JPS646712B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は核融合装置に係り、特に真空容器に設
置されるポートの支持装置に関する。

一般に、核融合装置の真空容器には各種のポー
トが設置されているが、これらのポートは、核融
合装置の各種コイル等によつて発生される電磁力
により、大きなねじりトルクを受ける。しかし、
ポートの支持装置は電磁力によるねじりトルクに
耐え得るように特に配慮されたものは見当たら
ず、ポート自体を剛性アツプしたものが多い。

ところで、真空容器及び各種ポートは、これら
の内壁の残留ガスを放出させて超真空を得るため
に、高温加熱（ベーキング）処理をしなければな
らない。しかし、従来のポートを鋼性アツプした
ものでは、熱伸び吸収の対策が施されていない等
の理由により、ベーキング処理に時間を要し、ひ
いては、ベーキング処理温度を低く押さえなけれ
ばならず、超高真空度が得られにくい欠点があつ
た。そこで、ポートの支持装置として、電磁力に
よる各種力に耐え、且つ、熱伸び吸収を行ない得
る構造のものが要請されている。

本発明の目的は、上記の欠点を解消し、電磁力
によるねじりトルク及び曲げモーメントに耐え、
且つ、熱伸びを吸収し得る核融合装置用真空容器
のポート支持装置を提供することにある。

本発明は、ポートの外周部を握持する補強板の
取付部中央に、ポート軸方向に伸びた縦キーと、
前記軸方向と直角方向に伸びた軸キーとを設け、
この補強板の取付部の両側を、取付部とギヤツプ
を介して挿入されるデスタントピースを介したボ
ルトにてポート支持架台に締結することにより、
上記目的を達成する。

以下、本発明の一実施例を図面に従つて説明す
る。

第１図は本発明の核融合装置用真空容器のポー
ト支持装置の一実施例を適用したトーラス型核融
合装置の構成を示すものである。このトーラス型
核融合装置には、トカマク形式のものとステラレ
ータ形式のものとがあるが、ここでは便宜上トカ
マク形式のものについて示す。

図は、トカマク形式の核融合装置のトーラス中
心より右半分を図示している。符号１は内部にプ
ラズマ２を閉じ込めるトーラス状をした真空容器
であり、この真空容器１の周囲に、トロイダル磁
場を発生させるトロイダル磁場コイル３が配設さ
れている。また、真空容器１とトロイダル磁場コ
イル３の間には、プラズマ２の発生や制御を行な
うポロイダル磁場コイル４が設置されている。ま
た、真空容器１の外周面に近接してヒータ５が設
置されており、このヒータ５は保温材６で被覆さ
れて保温される。下架台７には、中心支柱８、支
持柱９を介して上架台１０が設けられ、前記トロ
イダル磁場コイル３を固着している。

真空容器１にはポート１１が設けられており、
このポート１１の内部にはリミツタヘツド１２
が、ポート１１の中心軸方向に移動可能に挿入さ
れている。このリミツタヘツド１２は、プラズマ
２の径の制御等の目的で設けられたものであり、
駆動装置１３によつて駆動される。なお、ポート
１１の先端部には、内部を真空に保つてリミツタ
ヘツド１２を駆動するための、伸縮ベローズ１４
が設けられている。また、ポート１１の外周面に
近接してヒータ５が巻かれており、更に、このヒ
ータ５は保温材６によつて覆われ保温されてい
る。このヒータ５はポート１１をベーキング処理
する目的で設置されている。なお、ポート１１に
設けられたベローズ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、
ベーキングによる高温とプラズマ１の輻射熱によ
るポート１１自体の熱伸びを吸収するために設け
られている。ポート１１は補強板１６を介して、
ポート支持架台１７及び支持架台１８により、下
架台７に取付けられている。

なお、核融合装置のプラズマ２の生成前の段階
として、真空容器１の内部を超高真空（１×
10^-6Torr〜１×10^-11Torr）にする必要がある。
この超高真空を得る手段として、真空容器１の内
壁より残留ガスを放出させるベーキング処理する
方法（130℃〜500℃）が一般に行われ、高温にす
る程効果がある。図中ヒータ５はこのベーキング
処理を行う時に使用される。

第２図は第１図の部の詳細図であり、第３図
は第２図の―断面図である。ポート１１に取
付けられている補強板１６の底部（取付部）はデ
スタントピース１９を介してポート支持架台１７
にボルト２０により締結されている。この補強板
１６の底部中央部には、ポート１１の軸方向に平
行な縦キー２１Ａ，２１Ｂが設けられており、ま
た、ポート１１の中心軸方向と直角方向に、横キ
ー２２Ａ，２２Ｂが設けられている。また、ポー
ト支持架台１７は、第３図に示す如く補強板１６
の両端部に取付けてある。

ポート１１はベーキング処理するため、ヒータ
５によつて加熱して温度上昇させると、第２図に
示す如くポート１１の中心軸方向である矢印ａ方
向に熱伸び（以下、熱伸びａ方向と呼ぶ）が生ず
る。また補強板１６も同時に加熱されるため、第
３図の矢印ｂ方向にも熱伸び（以下熱伸びｂ方向
と呼ぶ）が生じる。縦キー２１Ａ，２１Ｂは熱伸
びａ方向のガイドとなり、ポート１１の中心軸が
横方広に変化するのを防止している。横キー２２
Ａ，２２Ｂは、熱伸びｂ方向のガイドとなる。

ポート１１には、電磁力によりねじりトルクＴ
及び曲げモーメントＭが生じる。ねじりトルクＴ
に対しては、ポート支持架台１７を第３図に示す
如く両側に踏ん張らせた構造として対処してい
る。更に、縦キー２１Ａ，２１Ｂによりこのトル
クＴに対して十分に補強板１６の取付部が耐え得
るようにし、曲げモーメントＭに対しては横キー
２２Ａ，２２Ｂにより、前記取付部が耐えるよう
にしてある。また、横キー２２Ａ，２２Ｂは、ポ
ート１１が斜目上向きとなつており、且つベロー
ズ１５Ａが設けられているため、設置時のポート
１１自体の位置決め用としても用いられる。更
に、横キー２２Ａ，２２Ｂはポート１１の熱伸び
ａ方向の固定箇所として機能し、ベローズ１５Ａ
に熱伸びを吸収させるようにしている。

第４図は第３図の部の詳細を示す断面図であ
る。補強板１６は、該補強板１６の取付部厚みｔ
の熱膨張を考慮して、常温においてデスタントピ
ース１９と該補強板１６の底部（取付部）との間
にギヤツプδ（例えば0.05〜0.15）が生じるよう
に支持架台１８に、ボルト２０により締結されて
いる。また、デスタントピース１９の外側と補強
板１６の取付部穴のギヤツプσは、ポート１１の
取付部での熱伸び量以上としてある。このよう締
結構造を採ることにより、ポート１１の熱伸びの
影響によつて生ずる取付部のボルト２０の破断が
防止されている。

本実施例によれば、ポート１１に取付けられた
補強板１６の底部の両端を、支持架台１８にボル
ト２０により締結し、且つ補強板１６の底部に、
縦キー２１Ａ，２１Ｂと横キー２２Ａ，２２Ｂを
設けることにより、電磁力によつてポート１１に
生ずるトルクＴと曲げモーメントＭに十分耐え得
る効果があると共に、ポートの熱伸びを前記縦キ
ー２１Ａ，２１Ｂ及び横キー２２Ａ，２２Ｂによ
り案内してベローズ１５Ａ等で吸収し得る効果が
ある。また、ａ方向の熱伸びを縦キー２１Ａ，２
１Ｂにより案内して、ポート１１の中心軸が横方
向に変位するのを減少させる効果があるため、可
動リミツタ、半固定リミツタ等のポート内に設置
する機器に、位置ずれ等の支障を与えない効果も
ある。更に、ポート１１の取付部である底部の熱
伸びに対してギヤツプδ及びギヤツプσを設ける
ことにより、ボルト２０に直接剪断荷重が働かな
いようにして、ボルト２０の破断を防止し、装置
の信頼性を向上させる効果がある。

以上記述した如く本発明の核融合装置用真空容
器のポート支持装置によれば、電磁力によるねじ
りトルク及び曲げモーメントに耐え、且つ、熱伸
びを吸収し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の核融合装置用真空容器のポー
ト支持装置の一実施例を適用したトカマク型核融
合装置の説明図、第２図は第１図の部の詳細説
明図、第３図は第２図の―断面図、第４図は
第３図の部の詳細断面図である。 １…真空容器、５…ヒータ、７…下架台、１１
…ポート、１２…リミツタヘツド、１７…ポート
支持架台、１９…デスタントピース、２０…ボル
ト、２１Ａ，２１Ｂ…縦キー、２２Ａ，２２Ｂ…
横キー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラズマを閉じ込める核融合装置の真空容器
   に突設される管状のポートを、前記真空容器を包
   囲している架台に固定されるポート支持架台に支
   持する核融合装置用真空容器のポート支持装置に
   おいて、前記ポートに、該ポートの外周部を握持
   し、且つ、片側に取付部を有する補強板を設け、
   この補強板の取付部の中央部に、ポート軸方向に
   伸びた縦キーを設け、前記補強板の取付部のポー
   トを挾んだ両側を、該取付部とギヤツプを介して
   挿入されるデスタントピースを介したボルトによ
   り、前記ポート支持架台に締結したことを特徴と
   する核融合装置用真空容器のポート支持装置。 ２ 補強板の取付部に、ポート軸方向と直角方向
   に伸びた横キーを設け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用真空容器のポ
   ート支持装置。