JPH06151094A - プラズマ生成加速装置 - Google Patents
プラズマ生成加速装置Info
- Publication number
- JPH06151094A JPH06151094A JP4300862A JP30086292A JPH06151094A JP H06151094 A JPH06151094 A JP H06151094A JP 4300862 A JP4300862 A JP 4300862A JP 30086292 A JP30086292 A JP 30086292A JP H06151094 A JPH06151094 A JP H06151094A
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- JP
- Japan
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- plasma
- magnetic field
- electrode
- current
- plasma generating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電極表面の損傷が著しく少ないプラズマ生成加
速装置を提供する。 【構成】プラズマＰを生成・加速する如く、プラズマ誘
導用の同軸電極１ａ，１ｂと、同軸電極１ａ，１ｂ内に
ガスを供給するガス供給手段４と、同軸電極１ａ，１ｂ
にパルス電圧を印加するパルス電源３とを備えてなるプ
ラズマ生成加速装置において、同軸電極１ａ，１ｂの方
位角方向に磁場を与える磁気コイルを備えている。
速装置を提供する。 【構成】プラズマＰを生成・加速する如く、プラズマ誘
導用の同軸電極１ａ，１ｂと、同軸電極１ａ，１ｂ内に
ガスを供給するガス供給手段４と、同軸電極１ａ，１ｂ
にパルス電圧を印加するパルス電源３とを備えてなるプ
ラズマ生成加速装置において、同軸電極１ａ，１ｂの方
位角方向に磁場を与える磁気コイルを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気閉じ込め型
各融合炉内のプラズマに反応用燃料を供給するために用
いられるプラズマ生成加速装置に関する。
各融合炉内のプラズマに反応用燃料を供給するために用
いられるプラズマ生成加速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２の（ａ）（ｂ）は従来のこの種のプ
ラズマ生成加速装置の構成を示す図である。図２の
（ａ）（ｂ）において、１ａは内部電極、１ｂは外部電
極、２はインシュレータ、３はパルス電源、４は電磁
弁、５はガス供給源である。
ラズマ生成加速装置の構成を示す図である。図２の
（ａ）（ｂ）において、１ａは内部電極、１ｂは外部電
極、２はインシュレータ、３はパルス電源、４は電磁
弁、５はガス供給源である。
【０００３】上記構成の装置によれば、生成されたプラ
ズマＰは、このプラズマＰに流れる電流Ｉと、この電流
Ｉにより生じる自己磁場Ｂs との相互作用で発生する電
磁力により、加速されて射出される。
ズマＰは、このプラズマＰに流れる電流Ｉと、この電流
Ｉにより生じる自己磁場Ｂs との相互作用で発生する電
磁力により、加速されて射出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般にプラズマ生成加
速装置におけるプラズマＰの加速力Ｆは、（１）式に示
す電磁力として表される。
速装置におけるプラズマＰの加速力Ｆは、（１）式に示
す電磁力として表される。
【０００５】
【数１】 ここで、ｊはプラズマに流れる電流の電流密度、Ｂはプ
ラズマに印加される磁場、ｖはプラズマの体積である。
ところで図２に示した従来のプラズマ生成加速装置で
は、
ラズマに印加される磁場、ｖはプラズマの体積である。
ところで図２に示した従来のプラズマ生成加速装置で
は、
【０００６】
【数２】 であるため、上記加速力Ｆは（３）式のようになる。 Ｆ＝Ｌz ・Ｉ2 ／２ …（３） ここで、Ｌz は同軸電極の単位長さ当りのインダクタン
スである。
スである。
【０００７】このため、プラズマＰの初期加速時におい
ては、プラズマＰの速度が極めて遅いものとなる。この
結果、プラズマＰの生成部付近は電流の通過量が大きく
なってしまい、この付近の電極の損傷が激しくなるとい
う問題があった。本発明の目的は、電極表面の損傷が著
しく少ないプラズマ生成加速装置を提供することにあ
る。
ては、プラズマＰの速度が極めて遅いものとなる。この
結果、プラズマＰの生成部付近は電流の通過量が大きく
なってしまい、この付近の電極の損傷が激しくなるとい
う問題があった。本発明の目的は、電極表面の損傷が著
しく少ないプラズマ生成加速装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し目的を達成するために、
し目的を達成するために、
【０００９】プラズマを生成・加速する如く、プラズマ
誘導用の同軸電極と、この同軸電極内にガスを供給する
ガス供給手段と、前記同軸電極にパルス電圧を印加する
パルス電源とを備えてなるプラズマ生成加速装置におい
て、前記同軸電極の方位角方向に磁場を与える磁気コイ
ルを設けるようにした。
誘導用の同軸電極と、この同軸電極内にガスを供給する
ガス供給手段と、前記同軸電極にパルス電圧を印加する
パルス電源とを備えてなるプラズマ生成加速装置におい
て、前記同軸電極の方位角方向に磁場を与える磁気コイ
ルを設けるようにした。
【００１０】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。プラズマの生成部には定常的に磁場Ｂe が与えられ
ることになるので、加速力Ｆは（４）式のようになる。 Ｆ＝Ｌz ・Ｉ2 ／２＋Ｂe Ｉｈ …（４） ただしｈは同軸電極のギャップ長である。このため加速
初期のプラズマの速度が速められ、単位面積当りの電流
の通過量を少なくすることが可能になる。
る。プラズマの生成部には定常的に磁場Ｂe が与えられ
ることになるので、加速力Ｆは（４）式のようになる。 Ｆ＝Ｌz ・Ｉ2 ／２＋Ｂe Ｉｈ …（４） ただしｈは同軸電極のギャップ長である。このため加速
初期のプラズマの速度が速められ、単位面積当りの電流
の通過量を少なくすることが可能になる。
【００１１】
【実施例】図１の（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例に係
るプラズマ生成加速装置の構成を要部を切断して示す側
面図および正面図である。図１の（ａ）（ｂ）に示すよ
うに本装置は内部電極１ａと外部電極１ｂとの間を、イ
ンシュレータ２で絶縁した同軸電極に、電磁弁４を開い
てガスを流入させ、同様にパルス電極３により内部電極
１ａと１ｂとの間にパルス電圧を印加してプラズマＰを
生成し、このプラズマＰに流れる電流Ｉとその電流Ｉに
より生じる自己磁場Ｂs との相互作用で発生する電磁力
により、プラズマＰを加速するものとなっている。内部
電極１ａと外部電極１ｂとからなる同軸電極には、方位
角方向に磁場を発生するための磁気形成ユニット６が付
設されている。磁場形成ユニット６は磁場を生成するコ
イル７と、このコイル７を励磁するための電流源８と、
プラズマＰがコイル７に接触することを防ぐための石英
ガラス等の絶縁材料でできた防護材９と、コイル７に電
流を導入するための電流導入端子１０ａ，１０ｂで構成
されている。
るプラズマ生成加速装置の構成を要部を切断して示す側
面図および正面図である。図１の（ａ）（ｂ）に示すよ
うに本装置は内部電極１ａと外部電極１ｂとの間を、イ
ンシュレータ２で絶縁した同軸電極に、電磁弁４を開い
てガスを流入させ、同様にパルス電極３により内部電極
１ａと１ｂとの間にパルス電圧を印加してプラズマＰを
生成し、このプラズマＰに流れる電流Ｉとその電流Ｉに
より生じる自己磁場Ｂs との相互作用で発生する電磁力
により、プラズマＰを加速するものとなっている。内部
電極１ａと外部電極１ｂとからなる同軸電極には、方位
角方向に磁場を発生するための磁気形成ユニット６が付
設されている。磁場形成ユニット６は磁場を生成するコ
イル７と、このコイル７を励磁するための電流源８と、
プラズマＰがコイル７に接触することを防ぐための石英
ガラス等の絶縁材料でできた防護材９と、コイル７に電
流を導入するための電流導入端子１０ａ，１０ｂで構成
されている。
【００１２】磁場形成ユニット６は、生成する磁場Ｂe
がプラズマに流れる電流Ｉにより発生する自己磁場Ｂs
と同じ方向（同一方位角方向）に発生するように、外部
電極１ｂと内部電極１ａとの間に複数個（８〜１６個程
度）を均等に配置する。磁場形成ユニット６同士は、電
流導入端子を１０ａ−１０ｂ−１０ａ′−…−１０ｂ″
と接いで直列接続にし、１０ａと１０ｂ″とに電流源８
を接続して複数の磁場形成ユニット６に電流を流し、磁
場Ｂe を生成する。電流源８として大きな容量を持つ電
流源を使用して各磁場形成ユニットを並列に接続しても
よい。
がプラズマに流れる電流Ｉにより発生する自己磁場Ｂs
と同じ方向（同一方位角方向）に発生するように、外部
電極１ｂと内部電極１ａとの間に複数個（８〜１６個程
度）を均等に配置する。磁場形成ユニット６同士は、電
流導入端子を１０ａ−１０ｂ−１０ａ′−…−１０ｂ″
と接いで直列接続にし、１０ａと１０ｂ″とに電流源８
を接続して複数の磁場形成ユニット６に電流を流し、磁
場Ｂe を生成する。電流源８として大きな容量を持つ電
流源を使用して各磁場形成ユニットを並列に接続しても
よい。
【００１３】本装置は上記の如く構成されたものである
から、磁場形成ユニット６により磁場Ｂe を形成した状
態でプラズマＰを生成すると、プラズマＰにはＢe ＋Ｂ
s （Ｂs は自己磁場）なる磁場が与えられることにな
る。このため加速力として（４）式で表される加速力が
プラズマＰに加わるようになる。プラズマＰの運動は
（５）式で表される。 Ｍ（ｄｖ／ｄｔ）＝Ｆ＝Ｌz ・Ｉ2 ／２＋Ｂe Ｉｈ …（５）
から、磁場形成ユニット６により磁場Ｂe を形成した状
態でプラズマＰを生成すると、プラズマＰにはＢe ＋Ｂ
s （Ｂs は自己磁場）なる磁場が与えられることにな
る。このため加速力として（４）式で表される加速力が
プラズマＰに加わるようになる。プラズマＰの運動は
（５）式で表される。 Ｍ（ｄｖ／ｄｔ）＝Ｆ＝Ｌz ・Ｉ2 ／２＋Ｂe Ｉｈ …（５）
【００１４】ここでＭはプラズマＰの質量、ｖはプラズ
マＰの速度である。電流Ｉが小さい加速初期には（５）
式の右辺第２項が第１項に比べて大きくなるため初期加
速時においても大きな加速度が得られ、速度を急激に速
くすることが可能になる。速度が速くなると、ある位置
での電流の滞在時間が短くなるため単位面積当りの電極
表面通過電流量を小さくすることができる。なお、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論
である。
マＰの速度である。電流Ｉが小さい加速初期には（５）
式の右辺第２項が第１項に比べて大きくなるため初期加
速時においても大きな加速度が得られ、速度を急激に速
くすることが可能になる。速度が速くなると、ある位置
での電流の滞在時間が短くなるため単位面積当りの電極
表面通過電流量を小さくすることができる。なお、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論
である。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、磁場形成ユニットによ
り形成される磁場によってプラズマの初期加速時におけ
る速度を速め得るので、電極表面の損傷が著しく少ない
プラズマ生成加速装置を提供できる。
り形成される磁場によってプラズマの初期加速時におけ
る速度を速め得るので、電極表面の損傷が著しく少ない
プラズマ生成加速装置を提供できる。
【図１】（ａ）は本発明の一実施例に係るプラズマ生成
加速装置の構成を要部を切断して示す側面図、（ｂ）は
同正面図。
加速装置の構成を要部を切断して示す側面図、（ｂ）は
同正面図。
【図２】（ａ）は従来のプラズマ生成加速装置の構成を
要部を切断して示す側面図、（ｂ）は同正面図。
要部を切断して示す側面図、（ｂ）は同正面図。
１ａ…内部電極 １ｂ…外部電極 ２…インシュレータ ３…パルス電極 ４…電磁弁 ６…磁気形成ユニ
ット １０ａ，１０ｂ…電流導入端子
ット １０ａ，１０ｂ…電流導入端子
Claims (1)
- 【請求項１】プラズマを生成・加速する如く、プラズマ
誘導用の同軸電極と、この同軸電極内にガスを供給する
ガス供給手段と、前記同軸電極にパルス電圧を印加する
パルス電源とを備えてなるプラズマ生成加速装置におい
て、 前記同軸電極の方位角方向に磁場を与える磁気コイルを
設けたことを特徴とするプラズマ生成加速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300862A JPH06151094A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | プラズマ生成加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300862A JPH06151094A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | プラズマ生成加速装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151094A true JPH06151094A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17890014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4300862A Withdrawn JPH06151094A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | プラズマ生成加速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06151094A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004026008A1 (ja) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Pearl Kogyo Co., Ltd. | プラズマ表面処理方法及びその装置 |
| GB2408132A (en) * | 2003-11-08 | 2005-05-18 | Highlight Parking Systems Ltd | Parking Control System |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4300862A patent/JPH06151094A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004026008A1 (ja) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Pearl Kogyo Co., Ltd. | プラズマ表面処理方法及びその装置 |
| GB2408132A (en) * | 2003-11-08 | 2005-05-18 | Highlight Parking Systems Ltd | Parking Control System |
| GB2408132B (en) * | 2003-11-08 | 2006-04-26 | Highlight Parking Systems Ltd | Parking indicator and/or control system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |