JPS6213258A - 冷却用パネルの接合構造 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核融合炉第１壁等に使用される内部に冷却媒
体の流路を有するパネルの接合構造に関する。

〔従来の技術〕

トカマク凰の核融合炉では、第５図に示すように、プラ
ズマからの輻射熱を吸収するために、冷冷媒体の流路を
有するパネル９を設けるが、プラズマアタックによるパ
ネルの損傷を防止するために、プラズｉ側に更に防護壁
３を取付けることが考えられる。

冷却媒体の流路は、第６図に示すように、溝付き基板１
と平板状部材２とを接合したり、第７図に示すように、
波板状部材１１を平板状基板１０に接合したりして形成
することが考えられ、加工性・接合性等の有利さや耐照
射性に優　　　□れることなどのため、ステンレス鋼の
利用が考えられる。また、防護壁３には、耐熱性の点か
　　　□らＮｂ、Ｍｏ等の高融点金属の利用やプラズマ
によ　　　□るスパッタリング率が低く、プラズマ中に
不純物として混入しにくいグラファイト、炭化珪素、Ｂ
ｅ　　など低原子番号物質の利用が考えられる。

流路形成のための２部材の接合や防護壁３の接合方法と
して、ろう接、特に高級なろう接法としては、真空ろう
接や雰囲気ろう接がある。

例えば％ｇ４図に断面を示すように、流路をス　　　゛
テンレス鋼の部材のろう接によって形成、シ、かつ防護
壁３をＮｂ、Ｍｏ　、グラフアイ）　（（！ｌ　、炭化
珪素（８１０）　、Ｂｅなどのステンレス鋼に比べて熱
膨張率の著しく小さい材質のものをろう材８によってろ
う接によって接合する場合には、接合後の冷却過程にお
ける熱応力のため、（１）防護壁３に割れが生じたシ、
（２）防護壁３とステンレス鋼との接合部が剥離したＤ
　、　（３）ステンレス鋼の流路部の接合部が剥離した
シする問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来の接合構造の欠点を解消した
、冷却用パネルの接合構造を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、２枚の部材をろう接して中空の冷却流路を形
成し、さらに一方の部材に、該部材よりも熱膨張係数の
小さい防護壁をろう接してなる冷却パネルにおいて、中
空を形成する部材の少なくとも一方と防護壁との間にイ
ンサートメタルを介在させ、かつ防護壁のなす接合面に
は、他の接合面に用いるろう材より融点の低いろう材を
組合せて所定のろう接条件で処理したことを特徴とする
冷却パネルの接合構造に関する。

すなわち、本発明は、流路をステンレス鋼部材のろう接
によって形成し、かつステンレス鋼よシ著しく熱膨張率
の小さい材質の防護壁をもろう接によって取付ける場合
に、（１）流路を形成するステンレス鋼部材と防護壁と
の間に、低耐力・高延性のインサートメタルを介在させ
、（２）防護壁、インサートメタル、ステンレス鋼のイ
ンサートメタル側の部材、ステンレス鋼のインサートメ
タルと反対側の部材の４部材間に組込むろう材として、
防護壁に近い接合面から順次融点の低いろう材を組合せ
るか、または防護壁、インサートメタル間に他よ）融点
の低いろう材を組合せることにより前記従来構造の欠点
を解決したものでちる。

〔作用〕

防護壁とステンレス鋼との間に低耐力・高延性のインサ
ートメタルを介在させることによって、防護壁とステン
レス鋼との熱膨張率の差によってろう接後の冷却中に生
ずる熱応力がインサートメタルが容易に変形することに
よって、低減・緩和され、防護壁に割れが生じることが
ない。

また、防護壁との接合面のろう材の融点を最も低いもの
とし、防護壁から離れる接合面のろう材の融点を高くす
る仁とによって、高温で保持後冷却する過程では、融点
の高いろう材から凝固し、防護壁から遠い側から凝固す
る。つまシ、防護壁とインサートメタル間の接合面のろ
う材は、最後に凝固・接合される。従って、防護壁とス
テンレス鋼との熱膨張差による熱応力が発生しても、接
合面は強固に接合され、インサートメタルの耐力を上ま
わる強度を有し、インサートメタルが変形することによ
って接合面が剥離することがない。

第１図に、本発明の１つの実施例としての接合構造断面
を、第２図にその組合せ説明図を示す。

ステンレス鋼の溝付き基板１と平板状部材２との間に、
融点の最も高いろう材５を介しである。ステンレス鋼平
板部材２と防＠壁５となるＭｏ　　部材との間には、イ
ンサートメタル４として（ｕ板を介在させである。ステ
ンレス鋼平板部材２とインサートメタル４のＣＵ板との
間には、中間の融点のろう材６を介し、Ｃｕ板と防護壁
３としてのＭｏ部材との間には、融点の最も低いろう材
７を介しである。これらを互いに当接して、所定のろう
接条件で処理すると、ろう接された一体品を得る。この
接合構造を得るためには、Ｍｏ　　部材のない状態、す
なわち、ステンレス部材同志を接合後、改めてステンレ
ス部材にインサートメタル４とＭｏ部材を接合すること
が可能で、−回のろう接で一体品を得る必要はない。

第３図は、本発明の他の実施例としての接合構造断面を
示す。ステンレス鋼の溝付き基板１とインサートメタル
４としてのＣｕＦ）平板状部材との間に融点の高いろう
材５を介し、ＣＵ板と防１ｉｅｓとしてのＭＯ部材との
間に融点の低いろう材７を介しである。これらを互いに
当接して、所定のろう接条件で処理して一体品とする。

以上のように、本発明による接合構造は、ステンレス鋼
のような熱膨張率の大きい部材とＭ。

のように熱膨張率の小さい部材との間に％Ｃｕのように
低耐力、高延性のインサートメタルを介し、さらにこれ
らの部材の相対する面にろう材を介し、かつろう材は熱
膨張率の小さい部材のなす接合面では融点の低いものと
することにより、流路と防藤壁のある一体品を得るもの
である。

ろう材には、市販のものが適用でき、諸種の組合せが可
能である。第１図の実施例では、ろう材として融点の高
い順に、Ｊｌ８ＢＮｔ−５（１９％Ｏｒ、　１０％Ｓ１
、残Ｎ１：固相線温度１０８０℃）、Ｊ工５ＢＡｕ−５
（５５％ムｕ、　５％Ｎｉ、残（ｕ；固相線温度９７５
℃）、ＪよりＢＮｉ−７（１５％Ｏｒ、　　１０％Ｐ、
残Ｎ１残置１；固相線温０℃）を用いた。

第１回目に、ステンレス鋼同志のみをＢＮｉ−５を介し
て１１５０℃、１０”　Ｔｏｒｒ　　で真空ろう接し、
第２回目のろう接では、ステンレス鋼とＣｕとの間にＢ
Ａｕ−５，ＣｕとＭＯとの間にはＢＮｉ−７を介して１
０３０℃、１０−’　Ｔｏｒｒ　　で真空ろう接した。

第３図の実施例では、Ｊ工５ＢＡｕ−３とＢＮＩ−７を
用いて１０３０℃、１０″″’　Ｔｏｒｒ　　で真空ろ
う接した。

インサートメタルには、Ｃｕ板の他にも、Ｃ！ｕ−Ｚｎ
、　Ｃｕ−Ｍｌ等のＣｕ合金やＮｉ、Ａｇ、Ｔｉ　　及
びその合金等低耐力、高延性金属力ら適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明の接合構造によれば、防護壁に選定する部材と基
板との間に発生する熱応力が、インサートメタルによっ
て緩和・減少され、防護壁に割れが生じたシ、接合面で
剥離したシすることなく、所望の中空流路を有する一体
パネルを形成できる。また、各部材は、ろう接によって
気密に接合されるので、核融合炉第１壁等プラズマから
の輻射熱の吸収効果の良好なことが期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は、本発明の実施例としての接合構造
を示す断面図であシ、第２図は、第１図の接合構造の説
明図である。第４図は、従来考えられている接合構造を
示す断面図である。 第５図は、核融合炉で考えられているパネル構造を示す
断面図、第６及び第７図は、冷却媒体流路形成方法の一
例を示す説明図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２枚の部材をろう接して中空の冷却流路を形成し、さら
   に一方の部材に、該部材よりも熱膨張係数の小さい防護
   壁をろう接してなる冷却パネルにおいて、中空を形成す
   る部材の少なくとも一方と防護壁との間にインサートメ
   タルを介在させ、かつ防護壁のなす接合面には、他の接
   合面に用いるろう材より融点の低いろう材を組合せて所
   定のろう接条件で処理したことを特徴とする冷却パネル
   の接合構造。