JPH11282340A

JPH11282340A - オーロラ発生装置

Info

Publication number: JPH11282340A
Application number: JP10083523A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Hamamoto; 員年浜本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、大型化が可能で、電極のない空間に
プラズマを発生させることができるオーロラ発生装置を
提供することを目的とする。【解決手段】外部から広範囲に内部を見ることが出来る
のぞき窓８を有する金属フレーム型の真空容器１８と、
真空容器の内部を排気する真空排気装置と、真空容器内
にガスを供給するガス供給装置１１と、真空容器内にプ
ラズマを発生させるための電極６および昇圧トランス１
と、昇圧トランス１の電圧を変化させるための可変トラ
ンス３と、内部に発生したプラズマ１７を変動させるた
めの磁界を発生させるコイル４およびコイル用電源１２
と、真空容器内において、プラズマがのぞき窓８に触れ
ないようにするためのシールドガラス１５と、真空容器
内において、プラズマの沿面放電を助長するためのセン
ターガラス１６と、電極の不要な放電を除くためのシー
ルド板５を具えたことを具えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーロラの発生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のオーロラ発生装置を図８〜図９に
示す。従来のオーロラ発生装置においては、図８〜図９
に示すように、真空容器１１８を、真空ポンプ１１０を
用いて真空に排気する。

【０００３】そして、真空容器１１８の中にガス供給装
置１１１によりＮ₂ 、Ａｒなどのガスを注入し、ガスの
流量と排気速度のバランスにより真空容器１１８内を所
定の圧力に保つ。

【０００４】その所定の圧力は、オーロラを再現する場
合には、１０^-3Ｔｏｒｒ程度とし、発光の強いプラズマ
の場合には、１Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒ程度とする。

【０００５】そのとき、昇圧トランス１０１により、１
０ＫＶ〜１５ＫＶの高電圧を、電極１０６と真空容器１
１８の間に印加すると、真空容器１１８内にプラズマが
発生する。

【０００６】そこで、このプラズマに外部から磁界発生
コイル１０４により、変調した磁界を印加することによ
り、プラズマが動くようにする。電極１０６は、平板状
のものであり、それに合わせて、シールド板１０５も平
板状のものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のオーロラ発生装
置では、２方向からしか見ることができず、オーロラの
立体感が出にくいという問題がある。本発明は、このよ
うな問題を解決することができるオーロラ発生装置、す
なわち、立体感の出るプラズマ発生電極を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（第１の手段）本発明に
係るオーロラ発生装置は、（Ａ）外部から広範囲に内部
を見ることが出来るのぞき窓８を有する金属フレーム型
の真空容器１８と、（Ｂ）上記真空容器１８の内部を高
真空状態まで排気することができる真空排気装置１０
と、（Ｃ）上記真空容器内にガスを供給して真空容器１
８の内部を、１０^-3〜１０^-4Ｔｏｒｒに制御できるガス
供給装置１１と、（Ｄ）真空容器内にプラズマを発生さ
せるためのリング型の電極６および電極に高電圧を印加
するための昇圧トランス１と、（Ｅ）上記昇圧トランス
１の電圧を変化させるための可変トランス３と、（Ｆ）
内部に発生したプラズマを変動させるための磁界を発生
させるコイル４およびコイル用電源１２と、（Ｇ）真空
容器内において、プラズマがのぞき窓８に触れないよう
にするための円筒型のシールドガラス１５と、（Ｈ）真
空容器内において、プラズマの沿面放電を助長するため
の円筒型のセンターガラス１６と、（Ｉ）電極６の不要
な放電を除くためのリング型のシールド板５を具えたこ
とを具えたことを特徴とする。

【０００９】すなわち、本発明装置は、電極６はリング
型とし、シールドガラス１５は電極の外側を囲う円筒型
のものとし、センターガラス１６は電極の内側に設置す
るために円筒型とし、シールド板５についても、電極と
同様にリング型とし、放電電極については、針金状の電
極を用いず、板状の電極を円筒型に丸めてリング状にし
た電極６を用いることにし、シールド板５を用いて電極
の内側と外側を囲うことにより、プラズマを発生する方
向を特定できるようにしている。

【００１０】そして、内側のシールド板と同様に設置す
るセンターガラス１６を設けることにより、ガラス表面
が沿面放電の通り路となり、空間での放電が筋状に見え
て複雑な形のプラズマを空間に作ることができるように
している。

【００１１】また、外側のシールド板と同様に設置する
シールドガラス１５もセンターガラス１６と同じ効果を
持つと同時に、容器の窓ガラスとシール用Ｏリングを保
護する。

【００１２】本発明のオーロラ発生装置は、暗室の中で
演示するので、ガラスは見えない。（第２の手段）本発明に係るオーロラ発生装置は、
（Ａ）外部から広範囲に内部を見ることが出来るのぞき
窓８を有する金属フレーム型の真空容器１８と、（Ｂ）
上記真空容器１８の内部を高真空状態まで排気すること
ができる真空排気装置１０と、（Ｃ）上記真空容器内に
ガスを供給して真空容器１８の内部を、１０^-3〜１０^-4
Ｔｏｒｒに制御できるガス供給装置１１と、（Ｄ）上記
真空容器内にプラズマ１７を発生させるためのリング型
の第１電極４２、および第１電極４２に高電圧を印加す
るための第１昇圧トランス６１と、（Ｅ）上記第１昇圧
トランス６１の電圧を変化させるための第１可変トラン
ス６３と、（Ｆ）内部に発生したプラズマ１７を変動さ
せるための磁界を発生させるコイル４およびコイル用電
源１２と、（Ｇ）上記真空容器内において、プラズマ１
７がのぞき窓８に触れないようにするための円筒型のシ
ールドガラス４９と、（Ｈ）上記真空容器内において、
プラズマ１７の沿面放電を助長するための円筒型の第１
センターガラス４６と、（Ｉ）上記第１電極４２の不要
な放電を除くためのリング型の第１シールド板４１と、
（Ｊ）上記第１センターガラス４６の内側に設けた第２
電極４４、および第２電極４４に高電圧を印加するため
の第２昇圧トランス７１と、（Ｋ）上記第２昇圧トラン
ス７１の電圧を変化させるための第２可変トランス７３
と、（Ｌ）上記第２電極４４の内側に設けた第２センタ
ーガラス４７と、（Ｍ）上記第２電極４４の不要な放電
を除くためのリング型の第２シールド板４３とを具えた
ことを具えたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態を図１〜図５に示す。図１は、本発明の
第１の実施の形態に係る装置の構成を示す図、図２は、
本発明の第１の実施の形態に係る装置の断面図、図３
は、本発明の第１の実施の形態に係る装置の真空容器の
説明図（１）、図４は、本発明の第１の実施の形態に係
る装置の真空容器の説明図（２）、図５は、本発明の第
１の実施の形態に係る装置の作用の説明図である。（第
１の実施の形態に係る装置の構成）図１において、真空
容器１８は真空排気装置１０により１０^-6Ｔｏｒｒ以下
の真空を作ることができ、真空排気しながらガス供給装
置１１により適量のガスを供給して、１０^-3〜１０^-4Ｔ
ｏｒｒの上空、約１００ｋｍの圧力に設定する。

【００１４】その状態で、電極６に数ＫＶの高電圧を印
加すると、オーロラ状のプラズマ１７が発生する。この
電圧は、交流でも直流でもよいが、第１の実施の形態で
は、交流の商用電源を昇圧トランス１で昇圧して使用し
た。

【００１５】また、この高電圧は、電流導入端子２を介
して真空中に導入した。直流の場合には、アースと電極
間に直流電源を接続することにより、プラズマを発生す
ることができる。

【００１６】また、供給するガスの種類を、空気、Ｎ
₂ 、Ｏ₂ 、Ａｒ等と変化させることで、プラズマの色を
変化することができる。さらに、地磁気の変動を再現す
るために、３台接地されたコイル４に電流を流し、磁界
を発生する。

【００１７】地磁気は非常に微小な磁界強度であるが、
本発明装置では、数１０Ｇａｕｓｓ以上を発生すれば、
プラズマを十分に動かすことができる。この３台のコイ
ルは、それぞれファンクション・ジェネレータの信号に
より、コイル電源１２からの電流が変化し、ランダムな
組合わせで磁界強度が変化する。

【００１８】また、そのうちの１台には、音声電圧変換
装置１４が接続されており、マイクから入力された音声
や音楽に合わせて磁界が変動してプラズマが発生する。
以上のような構成により、オーロラと同種のプラズマを
再現し、しかも、ディスプレイ効果を十分に持たせるこ
とができる。（第１の実施の形態に係る装置の真空容器
の構造）本発明装置の真空容器の構造は、図３（Ａ）に
示すように、側面窓を４面にして４面から見られるよう
にすることも出来る。

【００１９】もちろん、１面、２面、３面のどの場合で
も対応することが出来る。図３〜図５に示すように、電
極６は絶縁物の電極支持２５で吊す形で支持している。

【００２０】給電線は絶縁物２７で被覆した導線２６を
穴５９から供給している。第１の実施の形態に係る本発
明装置が従来装置と大きく異なる点は、（１）従来の装
置の放電電極は直線の板状であったため、直線的な放電
しかできず、電極の長さ方向に対して垂直な方向からし
かプラズマを見ることができなかったが、本発明の放電
電極は円筒型の電極にしてあるため、４方からプラズマ
を見ることが出来る。（２）また、本発明の放電電極は
円筒型であるため、ガラスに沿って発生するプラズマが
円筒状になり、立体感が出る。（３）本発明では、リン
グ状の電極６を用いるとともに、円筒型シールド板５
と、円筒型シールドガラス１５と、円筒型センターガラ
ス１６等を用いることにより、効果的に、電極のない空
間にプラズマを立体的に発生させることができる。

【００２１】発生原理は、特願平８−２１４７２２と同
じである。本発明装置では円筒型の電極としているの
で、つぎのように作用する。図２に示す筒型シールドガ
ラス１５と筒型センターガラス１６の表面には、プラズ
マの模様があり、コイルの磁場の変化によって動く（特
願平８−２１４７２２）。

【００２２】それを人が見た場合、図５のＡ面、Ｂ面、
Ｃ面、Ｄ面を同時に見ることになる。プラズマは面によ
って別々の動きをするため、図５の４重に重ねられた像
には奥行きが生まれ立体感が出る。（第２の実施の形
態）本発明の第２の実施の形態を図６〜図７に示す。

【００２３】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る
装置の構成図、図７は、本発明の第２の実施の形態に係
る装置の断面図である。図７に示すように、第１センタ
ガラス４６の内側に更にもう１組の第２電極４２を設
け、その内側に第２センタガラス４７を設ける。

【００２４】第１電極４２の下方に第１プラズマが発生
し、第２電極４４の下方に第２プラズマが発生する。こ
のような構成をとることにより更に複雑なプラズマが発
生し、奥行きのある立体的なオーロラを得ることが出来
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、前述のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。（１）大型の真空容器の内部で立体的なオーロラを発生
することが出来る。（２）センターガラスを設けることにより、ガラス表面
が沿面放電の通り路となり、空間での放電が筋状に見え
て複雑な形のプラズマを空間に作ることができるが、円
筒型のガラスを用いることにより、なお一層立体的に見
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置の構成
図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る装置の断面
図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る装置の真空容
器の説明図（１）。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る装置の真空容
器の説明図（２）。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る装置の作用の
説明図。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る装置の構成
図。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る装置の断面
図。

【図８】従来の装置の構成図（１）。

【図９】従来の装置の構成図（２）。

【符号の説明】

１、１０１昇圧トランス２電流導入端子３、１０３可変トランス４、１０４磁界発生コイル５、１０５シールド板５Ａシールド板（外）５Ｂシールド板（内）６リング型の電極７、１０７金属フレーム８、１０８のぞき窓９、１０９架台１０、１１０真空排気装置（真空ポンプ）１１、１１１ガス供給装置１２、１１２コイル電源１３、１１３ファンクション・ジェネレータ１４、１１４音声電圧変換装置１５シールドガラス１６センターガラス１７プラズマ１８、１１８真空容器２１のぞき窓ガラス２２金属枠２４パッキン２５、１２５電極支持（絶縁物）２６、１２６導線２７、１２７絶縁物３１センターガラスのプラズマによる模様３２シールドガラスのプラズマによる模様４１第１シールド板４１Ａ第１シールド板（外）４１Ｂ第１シールド板（内）４２第１電極４３第２シールド板４３Ａ第２シールド板（外）４３Ｂ第２シールド板（内）４４第２電極４６第１センターガラス４７第２センターガラス４９シールドガラス５９穴６１第１昇圧トランス６３第１可変トランス７１第２昇圧トランス７３第２可変トランス７４第１プラズマ７５第２プラズマ１０６電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）外部から広範囲に内部を見ることが
出来るのぞき窓（８）を有する金属フレーム型の真空容
器（１８）と、（Ｂ）上記真空容器（１８）の内部を高
真空状態まで排気することができる真空排気装置（１
０）と、（Ｃ）上記真空容器内にガスを供給して真空容
器（１８）の内部を、１０^-3〜１０^-4Ｔｏｒｒに制御で
きるガス供給装置（１１）と、（Ｄ）上記真空容器内に
プラズマ（１７）を発生させるためのリング型の電極
（６）、および上記電極（６）に高電圧を印加するため
の昇圧トランス（１）と、（Ｅ）上記昇圧トランス
（１）の電圧を変化させるための可変トランス（３）
と、（Ｆ）内部に発生したプラズマ（１７）を変動させ
るための磁界を発生させるコイル（４）およびコイル用
電源（１２）と、（Ｇ）上記真空容器内において、プラ
ズマ（１７）がのぞき窓（８）に触れないようにするた
めの円筒型のシールドガラス（１５）と、（Ｈ）上記真
空容器内において、プラズマ（１７）の沿面放電を助長
するための円筒型のセンターガラス（１６）と、（Ｉ）
上記電極の不要な放電を除くためのリング型のシールド
板（５）を具えたことを具えたことを特徴とするオーロ
ラ発生装置。
【請求項２】（Ａ）外部から広範囲に内部を見ることが
出来るのぞき窓（８）を有する金属フレーム型の真空容
器（１８）と、（Ｂ）上記真空容器（１８）の内部を高
真空状態まで排気することができる真空排気装置（１
０）と、（Ｃ）上記真空容器内にガスを供給して真空容
器（１８）の内部を、１０^-3〜１０^-4Ｔｏｒｒに制御で
きるガス供給装置（１１）と、（Ｄ）上記真空容器内に
プラズマ（１７）を発生させるためのリング型の第１電
極（４２）、および第１電極（４２）に高電圧を印加す
るための第１昇圧トランス（６１）と、（Ｅ）上記第１
昇圧トランス（６１）の電圧を変化させるための第１可
変トランス（６３）と、（Ｆ）内部に発生したプラズマ
（１７）を変動させるための磁界を発生させるコイル
（４）およびコイル用電源（１２）と、（Ｇ）上記真空
容器内において、プラズマ（１７）がのぞき窓（８）に
触れないようにするための円筒型のシールドガラス（４
９）と、（Ｈ）上記真空容器内において、プラズマ（１
７）の沿面放電を助長するための円筒型の第１センター
ガラス（４６）と、（Ｉ）上記第１電極（４２）の不要
な放電を除くためのリング型の第１シールド板（４１）
と、（Ｊ）上記第１センターガラス（４６）の内側に設
けた第２電極（４４）、および第２電極（４４）に高電
圧を印加するための第２昇圧トランス（７１）と、
（Ｋ）上記第２昇圧トランス（７１）の電圧を変化させ
るための第２可変トランス（７３）と、（Ｌ）上記第２
電極（４４）の内側に設けた第２センターガラス（４
７）と、（Ｍ）上記第２電極（４４）の不要な放電を除
くためのリング型の第２シールド板（４３）とを具えた
ことを具えたことを特徴とするオーロラ発生装置。