JP2555322Y2 - 核融合炉第１壁保護タイルの支持構造 - Google Patents
核融合炉第１壁保護タイルの支持構造Info
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- JP2555322Y2 JP2555322Y2 JP1991050643U JP5064391U JP2555322Y2 JP 2555322 Y2 JP2555322 Y2 JP 2555322Y2 JP 1991050643 U JP1991050643 U JP 1991050643U JP 5064391 U JP5064391 U JP 5064391U JP 2555322 Y2 JP2555322 Y2 JP 2555322Y2
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- Japan
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- tile
- fastening bolt
- washer
- conductive member
- metal
- Prior art date
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-
- 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
- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は核融合炉内にプラズマを
囲繞して配設される第１壁の構造に関するものである。
囲繞して配設される第１壁の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は核融合炉内に設置される第１壁の
基本的な構成を示す図で、炭素材製の保護タイル５１は
冷却通路５６を形設した金属製の冷却基板５２上に取着
された台座５３にセラミクス製の座金５４を介してセラ
ミクス製の締結ボルト５５によって締結されている。
基本的な構成を示す図で、炭素材製の保護タイル５１は
冷却通路５６を形設した金属製の冷却基板５２上に取着
された台座５３にセラミクス製の座金５４を介してセラ
ミクス製の締結ボルト５５によって締結されている。
【０００３】保護タイル５１のプラズマ側表面に入射す
る熱負荷は、保護タイル５１から冷却基板５２への放射
熱伝達によって除熱される。このとき締結部を通じての
熱伝導が大きくなると熱が冷却基板５２の特定箇所に集
中的に流入するため、冷却基板５２に局部的に過大な熱
応力が発生して冷却基板５２の寿命を短くする可能性が
ある。
る熱負荷は、保護タイル５１から冷却基板５２への放射
熱伝達によって除熱される。このとき締結部を通じての
熱伝導が大きくなると熱が冷却基板５２の特定箇所に集
中的に流入するため、冷却基板５２に局部的に過大な熱
応力が発生して冷却基板５２の寿命を短くする可能性が
ある。
【０００４】このため従来は一般に上記締結部に低熱伝
導性のセラミクスからなる締結ボルト５５および座金５
４を使用することによって局部的に過大な熱伝導が行わ
れるのを抑止する対策を講じていた。しかしながら低熱
伝導性のセラミクスは一般に電気抵抗が大きいために保
護タイル５１にプラズマから流入した電荷が冷却基板５
２側に流れ難く、保護タイル５１が帯電する現象を招い
ていた。この部分が帯電した場合にはプラズマの運転に
支障を来すとともに、放電時に第１壁が破壊される等の
不具合を生じる可能性がある。従って保護タイル５１へ
の帯電を減少させることが必要であるが、その手段とし
て従来は図４に示すようにセラミクス製座金５４の周囲
にチタン等の金属からなるケース５７を周設し、上記セ
ラミクス製座金５４と金属製のケース５７とをろう付け
等冶金的に接合し、保護タイル５１と冷却基板５２とを
電気的に接続する構造が提案されていた。
導性のセラミクスからなる締結ボルト５５および座金５
４を使用することによって局部的に過大な熱伝導が行わ
れるのを抑止する対策を講じていた。しかしながら低熱
伝導性のセラミクスは一般に電気抵抗が大きいために保
護タイル５１にプラズマから流入した電荷が冷却基板５
２側に流れ難く、保護タイル５１が帯電する現象を招い
ていた。この部分が帯電した場合にはプラズマの運転に
支障を来すとともに、放電時に第１壁が破壊される等の
不具合を生じる可能性がある。従って保護タイル５１へ
の帯電を減少させることが必要であるが、その手段とし
て従来は図４に示すようにセラミクス製座金５４の周囲
にチタン等の金属からなるケース５７を周設し、上記セ
ラミクス製座金５４と金属製のケース５７とをろう付け
等冶金的に接合し、保護タイル５１と冷却基板５２とを
電気的に接続する構造が提案されていた。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】このように上記従来の
技術においても保護タイルと冷却基板とを電気的に接続
することによって保護タイルへの帯電を抑止することが
可能であった。しかしながら上記従来の技術における構
造においては、尚下記の点において不具合を有するもの
であった。すなわち
技術においても保護タイルと冷却基板とを電気的に接続
することによって保護タイルへの帯電を抑止することが
可能であった。しかしながら上記従来の技術における構
造においては、尚下記の点において不具合を有するもの
であった。すなわち
【０００６】 核融合炉供用中は、セラミクス製座金
の温度が約２０００℃近い高温に達する可能性があるこ
とから、前記のセラミクス製の座金に周着した金属製ケ
ースは通常の材質では溶融したり、あるいは溶融しない
までにも十分な強度を保持し得なくなる可能性がある。
の温度が約２０００℃近い高温に達する可能性があるこ
とから、前記のセラミクス製の座金に周着した金属製ケ
ースは通常の材質では溶融したり、あるいは溶融しない
までにも十分な強度を保持し得なくなる可能性がある。
【０００７】 セラミクス製座金と金属製ケースとの
接合に際して、比較的作業性の良いろう付けでは十分な
高温に耐える接合部を得ることが困難である。
接合に際して、比較的作業性の良いろう付けでは十分な
高温に耐える接合部を得ることが困難である。
【０００８】 セラミクス製座金に周着した金属製ケ
ースを通じて保護タイルから局部的な熱伝導によって冷
却基板に熱集中が生じる可能性がある。本考案はこのよ
うな不具合を解消するためになされたもので、簡潔な構
成と低廉な製作費とによって保護タイルから冷却基板へ
の熱伝導を抑止しながら保護タイルと冷却基板とを電気
的に接続して保護タイルへの帯電を防止する保護タイル
の支持構造を提供することを目的としている。
ースを通じて保護タイルから局部的な熱伝導によって冷
却基板に熱集中が生じる可能性がある。本考案はこのよ
うな不具合を解消するためになされたもので、簡潔な構
成と低廉な製作費とによって保護タイルから冷却基板へ
の熱伝導を抑止しながら保護タイルと冷却基板とを電気
的に接続して保護タイルへの帯電を防止する保護タイル
の支持構造を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的は前記実用新
案登録請求の範囲に記載された核融合炉第１壁保護タイ
ルの支持構造によって達成される。すなわちセラミクス
製の締結ボルトと、導電性部材と、締結ボルト挿通用穴
を穿設し導電性部材と結合してそれを支持する金属性薄
板と、締結ボルト挿通用貫通穴と導電性部材挿通用貫通
穴を穿設したセラミクス製座金とを有し、保護タイルと
金属製の冷却基板あるいは保護タイルと金属製の冷却基
板上に取着された金属製台座とを電気的に接触させて締
結する核融合炉第１壁保護タイルの支持構造である。以
下本考案の作用等について実施例に基づいて説明する。
案登録請求の範囲に記載された核融合炉第１壁保護タイ
ルの支持構造によって達成される。すなわちセラミクス
製の締結ボルトと、導電性部材と、締結ボルト挿通用穴
を穿設し導電性部材と結合してそれを支持する金属性薄
板と、締結ボルト挿通用貫通穴と導電性部材挿通用貫通
穴を穿設したセラミクス製座金とを有し、保護タイルと
金属製の冷却基板あるいは保護タイルと金属製の冷却基
板上に取着された金属製台座とを電気的に接触させて締
結する核融合炉第１壁保護タイルの支持構造である。以
下本考案の作用等について実施例に基づいて説明する。
【００１０】
【実施例】図１および図２は本考案に基づく第１壁保護
タイルの支持構造の構成を示す図で、図１は各部材の分
解時の斜視図、図２は組立時の斜視図である。図１〜２
において、１は締結ボルト、２，２′は導電性部材、３
は金属製薄板、４は座金、５は台座、６は保護タイル、
７は冷却基板である。
タイルの支持構造の構成を示す図で、図１は各部材の分
解時の斜視図、図２は組立時の斜視図である。図１〜２
において、１は締結ボルト、２，２′は導電性部材、３
は金属製薄板、４は座金、５は台座、６は保護タイル、
７は冷却基板である。
【００１１】図１において、まずモリブデン等の耐熱性
が高く加工性に優れた金属によって金属製薄板３を製作
する。該薄板３の中央部には締結用ボルト１挿通用の穴
を穿設しておく。次に耐熱性の高いモリブデン等の導電
性材料によって断面積の小さい細線状等の導電性部材
２，２′を１本あるいは複数本製作し、その一端を上記
金属製薄板３に、嵌着あるいは螺着等によって導電性を
保持させた状態で結合する。上記導電性部材２，２′の
断面形状は針金状の円形断面のほか、薄板状等任意の形
状であっても良い。
が高く加工性に優れた金属によって金属製薄板３を製作
する。該薄板３の中央部には締結用ボルト１挿通用の穴
を穿設しておく。次に耐熱性の高いモリブデン等の導電
性材料によって断面積の小さい細線状等の導電性部材
２，２′を１本あるいは複数本製作し、その一端を上記
金属製薄板３に、嵌着あるいは螺着等によって導電性を
保持させた状態で結合する。上記導電性部材２，２′の
断面形状は針金状の円形断面のほか、薄板状等任意の形
状であっても良い。
【００１２】次に耐熱性のセラミクスによって座金４を
製作する。座金４は中央部に締結ボルト１挿通用の穴を
穿設するとともに前記導電性部材２，２′を挿通し得る
穴を必要数穿設する。
製作する。座金４は中央部に締結ボルト１挿通用の穴を
穿設するとともに前記導電性部材２，２′を挿通し得る
穴を必要数穿設する。
【００１３】低熱伝導性のセラミクスによって製作され
た保護タイル６からステンレス製等の冷却基板７に放射
によって熱伝達を行い除熱するために、保護タイル６と
冷却基板７との間に空間を保持させた状態で耐熱性のセ
ラミクス製締結ボルト１によって固設する。その際冷却
基板７上に直接締結ボルト１を螺着するか、あるいは予
め冷却基板７上に着接された台座５上に螺着する。
た保護タイル６からステンレス製等の冷却基板７に放射
によって熱伝達を行い除熱するために、保護タイル６と
冷却基板７との間に空間を保持させた状態で耐熱性のセ
ラミクス製締結ボルト１によって固設する。その際冷却
基板７上に直接締結ボルト１を螺着するか、あるいは予
め冷却基板７上に着接された台座５上に螺着する。
【００１４】台座５はモリブデン合金等によって製作
し、中央部に締結ボルト１螺着用ねじを穿設するととも
に、前記導電性部材２，２′を当接させて保護タイル６
と冷却基板７とを電気的に接触させる穴を穿設する。
し、中央部に締結ボルト１螺着用ねじを穿設するととも
に、前記導電性部材２，２′を当接させて保護タイル６
と冷却基板７とを電気的に接触させる穴を穿設する。
【００１５】図１において、まず冷却基板７上に台座５
を冶金的に接合する。次に締結ボルト１に金属製薄板３
を導電性部材２，２′側から貫挿させ、次に座金４を導
電性部材２，２′を挿通させながら同じく締結ボルト１
に貫挿させる。次いで金属製薄板３および座金４を挿通
させた状態の締結ボルト１を台座５に軽く螺着する。
を冶金的に接合する。次に締結ボルト１に金属製薄板３
を導電性部材２，２′側から貫挿させ、次に座金４を導
電性部材２，２′を挿通させながら同じく締結ボルト１
に貫挿させる。次いで金属製薄板３および座金４を挿通
させた状態の締結ボルト１を台座５に軽く螺着する。
【００１６】次に保護タイル６の切り欠き部を締結ボル
ト１の頭部に嵌合させながら装着し、保護タイル６が所
定の位置にあるのを確認した後締結ボルト１を回転させ
て保護タイル６を金属製薄板３に密着させるとともに保
護タイル６の支持装置全体を冷却基板７に強固に締結す
る。
ト１の頭部に嵌合させながら装着し、保護タイル６が所
定の位置にあるのを確認した後締結ボルト１を回転させ
て保護タイル６を金属製薄板３に密着させるとともに保
護タイル６の支持装置全体を冷却基板７に強固に締結す
る。
【００１７】これによって保護タイル６は冷却基板７か
ら一定の距離を保持した状態で固設されて冷却基板７へ
放射によって熱伝達を行い冷却されるとともに、モリブ
デン等によって製作された金属製薄板３、導電性部材
２，２′、台座５を通じてステンレス製等の冷却基板７
に電気的に接触され、保護タイル６への帯電を防止する
ほか、締結ボルト１および座金４が熱絶縁性セラミクス
からなることにより、保護タイル６から冷却基板７への
熱伝導も低減させ得る。
ら一定の距離を保持した状態で固設されて冷却基板７へ
放射によって熱伝達を行い冷却されるとともに、モリブ
デン等によって製作された金属製薄板３、導電性部材
２，２′、台座５を通じてステンレス製等の冷却基板７
に電気的に接触され、保護タイル６への帯電を防止する
ほか、締結ボルト１および座金４が熱絶縁性セラミクス
からなることにより、保護タイル６から冷却基板７への
熱伝導も低減させ得る。
【００１８】
【考案の効果】このように本考案によれば上記実施例に
おいて説明したように下記に示す効果を奏する。
おいて説明したように下記に示す効果を奏する。
【００１９】 締結ボルトあるいは座金等を通じての
保護タイルから冷却基板への熱の伝導を低減し、局部的
な熱集中に基づく冷却基板の損傷を防止して第１壁の健
全性を保持させ得る。
保護タイルから冷却基板への熱の伝導を低減し、局部的
な熱集中に基づく冷却基板の損傷を防止して第１壁の健
全性を保持させ得る。
【００２０】 保護タイルと冷却基板とを電気的に接
触させて保護タイルへの帯電を低減させ、該保護タイル
の帯電に基づくプラズマへの悪影響の発生を排除すると
ともに放電に伴って第１壁が破壊されるのを防止する効
果を奏する。
触させて保護タイルへの帯電を低減させ、該保護タイル
の帯電に基づくプラズマへの悪影響の発生を排除すると
ともに放電に伴って第１壁が破壊されるのを防止する効
果を奏する。
【００２１】 導電性部材の断面積を微小にしたこと
によって該導電性部材自身を通じての熱伝導による冷却
基板への熱集中を防止し得る。
によって該導電性部材自身を通じての熱伝導による冷却
基板への熱集中を防止し得る。
【００２２】 保護タイルに接触している部材は耐熱
性セラミクスと耐熱合金とからなり、各部材の接合部は
全て螺着等機械的手段によるもので、ろう付け部等を有
しないことから、核融合炉供用中の高温雰囲気のもとに
おいても電気的接触状態あるいは熱的絶縁状態等が破壊
されることなく健全な状態を保持し得る。
性セラミクスと耐熱合金とからなり、各部材の接合部は
全て螺着等機械的手段によるもので、ろう付け部等を有
しないことから、核融合炉供用中の高温雰囲気のもとに
おいても電気的接触状態あるいは熱的絶縁状態等が破壊
されることなく健全な状態を保持し得る。
【００２３】 金属製薄板および導電性部材は、いず
れも特に機械的な強度を必要としないことから、保護タ
イルの帯電を防止するのに必要最小限度の断面積を保持
して目的を達成することが可能になる。
れも特に機械的な強度を必要としないことから、保護タ
イルの帯電を防止するのに必要最小限度の断面積を保持
して目的を達成することが可能になる。
【００２４】 構造が簡潔であることから、取り付
け、取り外しの手順が簡略化され、ロボット等による遠
隔操作によっても的確かつ迅速に作業を行い得る。
け、取り外しの手順が簡略化され、ロボット等による遠
隔操作によっても的確かつ迅速に作業を行い得る。
【図１】本考案に基づく第１壁保護タイルの支持構造の
構造を示す図で、各部材分解時の斜視図である。
構造を示す図で、各部材分解時の斜視図である。
【図２】本考案に基づく第１壁保護タイルの支持構造の
構造を示す図で、各部材組立時の斜視図である。
構造を示す図で、各部材組立時の斜視図である。
【図３】核融合炉内に設置される第１壁の基本的な構成
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来技術の例を示す図である。
１ 締結ボルト ２ 導電性部材 ２′ 導電性部材 ３ 金属製薄板 ４ 座金 ５ 台座 ６ 保護タイル ７ 冷却基板 ５１ 保護タイル ５２ 冷却基板 ５３ 台座 ５４ 座金 ５５ 締結ボルト ５６ 冷却通路 ５７ ケース
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素材製の保護タイルを耐熱性のセラミ
クスボルトと座金を用いて金属性冷却基板に締結する構
造の核融合炉の第１壁において、セラミクス製の締結ボ
ルトと、導電性を有する微小断面積の部材（以下単に導
電性部材と言う。）と、上記締結ボルト挿通用穴を穿設
し導電性部材と結合してそれを支持する金属性薄板と、
上記締結ボルト挿通用貫通穴と導電性部材挿通用貫通穴
を穿設したセラミクス製座金とを有し、保護タイルと金
属製の冷却基板あるいは保護タイルと金属製の冷却基板
上に取着された金属製台座とを電気的に接触させて締結
することを特徴とする核融合炉第１壁保護タイルの支持
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991050643U JP2555322Y2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 核融合炉第１壁保護タイルの支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991050643U JP2555322Y2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 核融合炉第１壁保護タイルの支持構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04136598U JPH04136598U (ja) | 1992-12-18 |
| JP2555322Y2 true JP2555322Y2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=31927934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991050643U Expired - Fee Related JP2555322Y2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 核融合炉第１壁保護タイルの支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555322Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP1991050643U patent/JP2555322Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04136598U (ja) | 1992-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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