JPH0513198A - 粒子加速器用真空チヤンバのベーキング時の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空チャンバをベーキングしてる際にヒータ
用電源が遮断した場合に、各部を均一の速度で降温する
ようにして、異材どうしを接合しているフランジ等から
のリークや破損を防止する。 【構成】 主電源２０が正常な場合は、スイッチ２８を
主電源２０側に接続して、主電源２０からヒータ１１〜
１８に電力を供給して、真空チャンバ１０の各部のベー
キングを行なう。その際各部の昇温速度、降温速度が均
一となるように、熱電対４１〜４８で各部の温度を検出
しながら、各ヒータ１１〜１８への印加電圧を電圧調整
器３１〜３８で調整する。ベーキング中に主電源２０が
遮断したら、スイッチ２８を切り換えて補助電源２２か
ら電力供給を行なう。そして、すぐに供給電力量を徐々
に低下させて各部を均一に降温させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子シンクロトロン
等の粒子加速器やその他各種の真空チャンバをベーキン
グする際の保護装置に関し、ベーキング用電源の遮断時
に、各部の温度を均一に降下させることによってリーク
や破損等を防止したものである。

【０００２】

【従来の技術】電子シンクロトロン等の粒子加速器にお
いては、装置の据え付け後運転開始に先立って真空チャ
ンバの内壁に付着または浸透しているガスを排出するた
めにベーキングが行なわれる。ベーキングは通常真空チ
ャンバの全体にその外側からヒータを巻き回して加熱し
ながら真空チャンバ内を真空引きすることにより行なわ
れる。この時真空チャンバの各部に熱容量が異なる部分
があるため、各部のヒータの駆動を一気に立ち上げた
り、立ち下げたりすると、熱容量の違いによる昇温速
度、降温速度の違いにより、熱膨張や熱収縮の速さが大
きく異なって異材どうしを接合しているフランジ等（例
えば、真空チャンバは一般にステンレスやアルミニウム
で作られているが、電流モニタを挿入する部分はセラミ
ックのチャンバで作られており、これらはフランジで相
互に接合されている）でリークや破損が発生するおそれ
がある。

【０００３】そこで、従来は図２に実線で示すようにヒ
ータの印加電圧を除々に立ち上げることによって各部の
温度を均一に昇温してベーキング温度まで立ち上げ、ベ
ーキング終了時には、ヒータの印加電圧を徐々に立ち下
げることによって各部の温度を均一に降温にするように
していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記図２のようにヒー
タの印加電圧を制御するようにしても、ベーキングの途
中で停電事故等によりヒータ電源が遮断されると、ヒー
タの印加電圧は一気に遮断されるため、図２の点線イ、
ロで示すように、各部の熱容量の違いにより、降温速度
に違いが生じる。このため、異材どうしを接合している
フランジ等でリークや破損が発生し大事故につながるお
それがあった。

【０００５】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、停電等のヒータ電源遮断事故が発生した
場合にもリークや破損等の発生を防止した真空チャンバ
のベーキング時の保護装置を提供しようとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ベーキング
用ヒータに電力を供給する主電源と、前記ベーキング用
ヒータに補助的に電力を供給する補助電源と、前記主電
源からの電力供給が遮断されたことを検出する主電源遮
断検出手段と、前記主電源から前記ベーキング用ヒータ
に電力供給を行なっている際に前記主電源遮断検出手段
で当該主電源からの電力供給が遮断されたことを検出し
た時に、前記補助電源から電力供給を行なうとともに、
その電力供給量を徐々に低下させる制御手段とを具備し
てなるものである。

【０００７】

【作用】この発明によれば、ベーキング用ヒータの主電
源が遮断された場合に、補助電源に切り換えて電源を供
給するとともに、この補助電源からの電力供給量を除々
に低下させるようにしたので、各部を均一に降温するこ
とができ、異材どうしを接合しているフランジ等からの
リークや破損を防止することができる。しかも、補助電
源に切り換えた後、そのままベーキング終了まで補助電
源を駆動し続けるのでなく、徐々に電力供給量を低下さ
せるので、補助電源の容量は比較的小さなものですむ。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）この発明の一実施例を図１に示す。ここで
は、シンクロトロンの真空チャンバ（蓄積リング等）に
ついてベーキングを行なう場合について示している。シ
ンクロトロンの真空チャンバは全長が複数の区間に区分
されて、それぞれヒータ１１〜１８が巻回されている。
各ヒータ１１〜１８には主電源２０または補助電源２２
から電源ライン２４を介して駆動用電力が並列に供給さ
れる。

【０００９】主電源２０は商用電源２６を電力供給源と
している。補助電源２２はバッテリ、燃料電池、発電機
等で構成される。スイッチ２８はこれら両電源２０，２
２を切り換えるものである。

【００１０】各ヒータ１１〜１８の印加電圧は電圧調整
器３１〜３８によって個別に調整される。各ヒータ１１
〜１８の配設位置には温度検出器として熱電対４１〜４
８が配設されている。

【００１１】主電源遮断検出手段５０は、商用電源２６
の停電等による主電源２０の遮断を検出する。

【００１２】制御手段５２はベーキング時に、熱電対４
１〜４８による各部の温度検出値に基づいて電圧調整器
３１〜３８を個々に調整して、各ヒータ１１〜１８への
電力供給量を個々に調整することにより、各部が均一の
ベーキング温度になるよう制御するとともに、昇温速
度、降温速度も均一になるように制御する。また、主電
源２０の遮断時には補助電源２２への切換制御や降温制
御を行なう。

【００１３】制御手段５２によるベーキング時の制御に
ついて図３を参照して説明する。主電源２０が正常な時
は、図３に実践で示すようになる。すなわち、スイッチ
２８を主電源２０側に接続して、主電源２０を起動す
る。ベーキングを開始する時は、熱電対４１〜４８で各
部の温度を検出しながら略々均一な昇温速度となるよう
に電圧調整器３１〜３８を個々に調整して、各ヒータ１
１〜１８への電力供給量を徐々に増大させる。ベーキン
グ温度に達したら、その温度を維持するように各ヒータ
１１〜１８への電力供給量を制御する。そして、そのま
まベーキングが終了したら、各部の降温速度が略々均一
になるように電圧調整器３１〜３８を個々に調整して、
各ヒータ１１〜１８への電力供給量を徐々に減少させて
降温させる。

【００１４】以上の一連のベーキング工程の途中で主電
源２０が遮断したことが主電源遮断検出手段５０で検出
された場合には、制御手段５２はスイッチ２８を補助電
源２２側へ切り換えるとともに、補助電源２２を起動し
て、各ヒータ１１〜１８への電力供給を続行する。その
後すぐに、各部の降温速度が略々均一になるように電圧
調整器３１〜３８を個々に調整して、各ヒータ１１〜１
８への電力供給量を徐々に減少させて降温させる（図３
に一点鎖線で示す。）。これにより、異材どうしを接合
した部分等からのリークや破損が防止される。降温して
いる途中で停電が回復したら、スイッチ２８を主電源２
０側に切り換えるとともに主電源２０を起動させて、熱
電対４１〜４８で各部の温度を検出しながら略々均一な
昇温速度となるように電圧調整器３１〜３８を個々に調
整して各ヒータ１１〜１８への電力供給量を徐々に増大
させて自動復帰させてベーキングを続行させる（図３に
二点鎖線で示す。）。

【００１５】（実施例２）前記実施例では各ヒータ１１
〜１８への電力供給量を個々に調整したが、共通に調整
するようしても、ある程度均一に昇温および降温を行な
うことができる。そのように構成した一実施例を図４に
示す。図１の実施例と共通する部分には同一の符号を用
いる。電源ライン２４には各ヒータ１１〜１８に共通に
電圧調整器３１が挿入されている。制御手段５２は熱電
対４１〜４８で検出される各部の温度を検出しながら、
それらの差があまり大きくならないように電圧調整器３
１を調整して昇温、ベーキング、降温の一連の制御を行
なう。主電源２０が遮断した時や途中で回復した時も同
様に降温、昇温を行なう。

【００１６】

【変更例】前記実施例では、電圧調整により供給電力量
を制御したが、電圧は一定にして断続的に電力を供給す
るようにして、断続させるデューティ比により電力供給
量を制御することもできる。

【００１７】また、前記実施例では、温度検出に基づき
昇温および降温制御を行なうようにしたが、各部の熱容
量による昇温および降温制御時に時間に応じて電力供給
量をシーケンス制御することによって昇温および降温制
御を行なうこともできる。

【００１８】また、この発明はシンクロトロン以外の各
種粒子加速器その他各種用途の真空チャンバに適用する
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ベーキング用ヒータの主電源が遮断された場合に、
補助電源に切り換えて電源を供給するとともに、この補
助電源からの電力供給量を除々に低下させるようにした
ので、各部を均一に降温することができ、異材どうしを
接合しているフランジ等からのリークや破損を防止する
ことができる。これにより、無人でのベーキングが可能
となる。しかも、補助電源に切り換えた後、そのままベ
ーキング終了まで補助電源を駆動し続けるのでなく、徐
々に電力供給量を低下させるので、補助電源の容量は比
較的小さなものですむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】従来のベーキング制御による温度変化を示す線
図である。

【図３】図１の制御手段によるベーキング制御の温度変
化を示す線図である。

【図４】この発明の他の一実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０ 真空チャンバ １１〜１８ ヒータ ２０ 主電源 ２２ 補助電源 ５０ 主電源遮断検出手段 ５２ 制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ベーキング用ヒータに電力を供給する主
   電源と、 前記ベーキング用ヒータに補助的に電力を供給する補助
   電源と、 前記主電源からの電力供給が遮断されたことを検出する
   主電源遮断検出手段と、 前記主電源から前記ベーキング用ヒータに電力供給を行
   なっている際に前記主電源遮断検出手段で当該主電源か
   らの電力供給が遮断されたことを検出した時に、前記補
   助電源から電力供給を行なうとともに、その電力供給量
   を徐々に低下させる制御手段とを具備してなる粒子加速
   器用真空チャンバのベーキング時の保護装置。