JPH0352592B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0352592B2 JPH0352592B2 JP53121674A JP12167478A JPH0352592B2 JP H0352592 B2 JPH0352592 B2 JP H0352592B2 JP 53121674 A JP53121674 A JP 53121674A JP 12167478 A JP12167478 A JP 12167478A JP H0352592 B2 JPH0352592 B2 JP H0352592B2
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- JP
- Japan
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- spiral
- vacuum
- vacuum container
- vacuum vessel
- helical
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- Expired - Lifetime
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- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 12
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は核融合装置用らせん状真空容器の製造
方法に係り、特に、内部にプラズマが収納保持さ
れる真空容器がらせん状に形成されるものに好適
な核融合装置用らせん状真空容器の製造方法に関
する。
方法に係り、特に、内部にプラズマが収納保持さ
れる真空容器がらせん状に形成されるものに好適
な核融合装置用らせん状真空容器の製造方法に関
する。
従来の核融合装置におけるらせん状真空容器を
第１図、及び第２図、その製造技術を第３図によ
り説明する。
第１図、及び第２図、その製造技術を第３図によ
り説明する。
第１図には核融合装置用らせん状トーラス形真
空容器の概略構成を示し、１はらせん状トーラス
形の真空容器、２は大半径方向の中心線であり、
真空容器１は、大半径方向の中心線２の回りを、
巻付半径r0で巻付けながらトーラス状に構成され
ている。
空容器の概略構成を示し、１はらせん状トーラス
形の真空容器、２は大半径方向の中心線であり、
真空容器１は、大半径方向の中心線２の回りを、
巻付半径r0で巻付けながらトーラス状に構成され
ている。
このように構成されるらせん状トーラス形の真
空容器１は、たとえば、第３図に示す如く、１本
の直円管１ａを円環状の巻枠３に沿つて加熱しな
がら巻付け、第１図に示すように大半径方向に一
周させるために巻枠３を大半径方向の中心線２に
沿つて移動させ、直円管１ａを更に曲げるという
順序をくり返して製造されていた。
空容器１は、たとえば、第３図に示す如く、１本
の直円管１ａを円環状の巻枠３に沿つて加熱しな
がら巻付け、第１図に示すように大半径方向に一
周させるために巻枠３を大半径方向の中心線２に
沿つて移動させ、直円管１ａを更に曲げるという
順序をくり返して製造されていた。
このらせん状トーラス形の真空容器１に使用さ
れる材質は、真空を保持すると共に、透磁率の小
さいものが要求され、通常、ステンレス鋼が使用
される。この材質を前述のように加熱しながら巻
枠３に沿つて曲げると、曲げる際に曲げ剛性が大
きいために曲げにくく、加工性は非常に悪いもの
となる。また、真空容器１の小径断面は、巻枠３
に接する部分には圧縮力が、反対側には引張力が
生ずるため、小径断面の中心は巻枠３側に偏心し
てしまい、その形状は惰円となる。こういつた現
象に伴い、真空容器１の管厚ｔは、厚い部分と薄
い部分が生じ不均一となる。これらの現象、すな
わち、小径断面が真円形にならないことや、管厚
ｔの不均一性は、真空容器１内にプラズマを保持
する際、効果的ならせん状トーラス形の真空容器
１を提供できないことを意味する。また、巻枠３
の小半径r′が真空容器１の外半径r1よりも小さい
場合には、巻枠３の剛性が該真空容器１の剛性よ
りも小さくなり、加工が不可能になる場合も生
じ、製作可能な真空容器の形状が制限されるなど
の欠点がある。
れる材質は、真空を保持すると共に、透磁率の小
さいものが要求され、通常、ステンレス鋼が使用
される。この材質を前述のように加熱しながら巻
枠３に沿つて曲げると、曲げる際に曲げ剛性が大
きいために曲げにくく、加工性は非常に悪いもの
となる。また、真空容器１の小径断面は、巻枠３
に接する部分には圧縮力が、反対側には引張力が
生ずるため、小径断面の中心は巻枠３側に偏心し
てしまい、その形状は惰円となる。こういつた現
象に伴い、真空容器１の管厚ｔは、厚い部分と薄
い部分が生じ不均一となる。これらの現象、すな
わち、小径断面が真円形にならないことや、管厚
ｔの不均一性は、真空容器１内にプラズマを保持
する際、効果的ならせん状トーラス形の真空容器
１を提供できないことを意味する。また、巻枠３
の小半径r′が真空容器１の外半径r1よりも小さい
場合には、巻枠３の剛性が該真空容器１の剛性よ
りも小さくなり、加工が不可能になる場合も生
じ、製作可能な真空容器の形状が制限されるなど
の欠点がある。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、真空容器の小径断面形状が
真円形で、しかも、管厚が均一となり、従来技術
の持つ製造可能な真空容器の形状が制限されると
いう欠点を解消し、寸法精度良好な核融合装置用
らせん状真空容器の製造方法を提供するにある。
目的とするところは、真空容器の小径断面形状が
真円形で、しかも、管厚が均一となり、従来技術
の持つ製造可能な真空容器の形状が制限されると
いう欠点を解消し、寸法精度良好な核融合装置用
らせん状真空容器の製造方法を提供するにある。
本発明は管厚が均一で、小径断面が真円形であ
ると共に、らせん状真空容器のらせん仕様から決
定される曲率半径、角度、及び真空容器の断面直
径を有する円弧管を、真空容器のらせん仕様によ
り決定される回転角に従つて順次ずらして所定数
接続して部分真空容器を形成し、この部分真空容
器を所定数順次接続して連続したらせん状で、か
つ、トーラス形状に形成すると共に、らせん状に
形成された真空容器を、プレス方向から見たとき
にできる真空容器の外形線を分割面とする上型と
下型とから成り、これら分割面は曲面を成してい
ると共に、前記らせん状真空容器を保持して直接
プレスするらせん状の溝を有している押し型を用
いてプレスし、前記円弧管を順次ずらして接続し
た場合の巻付中心が、トーラス形真空容器の大半
径方向に滑らかな円となるよう修正することによ
り、所期の目的を達成するようになしたものであ
る。
ると共に、らせん状真空容器のらせん仕様から決
定される曲率半径、角度、及び真空容器の断面直
径を有する円弧管を、真空容器のらせん仕様によ
り決定される回転角に従つて順次ずらして所定数
接続して部分真空容器を形成し、この部分真空容
器を所定数順次接続して連続したらせん状で、か
つ、トーラス形状に形成すると共に、らせん状に
形成された真空容器を、プレス方向から見たとき
にできる真空容器の外形線を分割面とする上型と
下型とから成り、これら分割面は曲面を成してい
ると共に、前記らせん状真空容器を保持して直接
プレスするらせん状の溝を有している押し型を用
いてプレスし、前記円弧管を順次ずらして接続し
た場合の巻付中心が、トーラス形真空容器の大半
径方向に滑らかな円となるよう修正することによ
り、所期の目的を達成するようになしたものであ
る。
以下、図面の実施例に基ずいて本発明を説明す
る。
る。
第４図に本発明はの一実施例を示す。該図の如
く、本実施例のらせん状トーラス形真空容器は、
らせん状真空容器のらせん状仕様から決定される
曲率半径、角度、及び真空容器の断面直径を有す
る同一形状の複数の円弧管４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅを、真空容器１のらせん仕様（第１図に
おける直角座標Ｘ，Ｙ，Ｚにおいて、らせんの仕
様を表す座標計算式は次のように表せる。
く、本実施例のらせん状トーラス形真空容器は、
らせん状真空容器のらせん状仕様から決定される
曲率半径、角度、及び真空容器の断面直径を有す
る同一形状の複数の円弧管４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅを、真空容器１のらせん仕様（第１図に
おける直角座標Ｘ，Ｙ，Ｚにおいて、らせんの仕
様を表す座標計算式は次のように表せる。
Ｘ＝（Ｒ＋r0cosω0）cosψ
Ｙ＝（Ｒ＋r0cosω0）sinψ
Ｚ＝r0sinω0
ただし、Ｒ：大半径、r0：巻付半径、ｎ：周期
数、ψ：大半径方向角度、ω0：巻付角度）によ
り決定される回転角に従つて順次ずらして接続し
て部分真空容器を形成し、この部分真空容器を所
定数順次接続して連続したらせん状で、かつ、ト
ーラス形に製作される。即ち、第４図に示す如
く、４ａの円弧管を最初の円弧管とすると、これ
に接続される円弧管４ｂは、第５図に示す如く、
円弧管４ａに対してδの角度だけずらして接続
し、以下同様に円弧管４ｃ，４ｄ，４ｅと順次接
続して１つの部分真空容器を製作する。（上記の
角度δは、１ピツチ間にｎ個のエルボを使用する
場合、δ＝360／ｎで表される。）そして、この部
分真空容器を所定数順次接続することにより、連
続したらせん状で、かつ、トーラス形状のらせん
状トーラス形真空容器が製造される。
数、ψ：大半径方向角度、ω0：巻付角度）によ
り決定される回転角に従つて順次ずらして接続し
て部分真空容器を形成し、この部分真空容器を所
定数順次接続して連続したらせん状で、かつ、ト
ーラス形に製作される。即ち、第４図に示す如
く、４ａの円弧管を最初の円弧管とすると、これ
に接続される円弧管４ｂは、第５図に示す如く、
円弧管４ａに対してδの角度だけずらして接続
し、以下同様に円弧管４ｃ，４ｄ，４ｅと順次接
続して１つの部分真空容器を製作する。（上記の
角度δは、１ピツチ間にｎ個のエルボを使用する
場合、δ＝360／ｎで表される。）そして、この部
分真空容器を所定数順次接続することにより、連
続したらせん状で、かつ、トーラス形状のらせん
状トーラス形真空容器が製造される。
このような本実施例の製造方法によれば、従来
技術の持つ真空容器１の管厚ｔの不均一性や小径
断面の偏心に対する問題は、管厚ｔが均一で、小
径断面が真円形である円弧管を使用し、しかも、
その製作により、曲げ加工が必要でなくなり、特
別な力が付与されず、管厚ｔ、真円形が保たれる
ことにより解決することが可能となる。
技術の持つ真空容器１の管厚ｔの不均一性や小径
断面の偏心に対する問題は、管厚ｔが均一で、小
径断面が真円形である円弧管を使用し、しかも、
その製作により、曲げ加工が必要でなくなり、特
別な力が付与されず、管厚ｔ、真円形が保たれる
ことにより解決することが可能となる。
また、第６図は、前述の方法により、あらかじ
めらせん状に形成した真空容器６において、高精
度な寸法を得るための三次元押し型７を用いて修
正している状態を示すものである。つまり、第４
図に示すように、円弧管４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅを真空容器のらせん仕様により決定され
る回転角に従つて順次ずらして接続していつた場
合の巻付中心２ａは、直線となる。たとえば、
45゜の円弧管を使用して、らせん状真空容器を製
作しようとした場合、円弧管の曲率半径の中心点
は、第７図の直線の中心線上に存在する。そこ
で、これを第１図に示すような大半径方向に閉じ
た構造、すなわち360°閉じた場合トーラスの中心
は、第８図のように閉じた多角形となる。
めらせん状に形成した真空容器６において、高精
度な寸法を得るための三次元押し型７を用いて修
正している状態を示すものである。つまり、第４
図に示すように、円弧管４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅを真空容器のらせん仕様により決定され
る回転角に従つて順次ずらして接続していつた場
合の巻付中心２ａは、直線となる。たとえば、
45゜の円弧管を使用して、らせん状真空容器を製
作しようとした場合、円弧管の曲率半径の中心点
は、第７図の直線の中心線上に存在する。そこ
で、これを第１図に示すような大半径方向に閉じ
た構造、すなわち360°閉じた場合トーラスの中心
は、第８図のように閉じた多角形となる。
また、複数の円弧管を接続する方法として、一
般には溶接が用いられているが、その溶接による
熱変形が必ず伴う。そこで、多角形で構成される
中心線を、大半径方向に滑らかな円になるよう、
あるいは溶接時の熱変形を修正するため、上記三
次元押し型７を用いて円弧管をプレスして修正す
る必要がある。
般には溶接が用いられているが、その溶接による
熱変形が必ず伴う。そこで、多角形で構成される
中心線を、大半径方向に滑らかな円になるよう、
あるいは溶接時の熱変形を修正するため、上記三
次元押し型７を用いて円弧管をプレスして修正す
る必要がある。
この三次元押し型７は、第９図において、真空
容器１を三次元押し型７によりプレスする際、プ
レスする方向は、紙面に対し垂直方向であるとし
た場合、そのプレスする方向から見たときにでき
る真空容器１の外形線を１０ａ，１０ｂとし、こ
の外形線１０ａ，１０ｂを側面から見た場合、第
１０図に示すように、符合が同じく１０ａ，１０
ｂの曲線となる。プレスの型は、型を分割する面
が平面で構成されるのが一般的であるが、本真空
容器１のようにらせん構造である場合は、分割面
を平面にすると真空容器１と押し型が互いに幾何
学的に干渉しあい、プレスすることはできなくな
る。この幾何学的な干渉を避けるためには、第９
図、及び第１０図に示す真空容器１の外形線１０
ａ，１０ｂでその分割面を形成すれば良い。ま
た、真空容器１を直接プレスする押し型の溝９
は、真空容器１の外周面の理論値で構成する。
容器１を三次元押し型７によりプレスする際、プ
レスする方向は、紙面に対し垂直方向であるとし
た場合、そのプレスする方向から見たときにでき
る真空容器１の外形線を１０ａ，１０ｂとし、こ
の外形線１０ａ，１０ｂを側面から見た場合、第
１０図に示すように、符合が同じく１０ａ，１０
ｂの曲線となる。プレスの型は、型を分割する面
が平面で構成されるのが一般的であるが、本真空
容器１のようにらせん構造である場合は、分割面
を平面にすると真空容器１と押し型が互いに幾何
学的に干渉しあい、プレスすることはできなくな
る。この幾何学的な干渉を避けるためには、第９
図、及び第１０図に示す真空容器１の外形線１０
ａ，１０ｂでその分割面を形成すれば良い。ま
た、真空容器１を直接プレスする押し型の溝９
は、真空容器１の外周面の理論値で構成する。
以上のようにして製造された三次元押し型７
は、第６図に示すように、真空容器６をプレスし
た際、上型と下型とは分割面８において、互いに
密着し、真空容器を修正するための溝９はらせん
状となり、三次元押し型として十分に用は足り
る。第１１図は、三次元押し型７の下型の概略図
であり、真空容器１の外形線１０ａ，１０ｂで構
成された分割面８は、図のように曲面となり、し
かも、溝９を境にして２面とも異なつた曲面とな
る。
は、第６図に示すように、真空容器６をプレスし
た際、上型と下型とは分割面８において、互いに
密着し、真空容器を修正するための溝９はらせん
状となり、三次元押し型として十分に用は足り
る。第１１図は、三次元押し型７の下型の概略図
であり、真空容器１の外形線１０ａ，１０ｂで構
成された分割面８は、図のように曲面となり、し
かも、溝９を境にして２面とも異なつた曲面とな
る。
このような本実施例によれば、真空容器１を前
述のような管厚ｔの不均一性や小径断面の偏心、
溶接時による熱変形をなくすことが可能となり、
大半径方向２に閉じた滑らかならせん状トーラス
形真空容器を得ることが可能になり、ひいては、
電磁力や真空力などの外部の力にも十分に耐え、
良好なプラズマの生成を行うことができる核融合
装置を得ることができる効果がある。
述のような管厚ｔの不均一性や小径断面の偏心、
溶接時による熱変形をなくすことが可能となり、
大半径方向２に閉じた滑らかならせん状トーラス
形真空容器を得ることが可能になり、ひいては、
電磁力や真空力などの外部の力にも十分に耐え、
良好なプラズマの生成を行うことができる核融合
装置を得ることができる効果がある。
以上説明した本発明の核融合装置用らせん状真
空容器の製造方法によれば、管厚が均一で、小径
断面が真円形であると共に、らせん状真空容器の
らせん仕様から決定される曲率半径、角度、及び
真空容器の断面直径を有する同一形状の円弧管
を、真空容器のらせん仕様により決定される回転
角に従つて順次ずらして所定数接続して部分真空
容器を形成し、この部分真空容器を所定数順次接
続して連続したらせん状で、かつ、トーラス形状
に形成すると共に、らせん状に形成された真空容
器を、プレス方向から見たときにできる真空容器
の外形線を分割面とする上型と下型とからなり、
これら分割面は曲面をなしていると共に、前記ら
せん状真空容器を保持した直接プレスするらせん
状の溝を有している押し型を用いてプレスし、前
記円弧管を順次ずらして接続した場合の巻付中心
が、トーラス形真空容器の大半径方向に滑らかな
円となるよう修正したものであるから、製作する
際に真空容器の変形がなくなり小径断面形状が真
円形で、しかも、管厚が均一の状態が保たれるた
め、従来技術の持つ製造可能な真空容器の形状が
制限されるという欠点を解消し、寸法精度良好な
核融合装置用らせん状真空容器を得ることができ
る。
空容器の製造方法によれば、管厚が均一で、小径
断面が真円形であると共に、らせん状真空容器の
らせん仕様から決定される曲率半径、角度、及び
真空容器の断面直径を有する同一形状の円弧管
を、真空容器のらせん仕様により決定される回転
角に従つて順次ずらして所定数接続して部分真空
容器を形成し、この部分真空容器を所定数順次接
続して連続したらせん状で、かつ、トーラス形状
に形成すると共に、らせん状に形成された真空容
器を、プレス方向から見たときにできる真空容器
の外形線を分割面とする上型と下型とからなり、
これら分割面は曲面をなしていると共に、前記ら
せん状真空容器を保持した直接プレスするらせん
状の溝を有している押し型を用いてプレスし、前
記円弧管を順次ずらして接続した場合の巻付中心
が、トーラス形真空容器の大半径方向に滑らかな
円となるよう修正したものであるから、製作する
際に真空容器の変形がなくなり小径断面形状が真
円形で、しかも、管厚が均一の状態が保たれるた
め、従来技術の持つ製造可能な真空容器の形状が
制限されるという欠点を解消し、寸法精度良好な
核融合装置用らせん状真空容器を得ることができ
る。
第１図は一般的な核融合装置用らせん状真空容
器の概略を示す平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ
断面図、第３図は従来の製造技術により製作され
たらせん状真空容器を示す部分斜視図、第４図は
本発明の一実施例の製造技術により製作されるら
せん状真空容器を示す部分斜視図、第５図は隣接
する円弧管のずれの状態を説明するための図、第
６図はらせん状真空容器を三次元押し型でプルス
する状態を示す斜視図、第７図は45゜の円弧管を
使用してらせん状真空容器を製作しようとした場
合の円弧管の曲率半径の中心点の位置を示す図、
第８図は第７図のものを360゜閉じたトーラス中心
の位置を示す図、第９図は本発明のらせん状真空
容器の１ピツチ分を示す平面図、第１０図は第９
図の側面図、第１１図は三次元押し型の下型の一
例を示す斜視図である。 ４…円弧管、５…エルボ接合面、６…らせん状
真空容器、７…三次元押し型、８…三次元押し型
の分割面、９…三次元押し型の溝、１０ａ，１０
ｂ…らせん状トーラス形真空容器の外形線。
器の概略を示す平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ
断面図、第３図は従来の製造技術により製作され
たらせん状真空容器を示す部分斜視図、第４図は
本発明の一実施例の製造技術により製作されるら
せん状真空容器を示す部分斜視図、第５図は隣接
する円弧管のずれの状態を説明するための図、第
６図はらせん状真空容器を三次元押し型でプルス
する状態を示す斜視図、第７図は45゜の円弧管を
使用してらせん状真空容器を製作しようとした場
合の円弧管の曲率半径の中心点の位置を示す図、
第８図は第７図のものを360゜閉じたトーラス中心
の位置を示す図、第９図は本発明のらせん状真空
容器の１ピツチ分を示す平面図、第１０図は第９
図の側面図、第１１図は三次元押し型の下型の一
例を示す斜視図である。 ４…円弧管、５…エルボ接合面、６…らせん状
真空容器、７…三次元押し型、８…三次元押し型
の分割面、９…三次元押し型の溝、１０ａ，１０
ｂ…らせん状トーラス形真空容器の外形線。
Claims (1)
- １ 管厚が均一で、小径断面が真円形であると共
に、らせん状真空容器のらせん仕様から決定され
る曲率半径、角度、及び真空容器の断面直径を有
する同一形状の円弧管を、真空容器のらせん仕様
により決定される回転角に従つて順次ずらして所
定数接続して部分真空容器を形成し、この部分真
空容器を所定数順次接続して連続したらせん状
で、かつ、トーラス形状に形成すると共に、らせ
ん状に形成された真空容器を、プレス方向から見
たときにできる真空容器の外形線を分割面とする
上型と下型とから成り、これら分割面は曲面を成
していると共に、前記らせん状真空容器を保持し
て直接プレスするらせん状の溝を有している押し
型を用いてプレスし、前記円弧管を順次ずらして
接続した場合の巻付中心が、トーラス形真空容器
の大半径方向に滑らかな円となるよう修正するこ
とを特徴とする核融合装置用らせん状真空容器の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12167478A JPS5548686A (en) | 1978-10-02 | 1978-10-02 | Spiral torus type vacuum vessel for nuclear fusion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12167478A JPS5548686A (en) | 1978-10-02 | 1978-10-02 | Spiral torus type vacuum vessel for nuclear fusion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5548686A JPS5548686A (en) | 1980-04-07 |
| JPH0352592B2 true JPH0352592B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=14817072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12167478A Granted JPS5548686A (en) | 1978-10-02 | 1978-10-02 | Spiral torus type vacuum vessel for nuclear fusion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5548686A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57122107U (ja) * | 1981-01-23 | 1982-07-29 |
-
1978
- 1978-10-02 JP JP12167478A patent/JPS5548686A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5548686A (en) | 1980-04-07 |
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