Способ получения безэлектродного кольцевого разряда в воздухе Советский патент 1962 года по МПК H01T19/02 H05H1/46 

Изобретение относится к способам получения безэлектродного кольцевого разряда в воздухе и газовых средах для достижения высших температур s технологических це,чях.

Условия возбуждения кольцевого разряда обычно являются трудно достижимыми для высоких давлений даже при использовании очень коротких длин. Поэтому применение известных способов получения безэлектродного кольцевого разряда при помощи высокочастотного кольцевого индуктора, охватывающего струю плазмы, используемую в качестве ионизатора, ограничивается пока областью низких давлений и имеет место лишь при некоторых физических исследованиях.

Согласно изобретению, условия возбуждения кольцевого разряда При атмосферном давлении значительно облегчаются присутствием внешнего ионизатора; -в качестве такого ионизатора в данном случае используется пламя факельного разряда, образуемого на конце концентрической линии, питаемой от ультракоротковолнового генератора, который после возникновения кольцевого разряда может быть отключен.

Таким путем можно создать высокотемпературный источник тепла для плавки тугоплавких Материалов и получения высокотемпературных потоков газа в установках для аэродинамических исследований и т. п.

На чертеже изображена схема получения кольцевого разряда в воздухе при атмосферном давлении с использованием факельного разряда в качестве ионизатора.

Индуктор 1, по которому проходит высокочастотный ток от ультракоротковолнового генератора 2, окружает пламя факельного разряда, возбужденного в воздухе на конце, имеющем форму конуса 3 концентрической линии, присоединенной к выходным зажимам ультракоротковолнового генератора 4.

№ 150187 - 2 Чтобы пламя факела не замкнулось на и-ндуктор 1, применяется стабплизация факела струей воздуха, как доказано на чертеже, и окружение факела, кварцевой трубкой, охлаждаемой снаружи.

Под действием лоля, создаваемого индуктором, при определенных условиях факел в зоне индуктора образует кольцевой разряд. Это явление можно рассматривать так, что факел, как некое проводящее тело, помещен в индуктор и подвергается индукционному нагреву. О нагреве факела можно говорить при условии, если его сопротивленке оказывается столь малым, что пламя факела при данной частоте тока, проходящего по индуктору, и данном диаметре факела, является «непрозрачным. С другой точки зрения кольцевой разряд возбуждается при условии, что его порог зажигания снижен при данном давлении до нужной величины присутствием ионизатора, каким является факельный разряд.

Когда электрическое поле, создающее факельный разряд, будет расположено в пределах индуктора параллельно его оси, т. е. -перпендикулярно электрическому полю индуктора, тогда, под действием этих двух полей (не рассматривая для простоты различия между частотами и фазами их) заряды двигаться по винтовым линиям и момент возбуждения кольцевого разряда будет соответствовать положению, когда эти винтовые линии примут форму окружности; это наступит, очевидно, при повыщении напряженности электрического поля индуктора тем скорее, чем выще будет концентрация зарядов в пламени факела.

Описанный способ получения кольцевого разряда в воздухе при атмосферном дяопении можно распространить на область различных давлений и в иных газовых средах.

В качестве примера приводятся некоторые данные лабораторной установки, использованной согласно изобретению для осуществления описываемого способа. Два генератора лабораторного типа ультракоротковолнового диапазона с выходной мощностью по 30 кет каждый собраны по двухтактной схеме на лампах типа ГУ-4А; один генератор питает длинную линию коаксиального типа, оканчивающуюся факельной горелкой - конусообразным соплом, присоединяемым к линии, параллельно которому включается настраивающее устройство-короткоJaмкнyтaя линия переменной длин-.л; другой генератор питает по симметричной двухпроводной линии индуктор, также включенный с настраивающим устройством - конденсаторной батареей в виде короткозамкнутой линии переменной длины. Факел заключен в кварцевую трубку диаметром около 50 мм, охлаждаемую снаружи струей воздуха через сопло, вмонтированное снаружи факельной горелки; вся длина щнура факела достигает 50-60 см, а индуктор расположен от основания факела на 8-10 см (наконечника факельной горелки). После того, как в факеле возникает кольцевой разряд, генератор, питающий факельную горелку, может быть выключен, кольцевой разряд остается.

Предмет изобретения

Способ получения безэлектродного кольцевого разряда в воздухе и газовых средах при помощи высокочастотного кольцевого индуктора, охватывающего струю плазмы, используемую в качестве ионизатора, отличающийся тем, что, с целью облегчения возбуждения разряда при атмосферном давлении, для создания плазмы используют пламя факельного разряда, образуемого в воздухе на конусном конце

концентрической линии, питаемой от ультракоротковолнового генератора, который может быть отключен после возникновения кольцевого разряда.

I Воздухе