JPS6012597B2 - 核融合装置 - Google Patents

核融合装置

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JPS6012597B2
JPS6012597B2 JP55082935A JP8293580A JPS6012597B2 JP S6012597 B2 JPS6012597 B2 JP S6012597B2 JP 55082935 A JP55082935 A JP 55082935A JP 8293580 A JP8293580 A JP 8293580A JP S6012597 B2 JPS6012597 B2 JP S6012597B2
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JP
Japan
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vacuum vessel
fusion device
vacuum
support
nuclear fusion
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JP55082935A
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English (en)
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JPS578483A (en
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和 鈴木
宏 橋本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Plasma Technology (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は核融合装置に係り、特に内部にプラズマを収納
しているドーナツ状真空容器を支持脚を介してベース上
に支持してなる核融合装置に関する。 一般に核融合装置は、ドーナツ状をなした真空容器に、
該真空容器を取り囲むようトロイダルコイルが放射状に
配置され、このトロイダルコィルが形成する磁界により
真空容器内プラズマを保持するように成している。 核融合装置の千隣略緩成を第1図、及び第2図を用いて
説明する。 該図において、1はドーナツ状の真空容器で厚肉部la
とべローズ部lbをトーラス方向に交互に組合せて形成
され、その内部にプラズマ2を収納している。 3は真空容器1を取り囲むように、しかも、トーラス方
向に所定間隔をもって複数個配置されたトロイダルコィ
ルで、プラズマ2を真空容器1内に閉じ込めるための磁
場を発生している。 4はプラズマ2を安定化させるためのポロィダルコィル
で、真空容器1に沿ってトーラス方向に配置されている
。 5及び6は真空容器1、及びトロイダルコィル3の上下
をそれぞれ支持する上ベース、及び下ベースで、トロイ
ダルコイル3は架台7a,7bを介して「真空容器1は
支持脚8a,8bを介してそれぞれ上下ベース5,6に
支持される。 尚、9は鉄心である。このように構成される核融合装置
において、特にその真空容器1にプラズマ2の二次回路
として流れる電流と、これを取り巻く各種磁界との相互
作用によるトーラス内向きの力FN,、及びトーラス外
向きの力FMo等の電磁力、あるいは真空容器1内が真
空であるために大気から受ける力の合成力としてトーラ
ス内向きに真空力Fvとして働く水平方向力が加わった
り、プラズマ2から受ける熱、または、ベーキング熱を
受け膨張しようとする力が働く。 これらの荷重を支持するために真空容器1は、第1図、
第2図に示すように下部ベース6及び上部ベース5との
間に下部支持脚8b及び上部支持胸8aを設け、これら
を介して夫々ベース5,6に固定し、前記の各種の力を
支持している。 こころで近年、核融合装置の進歩が著しく、これに伴な
し、装置も大形化の一途をたどっている。このため、従
釆あまり問題とならなかった装置の構成に関して大形装
置特有の問題が現われつつある8例えば、装置構造物に
加わる各種の荷重によって生ずる変位、及び応力が装置
の大形化と共に増大し全体の機能や構成に対し大きな影
響を与えるようになって来た。このような背景に於て、
巨大な電磁力、真空力等を受けた時の真空容器1の拳動
について第3図〜第5図で説明する。つまり、第3図は
「正常な位置に真空容器1があり「そのほぼ中心に、プ
ラズマ2が灯される場合を示し「第4図は巨大な内向き
の力F,によって前記第2図支持脚8a,8bが変形を
受け真空容器1(中心○)が1′(中心○′)の位置に
変位した場合を示す。この場合でも、プラズマ2は元の
真空容器1(中心○)の位置に灯される。(その原理の
説明は省略する。)しかしながらト真空容器1が変位す
るとト−ラス外周側のプラズマ2と移動した真空容器1
′とがKo部に於て接触「又は干渉するため、プラズマ
2の消滅やプラズマ2の縮小が生じたり〜高温のプラズ
マ2が直接真空容器亀′と干渉してしまう。 このために真空容器1′壁が熔損し真空破壊を起し、プ
ラズマ2の形成すら不能にする等の重大なトラブルを招
いてしまう恐れがある。第5図は力が外向きの力Foに
よって真空容器1が1″へ変位した場合を示しし第4図
に於て説明したものと同様の事態が発生する。このよう
に大形装置に於ける真空容器1の変位、及び応力、真空
容器支持脚の変形、及び応力を如何に小さく押えるか、
つまり、真空容器自体の強化、真空容器支持脚の強化を
如何に成すかが重要な課題となっている。本発明は上述
の点に鑑み成されたもので、その目的とするところは「
装置が大形化したものであっても水平方向に加わる力を
充分支持することのできる核融合装置を提供するにある
。本発明は真空容器のトーラス方向に沿って配置される
と共にへ該真空容器の厚肉部に支持されてほぼリング状
に形成され「該真空容器に働く水平方向力を支持する支
持部材を設けることにより初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づいて本発明を詳細に説明する。
尚、符号は従来と同一のものは同符号を使用する。第6
図〜及び第7図に本発明の一実施例を示す。 その概略構成は従釆のものとほとんど同一のためここで
の詳細説明は省略する。該図に示す本実施例の核融合装
置では、真空容器1の内周側上方に沿って円筒状の支持
リング(支持部材)10を配置し「真空容器1の厚肉部
laに設けた突起11で支持するようにしている。 この詳細を第8図、及び第9図に示す。第8図は第6図
のイ部拡大図で、第9図はその周辺の平面図である。図
の如く「突起11は真空容器1を形成する各厚肉部la
に設けられ、この突起11に電気、及び熱を断つ絶縁板
12を介し、連結金具13、連結用絶縁ボルト14を用
いて支持リング10を連結している。そして、この支持
リングー0Gま通常トーラス方向に複数分割されたもの
を用、組立作業時に支持リング10の分割部の接続フラ
ンジー5a,15bを設け、相隣接する支持リング10
同志を接続フランジー5a,15b間にトーラス方向の
電気絶縁を行う絶縁板16を介在させ接続用絶縁ボルト
17、及びナット18を用いて接続するもので〜支持リ
ング1川ま最終的な接続が完了した時点で一体に連結し
円筒形をなし突起11に固定されている。このように本
実施例では、真空容器1の内周側に沿って支持リング1
0を設置しているからト真空容器1のトーラス内向きに
水平方向電磁力FN,、及び水平方向真空力Fvが働い
ても、これらを支持リング!0で十分に保持することが
できるものである。 これを第7図を用いて更に詳細に説明すると、真空容器
1にトーラス内、外向き電磁力FM,,FM○、及び真
空力Fvが働いた時は実際には支持脚8a,8bの反力
RB,,RB2,RB3,RB4と支持脚8a,8bの
踏張り‘こよって耐えるものである。即ち、真空容器1
に電磁力FN,?FMoが働いた場合、厚肉部相互間に
はべローズが形成されているため、真空容器1はこれら
の力に耐えられず内側に倒れ込むように動く。これを支
える力として支持リング10の反力Rs、及び支持脚8
a,8bの反力RB,,RB2,RB3,RB4が発生
する。これらの力関係は次式で表すことができる。
【1
} 支持脚8a,8bに生ずる敷断応力(7i)はすi
KR81,RB2,RB3? RB4はFV+FMI−
RS {2} 真空容器1、又は支持脚8a,8bに生ずる曲
応力(りi)はび・戊(FV十FM,一R3)XH (ただし「 H‘ま上下支持脚間の距離)劉 真空容器
1の変移量(6i)は 8iは(Fv十F肌−Rs)x押 貝0ち、〜このような力関係により支持リング10の発
生し得る反力Rsの大きさを増大させることにより、真
空容器1、及び支持脚8a,8bに生ずる応力ヶi,。 iを極小に押えられるばかりでなく、真空容器1の変移
量(6i)を極小に押えられるもので「支持リング10
を真空容器】に働く総合力の中心近辺に設置すれば最大
の効果が得られることは容易に理解出来る。例え、外向
きの電磁力FNo(第7図中、点線矢印で示す)が働い
ても有効に支持が可能であることは勿論である。 以上のように構成することによって、真空容器9の変移
量を極小に押え、又、真空容器1、及び支持胸8aj
8bの応力を極4・に押えることが出来るため、前記し
た重大トラブルを防止し、真空容器青も及び支持脚8a
,8bの安全性を大幅に向上させ得るものである。 第10図に本発明の他の実施例を示す。 該図に示す実施例は支持リング10を真空容器1のトー
ラス外周に設けたものである。他の構造は上述の実施例
と全く同様であり、その効果も上述の実施例と変わると
ころはない。第11図には支持部材の他の例を示す。 該図に示す支持部材は、分割された複数の断面四角形状
の部材IQaを上述と同様の方式で固定、及び接続し、
接続完了時には多角形状の支持部材を構成するもので、
このような支持部材であってもその効果は上述と同機で
ある。以上説明した本発明の核融合装置によれば、真空
容器のトーラス方向に沿って配置されると共に、該真空
容器の厚肉部に支持されてほぼリング状に形成され、該
真空容器の働く水平方向力を支持する支持部材を設けた
ものであるから、真空容器は水平方向に電磁力、及び真
空力等が働いてもこの支持部材で十分に保持することが
できるため、強度的な心配はなく核融合装置に採用する
場合には非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の核融合装置を上ベースを省略し、一部断
面して示す平面図、第2図はそのA−A断面図、第3図
、第4図、及び第5図は真空容器の変位状態を示し、第
3図は正常位置の図、第4図は内側に変位した状態の図
、第5図は外側に変位した状態の図、第6図は本発明の
核融合装置の一実施例を一部断面して示す平面図、第7
図はその8−B断面図、第8図は第7図のイ部拡大図、
第9図は第8図周辺の平面図、第10図は本発明の核融
合装置の他の実施例を示し、第7図に相当する図、第1
1図は支持部村の他の実施例を示し「第9図に相当する
図である。 1・・・・・・真空容器「 la・・・・・・厚肉部、
lb・・・・・・ベローズ部、2……プラズマ、3…・
・・トロイダルコイル、4…・・・ポロイダルコイル、
5・・・・・・上ベース、6…・・・下ベース、8a,
8b・・…・支持脚、9・・.・・・鉄心、10・・・
・・・支持リング、竃1・・・・・・真空容器突起、1
2,16・・・・・・絶縁板、13・・・・・・連結金
具「 14…・・・連結用絶縁ボルト、15a,15b
・・…・接続フランジ、17・…・・後続用絶縁ボルト
、18……ナット。 弟i図 第2図 弟ぅ図 茅ム図 努づ図 誇る図 第7図 第2図 第2図 幕の図 舞〃図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内部にプラズマを収納し、かつ、トーラス方向に厚
    肉部とベローズ部を交互に配置して形成されるドーナツ
    状の真空容器と、該真空容器を取り囲み、かつ、トーラ
    ス方向に所定間隔をもって複数個配置されたトロイダル
    コイルと、該トロイダルコイルを上下より支持する上・
    下のベースと、該ベースに前記真空容器を支持する支持
    脚とを備えた核融合装置において、前記真空容器のトー
    ラス方向に沿って配置されると共に、該真空容器の厚肉
    部の支持されてほぼリング状に形成され真空容器に働く
    水平方向力を支持する支持部材を備えていることを特徴
    とする核融合装置。 2 前記真空容器の厚肉部内周側に突起を設け、該突起
    に前記支持部材を絶縁物を介して固定したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の核融合装置。 3 前記真空容器の厚肉部外周側に突起を設け、該突起
    に前記支持部材を絶縁物を介して固定したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の核融合装置。 4 前記支持部材はトーラス方向に複数分割したものを
    前記真空容器に沿って配置され、かつ、相隣接する支持
    部材分割部間に絶縁物を介在させて接続し該真空容器と
    同芯状にほぼリング状に一体形成されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項、第2項、または第3項記載の
    核融合装置。
JP55082935A 1980-06-20 1980-06-20 核融合装置 Expired JPS6012597B2 (ja)

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JPS578483A JPS578483A (en) 1982-01-16
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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THE JET PROJECT=1975 *

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JPS578483A (en) 1982-01-16

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