報告書番号

W97026

タイトル（和文）

高温雰囲気場における移行形交流プラズマの安定化

タイトル（英文）

STABILIZATION OF TRANSFERRED TY PE AC ARC PLASMA IN HIGH TEMPER ATURE ATMOSPHERE

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

交流プラズマを利用するとき電流零点におけるプラズマの安定化が課題の一つである。実システムで用いられることが多い移行形プラズマを対象とし，さらに，実プラズマ炉内温度（１０００度程度）を想定してプラズマの安定性に及ぼす雰囲気温度の影響および高温雰囲気でのパルス重畳法による安定化効果について検討を行った。雰囲気温度が異なる場合（～６００度）のプラズマ安定化に必要な電源電圧についての実験結果，分光計測により求めたプラズマ中心温度とアルゴンガスのエネルギーの温度特性とを用いてプラズマの蓄積エネルギーについての解析結果から，雰囲気温度が常温から実プラズマ炉内相当の１０００度程度に高くなると安定化に必要な電源電圧は２割程度低下し，このときパルス重畳法を適用するとさらに２割程度低い電源電圧で安定化できることが推測された。

概要 （英文）

THE INSTABILITY OF ARC PLASMA AT A ZERO CURRENT IS A USING AC ARC PLASMA. IN THERMAL PLASMA PROCESSES, TRANSFERRED-TYPE ARC PLASMA IS OFTEN UTILIZED, AND IN A PLASMA FURNACE THE ATMOSPH ERIC TEMPERATURE AROUND ARC PLA SMA REACHES ABOUT 1000DEGREE. T HIS PAPER DESCRIBES THE EFFECTS OF ATMOSPHERIC TEMPERATURE ON TRANSFERRED-TYPEAC ARC PLASMA STABILITY. THE ARC PLASMA WAS M AINTAINED BETWEEN A TUNGSTEN TO RCH ELECTRODE AND A COPPER COUN TER-ELECTRODE IN A CHAMBER. THEDISTANCE BETWEEN THE ELECTRODE S WAS 40 MM. THE ARC CURRENT WA S 100-500 ARMS. THE PLASMA GAS WAS ARGON. THE FOLLOWING WERE T HE MAIN RESULTS. THE PLASMA TEM PERATURE AT ZERO CURRENT WAS ME ASURED AT 8000-11000DEGREE BY T HE SPECTROSCOPIC METHOD, AND TH E RADIAL TEMPERATURE DISTRIBUTI ON WAS SUPPOSED TO BE A PARABOL IC ONE BY HIGH SPEED CAMERA OBS ERVATION. BY USING THESE RESULT S, THE STORED ENERGY IN ARC PLA SMA AT ZEROCURRENT WAS CALCULA TED. AS THE ATMOSPHERIC TEMPERA TURE INCREASED (20->1000DEGREE) , THE CALCULATED STORED ENERGY IN ARC PLASMA INCREASED AND THE SUPPLY VOLTAGE REQUIRED TO STA BILIZE THE ARC PLASMA DECREASED BYABOUT 20%. ADDITIONALLY, SU PERIMPOSING A PULSE CURRENT (5- 15A) ON ANAC CURRENT AT EACH Z ERO CURRENT POINT CAUSED THE ST ORED ENERGY IN ARC PLASMA TO IN CREASE AND THE REQUIRED SUPPLY VOLTAGE TO DECREASE BY ABOUT 20 % FURTHER.

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