JPS6392000A - 同軸プラズマガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は同軸プラズマガンに係り、特に安定性の優れた
スフエロマックプラズマを発生させることができる同軸
プラズマガンに関する。

［従来の技術１ 近年、プラズマは原子カニ学を始めとする幅広い分野で
応用されているが、このプラズマを発生させる装置の一
つとして同軸プラズマガンが知られている。この同軸プ
ラズマガンでは同軸上に配置された円筒状の内部電（量
と外部電極との間の放電部に高速でガスを注入すると共
にここに放電させてプラズマを発生ずる。ざらに、内部
電極の内側にコイルが設けられており、このコイルによ
って放電部先端に径方向の磁界を形成し、プラズマ内に
磁束を注入し、これによりスフエロマックプラズマを発
生するものである。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、放電部へのガス注入は従来放電部の後端側方
にその周に沿って複数個の注入口を設け、これらの注入
口から同時にガスを注入することにより行なわれていた
。

しかしながら、このように複数個の注入口からガスを注
入する方法では、放電部内をその先端部に向かって流れ
るガスの密度が放電部の周方向に沿って不均一となり、
その結果形成されたプラズマの安定性が損われるという
問題があった。

かくして本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消し
、安定性の優れたプラズマを発生させることができる同
軸プラズマガンを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の同軸プラズマガンは上記目的を達成するために
、互いに同軸上に配置された内部電極と外部外極との間
の放電部にガス供給管からガスを注入してプラズマを発
生させると共に内部電極の内側に設けられているコイル
により放電部先端にプラズマ内に磁束を注入するための
磁界を形成する同軸プラズマガンにおいて、上記ガス供
給管に接続されると共にこのガス供給管から供給される
ガスを上記放電部の後端部に一様に注入づるための分流
部を上記コイルの後方に設置ノたものである。

［作　用］ 内部電極内に設けられたコイルの後方に分流部を設けて
ここから放電部の後端部に一様にガスを注入することに
より、放電部内におけるガス密度が均一どなる。

分流部としては第２図に示すようにその周がすべて放電
部２１内に解放されて通じている円板状通路２２を用い
ることができる。また、このような構成とすることによ
り、ガス供給管は分流部中心の注入口２３に接続するだ
けでよく、この接続部に電磁弁を設けて容易にガスの注
入を制御することができる。

なＪ３、発生したプラズマを長時間安定に磁界中に閉じ
込めておくためには、内部電極内に設けられているコイ
ルを高電流密度で使用して放電部先端に強磁界を形成し
高磁束をプラズマ内に注入する必要があるが、一般にコ
イルは内部電極内に密封されているのでこのコイルに高
密度の電流を流すと発熱して内部電極内が高温状態とな
ってしまう。そこで、水冷装置を設けてコイルを冷却し
ながら本発明の同軸プラズマガンを運転することによっ
て、より高密度の電流を流し強い磁界を形成することが
可能となる。

［実流例］ 以下、本発明の実流例を添付図面に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る同軸プラズマガンの構
成図である。円筒状の内部電極１とこの内部電極１と同
軸上に設けられた円筒状の外部電極２どの間に放電部３
が形成されている。内部電極１の内部には放電部３の先
端にプラズマ内に磁束を注入するための磁界を形成する
第１のコイル４が密封されて設けられている。さらに、
第１のコイル４の後方には上述した第２図に承りように
放電部３内に解放されて通じている円板状通路を有する
分流部５が設けられており、この分流部５の背面中心部
に位置するガス注入口６に高速電磁弁７を介してガス供
給管８が接続されている。また、第１のコイル４にはこ
れを冷却するための水冷管９が分流部５を量適してこの
同軸プラズマガン背部から導かれている。

さらに、第１図に示す如く外部電（唄２の外周部にはこ
れを囲繞するように放電部３内に軸方向の磁界を形成す
るための第２のコイル１０が設けられている。

次に、本実施例の作用を述べる。

まず、高速電磁弁７が解放制御されてガス供給管８から
分流部５のガス注入口６にガスが供給されると、このガ
スは分流部５の円板状通路に沿って導かれ、放電部３内
に高速で注入される。このとき、円板状通路はその周が
すべて放電部３内に解放されて通じているので、ガスは
注入方向によって密度が偏ることなく一様に放電部３内
に注入される。

このガスの注入に伴って内部電極１と外部電極２との間
に所定の電圧が印加され、放電部３にて放電が行なわれ
る。これにより、放電部３に注入されたガスは電離しこ
こにプラズマが発生ずる。

このプラズマは電磁力によって放電部３の先端部へと導
かれるが、放電部３の先端部付近には予め第１のコイル
４によって径方向の磁界が形成されており、ここに導か
れたプラズマはこの磁界を捕捉してスフエロマックプラ
ズマを形成する。

ここで、水冷管９に冷却水を導入して第１のコイル４を
冷却することにより内部電極１内の温度上昇が押えられ
るので、第１のコイル４により高密度の電流を流して放
電部３の先端部に形成された磁界の強度を増すことがで
きる。これにより極めて安定性の優れたスフエロマック
プラズマを１ｑることができた。

さらに、第２のコイル１０に励１１電流を流すと放電部
３内に軸方向の磁界が形成され、この磁界により放電部
３内で発生したプラズマはプラズマガンの軸のまわりに
回転しながら放電部３の先端部へ導かれてここで第１の
コイル４により形成された磁界を捕捉し、回転スフエロ
マツクプラズマを形成する。このようにすることによっ
て、なお−層安定したスフエロマツクプラズマを１１さ
せることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果が発揮される。

（１）　　放電部内にガスを一様に注入することができ
、ガス密度が均一となるので発生するプラズマ５の安定
性が向上する。

（２〕　　ガス注入口が１つだけで済むのでガス供給管
との接続が容易であると其にここに電磁弁を設けること
により容易且つ確実にガスの注入を制御することができ
る。

（３］　　内部電極内に設けられている１１じ込め磁界
形成用コイルを水冷することによって、内部電極内の温
度上昇を押えながらこのコイルに高密度の電流を流して
より強い閉じ込め磁界を形成することができる。

（４）　　従って、本発明はプラズマを応用する原子力
分野や加工技術分野等において極めて有用なものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る同軸プラズマガンの構
成図、第２図は本発明の作用を示す説明図である。 図中、１は内部電極、２は外部電極、３は放電部、４は
第１のコイル、５は分流部、８はガス供給管である。 特　許　出　願　人　　石川島播磨車工業株式会社代理
人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに同軸上に配置された内部電極と外部外極と
   の間の放電部にガス供給管からガスを注入してプラズマ
   を発生させると共に内部電極の内側に設けられているコ
   イルにより放電部先端に径方向の磁束注入磁界を形成す
   る同軸プラズマガンにおいて、上記ガス供給管に接続さ
   れると共にこのガス供給管から供給されるガスを上記放
   電部の後端部に一様に注入するための分流部を上記コイ
   ルの後方に設けたことを特徴とする同軸プラズマガン。
2. （２）上記分流部が上記ガス供給管との接続部にガスの
   流通を制御する電磁弁を備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の同軸プラズマガン。
3. （３）上記コイルが水冷されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の同軸プラズマ
   ガン。