明すると、図１は実施例装置の模式図、
図２は同上装置の作動を示す説明図、図３は同上装置の
直流放電の説明図で、同図（Ａ）は等価回路図、同図
（Ｂ）はＶ−Ｉ特性線図である。
図面について説明すると、図１は実施例装置の模式図、
図２は同上装置の作動を示す説明図、図３は同上装置の
直流放電の説明図で、同図（Ａ）は等価回路図、同図
（Ｂ）はＶ−Ｉ特性線図である。
【０００８】図１において、ステンレス製の底板２に取
付けられ図示せざる真空ポンプが接続された透明真空容
器１の内部には、タングステン等スパッター収率の小さ
い金属製平板の１対の交流電極３ａ，３ｂが、下部域に
垂直状態で対峙して配置されるとともに、上部域に水平
状態で直流電極４ａが配置されている。しかして交流電
極３ａ，３ｂには容器外にある数ｋＶ以上の交流電源５
が接続されるとともに、片方の交流電極３ｂが接地され
ている。またスパッター収率の小さい金属製平板の直流
電極４ａは容器外にある５００Ｖ以上の直流電源６の正
端子に接続されるとともに、直流電源６の負端子が、接
続された交流電極３ｂに接続されており、その結果交流
電極３ｂはマイナスの直流電極４ｂを兼ねている。
付けられ図示せざる真空ポンプが接続された透明真空容
器１の内部には、タングステン等スパッター収率の小さ
い金属製平板の１対の交流電極３ａ，３ｂが、下部域に
垂直状態で対峙して配置されるとともに、上部域に水平
状態で直流電極４ａが配置されている。しかして交流電
極３ａ，３ｂには容器外にある数ｋＶ以上の交流電源５
が接続されるとともに、片方の交流電極３ｂが接地され
ている。またスパッター収率の小さい金属製平板の直流
電極４ａは容器外にある５００Ｖ以上の直流電源６の正
端子に接続されるとともに、直流電源６の負端子が、接
続された交流電極３ｂに接続されており、その結果交流
電極３ｂはマイナスの直流電極４ｂを兼ねている。
【０００９】なおこの１対の直流電極４ａ，４ｂは交流
電極３ａ，３ｂと独立してその近傍に配置したうえ接地
しておいてもよく、また交流電極３ａ，３ｂ及び直流電
極４ａ，４ｂは線状、棒状等の任意の形状のものでよ
い。
電極３ａ，３ｂと独立してその近傍に配置したうえ接地
しておいてもよく、また交流電極３ａ，３ｂ及び直流電
極４ａ，４ｂは線状、棒状等の任意の形状のものでよ
い。
【００１０】更に透明真空容器１の外部には、丸型又は
角型の１００Ｇａｕｓｓ以下の磁界を発生させる磁界発
生コイル７が配設されるとともにこの磁界発生コイル７
にはコイル用直流電源８が接続され、そこに音声−電圧
変換装置９が接続されており、コイル用直流電源８から
出力される電流値が音声−電圧変換装置９から出力され
る電圧に応じて変化する。従って音声−電圧変換装置９
から出る音楽や人声等音のボリュームに対応して、磁界
発生コイル７の磁界強度が得られる。
角型の１００Ｇａｕｓｓ以下の磁界を発生させる磁界発
生コイル７が配設されるとともにこの磁界発生コイル７
にはコイル用直流電源８が接続され、そこに音声−電圧
変換装置９が接続されており、コイル用直流電源８から
出力される電流値が音声−電圧変換装置９から出力され
る電圧に応じて変化する。従って音声−電圧変換装置９
から出る音楽や人声等音のボリュームに対応して、磁界
発生コイル７の磁界強度が得られる。
【００１１】このような装置による作動を図２，図３を
参照して説明すると、図２において、交流電極３ａ，３
ｂに数ｋＶ〜十数ｋＶの交流の高電圧を印加すると、両
電極３ａ，３ｂ間にプラズマ１０が発生し、このプラズ
マ１０に直流電極４ａ，４ｂにより直流の５００Ｖ以上
の高電圧を印加すると、プラズマ１０内の電子が交流電
極３ａ，３ｂ外に引き出され、交流放電の電子を種にす
る直流放電の領域が形成される。すると図３（Ａ）等価
回路に示すような直流放電による回路が成立し、直流電
源６による印加電圧ＶＤによってプラズマ電流ＩＰが変
化し、図３（Ｂ）Ｖ−Ｉ特性線図に示すように、印加電
圧がＶＳに達したとき直流印加放電が始まり、ＶＧを越
えると異常グローに当たる領域に達し高密度な放電が発
生する。
参照して説明すると、図２において、交流電極３ａ，３
ｂに数ｋＶ〜十数ｋＶの交流の高電圧を印加すると、両
電極３ａ，３ｂ間にプラズマ１０が発生し、このプラズ
マ１０に直流電極４ａ，４ｂにより直流の５００Ｖ以上
の高電圧を印加すると、プラズマ１０内の電子が交流電
極３ａ，３ｂ外に引き出され、交流放電の電子を種にす
る直流放電の領域が形成される。すると図３（Ａ）等価
回路に示すような直流放電による回路が成立し、直流電
源６による印加電圧ＶＤによってプラズマ電流ＩＰが変
化し、図３（Ｂ）Ｖ−Ｉ特性線図に示すように、印加電
圧がＶＳに達したとき直流印加放電が始まり、ＶＧを越
えると異常グローに当たる領域に達し高密度な放電が発
生する。
【００１２】以下に具体例を説明すると、４００ｍｍφ
×５００ｍｍの真空容器内において、交流電極間距離：
３００ｍｍ，直流電極の底板からの高さ：３００ｍｍと
したとき、容器内雰囲気：３×１０−３ＴｏｒｒのＡｒ
ガス雰囲気，交流印加電圧：１０ｋＶ，直流印加電圧：
７００Ｖ，印加磁界：０〜５０Ｇａｕｓｓにて、オーロ
ラに似たプラズマが発生できた。このとき磁界の変化に
よるプラズマの動きは、次の（１）式のラーマー半径ｒ
ｅの変化によるものと、（２）式のＥ×Ｂドリフトによ
るものが考えられ、この作用によりプラズマは容器内を
規則的に動く。 ラーマー半径：ｒｅ＝３．４×Ｖ１／２／Ｂ（ｃｍ） ・・・・（１） Ｅ×Ｂドリフト：ＶＤ＝Ｅ／Ｂ（ｃｍ／ｓｅｃ） ・・・・（２） 但し ｒｅ：ラーマー半径（ｃｍ），Ｖ：電子の加速電圧（Ｖ）， Ｂ：磁速密度（Ｇａｕｓｓ），ＶＤ：ドリフト速度（ｃｍ／ｓｅｃ）， Ｅ：電界強度（Ｖ／ｃｍ）
×５００ｍｍの真空容器内において、交流電極間距離：
３００ｍｍ，直流電極の底板からの高さ：３００ｍｍと
したとき、容器内雰囲気：３×１０−３ＴｏｒｒのＡｒ
ガス雰囲気，交流印加電圧：１０ｋＶ，直流印加電圧：
７００Ｖ，印加磁界：０〜５０Ｇａｕｓｓにて、オーロ
ラに似たプラズマが発生できた。このとき磁界の変化に
よるプラズマの動きは、次の（１）式のラーマー半径ｒ
ｅの変化によるものと、（２）式のＥ×Ｂドリフトによ
るものが考えられ、この作用によりプラズマは容器内を
規則的に動く。 ラーマー半径：ｒｅ＝３．４×Ｖ１／２／Ｂ（ｃｍ） ・・・・（１） Ｅ×Ｂドリフト：ＶＤ＝Ｅ／Ｂ（ｃｍ／ｓｅｃ） ・・・・（２） 但し ｒｅ：ラーマー半径（ｃｍ），Ｖ：電子の加速電圧（Ｖ）， Ｂ：磁速密度（Ｇａｕｓｓ），ＶＤ：ドリフト速度（ｃｍ／ｓｅｃ）， Ｅ：電界強度（Ｖ／ｃｍ）
【００１３】
【発明の効果】要するに本発明によれば、透明な材料で
できた真空容器と、同真空容器内に設置されプラズマを
発生させる交流電極対と、同真空容器内に設置され上記
交流電極対により発生したプラズマの電子の少なくとも
一部を種にして直流放電をさせることができる位置に配
設された直流電極対と、上記真空容器の外側に設置され
上記交流電極対に交流電圧を印加する交流電源と、上記
真空容器の外側に設置され上記直流電極対に直流電圧を
印加する直流電源とを備えているので、観賞用に適した
広範囲に高密度なプラズマを廉価な電源で発生させるこ
とができる観賞用プラズマ発生装置を得るから、本発明
は産業上極めて有益なものである。
できた真空容器と、同真空容器内に設置されプラズマを
発生させる交流電極対と、同真空容器内に設置され上記
交流電極対により発生したプラズマの電子の少なくとも
一部を種にして直流放電をさせることができる位置に配
設された直流電極対と、上記真空容器の外側に設置され
上記交流電極対に交流電圧を印加する交流電源と、上記
真空容器の外側に設置され上記直流電極対に直流電圧を
印加する直流電源とを備えているので、観賞用に適した
広範囲に高密度なプラズマを廉価な電源で発生させるこ
とができる観賞用プラズマ発生装置を得るから、本発明
は産業上極めて有益なものである。
【００１４】
【図１】本発明観賞用プラズマ発生装置の一実施例の模
式図である。
式図である。
【図２】同上装置の作動を示す説明図である。
【図３】同上装置の直流放電の説明図で、同図（Ａ）は
等価回路図、同図（Ｂ）はＶ−Ｉ特性線図である。
等価回路図、同図（Ｂ）はＶ−Ｉ特性線図である。
【図４】従来の観賞用プラズマ発生装置の模式図であ
る。
る。
１ 透明真空容器 ２ 底板 ３ａ 交流電極 ３ｂ 交流電極 ４ａ 直流電極 ４ｂ 直流電極 ５ 交流電源 ６ 直流電源 ７ 磁界発生コイル ８ コイル用直流電源 ９ 音声−電圧変換装置 １０ プラズマ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 正義 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株 式会社 長崎研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05H 1/24 G09B 23/00
Claims (1)
- 【請求項１】 透明な材料でできた真空容器と、同真空
容器内に設置されプラズマを発生させる交流電極対と、
同真空容器内に設置され上記交流電極対により発生した
プラズマの電子の少なくとも一部を種にして直流放電を
させることができる位置に配設された直流電極対と、上
記真空容器の外側に設置され上記交流電極対に交流電圧
を印加する交流電源と、上記真空容器の外側に設置され
上記直流電極対に直流電圧を印加する直流電源とを備え
たことを特徴とする、観賞用プラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025376A JP2766736B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 観賞用プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025376A JP2766736B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 観賞用プラズマ発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0554994A JPH0554994A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2766736B2 true JP2766736B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=12164133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3025376A Expired - Fee Related JP2766736B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 観賞用プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766736B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4527425B2 (ja) | 2004-03-19 | 2010-08-18 | 日本赤十字社 | 自律神経活動モニター装置、血液処理装置および採血装置 |
| JP4558599B2 (ja) | 2005-07-19 | 2010-10-06 | 繁行 南 | オーロラカーテンの発生装置、及び、同方法 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP3025376A patent/JP2766736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0554994A (ja) | 1993-03-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980303 |
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