JP5960846B2 - 電磁放射を発生させるための装置及び方法 - Google Patents
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Description
図1、図2、図3、図4及び図5を参照すると、この実施例では、装置100は、図4及び図5に全体として400で示すカソード・アセンブリを含む。この実施例では、カソード・アセンブリ400は、カソード絶縁スペーサ404に接続されたカソード供給板402を含み、カソード絶縁スペーサは次に渦発生器104に接続され、渦発生器は次に、この実施例ではカソードの機能を果たす第1の電極108に接続される。
図2、図7及び図8を参照すると、装置100のカソード側で絶縁筐体114をアーク放射から遮蔽するのに加えて、この実施例では、装置100のアノード側に類似の遮蔽が設けられる。したがって、本明細書で前に述べたように、この実施例では、装置100は、この実施例ではアノードの役割を果たすように構成される第2の電極110である他方の電極の少なくとも一部を囲む、第2の絶縁筐体120をさらに含む。この実施例では、装置100は、アークによって放射された電磁放射が第2の絶縁筐体120の全内面に照射されるのを防ぐために、電磁放射を遮断するように構成された第2の遮蔽システム122をさらに含む。また、この実施例では、冷却システム118は、第2の遮蔽システム122を冷却するように構成される。
図1、図2及び図3を再び参照すると、この実施例では、装置100は、全体として150で示す反射板アセンブリを含む。この実施例では、反射板アセンブリ150は、反射板152を含む。より具体的には、この実施例では、反射板152は、プラズマ・アーク112によって放射された電磁放射を、反射板152の下部に画定された矩形開口(不図示)によって外囲器102を通して導くように構成された、楕円形反射板である。この実施例では、反射板152は研磨された銅本体を有し、その楕円形の反射面はロジウム面である。より具体的には、反射ロジウム面を形成するために、反射板152の楕円形内面はまず無電解ニッケルで被覆され、次いで高度に平坦化された光沢ニッケルで被覆され、次いで金で被覆され、次いでロジウムで被覆される。
図1、図2、図3、図9及び図10を参照すると、冷却システムが図2に全体として118で示されている。全体として、この実施例では、冷却システム118は、遮蔽システム116及び第2の遮蔽システム122の様々な部品を冷却する。
動作中に、プラズマ・アーク112によって放射された電磁放射の大半は、外囲器102を通って半径方向外側に進み装置100から流出するが、アークによって放射された電磁放射のごく一部は、電磁放射が装置100の内部部品に入射することになる第1及び第2の電極108、110の先端を越えて、装置100内を軸方向外側に進む傾向がある。この内部照射は、非常に高い出力レベルで短期の間又は低出力レベルで長期の間には問題となり難いが、例えば、一部のクラッディング用途のために数分から数時間までの連続動作のような、より長い間、数百キロワットの極端な出力レベルで連続的に装置100を動作させる場合には、そのような内部照射が著しい加熱効果を及ぼす場合がある。本実施例の遮蔽及び冷却がなければ、そのような加熱は、本明細書で前に議論したように、絶縁筐体114、120等、装置100の絶縁部品にとって問題となる場合がある。
図2、図6及び図11を参照すると、本開示の第2の実施例による外囲器が図11に全体として1100で示されている。この実施例では、遮蔽システム116及び遮蔽システム122は、図6に示す外囲器102を図11に示す外囲器1100で置き換えることによって変更されている。この実施例では、遮蔽システム116は、外囲器1100の不透明部、即ちカソード側不透明部1104を含み、同様に、遮蔽システム122は、外囲器1100の別の不透明部、即ちアノード側不透明部1106を含む。
Claims (20)
- 電磁放射を発生させるための装置であって、
a)外囲器と、
b)前記外囲器の内面に沿って液体渦流を発生させるように構成された渦発生器と、
c)前記外囲器内の第1及び第2の電極であり、前記電極間にプラズマ・アークを発生させるように構成された第1及び第2の電極と、
d)前記電極の一方との電気接続部の少なくとも一部を囲む絶縁筐体と、
e)前記アークによって放射された電磁放射が前記絶縁筐体の全内面に照射されるのを防ぐために、前記電磁放射を遮断するように構成された遮蔽システムと、
f)前記遮蔽システムを冷却するように構成された冷却システムと、
を備える、装置。 - 前記遮蔽システムは、前記電磁放射を遮断するように構成された不透明面を有する絶縁遮蔽部品を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記絶縁遮蔽部品はセラミック遮蔽部品を含む、請求項2に記載の装置。
- 前記冷却システムは前記渦発生器を含み、前記渦発生器は、前記絶縁遮蔽部品の前記不透明面を前記液体渦流に露出するように構成される、請求項2に記載の装置。
- 前記遮蔽システムは、前記電磁放射を遮断するように構成された、前記外囲器の不透明部を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記外囲器の前記不透明部は、内面に不透明被膜を有する前記外囲器の一部を含む、請求項5に記載の装置。
- 前記外囲器の前記不透明部は不透明石英で構成される、請求項5に記載の装置。
- 前記冷却システムは前記渦発生器を含み、前記渦発生器は前記外囲器の前記不透明部を前記液体渦流に露出するように構成される、請求項5に記載の装置。
- 前記遮蔽システムは、前記電磁放射を遮断するように構成された不透明面を有する導電遮蔽部品を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記冷却システムは前記導電遮蔽部品を伝導冷却するように構成される、請求項9に記載の装置。
- 前記冷却システムは、前記導電遮蔽部品に伝導可能に接触している液冷された導体を含む、請求項10に記載の装置。
- 前記遮蔽システムは、前記電磁放射がOリング・シールに照射されるのを遮断するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記装置の少なくとも1つの部品を前記外囲器に対して封止するように構成された耐熱Oリング・シールをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記電極の他方の少なくとも一部を囲む第2の絶縁筐体と、前記アークによって放射された前記電磁放射が前記第2の絶縁筐体の全内面に照射されるのを防ぐために、前記電磁放射を遮断するように構成された第2の遮蔽システムとをさらに備え、前記冷却システムは、前記第2の遮蔽システムを冷却するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記遮蔽システムは、前記電磁放射が前記外囲器の環状内容積部から軸方向に流出するのを防ぐように構成された光伝送遮蔽部品をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記光伝送遮蔽部品は、前記外囲器の遠位端に当接する不透明ワッシャを備える、請求項15に記載の装置。
- 前記冷却システムは前記渦発生器を備え、前記渦発生器は、前記光伝送遮蔽部品を前記液体渦流に露出するように構成される、請求項15に記載の装置。
- 前記絶縁筐体の外面の少なくとも一部を熱遮蔽するように構成された外部熱シールドをさらに備え、前記冷却システムは、前記外部熱シールドを冷却するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 電磁放射を発生させるための装置であって、
a)外囲器の内面に沿って液体渦流を発生させるための手段と、
b)前記外囲器内の第1の電極と第2の電極との間にプラズマ・アークを発生させるための手段と、
c)前記電極の一方との電気接続部の少なくとも一部を囲む絶縁筐体の全内面に、前記アークによって放射された電磁放射が照射されるのを防ぐために、前記電磁放射を遮断するための手段と、
d)前記遮断するための手段を冷却するための手段と、
を備える装置。 - 電磁放射を発生させる方法であって、
a)外囲器の内面に沿って液体渦流を発生させる工程と、
b)前記外囲器内の第1の電極と第2の電極との間にプラズマ・アークを発生させる工程と、
c)前記電極の一方との電気接続部の少なくとも一部を囲む絶縁筐体の全内面に、前記アークによって放射された電磁放射が照射されるのを防ぐために、前記電磁放射を遮蔽システムによって遮断する工程と、
d)前記遮蔽システムを冷却する工程と、
を含む方法。
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