NO119810B - - Google Patents

Description

Strålingsanordning.

Foreliggende oppfinnelse angår varme- og lys-strålekilder og mer bestemt en stråleanordning for dette formål.

Det er tidligere blitt foreslått anordninger som utgjør en langstrakt kilde til varme og lys, der anordningen hovedsakelig omfatter et rør av gjennomsiktig materiale såsom kvarts, som da danner et lysbuekammer, og lysbueelektroder anbrakt i kammeret vesentlig konsentrisk med kammerets lengdeakse. En elektrode har et sentralt gassutløp i flukt med aksen, mens. det finnes gassinnløp ved begge ender av kammeret for innretning av en gass i en hvirvlende bane i kammeret. En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en slik kilde som muliggjør dannelse av en lang lysbue med en bedre stabilitet og større strålingsintensitet enn det tidligere var mulig.

Oppfinnelsen angår en strålingsanordning som omfatter et rør av gjennomsiktig materiale med en elektrode anbragt i hver ende, slik at det fremkommer et kammer mellom dem, med et gassinnløp rettet tangensielt i forhold til kammeret og innrettet til å gi gassen som kommer inn en hvirvlende bevegelse i kammeret med bare en av elektrodene utstyrt med et aksialt gassutløp, og oppfinnelsen er kjennetegnet ved at gassinnløpspassasjen fører inn i kammeret bare ved den ende av dette som støter inntil elektroden med det aksiale gassutløp.

Med denne utførelse vil den hvirvlende gass strømme langs innsiden av det rør som danner lysbuekammeret mot den motstående ende av røret hvorfra strømmen vendes, og går tilbake og ut gjennom det sentrale utløp i et område ved den sentrale akse for lysbuekammeret. Dette strømningsmønster resulterer i et område med lavt trykk ved lyebuekammerets akse der også lysbuen befinner seg.

Fenomenet som skaper området med det lave trykk kan sammenlignes med en tornado. I begge tilfeller vil man ha en masse med roterende gass som omslutter en sentral søyle med enda hurtigere roterende gass. Da hvert element i gassen skrur seg inn-over langs en bane med avtagende hastighet, vil tangensialhastig-heten øke i henhold til den naturlige tilbøyelighet til at et moment skal bibeholdes og sentrifugalkraften vil øke tilsvarende, hvorved trykkgradiensen som motvirker denne kraft fører til at trykket blir lavest i midten.

Den samlede virkning av dette tornadofenomen vil føre til dannelse av et aerodynamisk munnstykke som begrenser tverrsnittet av lysbuen og øker lysbuens stabilitet.

På grunn av dette fenomen får man ved foreliggende oppfinnelse en lang, meget stabil lysbue som har høy strålingsintensitet. Man har oppnådd lysbuelengder på 10-13 cm ved strøm-tettheter på 1000 arn^crn eller større ved betydelige trykk i lysbuekammeret. Det vil således være en markert forskjell i lysbuens egen-skaper når gassen innføres ved den ende av kammeret som vender fra den elektrode der utløpet befinner seg, sammenlignet med når gassen innføres ved begge ender av kammeret og dette bare har et enkelt utløp.

Det tas med oppfinnelsen også sikte på å anvende sjeldne jordarter for å øke lysbuens intensitet som lyskilde. De sjeldne jordarter kan innføres i systemet i form av pulver eller, som det foretrekkes, innføres i stavform. Når de sjeldne jordarter innføres i stavform anvendes selve staven som den elektrode som står overfor elektroden med gassutløpet.

For at oppfinnelsen lettere skal kunne for-ståes skal den i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene der : Fig. 1 viser et snitt gjennom et bruddstykke av en anordning som illustrerer oppfinnelsen,

fig. 2 viser i forstørret målestokk et tverr-snitt gjennom anordningen tatt etter linjen 2-2 på fig. 1,

fig. 3 viser en grafisk fremstilling av for-holdet mellom bølgelengde og intensitet når strålingsanordningen arbeider med argongass, og

fig. 4 viser et karakteristisk spektrum der man ser virkningen på lysbuen av sjeldne jordarter innført i argon-gassen.

Som vist på figurene 1 og 2 omfatter den viste strålingsanordning T en elektrode 10 som står sentralt og i flukt med en munnstykkeelektrode 12. Elektrodene er skilt fra hverandre med et gasstett kammer 14- Elektroden 10 holdes på plass av en passende holder 16 og begge elektroder kan f.eks. kjøles med vann. Elektroden 10 er fortrinnsvis laget av et emitterende materiale såsom wolfram eller toriumholdig wolfram. Munnstykkelektroden 12 er laget av et godt varmeledende materiale såsom kobber.

En lysbue l8 dannes og opprettholdes ved at elektrodene kobles til en kraftkilde 20. Både likestrøm og veksel-strøm kan benyttes. Lysbuen tennes på en eller annen passende måte, f.eks. ved høyfrekvensstart. Kammeret 14 ligger inne i et rør 22 hvorav i det minste en del er gjennomsiktig. Her kan f.eks. kvarts anvendes.

En lang, smal, intens lysbue l8 som er meget stabil får man ved å benytte den nye form for gasshvirvling. I drift blir gass innført slik at den hvirvler langs innsiden av røret 22 når den beveger seg fra den ene ende av kammeret 14 til den annen. Når gasstrømmen når den ende som står overfor innløpet, vil gasstrøm-men mens den ennå hvirvler endre sin retning i henhold til oppfinnelsen, og vil da bevege seg tett inntil lysbuen.

Som vist på tegningene blir lysbuegassen inn-ført gjennom innløpet 24 til det ringformede hulrom 26, hvorfra den passerer gjennom et antall tangensielt rettede åpninger eller porter 28, slik at den får en hvirvlende bevegelse når den beveger seg mot den annen ende av kammeret 14 langs innsiden av røret 22. Når gassen kommer til den annen ende vil dens bevegelsesretning bli vendt om og gassen går tilbake mot munnstykkeenden tett inntil lysbuen 18

og fremdeles hvirvlende. Gassen kommer ut gjennom passasjen 30 i munnstykkeelektroden 12. Dette strømningsmønster for gassen virker som nevnt på samme måte som en tornado, slik at man får et lavtrykks - område langs kammerets akse der lysbuen 18 står.

Denne strømningsmåte resulterer ikke bare i

at lysbuen l8 blir meget intens og stabil ved lengder som er langt større enn 2,5 cm, men man får også en god beskyttelse av de gjennomsiktige rør 22 mot varmevirkninger fra lysbuen. På denne måte blir det mulig å danne og opprettholde lysbuer med en strømtetthet på minst 1000 amp/cm , uten at dette vil skade de gjennomsiktige rør 22.

Når oppfinnelsen utøves kan en hvilken som helst inert gass anvendes, f.eks. argon, xenon og krypton.

Fig. 3 viser typiske resultater som man får med stråleanordningen i henhold til oppfinnelsen og intensiteten ved de forskjellige bølgelengder er her målt med argon som gass i kammeret. Målingene ble foretatt med en strålingsanordning av den utførelse som er vist på fig. 1, men det ble anvendt en knappformet wolframelektrode istedenfor stavelektroden 10.

Som tidligere nevnt tar oppfinnelsen også sikte på anvendelse av sjeldne jordarter for å øke lysbuens intensitet, slik at anordningen kan anvendes som lyskilde. Dette gjøres fortrinnsvis ved at man benytter en stav av en sjelden jordart, istedenfor stavelektroden 10. Staven av sjeldne jordarter ville da virke som en elektrode som forbrukes. Etterhvert som staven eroderes, vil de sjeldne jordarter komme inn i lysbuen og på en effektiv måte øke dennes lysstyrke.

På fig. 4 viser den øvre kurve virkningen av innføringen av en sjelden jordart i lysbuen der gass mates til kammeret på fig. 1. Den sjeldne jordart ble innmatet i form av en elektrode som forbrukes istedenfor stavelektroden 10.

Claims (5)

1. Strålingsanordning omfattende et rør av gjennomsiktig materiale med en elektrode anbragt i hver ende slik at det fremkommer et kammer mellom dem, med et gassinnløp rettet tangensielt i forhold til kammeret og innrettet til å gi gassen som kommer inn en hvirvlende bevegelse i kammeret med bare en av elektrodene utstyrt med et aksialt gassutløp, karakterisert ved at gass-innløpspassasjen fører inn i kammeret bare ved den ende av dette som støter inntil elektroden med det aksiale gassutløp.

2. Strålingsanordning som angitt i påstand 1, karakterisert ved at gassinnløpet omfatter et antall gassinnløpsporter anbragt periferielt rundt et i diameter redusert parti av elektroden som stikker inn i kammeret.

Strålingsanordning som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at elektroden som sitter i den ende av kammeret som står overfor gassinnløpet, har form av et aksialt fremspring som stikker inn i kammeret fra en bæredel som lukker kammerets ende.

4. Stråleanordning som angitt i påstand 3>karakterisert ved at det nevnte fremspring dannes av den koniske ende av en elektrisk ledende stav som sitter i holderen.

5. Strålingsanordning som angitt i påstand 4>karakterisert ved at den elektrisk ledende stav innbefatter et sjel-dent jordartmetall.