JPS6355679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は核融合装置に係り、特に真空容器壁面
にプラズマが接触し、壁面が損傷するのを防止す
るために設けられているリミタを改良した核融合
装置に関する。

一般に核融合装置は第１図に示す如く、その内
部に高温プラズマ１を閉じ込める真空容器２を有
する。真空容器２は内部の高温プラズマ１からの
熱放射により高温となるから、外壁にそれを冷却
する冷却機構５が設けられている。また、通常、
真空容器２の内壁には、この壁面を保護しプラズ
マ１への不純物の混入を低減するためのライナ３
と、プラズマ１が壁面に接触し、壁面を損傷する
ことを防止するためのリミタ４が設けられてい
る。リミタ４は、真空容器２の壁面や、それを保
護するライナ３などの表面位置よりも、プラズマ
１側へ突出している。プラズマ１が、真空容器２
の内部で移動した場合に、最初に接触してエネル
ギーを失ない、他の壁面を損傷しないような保護
的な機能を有する。このため、プラズマ１が接触
した場合には、他の壁面よりも大きな熱負荷を受
け、過熱することがある。従つて、リミタ４は、
真空容器２の外壁に設けられた冷却機構５によつ
て、充分に冷却されるように、熱伝達の良好な取
付構造としておく必要がある。

第２図及び第３図にリミタ４の形状、及び取付
構造の詳細を示す。第２図はその断面図、第３図
はその側面図である。リミタ４は、プラズマに沿
つてトーラス方向に延長された断面がほぼＬ字形
の厚肉状のものを突合せたものであつて、プラズ
マ側には対向する面は、プラズマが接触した場合
の入熱の集中を防止するため曲面に形成されてい
る。プラズマに沿つた延長方向には、適宜な長さ
で分割され、分割片のほぼ中央部で取付金具１１
を介して真空容器２に取付けられる。取付部は、
プラズマに対向した面に設けると、それによる突
起部分や、切欠部分に入熱が集中し、大きな損傷
を受けるので、プラズマ対向面をさけ、リミタ分
割片の側面に設けられる。

プラズマからの入熱は、プラズマとの対向面に
生じ、リミタ４の断面内を伝導により流れ、リミ
タ４側面の取付部より取付金具１１を介して真空
容器２に伝達され、外壁の冷却管１４、断熱材１
５により除熱される。１２，１３は取付ボルトで
ある。

リミタ４の入熱量は、かなり大きいから、これ
が過熱されないためには、前述した熱の伝達経路
の熱抵抗が充分に小さく、かつ、良好に熱が伝達
される必要がある。この熱の伝達経路において、
最も大きな熱抵抗を生ずるのは、リミタ４と取付
金具１１、および取付金具１１と真空容器２の取
付接触面である。

プラズマから、リミタ４への入熱は、プラズマ
対向面に生じ、Ｌ字形の断面内を取付部に向つて
流れるから、断面内において不均一な温度分布を
生ずる。即ち、断面内の温度分布は、プラズマ対
向面側が高く、取付部側が低い状態となり、ま
た、プラズマ対向面においても、その先端部の側
が高い分布を示す。更に、プラズマに沿つた延長
方向においても、リミタ４の分割片の両端部が高
く、中央部が低い分布となる。

このように、リミタ４は、プラズマからの入熱
によつて、不均一な温度分布となり、その結果、
熱膨張の不均一性によつて変形を生ずることにな
る。この変形の形態は、取付部の接触面に対し
て、面内と面外方向への反りを発生させることに
なる。従来のリミタ４の構造では、この変形の発
生はさけられないから、変形によつて取付部の接
触面に隙間を生ずる。真空容器２の内部は高真空
であるから、この隙間の発生により接触面は断熱
状態となり、リミタ４が過熱されてしまう欠点が
あつた。

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、リミタの温度分布が不均一
であつても、これにより発生するリミタの変形を
防止し、それによつて取付部接触面の隙間をなく
することによりリミタの過熱を防ぐことのできる
核融合装置を提供するにある。

本発明は断面略Ｌ字状のものを突合せて形成
し、その突合せ部とは反対側を内部にプラズマを
収納するドーナツ状の真空容器内壁面に所定部材
により取り付けられ、かつ、真空容器のトーラス
周方向内壁面に沿うと共に、その円周方向に所定
間隔をもつて複数個配置されるリミタに、その突
合せ部より反対側に伸延するスリツトをトーラス
周方向に複数設け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づいて本発明を詳細に説
明する。

第４図に本発明の核融合装置に採用されるリミ
タの一実施例を示す。リミタ４以外の構成は従来
のものとほとんど同様のため、ここでの説明は省
略し、リミタ４のみの説明する。

該図において１０はリミタ分割片の一実施例、
１８はこのリミタ分割片１０を取付ける取付ボル
トの貫通する取付穴である。そして、本実施例で
はＬ形断面のリミタ分割片１０にプラズマに対向
するＬ形の一辺に、突合せ部より取付部側に伸追
し板厚を貫通するせまいスリツト２０を、リミタ
分割片１０の長手方向に適宜間隔で複数個設けて
ある。

第５図はこのようなリミタ分割片１０を、この
スリツト２０部分で断面にした状態を示す。

リミタ分割片１０の温度分布が、その巾の方向
と高さの方向に不均一分布を生じ、その結果、取
付接触面に変形を起すことは前述した通りである
が本実施例によりリミタ分割片１０に設けられた
スリツト２０は、この不均一温度分布によつて発
生する熱応力を緩和する効果を有する。即ち、プ
ラズマに対向し入熱によつて高温化する部分をス
リツト２０でその長手方向に適宜切断することに
よつて、その熱膨張を容易とし低温度のリミタ側
面部との間に発生する熱応力が低減され、全体の
変形が減少し、取付面の良好な接触が保持されて
リミタ分割片１０の冷却を容易とならしめる効果
を有するものである。

第６図に本発明の他の実施例を示す。

本実施例では、リミタ分割片１０の側面に設け
られた取付穴１８の近辺に、リミタ分割片１０の
厚さを貫通しない程度の深さの浅いスリツト２１
を設けてある。このスリツト２１の目的は、取付
ボルト近辺のリミタ分割片１０の局部的な剛性を
低下させ、取付面のより良好な接触状態を保持さ
せようとするものであつて、より良好な熱伝達が
得られるものである。

以上説明した本発明の核融合装置によれば、断
面略Ｌ字状のものを突合せて形成し、その突合せ
部とは反対側を内部にプラズマを収納するドーナ
ツ状の真空容器内壁面に所定部材により取り付け
られ、かつ真空容器のトーラス周方向内壁面に沿
うと共に、その円周方向に所定間隔をもつて複数
個配置されるリミタに、その突合せ部より反対側
に伸延するスリツトをトーラス周方向に複数設け
たものであるから、リミタの温度分布が不均一で
あつても、プラズマの入熱によつて高温化する部
分を、スリツトで適宜切断されるため、その熱膨
張を容易とし、低温度のリミタ側面部との間に発
生する熱応力が低減され、全体の変形が減少し、
取付面の良好な接触が保持されることより、リミ
タの冷却が容易となり過熱が防止されるため、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の概略を示し、真空
容器の断面図、第２図はそのリミタの取付状態を
示す拡大断面図、第３図は第２図の側面図、第４
図は本発明の核融合装置に採用されるリミタの斜
視図、第５図はそれのスリツトに沿う断面図、第
６図はリミタの他の実施例を示す斜視図である。 １……プラズマ、２……真空容器、３……ライ
ナ、４……リミタ、１０……リミタ分割片、２
０，２１……スリツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部にプラズマを収納するドーナツ状の真空
   容器と、断面略Ｌ字状のものを突合せて形成し、
   その突合せ部とは反対側が前記真空容器内壁面に
   所定部材により取り付けられ、かつ、前記真空容
   器のトーラス周方向内壁面に沿うと共に、その円
   周方向に所定間隔をもつて複数個配置されるリミ
   タとを備えた核融合装置において、前記リミタ
   に、その突合せ部より反対側に伸延するスリツト
   をトーラス周方向に複数設けたことを特徴とする
   核融合装置。 ２ 前記スリツトの突合せ部とは反対側先端を、
   前記リミタの取付け部材近傍まで延長させたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の核融合
   装置。