JP3324177B2 - 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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Description
クヒータに関するものである。
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。
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に作動ガス導入口4aから作動ガ
ス導入流路4を通して作動ガス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を介して環状の冷却流路10
に導入出される冷却水11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12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。
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12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。
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13を絶縁部材14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
て組付け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15,16を、コンストリク
タ12の軸心方向に延びる比較的長い連結ボルト17で
締結することによって、前記コンストリクタ12として
組付けた各コンストリクタディスク13及び絶縁部材1
4を一体に挟持するようにしてある。
タにおいては、各コンストリクタディスク13間の絶縁
部材14が薄板構造となっていることから該絶縁部材1
4内に冷却流路を穿設して水冷等を行うことが技術的に
困難であり、各絶縁部材14がプラズマ気流5’の熱に
より高温化することは避けられなかった為、各絶縁部材
14を窒化ホウ素等の耐熱性の高いセラミックにより製
作して対処するようにしてある。
ストリクタディスク13と絶縁部材14との間には、放
電路3からのガス漏れが生じないようOリング18を配
置する必要がある為、前記絶縁部材14自体が熱的に耐
えられたとしても、絶縁部材14の高温化による熱でO
リング18が短期間に劣化して損傷する虞れがあった。
した場合には熱伝導性が高い為、Oリング18は極めて
過酷な熱条件に晒されることになる。
路8及び排水路9を介して冷却流路10に導入出される
冷却水11により冷却されるが、前記給水路8及び排水
路9に対しコンストリクタディスク13の周方向に位相
をずらして形成される作動ガス導入流路4は、図5に示
すようにコンストリクタディスク13外周部の作動ガス
導入口4aから半径方向内側に延びた後に前記冷却流路
10を迂回し薄肉部分を貫通して放電路3に到達するよ
う加工されていた為、前記作動ガス導入流路4の加工が
容易ではなく、前記コンストリクタディスク13がコン
ストリクタ12を構成するのに複数必要となる上に消耗
品であることから前記作動ガス導入流路4の加工に要す
る作業負担が大きいという問題があった。
ンストリクタ型アークヒータを提供することを目的とし
ている。
トリクタディスクと絶縁部材とをOリングを介し軸心方
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に
作動ガスを導入する作動ガス導入口を前記各コンストリ
クタディスクに設けるコンストリクタ型アークヒータに
おいて、前記作動ガス導入口に通じる作動ガス導入流路
を前記Oリングより内側で前記コンストリクタディスク
の端面に開口せしめ、隣接する絶縁部材との間に前記開
口位置から放電路に通じる作動ガス導入流路を形成し得
るよう前記コンストリクタディスクの端面にガイド溝を
凹設し、絶縁部材を半径方向におけるOリングより内側
で内周部分と外周部分とに二分割したことを特徴とする
ものである。
の作動ガス導入口から作動ガス導入流路を通して作動ガ
スを放電路に供給すると、該作動ガスは各コンストリク
タディスクの端面に形成したガイド溝と絶縁部材との間
を流れる際に絶縁部材と直接接触しながら放電路に導か
れることになり、前記絶縁部材が作動ガスとの熱交換に
より冷却されて高温化が防止される。
部分と外周部分とに二分割しているので、絶縁部材の内
周部分と外周部分とが面接触となることは厳密にはあり
得ず、両者は実質的に部分的な点接触としかならない
為、絶縁部材の内周部分からの熱伝導が分割部でほぼ断
たれることになり、絶縁部材の外周部分の高温化が一層
防止される。
する。
で、図4と同一の符号を付した部分は同一物を表わして
いる。
ータと略同様に構成したコンストリクタ型アークヒータ
19において、コンストリクタディスク13の作動ガス
導入口4aに通じる作動ガス導入流路4を、Oリング1
8より内側で且つコンストリクタディスク13の冷却流
路10より外側となる位置でコンストリクタディスク1
3の軸方向に屈曲して該コンストリクタディスク13の
後方側(図1における左側)の端面20に開口せしめ、
隣接する絶縁部材14との間に前記開口位置から放電路
3に通じる作動ガス導入流路4を形成し得るよう前記コ
ンストリクタディスク13の端面20にガイド溝21を
凹設する。
4aから開口位置に導かれた作動ガス5をコンストリク
タディスク13の周方向に導く環状溝21aと、該環状
溝21aの周方向複数箇所(図示する例では4箇所)と
放電路3とを結ぶ連絡溝21bとにより形成されてお
り、本実施例では前記各連絡溝21bが放電路3に対し
接線方向から接続されている(図2参照)。
内側で内周部分14aと外周部分14bとに二分割され
ている。
作動ガス導入口4aから作動ガス導入流路4を通して作
動ガス5を放電路3に供給すると、該作動ガス5は各コ
ンストリクタディスク13の端面20に形成したガイド
溝21と絶縁部材14との間を流れる際に絶縁部材14
と直接接触しながら放電路3に導かれることになり、前
記絶縁部材14が作動ガス5との熱交換により冷却され
て高温化が防止される。
溝21bが放電路3に対し接線方向から接続されている
ので、放電路3内に導入された作動ガス5が旋回流とな
り、これによってアーク放電6の安定化が図られる。
内周部分14aと外周部分14bとに物理的に二分割さ
れている場合、絶縁部材14の内周部分14aと外周部
分14bとが面接触となることは厳密にはあり得ず、両
者は実質的に部分的な点接触としかならない為、絶縁部
材14の内周部分14aからの熱伝導が分割部でほぼ断
たれることになり、絶縁部材14の外周部分14bの高
温化が一層防止され、Oリング18が確実に熱保護され
る。
の高温化を防止することができるので、Oリング18が
短期間に劣化して損傷することを防止でき、Oリング1
8の寿命の延長化を図ることができる。
面20にガイド溝21を凹設する加工は、従来の如くコ
ンストリクタディスク13の外周部から冷却流路10を
迂回し薄肉となる部分を貫通して放電路3に到達するよ
う加工する作業と比較して極めて容易に行うことがで
き、作動ガス導入流路4の加工に要する作業負担を従来
より大幅に軽減することができる。
絡溝21bを放電路3に対し接線方向から接続されるよ
う形成すれば、放電路3内に導入された作動ガス5を旋
回流としてアーク放電6の安定化を図ることができる
が、このように位置精度を要する流路形成もコンストリ
クタディスク13の端面20にガイド溝21を凹設する
加工であれば極めて容易に行うことができる。
側で内周部分14aと外周部分14bとに二分割した構
成を採用しているので、絶縁部材14の内周部分14a
からの熱伝導を分割部でほぼ断つことができ、これによ
って、絶縁部材14bの外周部分の高温化を一層防止す
ることができて、Oリング18を確実に熱保護すること
ができる。
の内周部分14aを窒化ホウ素等のセラミック製として
も、外周部分14bを前記セラミックより熱伝導性の悪
いFRP製等とすればOリング18に伝わる熱を更に少
なくすることもできる。
タは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、ガ
イド溝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。
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。
形成したガイド溝と絶縁部材との間を流れる作動ガスに
より絶縁部材を冷却して高温化を防止することができる
ので、Oリングが短期間に劣化して損傷することを防止
でき、Oリングの寿命の延長化を図ることができる。
にガイド溝を凹設する加工は、従来の如くコンストリク
タディスクの内部を貫通して作動ガス導入流路を加工す
る作業と比較して極めて容易に行うことができ、作動ガ
ス導入流路の加工に要する作業負担を従来より大幅に軽
減することができる。
で内周部分と外周部分とに二分割しているので、絶縁部
材の内周部分からの熱伝導を分割部でほぼ断つことがで
き、これによって、絶縁部材の外周部分の高温化を一層
防止することができて、Oリングを確実に熱保護するこ
とができる。
ガス導入流路の拡大図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 複数のコンストリクタディスクと絶縁部
材とをOリング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に作動ガスを導入する作動ガ
ス導入口を前記各コンストリクタディスクに設けるコン
ストリクタ型アークヒータにおいて、前記作動ガス導入
口に通じる作動ガス導入流路を前記Oリングより内側で
前記コンストリクタディスクの端面に開口せしめ、隣接
する絶縁部材との間に前記開口位置から放電路に通じる
作動ガス導入流路を形成し得るよう前記コンストリクタ
ディスクの端面にガイド溝を凹設し、絶縁部材を半径方
向におけるOリングより内側で内周部分と外周部分とに
二分割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 |
---|---|---|---|
JP04329393A JP3324177B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 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 |
---|---|---|---|
JP04329393A JP3324177B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | コンストリクタ型アークヒータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06226115A JPH06226115A (ja) | 1994-08-16 |
JP3324177B2 true JP3324177B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=12659751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04329393A Expired - Fee Related JP3324177B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | コンストリクタ型アークヒータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3324177B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102101493B1 (ko) * | 2018-04-30 | 2020-04-16 | 한국수력원자력 주식회사 | 플라즈마 토치 |
CN114557138A (zh) * | 2019-10-02 | 2022-05-27 | 韩国水力原子力株式会社 | 等离子体炬 |
CN114184346A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-15 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种扇形侧面水冷大流量组合式进气片 |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP04329393A patent/JP3324177B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH06226115A (ja) | 1994-08-16 |
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