JPH09189787A - イオン源の電極板 - Google Patents

イオン源の電極板

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JPH09189787A
JPH09189787A JP8002120A JP212096A JPH09189787A JP H09189787 A JPH09189787 A JP H09189787A JP 8002120 A JP8002120 A JP 8002120A JP 212096 A JP212096 A JP 212096A JP H09189787 A JPH09189787 A JP H09189787A
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JP
Japan
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cooling water
corrosion
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electrode plate
bush
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Pending
Application number
JP8002120A
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English (en)
Inventor
Koji Ichihashi
公嗣 市橋
Masanao Shibui
正直 澁井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • 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
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長寿命で、高い信頼性のイオン源の電極板を
提供することを課題とする。 【解決手段】 第1の発明は高融点材料あるいは高熱伝
導材料からなる2枚の薄板を冶金的に接合してなる電極
板において、前記2枚の薄板の表面に耐腐食性の金属を
成膜した後に接合し、冷却水出入口の近傍に耐腐食性の
金属材料からなるブッシュを圧入または冶金的に接合し
てなることを特徴とする。また、第2の発明は高融点材
料あるいは高熱伝導材料からなる2枚の薄板の間に溝を
設け、この溝にチタンまたは銅合金材料からなる冷却水
路用の管を挟んで静水圧成型法により接合・一体化させ
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、核融合装置のプラ
ズマを加熱または駆動するための中性粒子入射装置やイ
オンミキシング装置等に用いられるイオン源の電極板に
関する。
【0002】
【従来の技術】大出力、長パルス運転のイオン源におい
て、電極板は熱的に厳しい条件下で使用されため、一般
的には水冷構造が採用されている。
【0003】図3は従来の電極板の要部を示し、図4は
図3中の丸枠Xで示す冷却水入口ヘッダ近傍の詳細を示
している。これらの図において、電極板1は、上面に複
数本の矩形状の冷却溝2を切った薄板3aと、その上面
に配置した薄板3bと、薄板3bの上面の両端に配置し
た冷却水入口ヘッダ4および冷却水出口ヘッダ5とを備
えており、これらの構成部材を冶金的に同時接合して作
られている。薄板3a,3bには、イオンを引き出し、
あるいは加速するための電極孔6が、冷却溝2以外の位
置に多数個設けられているが、これらの電極孔6は薄板
3aと3bを接合した後で透設される。
【0004】冷却水入口ヘッダ4と冷却水出口ヘッダ5
には、冷却水配管7,8の先端に溶接により固着された
取付フランジ9,10が、それぞれボルト11を介して
取付けられている。図4に示すように、取付フランジ9
は、その内面に形成したL形の透孔9aが冷却水入口ヘ
ッダ4側の透孔4aに合致するよう配置され、また、そ
れらの接合面にはガスケット12が介挿され、冷却水配
管7から冷却水入口ヘッダ4内の連通孔4bに供給され
る冷却水をシールしている。なお、図示はしていない
が、冷却水出口ヘッダ5と取付フランジ10の取付け部
も上記と同様に構成されている。したがって、冷却水配
管7から供給された冷却水は取付フランジ9を通って冷
却水入口ヘッダ4内に入り、その連通孔4bから、薄板
3a、3b間の冷却溝2内に分流し、電極板1を冷却し
た後、冷却水出口ヘッダ5および取付フランジ10を通
り、冷却水配管8から排出される。
【0005】なお、高熱負荷を受ける電極板1はモリブ
デンのような高融点金属材料、あるいは銅合金のような
高熱伝導材料で構成されるが、フランジ9,10は溶接
等の施工が容易なステンレス鋼で構成される。したがっ
て、冷却水ヘッダ部4,5と取付フランジ9,10の接
続面は異種金属の接触面となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成した
従来の電極板には、次の2つの大きな問題があった。
【0007】(1) 電極板は高電位状態で使用される
ため、モリブデン製の電極板の場合には、冷却水による
腐食が大きい。この腐食は冷却水の出入口の冷却水入口
ヘッダ4および冷却水出口ヘッダ5と取付フランジ9,
10との異種金属接触面近傍で特に大きく、長寿命の電
極板を得ることは困難であった。
【0008】(2) 電極板は大面積の薄板構成である
ため、2枚の薄板3a,3bを冶金的に接合した後で冷
却溝2の近傍に多数の電極孔6を穿孔すると、冷却水が
リークし易く、高信頼性の電極板を得ることは困難であ
った。また逆に、リークが生じ難いようにするために
は、冷却溝2から十分な距離をとって電極孔6を穿孔す
る必要があるが、その場合には電極孔の数が減少し、大
電流のイオンを引出すことが困難となる。
【0009】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、長寿命で、高い信頼性の電極板を提供することを課
題とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の発明
は、モリブデンなどの高融点材料、あるいは銅合金など
の高熱伝導材料からなる2枚の薄板を冶金的に接合して
なる電極板において、前記2枚の薄板の表面に耐腐食性
の金属を成膜した後に接合し、冷却水出入口の近傍に耐
腐食性の金属材料からなるブッシュを圧入または冶金的
に接合したことを特徴とするものである。また、請求項
2の発明は、高融点材料あるいは高熱伝導材料からなる
2枚の薄板の間に溝を設け、この溝に、チタンまたは銅
合金材料からなる管を挟み、静水圧成型法により接合・
一体化させたことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】上述の請求項1の発明では、2枚
の薄板の表面にチタン等の耐腐食性の金属を成膜してか
ら冶金的に接合し、また耐腐食性膜を成膜し難い場所で
ある冷却水出入り口近傍には耐腐食性の金属ブッシユを
設置したので、冷却水による腐食を低減させることがで
き、したがって長寿命の電極板を得ることができる。ま
た、請求項2の発明では、冷却水境界は耐腐食性のチタ
ンや銅合金材料で構成されているため、腐食の問題が無
い。更に、冷却水路が管で構成され、冷却水境界に接合
面が露出しないためリーク発生の懸念はなく、しかも電
極孔を冷却水境界に近付けて穿孔できるため、イオンの
引出し効率を高めることかができる。さらに冷却水路を
矩形断面とすれば、除熱効率を一段と高めることができ
る。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、以下の説明においては、図3,4における
と同一部分には、同一の符号を付して説明する。
【0013】図1は本発明の第1の実施例を示すもの
で、2枚のモリブデン製の薄板3a,3bのうち、下側
の薄板3aの上面には、複数本の冷却溝2が適当間隔を
おいて形成されている。これらの薄板3a,3bには、
冷却溝2の表面を含めて接合面側の全面にチタン膜21
が成膜されており、接合面では、これらのチタン膜21
を介して薄板3a,3bが接合されている。また、モリ
ブデン製の冷却水入口ヘッダ4の接合面および連通孔4
bの内面にもチタン膜21が成膜されている。冷却水入
口ヘッダ4の透孔4a近傍はその幾何形状からチタン膜
の成膜は信頼性が乏しいため、この部分にはチタン製の
ブッシュ22が接合されている。このブッシュ22の上
端近傍には大径のフランジ部22aが形成されており、
その上面にはガスケット12が装着されている。なお、
図示はしていないが、冷却水出口ヘッダ側も冷却水入口
ヘッダ4と同様に構成されている。
【0014】このような構成のイオン源の電極板では、
冷却水路は耐腐食性のチタンで覆われており、モリブデ
ンが直接冷却水に接しないため、電極板の腐食はかなり
低減される。また、ガスケット12はブッシュ23側に
取付けてあるため、冷却水は取付フランジ9,10とモ
リブデン製冷却水出入口ヘッダ4,10との隙間には入
り込めない。したがって長寿命の電極板を得ることがで
きる。
【0015】図2は本発明は第2の実施例を示すもの
で、2枚のモリブデン製の薄板3a,3bのうち、下側
の薄板3aの上面には、複数本の冷却溝2が適当間隔を
おいて形成されている。これらの薄板3a,3bには、
接合面側の全面にチタン膜21が成膜されており、接合
面では、これらのチタン膜21を介して薄板3a,3b
が接合されている。冷却溝2内には、冷却水路を形成す
るチタン管23が挿入され、薄板3a,3bと共に、静
水圧成型法で固相拡散接合されている。また、モリブデ
ン製の冷却水入口ヘッダ4の接合面および連通孔4bの
内面にもチタン膜が成膜されている。冷却水入口ヘッダ
4の透孔4aの部分にはチタン製のブッシュ22が接合
されており、その上端近傍のフランジ部22aの上面に
はガスケット12が装着されている。なお、図示はして
いないが、冷却水出口ヘッダ側も冷却水入口ヘッダ4と
同様に構成されている。また、この実施例では、薄板3
a,3bの端面近傍は冷却水入口ヘッダ4の連通孔4b
内に挿入され、接合されている。
【0016】この実施例のイオン源の電極板では、冷却
水路は耐腐食性のチタン管23で構成されているため冷
却水による腐食の問題がなく、冷却水境界に接合面が露
出していないためリークが生じる懸念はない。また、電
極孔6を冷却水路に近付けて穿孔できるから、より多く
の電極孔を設けることができる。なお、冷却水ヘッダ部
には入熱がないため、これらのヘッダ部とチタン管23
は必ずしも接合する必要はない。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電極板
の冷却水路は耐腐食性のチタンで覆われており、モリブ
デン板が直接冷却水に接することはないため、冷却水に
よるモリブデン電極の腐食問題を解決し、長寿命の電極
板を提供することができる。また、第2の発明によれ
ば、冷却水路に近付けて電極孔を穿孔できるため、より
多くの電極孔を設けることができ、長寿命、高信頼で、
高いイオン引出し効率を備えた電極板を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す冷却水ヘッダ近傍
の斜視断面図。
【図2】本発明の第2の実施例を示す冷却水ヘッダ近傍
の斜視断面図。
【図3】従来のイオン源の電極板の要部を示す斜視断面
図。
【図4】図3中の丸枠X近傍の斜視断面図。
【符号の説明】
1……電極板 2……冷却溝 3a,3b……薄板 4……冷却水入口ヘッダ 5……冷却水出口ヘッダ 6……電極孔 7,8……冷却水配管 9,10……取付フランジ 12……ガスケット 21……チタン膜 22……チタン製ブツシュ 23……チタン管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高融点材料あるいは高熱伝導材料からな
    る2枚の薄板を冶金的に接合してなる電極板において、
    前記2枚の薄板の表面に耐腐食性の金属を成膜して接合
    し、冷却水出入口の近傍に耐腐食性の金属材料からなる
    ブッシュを圧入または冶金的に接合してなることを特徴
    とするイオン源の電極板。
  2. 【請求項2】 高融点材料あるいは高熱伝導材料からな
    る2枚の薄板の間に溝を設け、この溝に、チタンまたは
    銅合金材料からなる管を挟んで静水圧成型法により接合
    ・一体化させたことを特徴とするイオン源の電極板。
  3. 【請求項3】 薄板の間に設ける溝および管を矩形断面
    としたことを特徴とする請求項2に記載のイオン源の電
    極。
JP8002120A 1996-01-10 1996-01-10 イオン源の電極板 Pending JPH09189787A (ja)

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JP8002120A JPH09189787A (ja) 1996-01-10 1996-01-10 イオン源の電極板

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013045747A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Toshiba Corp イオン源用電極及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013045747A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Toshiba Corp イオン源用電極及びその製造方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040316