JP2922012B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
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- JP2922012B2 JP2922012B2 JP3111726A JP11172691A JP2922012B2 JP 2922012 B2 JP2922012 B2 JP 2922012B2 JP 3111726 A JP3111726 A JP 3111726A JP 11172691 A JP11172691 A JP 11172691A JP 2922012 B2 JP2922012 B2 JP 2922012B2
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- Japan
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- frequency
- waveguide
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- injector
- power amplifier
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は高周波電力をプラズマに
入射し、プラズマの温度を高める高周波加熱装置に関す
る。
入射し、プラズマの温度を高める高周波加熱装置に関す
る。
【０００３】
【従来の技術】プラズマを高周波電力で加熱する方式の
一つに、図４に示すような多数の矩形導波管１を縦横に
緊密に並べて構成した導波管束２をケーシングで包囲し
てなる高周波入射器４により、図５に示すようにＧＨz
帯の周波数の高周波をプラズマＰに入射し、プラズマＰ
を加熱するローワハイブリッド波加熱方式が知られてい
る。この加熱方式では高周波入射器４の横方向に隣り合
う導波管１を伝播する高周波の間に適当な位相差を設定
することにより、プラズマＰ中に一定方向に伝播する波
動ｗを形成することができる。この波動ｗをプラズマ中
の電子あるいはイオンの運動に結合することにより、高
周波のエネルギーを電子やイオンに与えることができ
る。
一つに、図４に示すような多数の矩形導波管１を縦横に
緊密に並べて構成した導波管束２をケーシングで包囲し
てなる高周波入射器４により、図５に示すようにＧＨz
帯の周波数の高周波をプラズマＰに入射し、プラズマＰ
を加熱するローワハイブリッド波加熱方式が知られてい
る。この加熱方式では高周波入射器４の横方向に隣り合
う導波管１を伝播する高周波の間に適当な位相差を設定
することにより、プラズマＰ中に一定方向に伝播する波
動ｗを形成することができる。この波動ｗをプラズマ中
の電子あるいはイオンの運動に結合することにより、高
周波のエネルギーを電子やイオンに与えることができ
る。
【０００４】図６にローワハイブリッド波加熱方式に用
いる高周波加熱装置の標準的な基本構成を示す。高周波
電力はクライストロン等を最終段の電力増幅管とする複
数の大電力増幅器５で発生させる。この高周波電力を引
き回し導波管６により高周波入射器４に供給する。図６
では分配器７により大電力増幅器５の出力を４分配し
て、高周波入射器４まで伝送する例を示している。各大
電力増幅器５から同様な引き回し導波管６が繋がるが、
本図では省略している。
いる高周波加熱装置の標準的な基本構成を示す。高周波
電力はクライストロン等を最終段の電力増幅管とする複
数の大電力増幅器５で発生させる。この高周波電力を引
き回し導波管６により高周波入射器４に供給する。図６
では分配器７により大電力増幅器５の出力を４分配し
て、高周波入射器４まで伝送する例を示している。各大
電力増幅器５から同様な引き回し導波管６が繋がるが、
本図では省略している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような高周波電
力の供給方法では１台の高周波入射器４に対し、数10本
程度の引き回し導波管６が接続される。将来の核融合炉
級のプラズマに使用する高周波入射器４では 100本近い
引き回し導波管６が必要となり、建設や保守点検は非常
に繁雑になり、手間を要する課題がある。また、遠隔保
守の観点からは引き回し導波管６の本数の増大は重大な
障害となる課題がある。
力の供給方法では１台の高周波入射器４に対し、数10本
程度の引き回し導波管６が接続される。将来の核融合炉
級のプラズマに使用する高周波入射器４では 100本近い
引き回し導波管６が必要となり、建設や保守点検は非常
に繁雑になり、手間を要する課題がある。また、遠隔保
守の観点からは引き回し導波管６の本数の増大は重大な
障害となる課題がある。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、引き回し導波管の本数の低減可能な高周波加
熱装置を提供することにある。 ［発明の構成］
たもので、引き回し導波管の本数の低減可能な高周波加
熱装置を提供することにある。 ［発明の構成］
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は多数の矩形導波
管を束ねた導波管束からなる高周波入射器に大電力増幅
器で発生した高周波電力を伝送するための高次モード用
導波管が設けられてなる高周波加熱装置において、前記
大電力増幅器の高周波の出口となる出力導波管と前記高
次モード用導波管との接続部に第１のモード変換器を設
け、前記高周波入射器内またはその近傍での前記高次モ
ード用導波管との接続部に第２のモード変換器を設けて
なることを特徴とする。
管を束ねた導波管束からなる高周波入射器に大電力増幅
器で発生した高周波電力を伝送するための高次モード用
導波管が設けられてなる高周波加熱装置において、前記
大電力増幅器の高周波の出口となる出力導波管と前記高
次モード用導波管との接続部に第１のモード変換器を設
け、前記高周波入射器内またはその近傍での前記高次モ
ード用導波管との接続部に第２のモード変換器を設けて
なることを特徴とする。
【０００８】
【作用】大電力増幅器からの高周波電力をＴＥ20以上の
高次モードで高周波入射器まで伝送し、高周波入射器内
部または直前に設けたモード変換器によりＴＥ10モード
に変換後、高周波入射器の各矩形導波管に高周波を供給
する。
高次モードで高周波入射器まで伝送し、高周波入射器内
部または直前に設けたモード変換器によりＴＥ10モード
に変換後、高周波入射器の各矩形導波管に高周波を供給
する。
【０００９】このように構成した高周波加熱装置ではＴ
Ｅm0（ｍ22）の高次モードの伝送により、同一規模の高
周波電力では導波管の本数を概略１／ｍに減らすことが
できる。
Ｅm0（ｍ22）の高次モードの伝送により、同一規模の高
周波電力では導波管の本数を概略１／ｍに減らすことが
できる。
【００１０】
【実施例】本発明に係る高周波加熱装置の第１の実施例
を図１及び図２によって説明する。図１にＴＥ40モード
の高周波を高次モード用導波管10で伝送する場合の電界
分布を示す。矢印は電界11の方向を表す。この例では高
次モード用導波管10の長辺の長さａ12は、電界11の最大
点が４つできるほど、十分長くとられるものとする。
を図１及び図２によって説明する。図１にＴＥ40モード
の高周波を高次モード用導波管10で伝送する場合の電界
分布を示す。矢印は電界11の方向を表す。この例では高
次モード用導波管10の長辺の長さａ12は、電界11の最大
点が４つできるほど、十分長くとられるものとする。
【００１１】このような高次モードを伝送可能な矩形の
高次モード用導波管10を、引き回し導波管として用いる
場合の本発明に係る高周波加熱装置の基本構成を図２を
参照して説明する。プラズマを加熱するための高周波電
力は大電力増幅器５で発生させる。従来例と同様、プラ
ズマへの高周波電力の入射は高周波入射器４で行う。大
電力増幅器５からの高周波を高周波入射器４まで伝える
引き回し導波管として、第１の実施例では高次モード用
導波管10を使用する。
高次モード用導波管10を、引き回し導波管として用いる
場合の本発明に係る高周波加熱装置の基本構成を図２を
参照して説明する。プラズマを加熱するための高周波電
力は大電力増幅器５で発生させる。従来例と同様、プラ
ズマへの高周波電力の入射は高周波入射器４で行う。大
電力増幅器５からの高周波を高周波入射器４まで伝える
引き回し導波管として、第１の実施例では高次モード用
導波管10を使用する。
【００１２】大電力増幅器５と高次モード用導波管10と
の接続部には第１の出力導波管13を介して第１のモード
変換器14が、高次モード用導波管10と高周波入射器４の
矩形導波管１との接続部には第２のモード変換器15が設
けられている。大電力増幅器５からの高周波出力は通常
ＴＥ10モードであるため、第１の出力導波管13からの高
周波はまず第１のモード変換器14においてＴＥm0（ｍ≧
２）の高次モードに変換され、高次モード用導波管10に
より１本の導波管で伝送し、高周波入射器４の近くで第
２のモード変換器15によりＴＥm0モードからＴＥ10モー
ドに変換し、高周波入射器４に給電する。
の接続部には第１の出力導波管13を介して第１のモード
変換器14が、高次モード用導波管10と高周波入射器４の
矩形導波管１との接続部には第２のモード変換器15が設
けられている。大電力増幅器５からの高周波出力は通常
ＴＥ10モードであるため、第１の出力導波管13からの高
周波はまず第１のモード変換器14においてＴＥm0（ｍ≧
２）の高次モードに変換され、高次モード用導波管10に
より１本の導波管で伝送し、高周波入射器４の近くで第
２のモード変換器15によりＴＥm0モードからＴＥ10モー
ドに変換し、高周波入射器４に給電する。
【００１３】図２では第２のモード変換器15を矩形導波
管１を介して高周波入射器４の直前に設け、ＴＥm0モー
ドからＴＥ10モードに変換するとともに、４本の矩形導
波管１に分配している。
管１を介して高周波入射器４の直前に設け、ＴＥm0モー
ドからＴＥ10モードに変換するとともに、４本の矩形導
波管１に分配している。
【００１４】第１の実施例によれば、高次モード伝送に
より複数本の矩形導波管１を用いて、１台の大電力増幅
器５からの高周波出力を１本の高次モード用導波管10で
伝送することが可能であり、概略 100ｍに及ぶ従来の引
き回し導波管６としての高次モード用導波管の数を従来
よりも半分以下にすることができ、建設が容易になると
ともに建設期間を短縮することができる。また、高次モ
ード用導波管の本数の減少により、将来の炉における遠
隔保守との整合性もよくなる。
より複数本の矩形導波管１を用いて、１台の大電力増幅
器５からの高周波出力を１本の高次モード用導波管10で
伝送することが可能であり、概略 100ｍに及ぶ従来の引
き回し導波管６としての高次モード用導波管の数を従来
よりも半分以下にすることができ、建設が容易になると
ともに建設期間を短縮することができる。また、高次モ
ード用導波管の本数の減少により、将来の炉における遠
隔保守との整合性もよくなる。
【００１５】図３に示した第２の実施例では４台の大電
力増幅器５からそれぞれ第２の出力導波管16を通したＴ
Ｅ10モードの高周波電力を第１のモード変換器14で合成
するとともに、ＴＥ40モードに変換する例を示してい
る。このように合成して伝送することにより、１台の大
電力増幅器５からの高周波を１本の高次モード用導波管
10で伝送するよりも、高周波電流の流れる導体面を減ら
すことができ、全体的な高周波電力の伝導損失を減らす
ことができ、また、前記第１の実施例よりも、さらに引
き回し導波管の本数を削減することができる。
力増幅器５からそれぞれ第２の出力導波管16を通したＴ
Ｅ10モードの高周波電力を第１のモード変換器14で合成
するとともに、ＴＥ40モードに変換する例を示してい
る。このように合成して伝送することにより、１台の大
電力増幅器５からの高周波を１本の高次モード用導波管
10で伝送するよりも、高周波電流の流れる導体面を減ら
すことができ、全体的な高周波電力の伝導損失を減らす
ことができ、また、前記第１の実施例よりも、さらに引
き回し導波管の本数を削減することができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、高次モード用引き回し
導波管の本数を減らすことができるので、建設，点検保
守を容易にするとともに、前記導波管部分での高周波電
力の伝導損失を低減できる。
導波管の本数を減らすことができるので、建設，点検保
守を容易にするとともに、前記導波管部分での高周波電
力の伝導損失を低減できる。
【図１】本発明を説明するための高次モード伝送可能な
矩形導波管を部分的に示す模式図。
矩形導波管を部分的に示す模式図。
【図２】本発明に係る高周波加熱装置の第１の実施例を
示す外観図。
示す外観図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す外観図。
【図４】従来の高周波入射器の先端部を示す斜視図。
【図５】図４における高周波入射器でプラズマへの高周
波入射を示す模式図。
波入射を示す模式図。
【図６】従来の高周波加熱装置を示す基本構成図。
１…矩形導波管、２…導波管束、３…ケーシング、４…
高周波入射器、５…大電力増幅器、６…引き回し導波
管、７…分配器、10…高次モード用導波管、11…電界、
12…長辺の長さ、13…第１の出力導波管、14…第１のモ
ード変換器、15…第２のモード変換器、16…第２の出力
導波管。
高周波入射器、５…大電力増幅器、６…引き回し導波
管、７…分配器、10…高次モード用導波管、11…電界、
12…長辺の長さ、13…第１の出力導波管、14…第１のモ
ード変換器、15…第２のモード変換器、16…第２の出力
導波管。
Claims (1)
- 【請求項１】 多数の矩形導波管を束ねた導波管束から
なる高周波入射器に大電力増幅器で発生した高周波電力
を伝送するための高次モード用導波管が設けられてなる
高周波加熱装置において、前記大電力増幅器の高周波の
出口となる出力導波管と前記高次モード用導波管との接
続部に第１のモード変換器を設け、前記高周波入射器内
またはその近傍での前記高次モード用導波管との接続部
に第２のモード変換器を設けてなることを特徴とする高
周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111726A JP2922012B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111726A JP2922012B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 高周波加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339295A JPH04339295A (ja) | 1992-11-26 |
| JP2922012B2 true JP2922012B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=14568611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3111726A Expired - Fee Related JP2922012B2 (ja) | 1991-05-16 | 1991-05-16 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922012B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-16 JP JP3111726A patent/JP2922012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04339295A (ja) | 1992-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |