JP3324169B2 - コンストリクタ型アークヒータ - Google Patents
コンストリクタ型アークヒータInfo
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- JP3324169B2 JP3324169B2 JP35978592A JP35978592A JP3324169B2 JP 3324169 B2 JP3324169 B2 JP 3324169B2 JP 35978592 A JP35978592 A JP 35978592A JP 35978592 A JP35978592 A JP 35978592A JP 3324169 B2 JP3324169 B2 JP 3324169B2
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- constrictor
- cooling
- disk
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- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンストリクタ型アー
クヒータに関するものである。
クヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、風洞内の所要位置に配置した
供試体に対し高温のプラズマ気流を吹きつけて前記供試
体の熱試験（耐熱試験や焼蝕試験等）を行うようにした
アーク加熱風洞試験装置が知られているが、近年では熱
容量の大きな熱試験が望まれるようになってきた為、前
記アーク加熱風洞試験装置は大型化の傾向にあり、熱容
量の大きなプラズマ気流を発生する加熱装置としてコン
ストリクタ型アークヒータが使用されるようになってき
た。
供試体に対し高温のプラズマ気流を吹きつけて前記供試
体の熱試験（耐熱試験や焼蝕試験等）を行うようにした
アーク加熱風洞試験装置が知られているが、近年では熱
容量の大きな熱試験が望まれるようになってきた為、前
記アーク加熱風洞試験装置は大型化の傾向にあり、熱容
量の大きなプラズマ気流を発生する加熱装置としてコン
ストリクタ型アークヒータが使用されるようになってき
た。
【０００３】図４及び図５は前記コンストリクタ型アー
クヒータの一例であり、基本的には陰極１と陽極２との
間に形成した放電路３に作動ガス導入流路４を介して作
動ガス５を供給し、該作動ガス５を前記陰極１と陽極２
との間に発生させたアーク放電６により高温のプラズマ
気流５’としてノズル７から噴出するようにしたもので
あるが、更に熱容量を上げる為に、給水路８及び排水路
９を介して冷却流路１７に導入出される冷却水１０によ
り前記放電路３周囲を低温に維持可能なコンストリクタ
１１を陰極１と陽極２との間に介在させ、陰極１と陽極
２との離間距離を大きくとって大電流・大電圧をかけら
れるようにしてある。
クヒータの一例であり、基本的には陰極１と陽極２との
間に形成した放電路３に作動ガス導入流路４を介して作
動ガス５を供給し、該作動ガス５を前記陰極１と陽極２
との間に発生させたアーク放電６により高温のプラズマ
気流５’としてノズル７から噴出するようにしたもので
あるが、更に熱容量を上げる為に、給水路８及び排水路
９を介して冷却流路１７に導入出される冷却水１０によ
り前記放電路３周囲を低温に維持可能なコンストリクタ
１１を陰極１と陽極２との間に介在させ、陰極１と陽極
２との離間距離を大きくとって大電流・大電圧をかけら
れるようにしてある。
【０００４】即ち、大電流・大電圧をかける為には陰極
１と陽極２との離間距離を長くする必要があるが、単純
に陰極１と陽極２との離間距離を長くしただけではアー
ク放電６の安定化を図ることができない。しかしなが
ら、気体の電気伝導度は温度が高いほど大きくなるの
で、前記コンストリクタ１１で放電路３を包囲すること
により該放電路３周囲を冷却すると、アーク放電６（電
流）は温度の低い放電路３の周壁付近を避けて放電路３
の軸心付近を流れることになり、しかも、アーク放電６
の流れた放電路３の軸心付近はジュール熱により温度が
上昇して電気伝導度が大きくなるので、更にアーク放電
６が放電路３の軸心に流れ易くなり、アーク放電６の安
定化が図られることになる。
１と陽極２との離間距離を長くする必要があるが、単純
に陰極１と陽極２との離間距離を長くしただけではアー
ク放電６の安定化を図ることができない。しかしなが
ら、気体の電気伝導度は温度が高いほど大きくなるの
で、前記コンストリクタ１１で放電路３を包囲すること
により該放電路３周囲を冷却すると、アーク放電６（電
流）は温度の低い放電路３の周壁付近を避けて放電路３
の軸心付近を流れることになり、しかも、アーク放電６
の流れた放電路３の軸心付近はジュール熱により温度が
上昇して電気伝導度が大きくなるので、更にアーク放電
６が放電路３の軸心に流れ易くなり、アーク放電６の安
定化が図られることになる。
【０００５】前記コンストリクタ１１は、放電路３の軸
心方向（図４における左右方向）に適当な電位勾配を維
持しなければならない為、円盤状に形成された金属製の
コンストリクタディスク１２を絶縁部材１３を介在させ
ることにより相互に絶縁しつつ軸心方向に複数枚連続し
て組合せた構成となっており、前記プラズマ気流５’の
噴出方向における陰極１の後方位置と陽極２の前方位置
に夫々配したフランジ部材１４，１５同士を、コンスト
リクタ１１の軸心方向に延びる比較的長い連結ボルト１
６で締結することによって、前記コンストリクタ１１と
して組合せた各コンストリクタディスク１２及び絶縁部
材１３を挟みつけて一体に挟持するようにしてある。
心方向（図４における左右方向）に適当な電位勾配を維
持しなければならない為、円盤状に形成された金属製の
コンストリクタディスク１２を絶縁部材１３を介在させ
ることにより相互に絶縁しつつ軸心方向に複数枚連続し
て組合せた構成となっており、前記プラズマ気流５’の
噴出方向における陰極１の後方位置と陽極２の前方位置
に夫々配したフランジ部材１４，１５同士を、コンスト
リクタ１１の軸心方向に延びる比較的長い連結ボルト１
６で締結することによって、前記コンストリクタ１１と
して組合せた各コンストリクタディスク１２及び絶縁部
材１３を挟みつけて一体に挟持するようにしてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のコンストリクタ型アークヒータにおいて、放電路３
周囲に形成された環状の冷却流路１７に冷却水１０を流
して冷却するだけでは冷却効率が悪く、放電路３周囲を
冷却してアーク放電６の安定化を図ることはできても、
コンストリクタ１１を構成するコンストリクタディスク
１２全体を十分に冷却することができなかった為、熱に
よるコンストリクタディスク１２の劣化が激しいという
問題があった。
来のコンストリクタ型アークヒータにおいて、放電路３
周囲に形成された環状の冷却流路１７に冷却水１０を流
して冷却するだけでは冷却効率が悪く、放電路３周囲を
冷却してアーク放電６の安定化を図ることはできても、
コンストリクタ１１を構成するコンストリクタディスク
１２全体を十分に冷却することができなかった為、熱に
よるコンストリクタディスク１２の劣化が激しいという
問題があった。
【０００７】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、冷却水によるコンストリクタディスクの冷却効率を
向上することによって、熱によるコンストリクタディス
クの劣化を軽減することを目的としている。
で、冷却水によるコンストリクタディスクの冷却効率を
向上することによって、熱によるコンストリクタディス
クの劣化を軽減することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のコンス
トリクタディスクを絶縁部材を介し軸心方向に連設して
なるコンストリクタを陰極と陽極との間に備え、前記コ
ンストリクタの軸心部に形成した放電路を囲むよう前記
各コンストリクタディスク内部に環状の冷却流路を有
し、該冷却流路に対し前記コンストリクタディスクの半
径方向に延びる給水路及び排水路を介して冷却水を導入
出するよう構成したコンストリクタ型アークヒータにお
いて、前記冷却流路の壁面に前記給水路から排水路への
冷却水の流れを遮断しないようフィンを張り出し形成す
ると共に、該フィンの給水路と対向する位置に切欠部を
形成したことを特徴とするものである。
トリクタディスクを絶縁部材を介し軸心方向に連設して
なるコンストリクタを陰極と陽極との間に備え、前記コ
ンストリクタの軸心部に形成した放電路を囲むよう前記
各コンストリクタディスク内部に環状の冷却流路を有
し、該冷却流路に対し前記コンストリクタディスクの半
径方向に延びる給水路及び排水路を介して冷却水を導入
出するよう構成したコンストリクタ型アークヒータにお
いて、前記冷却流路の壁面に前記給水路から排水路への
冷却水の流れを遮断しないようフィンを張り出し形成す
ると共に、該フィンの給水路と対向する位置に切欠部を
形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】従って本発明では、給水路から冷却水を導入す
ると、該冷却水は冷却流路の壁面及びフィンの表面に対
する熱交換によってコンストリクタディスクを十分に冷
却し、排水路を通してコンストリクタディスク外へと排
出される。
ると、該冷却水は冷却流路の壁面及びフィンの表面に対
する熱交換によってコンストリクタディスクを十分に冷
却し、排水路を通してコンストリクタディスク外へと排
出される。
【００１０】また、フィンの給水路と対向する位置に切
欠部を形成しているので、前記給水路から導入された冷
却水が主として切欠部を通過することにより抵抗を受け
ることなく冷却流路の内周側まで到達し、冷却流路内に
満遍なく行きわたる。
欠部を形成しているので、前記給水路から導入された冷
却水が主として切欠部を通過することにより抵抗を受け
ることなく冷却流路の内周側まで到達し、冷却流路内に
満遍なく行きわたる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
する。
【００１２】図１〜図３は本発明の一実施例を示すもの
で、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を
表わしている。
で、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を
表わしている。
【００１３】図示する如く本実施例では、コンストリク
タ１１を構成するコンストリクタディスク１２の内部
に、放電路３近傍にのみ形成されていた従来の冷却流路
１７（図４及び図５参照）よりコンストリクタディスク
１２の半径方向外周側に拡張した冷却流路１８が放電路
３を囲むよう環状に形成されており、前記冷却流路１８
の前方側（図１における右側）の壁面１８ａには前記給
水路８から排水路９への冷却水１０の流れを遮断しない
ようフィン１９が張り出し形成されている。
タ１１を構成するコンストリクタディスク１２の内部
に、放電路３近傍にのみ形成されていた従来の冷却流路
１７（図４及び図５参照）よりコンストリクタディスク
１２の半径方向外周側に拡張した冷却流路１８が放電路
３を囲むよう環状に形成されており、前記冷却流路１８
の前方側（図１における右側）の壁面１８ａには前記給
水路８から排水路９への冷却水１０の流れを遮断しない
ようフィン１９が張り出し形成されている。
【００１４】前記フィン１９の形状は、前記冷却流路１
８の前方側の壁面１８ａにおける内周寄りの位置から後
方側（図１における左側）に向けて僅かに延びた後にコ
ンストリクタディスク１２の半径方向外周側に向け屈曲
したＬ字状断面を円周方向に３６０゜転回した如き形状
となっており、更には、前記フィン１９の給水路８と対
向する位置に半径方向に延びる切欠部２０が形成されて
いる。
８の前方側の壁面１８ａにおける内周寄りの位置から後
方側（図１における左側）に向けて僅かに延びた後にコ
ンストリクタディスク１２の半径方向外周側に向け屈曲
したＬ字状断面を円周方向に３６０゜転回した如き形状
となっており、更には、前記フィン１９の給水路８と対
向する位置に半径方向に延びる切欠部２０が形成されて
いる。
【００１５】尚、前記冷却流路１８にフィン１９を配設
する手段としては、例えば図３に示すように、冷却流路
１８の前方側の壁面１８ａとフィン１９とを一体の嵌合
ピース２１として分割構成し、これをコンストリクタデ
ィスク１２に嵌め込んでろう付けすれば良い。
する手段としては、例えば図３に示すように、冷却流路
１８の前方側の壁面１８ａとフィン１９とを一体の嵌合
ピース２１として分割構成し、これをコンストリクタデ
ィスク１２に嵌め込んでろう付けすれば良い。
【００１６】而して、給水路８から冷却水１０を導入す
ると、該冷却水１０は冷却流路１８内に行きわたり、該
冷却流路１８の全ての壁面及びフィン１９の表面に対す
る熱交換によってコンストリクタディスク１２を冷却
し、排水路９を通してコンストリクタディスク１２外へ
と排出される。
ると、該冷却水１０は冷却流路１８内に行きわたり、該
冷却流路１８の全ての壁面及びフィン１９の表面に対す
る熱交換によってコンストリクタディスク１２を冷却
し、排水路９を通してコンストリクタディスク１２外へ
と排出される。
【００１７】従って上記実施例によれば、コンストリク
タディスク１２の半径方向外周側に向け拡張した形状を
有する冷却流路１８の壁面１８ａにフィン１９を形成し
たことにより、冷却水１０とコンストリクタディスク１
２側との熱交換面積を十分に増加することができ、冷却
水１０によるコンストリクタディスク１２の冷却効率を
従来より大幅に向上することができるので、熱によるコ
ンストリクタディスク１２の劣化を著しく軽減すること
ができる。
タディスク１２の半径方向外周側に向け拡張した形状を
有する冷却流路１８の壁面１８ａにフィン１９を形成し
たことにより、冷却水１０とコンストリクタディスク１
２側との熱交換面積を十分に増加することができ、冷却
水１０によるコンストリクタディスク１２の冷却効率を
従来より大幅に向上することができるので、熱によるコ
ンストリクタディスク１２の劣化を著しく軽減すること
ができる。
【００１８】また、フィン１９の給水路８と対向する位
置に切欠部２０を形成したことにより、前記給水路８か
ら導入された冷却水１０に抵抗を与えることなく冷却流
路１８の内周側まで良好に導くことができ、前記冷却水
１０を冷却流路１８内に満遍なく行きわたらせることが
できる。
置に切欠部２０を形成したことにより、前記給水路８か
ら導入された冷却水１０に抵抗を与えることなく冷却流
路１８の内周側まで良好に導くことができ、前記冷却水
１０を冷却流路１８内に満遍なく行きわたらせることが
できる。
【００１９】尚、本発明のコンストリクタ型アークヒー
タは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、フ
ィンの形状は図示の例に限定されないこと、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。
タは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、フ
ィンの形状は図示の例に限定されないこと、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】上記した本発明のコンストリクタ型アー
クヒータによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し
得る。
クヒータによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し
得る。
【００２１】（Ｉ）冷却流路の壁面にフィンを形成した
ことにより、冷却水とコンストリクタディスク側との熱
交換面積を増加することができ、冷却水によるコンスト
リクタディスクの冷却効率を従来より大幅に向上するこ
とができるので、熱によるコンストリクタディスクの劣
化を著しく軽減することができる。
ことにより、冷却水とコンストリクタディスク側との熱
交換面積を増加することができ、冷却水によるコンスト
リクタディスクの冷却効率を従来より大幅に向上するこ
とができるので、熱によるコンストリクタディスクの劣
化を著しく軽減することができる。
【００２２】（ＩＩ）上記（Ｉ）によりコンストリクタ
ディスクの寿命を大幅に延ばすことができるので、コン
ストリクタ型アークヒータを使用した加熱試験等をコン
ストリクタディスクを交換することなく連続的に行うこ
とができる。
ディスクの寿命を大幅に延ばすことができるので、コン
ストリクタ型アークヒータを使用した加熱試験等をコン
ストリクタディスクを交換することなく連続的に行うこ
とができる。
【００２３】（ＩＩＩ）フィンの給水路と対向する位置
に切欠部を形成したことにより、前記給水路から導入さ
れた冷却水に抵抗を与えることなく冷却流路の内周側ま
で良好に導くことができ、前記冷却水を冷却流路内に満
遍なく行きわたらせることができる。
に切欠部を形成したことにより、前記給水路から導入さ
れた冷却水に抵抗を与えることなく冷却流路の内周側ま
で良好に導くことができ、前記冷却水を冷却流路内に満
遍なく行きわたらせることができる。
【図１】本発明の一実施例の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。
【図３】図１の冷却流路にフィンを配設する手段の一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図４】従来例を示す縦断面図である。
【図５】図４のコンストリクタディスクの横断面図であ
る。
る。
１ 陰極 ２ 陽極 ３ 放電路 ８ 給水路 ９ 排水路 １０ 冷却水 １１ コンストリクタ １２ コンストリクタディスク １３ 絶縁部材 １８ 冷却流路 １８ａ 壁面 １９ フィン ２０ 切欠部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−208085（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01L 7/00 B01J 19/00 H05B 7/18 H05H 1/48
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のコンストリクタディスクを絶縁部
材を介し軸心方向に連設してなるコンストリクタを陰極
と陽極との間に備え、前記コンストリクタの軸心部に形
成した放電路を囲むよう前記各コンストリクタディスク
内部に環状の冷却流路を有し、該冷却流路に対し前記コ
ンストリクタディスクの半径方向に延びる給水路及び排
水路を介して冷却水を導入出するよう構成したコンスト
リクタ型アークヒータにおいて、前記冷却流路の壁面に
前記給水路から排水路への冷却水の流れを遮断しないよ
うフィンを張り出し形成すると共に、該フィンの給水路
と対向する位置に切欠部を形成したことを特徴とするコ
ンストリクタ型アークヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35978592A JP3324169B2 (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | コンストリクタ型アークヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35978592A JP3324169B2 (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | コンストリクタ型アークヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201513A JPH06201513A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3324169B2 true JP3324169B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=18466282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35978592A Expired - Fee Related JP3324169B2 (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | コンストリクタ型アークヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324169B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2948681A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | Pyrogenesis Canada Inc. | Energy efficient high power plasma torch |
| KR102101493B1 (ko) * | 2018-04-30 | 2020-04-16 | 한국수력원자력 주식회사 | 플라즈마 토치 |
| EP4044772A4 (en) * | 2019-10-02 | 2023-06-21 | Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd | PLASMA BURNER |
| CN112682954A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-20 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种电弧加热器电极 |
| CN112744370B (zh) * | 2020-12-30 | 2024-08-20 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种3d打印电弧加热器旋气室 |
-
1992
- 1992-12-29 JP JP35978592A patent/JP3324169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06201513A (ja) | 1994-07-19 |
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