JP4651448B2 - 直線加速器施設における加速管用の架台 - Google Patents

Description

この発明は、直線加速器施設における精密機械装置（加速管）を支持する、コンクリートブロック台を用いた精密機械装置用架台の技術分野に属し、更に云うと、コンクリートブロック台の見かけの熱膨張係数を一定値以下に下げることができ、周辺温度（雰囲気温度）に影響を受けることなく精密機械装置を常に精度良く支持することができる、コンクリートブロック台を用いた直線加速器施設における加速管用の架台に関する。

加速器施設における精密機械装置は常に精度良く支持されていることが重要である。

例えば、直線加速器施設の加速管は、支持精度が狂わないように、安定した岩盤に設置された鋼製ブロック台や石製ブロック台に支持されていることが一般的であるが、加速管の内部を流れるビームの方向制御を行うマグネット部は、更に高い精度で支持されていることが重要である。

しかし、鋼製ブロック台は周辺温度の影響を受けて熱膨張し、マグネット部を精度良く支持できない問題点がある。また、加速管の支持手段として要求される剛性や振動特性を満たさない問題点がある。一方、石製ブロック台は熱膨張の影響が小さく、マグネット部を精度良く支持でき、しかも支持手段として要求される剛性や振動特性を満たすが、コストが嵩む問題点がある。

ところで、コンクリートブロック台は上記石製ブロック台と略同程度の剛性や振動特性を有し、且つ非常に安価に製造できる利点を有するが、雰囲気温度に影響を受けて熱膨張し、最も重要視される支持精度を確保することができない可能性がある。また、コンクリートブロック台の見かけの熱膨張熱膨係数を下げて、膨張量を抑えることができる構成とされたコンクリートブロック台や同コンクリートブロック台を用いた架台は見聞することができない。

なお、コンクリートの打設時に配管を埋め込み、同配管に冷却水を循環させつつ養生して硬化させることで、コンクリート養生時の発熱を抑え、先行コンクリートとの温度差によって生じる温度ひび割れを防止する技術（特許文献１、２）や、コンクリート内に埋め込まれた配管に水を循環させ、同コンクリートに蓄えられた熱を採取する技術（特許文献３、４）が公知であるが、技術分野が異なる。

特開平１１−１４１１２８号公報 特開平１１−１４１１２９号公報 特開２００１−１４１３８０号公報 特開２００２−１１５９８４号公報

本発明の目的は、コンクリートブロック台の内部に外周部に沿って恒温に管理された冷却媒体を循環させるためのスパイラル状の配管を埋め込み、同配管に恒温に管理された冷却媒体を循環させることによって、コンクリートブロック台の見かけの熱膨張係数を所定の値以下に下げる構成とし、雰囲気温度に影響を受けることなく直線加速器施設における加速管を常に精度良く支持することができ、安価に製造できる加速管用の架台を提供することである。

本発明の次の目的は、全部又は任意のコンクリートブロック台を、上記見かけの熱膨張係数を所定の値以下に下げるコンクリートブロック台で構成し、直線加速器施設における加速管用の架台として好適な直線加速器施設における加速管用の架台を提供することである。

本発明の更なる目的は、コンクリートブロック台で架台を構成することで、安価に構築できる、直線加速器施設における加速管用の架台を提供することである。

上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る直線加速器施設における加速管用の架台は、
直線加速器施設における加速管２を支持する複数のコンクリートブロック台９が水平に整地された剛強な床上に一定の間隔で設置され、
全部又は任意位置のコンクリートブロック台９の内部に、恒温に管理された媒体を循環させるための配管６が外周部に沿ってスパイラル状に埋め込まれており、
恒温に管理された媒体を前記スパイラル状の配管６へ循環させることを特徴とする。

本発明に係るコンクリートブロック台１又は９は、見かけの熱膨張係数を所定の値以下に下げる構成とされているので、雰囲気温度に影響を受けることなく直線加速器施設における加速管２を常に精度良く支持することができる。しかも、コンクリートブロック台１又は９は、石製ブロック台に比べて安価に製造できる。

本発明に係る直線加速器施設における加速管用の架台は、全部又は任意のコンクリートブロック台１又は９が上記見かけの熱膨張係数を所定の値以下に下げる構成とされているので、直線加速器施設における加速管用の架台として好適に用いることができる。しかも、コンクリートブロック台１又は９で架台を構成しているので、安価に構築することができる。

先ず、コンクリートブロック台１又は９の実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。本発明に係るコンクリートブロック台１又は９は、例えば図２に示すような直線加速器施設の加速管２（特に、マグネット部３）の支持手段として好適に用いられる。

コンクリートブロック台１又は９は、通例のコンクリートブロック台と同様に、水平に整地された剛強な床（図２では岩盤４）の上面に設置されるコンクリート成形品であるが、その内部の外周部に沿って恒温に管理された冷却媒体５を循環させるための配管６がスパイラル状に埋め込まれている。

冷却媒体５は、通例の冷却媒体として用いられる流体であれば良いが、前記加速管２を高精度に支持する必要がある場合は、雰囲気温度より温度変化（温度の変動幅）が小さく恒温に管理された冷却媒体が用いられる。スパイラル状の配管６より内側のコンクリートの熱膨張は、配管６内を流れる流体の温度が支配的となり、結果としてコンクリートブロック台１全体としての熱膨張の低減につながる。

上記スパイラル状の配管６は、冷却媒体５とコンクリートブロック台１又は９との熱交換を阻害しない材料（例えば、アルミニウムや鉄などの金属類、但しこれに限らない。）で構成されており、図１に示すようにコンクリートブロック台１の内部に外周部に沿ってスパイラル状に埋め込まれている。具体的には、前記スパイラル状の配管６はコンクリートブロック台１又は９の上記見かけの熱膨張係数が石や岩盤の熱膨張率（約０．５〜０．８×１０−５／℃）以下と成るように、例えば半径Ｒが２５０mmで高さＨが６８０mmのコンクリートブロック台１に、外周部から３０mm程度内方の位置に高さ方向のピッチＴが１６０mmのスパイラル状に埋め込まれている。スパイラル状の配管６は、コンクリートブロック台１又は９の外周部に沿って配置されているので、雰囲気温度による熱がコンクリートブロック台１又は９の外周面から伝わろうとしても、その熱は内部に伝わらないので、見かけの熱膨張係数を下げることになる。そのため、雰囲気温度に影響を受けずに加速管２（マグネット部３）を常に精度良く支持することができる。

ちなみに、図２に示すように、コンクリートブロック台１又は９を直線加速器施設のマグネット部３の支持手段として用いた場合は、同コンクリートブロック台１又は９のスパイラル状の配管６を、精密機械装置である加速管用の冷却媒体を循環させるための配管７と接続し、コンクリートブロック台１の冷却媒体５として恒温に管理されている前記加速管用の冷却媒体を循環させると、合理的に実施できる。

上記コンクリートブロック台１又は９は、見かけの膨張係数を所定の値以下に下げる構成とされているので、雰囲気温度に影響を受けることなく加速管２のマグネット部３を常に精度良く支持することができる。しかも、コンクリートブロック台１又は９は、石製ブロック台に比べて安価に製造できる。

次に、請求項１、２に記載した発明に係る上記コンクリートブロック台１を用いた直線加速器施設の加速管用架台の実施形態を説明する。
図２に例示する架台８は、直線加速器施設の加速管用の架台として構成されている。具体的には、加速管２を支持する複数のコンクリートブロック台９…が略一定の間隔で岩盤４に設置されており、マグネット部３の支持手段として用いられる。図２に示す例では４個おきのコンクリートブロック台９が上記構成のコンクリートブロック台１で構成されている。
前記コンクリートブロック台１（９）のスパイラル状の配管６は、加速管用の冷却媒体を循環させるための配管７と接続されている。同コンクリートブロック台１（９）の配管６内に、恒温に管理された加速管用の冷却媒体を循環させることによって、マグネット部３を支持するコンクリートブロック台１（９）の見かけの熱膨張係数を所定の値以下に下げる構成とされている。

上記架台８を構成するコンクリートブロック台１（９）は、雰囲気温度に影響を受けずにマグネット部３を常に精度良く支持することができるので、加速管２の内部を流れるビームの方向制御に悪影響を与えることがなく、直線加速器施設の加速管用の架台として好適に用いることができる。しかも、コンクリートブロック台９（１）で架台を構成しているので、安価に構築することができる。

上記実施形態の配管６はスパイラル状に埋め込まれているが、コンクリートブロック台１の外周部に沿って埋め込まれていれば良く、特に配置は限定されない。また、配管６は図２に示すように加速管用の冷却媒体を循環させるための配管７と接続されているが、支持する精密機械装置によっては接続相手の配管７が異なることは勿論のことである。

以上に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。

本発明に係るコンクリートブロック台の構造図である。 本発明に係る直線加速器施設における加速管用の架台の実施形態を示した概略図である。

１ コンクリートブロック台
２ 直線加速器施設の加速管
３ マグネット部
４ 岩盤
５ 冷却媒体
６ 配管
７ 加速管用の冷却媒体を循環させるための配管
８ 架台
９ コンクリートブロック台

Claims (1)

1. 直線加速器施設における加速管を支持する複数のコンクリートブロック台が水平に整地された剛強な床上に一定の間隔で設置され、
   全部又は任意位置のコンクリートブロック台の内部に、恒温に管理された媒体を循環させるための配管が外周部に沿ってスパイラル状に埋め込まれており、
   恒温に管理された媒体を前記スパイラル状の配管へ循環させることを特徴とする、直線加速器施設における加速管用の架台。
   

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