[發明專利]高強度輻射設備及其流體再循環系統

無效

• 申請號: 89109748.1
• 申請日: 1989-12-15
• 公開（公告）號: CN1043822A
• 公開（公告）日: 1990-07-11
• 發明（設計）人: 戴維·馬爾科姆·卡姆;阿尼·基約維爾;安東尼·約翰·德里克·豪斯登;尼古拉斯·彼得·哈爾平;迪安·阿里斯特·帕芬紐克;安迪·約瑟夫·弗蘭茨
• 申請（專利權）人: 沃爾特克工業有限公司
• 主分類號: H01J7/14
• 分類號: H01J7/14;H01J61/28
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 陶增煒

本發明與高強度輻射設備，及與之相關的流體再循環系統有關。

美國專利第4，027，185號（頒發諾德威欠（Nodwell）等人）及第4，700，102號（頒發康姆（Camm）等人）揭示一種類型基本與本發明相似的高強度輻射設備。各專利揭示一種長圓柱形電弧室，室中安裝在縱向上分離的同心電極。在室的進口噴入的氣體及液體產生一個渦動，在電弧室附近形成一個液壁，冷卻電弧的周圍，增長電極壽命。

在上兩專利及發明人所知的全部相似的設備中，剩余動量及重力將液體及氣體送入一個接受槽，將液體及氣體在里面分離，以備諸如流體泵及壓縮器等附屬裝置再用。這種附屬裝置占設備投資的主要部分，并要求很大的保養工作。并且，據發現依靠動量與重力將流體從電弧室中排出，將減低設備潛力，并且如下文所述，對設備的安裝有限制。

流體的紊流及室的出口對流速限制，傾向于增加動力消耗，并且增高流體向附近電極飛濺的可能性，減短電極的壽命。并且，在先有領域的設備中，排入接受槽中氣體及液體的壓力不回收，構成一部分的運轉能源要求。

利用重力排放電弧室中的液體，如先有領域使用的設備，要求將接受槽放在下面，與電弧室接近。這樣便對電弧室相對于設備其他部分的安裝有極嚴重的限制。

本發明提出的高強度輻射設備，在電弧室出口附近的流體的限制減小，改進流體的流速特性，并減少能源要求，可減少先有領域中的困難和缺點。此外，元件數目可減少，便可減少投資。并且，與先有領域比較，電弧室與接受槽的相對位置可作比較大的變化。

本發明的一種設備是為產生高強度輻射，設備有一個長圓柱形電弧室，在該室中有第一及第二電極同心裝置，可造成電弧放電。設備并有噴液裝置，氣體噴射裝置和排氣裝置。噴液裝置是為將液體噴入電弧室，產生一個渦動，從而形成電弧室附近的圓柱形液壁。這是因為將電弧放電的外周緣冷卻，使電弧火花收緊。噴氣裝置是為將氣體噴入電弧室，在其中的圓柱形液壁附近，產生一個渦動。液體及氣體通過電弧室及排氣裝置，急速排出電弧室中的液體及氣體，于是減小電弧室出口附近的流速限制。

本發明的一種方法，使用大致與上述相似的設備，特點在于將液體及氣體噴入電弧室，在里面產生渦動。這樣液體便形成電弧室附近的一個圓柱形液壁，氣體在圓柱形液壁附近，相隨作渦動。液體及氣體主動從電弧室中排出，而保持兩電極間的電弧。

急速排出室中液體及氣體使液體濺落在電極上的機會減小。故可增長電極壽命。此外，急速排出液體及氣體，可增高室出口排出的液體及氣體的壓力，達到足以將氣體再循環到電弧室的進口，而不似先有領域需增加氣體壓縮機。這樣，因不需分別的壓氣機而可簡化與發明相關的附加裝置，便降低了投資及保養費用。減少某些附加裝置也減少活動部件的數目，從而減少氣體損失及能源消耗。

下面的詳細揭示與附圖相關，敘述本發明的理想設備及方法，也可代表具體敘述及繪示的以外的設備及方法。

圖1A為本發明設備一部分在一個直徑上的簡化分解縱向剖視，對某些部分示意，而某些部分未示以求清晰。

圖1B為圖1A所示設備其余部分一個直徑上的簡化分解縱向剖視，某些部分被簡化或省略以求清晰。

圖2為本發明右側部分附近，在另一排出結構的某一直徑上的簡化分解縱向剖視，發明的左側部分未示，因基本與圖1A相同。

一種高強度輻射設備10有一個底座11，一個圓柱形石英電弧室12，一個用號14表示其整體的進口或陰極殼，有第一電極15，用號16表示其整體的出口或陽極殼，陽極殼16有一個第二電極17。于是可見設備有第一及第二電極裝置，在電弧室中同心放置，在其間可構成電弧放電，這與先有領域相似。設有電氣附件諸如起動電路及動力電路，在陰極與陽極間激發并維持電弧放電，直到有足夠電流維持電弧。這種設備已熟知，在該美國專利第4，027，185號中有敘述，該發明的與本設備相關的主要部分的揭示，本文中作參考引述。這設備還需要輔助流體供給裝置，將冷卻液及一種惰氣，例如水及氬在電弧室里面通過。這種設備有一個流體再循環系統18，它有一個接受槽20接受流體，即從陽極殼的通過一個向下伸的排流管21排出的氣體和液體。一個液體再循環泵24將液體從接受槽泵回設備內，一部分液體首先通過一個換熱器23，將液體冷卻。一個回液管路22從換熱器伸到陰極殼14的冷卻液進口26。一個相似的回液管路19，從換熱器23伸到陽極殼16的冷卻液進口38。