JPH01186793A - プラズマ加熱装置 - 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、核融合装置に適用され、同軸給電線を通して
高周波電流をループアンテナ等の放射体に供給してプラ
ズマに電力を放射するプラズマ加熱装置の改良に関する
。

（従来の技術） 核融合装置では、高周波電磁波によりプラズマを加熱す
るものがあり、そのプラズマ加熱方式の１つにイオンサ
イクロトロン共鳴を利用したイオンサイクロトロン周波
数帯加熱なるプラズマ加熱装置がある。第５図はイオン
サイクロトロン周波数帯加熱装置の構成図であって、こ
れはプラズマに電力を放射する放射体としてのループア
ンテナ１とこれに高周波電流を供給する同軸給電線２と
から成っている。ループアンテナ１は、中心導体３、電
流リターン用導体４およびこの電流リターン用導体４に
接続されたファラデイーシールド５から構成されておシ
、同軸給電ｌｓ２の内部導体６を通ってくる高周波電流
が中心導体３に供給されてこの中心導体３から電力がプ
ラズマに対して放射される。なお、高周波電流は、中心
導体３から電流リターン用導体４を通って同軸給電線２
の外部導体２に流れる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、近年プラズマの高温化を月相してイオンサイ
クロトロン加熱装置の高出力化が行なわれている。この
ように高出力化がなされると同軸給電線２自体も発熱し
てその温度が比較的高くなってくる。しかしながら、同
軸給電線２に対する有効な冷却方法が現在のところ発明
されていないのが現状である。

そこで本発明は、同軸給電線を高率高く冷却できて高出
力に対処できるプラズマ加熱装置を提供することを目的
とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、冷却媒体の折返し流路が形成されプラズマに
電力を放射する放射体と、この放射体に高周波電流を供
給する内部導体および接地電位に保たれる外部導体を有
し冷却媒体を外部導体から放射体の折返し流路を通って
内部導体までの間に複数回往復させる冷却流路が形成さ
れた同軸給電線とを備えて上記目的を達成しようとする
プラズマ加熱装置である。

（作用） このような手段を備えたことによシ、プラズマに電力を
放射する放射体へ高周波電流を供給する同軸給電線に形
成された冷却流路に冷却媒体が流れて、同軸給電線が冷
却される。

（実施例） 以下１本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明のプラズマ加熱装置を適用したイオ
ンサイクロトロン周波数帯加熱装置の断面図である。同
図において１０はループアンテナであって、これは同軸
給電線２０の内部導体２１全通ってくる高周波電流が供
給されてプラズマに電力を放射する中心導体１１．この
中心導体１１に接続されて同軸給電線２０の外部導体２
２に高周波電流を流す電流リターン用導体１２およびフ
ァラデイーシールド１３から構成されている。

一方、同軸給電線２０は第２図に示すような供給路およ
び排出路から成る冷却流路が設けられた構造となってい
る。すなわち、内部導体２１および外部導体２２はそれ
ぞれ中空導体を二重構造にしたものと成っている。内部
導体２１は、内中空導体２１ｈの内空を冷却媒体の供給
路Ａノとしこの内中空導体２１ａと外中空導体２１ｂと
の間を冷却媒体の排出路Ｂノとしている。なお、この内
部導体２１の所定位置には仕切シ板２３が設けられ、冷
却媒体の流路を供給路Ａ１から排出路Ｂ１に変えている
。また、外部導体２２は、内中空導体２２ｇと外中空導
体２２ｂとを有し、これら内および外中空導体２２ａ、
２２ｂの間を仕切シ板２４により２等分して一方を供給
路Ａ２とし他方を排出路Ｂ２としている。そして、供給
路Ａ２側の外中空導体２２＆に冷却媒体人口２５が設け
られ、排出路Ｂ２側の外中空導体２２ｂに冷却媒体出口
２６が設けられている。なお、２７は仕切り板であって
、冷却媒体が同軸給電ｇ２ｏの他の部分に流れ出ないよ
うにするものである。

以上のような構成を持った装置であれば、冷却媒体人口
２５から入った冷却媒体は外部導体２２の供給路Ａ２ｉ
通って外部導体２２の冷却を行ないながらループアンテ
ナ１０に流れる。そして。

ループアンテナ１０内で冷却媒体は折返されて内部導体
２１の供給路Ａ１に流れる。この供給路ｋｌｆ流れるこ
とにより内部導体２１の冷却が行なわれる。そうして、
冷却媒体は仕切シ板２３によシ内部導体２１の排出路Ｂ
１を流れて再びループアンテナ１０に至シ、さらに、ル
ープアンテナ１０によって折返されて冷却媒体は外部導
体２２の排出路Ｂ２に流れる。かくして、冷却媒体は冷
却媒体出口２６から排出される。

このように上記一実施例においては、同軸供給線２０の
内部導体２１および外部導体２２にそれぞれ冷却媒体の
供給路ｋｌ、１２と排出路Ｂｌ。

Ｂ２とを設けて冷却媒体を強制的に流す構成としたので
、同軸供給線２０に発生する熱を強制的に冷却できて冷
却効率の高いものとなる。したがって、イオンサイクロ
トロン周波数帯加熱装置を高出力にしても熱に対する問
題はない。また、冷却は、内部導体２１と外部導体２２
との間に冷却媒体を流さずに各導体２１，２２５別々に
冷却する構造なので耐電圧に優れた冷却となシ、さらに
冷却媒体の出入口２５．２６ｔ？接地電位としている外
部導体２２に設けたので冷却系統に耐電圧の問題は起ら
ない。

なお１本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。例えば、同軸供給線における冷却媒体の供給路ＣＩ、
Ｃ２および排出路Ｄｉ、Ｄ２ｆ第３図に示すように外部
導体２２に２流路ずつ設けてもよい。このように形成す
ることによシ同軸給電線の外部導体２２の温度分布を一
様にでき熱応力を低減できる。また、第４図に示すよう
に・母イブによシ供給路Ｅ１〜Ｅ４および排出路Ｆ１〜
Ｆ４ｆ形成してもよい。さらに冷却媒体を外部導体から
ループアンテナを通って内部導体の間に冷却効率を考慮
して複数回往復させてもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、プラズマに電力を放射する放射体へ高
周波電流を供給する同軸給電線に、外部導体から放射体
の折返し流路を通って内部導体の間を複数回冷却媒体を
往復させる冷却流路を形成したので、同軸給電線を効率
高く冷却できて高出力に対処できるプラズマ加熱装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラズマ加熱装置の一実施例を示
す構成図、第２図は第１図に示す同軸供給線の具体的な
構成図、第３図および第４図は同軸供給線の変形例を示
す構成図、第５図は従来のプラズマ加熱装置の構成図で
ある。 １０・・・ループアンテナ、１１・・・中心導体、１２
・・・電流リターン用導体、２０・・・同軸供給線、２
１・・・内部導体、２２・・・外部導体、２３，２４．
２７・・・仕切り板、２５・・・冷却媒体入口、２６・
・・冷却媒体出口。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却媒体の折返し流路が形成されプラズマに電力を放射
   する放射体と、この放射体に高周波電流を供給する内部
   導体および接地電位に保たれる外部導体を有し前記冷却
   媒体を前記外部導体から前記放射体の折返し流路を通っ
   て前記内部導体までの間に複数回往復させる冷却流路が
   形成された同軸給電線とを具備したことを特徴とするプ
   ラズマ加熱装置。