JPS58114501A - 高周波伝送路 - 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】 発明の技術分野 本発明は核融合装置のプラズマ加熱用の高周波電力を伝
送する場合等に用いられる高周波伝送路に関する。

発明の技術的背は 一般にトカマク形核融合装置等では真空容器内に封入さ
れたプラズマ金高周波電磁波で加熱してこのプラズマを
核融合反応を生起させるに必要な温度まで加熱する。そ
して、この高周波電磁波は高周波電源で発生された高周
波電力を高周波伝送路で上記真空容器内のアンテナまで
伝送し、このアンテナから真空容器内のプラズマに向け
て照射される。そして、上記高周波伝送路は一般に同軸
給電線または導波管が用いられている。同軸給を線は導
電性材料で形成された伝送管内にこの伝送管の内面と間
隙ケもって導電性材料からなる中心導体を同心に配１直
シたもので、筒周ｅ、電力は中心導体ケ高周波電流とし
て伝送され、また中心導体の外周面と伝送管の内周面と
の間の空間を高周波電磁波として伝送される。なお、同
軸給電線の場合、上ｎピ伝送管は外部導体と称されてい
る。また、導波管は伝送管の内部に中心導体は設けられ
ておらず、高周波′電力はこの伝送管内を高周波電磁波
として伝送される。なお、この場合は上記伝送管は導波
管と称されている。

ところで、上官ｅの如き核融合装置で、は真空容器内の
プラズマが消弧した際に真空容器に数基の電位変動が生
じる。このため真空容器に接続されている高周波伝送路
に直流電流が流れ、高周波電源が破損する可能性があっ
た。

そして、従来のものはこの高周波伝送路を流れる血流ｖ
Ｌ流を阻止するため、接続部分を第１図のように構成し
ていた。すなわちｌａ　、１ｂは伝送管（この場合は外
部導体）であって、この外部導体１ａ、ｌｂ内には中心
導体、２　ａＪ　ｂが収容されている。そして、上記外
部導体１ａ。

１ｂの端部には径の異なる筒状の４電筒３８゜３ｂ、３
ｃが突設されており、これら導電筒３ａ。

３ｂ、３ｃは交互に同心円状に配列され、これら導電筒
３ａ　Ｉ、：ｌｂ、３Ｃ間には絶縁体４ａ。

４ｂが介在されている。また、上記中心導体２３２ｂは
絶縁体５を介して互に嵌合されている。

したがって、これら外部導体１ａ、ｌｂおよび中心導体
２ａ　、　２ｂはこの接続部分において絶縁体４Ｒ，４
ｂ、５によって絶縁され、＠流電流が阻止されるように
構成されている。また、この外部導体１ａ、ｌｂの接続
部分では導電筒Ｊ　ａ　＊　３　ｂ　１３Ｃが同心状に
配列されているので静電容量が大きく、高周波的には短
絡されているためこの外部導体１８＊１ｂ内ケ流れる高
周波電流は絶縁されない。また、外部導体、７Ｆ！。

１ｂ内を流れる高周波電磁波はこれらｉｔ筒３ａ。

３ｂ、３Ｃ間を通って外部に洩れるが、これら導電筒Ｊ
　”　＋　３　ｂ　、Ｊ　ｃ間の間隙は迷路状をなして
いるため途中での損失が大きく、外部に漏洩する’ｔｅ
ａの電界強度全率さくすることができる。

背景技術の問題点 前記位来のものは外部導体１ｓ、ｌｂ″′ｒなわち伝送
管の接続部分において導′屯匍３ａ、３ｂ。

３Ｃの間りから電磁阪が外部に漏洩する。したがって外
部に漏洩する電磁波の電界強度を周囲の椋器に悪影響を
与え々い程度とするには４＠筒３ａ、３ｂ、３ｃの数を
多くしなければならず、構造がきわめてａ雑となる不具
合があった。

特にこの回軸給電線のＷ・合には中止導体２８゜２ｂを
流れる高周波電流、によって発生する磁場は同心円状に
分布しているため、磁、力線の方向が上記導電筒３ａ　
、　３　ｈ　、　３０間の間隙と平行となるため、この
磁場の漏れすなわちｖＬ電磁波海れ全少なくすることが
一層困難であった。また、これら導電筒３ｓ　、３ｂ　
、３Ｃ間に侵入した′電磁波は途中で減衰されるもので
あるから、伝送される尚周波電力の損失が生じる不具合
があった。

　５− 発明の目的 本発明は直流電流を阻止することができるとともに外部
に漏洩する電磁波？きわめて少なくすることができ、ま
た伝送する高周波の損失がきわめて少なく、さらに構造
も簡単な高周波伝送路全稈ることにある。

発明の概要 本発明は内部に高周波が伝送される伝送管と、この伝送
管の接続端部に設けられ互に密着されるチョークフラン
ジとこれらチョークフランジ間に形成されたチョーク回
路と、上８Ｃチョークフランジ間に介在され互に密着さ
れた両チョークフランジ間を絶縁する絶縁体とを具備し
たものである。したがって、たとえば核融合装置のプラ
ズマ加熱用の高周波電力の伝送用に使用した場合、プラ
ズマの消弧の際に生じる＠流＠、流を絶縁体により阻止
することかでき、またチョーク回路によって外部に漏洩
する電磁波および高周波の損失全きわめて少なくするこ
とができ、さらに構造も簡単となるものである。

６一 発明の実施例 １ず、第２図を参照して本発明の第１実施例全説明する
。この第１実施例は本発明を核融合装を置のプラズマ加
熱用の高周波電力を伝送するのに用いられる同軸給電線
に適用したものである。図中１１８．１１ｂ内には中心
線に沿って導電性材料からなる棒状の中心導体１２ａ。

１２ｂが収容されている。なお、これら中心導体１２ａ
、１２ｂは適宜間隔で支持部材（図示せず）によって外
部導体１１３．１１ｂの中心に支持されている。そして
、一方の上記中心導体１２ａの端部には嵌合凹部１３が
形成され、また他方の中心導体１２ｂの端部Ｋ１−１ｅ
合突部１４が形成されている。そして、この嵌合凹部１
３と嵌合突部１４とは電気絶縁性材料からなる絶縁体１
５’ｆ介して嵌合されている。したがって、これら中心
導体１２ａ　、１２ｂは絶縁体１５によって互に電気的
に絶縁されこの中心導体１．２８．１２ｂに直流電流が
流れようとする場合、この＠流電流全阻止するように構
成されている。なお、これら中心導体１２Ｂ、１２ｂの
端部には嵌合凹部１３および嵌合突部１４が形成され、
これらが絶縁体１５を介して嵌合しているので、これら
中心導体１２Ｂ、１２ｂの接続部分の静電容量には比較
的大きく、よってこれら中心導体１２Ｂ、１２ｂｌｉ流
れる高周波電流にはこの接続部分をＲねる。

また、上記外部導体１１１１．１１ｂの端部にはそれぞ
れチョークフランジ１６ａ、１６ｂが取付けられている
。そして、これらチョークフランジ１６ａ、１６ｂは互
に密着され、これらチョーク７ランジ１６ｓ、１６ｂ間
にはチョーク回路１７が形成されている。このチョーク
回路１７は一方のチョークフランジ１６ａの端面に形成
された円形のラジアル線路Ｉ８と、このラジアル線路１
８の周縁部から外部導体１１ａ。

１１ｂと同心に軸方向に向って延長された蟻状の同軸線
路１９とかも構成されている。そして、上記ラジアル線
路１８および同軸線路１９の長さは、外部導体１１Ｂ、
１１ｂ内全伝送される高周波電磁波の波長全λとしたと
き、それぞれλ／４となるように構成されている。普た
、上記チョークフランジ１６ａ、１６ｂの周辺部間には
電気絶縁性材料からなる絶縁体２ｏが介在され、これら
チョーク７ランジ１６ｓ、１６ｂ間の電気的絶縁がなさ
れている。また上記チョークフランジ１６１１．１６ｂ
の周縁部および絶縁体２０を貫通してボルト２ノ・・・
が設けられ、これらボルト２１・・・にはナツト２２・
・・が螺合され、これらボルト２１・・・およびナツト
２２・・・にょクチヨークフランジ１６ａ、１６ｂが互
に結合されている。なお、このボルト２１・・・および
ナツト２２・・・とチョーク７ランジ１６８．１６ｂと
の間には絶縁スリーブ２３・・・および絶縁ワッシャ２
４・・・が介在されチョーク７ランジ１６ａ。

１６ｂ間の電気絶縁？確保している。

次に上記第１実施例の作用全説明する。高周波は上記外
部導体１１８．１１ｂ内を高周波電磁波の形で伝送され
、また中心導体１２ａ。

１２ｂおよび外部導体１１８．１１ｂＶＣは筒周９− 波電流が流れている。そして、上記チョーク７ランジ１
６８．１６ｂ間には絶縁体２０が介在され、また中心導
体１２Ｂ　、１２ｂの端部間にも絶縁体１５が介在され
ており、これら外部導体１１１１．１１ｂ問および中心
導体１２８゜１２ｂ間は互に電気的に絶縁されている。

したがって核融合装置内のプラズマ消弧の際に真空容器
に電位変動が生じてもこれら外部導体１１Ｂ。

１１ｂおよび中心導体１２８．１２ｂＶＣ直流電流が流
れることが阻止され、高周波電源等が破損することはな
い。

また、外部導体１１ａ、１１ｂ内を伝送される高周波電
磁波はチョーク回路１７のラジアル線路１８の一端から
これらラジアル線路１８および周軸線路１９内に導入さ
れた電磁波とが干渉する。そして上記ラジアル線路１８
および同軸線路１９の長さはそれぞれλ／４に設定され
ているので、Ｂ点においてはチョーク７ランジ１１６１
３．１６ｂ内に発生する電圧の電圧最大点となり、高周
波電流に対しては、これらチョー１０− クフランジ１６Ｂ、１６ｂが完全に導通されたと同じ状
態となる。またＡ点では′延圧零点となｐｌこのＡ点に
おいては実際にチョーク７ランジ１６８．１６ｂ間に間
隙があるにもかかわらずこのＡ点には導体の壁があるの
と同じ状態となる。よってこの外部導体１１８．１１ｂ
は高周波電流に対しては完全に導通されかつ隙間なく接
合されたと同じ状態となり、この接合部分から外部に漏
洩する高周波電磁波はきわめて少なく、また損失も生じ
ない。また、このものはチョーク７ランジｌＯａ、１６
ｂ間にラジアル線路１８と同軸線路１９からなるチョー
ク回路１７に設けただけのものであり、従来のものに比
較してその構造がきわめて簡単となる。

なお、本発明は上記の第１実施例には限定されない。

たとえば第３図には本発明の第２実施例全示す。この第
２実施例は上記チョーク回路１７のラジアル線路１８お
よび同軸線路１９内に誘電率の高い材料たとえば合成樹
脂材料からなる誘電体２５全充填したものである。そし
て、この第２実施例ではこの誘電体２５内での高周波電
磁波の波長をλ！としたとき、上記ラジアル線路１８お
よび同軸線路１９の長さをそれぞれλＡに設定しである
。この第２実施例はラジアル線路１８および同軸線路１
９内に誘電体２５が充填されているので、この誘電体２
５内すなわちラジアル線路１８および同軸線路１９の長
さが短かくな一す、チョーク７ランジ１６８゜１６ｂを
小形化できる。

また、第４図および第５図には本発明の第３実施例？示
す。この第３実施例は電気絶縁性を有しかつ誘電率の高
い材料たとえば合成樹脂材料で第５図に示す如く円板部
２６Ｂと環状の円環突部、２６ｂ紫有する絶縁誘電体２
６全一体に形成し、この絶縁誘電体２６をチョークフラ
ンジ１６ａ、１６ｂ間に介在させ、円板部２６Ｂの内側
縁部をラジアル線路１８内に隙間なく嵌入し、また円環
突部、？６ｂｉ同軸線路１９内に隙間なく嵌入し、さら
に円板部２６ａの外側縁部間に介在させたものである。

そして、この第３実施例のものはこの絶縁誘電体２６が
絶縁体と誘電体の両方の作用を兼用する。また、この第
３笑施例に次のような利点會有する。すなわち、たとえ
ば一方の外部導体１１ａに直流電圧が印加された場合、
チョークフランジ７６ａ１１６ｂ間に生じる電界は鋭利
な突部すなわち８点に集中する。このためＢ点近傍で放
電が生じやすくなる。この場合、第２図に示す第１実施
例の如くラジアル線路１８および同軸線路１９内が空間
であるとこの空間内で放電が生じ、絶縁破壊が生じやす
い。また、第３図に示す第２実施例の如く絶縁体２０と
誘電体２５とが別体であると絶縁体２０と誘電体２５と
の間のわずかな間隙を通って放電が生じやすく、絶縁破
壊が生じやすい。これに対してこの第３実施例のものは
絶縁体と誘電体を兼用する一体の絶縁誘電体２６が介在
されているのでＢ点近傍に電界が集中しても放電が生じ
難く、絶縁破壊が生じ難い。

１３− 着た、第６図には本発明の第４実施例を示す。

この第４実施例は外部導体１１８．１１ｂ内に８Ｆ、等
の絶縁ガスを加圧封入する場合に好適するものである。

このものは前記第３実施例と同様の絶縁誘電体２６と他
方のチョークフランジ１６ｂとの間にＯリング等のシー
ル部材２７を介在させ、気密性を同上させて外部導体１
１８゜１１ｂ内の絶縁ガスの漏洩を防止したものである
。なお、絶縁誘導体２６と一方のチョーク７ランジ１６
Ｂとの間では絶縁誘電体２６の円環突部２６ｂが同軸線
路１９内に密嵌しているので気密性が保たれ、この一方
のチョーク７ランジ１６ａと絶縁誘電体２６との間には
シール部材を介在させる必要はない。

さらに、本発明は第７図に示す第５実施例の如く、導波
管にも適用できる。この第５実施例は伝送管、この場合
には導波管１１　’ａ＊１１　’ｂの内部に中心導体が
設けられていない点を除き前記第１実施例と同様の構成
である。

１４− 発明の効果 上述の如く本発明は伝送管の端部にチョーク７ランジを
設けてこのチョークフランジ紫密看し、これらチョーク
７ランジ間にチョーク回路全形成し、またこのチョーク
７ランジ間に絶縁体を介在して両チョーク７ランジｋｍ
気的に絶縁したものである。したがって伝送管はこの接
続部分で絶縁されるので、たとえば核融合装置のプラズ
マ加熱用の高周波′成力の伝送用に使用した場合、プラ
ズマ消弧の際に＠流電圧が印加されてもこの伝送管に静
流電流が流れるのが阻止され高周波電源等の破損を防止
することができる。′！た、チョーク回路を設けたので
伝送管内の高周波電磁波の漏れがきわめて少なく、また
伝送される高周波軍刀の損失もきわめて小さい。しかも
このチョーク回路はチョークフランジ間にラジアル線路
と同Ｉ！ｌｌ線路とを形成しただけのものであ！ｌｌ構
造も簡単である等その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面図である。第２図は本発明の第
１実施例の縦断面図、第３図は第２図実施例の縦断面図
、第４図は第３実施例の縦断面図、第５図は同第３実施
例の絶縁誘導体の斜視図、第６図は第４実施例の縦断面
図、第７図は第５実施例の縦断面図である。 １１８．１１ｂ・・・外部導体（伝送管）、１１’　ａ
　Ｉ　１１’　ｂ−・・導波管（伝送Ｖ）、１２Ｂ。 １２ｂ・・・中心導体、１６Ｂ＋１６ｂ・・・チョーク
フランジ、１７・・・チョーク回路、１８・・・ラジア
ル線路、１９・・・同軸線路、２０・・・絶縁体、２５
・・・誘電体、２６・・・絶縁誘電体。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第５図 牙６図 牙７０ １１　′１４２３　２４　２２ 手続補正書 昭和５祈３．ル５日 特許庁長官　　　島　１）春　樹　殿 １、事件の表示 特願昭５６−２１４９１４号 ２、発明の名称 高周波伝送路 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３０７）束児芝浦電気株式会社 ４、代理人 ５、自発補正

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 送管の接続端部に設けられ互に端面が密着されたチョー
   クフランジと、これらチョークフランジ間に形成された
   チョーク回路と、上＝ｅチョークフランジ間に介在され
   る互に密着された両チョークフランジ間を絶縁する絶縁
   体と全具備したこと全特徴とする高周波伝送路。 （Ｑ　前Ｐチョーク回路は放射方向に向って延長された
   円形のラジアル線路と、このラジアル線路の周縁から軸
   方向に向って延長された環状の同軸線路とから構成され
   ているものであることを特徴とする前ＷＦ特許請求の範
   囲第１項記載の高周波伝送路。 （３）前記チョーク回路は内部に誘導体が充填されてい
   るものであること全特徴とする前記特許請求の範囲第１
   項記載の高周波伝送路。 （４）　　前言ご＠電体と前記絶縁体とは一体に形成さ
   れているものであることを特徴とする特許許請求の範囲
   第２項記載の高周波伝送路。