JPS588336Y2 - 高速回転胴 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はウランの成分を分離精製するために使用される
高速回転胴の改良に関するものである。

近年ウラン２３５とウラン２３Ｂを分離精製するために
高速遠心による方法がとられているが、高速回転を行う
場合には回転体は固有振動数を十分に外れた回転数で運
転することが車重しいことは云うまでもない。

例えば第１図に示すように炭素繊維強化プラスチック（
ＣＦＲＰ ）で成形した円筒２の直径が２００ ｔｒｒ
ｍｚ長さが６５０ ＷａｒＬ−、厚さが２咽であって、
円筒２０両端には補強リング３が嵌着した回転体１０１
次固有振動数は約１２００ヘルツである従って安全性を
考慮して毎秒８００回転以下で使用している。

このような回転体１の複数個を各々駆動装置（図示せず
）に塔載して回転するとともに内部に気化したウラン原
料を通しながら、順次分離精製するのであるが、分離精
製の効率や設備に要する負担が大きい欠点があった。

一方、回転体１を長くすることによって分離精製の能力
が向上し、かつ、設備に要する負担を少なくする利点が
あるものの、製造面の制約があって、長い回転体を製造
することは困難であった。

そこで、第２図に示すように、例えば２つの回転体１を
円周断面が−・ット型をした薄肉金属板からなる連結部
材４で連結することがある。

この連結部材４は例えばマレージング鋼のような高強度
、高弾性を有する材料で、肉厚は０．３〜０．５一度の
ものが用いられている。

このような回転体１を連結した回転胴を高速で回転する
と、円筒２の周速は通常６５０ ｍ／ｓｅｃ ｔで耐え
られるが、連結部材４は４５０ ”／ｓｅｅ ｉでと制
約されるため、回転速度が連結部材４の周速に制約され
る欠点があった。

又連結部材４の外周面に同じようなあるいは他の金属材
料で補強したとしても、周速の２乗に比例する大きな遠
心力が作用するため、制約される周速は高く出来ない欠
点があった。

本考案の高速回転胴はかかる欠点を解消する目的にて、
複数個の回転体を連結する連結部材の外周に比強度の大
きい補強材を嵌着することによって連結部材の周速を回
転体と同じにするとともに、あわせて固有振動数を下げ
ることによって定常回転に至る壕での加速時中での共振
時間を少くし、かつ定常運転時での回転が高次の固有振
動数の間に設ける己とによってより安全な分離精製がで
きるようにしたものである。

本考案の高速回転胴の実施例を図面にもとづいて説明す
る。

本考案の高速回転胴は第３図に示すように２つの回転体
１を連結する連結部材４を円周断面がπ字型をなし、そ
の外周面には例えば炭素繊維強化プラスチックを綾巻き
して、円筒状に成形した補強材５が嵌着している。

連結部材４は第２図で示したように、例えばマレージン
グ鋼のような高強度高弾性を有する材料で、肉厚は０．
３〜０．５ｍｍ１度のものを用いているが、外周面に比
強度の大きい補強材５を嵌着しており、その限界周速は
回転体１を限界周速と同じになっている。

なお補強材５を連結部材４に嵌着する場合には連結部材
４を例えば液体窒素につげて冷した後、補強材５をはめ
るようにしたいわゆる冷しばめをしたものである。

このように高速回転胴は２個以上の回転体１を同心軸上
に連結したものであるが、高速回転胴を駆動するための
例えばモータは消費電力を出来るだけ少なくした小型モ
ータを使用しているため、回転開始から定常回転に至る
までの加速に要する時間が数時間に及んでいる。

そこで本考案の高速回転胴では回転軸方向に回転体１０
両端及び連結部材４０両端にそれぞれ荷重をかげて発生
する変位が一定にした場合に、回転体１及び連結部材４
のそれぞれの荷重をＦ及びｆとすると になるように、連結部材４のπ字型の水平面４Ｈ垂直面
４■、材質、肉厚等が適宜選択しているものである。

これによって高速回転胴の１次固有振動数（又は１次共
振点）は毎秒１０回転以下になり、高速回転胴の回転を
加速してゆくと、いわゆる立上り部分に１次共振点があ
るから、１次共振点の回転数を通過する時間は極めて短
時間である。

又、２次、３次等の高次固有振動数（又は高次共振点）
における振巾は高次になるに従って急激に小さくなる。

高速回転胴の定常回転数をこれらの共振点の中間におい
ているから、極めて安全である。

なおｆ／Ｆ〈１／１０の場合には１次共振点が定常回転
数に近ずくとともに、高速回転胴の回転が定常回転数に
近ずくにつれて加速の割合が低くなるから、必然的に１
次共振点を通過する時間が長くなり、高速回転胴が破損
する恐れがあるからである０又）ｆ／Ｆ）１／１０，０
００の場合には接続部材がたわみやすいことであるから
、高速回転胴の軸受距離の変化が大きくなり、実用上取
付が困難になるからである。

こうして第４図に示すように共振点において回転軸の微
小角θが発生したとしても、微小角θは数分〜十数弁と
大変小さいものであるから、部材４の水平面４Ｈがたわ
むことによって２つの回転体の正常な状態からの変位を
吸収することができる。

又、共振点における時間は比較的短いものであるから、
いわゆる疲労によって部材４が破損するようなことはな
い。

連結部材４のπ字型とは、第３図に示す如く、連結部材
の外周面が、側面より両側につきでて広くなっている形
状であり、π字型にすると、連結部材の巾すなわち、連
結する回転胴の連結間隔をせｌくとることができ、又、
補強材を多く設けることが出来る利点がある。

すなわち、−・ット型にした場合には、巾を広くとれば
、補強材を多く設けることは出来るが、その部分の内径
が増大し、内径が増大した部分は、他の部分とくらべて
、遠心力が犬となり、その結果圧力が増大し、その部分
でウラン固化が起る可能性が高くなるという欠点を有す
る。

円周接線型にした場合は、補強材を多く設けることが出
来ない欠点がある。

それに対して、π字型にすると、連結部材の巾すなわち
、連結する回転胴の連結間隔をせ曾＜シても、補強材を
多く設けることが出来、ウラン固化の可能性を最小限に
して、補強を充分行うことが出来、さらに、π字型にし
た場合には、補強材を設けた反対側の隙間を利用して、
銅箔等のバランス修正用部材を貼付けることが出来ると
いう利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転体を示す断面図、第２図は２つの回
転体を連結した高速回転胴の断面図、第３図は本考案の
実施例における２つの回転体を連結する連結部材を用い
た高速回転胴の断面図、第４図は共振点における高速回
転胴の断面図、図中使用する番号は共通して使用するも
ので、１は回転体、２は円筒、３は補強リング、４は接
続部材、５は補強材を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高速回転に使用する複数個の炭素繊維強化プラスチック
   からなる円筒に比強度の大きな補強材が嵌着した薄肉金
   属材料からなる連結部材で同心軸上に連結してなり該連
   結部材は円周での断面がπ字型をなし、補強部材が溝の
   外周面に嵌着したことを特徴とする高速回転ＪＲ。