JPH0546051B2 - - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

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。