JPH02105095A - 防熱遮蔽体 - Google Patents

防熱遮蔽体

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JPH02105095A
JPH02105095A JP1212834A JP21283489A JPH02105095A JP H02105095 A JPH02105095 A JP H02105095A JP 1212834 A JP1212834 A JP 1212834A JP 21283489 A JP21283489 A JP 21283489A JP H02105095 A JPH02105095 A JP H02105095A
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JP
Japan
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cooling pipe
element body
protective element
heat
recess
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JP1212834A
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English (en)
Inventor
Samar B Mukherjee
サマール バンドウ ムーカージー
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Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
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Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
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Publication date
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21BFUSION REACTORS
    • G21B1/00Thermonuclear fusion reactors
    • G21B1/11Details
    • G21B1/13First wall; Blanket; Divertor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/70Cooling of pipes or pipe systems
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) この発Ijlは、冷却剤系に接続される冷却パイプと、
耐熱材料から成る保護素子体とを有する、旋動的に冷却
される防熱遮蔽体に関するものである。各保護素子体は
冷却パイプを受入れるための溝状の凹部を有している。
(発明の背景) 出願公開されたドイツ特許出願第:l、416,843
号に示されている防熱遮蔽体においては、冷却パイプは
、例えばグラファイトて形成されている保護素子体の溝
状凹部中にろう付けされている。
また、米国特許第4,235,279号には、外表面か
冷却パイプを受入れる溝を構成しているグラファイトの
ブロックからなる金属の連続鋳造用モールドが示されて
いる。上記の溝は半円形の断面を持っており、冷却パイ
プはこの溝に可撓的に圧入されている。
(発明のl!要) この発明の目的は、前述した形式の防熱遮蔽体であって
、製造か容易で低価格であり、損傷した保護素子体の交
換か簡単で、かつ、熱による変動する応力に対する耐久
性の大きなものを提供することである。
この発明の実施例による、情動的に冷却される防熱遮蔽
体は冷却パイプと耐熱材料製の保護素子体とを含んでい
る。各保護素子体は冷却パイプを受入れるための溝状凹
部を備えている。この発明によれば、凹部を形成してい
る壁部分は対応する冷却パイプの周辺領域を 180°
を越える 360°未溝の角度にわたって挟みこむよう
に囲んでおり、保護素子体は対応するパイプに対して、
パイプの半径方向には噛合わせ結合(formschl
 iissig)により、パイプの長手方向には摩擦結
合(kraft−schl没ssig)によって固定さ
れる。
推奨実施例においては、凹部を形成する壁部分は対応す
る冷却パイプをその210〜300’ 、特に、約27
0°の角度範囲にわたって囲んて挟持している。
この発明による防熱遮蔽体は簡単かつ経済的に作ること
かてきる。損傷した保護素子体は冷却パイプに押圧する
たけであるから、簡単に取換えが可能である。相対的に
太きく (massiv)全体として角柱状の保護素子
体によって冷却パイプを包囲して挟持することにより、
冷却パイプと反対の側か加熱された時に冷却パイプと保
護素子体との接触かより強くなり(クランプ効果)、シ
かも、冷却パイプの長さ方向には、パイプと保護素子体
とは相互に摺動可能なので、温度変化か生じても、それ
ほど大きな軸方向の応力は生じない。さらに、冷却パイ
プとの噛合わせ結合は、冷却パイプを収容した凹部に隣
接する保護素子体の部分の機械的応力除去に有効である
。この効果は、推奨実施例として示すように、保護素子
体をタラファイト製とした時に特に利点を発揮する。な
ぜなら、この発明の防熱遮蔽体においては、グラファイ
トは主として圧縮負荷を受け、比較的耐久力のない引張
り負荷は少ししか受けないからである。
〔推奨実施例の説明〕
この発明の防熱遮蔽体は、特に、核融合炉等の如きプラ
ズマ物理学的な装置に有用である。従って、以下、この
発明をこの推奨利用分野に関連させて説明する。
第1図を参照すると、壁10は熱による過剰な作用から
保護されるべき壁で、例えば、核融合炉ののいわゆる第
−壁、あるいは、融合実験用真空容器の内壁あるいはリ
ミタの支持構造等である。また、このような保護システ
ムは熱収集器としても働く、複数の互い間隔を置いて平
行に延びる金属製(例えば、鋼あるいは銅)の冷却パイ
プ12が壁IOに硬質はんだ付け、ろう付けあるいは溶
接によって固定されている。この接続は、冷却パイプ1
2の、壁IOから遮蔽すべき熱流14の方向と反対の側
て約90°の角度範囲を占める。この熱の流れ14は、
例えば、プラズマ放電(図示せず)からのものである。
各冷却パイプ12上には複数のグラファイト製の保護素
子体16か、パイプの軸方向(長さ方向)には摩擦結合
により、半径方向には噛合わせ結合によって配置されて
いる。これらの保護素子体は互いに接触していてもよい
し、間の空間によって分離されていてもよい。隣接する
2本の冷却パイプ+ 2−J二に配列されている保護素
子体16相互間には、空隙18が設けられている。
各保護素子体16は熱流14に対する側に露出した表面
19を有し、この表面19は、図示の実施例ては実質的
に短形である。また、熱IJt14から遠い側には、凹
部20を有し、この凹部20の壁か対応するそれぞれの
冷却パイプ12をその周囲的270°にわたって密着し
て取囲んている。保護素子体16は対応する冷却パイプ
12に対して押圧するだけで取付けられている。即ち、
パイプの半径方向には11合わせ結合により、また、長
手方向には摩擦結合により冷却パイプに接続される。換
言すれば、保護素子体は冷却パイプと、摩擦係合による
滑り嵌めを形成する。
好ましくは、凹部の中心から表面19まての保護素子体
の厚さは凹部の直径よりかなり大きく、例えば、少くと
も2倍以上とする。保護素子体は好ましくは相対的に大
きなものである。即ち、その断面形状における最小寸法
(図示の例では凹部20と表面19との間の厚さ)か冷
却パイプの直径の数倍となるようにすることか好ましい
凹部20の壁と冷却パイプ12との間には、熱伝導率の
良好な炭素m雑紙の中間層17か設けられている。これ
により、熱抵抗は更に小さくなり、また、凹部20と冷
却パイプ12との間の公差補償がかえられる。
動作時、熱流14に面する保護素子体の表面I9か加熱
されると、冷却パイプ12から離れた保護素子体の部分
かある程度膨張して、保護素子体とこれと対応する冷却
パイプとの間の挟持力か強くなり、それに応して、保護
素子体16と冷却パイプ12どの間の遷移部における熱
抵抗も小さくなる。冷却パイプと保護素子体とをろう付
けした場合に生じる可18・戊のあるグラファイトの剪
断応力は、この場合には生しない。なぜなら、保護素子
体1Gは冷却パイプ上を比較的制限を受けることなく摺
動てきるからである。
第2図は、例えば、大面植の遮蔽体をどのように形成す
るかを示している。ここでも、冷却パイプ12は保護さ
れるべき壁10に対しろう付けまたは溶接されている。
冷却パイプ12は各々その両端部の直前で入口バイブ2
2と出口バイブ24とに結合されており、これらの入口
バイブと出口バイブは、動作時に、冷却剤系(図示せず
)に結合されている。この例においては、平面形状が方
形(正方形及び短形)の6個の平行六面体のグラファイ
ト製保護素子体16a−16fが各冷却パイプに押圧さ
れて、噛合わせ結合及び摩擦結合している。入口バイブ
22と出口バイブ24より外側の冷却パイプ12の端部
12aの内部にはねし山か切られていて、ねし付きボル
ト28によって端部板26をパイプに固定することかで
きる。これにより、冷却パイプの端か封止され、また、
保護素子体16をその長さ方向において、ある遊びを置
いて、対応する冷却パイプに固定される。冷却パイプの
周面方向については、保護素子体の位置は壁10に取付
けたばね(図示せず)によって固定することができる。
以上説明した実施例には、この発明の範囲を外れること
なく多くの変更か可1艶である。例えば、1本の冷却パ
イプまたは冷却パイプ部分に、対応する1本の長い冷却
保護素子体を設けてもよい。
凹部20の壁が冷却パイプ12を包囲する周辺領域は前
述した大きさ以外でもよい。凹部20か冷却パイプを囲
む角度は 180”を越え、 360’未満であり、好
ましくは約210°〜300°である。また、冷却素子
体は前述したものと異る断面形状でもよいか、その最小
断面寸法は対応する冷却パイプの直径より大きい(例え
ば、少くとも1.5倍)ことか好ましい。中間層17は
炭素繊維の織布あるいはフェルト、ペーストあるいは他
の適当な材料としてよく、あるいは、完全に省略しても
よい。冷却素子体はグラファイト以外の他の適当な耐熱
材料、例えばセラミックで形成してもよく、また、隣接
する保護冷却素子体相互間の空隙1Bは、熱流14の熱
源と保護すべき壁10か直接目視てきないようにするた
めに、傾斜させるか、あるいは、湾曲させてもよい。ま
た、冷却パイプ12は直線状である必要はなく、この発
明は湾曲した冷却パイプにも適用てきる。その場合、凹
部20も対応した形状か午えられる。あるいは、湾曲か
あまり大きくない場合には、各パイプの長手方向に、複
数の比較的短い保護素子体を設けてもよい。組立てが完
了した冷却パイプ12に押しつけることによって防熱遮
蔽体を組立てるこの方法は、大面積を低価格てカバーす
ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の推奨実施例による防熱遮蔽体を取
付けた保護されるべき壁の断面図、第2図は、この発明
による防、8遮蔽体を増付けた壁を示す斜視図である。 10・・・・保護すべき表面、12・・・・冷却パイプ
、14・・・・熱源からの熱流、16・・・・保護素子
体、18・・・・中間空隙、19・・・・熱源に対向す
る保護素子体の表面、20・・・・凹部。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)冷却パイプと、耐熱材料からなり、その各々の表
    面の一部分が冷却パイプを受入れる溝状凹部を形成して
    いる保護素子体とを有し、上記凹部を形成している壁部
    分がそれぞれの冷却パイプを180°を越え360°未
    満の周辺領域にわたって取囲んで挟持しており、上記保
    護素子体が対応する冷却パイプに対して、パイプの半径
    方向のみに噛合わせ結合により、パイプの長手方向には
    摩擦結合により接続されていることを特徴とする能動的
    に冷却される防熱遮蔽体。
  2. (2)凹部を形成している壁部分が対応する冷却パイプ
    を210°〜300°の角度範囲にわたって包囲してい
    ることを特徴とする、請求項(1)に記載の防熱遮蔽体
  3. (3)凹部を形成している壁部分が対応する冷却パイプ
    を約270°の角度範囲にわたって包囲していることを
    特徴とする、請求項(1)に記載の防熱遮蔽体。
  4. (4)冷却パイプが保護されるべき壁にろう付けまたは
    溶接されていることを特徴とする、請求項(1)に記載
    の防熱遮蔽体。
  5. (5)隣接する冷却パイプ間の間隔及び保護素子体の寸
    法がこれら隣接冷却パイプ上に配置された保護素子体相
    互間に中間空隙が形成されるように選定されていること
    を特徴とする、請求項(1)に記載の防熱遮蔽体。
  6. (6)各冷却パイプ上には、そのパイプの長さに比較し
    て短い複数の保護素子体が配置されていることを特徴と
    する、請求項(1)に記載の防熱遮蔽体。
  7. (7)保護素子体の平面形状がほぼ方形であることを特
    徴とする、請求項(6)に記載の防熱遮蔽体。
  8. (8)保護素子体がグラファイトで構成されていること
    を特徴とする、請求項(1)に記載の防熱遮蔽体。
  9. (9)保護素子体がセラミック材料で構成されているこ
    とを特徴とする、請求項(1)に記載の防熱遮蔽体。
  10. (10)凹部の中心から熱源に対向する表面までの保護
    素子体の厚さが凹部の直径より大きいことを特徴とする
    、請求項(1)に記載の防熱遮蔽体。
  11. (11)保護素子体の最小断面寸法が冷却パイプの直径
    よりも大きいことを特徴とする、防熱遮蔽体。
JP1212834A 1988-08-25 1989-08-17 防熱遮蔽体 Pending JPH02105095A (ja)

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DE3828902A DE3828902A1 (de) 1988-08-25 1988-08-25 Waermeschutzschild
DE3828902.4 1988-08-25

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JPH02105095A true JPH02105095A (ja) 1990-04-17

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ID=6361597

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EP (1) EP0355662B1 (ja)
JP (1) JPH02105095A (ja)
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