JP4103318B2 - リップシール構造を有する核融合炉 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、真空容器の保守ポートを密封し得るようにしたリップシール構造を有する核融合炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
核融合炉として、従来からトカマク型融合炉が知られており、その一例の概要は図３に示されている。図３中、１は真空容器、２は真空容器１が格納された格納容器、３は真空容器１の保守ポートであり、保守ポート３の外側先端部の詳細は図４に示されている。
【０００３】
保守ポート３は矩形状で中空肉厚管状のポート本体４を備え、ポート本体４の中空部先端部にはプラグ５が嵌入されて、ボルト６によりポート本体４に固定し得るようになっている。又、ポート本体４内を密封するために、ポート本体４先端部とプラグ５との間には、リップシール７が設けられている。
【０００４】
すなわち、ポート本体４の先端部に形成した段部端面４ａには、ポート本体４の軸線方向、すなわち正面から見て額縁状で断面形状は外周側が開口したＵ字状のリップシールプレート固定部材８が溶接９により固定され、プラグ５の先端部に形成した段部端面５ａには、リップシールプレート固定部材８と同様、正面から見て額縁状で且つ断面形状は内周側が開口したＵ字状のリップシールプレート固定部材１０が溶接１１により固定されている。
【０００５】
リップシールプレート固定部材８，１０のポート本体４軸線方向外方には、リップシールプレート固定部材８の内周とリップシールプレート固定部材１０の外周との間に形成された矩形環状の隙間１２を塞いでポート本体４における内部４ｂを密封し得るよう、正面形状が額縁状のリップシールプレート１３が配設され、溶接１４，１５によりリップシールプレート固定部材８，１０に固定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の真空容器１内部の保守、点検を行う場合には、適宜の工具により、リップシールプレート１３外周端部とリップシールプレート固定部材８との溶接１４部が除去されるよう、リップシールプレート１３とリップシールプレート固定部材８とを切断すると共に、リップシールプレート１３内周端部とリップシールプレート固定部材１０との溶接１５部が除去されるよう、リップシールプレート１３とリップシールプレート固定部材１０とを切断し、リップシールプレート１３を撤去すると共にボルト６等を取外してプラグ５をポート本体４から撤去する。
【０００７】
真空容器１の保守、点検が終了した場合には、再びプラグ５をポート本体４に嵌入してボルト６等を締結することによりプラグ５をポート本体４に固定し、予め用意した新たなリップシールプレート１３を溶接１４，１５によりリップシールプレート固定部材８，１０に固定する。
【０００８】
上述のリップシール構造では、リップシールプレート固定部材８，１０は切断し易いよう、その厚さを薄くしてフレキシビリティを持たせているが、溶接９，１１，１４，１５による熱影響や切断時に加わる力によって、リップシールプレート固定部材８，１０には変形が生じ、このため、保守、点検後にリップシールプレート１３をリップシールプレート固定部材８，１０に固定する２回目以降の溶接１４，１５が困難となる。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑み、真空容器の保守、点検の際にリップシールプレートを容易且つ迅速に切断し得るようにすると共に、保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接をも容易且つ確実に行い得るようにしたリップシール構造を有する核融合炉を提供することを目的としてなしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空容器に接続されたポート本体内にプラグを嵌合すると共に、前記ポート本体とプラグとの間の隙間をリップシールプレートにより密封するようにしたリップシール構造を有する核融合炉であって、
前記ポート本体の内周部には、厚肉の第一のリップシールプレート固定部材が取付けられると共に、プラグの外周部には、厚肉の第二のリップシールプレート固定部材が取り付けられ、
前記第一、第二のリップシールプレート固定部材の対向部は、前記ポート本体の軸線方向内側に行くに従い対向部の間の間隔が小さくなるよう階段状に形成されて、各階段状の箇所には、前記ポート本体の軸線方向に対し直交する方向へ向いた段部端面が設けられており、
真空容器の保守、点検毎に、ポート本体の軸線方向に対し直交する方向へ対向する第一及び第二のリップシールプレート固定部材における各段部端面に、ポート本体の軸線方向に位置をずらしてリップシールプレートを溶接し得るよう構成したリップシール構造を有するものである。
【００１１】
本発明においては、リップシールプレートは厚肉の第一、第二のリップシールプレート固定部材に形成された段部端面に取付けられているため、真空容器の保守、点検の際にリップシールプレートを正面から容易且つ迅速に切断することができる。
【００１２】
又、第一、第二のリップシールプレート固定部材は厚肉であるため熱及び外力により変形する虞がなく、しかも保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接時には、リップシールプレートをポート本体の軸線方向へ位置をずらして前回とは異なる段部端面に対し行うようにしているため、段部端面のシール残等を考慮する必要がなく、従って、リップシールプレートの２回目以降の溶接も容易且つ確実に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１、２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
而して、本図示例におけるポート本体４の段部端面４ａには、ポート本体４の軸線方向から見た形状が額縁状で且つ断面形状が階段状の厚肉のリップシールプレート固定部材１６が固設されていると共に、プラグ５の段部端面５ａには、ポート本体４の軸線方向から見た形状が額縁状で且つ断面形状が階段状の厚肉のリップシールプレート固定部材１７が固設されており、リップシールプレート固定部材１６，１７間には隙間１２が形成されている。
【００１４】
すなわち、リップシールプレート固定部材１６の内周部には、ポート本体４の軸線方向外側が大径で内側へ行くに従い順次径が小さくなるよう複数（図１では４）の段部が形成されていると共に各段部には、ポート本体４の軸線に対し直交する方向へ向けて段部端面１６ａ，１６ｂ，１６ｃが形成されている。
【００１５】
リップシールプレート固定部材１７の外周部には、ポート本体４の軸線方向外側が小径で内側へ行くに従い順次径が大きくなるよう複数（図１では４）の段部が、前記リップシールプレート固定部材１７側の段部とポート本体４の軸線方向に対し直交する方向へ対向するよう形成されていると共に、各段部には、段部端面１６ａ，１６ｂ，１６ｃと平行に段部端面１７ａ，１７ｂ，１７ｃが形成されている。
【００１６】
而して、リップシールプレート固定部材１６，１７の各段部端面１６ａと１７ａ，１６ｂと１７ｂ，１６ｃと１７ｃには、正面形状が額縁状のリップシールプレート１８を溶接１９，２０により固着し得るようになっている。なお、図中、２１はロボットアーム２２に把持された溶接トーチである。
【００１７】
上述の保守ポート３は核融合炉の新設時には、リップシールプレート１８は段部端面１６ａ，１７ａに溶接１９，２０により固着され、プラグ５と協働してポート本体４内部を密接に保持している。
【００１８】
上述の真空容器１内部の保守、点検を行う場合には、適宜の切削工具により、リップシールプレート１８外周部とリップシールプレート固定部材１６の溶接１９部をポート本体４の軸線方向外側、すなわち正面から切断すると共に、リップシールプレート１８内周部とリップシールプレート固定部材１７の溶接１５部を同様にポート本体４の軸線方向外側から切断して段部端面１６ａ，１７ａからリップシールプレート１８を撤去し、従来の場合と同様にしてプラグ５をポート本体４内から抜き取り、真空容器１内の保守、点検を行う。
【００１９】
真空容器１の保守、点検が終了した場合には、再びプラグ５をポート本体４に嵌入し、従来と同様にしてポート本体４に締結、固定し、外径及び内径がリップシールプレート固定部材１６，１７における段部端面１６ａ，１７ａに固定されていたリップシールプレート１８の外径及び内径よりも若干小さい予め用意した新たなリップシールプレート１８を、溶接１９，２０によりリップシールプレート固定部材１６，１７における段部端面１６ｂ，１７ｂに固定する（図２参照）。
【００２０】
又、次回の真空容器１の保守、点検時には、リップシールプレート１８は段部端面１６ｂ，１７ｂから撤去され、保守、点検終了時には、外径及び内径が段部端面１６ｂ，１７ｂに固定されていたリップシールプレート１８よりも小さい新たなリップシールプレート１８がリップシールプレート固定部材１６，１７における段部端面１６ｃ，１７ｃに溶接され、固定される。
【００２１】
この図示例によれば、リップシールプレート固定部材１６，１７は厚肉であるため、リップシールプレート１８はしっかりとリップシールプレート固定部材１６，１７に固定されている。このため、真空容器１の保守、点検時にリップシールプレート１８を除去する際にその正面から容易且つ迅速に切断することができる。
【００２２】
又、リップシールプレート１８の固定部を肉厚構造としたことにより、リップシールプレート固定部材１６，１７は熱及び外力による変形量が小さくなり、更に、リップシールプレート固定部材１６，１７の断面形状を階段状にしたことにより、リップシールプレート１８の取付け位置は保守、点検の度にポート本体４の軸線方向内側に移動させることができる。このため、リップシールプレート１８切断後のシール残等を考慮せずに次ぎのリップシールプレート１８の溶接を行うことができ、従って、保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接をも容易且つ確実に行うことができる。
【００２３】
なお、本発明のリップシール構造を有する核融合炉においては、保守、点検に従いリップシールプレートをポート本体の軸線方向内側へ移動させて溶接する場合について説明したが、逆にリップシールプレートをポート本体の軸線方向外側へ移動させて溶接するようにしても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のリップシール構造を有する核融合炉によれば、
Ｉ）リップシールプレートは厚肉の第一、第二のリップシールプレート固定部材に形成された段部端面に取付けられているため、真空容器の保守、点検の際にリップシールプレートを正面から容易且つ迅速に切断することができる、
ＩＩ）第一、第二のリップシールプレート固定部材は厚肉であるため熱及び外力により変形する虞がなく、しかも保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接時には、リップシールプレートをポート本体の軸線方向へ位置をずらして前回とは異なる段部端面に対し行うようにしているため、段部端面のシール残等を考慮する必要がなく、従って、リップシールプレートの２回目以降の溶接も容易且つ確実に行うことができる、
等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のリップシール構造を有する核融合炉に適用するリップシール構造の実施の形態の一例の部分拡大断面図である。
【図２】 本発明のリップシール構造を有する核融合炉において、リップシールプレートを最初とは異なる段部端面に溶接した状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】 一般的な核融合炉の一例の概要を示す平面図であって、従来のリップシール構造を有する核融合炉や本発明のリップシール構造を有する核融合炉と基本的構成は同様の核融合炉である。
【図４】 従来のリップシール構造の一例の部分断面図で、図３のＩＶ部拡大図である。
【符号の説明】
１ 真空容器
４ ポート本体
５ プラグ
１２ 隙間
１６ リップシールプレート固定部材
１６ａ 段部端面
１６ｂ 段部端面
１６ｃ 段部端面
１７ リップシールプレート固定部材
１７ａ 段部端面
１７ｂ 段部端面
１７ｃ 段部端面
１８ リップシールプレート
１９ 溶接
２０ 溶接
本発明は、真空容器の保守ポートを密封し得るようにしたリップシール構造を有する核融合炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
核融合炉として、従来からトカマク型融合炉が知られており、その一例の概要は図３に示されている。図３中、１は真空容器、２は真空容器１が格納された格納容器、３は真空容器１の保守ポートであり、保守ポート３の外側先端部の詳細は図４に示されている。
【０００３】
保守ポート３は矩形状で中空肉厚管状のポート本体４を備え、ポート本体４の中空部先端部にはプラグ５が嵌入されて、ボルト６によりポート本体４に固定し得るようになっている。又、ポート本体４内を密封するために、ポート本体４先端部とプラグ５との間には、リップシール７が設けられている。
【０００４】
すなわち、ポート本体４の先端部に形成した段部端面４ａには、ポート本体４の軸線方向、すなわち正面から見て額縁状で断面形状は外周側が開口したＵ字状のリップシールプレート固定部材８が溶接９により固定され、プラグ５の先端部に形成した段部端面５ａには、リップシールプレート固定部材８と同様、正面から見て額縁状で且つ断面形状は内周側が開口したＵ字状のリップシールプレート固定部材１０が溶接１１により固定されている。
【０００５】
リップシールプレート固定部材８，１０のポート本体４軸線方向外方には、リップシールプレート固定部材８の内周とリップシールプレート固定部材１０の外周との間に形成された矩形環状の隙間１２を塞いでポート本体４における内部４ｂを密封し得るよう、正面形状が額縁状のリップシールプレート１３が配設され、溶接１４，１５によりリップシールプレート固定部材８，１０に固定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の真空容器１内部の保守、点検を行う場合には、適宜の工具により、リップシールプレート１３外周端部とリップシールプレート固定部材８との溶接１４部が除去されるよう、リップシールプレート１３とリップシールプレート固定部材８とを切断すると共に、リップシールプレート１３内周端部とリップシールプレート固定部材１０との溶接１５部が除去されるよう、リップシールプレート１３とリップシールプレート固定部材１０とを切断し、リップシールプレート１３を撤去すると共にボルト６等を取外してプラグ５をポート本体４から撤去する。
【０００７】
真空容器１の保守、点検が終了した場合には、再びプラグ５をポート本体４に嵌入してボルト６等を締結することによりプラグ５をポート本体４に固定し、予め用意した新たなリップシールプレート１３を溶接１４，１５によりリップシールプレート固定部材８，１０に固定する。
【０００８】
上述のリップシール構造では、リップシールプレート固定部材８，１０は切断し易いよう、その厚さを薄くしてフレキシビリティを持たせているが、溶接９，１１，１４，１５による熱影響や切断時に加わる力によって、リップシールプレート固定部材８，１０には変形が生じ、このため、保守、点検後にリップシールプレート１３をリップシールプレート固定部材８，１０に固定する２回目以降の溶接１４，１５が困難となる。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑み、真空容器の保守、点検の際にリップシールプレートを容易且つ迅速に切断し得るようにすると共に、保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接をも容易且つ確実に行い得るようにしたリップシール構造を有する核融合炉を提供することを目的としてなしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空容器に接続されたポート本体内にプラグを嵌合すると共に、前記ポート本体とプラグとの間の隙間をリップシールプレートにより密封するようにしたリップシール構造を有する核融合炉であって、
前記ポート本体の内周部には、厚肉の第一のリップシールプレート固定部材が取付けられると共に、プラグの外周部には、厚肉の第二のリップシールプレート固定部材が取り付けられ、
前記第一、第二のリップシールプレート固定部材の対向部は、前記ポート本体の軸線方向内側に行くに従い対向部の間の間隔が小さくなるよう階段状に形成されて、各階段状の箇所には、前記ポート本体の軸線方向に対し直交する方向へ向いた段部端面が設けられており、
真空容器の保守、点検毎に、ポート本体の軸線方向に対し直交する方向へ対向する第一及び第二のリップシールプレート固定部材における各段部端面に、ポート本体の軸線方向に位置をずらしてリップシールプレートを溶接し得るよう構成したリップシール構造を有するものである。
【００１１】
本発明においては、リップシールプレートは厚肉の第一、第二のリップシールプレート固定部材に形成された段部端面に取付けられているため、真空容器の保守、点検の際にリップシールプレートを正面から容易且つ迅速に切断することができる。
【００１２】
又、第一、第二のリップシールプレート固定部材は厚肉であるため熱及び外力により変形する虞がなく、しかも保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接時には、リップシールプレートをポート本体の軸線方向へ位置をずらして前回とは異なる段部端面に対し行うようにしているため、段部端面のシール残等を考慮する必要がなく、従って、リップシールプレートの２回目以降の溶接も容易且つ確実に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１、２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
而して、本図示例におけるポート本体４の段部端面４ａには、ポート本体４の軸線方向から見た形状が額縁状で且つ断面形状が階段状の厚肉のリップシールプレート固定部材１６が固設されていると共に、プラグ５の段部端面５ａには、ポート本体４の軸線方向から見た形状が額縁状で且つ断面形状が階段状の厚肉のリップシールプレート固定部材１７が固設されており、リップシールプレート固定部材１６，１７間には隙間１２が形成されている。
【００１４】
すなわち、リップシールプレート固定部材１６の内周部には、ポート本体４の軸線方向外側が大径で内側へ行くに従い順次径が小さくなるよう複数（図１では４）の段部が形成されていると共に各段部には、ポート本体４の軸線に対し直交する方向へ向けて段部端面１６ａ，１６ｂ，１６ｃが形成されている。
【００１５】
リップシールプレート固定部材１７の外周部には、ポート本体４の軸線方向外側が小径で内側へ行くに従い順次径が大きくなるよう複数（図１では４）の段部が、前記リップシールプレート固定部材１７側の段部とポート本体４の軸線方向に対し直交する方向へ対向するよう形成されていると共に、各段部には、段部端面１６ａ，１６ｂ，１６ｃと平行に段部端面１７ａ，１７ｂ，１７ｃが形成されている。
【００１６】
而して、リップシールプレート固定部材１６，１７の各段部端面１６ａと１７ａ，１６ｂと１７ｂ，１６ｃと１７ｃには、正面形状が額縁状のリップシールプレート１８を溶接１９，２０により固着し得るようになっている。なお、図中、２１はロボットアーム２２に把持された溶接トーチである。
【００１７】
上述の保守ポート３は核融合炉の新設時には、リップシールプレート１８は段部端面１６ａ，１７ａに溶接１９，２０により固着され、プラグ５と協働してポート本体４内部を密接に保持している。
【００１８】
上述の真空容器１内部の保守、点検を行う場合には、適宜の切削工具により、リップシールプレート１８外周部とリップシールプレート固定部材１６の溶接１９部をポート本体４の軸線方向外側、すなわち正面から切断すると共に、リップシールプレート１８内周部とリップシールプレート固定部材１７の溶接１５部を同様にポート本体４の軸線方向外側から切断して段部端面１６ａ，１７ａからリップシールプレート１８を撤去し、従来の場合と同様にしてプラグ５をポート本体４内から抜き取り、真空容器１内の保守、点検を行う。
【００１９】
真空容器１の保守、点検が終了した場合には、再びプラグ５をポート本体４に嵌入し、従来と同様にしてポート本体４に締結、固定し、外径及び内径がリップシールプレート固定部材１６，１７における段部端面１６ａ，１７ａに固定されていたリップシールプレート１８の外径及び内径よりも若干小さい予め用意した新たなリップシールプレート１８を、溶接１９，２０によりリップシールプレート固定部材１６，１７における段部端面１６ｂ，１７ｂに固定する（図２参照）。
【００２０】
又、次回の真空容器１の保守、点検時には、リップシールプレート１８は段部端面１６ｂ，１７ｂから撤去され、保守、点検終了時には、外径及び内径が段部端面１６ｂ，１７ｂに固定されていたリップシールプレート１８よりも小さい新たなリップシールプレート１８がリップシールプレート固定部材１６，１７における段部端面１６ｃ，１７ｃに溶接され、固定される。
【００２１】
この図示例によれば、リップシールプレート固定部材１６，１７は厚肉であるため、リップシールプレート１８はしっかりとリップシールプレート固定部材１６，１７に固定されている。このため、真空容器１の保守、点検時にリップシールプレート１８を除去する際にその正面から容易且つ迅速に切断することができる。
【００２２】
又、リップシールプレート１８の固定部を肉厚構造としたことにより、リップシールプレート固定部材１６，１７は熱及び外力による変形量が小さくなり、更に、リップシールプレート固定部材１６，１７の断面形状を階段状にしたことにより、リップシールプレート１８の取付け位置は保守、点検の度にポート本体４の軸線方向内側に移動させることができる。このため、リップシールプレート１８切断後のシール残等を考慮せずに次ぎのリップシールプレート１８の溶接を行うことができ、従って、保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接をも容易且つ確実に行うことができる。
【００２３】
なお、本発明のリップシール構造を有する核融合炉においては、保守、点検に従いリップシールプレートをポート本体の軸線方向内側へ移動させて溶接する場合について説明したが、逆にリップシールプレートをポート本体の軸線方向外側へ移動させて溶接するようにしても実施可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のリップシール構造を有する核融合炉によれば、
Ｉ）リップシールプレートは厚肉の第一、第二のリップシールプレート固定部材に形成された段部端面に取付けられているため、真空容器の保守、点検の際にリップシールプレートを正面から容易且つ迅速に切断することができる、
ＩＩ）第一、第二のリップシールプレート固定部材は厚肉であるため熱及び外力により変形する虞がなく、しかも保守、点検終了後におけるリップシールプレートの２回目以降の溶接時には、リップシールプレートをポート本体の軸線方向へ位置をずらして前回とは異なる段部端面に対し行うようにしているため、段部端面のシール残等を考慮する必要がなく、従って、リップシールプレートの２回目以降の溶接も容易且つ確実に行うことができる、
等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のリップシール構造を有する核融合炉に適用するリップシール構造の実施の形態の一例の部分拡大断面図である。
【図２】 本発明のリップシール構造を有する核融合炉において、リップシールプレートを最初とは異なる段部端面に溶接した状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】 一般的な核融合炉の一例の概要を示す平面図であって、従来のリップシール構造を有する核融合炉や本発明のリップシール構造を有する核融合炉と基本的構成は同様の核融合炉である。
【図４】 従来のリップシール構造の一例の部分断面図で、図３のＩＶ部拡大図である。
【符号の説明】
１ 真空容器
４ ポート本体
５ プラグ
１２ 隙間
１６ リップシールプレート固定部材
１６ａ 段部端面
１６ｂ 段部端面
１６ｃ 段部端面
１７ リップシールプレート固定部材
１７ａ 段部端面
１７ｂ 段部端面
１７ｃ 段部端面
１８ リップシールプレート
１９ 溶接
２０ 溶接
Claims (1)
- 真空容器に接続されたポート本体内にプラグを嵌合すると共に、前記ポート本体とプラグとの間の隙間をリップシールプレートにより密封するようにしたリップシール構造を有する核融合炉であって、
前記ポート本体の内周部には、厚肉の第一のリップシールプレート固定部材が取付けられると共に、プラグの外周部には、厚肉の第二のリップシールプレート固定部材が取り付けられ、
前記第一、第二のリップシールプレート固定部材の対向部は、前記ポート本体の軸線方向内側に行くに従い対向部の間の間隔が小さくなるよう階段状に形成されて、各階段状の箇所には、前記ポート本体の軸線方向に対し直交する方向へ向いた段部端面が設けられており、
真空容器の保守、点検毎に、ポート本体の軸線方向に対し直交する方向へ対向する第一及び第二のリップシールプレート固定部材における各段部端面に、ポート本体の軸線方向に位置をずらしてリップシールプレートを溶接し得るよう構成したリップシール構造を有することを特徴とする核融合炉。
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