Skip to main content

Induktionsheizspule für Ionenquellen


Kurzfassung

Gegenläufig gewickelte Bifilarspule zur Steigerung der Heizeffizienz induktiv-gekoppelter Plasmen in zylindrischen Ionisatoren von Radiofrequenz- Ionentriebwerken bei gleichzeitiger Optimierung des thermischen Verhaltens des Systems.


Hintergrund

Induktionsheizspulen für Ionenquellen umfassen üblicherweise nur wenige Wicklungen und sind als kurz anzusehen. Durch die Steigung der Wicklung entsteht eine E-Feldkomponente in z-Richtung, durch die Ladungsträger auch in diese Richtung beschleunigt werden. Diese können dadurch die Induktionsheizspule verlassen und damit dem Heizprozess verloren gehen. Dadurch sinkt der Wirkungsgrad des Heizprozesses.


Bilder & Videos


Lösung

Die neuartige Induktionsheizspule ist als gegenläufig gewickelte Bifilarspule ausgebildet. Durch die gegenläufige Wicklung wird das E-Feld in z-Richtung reduziert und die erzeugten Ionen und Elektronen werden nicht mehr aus der Spule hinaus beschleunigt. Die Verluste sind geringer und der Wirkungsgrad steigt.


Vorteile

Die neuartige Induktionsheizspule führt zu einer Energieersparnis im Bereich von 10 %. Durch die neue Induktionsheizspule wird zur Aufrechterhaltung des Plasmas nur eine halb so hohe Stromstärke benötigt. Das führt zu einer Verringerung der durch den Stromfluss hervorgerufenen thermischen Effekte.


Anwendungsbereiche

Ein erstes Anwendungsfeld der neuartigen Heizspule liegt im Bereich des Einsatzes in Ionentriebwerken. Gerade im Bereich der Satellitentechnik ist ein höherer Wirkungsgrad besonders wertvoll, da dadurch weniger Wärme abgeführt werden muss und weniger Leistung benötigt wird. Der Satellit kann leichter werden. Bei der neuartige Induktionsheizspule wurden im Mittel über alle Eingangsmassenflüsse 6,2 % weniger Eingangs-leistung gemessen.
Ein weiteres Anwendungsfeld liegt im Bereich der Ionenquellen zur Materialbearbeitung.


TransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbH

Niklas Günther
+49 (641) 94364-53
niklas.guenther@transmit.de
www.transmit.de 
Adresse
Kerkrader Str. 3
35394 Gießen



Entwicklungsstand

Prototyp


Stichworte

Ionentriebwerke, Materialbearbeitung, Oberflächenmodifikation

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr