JPH0326993A - 核融合装置用真空容器 - 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ｖｔ置に用いられるトーラス型の真空容
器に関する。

（従来の技術） 核融合装置は、通常トーラス型真空容器の中にプラズマ
を允生させ、外部磁昇によりプラズマを維持してプラズ
マを高温に加熱することにより、核融合反応に至らしめ
るものである。ここで、トーラス型真空容器として要求
されることは真空の荷重に耐えること、プラズマ発生時
、梢滅時に真空容器に発生する渦電流が外部磁界と作用
して大きな電磁力が生じるため、この電磁力に対する機
械的強度に充分耐え得ることが要求される。また、電気
的にはトーラス方向に絶縁されているか、または高抵抗
であることが要求される。

ところで、従来のトーラス型真空容器としては第８図や
第９図に示すような構造のものが採用されている。すな
わち、第８図においては真空容器１をトーラス方向に複
数に分割し、各分割部に有するフランジ２間にセラミッ
クス等の絶縁物３を介挿して各分割部相互を一体的に連
結することにより、トーラス方向の絶縁を施すようにし
たものである。しかし、最近の核融合装置はより大型化
してきており、真空容器としても小直径が１〜３ｍ位の
ものが必要となり、このように大きな真空容器に対して
第８図に示すような構造を採用する場合、各分割部のフ
ランジ間に神大されるセラミックス等の絶縁物を製作す
ることは困難である。

そこで、大型の核融合装置に対しては第９図に示すよう
に真空容器１を複数に分割して各分割部のフランジ相互
間を連結する点は同じであるが、その一部にベローズ４
を設けてトーラス方向に電気抵抗を高くする構造が採用
されている。しかし、このような構造の真空容器ではベ
ローズ４部の機械的強度が弱くなることでプラズマから
の人熱に対してベローズを保護する必要がある。又、ベ
ローズ自体も大型化するため、製造費等も膨大なものと
なってしまい、また製作設備に制限があり、しかも大口
径のべローズの供給も困難である。

最近、ベローズや絶縁物を用いずにトーラス方向の電気
抵抗を高めるようにした真空容器として第１０図に示す
ような構造が採用されている。すなわち、ｍｌＯ図に示
すように真空容器本体を肉厚の薄い部材５で構成し、そ
の外周面に複数の補強用リブ６を接合して機械的強度を
得るようにしたもので、複数に分割された各分割部間は
前述同様にフランジ２により連結されている。しかし、
このような構造の真空容器においても複数に分割された
各分割部相互間を連結する場合、通常フランジ間をボル
トにより結合しているため、その結合部には真空シール
するためのシール材が必要となり、したがって大型の真
空容器においてはこのシール材も大型化するため、シー
ル材の入手および取付けが困難になってくる。そこで、
真空容器全体を一体に構成してシール材を使用しないよ
うにすればよいが、大形の真空容器を完或した状態で輸
送することは大きさの制限上不可能であり、どうしても
分割して現地で組立てる必要がある。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の何れの真空容器・においても、核融合
装置が大型化するに伴って真空容器も大型になるため、
容器自体を複数に分割することは輸送上の問題から避け
られない。このため、シール材の入手および取付けが困
難であり、また各分割部にはフランジを設けなければな
らないため、その分全体が大型化し、広い設置スペース
が必要となる。さらに、組立作業においても容器外部か
らフランジ相互間の結合等を行わなければならず、多く
の手ｎ｝１と時間がかかり作業能率が悪いという間血が
あった〇 本発明はトーラス方向に複数に分割された真空容器構或
体の組立および作業能率の向上を図ることができ、しか
も設置スペースの縮小化を図ることができる核融合装置
用真空容器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） 本発明は上記の目的を達成するため、内部にプラズマを
発生させる核融合装置用真空容器において、トーラス方
向に複数に分割された各真空容器構成体の分割端部に継
手の一方側端部を溶接にて接合すると共に隣接する継手
の他方側端部同志を溶接して全体を一体的に結合し、且
つ各継手の内側を機械的に結合すると共に各継手間に跨
ってカバープレートを溶接により取付けるように構戊し
たものである。

（作　用） このような構或の真空容器にあっては、複数に分割され
た各真空容器構或体にフランジを設けることなく一体的
に結合できるので、全体を各フランジ結合部に要するス
ペースだけ縮小化することができる。また組立作業も各
真空容器構成体の分割端部に継手の一方側端部を外側か
ら溶接するだけで、後は継手の他方側端部同志、各継手
相互間の機械的結合およびカバープレートの取付けは全
て容器内側からの作業により組立られるので、作業性が
よく、しかも各継手相互間に跨ってカバープレートが設
けられることから継手部に荷重が加わっても曲げモーメ
ントの発生を防止することができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例によるトーラス型の真空容器
の一部を切欠して示す外観斜視図である。第１図におい
て、真空容器１１はトーラス方向に２分割された状態で
製作され、現地へ搬入後組立が実施され、継手部１２の
位置で接合される。

第２図は真空容器構成体を接合する継手部分の詳細な構
成例を示すものである。第２図において、２分割された
真空容器構成体１１ａ，ｌｌｂは肉厚の薄い外壁１３と
内壁１４を有し、これら外壁１３および内壁１４間には
ボロイダル方向に冷却媒体を流すための流路を形或する
波板１５が設けられている。このような真空容器構或体
１１ａ，１ｌｂは次のようにして接合される。すなわち
、各真空容器構成体１．１８．１１ｂの分割部相互間に
継手１６．１７を対称的に設ける。この継手１６．１７
は、第３図に示すように基部１６ａ，１７ａに真空容器
構成体１１ａ，ｌｌｂの接合部側に外壁１３と内壁１４
との間隔にほぼ等しい長さの第１の脚部１６ｂ．１７ｂ
と、隣接する継手側に第１の脚部よりも短目の第２の脚
部１６ｃ，１７ｃとが設けられたもので、これら継手１
６．１７に対し容器外側から第１の脚部１６ｂ．１７ｂ
の基部側を外壁１３に溶接により接合する。また、容器
内側から継手１６．１７の第１の脚部１６ｂ，１７ｂの
先端を内壁１４に溶接により接合すると共に基部１６ａ
，１７ａの突合せ部分を溶接により接合する。次に継手
１６．１７の第２の脚部１６ｃ．１７ｃ相互間にスペー
サ１８を介押してボルト１９により両者を機械的に結合
する。さらに、継手１６．１７の第１の脚部１６ｂ．１
７ｂの先端部間にカバープレート２０を配設し、このカ
バープレート２０を第１の脚部１６ｂ，１７ｂに溶接に
より取付ける。

以上は真空容器がトーラス方向に２分割された各真空容
器構成体１１ａ．］．１ｂ相互間を継手１６．１７によ
り接合する場合の構或であるが、各真空容器構成体１１
ａ，ｌｌｂ自体が第２図に示すようにボロイダル方向に
も分割されている場合には次のような構成の継手により
接合される。

第４図は真空容器構成体１１ａ，ｌｌｂがボロイダル方
向に分割された分割部の継手部分の構成例を示すもので
、その分割部相互間は次のようにして接合されている。

すなわち、ボロイダル方向に分割された各分割相互間に
継手２１．２２を対称的に設ける。この継手２１．２２
は第４図に示すように基部２１ａ，２２ａの真空容器構
成体の接合部側に外壁１３側から内壁１４側にやや広が
る角度で傾斜し、且つ貫通穴２１ｃ．２２ｃを有する脚
部２１ｂ，２２ｂを設けたものである。このような継手
２１．２２に対し容器外側から脚部２１１），２２ｂの
基部２１ａ，２２ａ側を外壁１３に溶接により接合し、
また容器内側から脚部２ｌｂ，２２ｂの先端を内壁１４
に溶接により接合すると共に基部２１ａ，２２ａの突合
せ部を溶接により接合する。さらに、継手２１．２２の
脚部２ｌｂ，２２ｂの先端部間に第５図に示すようなｖ
ｃ続体２３を各波板１５を跨ぐように配設すると共にそ
の容器内側面上にカバープレート２４を配設し、このカ
バープレート２４を脚部２ｌｂ，２２ｂに溶接により接
合する。

この場合、ボロイダル方向に分割された真空容器構成体
の分割相互間を継手２１．２２により接合することによ
り、波板１５により形成された流路を流れる冷却媒体は
脚部２１ｂ，２２ｂに設けられた貫通穴２１ｃ，２２ｃ
を通してトーラス方向に流れることになる。また、第５
図に示すような接続体２３が配設されることにより、ボ
ロイダル方向の分割部を接合しても波板１５により形威
される各流路間が仕切られることになる。

このように本実施例では、トーラス方向に２分割された
各真空容器構成体１１ａ，ｌｌｂ相互間に第３図に示す
ような継手１６．１７を対称的に設け、容器外側から継
手１６．１７の第１の脚部１６ｂ，１７ｂの基部１６ａ
，１７ａ側を外壁１３に溶接により接合し、後は容器内
側から第１の脚部１６ｂ，１７ｂの先端と内壁１４、継
手１６，１．７の基部１６ａ，１７ａの突合せ部および
第１の脚部１６ｂ，１．７の先端とその間に設けられた
カバープレー｝２０とをそれぞれ溶接により接合して真
空容器本体を一体的に構或するようにしたので、従来の
ように分割部を結合するだめのフランジが不要になり、
全体をフランジ結合部に要するスペースだけ縮小化する
ことができ、しかも各容器構或体１１ａ．ｌｌｂは容器
内側からの作業により組立てることができるので、時間
および手間を大幅に短縮することができ、作業能率の向
上を図ることができる。また、各真空容器構成体１１ａ
．ｌｌｂに前述したように継手１６，１７の各部を溶接
すれば、溶接量を最小限に抑さえることができ、溶接に
よる熱変形を防止することができる。さらに、各継手相
互間に跨ってカバープレート２０が設けられることから
継手部に荷重が加わっても曲げモーメントの発生を防止
することができ、またボルト、スペーサ等から発生する
アウトが容器内に侵入して真空度を低下させるという心
配がなくなると共に内壁面側をフラットな而となるので
、第一壁等の取付けも容易になる。

なお、上記実施例では継手１６．１７の第２の脚部１６
ｃ，１７Ｃ相互間にスベーサｌ８を介押してボルト１つ
により両者を機械的に結合する場合について述べたが、
第６図および第７図に示すように継手１６，１．７の第
２の脚部１６Ｃ，１７ｃを容器内側に向かって若干広が
る角度で傾斜させておき、その一方の第２の脚部の側面
部にコッタ２５を介挿して接続ビース２６により第２の
脚部１６ｃ，１７ｃを侠持するようにして機械的に結合
させてもよい。

また、上記実施例では真空容器本体を構或する外壁１３
と内壁１４との間に波板１５を挿入して冷却媒体の流路
を形威したが、外壁１３ε内壁１４との間に第６図に示
すように断面矩形状のダクト２７を挿入してもよい。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、トーラス方向に複数
に分割された真空容器横成体をその内外面と同一面状に
して溶接により接合可能な継手により一体的に組立てる
ことができるようにしたので、作業性のよい、しかも設
置スペースの縮小化を図ることができる核融合装置用真
空容器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による核融合装置用真空容器の一夫施例
を一部切欠して示す外観斜視図、第２図は同実施例にお
ける真空容器構成体の継手部分の構成を示す斜視図、第
３図は同実施例におけるトーラス方向分割部の継手部の
詳細な構或を示す断而図、第４図は同実施例におけるボ
ロイダル方向分割部の継手部分の詳細な構或を示す断面
図、第５図は同継手部分に使用される接続体の斜視図図
、第６図は本発明の他の実施例におけるトーラス方向分
割部の継手部の詳細な構成を示す断面図、第７図は第６
図をＡ−Ａ線に沿って矢印方向に見た図、第８図乃至第
１０図は従来のそれぞれ異なる真空容器の構戊例を示す
もので、第８図および第９図は斜視図、第１０図は平面
図である。 １１・・・真空容器本体、ｌｌａ，ｌｌｂ・・・真空容
器構成体、１２・・・継手部、１３・・・外壁、１４・
・・内壁、ｌ５・・・波板、１６．１７，２１．２２・
・・継手、１８・・・スペーサ、１つ・・・ボルト、２
０．２４・・・カバープレート、２３・・・接続体、２
５・・・コッタ、２６・・・接続ビース、２７・・・ダ
クト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部にプラズマを発生させる核融合装置用真空容器にお
   いて、真空容器本体をトーラス方向に複数に分割してな
   る各容器構成体の分割端部に継手の一方側端部を溶接に
   てそれぞれ接合すると共に隣接する継手の他方側端部同
   志を溶接して全体を一体的に結合し、且つ各継手の内側
   を機械的に結合すると共に各継手間に跨ってカバープレ
   ートを溶接により取付けたことを特徴とする核融合装置
   用真空容器。