積層圧電アクチュエータバルブの開発

Development of multilayer piezoelectric actuator valve for JT-60

三代 康彦; 平塚 一 ; 増井 浩史*; 細金 延幸; 宮 直之

Miyo, Yasuhiko; Hiratsuka, Hajime; Masui, Hiroshi*; Hosogane, Nobuyuki; Miya, Naoyuki

臨界プラズマ試験装置JT-60で使用するガス注入弁を更新するため、新規にバルブの開発を行った｡従来のガス注入弁は、1985年4月の実験運転開始から用いられており、バルブの駆動源である圧電素子の老朽化によって、注入弁としての性能を維持することが出来なくなっている｡JT-60ではこれまでもガス注入弁の試作開発を実施してきており、今回の開発においては、これまでの経験を生かし、(1) シートリークを起こしにくい構造であること,(2) 大気側に調整機構を持ち、系内を大気開放せずに調整･修復することができること,(3) 従来のものと比較し、小型,軽量であること,(4) 市販品の圧電アクチュエータと駆動電源を用いることにより保守性を向上させること等を目的とした｡開発されたガス注入弁について、流量特性,磁場中における影響,周囲温度による影響,ガス注入量の経時的変化について試験を実施した結果、JT-60の使用環境に適合したガス注入弁であることを確認した｡

In order to improve the gas injection valve used for the operation of JT-60, a new type of valve (multilayer piezoelectric actuator valve) was developed .The conventional valve (bimorph piezoelectric actuator valve) has been used for 15 years from the beginning of experimental operation in April, 1985. Consequently, it came to be hard to keep the performance of the valve as a gas injector because its driving source, piezoelectric element, has deteriorated by long time use.In the design, it is required:(1) to be hard structure for sheet leak,(2) to allow a repair work at atmosphere side without an air vent of the vacuumvessel,(3) to be more smaller and lighter compaired with the conventional one,(4) to have a high maintenance efficiency. The new valve developed was examined with various tests such as gas flow characteristic test, high magnetic field proof test, high temperature proof test and gas flow rate test for aged deterioration. As a result, the valve with desired performance for JT-60 could be obtained.