JPH04134902A - フェーズシフター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は核融合装置用高周波加熱装置等の大電力高周波
伝送線路のフェーズシフターに係り、特に同軸管のフェ
ーズシフターに関する。

（従来の技術） 核融合装置のプラズマ追加熱の一手段として高周波加熱
法が採用されている。高周波加熱は、高周波電磁エネル
ギーをプラズマに吸収させてプラズマの温度をあげる方
法で、使用する周波数によって各種の方式があり、その
１つにイオンサイクロトロン周波数帯（以下ＩＣＲＦと
略称する）高周波加熱がある。

ＩＣＲＦ高周波加熱装置は第２図に示すように、高出力
（ＭＷ級）の１００ＭＨｚ帯の高周波を発生しこれを増
幅する高周波発振系１と、この高周波発振系１から発生
した高周波出力を伝送する同軸管で構成された伝送系２
およびこの伝送系２に接続された高周波出力を核融合装
置の真空容器４内のプラズマ５に注入する結合系３から
構成されている。

結合系３は先端に高周波出力を放射するアンテナ６を有
し、上記伝送系２との接続部にはラインストレッチャー
８やインピーダンス整合器９等からなるフェーズシフタ
ー ェーズシフター７と上記アンテナ６間は伝送系２と同等
の同軸管８で接続されている。フェーズシフター７は結
合系３やプラズマ５の負荷インピーダンスし０と高周波
発振系１や伝送系２の特性インピーダンスＺ。を等しく
して反射を生じないようにするためのものである。フェ
ーズシフター７としては最適システムになる様にライン
ストレッチャー８やインピーダンス整合器９を単独又は
組合せたものが用いられる。

第３図はラインストレッチャー８とインピーダンス整合
器９を用いたフェーズシフター７の原理を説明するため
の回路図で、プラズマ５とアンテナ６との結合条件や運
転周波数の変化に応じて変化する負荷インピーダンスＬ
０　に対してＱｌ、Ｑ。

を速やかに調節して、インピーダンスの整合を図る事が
できるようになっている。

ところで、フェーズシフター７として従来用いられてい
るラインストレッチャー８やインピーダンス整合器９の
一例をそれぞれ第４図および第５図に示す。ラインスト
レッチャー８はトロンポーン式で外感管１０．内導管１
１はそれぞれＵリンク１２と嵌合し、接触摺動できるよ
うになっている。この摺動接触部には電気接触子１３が
装着されている。

一方インピーダンス整合器９は外港管１０と内導管１１
とで形成された環状空間に短絡素子１４を挿入し、短絡
素子】４に装着された電気接触子１３を介して外港管１
０および内導管１１と電気接触しながら往復動可能にな
っている。１５はＵスクリーン１２や短絡素子１３を往
復動させるための駆動系である。

なお同軸管路には外港管１０と内導管１１を一体化する
ためのスペーサー１６が各所に設けられている。

第６図はこれらのラインストレッチャー８やインピーダ
ンス整合器９に共通する摺動接触部の拡大図である。

（発明が解決しようとする課題） この様なフェーズシフター７の摺動接触では電気接触子
１３が外港管１０や内導管１１と乾燥摩擦状態で電気的
に接触しながら往復動するため、小電力で駆動速度が低
く、かつ使用頻度の少い場合には大きな問題を生じない
が、核融合装置用高周波加熱装置のような大電力で高速
駆動かつ多頻度の場合には次の様な不具合を生じる恐れ
がある。

■　大電流が電気接触子１３に流れるため、接触抵抗に
よるジュール損失で熱容量の小さい接触子が高温になり
、弾性力を失う。

■　使用頻度が多い場合には乾燥摩擦状態のため摩耗粉
が発生し、面荒れを起すと共にスペーサー１６等に摩耗
粉が滞積して外港管１０と内導管１１間の耐電圧が低下
して放電を起す。

■　摩擦係数が大きいため駆動系の容量が大きくなると
共に、時には焼付けを起す。

等性能上、信頼性の面で問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、接触摺動部
の乾燥摩擦状態を回避して摩耗粉の発生を少なくし、か
つその飛散を抑えて耐電圧性能を向上させると共に電気
接触子の熱容量を大きくして電気接触子の温度上昇も抑
えることにより、大電力で高速駆動かつ多頻度にも耐え
る高性能で高信頼性のフェーズシフターを提供する事を
目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、電気接触子に摩擦
抵抗の小さいワイパーを併設する。また、ワイパー間に
はグリースを封入する。

（作用） 上記の様に、ワイパーを併設した事により、電気接触子
と外港管および内導管との摺動部は常に潤滑摺動状態に
あるため、摩擦抵抗が小さく摩耗粉を少なくする事がで
きる。またワイパーはグリースを封入する目的の他に摩
耗粉をワイパー間に閉じ込めておく機能を有する。なお
グリースは摺動部の熱容量を増加させ電気接触子の温度
上昇を低く抑える効果もある。

（実施例） 以下本発明によるフェーズシフターの摺動接触部の一例
をラインストレッチャーに適用した場合について第１図
を参照して説明する。１０は外港管で、Ｕリンク例外導
管１０ａが同芯状にその外周に嵌合している。外港管１
０の先端には摺動接触部１７が装着されている。摺動接
触部１７には電気接触子１３が装着され、その両側には
ワイパー１８が設けられており、グリース１９が封入さ
れている。ワイパー１８の材質としては絶縁材で摩擦抵
抗が小さく。

かつ高周波特性に優れたＴＦＥ、ＰＴＦＥ等のふっ素樹
脂が適している。

また形状については使用条件によってグランドパツキン
やリップパツキン等を選定する。

摺動接触部を上記の様な構成にした事により、電気接触
子１３と弁導管１０ａとの摺動部には常に潤滑膜が形成
されるため、摩擦抵抗が小さくかつ摩耗粉の発生や弁導
管１０ａの面荒れ等を防止できる。

ワイパー１８はグリース１９のシール機能を有するのみ
ならず、摩耗粉をワイパー１８間に閉じ込め、外部に飛
散して耐電圧性能が悪くなるのを防止する機能をも有す
る。また電気接触子１３には大電流が流れるが、一般に
電気接触子１３は薄板のスプリングになっており熱容量
が小さく、かつ熱伝導長さが長いため高温になる恐れが
あるが、グリース１９を封入する事により熱容量が増加
し、かつ熱伝達率が向上するために温度上昇を低く抑え
る事ができ机 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、摺動抵抗が小さく
、摩耗粉の発生が少なくなるのみならず、摩耗粉の飛散
をも防止して耐電圧性能が向上する事は勿論、電気接触
子部の熱容量や熱伝達率も向上するので温度上昇を低く
抑える事ができる。

そして、大電力で高速駆動かつ多頻度にも耐えるフェー
ズシフターを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフェーズシフターの摺動接
触部を示す断面図、第２図は本発明のフェーズシフター
が用いられる核融合装置用ＩＣＲＦ高周波加熱装置の構
成図、第３図はフェーズシフターの原理を説明するため
の回路図、第４図は従来のラインストレッチャーの一例
を示す断面図、第５図は従来のインピーダンス整合器の
一例を示す断面図、第６図は従来のフェーズシフターの
摺動接触部を示す切欠断面図である。 ３・・・結合系　　　　　５・・・プラズマ６・・・ア
ンテナ　　　　７・・・フェーズシフター８・・・ライ
ンストレッチャー ９・・・インピーダンス整合器　１０・・・弁導管１０
ａ・・・Ｕリンク側弁導管　　１１・・・内導管１２・
・・Ｕリンク　　　　１３・・・電気接触子１４・・・
短絡素子　　　　１５・・・駆動系１６・・・スペーサ
ー　　　１７・・・摺動接触部１８・・・ワイパー　　
　　１９・・・グリース代理人　弁理士　則　近　憲　
佑 第１図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外側の管と内側の管が電気接触子を介して摺動さ
   れる同軸管のフェーズシフターにおいて、電気接触子に
   摩擦抵抗の小さいワイパーを併設した事を特徴とするフ
   ェーズシフター。
2. （２）ワイパーはふっ素樹脂製である事を特徴とする請
   求項（１）記載のフェーズシフター。