JP2000131476A - 核融合炉の排気装置 - Google Patents
核融合炉の排気装置Info
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- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少なくとも２Ｐａ迄の圧力で大流量の排気を
連続して行なえると共に潤滑油のトリチウム汚染の心配
がなく、又、磁気シールドの設置も容易にできるような
核融合炉の排気装置を提供する。 【解決手段】 大形のねじ溝真空ポンプ又は複合分子ポ
ンプからなる主ポンプ１の排気側に２箇所の排気口２７
を設け、複数段のねじ溝真空ポンプ２、３、４又は２
´、３´、４´と１段のドライ真空ポンプ５又は５´と
からなる補助ポンプ系をこれら各排気口２７に接続して
排気装置ユニットを形成すると共に、核融合炉の排気用
ポート６１に複数のこれら排気装置ユニットを並列に接
続した。
連続して行なえると共に潤滑油のトリチウム汚染の心配
がなく、又、磁気シールドの設置も容易にできるような
核融合炉の排気装置を提供する。 【解決手段】 大形のねじ溝真空ポンプ又は複合分子ポ
ンプからなる主ポンプ１の排気側に２箇所の排気口２７
を設け、複数段のねじ溝真空ポンプ２、３、４又は２
´、３´、４´と１段のドライ真空ポンプ５又は５´と
からなる補助ポンプ系をこれら各排気口２７に接続して
排気装置ユニットを形成すると共に、核融合炉の排気用
ポート６１に複数のこれら排気装置ユニットを並列に接
続した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気閉じ込め型核
融合炉の真空排気に最適な排気装置に関する。
融合炉の真空排気に最適な排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】核融合炉は未だ研究段階にあるが、既に
完成している磁気閉じ込め型核融合プラズマ実験装置で
は、ターボ分子ポンプやクライオポンプが排気装置とし
て使用されている。
完成している磁気閉じ込め型核融合プラズマ実験装置で
は、ターボ分子ポンプやクライオポンプが排気装置とし
て使用されている。
【０００３】これは、現在の磁気閉じ込め型核融合プラ
ズマ実験装置では、燃料として注入される水素同位体の
流量が少なく、しかも燃焼試験も極く短時間であるの
で、このような排気装置でも使用が可能であった。
ズマ実験装置では、燃料として注入される水素同位体の
流量が少なく、しかも燃焼試験も極く短時間であるの
で、このような排気装置でも使用が可能であった。
【０００４】核融合実験炉や原型炉等では、従来の磁気
閉じ込め型核融合プラズマ実験装置と比較して、水素同
位体の必要注入量が遥かに大流量となり、しかも連続的
に供給する必要がある。
閉じ込め型核融合プラズマ実験装置と比較して、水素同
位体の必要注入量が遥かに大流量となり、しかも連続的
に供給する必要がある。
【０００５】核融合炉のこれらの要求に対して、クライ
オポンプやターボ分子ポンプを主真空ポンプとし、補助
真空ポンプにはルーツ真空ポンプとその補助真空ポンプ
とを組合せたものが提案されている。
オポンプやターボ分子ポンプを主真空ポンプとし、補助
真空ポンプにはルーツ真空ポンプとその補助真空ポンプ
とを組合せたものが提案されている。
【０００６】クライオポンプの作動は、一定量の気体を
吸入してクライオ面に凝結させた後、一旦吸気を止めて
クライオ面の温度を昇温させ、凝結した気体分子を蒸発
させて排出してから再びクライオ面を低温に冷却して気
体を吸入するという、間歇的な動作を行なっている。
吸入してクライオ面に凝結させた後、一旦吸気を止めて
クライオ面の温度を昇温させ、凝結した気体分子を蒸発
させて排出してから再びクライオ面を低温に冷却して気
体を吸入するという、間歇的な動作を行なっている。
【０００７】このため、クライオポンプを核融合炉の主
真空ポンプとして使用する場合は、多数のクライオポン
プを並列に設置し、これらを順に切り替えて運転する必
要がある。
真空ポンプとして使用する場合は、多数のクライオポン
プを並列に設置し、これらを順に切り替えて運転する必
要がある。
【０００８】一方、ターボ分子ポンプは連続して排気を
行うことができるが、この種のポンプの排気性能は、吸
入圧力が０．１Ｐａ以下で有効に働くという特徴があ
る。
行うことができるが、この種のポンプの排気性能は、吸
入圧力が０．１Ｐａ以下で有効に働くという特徴があ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】クライオポンプを主真
空ポンプとする排気系では、多数のクライオポンプを核
融合炉の真空機器の排気口に接続する必要があるが、ク
ライオポンプの吸気口の口径が大きいことと相俟って、
これらのクライオポンプを短時間で切り替えながら作動
させることは事実上困難であるという問題がある。
空ポンプとする排気系では、多数のクライオポンプを核
融合炉の真空機器の排気口に接続する必要があるが、ク
ライオポンプの吸気口の口径が大きいことと相俟って、
これらのクライオポンプを短時間で切り替えながら作動
させることは事実上困難であるという問題がある。
【００１０】又、ターボ分子ポンプを主真空ポンプとし
て使用する場合は、ターボ分子ポンプの吸入側の有効作
動圧力範囲が０．１Ｐａ以下であるのに対し、核融合炉
の排気口側では０．１乃至２Ｐａの圧力においても大き
な排気速度が要求されるので、ターボ分子ポンプは有効
な吸入圧力領域が適合しないという問題がある。
て使用する場合は、ターボ分子ポンプの吸入側の有効作
動圧力範囲が０．１Ｐａ以下であるのに対し、核融合炉
の排気口側では０．１乃至２Ｐａの圧力においても大き
な排気速度が要求されるので、ターボ分子ポンプは有効
な吸入圧力領域が適合しないという問題がある。
【００１１】又、主真空ポンプの補助ポンプとして、ル
ーツ真空ポンプとその補助真空ポンプを使用した場合に
は、ルーツ真空ポンプに使用されている潤滑油の蒸気の
分子が吸気口側に逆拡散し、主真空ポンプを汚染すると
いう問題がある。
ーツ真空ポンプとその補助真空ポンプを使用した場合に
は、ルーツ真空ポンプに使用されている潤滑油の蒸気の
分子が吸気口側に逆拡散し、主真空ポンプを汚染すると
いう問題がある。
【００１２】更に又、ルーツ真空ポンプ内に吸入された
水素同位体の分子がシリンダ内で接触した潤滑油の中の
水素分子と置換して、該ルーツ真空ポンプ内にトリチウ
ムが蓄積するという問題がある。
水素同位体の分子がシリンダ内で接触した潤滑油の中の
水素分子と置換して、該ルーツ真空ポンプ内にトリチウ
ムが蓄積するという問題がある。
【００１３】本発明はこれらの問題点を解消し、水素Ｈ
２及び水素同位体のＤ２、ＤＴ、Ｔ ２及びＨｅ以上の分
子量の気体に対して、２Ｐａ以下の吸入圧力範囲におい
て充分な排気が行なえるような核融合炉の排気装置を提
供することを目的とする。
２及び水素同位体のＤ２、ＤＴ、Ｔ ２及びＨｅ以上の分
子量の気体に対して、２Ｐａ以下の吸入圧力範囲におい
て充分な排気が行なえるような核融合炉の排気装置を提
供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するべくねじ溝真空ポンプからなる主ポンプの排気側
に複数箇所の排気口を設けると共に、これらの排気口に
各々複数段のねじ溝真空ポンプと１段のドライ真空ポン
プとからなる補助ポンプ系を接続したことを特徴とす
る。
成するべくねじ溝真空ポンプからなる主ポンプの排気側
に複数箇所の排気口を設けると共に、これらの排気口に
各々複数段のねじ溝真空ポンプと１段のドライ真空ポン
プとからなる補助ポンプ系を接続したことを特徴とす
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
乃至図６により説明する。
乃至図６により説明する。
【００１６】図１は核融合炉の排気装置の第１の実施の
形態の正面図であり、図２はそれを下面より見た底面図
である。
形態の正面図であり、図２はそれを下面より見た底面図
である。
【００１７】１は大形ねじ溝真空ポンプからなる主ポン
プで、回転軸中心線の向きを垂直に配置し、吸気口フラ
ンジ６と、２つの排気口フランジ７、７´を備えてい
る。
プで、回転軸中心線の向きを垂直に配置し、吸気口フラ
ンジ６と、２つの排気口フランジ７、７´を備えてい
る。
【００１８】２及び２´は各々補助ポンプ系の第１段目
の中形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向きを水
平として前記主ポンプ１の回転軸中心線に対して互いに
軸対称に主ポンプ１の下方に配置されている。又、前記
排気口フランジ７、７´からこれら中形ねじ溝真空ポン
プ２、２´の吸気側へ、それぞれ配管１０、１０´が接
続している。
の中形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向きを水
平として前記主ポンプ１の回転軸中心線に対して互いに
軸対称に主ポンプ１の下方に配置されている。又、前記
排気口フランジ７、７´からこれら中形ねじ溝真空ポン
プ２、２´の吸気側へ、それぞれ配管１０、１０´が接
続している。
【００１９】３及び３´は各々補助ポンプ系の第２段目
の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向きを垂
直として前記主ポンプ１の回転軸中心線に対して互いに
軸対称に前記第１段目の中形ねじ溝真空ポンプ２、２´
のそれぞれ上方に配置されている。又、前記第１段目の
中形ねじ溝真空ポンプ２、２´の排気側からこれら第２
段目の小形ねじ溝真空ポンプ３、３´の吸気側へ、それ
ぞれ配管１１、１１´が接続している。
の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向きを垂
直として前記主ポンプ１の回転軸中心線に対して互いに
軸対称に前記第１段目の中形ねじ溝真空ポンプ２、２´
のそれぞれ上方に配置されている。又、前記第１段目の
中形ねじ溝真空ポンプ２、２´の排気側からこれら第２
段目の小形ねじ溝真空ポンプ３、３´の吸気側へ、それ
ぞれ配管１１、１１´が接続している。
【００２０】４及び４´は各々補助ポンプ系の第３段目
の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向きを垂
直として前記主ポンプ１の回転軸中心線に対して互いに
軸対称に前記第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ３、３´
にそれぞれ隣接して配置されている。又、前記第２段目
の小形ねじ溝真空ポンプ３、３´の排気側からこれら第
３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４、４´の吸気側へ、そ
れぞれ配管１２、１２´が接続している。
の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向きを垂
直として前記主ポンプ１の回転軸中心線に対して互いに
軸対称に前記第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ３、３´
にそれぞれ隣接して配置されている。又、前記第２段目
の小形ねじ溝真空ポンプ３、３´の排気側からこれら第
３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４、４´の吸気側へ、そ
れぞれ配管１２、１２´が接続している。
【００２１】５及び５´は各々補助ポンプ系の第４段目
の小形のスクロール型ドライ真空ポンプで、各回転軸中
心線の向きを水平として前記主ポンプ１の回転軸中心線
に対して互いに軸対称に前記第３段目の小形ねじ溝真空
ポンプ４、４´のそれぞれ下方に配置されている。又、
前記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４、４´の排気側
からこれら第４段目のスクロール型ドライ真空ポンプ
５、５´の吸気側へ、それぞれ配管１３、１３´が接続
している。更に又、これら第４段目のスクロール型ドラ
イ真空ポンプ５、５´の排気側には各々配管１４、１４
´が接続し、一箇所に合流して排出口８へ接続してい
る。
の小形のスクロール型ドライ真空ポンプで、各回転軸中
心線の向きを水平として前記主ポンプ１の回転軸中心線
に対して互いに軸対称に前記第３段目の小形ねじ溝真空
ポンプ４、４´のそれぞれ下方に配置されている。又、
前記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４、４´の排気側
からこれら第４段目のスクロール型ドライ真空ポンプ
５、５´の吸気側へ、それぞれ配管１３、１３´が接続
している。更に又、これら第４段目のスクロール型ドラ
イ真空ポンプ５、５´の排気側には各々配管１４、１４
´が接続し、一箇所に合流して排出口８へ接続してい
る。
【００２２】尚、これら補助ポンプ系の各真空ポンプ
は、各々の吸排気のための配管によって支承される構造
となっており、更にこれら配管が前記各真空ポンプと接
続する部分には相互の位置の調整機構（図示せず）を設
けている。
は、各々の吸排気のための配管によって支承される構造
となっており、更にこれら配管が前記各真空ポンプと接
続する部分には相互の位置の調整機構（図示せず）を設
けている。
【００２３】図３に前記ねじ溝真空ポンプからなる主ポ
ンプ１の縦断面図を示した。該図３において、２１はケ
ーシング、２２はロータ、２３は回転軸、２４は駆動モ
ータ、２５、２５´は磁気軸受、２６は吸気口、又、２
７は排気口を示し、主ポンプ１には２個或いは３個以上
の排気口２７が設けられている。
ンプ１の縦断面図を示した。該図３において、２１はケ
ーシング、２２はロータ、２３は回転軸、２４は駆動モ
ータ、２５、２５´は磁気軸受、２６は吸気口、又、２
７は排気口を示し、主ポンプ１には２個或いは３個以上
の排気口２７が設けられている。
【００２４】該ロータ２２は円筒形で外周にねじ溝が形
成されており、ねじ山部の外周面と前記ケーシング２１
の内周面とは１ｍｍ以内の隙間で対向している。
成されており、ねじ山部の外周面と前記ケーシング２１
の内周面とは１ｍｍ以内の隙間で対向している。
【００２５】又、回転軸２３は、５軸制御型磁気軸受で
支承され、無潤滑で運転が可能である。
支承され、無潤滑で運転が可能である。
【００２６】尚、前記補助ポンプ系の各ねじ溝真空ポン
プ２、２´、３、３´、４及び４´も図３に示したもの
と略同様の構造を有しているが、これらのねじ溝真空ポ
ンプの排気口は各１個宛で、各回転軸中心線に対して横
向きに開口した排気口としている。
プ２、２´、３、３´、４及び４´も図３に示したもの
と略同様の構造を有しているが、これらのねじ溝真空ポ
ンプの排気口は各１個宛で、各回転軸中心線に対して横
向きに開口した排気口としている。
【００２７】又、前記補助ポンプ系の第４段目のスクロ
ール型ドライ真空ポンプ５、５´は吸入室にシール油を
用いないドライ真空ポンプとして知られており、固定し
た円板上に形成された固定側スクロールと、搖動する円
板上に形成された搖動側スクロールとからなっている
（図示せず）。
ール型ドライ真空ポンプ５、５´は吸入室にシール油を
用いないドライ真空ポンプとして知られており、固定し
た円板上に形成された固定側スクロールと、搖動する円
板上に形成された搖動側スクロールとからなっている
（図示せず）。
【００２８】次に本実施の形態の排気装置の作動及び効
果について説明する。
果について説明する。
【００２９】本排気装置を核融合炉の排気口側に接続し
て排気を行なう。
て排気を行なう。
【００３０】本実施の形態の排気装置の排気性能の一例
を図４及び図５に示した。
を図４及び図５に示した。
【００３１】即ち、図４は本排気装置のＮ２、Ｈｅ及び
Ｈ２ガスに対する排気速度と吸入圧力との関係を示すグ
ラフであり、吸入圧力２ＰａにおいてＨ２に対して２ｍ
３／ｓ、Ｈｅに対して２．５ｍ３／ｓ、Ｎ２に対して３
ｍ３／ｓの排気速度となっている。尚、水素同位体のＤ
２、ＤＴ、Ｔ２に対してもＨｅに対する値の２．５ｍ ３
／ｓとほぼ等しい排気速度が得られるので、核融合炉に
おいて要求される０．１乃至２Ｐａにおける大きな排気
速度が確保されていることが判る。
Ｈ２ガスに対する排気速度と吸入圧力との関係を示すグ
ラフであり、吸入圧力２ＰａにおいてＨ２に対して２ｍ
３／ｓ、Ｈｅに対して２．５ｍ３／ｓ、Ｎ２に対して３
ｍ３／ｓの排気速度となっている。尚、水素同位体のＤ
２、ＤＴ、Ｔ２に対してもＨｅに対する値の２．５ｍ ３
／ｓとほぼ等しい排気速度が得られるので、核融合炉に
おいて要求される０．１乃至２Ｐａにおける大きな排気
速度が確保されていることが判る。
【００３２】又、図５は本排気装置を構成している各真
空ポンプの吸気口における排気速度と吸入圧力との関係
を示すグラフで、Ｈ２ガス排気の場合を示す。
空ポンプの吸気口における排気速度と吸入圧力との関係
を示すグラフで、Ｈ２ガス排気の場合を示す。
【００３３】本排気装置１ユニット当りの流量の限界が
４．７Ｐａｍ３／ｓであることを示す４５度傾斜の直線
が示されている。
４．７Ｐａｍ３／ｓであることを示す４５度傾斜の直線
が示されている。
【００３４】本排気装置は、図１及び図２に示す如く、
排気装置を構成する各真空ポンプの回転軸中心線の向き
を互いに垂直或いは平行として軸対称に配置することに
より吸排気の配管を簡単な構造とし、又、全体を小形コ
ンパクトに形成することができた。このため装置のメン
テナンスが容易であり、又、本排気装置を磁気シールド
で覆う場合も小形で加工し易い構造の磁気シールドとす
ることができる。
排気装置を構成する各真空ポンプの回転軸中心線の向き
を互いに垂直或いは平行として軸対称に配置することに
より吸排気の配管を簡単な構造とし、又、全体を小形コ
ンパクトに形成することができた。このため装置のメン
テナンスが容易であり、又、本排気装置を磁気シールド
で覆う場合も小形で加工し易い構造の磁気シールドとす
ることができる。
【００３５】尚、本実施の形態では主ポンプ１を大形の
ねじ溝真空ポンプよりなるものとしたが、これはねじ溝
真空ポンプの代りに図６に示す如き複合分子ポンプを主
ポンプ１として採用してもよい。同図６において３１は
ケーシング、３２はターボ分子ポンプ部の動翼、３３は
ターボ分子ポンプ部の静翼、３４はねじ溝真空ポンプ部
のロータ、３５はねじ溝真空ポンプ部のステータ、３６
は吸気口、３７、３７´は排気口、３８は回転軸、３９
は駆動モータを示す。
ねじ溝真空ポンプよりなるものとしたが、これはねじ溝
真空ポンプの代りに図６に示す如き複合分子ポンプを主
ポンプ１として採用してもよい。同図６において３１は
ケーシング、３２はターボ分子ポンプ部の動翼、３３は
ターボ分子ポンプ部の静翼、３４はねじ溝真空ポンプ部
のロータ、３５はねじ溝真空ポンプ部のステータ、３６
は吸気口、３７、３７´は排気口、３８は回転軸、３９
は駆動モータを示す。
【００３６】尚、これら主ポンプ及び補助ポンプ系の各
ポンプはいずれも磁気軸受式としたので、潤滑油のミス
ト等が核融合炉へ逆流したり、又は真空ポンプ内にトリ
チウムが蓄積したりする心配がないと共に、連続して運
転できる能力を有している。
ポンプはいずれも磁気軸受式としたので、潤滑油のミス
ト等が核融合炉へ逆流したり、又は真空ポンプ内にトリ
チウムが蓄積したりする心配がないと共に、連続して運
転できる能力を有している。
【００３７】本発明の第２の実施の形態を図７及び図８
により説明する。
により説明する。
【００３８】図７は核融合炉の排気装置の第２の実施の
形態の正面図であり、図８はそれを下面より見た底面図
である。
形態の正面図であり、図８はそれを下面より見た底面図
である。
【００３９】４１は主ポンプで大形のねじ溝真空ポンプ
又は複合分子ポンプからなり、回転軸中心線の向きを垂
直に配置し、吸気口フランジ４６と２つの排気口フラン
ジ４７、４７´（図示せず）を備えている。
又は複合分子ポンプからなり、回転軸中心線の向きを垂
直に配置し、吸気口フランジ４６と２つの排気口フラン
ジ４７、４７´（図示せず）を備えている。
【００４０】４２及び４２´は各々補助ポンプ系の第１
段目の中形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向き
を垂直として前記主ポンプ４１の回転軸中心線に対して
互いに軸対称に主ポンプ１の下方に配置されている。
又、前記排気口フランジ４７、４７´からこれら中形ね
じ溝真空ポンプ４２、４２´の吸気側へ、それぞれ配管
５０、５０´（図示せず）が接続している。
段目の中形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向き
を垂直として前記主ポンプ４１の回転軸中心線に対して
互いに軸対称に主ポンプ１の下方に配置されている。
又、前記排気口フランジ４７、４７´からこれら中形ね
じ溝真空ポンプ４２、４２´の吸気側へ、それぞれ配管
５０、５０´（図示せず）が接続している。
【００４１】４３及び４３´は各々補助ポンプ系の第２
段目の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向き
を垂直として前記主ポンプ４１の回転軸中心線に対して
互いに軸対称に前記第１段目の真空ポンプ４２、４２´
のそれぞれ上方に配置されている。又、前記第１段目の
中形ねじ溝真空ポンプ４２、４２´の排気側からこれら
第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ４３、４３´の吸気側
へ、それぞれ配管５１、５１´が接続している。
段目の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向き
を垂直として前記主ポンプ４１の回転軸中心線に対して
互いに軸対称に前記第１段目の真空ポンプ４２、４２´
のそれぞれ上方に配置されている。又、前記第１段目の
中形ねじ溝真空ポンプ４２、４２´の排気側からこれら
第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ４３、４３´の吸気側
へ、それぞれ配管５１、５１´が接続している。
【００４２】４４及び４４´は各々補助ポンプ系の第３
段目の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向き
を垂直として前記主ポンプ４１の回転軸中心線に対して
互いに軸対称に前記第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ４
３、４３´にそれぞれ隣接して配置されている。又、前
記第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ４３、４３´の排気
側からこれら第３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４４、４
４´の吸気側へ、それぞれ配管５２、５２´が接続して
いる。
段目の小形ねじ溝真空ポンプで、各回転軸中心線の向き
を垂直として前記主ポンプ４１の回転軸中心線に対して
互いに軸対称に前記第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ４
３、４３´にそれぞれ隣接して配置されている。又、前
記第２段目の小形ねじ溝真空ポンプ４３、４３´の排気
側からこれら第３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４４、４
４´の吸気側へ、それぞれ配管５２、５２´が接続して
いる。
【００４３】４５及び４５´は各々補助ポンプ系の第４
段目の小形のスクロール型ドライ真空ポンプで、各回転
軸中心線の向きを垂直として前記主ポンプ４１の回転軸
中心線に対して互いに軸対称に前記第３段目の小形ねじ
溝真空ポンプ４４、４４´のそれぞれ下方に配置されて
いる。又、前記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４４、
４４´の排気側からこれら第４段目のスクロール型ドラ
イ真空ポンプ４５、４５´の吸気側へ、それぞれ配管５
３、５３´が接続している。更に又、これら第４段目の
スクロール型ドライ真空ポンプ４５、４５´の排気側に
は各々配管５４、５４´が接続し、一箇所に合流して排
出口４８へ接続している。
段目の小形のスクロール型ドライ真空ポンプで、各回転
軸中心線の向きを垂直として前記主ポンプ４１の回転軸
中心線に対して互いに軸対称に前記第３段目の小形ねじ
溝真空ポンプ４４、４４´のそれぞれ下方に配置されて
いる。又、前記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプ４４、
４４´の排気側からこれら第４段目のスクロール型ドラ
イ真空ポンプ４５、４５´の吸気側へ、それぞれ配管５
３、５３´が接続している。更に又、これら第４段目の
スクロール型ドライ真空ポンプ４５、４５´の排気側に
は各々配管５４、５４´が接続し、一箇所に合流して排
出口４８へ接続している。
【００４４】次に本実施の形態の排気装置の作動及び効
果について説明する。
果について説明する。
【００４５】本排気装置も核融合炉の排気側に作動して
排気を行なう。
排気を行なう。
【００４６】本排気装置も前記第１の実施の形態におけ
ると同様、小形コンパクトに形成することができ、装置
のメンテナンスが容易である。
ると同様、小形コンパクトに形成することができ、装置
のメンテナンスが容易である。
【００４７】又、本実施の形態を構成する各真空ポンプ
の回転軸中心線の向きはすべて平行となるように配置し
たので、これら回転軸中心線の方向を設置箇所の磁力線
方向とほぼ一致させることにより、本排気装置に使用す
る磁気シールドは格段に小型軽量の加工し易い構造の磁
気シールドとすることができる。
の回転軸中心線の向きはすべて平行となるように配置し
たので、これら回転軸中心線の方向を設置箇所の磁力線
方向とほぼ一致させることにより、本排気装置に使用す
る磁気シールドは格段に小型軽量の加工し易い構造の磁
気シールドとすることができる。
【００４８】本発明の第３の実施の形態を図９により説
明する。
明する。
【００４９】図９は核融合炉のトーラス６０に複数個設
けた真空排気用ポート６１の１つに対して、本発明の第
１の実施の形態の排気装置を４ユニット並列に接続した
場合の接続系統図を示す。
けた真空排気用ポート６１の１つに対して、本発明の第
１の実施の形態の排気装置を４ユニット並列に接続した
場合の接続系統図を示す。
【００５０】即ち、１が主ポンプであり、２、３、４、
５及び２´、３´、４´、５´がそれぞれ補助ポンプ系
である。又、６２は排出口である。
５及び２´、３´、４´、５´がそれぞれ補助ポンプ系
である。又、６２は排出口である。
【００５１】尚、熱出力１．５ＧＷの核融合炉では炉か
らの負荷ガス流量が３００Ｐａ・ｍ ３／ｓとなる計画だ
が、前記第１の実施の形態の排気装置１ユニット当りの
流量が４．７Ｐａ・ｍ３／ｓであるので、各々の真空排
気用ポート６１に各４ユニットの本発明の排気装置を設
置するとすれば、１６箇所の真空排気用ポートで十分計
画を達成できることがわかる。
らの負荷ガス流量が３００Ｐａ・ｍ ３／ｓとなる計画だ
が、前記第１の実施の形態の排気装置１ユニット当りの
流量が４．７Ｐａ・ｍ３／ｓであるので、各々の真空排
気用ポート６１に各４ユニットの本発明の排気装置を設
置するとすれば、１６箇所の真空排気用ポートで十分計
画を達成できることがわかる。
【００５２】尚、本第３の実施の形態では、１つの真空
排気用ポート６１に対して第１の実施の形態の排気装置
を４ユニット並列に接続するとしたが、これは４ユニッ
ト以外のユニット数としてもよい。又、第１の実施の形
態の排気装置の代りに第２の実施の形態の排気装置を使
用するようにしてもよい。
排気用ポート６１に対して第１の実施の形態の排気装置
を４ユニット並列に接続するとしたが、これは４ユニッ
ト以外のユニット数としてもよい。又、第１の実施の形
態の排気装置の代りに第２の実施の形態の排気装置を使
用するようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】このように本発明によれば、核融合炉に
必要な少なくとも２Ｐａ迄の圧力で排気を行えると共
に、ユニット化した排気装置を複数組並列に組合せて核
融合炉に必要な大量の排気を行うことができ、更に各排
気装置のユニット毎に磁気シールドで覆うことができる
ので磁気シールドが簡単軽量で加工し易くなる等のメリ
ットを有するので、核融合炉用として実用可能で安全な
排気装置を提供できる効果を有する。
必要な少なくとも２Ｐａ迄の圧力で排気を行えると共
に、ユニット化した排気装置を複数組並列に組合せて核
融合炉に必要な大量の排気を行うことができ、更に各排
気装置のユニット毎に磁気シールドで覆うことができる
ので磁気シールドが簡単軽量で加工し易くなる等のメリ
ットを有するので、核融合炉用として実用可能で安全な
排気装置を提供できる効果を有する。
【図１】排気装置の第１の実施の形態の正面図である。
【図２】同上の底面図である。
【図３】ねじ溝真空ポンプからなる主ポンプの縦断面図
である。
である。
【図４】
【図５】図１に示す排気装置の排気性能のグラフであ
る。
る。
【図６】複合分子ポンプからなる主ポンプの縦断面図で
ある。
ある。
【図７】排気装置の第２の実施の形態の正面図である。
【図８】同上第２の実施の形態の底面図である。
【図９】排気装置の第３の実施の形態の接続系統図であ
る。
る。
１、４１ 主ポンプ ２、２´、３、３´、４、４´、４２、４２´、４３、
４３´、４４、４４´補助ポンプ系のねじ溝真空ポンプ ５、５´、４５、４５´ 補助ポンプ系のドライ真空
ポンプ ２５、２５´ 磁気軸受 ２７、３７、３７´ 排気口 ６１ 核融合炉の排気用ポート
４３´、４４、４４´補助ポンプ系のねじ溝真空ポンプ ５、５´、４５、４５´ 補助ポンプ系のドライ真空
ポンプ ２５、２５´ 磁気軸受 ２７、３７、３７´ 排気口 ６１ 核融合炉の排気用ポート
Claims (10)
- 【請求項１】 ねじ溝真空ポンプからなる主ポンプの排
気側に複数箇所の排気口を設けると共に、これらの排気
口に各々複数段のねじ溝真空ポンプと１段のドライ真空
ポンプとからなる補助ポンプ系を接続したことを特徴と
する核融合炉の排気装置。 - 【請求項２】 ターボ分子ポンプ部とねじ溝真空ポンプ
とを一体のロータ上に配置した複合分子ポンプからなる
主ポンプの排気側に複数箇所の排気口を設けると共に、
これらの排気口に各々複数段のねじ溝真空ポンプと１段
のドライ真空ポンプとからなる補助ポンプ系を接続した
ことを特徴とする核融合炉の排気装置。 - 【請求項３】 前記主ポンプの軸受機構及び前記補助ポ
ンプ系を構成する各ねじ溝真空ポンプの軸受機構を共に
磁気軸受型としたことを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の核融合炉の排気装置。 - 【請求項４】 前記補助ポンプ系を構成するドライ真空
ポンプはスクロール型ドライ真空ポンプであることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の核融合炉の排気
装置。 - 【請求項５】 前記主ポンプの排気口の数を２箇所と
し、２系列の補助ポンプ系を接続したことを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の核融合炉の排気装置。 - 【請求項６】 前記補助ポンプ系は第１段目を中形ねじ
溝真空ポンプ、第２段目及び第３段目を小形ねじ溝真空
ポンプ、又、第４段目を小形のドライ真空ポンプとし
て、これら４段の真空ポンプからなる補助ポンプ系を２
系列備えたことを特徴とする請求項５に記載の核融合炉
の排気装置。 - 【請求項７】 前記主ポンプは回転軸中心線の向きを垂
直に配置し、前記補助ポンプ系の内の前記第１段目の中
形ねじ溝真空ポンプは各回転軸中心線の向きを水平とし
て前記主ポンプの回転軸中心線に対して互いに軸対称に
前記主ポンプの下方に配置し、又、前記第２段目の小形
ねじ溝真空ポンプは各回転軸中心線の向きを垂直として
前記主ポンプの回転軸中心線に対して互いに軸対称に前
記第１段目の中形ねじ溝真空ポンプの上方に配置し、更
に又、前記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプは各回転軸
中心線の向きを垂直として前記主ポンプの回転軸中心線
に対して互いに軸対称に前記第２段目の小形ねじ溝真空
ポンプに隣接して配置し、更に又、前記第４段目の小形
ドライ真空ポンプは各回転軸中心線の向きを水平として
前記主ポンプの回転軸中心線に対して互いに軸対称に前
記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプの下方に配置したこ
とを特徴とする請求項６に記載の核融合炉の排気装置。 - 【請求項８】 前記主ポンプは回転軸中心線の向きを垂
直に配置し、前記補助ポンプ系の内の前記第１段目の中
形ねじ溝真空ポンプは各回転軸中心線の向きを垂直とし
て前記主ポンプの回転軸中心線に対して互いに軸対称に
前記主ポンプの下方に配置し、又、前記第２段目の小形
ねじ溝真空ポンプは各回転軸中心線の向きを垂直として
前記主ポンプの回転軸中心線に対して互いに軸対称に前
記第１段目の中形ねじ溝真空ポンプの上方に配置し、更
に又、前記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプは各回転軸
中心線の向きを垂直として前記主ポンプの回転軸中心線
に対して互いに軸対称に前記第２段目の小形ねじ溝真空
ポンプに隣接して配置し、更に又、前記第４段目の小形
ドライ真空ポンプは各回転軸中心線の向きを垂直として
前記主ポンプの回転軸中心線に対して互いに軸対称に前
記第３段目の小形ねじ溝真空ポンプの下方に配置したこ
とを特徴とする請求項６に記載の核融合炉の排気装置。 - 【請求項９】 前記主ポンプは、吸入圧２Ｐａにおける
吸気口の排気速度を水素ガスＨ２に対しては少なくとも
２ｍ３／ｓ、又、水素同位体のガスＤ２、ＤＴ、Ｔ２及
びヘリウムガスＨｅに対しては少なくとも２．５ｍ３／
ｓ、更に又、窒素ガスＮ２に対しては少なくとも３ｍ３
／ｓとなるように形成したことを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の核融合炉の排気装置。 - 【請求項１０】 主ポンプと複数系統の補助ポンプ系と
からなる前記排気装置の複数ユニットを１基の核融合炉
の排気用ポートに接続したことを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の核融合炉の排気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30533398A JP3856576B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 核融合炉の排気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30533398A JP3856576B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 核融合炉の排気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131476A true JP2000131476A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3856576B2 JP3856576B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=17943863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30533398A Expired - Fee Related JP3856576B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 核融合炉の排気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3856576B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2644893A2 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Ebara Corporation | Vacuum evacuation apparatus |
| WO2021065584A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP30533398A patent/JP3856576B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2644893A2 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Ebara Corporation | Vacuum evacuation apparatus |
| WO2021065584A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
| US11994137B2 (en) | 2019-09-30 | 2024-05-28 | Edwards Japan Limited | Vacuum pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3856576B2 (ja) | 2006-12-13 |
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