JP2006002664A - 耐放射線用分子ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 加速器や核融合炉等の強い放射線が照射される場所で使用した場合にも、内部配線に使用されている電線の絶縁性が劣化することのない、放射線及び高温ベーキングに対して優れた耐久性を有する分子ポンプを提供する。
【解決手段】 分子ポンプの筐体内に、ロータ４に直結固定した回転軸５を軸支するラジアル磁気軸受１２、１３及びスラスト磁気軸受１４と、前記回転軸５を駆動するためのインダクションモータ１１とを備えたターボ分子ポンプ１において、これら磁気軸受１２、１３及び１４やインダクションモータ１１に連なる内部電線１６をポリエーテル・エーテル・ケトンからなる被覆材で被覆した。
【選択図】 図１

Description

本発明は加速器や核融合炉等の強い放射線が照射される場所で使用される耐放射線用分子ポンプに関する。

耐放射線用分子ポンプとして、出願人は先に磁気軸受と駆動用モータを備えた分子ポンプにおいて、該分子ポンプの内部に使用する電線の被覆材をすべてセラミックスにより形成したことを特徴とする分子ポンプを提案した（引用特許文献１参照。）。

これは、前記磁気軸受や駆動用モータ等のコイル及び内部配線に使用する電線が、従来の電線では加速器や核融合炉から発生する高エネルギー・高線量の放射線によって絶縁性が劣化するので、これら高エネルギー・高線量の放射線にも耐えられるようにするため、ポンプ筐体内の電線の被覆をすべてセラミックスにより形成したものである。
特開平８−３３８３９４号公報

前記特許文献１に記載の技術では、分子ポンプの内部に使用する電線の被覆材をすべてセラミックスにより形成するとしたが、セラミックスを被覆した電線はコスト高になるという問題点があった。

又、セラミックスを被覆した電線を内部配線に使用した場合、電線を曲げると、セラミックスの被覆が剥離することがあるという問題点があった。

本発明はこれらの問題点を解消し、電線を曲げても被覆の剥離がなく、しかも低コストで製作が可能な被覆材を用いた耐放射線用分子ポンプを提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成すべくポンプ筐体内にロータの磁気軸受部と駆動用モータ部を備えた分子ポンプにおいて、これら磁気軸受部や駆動用モータ部に連なる内部電線をポリエーテル・エーテル・ケトンからなる被覆材により被覆した。

本発明によれば、分子ポンプの内部配線に使用する電線の絶縁性が、高エネルギー・高線量の放射線に耐えられると共に高温ベーキングによる加熱にも耐えられるので、加速器や核融合炉等の真空排気用装置として使用するのに適した分子ポンプを提供できる効果を有する。

本発明の耐放射線用分子ポンプの最良の形態の各実施例を以下に示す。

本発明の実施例１を図面により説明する。

図１は実施例１の複合分子ポンプ１の縦断面図である。

複合分子ポンプ１はターボ分子ポンプ部２と、該ターボ分子ポンプ部２の後段に連設されたねじ溝真空ポンプ部３とからなる。

４はロータで、該ロータ４は有蓋円筒状をなし、該ロータ４の上方部には前記ターボ分子ポンプ部２が形成され、該ロータ４の下方部には前記ねじ溝真空ポンプ部３が形成されている。

前記ロータ４の中心部を回転軸５が挿通しており、該回転軸５の頂部を前記ロータ４の頭部の裏面に当接して固定されている。

６は上部ケーシングで、該上部ケーシング６は前記ターボ分子ポンプ部２の外周を覆うように形成されており、上端部に吸気口２ａを有している。

７は中間ケーシングで、該中間ケーシング７は前記上部ケーシング６の下側に連設されており、前記ねじ溝真空ポンプ部３の外周部を覆うように形成されている。

８は下部ケーシングで、該下部ケーシング８は前記中間ケーシング７の下側に連設されており、内部にベアリングハウジング９を有し、外部に排気口８ａを有している。

そして前記上部ケーシング６と中間ケーシング７と下部ケーシング８とにより前記ポンプ筐体が形成される。

尚、１０はベース部で、該ベース部１０は前記下部ケーシング８の下面を覆っており、当該複合分子ポンプ１の土台を形成している。

前記回転軸５は、回転軸駆動用のインダクションモータ１１や上下のラジアル磁気軸受１２、１３及びスラスト磁気軸受１４を介して前記ベアリングハウジング９内に支承されている。

尚、回転軸駆動用のモータ１１としてＤＣブラシレスモータでもよい。

ここで、前記ラジアル磁気軸受１２、１３はそれぞれラジアル位置センサ（ギャップセンサ）１２ａ又は１３ａ及び電磁石励磁用コイル１２ｂ又は１３ｂを具備しており、又、前記スラスト磁気軸受１４はアキシャル位置センサ（ギャップセンサ）１４ａ及び電磁石励磁用コイル１４ｂを具備している。

更に又、前記インダクションモータ１１はステータコイル１１ａを具備している。

１５は外部配線とのコネクタで、該コネクタ１５は下部ケース８に突設されている。該コネクタ１５内には複数のピン１５ａが平行に配置され、これら各ピン間をポリエーテル・エーテル・ケトンの絶縁材１５ｂで固めて絶縁している。

前記ピン１５ａは、ニッケルメッキ或いは金メッキによりコーティングされた鉄合金或いは銅合金からなっている。

又、前記ピン１５ａは、ポリエーテル・エーテル・ケトンで被覆した電線１６を用いて、前記ギャップセンサ１２ａ、１３ａ、１４ａ及び前記コイル１１ａ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂにそれぞれ連結されている。

前記絶縁材ポリエーテル・エーテル・ケトンは耐熱性や強い放射線の照射に対する耐久性に優れたエンジニアリングプラスチックスである。

ポリエーテル・エーテル・ケトンの一例としてＰＥＥＫ４５０Ｇ（商品名）がある。

又、前記コネクタ１５は、図２に示す如く、分子ポンプ１の筐体外部に設置されたコントローラ１７とは外部電線１８により接続されており、該コントローラ１７内に前記ギャップセンサ１２ａ、１３ａ、１４ａからの信号の増幅部１７ａと、前記コイル１１ａ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂへの電流の制御部１７ｂとを設けると共に、該コントローラ１７を加速器や核融合炉等が発する強い放射線の影響を受けない場所に設置した。

又、図１において１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ及び１９ｅには、それぞれ金属チューブからなるメタル製Ｏリングを用いた。これは従来のシリコンゴム等よりなるＯリングよりも耐熱性及び耐放射線の面で優れている。

次に本実施例の複合分子ポンプ１の作動及びその特徴について説明する。

複合分子ポンプ１は、核融合炉等の排気を行なう装置側に吸気口２ａを接続し、インダクションモータ１１でロータ４を高速回転させて装置側から真空排気を行なう。

排気ガス（核融合炉の場合は水素やその同位元素等）は吸気口２ａから吸入され、ターボ分子ポンプ部２、続いてねじ溝真空ポンプ部３を通り、排気口８ａから排出される。

前記ロータ４に固定されている回転軸５は、該回転軸５の上部及び下部のラジアル磁気軸受１２、１３及び該回転軸５の下端部にあるスラスト磁気軸受け１４により軸支されており、これら各軸受部では、各軸受部のギャップを計測するためのギャップセンサ１２ｂ又は１３ｂ又は１４ａを具備していて、これらギャップセンサからの信号は、外部のコントローラ１７にある増幅部１７ａへと伝えられる。

該増幅部１７ａで増幅された前記ギャップ信号は、該コントローラ１７内にある制御部１７ｂへ伝達され、前記磁気軸受１２、１３、１４の各軸受ギャップが所定値内となるような自動制御を行なっている。

ここで、前記磁気軸受１２、１３、１４及び前記インダクションモータ１１とコネクタ１５のピン１５ａとを結ぶ内部配線の電線１６は、いずれも耐熱性及び耐放射性の優れたポリエーテル・エーテル・ケトンからなる被覆を有するものであることから、加速器や核融合炉等からの強い放射線に対しても前記内部電線１６の絶縁が劣化することがなく、又、複合分子ポンプ１内に付着した水素分子を除去するための高温ベーキングにも充分耐えることができ、更に又、前記内部配線用電線１６を折り曲げても前記被覆が電線から剥離することがない。

又、前記コネクタ１５も各ピン１５ａとの間にポリエーテル・エーテル・ケトンを充填して絶縁した。

このように耐熱性及び耐放射性に優れた電気部品を用いて、耐放射線用の分子ポンプを形成した。

尚、本実施例では、前記内部電線１６のみをポリエーテル・エーテル・ケトンの被覆とし、磁気軸受１２、１３、１４の各コイル１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ及び前記インダクションモータ１１のコイル１１ａには、いずれもセラミックスの被覆を用いたが、これらコイルも総てポリエーテル・エーテル・ケトンによる被覆としてもよい。

本実施例は、前記実施例１における内部配線の電線１６に、前記ポリエーテル・エーテル・ケトンで被覆した電線を用いる代りに、従来のテフロン（登録商標）等のフッソ樹脂又はナイロン等のポリアミド樹脂の被覆を有する電線の外周部にポリイミド又はポリイミド・アミドで被覆したものを用いた点が、前記実施例１とは異なっている。

ポリイミドは高い強度と耐熱性を有するプラスチックであるが、硬くて加工に難があるので、ポリアミド（ナイロン）と混じて、適当な硬さと弾力性を有するものとすれば、耐熱性、耐放射線性に優れた電線被覆材となることが判った。

本実施例の複合分子ポンプも加速器や核融合炉等の強い放射線が照射される場所での使用に適している。

本発明は核融合炉の実験装置や加速器等の強い放射線が照射される装置の真空排気を行なう分子ポンプに利用される。

実施例１の複合分子ポンプの縦断面図である。 前記実施例１の制御系の説明図である。

符号の説明

１ 分子ポンプ
６、７、８ ポンプ筐体
１１ 駆動用モータ部
１２、１３、１４ 磁気軸受部
１２ｂ、１３ｂ、１４ａ ギャップセンサ
１５ コネクタ
１５ａ ピン
１６ 内部電線
１７ コントローラ
１７ａ ギャップセンサの増幅部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ メタル製Ｏリング

Claims (6)

1. ポンプ筐体内にロータの磁気軸受部と駆動用モータ部を備えた分子ポンプにおいて、これら磁気軸受部や駆動用モータ部に連なる内部電線をポリエーテル・エーテル・ケトンからなる被覆材により被覆したことを特徴とする耐放射線用分子ポンプ。
2. ポンプ筐体内にロータの磁気軸受部と駆動用モータ部を備えた分子ポンプにおいて、これら磁気軸受部や駆動用モータ部に連なる内部電線は、フッソ樹脂又はポリアミド樹脂の被覆を有する電線の外周部に更にポリイミド又はポリイミド・アミドにより被覆したことを特徴とする耐放射線用分子ポンプ。
3. 前記磁気軸受部のギャップセンサの増幅部を前記ポンプ筐体の外部に設置したコントローラ内に設けた請求項１又は請求項２に記載の耐放射線用分子ポンプ。
4. 前記ポンプ筐体内の前記内部電線と該ポンプ筐体外の外部電線とを特徴とするコネクタのピンはニッケルメッキ或いは金メッキによりコーティングされた鉄合金或いは銅合金からなる請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の耐放射線用分子ポンプ。
5. 前記コネクタは、複数の前記ピンを平行に配置して有すると共に、これらのピン間にポリエーテル・ケトンを充填して絶縁した構造の請求項４に記載の耐放射線用分子ポンプ。
6. ポンプ筐体のシール部に設けたＯリングは、総て金属チューブからなるメタル製Ｏリングとした請求項１乃至請求項５のいずれか１に記載の耐放射線用分子ポンプ。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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