JPH0546051B2 - - Google Patents
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- JPH0546051B2 JPH0546051B2 JP1327460A JP32746089A JPH0546051B2 JP H0546051 B2 JPH0546051 B2 JP H0546051B2 JP 1327460 A JP1327460 A JP 1327460A JP 32746089 A JP32746089 A JP 32746089A JP H0546051 B2 JPH0546051 B2 JP H0546051B2
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- arc chamber
- gas
- liquid
- arc
- duct
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/52—Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/24—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J61/28—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the lamp
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、強力な放射線発生装置と、この発生
装置を用いた流体の循環方法に関係している。
装置を用いた流体の循環方法に関係している。
従来の技術、および発明が解決しようとする課題
米国特許第4027185号(Nodwell氏、その他の
者)および米国特許第4700102号(Camm氏、そ
の他の者)は、本発明の装置に事実上類似した形
式の強力な放射線発生用の装置を明らかにしてい
る。これら米国特許に記載された長い円筒状のア
ークチヤンバ内には、同軸的にしかも縦方向に間
隔を設けて電極が取り付けられている。チヤンバ
の流入口に射出される気体と液体は渦巻き運動を
起こし、アークチヤンバに隣接して形成される液
体壁はアークの周囲を冷却し、電極の寿命を延ば
す工夫がされている。
者)および米国特許第4700102号(Camm氏、そ
の他の者)は、本発明の装置に事実上類似した形
式の強力な放射線発生用の装置を明らかにしてい
る。これら米国特許に記載された長い円筒状のア
ークチヤンバ内には、同軸的にしかも縦方向に間
隔を設けて電極が取り付けられている。チヤンバ
の流入口に射出される気体と液体は渦巻き運動を
起こし、アークチヤンバに隣接して形成される液
体壁はアークの周囲を冷却し、電極の寿命を延ば
す工夫がされている。
前述した特許並びに本件出願の発明者が把握し
ている他のすべての類似の装置では、残留運動量
と重力を利用して、液体と気体をアークチヤンバ
から収容タンクまたは流体溜めに送り返してい
る。戻された液体と気体は、流体ポンプやコンプ
レツサ等などの付属設備を用いて分離され再び使
用される。こうした付属設備の価格の装置全体に
占める割合は非常に大きく、しかも高額のメンテ
ナンス経費を必要としている。また、運動エネル
ギーと重力を利用してアークチヤンバから流体を
取り除く方法によつたのでは装置を能率よく働か
せることができず、装置の設置に当たり以下のよ
うな障害の起きることが判明している。
ている他のすべての類似の装置では、残留運動量
と重力を利用して、液体と気体をアークチヤンバ
から収容タンクまたは流体溜めに送り返してい
る。戻された液体と気体は、流体ポンプやコンプ
レツサ等などの付属設備を用いて分離され再び使
用される。こうした付属設備の価格の装置全体に
占める割合は非常に大きく、しかも高額のメンテ
ナンス経費を必要としている。また、運動エネル
ギーと重力を利用してアークチヤンバから流体を
取り除く方法によつたのでは装置を能率よく働か
せることができず、装置の設置に当たり以下のよ
うな障害の起きることが判明している。
アークチヤンバの流出口で流体の流れを乱した
り流体の流れを制限すると余計にエネルギーを消
費してしまい、また電極付近に液体が飛散する危
険度が増し、電極の寿命が短くなる恐れがある。
さらに、流体溜め内に放出される気体と液体の圧
力は従来の装置では回収できず、運動エネルギー
の有効利用には役立てることができない。
り流体の流れを制限すると余計にエネルギーを消
費してしまい、また電極付近に液体が飛散する危
険度が増し、電極の寿命が短くなる恐れがある。
さらに、流体溜め内に放出される気体と液体の圧
力は従来の装置では回収できず、運動エネルギー
の有効利用には役立てることができない。
従来の装置が利用しているような重力を用いた
アークチヤンバからの液体の抜取り方式によつた
のでは、流体溜めはアークチヤンバよりも低い位
置に配置しておき、しかもこのアークチヤンバに
接近させておかなくてはならない。こうした制約
があるため、装置の他の部分にアークチヤンバを
装着するには多くの障害がある。
アークチヤンバからの液体の抜取り方式によつた
のでは、流体溜めはアークチヤンバよりも低い位
置に配置しておき、しかもこのアークチヤンバに
接近させておかなくてはならない。こうした制約
があるため、装置の他の部分にアークチヤンバを
装着するには多くの障害がある。
本発明によれば、従来技術の困難な点および欠
点を解消することができ、アークチヤンバの流出
口に隣接して流体を流れ易くし、流体の流通特性
を改善してエネルギーの必要量を少なくした新た
な強力な放射線発生用の装置が得られる。さら
に、部品の数が減り装置価格を下げることができ
る。またアークチヤンバと流体溜めの相対位置
は、従来技術に比べて大幅に変更することができ
る。
点を解消することができ、アークチヤンバの流出
口に隣接して流体を流れ易くし、流体の流通特性
を改善してエネルギーの必要量を少なくした新た
な強力な放射線発生用の装置が得られる。さら
に、部品の数が減り装置価格を下げることができ
る。またアークチヤンバと流体溜めの相対位置
は、従来技術に比べて大幅に変更することができ
る。
課題を解決するための手段
本発明に係る装置は、強力な放射線発生用のも
のであり、長い円筒状のアークチヤンバと、この
アークチヤンバの内部に同軸的に配置されてい
て、間にアーク放電を行なうことのできる第1お
よび第2の電極手段とを備えている。この装置
は、さらに、液体噴射手段、気体噴射手段および
排出手段を備えている。液体噴射手段は、前記ア
ークチヤンバ内に液体を射出してこのアークチヤ
ンバ内に渦巻き運動を起こし、アークチヤンバに
隣接した円筒状の液体壁を形成している。こうし
た構成によりアーク放電の外側周囲は冷却され、
アーク放電を拘束するようになつている。気体噴
射手段は、アークチヤンバ内に気体を射出し、円
筒状の液体壁に隣接してこのアークチヤンバ内に
渦巻き運動を起こす働きをしている。液体と気体
はアークチヤンバを通り抜け、排出手段はアーク
チヤンバから液体と気体を積極的に排出し、アー
クチヤンバの流出口付近の流れを拘束することが
ない。
のであり、長い円筒状のアークチヤンバと、この
アークチヤンバの内部に同軸的に配置されてい
て、間にアーク放電を行なうことのできる第1お
よび第2の電極手段とを備えている。この装置
は、さらに、液体噴射手段、気体噴射手段および
排出手段を備えている。液体噴射手段は、前記ア
ークチヤンバ内に液体を射出してこのアークチヤ
ンバ内に渦巻き運動を起こし、アークチヤンバに
隣接した円筒状の液体壁を形成している。こうし
た構成によりアーク放電の外側周囲は冷却され、
アーク放電を拘束するようになつている。気体噴
射手段は、アークチヤンバ内に気体を射出し、円
筒状の液体壁に隣接してこのアークチヤンバ内に
渦巻き運動を起こす働きをしている。液体と気体
はアークチヤンバを通り抜け、排出手段はアーク
チヤンバから液体と気体を積極的に排出し、アー
クチヤンバの流出口付近の流れを拘束することが
ない。
本発明に係る方法は、ほぼ前述したものに類似
した装置を利用して実施される。この方法は、ア
ークチヤンバ内に液体と気体を射出し、アークチ
ヤンバ内に渦巻き運動を発生させることを特徴と
している。これにより、アークチヤンバに隣接し
て液体は円筒状の液体壁を形成し、また円筒状の
液体壁に隣接して気体の渦巻き運動が起きるよう
にしている。液体と気体をアークチヤンバから積
極的に排出する一方で、電極間のアーク放電を維
持することが行われる。
した装置を利用して実施される。この方法は、ア
ークチヤンバ内に液体と気体を射出し、アークチ
ヤンバ内に渦巻き運動を発生させることを特徴と
している。これにより、アークチヤンバに隣接し
て液体は円筒状の液体壁を形成し、また円筒状の
液体壁に隣接して気体の渦巻き運動が起きるよう
にしている。液体と気体をアークチヤンバから積
極的に排出する一方で、電極間のアーク放電を維
持することが行われる。
アークチヤンバから液体と気体を積極的に排出
することにより、電極に飛散した液体が付着しに
くくなり、電極の寿命が延びる。さらに、液体と
気体を積極的に排出することでアークチヤンバの
流出口から出て行く液体と気体の圧力が十分に高
まり、従来技術のごとく気体用コンプレツサーを
新たに設けなくても気体をアークチヤンバの流入
口に戻す再循環操作を行うことができる。このた
め気体分離用コンプレツサが不要となり、製品価
格を下げ、またメインテナンス費用は削減され、
本発明の装置に付属する設備を単純化することが
できる。一部の付属設備が不要になるため可動部
品数も減り、気体の漏洩並びにエネルギーの消費
量が減少する。
することにより、電極に飛散した液体が付着しに
くくなり、電極の寿命が延びる。さらに、液体と
気体を積極的に排出することでアークチヤンバの
流出口から出て行く液体と気体の圧力が十分に高
まり、従来技術のごとく気体用コンプレツサーを
新たに設けなくても気体をアークチヤンバの流入
口に戻す再循環操作を行うことができる。このた
め気体分離用コンプレツサが不要となり、製品価
格を下げ、またメインテナンス費用は削減され、
本発明の装置に付属する設備を単純化することが
できる。一部の付属設備が不要になるため可動部
品数も減り、気体の漏洩並びにエネルギーの消費
量が減少する。
以下、添付図面に沿つて本発明の好ましい装置
並びに方法について説明する。ただし、本発明の
好ましい装置と方法は、別段明細書に記載され図
面に示したものにのみ限定されるわけではない。
並びに方法について説明する。ただし、本発明の
好ましい装置と方法は、別段明細書に記載され図
面に示したものにのみ限定されるわけではない。
実施例
第1A図と第1B図
強力な放射線発生用の装置10は、装着部1
1、石英製の円筒状をしたアークチヤンバ12、
第1の電極15を持つ全体を14で示した流入口
すなわちカソード、および第2の電極17を持つ
全体を16で示した流出口すなわちアノードハウ
ジングを備えている。この装置が備えている第1
と第2の電極手段はアークチヤンバ内に同軸的に
配置され、従来技術で周知のように、第1と第2
の電極の間でアーク放電を行なうことができる。
充分な量の電流を流してアークが一定に保たれる
ようになるまで、カードとアノードの間にアーク
を放電させこのアーク放電を一定に維持する起動
回路や電力供給回路等の附属の電気装置が設置さ
れている。そうした設備は周知であり、冒頭で述
べた米国特許第4027185号に記載されている。こ
の設備に関係した前記特許の詳しい内容について
の説明は、ここで特許番号を引用することにより
省略する。さらにこの放射線発生用の装置には、
アークチヤンバを通じて、例えば水やアルゴンの
ような冷却液と不活性ガスを通す附属の流体供給
設備が必要とされている。またこうした流体供給
設備は流体溜め20を持つ流体循環系18を備
え、流体溜め20には、下向きに延びる流体排出
導管21を通じアノードハウジングから排出され
た流体、すなわち気体および液体を溜めるように
している。液体循環ポンプ24により流体溜めの
液体は装置に戻される。その際、液体の一部は先
ず熱交換器23を通り冷却される。液体戻し配管
22は、熱交換器をカソードハウジング14の冷
却液流入口26に連絡している。これと同じよう
に、液体戻し配管19も熱交換器をアノードハウ
ジング16の冷却液流入口38に連絡している。
1、石英製の円筒状をしたアークチヤンバ12、
第1の電極15を持つ全体を14で示した流入口
すなわちカソード、および第2の電極17を持つ
全体を16で示した流出口すなわちアノードハウ
ジングを備えている。この装置が備えている第1
と第2の電極手段はアークチヤンバ内に同軸的に
配置され、従来技術で周知のように、第1と第2
の電極の間でアーク放電を行なうことができる。
充分な量の電流を流してアークが一定に保たれる
ようになるまで、カードとアノードの間にアーク
を放電させこのアーク放電を一定に維持する起動
回路や電力供給回路等の附属の電気装置が設置さ
れている。そうした設備は周知であり、冒頭で述
べた米国特許第4027185号に記載されている。こ
の設備に関係した前記特許の詳しい内容について
の説明は、ここで特許番号を引用することにより
省略する。さらにこの放射線発生用の装置には、
アークチヤンバを通じて、例えば水やアルゴンの
ような冷却液と不活性ガスを通す附属の流体供給
設備が必要とされている。またこうした流体供給
設備は流体溜め20を持つ流体循環系18を備
え、流体溜め20には、下向きに延びる流体排出
導管21を通じアノードハウジングから排出され
た流体、すなわち気体および液体を溜めるように
している。液体循環ポンプ24により流体溜めの
液体は装置に戻される。その際、液体の一部は先
ず熱交換器23を通り冷却される。液体戻し配管
22は、熱交換器をカソードハウジング14の冷
却液流入口26に連絡している。これと同じよう
に、液体戻し配管19も熱交換器をアノードハウ
ジング16の冷却液流入口38に連絡している。
気体戻し配管28は、流体溜め20の上部をカ
ソードハウジング14の気体流入口30に連絡し
ている。従来技術では配管28を通じて気体を循
環させる分離気体用コンプレツサを必要とする
が、本発明にはこうした従来技術の分離気体用コ
ンプレツサは使われていない。このため、本発明
では、アークチヤンバから液体および気体を排出
する第2のポンプの残圧を利用して、前述したよ
うに気体をカソードに送り返している。
ソードハウジング14の気体流入口30に連絡し
ている。従来技術では配管28を通じて気体を循
環させる分離気体用コンプレツサを必要とする
が、本発明にはこうした従来技術の分離気体用コ
ンプレツサは使われていない。このため、本発明
では、アークチヤンバから液体および気体を排出
する第2のポンプの残圧を利用して、前述したよ
うに気体をカソードに送り返している。
あるいは、破線の輪郭線で示すように気体排出
導管25をアノードハウジング16から上向きに
設け、アノードハウジングから気体を分離除去す
ることもできる。この変更例では、気体のほとん
どは上向きに延びる導管25を通じて排出され、
流体溜め20に戻される。いずれの例において
も、気体は気体戻し配管28を通じカソードハウ
ジングを循環するようにしている。
導管25をアノードハウジング16から上向きに
設け、アノードハウジングから気体を分離除去す
ることもできる。この変更例では、気体のほとん
どは上向きに延びる導管25を通じて排出され、
流体溜め20に戻される。いずれの例において
も、気体は気体戻し配管28を通じカソードハウ
ジングを循環するようにしている。
アークチヤンバ12は、適当な透明材料、例え
ば石英から作られた円筒状のアークチユーブ31
を備えている。このアークチユーブ31は、両端
をそれぞれカソードハウジング14とアノードハ
ウジング16により支持されている。環状のチユ
ーブ支持体29はカソードハウジング14内に設
置され、アークチユーブ31の隣接端部を支持し
ている。複数の放電防止装置27が、公知のよう
に、カソードハウジング14に隣接してチユーブ
31の端部の外周に沿つて配置されている。
ば石英から作られた円筒状のアークチユーブ31
を備えている。このアークチユーブ31は、両端
をそれぞれカソードハウジング14とアノードハ
ウジング16により支持されている。環状のチユ
ーブ支持体29はカソードハウジング14内に設
置され、アークチユーブ31の隣接端部を支持し
ている。複数の放電防止装置27が、公知のよう
に、カソードハウジング14に隣接してチユーブ
31の端部の外周に沿つて配置されている。
第1A図を再び参照する。本発明のカソードハ
ウジング14の役割は、米国特許第4700102号の
ものにほぼ類似している。カソードハウジング1
4は、電極チツプ33を取り付けてある電極15
と、ハウジング14に固定された根元部分35を
備えている。破線で示した冷却水パイプ37は、
隣接する根元部分35から電極チツプ33に向け
て延びており、図示されていない冷却水送り導管
を通じて冷却水を回収している。水は電極チツプ
33からチユーブ37の外側に沿つて戻り、カソ
ードハウジング14から図示されていない電極冷
却水流出口およびこれに連絡する導管を通じて流
体溜め20に排出される。
ウジング14の役割は、米国特許第4700102号の
ものにほぼ類似している。カソードハウジング1
4は、電極チツプ33を取り付けてある電極15
と、ハウジング14に固定された根元部分35を
備えている。破線で示した冷却水パイプ37は、
隣接する根元部分35から電極チツプ33に向け
て延びており、図示されていない冷却水送り導管
を通じて冷却水を回収している。水は電極チツプ
33からチユーブ37の外側に沿つて戻り、カソ
ードハウジング14から図示されていない電極冷
却水流出口およびこれに連絡する導管を通じて流
体溜め20に排出される。
またハウジング14は、冷却水流入口26から
流入した冷却水を取り入れる流入口46の設けら
れた渦巻き発生チヤンバ45を備えている。フラ
ンジ付きパイプ44が渦巻き発生チヤンバ45の
一方の壁を構成しており、またチユーブ部分47
を備えている。このチユーブ部分47は、アーク
チユーブ31を支持しているチユーブ29の半径
方向内側に配置されている。さらにチユーブ部分
47は電極15の一部を取り囲み、チユーブ29
と47の間の空間が渦巻き発生チヤンバ45の流
出口として機能する環状の外側ダクト48を形成
している。渦巻きを作り出す手段の詳しい構造
は、先に指摘した米国特許第4700102号に示され
ている。その内容については、ここで特許番号を
引用することで説明に代える。外側ダクト48
は、チヤンバ45から液体を回転状態の渦巻きの
状態にしてチヤンバ45から排出している。この
回転する液体の渦巻きは、アークチヤンバ12の
内壁に沿いアノードハウジングに向けて流れてい
る。例えば、カソードハウジング14はダクト4
8を通じてアークチヤンバ12内に液体を射出す
る液体射出手段を備え、ダクト48内に渦巻き運
動を生じさせてチヤンバに隣接する位置に円筒状
の液体壁を構成している。このような方式を用い
れば、先に指摘した特許に述べられているよう
に、アーク放電部の外周を冷却してアーク放電部
を保護することができる。
流入した冷却水を取り入れる流入口46の設けら
れた渦巻き発生チヤンバ45を備えている。フラ
ンジ付きパイプ44が渦巻き発生チヤンバ45の
一方の壁を構成しており、またチユーブ部分47
を備えている。このチユーブ部分47は、アーク
チユーブ31を支持しているチユーブ29の半径
方向内側に配置されている。さらにチユーブ部分
47は電極15の一部を取り囲み、チユーブ29
と47の間の空間が渦巻き発生チヤンバ45の流
出口として機能する環状の外側ダクト48を形成
している。渦巻きを作り出す手段の詳しい構造
は、先に指摘した米国特許第4700102号に示され
ている。その内容については、ここで特許番号を
引用することで説明に代える。外側ダクト48
は、チヤンバ45から液体を回転状態の渦巻きの
状態にしてチヤンバ45から排出している。この
回転する液体の渦巻きは、アークチヤンバ12の
内壁に沿いアノードハウジングに向けて流れてい
る。例えば、カソードハウジング14はダクト4
8を通じてアークチヤンバ12内に液体を射出す
る液体射出手段を備え、ダクト48内に渦巻き運
動を生じさせてチヤンバに隣接する位置に円筒状
の液体壁を構成している。このような方式を用い
れば、先に指摘した特許に述べられているよう
に、アーク放電部の外周を冷却してアーク放電部
を保護することができる。
気体流入口30から流入する気体は気体用空所
50内に接線方向に噴射され、電極15とチユー
ブ47を連絡する環状の内側ダクト52を通じて
外向きに放出される。その結果、気体は渦巻きの
状態で環状の内側ダクト52からでていく。この
渦巻きは、環状の外側ダクト48からアークチヤ
ンバ内に放出される水の渦巻きと同じ向きである
ことが好ましい。例えば、カソードハウジングに
気体噴射手段を設置しておき、アークチヤンバ内
に気体を噴射して円筒状の液体壁に隣接したカソ
ードハウジング内の位置に渦巻き運動を作り出す
こともできる。液体と気体は、前記米国特許第
4700102号に記載のように、両方の電極ハウジン
グの間のアークチヤンバを通り抜けていく。
50内に接線方向に噴射され、電極15とチユー
ブ47を連絡する環状の内側ダクト52を通じて
外向きに放出される。その結果、気体は渦巻きの
状態で環状の内側ダクト52からでていく。この
渦巻きは、環状の外側ダクト48からアークチヤ
ンバ内に放出される水の渦巻きと同じ向きである
ことが好ましい。例えば、カソードハウジングに
気体噴射手段を設置しておき、アークチヤンバ内
に気体を噴射して円筒状の液体壁に隣接したカソ
ードハウジング内の位置に渦巻き運動を作り出す
こともできる。液体と気体は、前記米国特許第
4700102号に記載のように、両方の電極ハウジン
グの間のアークチヤンバを通り抜けていく。
第1B図を参照する。アノードハウジング16
の第2の電極17は、側壁60、電極の外側部分
に隣接した電極チツプ62、および装着部から突
き出しアノードハウジングの外壁66として働く
根元部分64を備えている。環状の出口ダクト7
7は、電極の側壁60の一部とアノードハウジン
グ16の内壁79により形成されている。出口ダ
クト77は、アノードハウジング16に隣接した
アークチヤンバ12の端部と低圧マニホルド81
の間に位置し、流体排出導管21と流体溜め20
を連絡している。図面から明らかなように、内壁
79は、チユーブ31に隣接した最小直径の入り
口部分から、電極部分17の中間部分に沿つて位
置するほぼ平行な壁の中間部分82にかけて拡大
しており、さらに外向きに広がつて直径の拡大し
た拡径部分83へと続き、できるだけ乱流が発生
しないようにしながら流体を低圧マニホルド81
内に排出している。拡径部分83に隣接した電極
側壁60の部分は一定した円筒状の断面からなる
ので、ハウジング16の内壁79の拡径部分83
により、断面積の増加していくダクトが形成され
る。こうした構成により、流体移動時の運動エネ
ルギーの一部を増加圧力へと変換し、アークチヤ
ンバから出てくる液体の圧力を高めるデフユーザ
ーとして機能する構造が得られる。
の第2の電極17は、側壁60、電極の外側部分
に隣接した電極チツプ62、および装着部から突
き出しアノードハウジングの外壁66として働く
根元部分64を備えている。環状の出口ダクト7
7は、電極の側壁60の一部とアノードハウジン
グ16の内壁79により形成されている。出口ダ
クト77は、アノードハウジング16に隣接した
アークチヤンバ12の端部と低圧マニホルド81
の間に位置し、流体排出導管21と流体溜め20
を連絡している。図面から明らかなように、内壁
79は、チユーブ31に隣接した最小直径の入り
口部分から、電極部分17の中間部分に沿つて位
置するほぼ平行な壁の中間部分82にかけて拡大
しており、さらに外向きに広がつて直径の拡大し
た拡径部分83へと続き、できるだけ乱流が発生
しないようにしながら流体を低圧マニホルド81
内に排出している。拡径部分83に隣接した電極
側壁60の部分は一定した円筒状の断面からなる
ので、ハウジング16の内壁79の拡径部分83
により、断面積の増加していくダクトが形成され
る。こうした構成により、流体移動時の運動エネ
ルギーの一部を増加圧力へと変換し、アークチヤ
ンバから出てくる液体の圧力を高めるデフユーザ
ーとして機能する構造が得られる。
冷却水パイプ68が冷却液流入口38を電極チ
ツプ62に連絡し、冷却水を用いて電極チツプ自
体を冷却するようにしている。冷却水は電極チツ
プ62からパイプ68と電極の内壁との間の環状
空間69を通り、さらに電極冷却水流出口ノズル
71を通じて送り返される。電極冷却水流出口ノ
ズル71は、壁66に隣接して電極側壁60から
ほぼ半径方向外向きに突き出している。ノズル7
1は、電極17から液体排出導管21内に、さら
に流体溜め20に冷却水を送り出している。電極
チツプに隣接した電極の外側部分は、軸方向に間
隔を設けて設置した複数の飛散防止フイン73を
備えている。飛散防止フインの各々は、電極の側
壁60の外周に沿つて位置している。箇々のフイ
ンは緩やかに傾斜した上向きの壁75と、急な傾
斜の下向きの壁76とを備えている。したがつて
図面から明らかなように、飛散防止フイン73は
流通制限手段としての役割を果している。これら
飛散防止フイン73は電極の側壁に配置され、電
極側壁に対し液体が逆向きに流れないようにして
いる。こうした構成により水が飛散して電極に接
触することがなくなり、電極の寿命を延ばすこと
ができる。
ツプ62に連絡し、冷却水を用いて電極チツプ自
体を冷却するようにしている。冷却水は電極チツ
プ62からパイプ68と電極の内壁との間の環状
空間69を通り、さらに電極冷却水流出口ノズル
71を通じて送り返される。電極冷却水流出口ノ
ズル71は、壁66に隣接して電極側壁60から
ほぼ半径方向外向きに突き出している。ノズル7
1は、電極17から液体排出導管21内に、さら
に流体溜め20に冷却水を送り出している。電極
チツプに隣接した電極の外側部分は、軸方向に間
隔を設けて設置した複数の飛散防止フイン73を
備えている。飛散防止フインの各々は、電極の側
壁60の外周に沿つて位置している。箇々のフイ
ンは緩やかに傾斜した上向きの壁75と、急な傾
斜の下向きの壁76とを備えている。したがつて
図面から明らかなように、飛散防止フイン73は
流通制限手段としての役割を果している。これら
飛散防止フイン73は電極の側壁に配置され、電
極側壁に対し液体が逆向きに流れないようにして
いる。こうした構成により水が飛散して電極に接
触することがなくなり、電極の寿命を延ばすこと
ができる。
前述したアノードハウジング16の役割は、先
の米国特許第4700102号のアノードハウジングに
ほぼ類似している。本発明は、ダクト77を通じ
てアークチヤンバから液体および気体を積極的に
排出する排出手段を設けることにより、従来技術
の装置の性能を高めることのできる単純な手段を
提供している。こうした構成により、アークチヤ
ンバから液体および気体が制約を受けることなく
能率よく排出され、流量密度を高めることがで
き、および/または電極の寿命を延ばすことがで
きる。また本発明ではエゼクタまたは噴射ポンプ
構造が設けられており、この構造は、ハウジング
16の内壁79にある環状の噴射ノズル86が、
水などの加圧流体の噴射水をアークチヤンバから
排出されている液体および気体に合流する向きに
配置されている。噴射ノズルはダクトの側壁、す
なわち壁79の外周に沿つて連続的に設置され、
しかも開口部を通る直径方向の平面89より内側
に配置されている。さらにハウジング16は環状
の高圧ノズルマニホルド91を備えている。この
高圧ノズルマニホルド91は出口ダクト77の廻
りに位置しており、緩やかに湾曲した通路92を
通じて加圧状態の下で流体を環状ノズル86に供
給している。従つて、図面から明らかなように、
噴射ノズルは加圧流体供給源をなす高圧マニホア
ルド91に連絡している。またこの噴射ノズルは
出口ダクト77に対し傾斜していて、加圧噴射流
体をダクト内に放出し、出口ダクトを通る液体と
気体の流れを加速している。マニホルド流入口9
3は、導管95を通じてポンプ24から送られて
きた噴射用の流体を加圧状態の下で受け入れてい
る。図面に示すように、噴射ノズル86はハウジ
ングの内側壁79の外周に沿つてほぼ連続的に設
けてあり、電極17に向けて内向きに出口ダクト
77内に送り込む截頭円錐形の噴射液を作り出し
ている。
の米国特許第4700102号のアノードハウジングに
ほぼ類似している。本発明は、ダクト77を通じ
てアークチヤンバから液体および気体を積極的に
排出する排出手段を設けることにより、従来技術
の装置の性能を高めることのできる単純な手段を
提供している。こうした構成により、アークチヤ
ンバから液体および気体が制約を受けることなく
能率よく排出され、流量密度を高めることがで
き、および/または電極の寿命を延ばすことがで
きる。また本発明ではエゼクタまたは噴射ポンプ
構造が設けられており、この構造は、ハウジング
16の内壁79にある環状の噴射ノズル86が、
水などの加圧流体の噴射水をアークチヤンバから
排出されている液体および気体に合流する向きに
配置されている。噴射ノズルはダクトの側壁、す
なわち壁79の外周に沿つて連続的に設置され、
しかも開口部を通る直径方向の平面89より内側
に配置されている。さらにハウジング16は環状
の高圧ノズルマニホルド91を備えている。この
高圧ノズルマニホルド91は出口ダクト77の廻
りに位置しており、緩やかに湾曲した通路92を
通じて加圧状態の下で流体を環状ノズル86に供
給している。従つて、図面から明らかなように、
噴射ノズルは加圧流体供給源をなす高圧マニホア
ルド91に連絡している。またこの噴射ノズルは
出口ダクト77に対し傾斜していて、加圧噴射流
体をダクト内に放出し、出口ダクトを通る液体と
気体の流れを加速している。マニホルド流入口9
3は、導管95を通じてポンプ24から送られて
きた噴射用の流体を加圧状態の下で受け入れてい
る。図面に示すように、噴射ノズル86はハウジ
ングの内側壁79の外周に沿つてほぼ連続的に設
けてあり、電極17に向けて内向きに出口ダクト
77内に送り込む截頭円錐形の噴射液を作り出し
ている。
環状の出口ダクト77は、幅と長さの縦横比
(すなわち、幅:長さ)が1:3から1:11の範
囲に納まるような、半径方向の幅98と軸方向の
長さ99を備えている。具体的に例を挙げるなら
ば、例えば2.794センチの直径を持ち長さが15セ
ンチあるアークチヤンバを備えており、この場合
の電極の最大直径は2.54センチである。半径方向
の幅98は0.127センチあり、軸方向の長さ99
は1.27センチである。縦横比の範囲は大きくする
のが好ましい。縦横比が大きければ、噴射ノズル
からの液体とアークチヤンバからの液体およびガ
スとを完全に混合することができ、流体排出導管
21を通じた移送以前に気体の冷却を行ない易い
ためである。気体を冷却してから流体溜めに戻す
ことにより、流体溜め内の気体の温度変動が減少
し、スプラツシユ・バツク(splash−back)の
問題点を生じさせることがある流体溜めおよび低
圧マニホルド81内の圧力変動も小さくなる。好
ましくは、直径方向の平面89およびエゼクタポ
ンプは、アノードハウジング16に隣接したアー
クチヤンバ12の端部にできるだけ接近するよう
に配置されている。このようにすれば、液体のス
プラツシユ・バツクの発生を防ぐことができ、ア
ークチヤンバから重力を利用して液体を除去しな
くてもすむようになる。アークチヤンバから流体
を積極的に、すなわち動力エネルギーを用いて除
去するため、装置は事実上自由に傾けることがで
き、また任意の姿勢で設置することができる。必
要とあらば、破線で示すように排出導管25はア
ークチヤンバよりも高い位置に配置することがで
きる。こうした方式は、重力を用いてアークチヤ
ンバから流体を除去する必要のある従来技術の装
置とは明らかに異なつている。
(すなわち、幅:長さ)が1:3から1:11の範
囲に納まるような、半径方向の幅98と軸方向の
長さ99を備えている。具体的に例を挙げるなら
ば、例えば2.794センチの直径を持ち長さが15セ
ンチあるアークチヤンバを備えており、この場合
の電極の最大直径は2.54センチである。半径方向
の幅98は0.127センチあり、軸方向の長さ99
は1.27センチである。縦横比の範囲は大きくする
のが好ましい。縦横比が大きければ、噴射ノズル
からの液体とアークチヤンバからの液体およびガ
スとを完全に混合することができ、流体排出導管
21を通じた移送以前に気体の冷却を行ない易い
ためである。気体を冷却してから流体溜めに戻す
ことにより、流体溜め内の気体の温度変動が減少
し、スプラツシユ・バツク(splash−back)の
問題点を生じさせることがある流体溜めおよび低
圧マニホルド81内の圧力変動も小さくなる。好
ましくは、直径方向の平面89およびエゼクタポ
ンプは、アノードハウジング16に隣接したアー
クチヤンバ12の端部にできるだけ接近するよう
に配置されている。このようにすれば、液体のス
プラツシユ・バツクの発生を防ぐことができ、ア
ークチヤンバから重力を利用して液体を除去しな
くてもすむようになる。アークチヤンバから流体
を積極的に、すなわち動力エネルギーを用いて除
去するため、装置は事実上自由に傾けることがで
き、また任意の姿勢で設置することができる。必
要とあらば、破線で示すように排出導管25はア
ークチヤンバよりも高い位置に配置することがで
きる。こうした方式は、重力を用いてアークチヤ
ンバから流体を除去する必要のある従来技術の装
置とは明らかに異なつている。
操作方法
先ず、カソードハウジングとアノードハウジン
グの間に液体および気体の渦巻状の流れが形成さ
れ、マニホルド91からの流体はダクト77の噴
射ノズル86を通じてポンプ送りされ、アークチ
ヤンバから急速かつ効率よく液体と気体を排除す
ることができる。米国特許第4027185号に記載の
方式によれば、カソードとアノードの間を飛ぶア
ークが形成される。このアークは液体の壁により
拘束され、また気体の渦巻きによりアークの平衡
を保つようにしている。このアークからは高密度
の放射線が得られる。こうした放射線は、強力な
光や熱またはその他の放射線を必要とする多くの
用途に利用することができる。
グの間に液体および気体の渦巻状の流れが形成さ
れ、マニホルド91からの流体はダクト77の噴
射ノズル86を通じてポンプ送りされ、アークチ
ヤンバから急速かつ効率よく液体と気体を排除す
ることができる。米国特許第4027185号に記載の
方式によれば、カソードとアノードの間を飛ぶア
ークが形成される。このアークは液体の壁により
拘束され、また気体の渦巻きによりアークの平衡
を保つようにしている。このアークからは高密度
の放射線が得られる。こうした放射線は、強力な
光や熱またはその他の放射線を必要とする多くの
用途に利用することができる。
エゼクタポンプを用いて、アークチヤンバ内の
液体と気体の圧力を圧力デイフアレンシヤルと称
する臨界量にわたり上昇させている。圧力デイフ
アレンシヤルは高圧マニホルド91内の圧力に比
例し、低圧マニホルド81内の残圧に影響を及ぼ
している。第1図に示した装置によれば、エゼク
タポンプを使つて得られる圧力デイフアレンシヤ
ルは、アーク液体の流れが毎秒あたり0.3リツト
ルの場合には100kpasとなり、また600kpasの下
では気体の流れは毎秒あたり1標準リツトルあ
り、しかも噴射液の流れは毎秒あたり0.7リツト
ルである。好ましくは、噴射液の流れはアーク液
の流れに比べて約2倍から3倍大きい。環状の噴
射隙間は(ダクトに沿つて測つて)0.038センチ
あり、噴流の直径は2.54センチである。環状マニ
ホルド91内の液体の圧力、すなわち噴射供給圧
力は、所定の噴射サイズの流体の流れを調節すれ
ば噴射液体圧の40%まで変更することができる。
これとは別に、噴射隙間の幅を変化させる方式を
用いて操作パラメータを変更することもできる。
流体溜め20内の気体の残圧は、液体から気体を
分離するのに伴い、気体が気体戻し配管28を通
じて気体流入口30に流入することのできる程度
の大きさであり、従来技術の装置には通常必要と
されている気体循環用コンプレツサによる加圧操
作は不要である。従つて、戻し配管に気体用コン
プレツサを設置することに伴うコストの上昇およ
び設備が煩雑になるのを回避でき、しかも稼動部
分の多くをなくすることができるので運転コスト
を下げることができ、発生する気体の漏洩も削減
することができる。
液体と気体の圧力を圧力デイフアレンシヤルと称
する臨界量にわたり上昇させている。圧力デイフ
アレンシヤルは高圧マニホルド91内の圧力に比
例し、低圧マニホルド81内の残圧に影響を及ぼ
している。第1図に示した装置によれば、エゼク
タポンプを使つて得られる圧力デイフアレンシヤ
ルは、アーク液体の流れが毎秒あたり0.3リツト
ルの場合には100kpasとなり、また600kpasの下
では気体の流れは毎秒あたり1標準リツトルあ
り、しかも噴射液の流れは毎秒あたり0.7リツト
ルである。好ましくは、噴射液の流れはアーク液
の流れに比べて約2倍から3倍大きい。環状の噴
射隙間は(ダクトに沿つて測つて)0.038センチ
あり、噴流の直径は2.54センチである。環状マニ
ホルド91内の液体の圧力、すなわち噴射供給圧
力は、所定の噴射サイズの流体の流れを調節すれ
ば噴射液体圧の40%まで変更することができる。
これとは別に、噴射隙間の幅を変化させる方式を
用いて操作パラメータを変更することもできる。
流体溜め20内の気体の残圧は、液体から気体を
分離するのに伴い、気体が気体戻し配管28を通
じて気体流入口30に流入することのできる程度
の大きさであり、従来技術の装置には通常必要と
されている気体循環用コンプレツサによる加圧操
作は不要である。従つて、戻し配管に気体用コン
プレツサを設置することに伴うコストの上昇およ
び設備が煩雑になるのを回避でき、しかも稼動部
分の多くをなくすることができるので運転コスト
を下げることができ、発生する気体の漏洩も削減
することができる。
変更例
これまでは、流入口すなわちカソードハウジン
グ14から流出口すなわちアノードハウジング1
5に水と気体を流す実施例について説明してきた
が、電流の流れる向きは逆向きにもでき、また交
流を用いることもできる。
グ14から流出口すなわちアノードハウジング1
5に水と気体を流す実施例について説明してきた
が、電流の流れる向きは逆向きにもでき、また交
流を用いることもできる。
図示の例では、電極冷却水流出口71は流体排
出導管21内に非対称的にしかも余裕を持たせた
状態で排出が行なわれるように構成されている。
流出口ノズル71とダクト21の相対位置および
寸法を適当に選択することにより、電極17から
流出する冷却水を利用して低圧マニホルド81か
ら排出される水の流速を早めることができる。こ
うした構成は、第2のエゼクタポンプとしての役
割を果たしていることになる。電極冷却水の流れ
から適当にエネルギーを回収するために、すなわ
ち、出口を通る水の流れが低圧マニホルドから送
られてくる水の流れを加速できる充分なエネルギ
ーを備えているためには、電極チツプによる圧力
損失をできるだけ少なくする必要がある。
出導管21内に非対称的にしかも余裕を持たせた
状態で排出が行なわれるように構成されている。
流出口ノズル71とダクト21の相対位置および
寸法を適当に選択することにより、電極17から
流出する冷却水を利用して低圧マニホルド81か
ら排出される水の流速を早めることができる。こ
うした構成は、第2のエゼクタポンプとしての役
割を果たしていることになる。電極冷却水の流れ
から適当にエネルギーを回収するために、すなわ
ち、出口を通る水の流れが低圧マニホルドから送
られてくる水の流れを加速できる充分なエネルギ
ーを備えているためには、電極チツプによる圧力
損失をできるだけ少なくする必要がある。
第2図
本発明の変更例の装置101は、図示されてい
ない流入口すなわちカソードハウジングを備えて
いる。こうした流入口もしくはカソードハウジン
グは、第1図のカソードハウジング14とほぼ同
じ構造のものにできる。変更例の装置は、カソー
ドハウジングに連絡しているアークチヤンバ10
4を形成した類似する構造のアークチユーブ10
2を備え、また構造の異なるアノードハウジング
すなわち流出口ハウジング106を備えている。
ない流入口すなわちカソードハウジングを備えて
いる。こうした流入口もしくはカソードハウジン
グは、第1図のカソードハウジング14とほぼ同
じ構造のものにできる。変更例の装置は、カソー
ドハウジングに連絡しているアークチヤンバ10
4を形成した類似する構造のアークチユーブ10
2を備え、また構造の異なるアノードハウジング
すなわち流出口ハウジング106を備えている。
ハウジング106は、流体排出導管107と構
造の異なる電極108を備えている。この電極1
08は、電極側壁109、電極チツプ110、ハ
ウジングの外壁112としての役割を果たしてい
る装着部から突出した根元部分111を備えてい
る。第1図のフイン73にほぼ類似している複数
の飛散防止フイン113が、電極チツプ110と
電極側壁の中間部分115との間に設置されてい
る。ハウジングは、アークチユーブ102に隣接
した位置に、比較的狭くなつた入り口部分を持つ
内壁117を備えている。内壁117は壁がほぼ
平行になつている中間部分119に至り、さらに
拡径部分121で開口している。この拡径部分1
21は、第1図の低圧マニホルド81にほぼ類似
した構造の低圧マニホルド123に連絡してい
る。内壁117と電極108の間の空間は、アー
クチヤンバ104から低圧マニホルド123へと
続く環状の流体出口導管124を形成している。
マニホルド123はアークチヤンバから排出され
た液体と気体を受け取り、導管107を通じ図示
されていない流体溜めに戻している。
造の異なる電極108を備えている。この電極1
08は、電極側壁109、電極チツプ110、ハ
ウジングの外壁112としての役割を果たしてい
る装着部から突出した根元部分111を備えてい
る。第1図のフイン73にほぼ類似している複数
の飛散防止フイン113が、電極チツプ110と
電極側壁の中間部分115との間に設置されてい
る。ハウジングは、アークチユーブ102に隣接
した位置に、比較的狭くなつた入り口部分を持つ
内壁117を備えている。内壁117は壁がほぼ
平行になつている中間部分119に至り、さらに
拡径部分121で開口している。この拡径部分1
21は、第1図の低圧マニホルド81にほぼ類似
した構造の低圧マニホルド123に連絡してい
る。内壁117と電極108の間の空間は、アー
クチヤンバ104から低圧マニホルド123へと
続く環状の流体出口導管124を形成している。
マニホルド123はアークチヤンバから排出され
た液体と気体を受け取り、導管107を通じ図示
されていない流体溜めに戻している。
電極冷却水パイプ125が冷却水流入口127
から電極チツプ110に隣接した位置まで延び、
電極チツプを冷却した水を排出するようにしてい
る。電極先端部を通つた水はパイプ125の外側
に沿つて延びる環状通路130を通じて送り返さ
れ、電極冷却水流出口132から流体排出導管1
07に排出される。
から電極チツプ110に隣接した位置まで延び、
電極チツプを冷却した水を排出するようにしてい
る。電極先端部を通つた水はパイプ125の外側
に沿つて延びる環状通路130を通じて送り返さ
れ、電極冷却水流出口132から流体排出導管1
07に排出される。
ここまでの説明は、第1図のアノードハウジン
グ16でした説明とほぼ同じである。変更例のア
ノードハウジング106には、構造の異なる排出
手段、すなわち電極側壁109の中間部分115
に環状の噴射ノズル136が設置されており、こ
の点が異なつている。こうした構造は、ハウジン
グの内壁79に環状の噴射ノズルを設けた第1図
の流出口ハウジング16の構造とは異なつてい
る。従つて、第1図の環状の高圧マニホルド91
は省略されており、これに代えて電極内部の環状
の供給マニホルド138が環状の噴射ノズル13
6に高圧水を供給している。またマニホルド13
8は流入口127からも水の供給を受けており、
図面から明らかなように、水流入口127内の高
圧水は2つの流れの部分に分割されている。一方
の流れの部分は冷却水パイプ125に沿い電極チ
ツプ110に向けて流れていき、他方の流れの部
分は開口135を通じて環状の高圧マニホルド1
38に流入し、環状の噴射ノズル136に流体を
供給するようになつている。
グ16でした説明とほぼ同じである。変更例のア
ノードハウジング106には、構造の異なる排出
手段、すなわち電極側壁109の中間部分115
に環状の噴射ノズル136が設置されており、こ
の点が異なつている。こうした構造は、ハウジン
グの内壁79に環状の噴射ノズルを設けた第1図
の流出口ハウジング16の構造とは異なつてい
る。従つて、第1図の環状の高圧マニホルド91
は省略されており、これに代えて電極内部の環状
の供給マニホルド138が環状の噴射ノズル13
6に高圧水を供給している。またマニホルド13
8は流入口127からも水の供給を受けており、
図面から明らかなように、水流入口127内の高
圧水は2つの流れの部分に分割されている。一方
の流れの部分は冷却水パイプ125に沿い電極チ
ツプ110に向けて流れていき、他方の流れの部
分は開口135を通じて環状の高圧マニホルド1
38に流入し、環状の噴射ノズル136に流体を
供給するようになつている。
第1図の実施例と同じように、環状ノズル13
6は開口部を通る直径方向の平面137より内側
に配置された噴射ノズルを持つエゼクタポンプを
構成しており、アークチヤンバから流出している
液体と気体に向けて加圧流体を放出するようにな
つている。噴射ノズル136はマニホルド138
の加圧流体供給源に連絡しており、またはこの噴
射ノズルは電極の側壁の周面に沿つてほぼ連続し
て形成され、電極から外向きに且つ出口ダクト内
に向かつて截頭円錐形の噴射液を放出している。
6は開口部を通る直径方向の平面137より内側
に配置された噴射ノズルを持つエゼクタポンプを
構成しており、アークチヤンバから流出している
液体と気体に向けて加圧流体を放出するようにな
つている。噴射ノズル136はマニホルド138
の加圧流体供給源に連絡しており、またはこの噴
射ノズルは電極の側壁の周面に沿つてほぼ連続し
て形成され、電極から外向きに且つ出口ダクト内
に向かつて截頭円錐形の噴射液を放出している。
この変更例の装置の働きは、第1A図の実施例
の装置の機能とほぼ同じである。いずれの実施例
の装置も、出口ダクトは噴射ノズルの設置された
ダクト壁を備えているためである。構造が複雑化
することによるコスト上昇分と、これによつて得
られる性能の向上とを検討し、条件が合えば第1
A図に示したアノードハウジングの内壁と第2図
に示した電極側壁の両方の壁に環状の噴射ノズル
を設置することもできる。冷却水からなる液体を
ポンプ輸送することによつて生じる液体蒸気は、
アークチヤンバから流出する流体の流れに合流す
る以外大勢に影響を与えないことを付言してお
く。
の装置の機能とほぼ同じである。いずれの実施例
の装置も、出口ダクトは噴射ノズルの設置された
ダクト壁を備えているためである。構造が複雑化
することによるコスト上昇分と、これによつて得
られる性能の向上とを検討し、条件が合えば第1
A図に示したアノードハウジングの内壁と第2図
に示した電極側壁の両方の壁に環状の噴射ノズル
を設置することもできる。冷却水からなる液体を
ポンプ輸送することによつて生じる液体蒸気は、
アークチヤンバから流出する流体の流れに合流す
る以外大勢に影響を与えないことを付言してお
く。
発明の効果
要するに、本発明の方法によれば、液体と気体
をアークチヤンバ内に射出し、アークチヤンバ内
に渦巻き運動を発生させ、チヤンバに隣接して液
体が円筒状の液体壁を形成し、気体が円筒状の液
体壁に隣接して渦巻き運動を起こすように操作す
ることができる。また本発明によれば、アークチ
ヤンバから流出していく液体と気体内に噴射加圧
流体を射出することにより、アークチヤンバから
液体と気体を効果的に排出することができる。好
ましい噴射加圧流体は液体であり、この液体は、
アークチヤンバから流体溜めにかけて伸びている
出口ダクトの一方の壁または両方の壁の内側に配
置された、周面に沿つて連続的に位置している傾
斜した噴射ノズルから射出される。本発明の前述
した2つの実施例によれば、噴射加圧流体により
生じる圧力差だけを利用して、アークチヤンバの
出口から気体戻し配管または導管を通じ反対側の
端部にあるアークチヤンバまで気体を誘導すると
共に、アークチヤンバから排出される気体と液体
の混合物を重力分離することができる。
をアークチヤンバ内に射出し、アークチヤンバ内
に渦巻き運動を発生させ、チヤンバに隣接して液
体が円筒状の液体壁を形成し、気体が円筒状の液
体壁に隣接して渦巻き運動を起こすように操作す
ることができる。また本発明によれば、アークチ
ヤンバから流出していく液体と気体内に噴射加圧
流体を射出することにより、アークチヤンバから
液体と気体を効果的に排出することができる。好
ましい噴射加圧流体は液体であり、この液体は、
アークチヤンバから流体溜めにかけて伸びている
出口ダクトの一方の壁または両方の壁の内側に配
置された、周面に沿つて連続的に位置している傾
斜した噴射ノズルから射出される。本発明の前述
した2つの実施例によれば、噴射加圧流体により
生じる圧力差だけを利用して、アークチヤンバの
出口から気体戻し配管または導管を通じ反対側の
端部にあるアークチヤンバまで気体を誘導すると
共に、アークチヤンバから排出される気体と液体
の混合物を重力分離することができる。
第1A図は、本発明に係る装置の一部分を直径
方向に縦に断面にして見た説明図にして、分かり
易くするために一部を単純化して示すか、または
省略してある。第1B図は、第1A図に示した装
置の他の部分を直径方向に縦に断面にして見た説
明図にして、分かり易くするために一部を単純化
して示すか、または省略してある。第2図は、本
発明の装置の右部分の付近の変更例に係る排出構
造を直径方向に縦に断面にして見た説明図にし
て、この装置の図示されていない左部分は第1A
図のものとほぼ同じ構造をしている。 10……高密度放射線装置、12……アークチ
ヤンバ、14……カソードハウジング、15……
第1の電極、16……アノードハウジング、17
……第2の電極、18……流体変換形、20……
流体溜め、21……流体排出導管、22……液体
戻し配管、24……液体循環ポンプ、26……冷
却液流入口、28……気体戻し配管、30……気
体流入口、31……アークチユーブ、33……電
極チツプ、37……冷却水パイプ、38……冷却
液流入口、45……渦巻き発生チヤンバ、47…
…チユーブ部分、48……外側ダクト、50……
気体用空所、52……環状の内側ダクト、60…
…アノードハウジングの側壁、62……電極チツ
プ、68……冷却水パイプ、69……環状空間、
71……電極冷却水流出口ノズル、73……飛散
防止フイン、77……出口ダクト、79……内側
壁、81……低圧マニホルド、82……中間部
分、83……拡径部分、86……環状の噴射ノズ
ル、91……高圧ノズルマニホルド。
方向に縦に断面にして見た説明図にして、分かり
易くするために一部を単純化して示すか、または
省略してある。第1B図は、第1A図に示した装
置の他の部分を直径方向に縦に断面にして見た説
明図にして、分かり易くするために一部を単純化
して示すか、または省略してある。第2図は、本
発明の装置の右部分の付近の変更例に係る排出構
造を直径方向に縦に断面にして見た説明図にし
て、この装置の図示されていない左部分は第1A
図のものとほぼ同じ構造をしている。 10……高密度放射線装置、12……アークチ
ヤンバ、14……カソードハウジング、15……
第1の電極、16……アノードハウジング、17
……第2の電極、18……流体変換形、20……
流体溜め、21……流体排出導管、22……液体
戻し配管、24……液体循環ポンプ、26……冷
却液流入口、28……気体戻し配管、30……気
体流入口、31……アークチユーブ、33……電
極チツプ、37……冷却水パイプ、38……冷却
液流入口、45……渦巻き発生チヤンバ、47…
…チユーブ部分、48……外側ダクト、50……
気体用空所、52……環状の内側ダクト、60…
…アノードハウジングの側壁、62……電極チツ
プ、68……冷却水パイプ、69……環状空間、
71……電極冷却水流出口ノズル、73……飛散
防止フイン、77……出口ダクト、79……内側
壁、81……低圧マニホルド、82……中間部
分、83……拡径部分、86……環状の噴射ノズ
ル、91……高圧ノズルマニホルド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 強力な放射線発生用の装置10,101にし
て、 (a) 長い円筒状のアークチヤンバ12,104
と、 (b) 当該アークチヤンバの内部に同軸的に配置さ
れていて、間にアーク放電を行なうことのでき
る第1および第2の電極手段15,17,10
8と、 (c) 前記アークチヤンバ内に液体を射出してこの
アークチヤンバ内に渦巻き運動を起こし、アー
クチヤンバ12,104に隣接した円筒状の液
体壁を形成して、アーク放電の外側周囲を冷却
することによりアーク放電を拘束するようにし
た液体噴射手段45,46,47,48と、 (d) アークチヤンバ内に気体を射出し、円筒状の
液体壁に隣接してこのアークチヤンバ内に渦巻
き運動を起こし、アークチヤンバを通じて液体
と気体を流すための気体噴射手段50,52
と、 (e) アークチヤンバから液体と気体を積極的に排
出する排出手段77,79,86,109,1
24,136とを有している装置。 2 請求項1に記載された装置にして、 (a) 前記排出手段は、出口導管77,124の内
部に配置してありしかもダクト内に加圧流体の
噴流を送り込むようになつている噴射ノズル8
6,136を備えたエゼクタポンプを有し、前
記ダクトは、流体の噴流をアークチヤンバから
流出している液体と気体に適当に混入させなが
ら積極的にアークチヤンバからの排出を行なえ
るだけの長さを備えている装置。 3 請求項1に記載された装置にして、 前記排出手段は、 (a) アークチヤンバ10,101から延びてい
て、溜め手段20に連絡している出口導管7
7,124と、 (b) 噴射ノズル86,136を設けたダクト壁7
9,109を備えている出口ダクト77,12
4を有し、前記噴射ノズルは、圧力流体供給源
20,24に連絡していて、出口ダクトに対し
傾斜して設置され、出口ダクト77,124内
に加圧流体の噴流を射出して出口ダクト内の気
体と液体の流れを加速するエゼクタポンプとし
ての機能を果たすようにした装置。 4 請求項3に記載された装置にして、 (a) 噴射ノズル86,136は直径方向の平面よ
り内側にあつてダクト側壁の廻りの周囲にほぼ
連続的に位置し、環状の噴射ノズルを形成して
いる装置。 5 請求項2に記載された装置にして、さらに、 (a) アークチヤンバ12,104から延びてい
て、溜め手段20に連絡している出口導管7
7,124と、 (b) 溜め手段と気体噴射手段50,52の間に位
置し、溜め手段による加圧状態の下でアークチ
ヤンバから気体噴射手段に気体を戻す戻し導管
28とを有している装置。 6 強力な放射線発生用の装置を操作する方法に
して、 (a) アークチヤンバ12,104の内部に同軸的
に第1および第2の電極手段15,17,10
8を配置する段階と、 (b) アークチヤンバ内に液体および気体を射出し
て内部に渦巻き運動が生じるようにし、液体が
アークチヤンバに隣接して円筒状の液体壁を形
成すると共に、気体もこの円筒状の液体壁に隣
接して渦巻き運動させる段階と、 (c) アークチヤンバから液体および気体を積極的
に排出して、電極間のアークを維持する段階と
を有している方法。 7 請求項6に記載された方法にして、さらに、 (a) アークチヤンバから流出している液体および
気体内に加圧流体の噴流を射出してこれらを充
分に混合し、アークチヤンバから流出していく
液体および気体を加速することにより、アーク
チヤンバから気体および液体を積極的に排出す
る段階を有していることを特徴とする方法。 8 請求項7に記載された方法にして、さらに、 (a) アークチヤンバ12,104から延びていて
溜め手段20に連絡している出口ダクト77,
124の壁79,109の内側に傾斜したノズ
ル86,136を配置し、このノズルから流体
の噴流を噴射する段階を有していることを特徴
とする方法。 9 請求項7に記載された方法にして、さらに、 (a) アークチヤンバ12,104からの排出を行
なう出口ダクト77,124の壁79,109
の内側に配置されている、連続した周面に位置
する噴射ノズル86,136から流体の噴流を
射出する段階を有していることを特徴とする方
法。 10 請求項7に記載された方法にして、さら
に、 (a) アークチヤンバ12,104から放出された
気体と液体の混合物から気体を分離する段階
と、 (b) 加圧流体の噴流によつて生じた残圧差を利用
して、アークチヤンバの出口からアークチヤン
バの反対側の端部に気体を導く段階とを有して
いることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/286,127 US4937490A (en) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | High intensity radiation apparatus and fluid recirculating system therefor |
US286,127 | 1988-12-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02216753A JPH02216753A (ja) | 1990-08-29 |
JPH0546051B2 true JPH0546051B2 (ja) | 1993-07-12 |
Family
ID=23097202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1327460A Granted JPH02216753A (ja) | 1988-12-19 | 1989-12-19 | 強力な放射線発生用の装置とその操作方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4937490A (ja) |
EP (1) | EP0375338B1 (ja) |
JP (1) | JPH02216753A (ja) |
CN (1) | CN1043822A (ja) |
CA (1) | CA2005620C (ja) |
DE (1) | DE68927991T2 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5561735A (en) * | 1994-08-30 | 1996-10-01 | Vortek Industries Ltd. | Rapid thermal processing apparatus and method |
US5556791A (en) * | 1995-01-03 | 1996-09-17 | Texas Instruments Incorporated | Method of making optically fused semiconductor powder for solar cells |
GB9506010D0 (en) * | 1995-03-23 | 1995-08-23 | Anderson John E | Electromagnetic energy directing method and apparatus |
US6174388B1 (en) | 1999-03-15 | 2001-01-16 | Lockheed Martin Energy Research Corp. | Rapid infrared heating of a surface |
US6303411B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-10-16 | Vortek Industries Ltd. | Spatially resolved temperature measurement and irradiance control |
CA2310883A1 (en) | 1999-06-07 | 2000-12-07 | Norman L. Arrison | Method and apparatus for fracturing brittle materials by thermal stressing |
US6912356B2 (en) * | 1999-06-07 | 2005-06-28 | Diversified Industries Ltd. | Method and apparatus for fracturing brittle materials by thermal stressing |
US6621199B1 (en) | 2000-01-21 | 2003-09-16 | Vortek Industries Ltd. | High intensity electromagnetic radiation apparatus and method |
CN100416243C (zh) | 2001-12-26 | 2008-09-03 | 加拿大马特森技术有限公司 | 测量温度和热处理的方法及系统 |
WO2004057650A1 (en) | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Mattson Technology Canada, Inc. | Methods and systems for supporting a workpiece and for heat-treating the workpiece |
JP5630935B2 (ja) | 2003-12-19 | 2014-11-26 | マトソン テクノロジー、インコーポレイテッド | 工作物の熱誘起運動を抑制する機器及び装置 |
US7781947B2 (en) * | 2004-02-12 | 2010-08-24 | Mattson Technology Canada, Inc. | Apparatus and methods for producing electromagnetic radiation |
US20050180141A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-18 | Norman Arrison | Protection device for high intensity radiation sources |
KR100595826B1 (ko) | 2004-03-15 | 2006-07-03 | 찰리 정 | 전기 아크 방사광 장치 |
CN1330881C (zh) * | 2004-03-19 | 2007-08-08 | 六盘水神驰生物科技有限公司 | 整流式喷射泵 |
US7220936B2 (en) * | 2004-07-30 | 2007-05-22 | Ut-Battelle, Llc | Pulse thermal processing of functional materials using directed plasma arc |
WO2008058397A1 (en) | 2006-11-15 | 2008-05-22 | Mattson Technology Canada, Inc. | Systems and methods for supporting a workpiece during heat-treating |
KR101610269B1 (ko) | 2008-05-16 | 2016-04-07 | 맷슨 테크놀로지, 인크. | 워크피스 파손 방지 방법 및 장치 |
US8778724B2 (en) * | 2010-09-24 | 2014-07-15 | Ut-Battelle, Llc | High volume method of making low-cost, lightweight solar materials |
US9196760B2 (en) | 2011-04-08 | 2015-11-24 | Ut-Battelle, Llc | Methods for producing complex films, and films produced thereby |
CN104145321B (zh) * | 2012-02-24 | 2016-07-06 | 马特森技术有限公司 | 用于生成电磁辐射的设备和方法 |
US9059079B1 (en) | 2012-09-26 | 2015-06-16 | Ut-Battelle, Llc | Processing of insulators and semiconductors |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3292028A (en) * | 1962-06-20 | 1966-12-13 | Giannini Scient Corp | Gas vortex-stabilized light source |
US3405305A (en) * | 1964-12-28 | 1968-10-08 | Giannini Scient Corp | Vortex-stabilized radiation source with a hollowed-out electrode |
US3366815A (en) * | 1965-12-29 | 1968-01-30 | Union Carbide Corp | High pressure arc cooled by a thin film of liquid on the wall of the envelope |
DE1932172A1 (de) * | 1968-06-29 | 1970-05-27 | Sony Corp | Kuehlvorrichtung |
US4027185A (en) * | 1974-06-13 | 1977-05-31 | Canadian Patents And Development Limited | High intensity radiation source |
CA1239437A (en) * | 1984-12-24 | 1988-07-19 | Vortek Industries Ltd. | High intensity radiation method and apparatus having improved liquid vortex flow |
-
1988
- 1988-12-19 US US07/286,127 patent/US4937490A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-12-15 CA CA002005620A patent/CA2005620C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-15 CN CN89109748A patent/CN1043822A/zh active Pending
- 1989-12-19 JP JP1327460A patent/JPH02216753A/ja active Granted
- 1989-12-19 EP EP89313247A patent/EP0375338B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-19 DE DE68927991T patent/DE68927991T2/de not_active Expired - Fee Related
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CN1043822A (zh) | 1990-07-11 |
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EP0375338B1 (en) | 1997-04-23 |
EP0375338A3 (en) | 1990-12-12 |
CA2005620A1 (en) | 1990-06-19 |
US4937490A (en) | 1990-06-26 |
DE68927991D1 (de) | 1997-05-28 |
EP0375338A2 (en) | 1990-06-27 |
CA2005620C (en) | 1995-05-09 |
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