JPS62151609A - 接合装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は第１の被接合体と第２の被接合体とを接合する
接合装置に関する。

［発明の技術的背ｍ］ 第６図乃至第９図を参照して従来例を説明する。

第６図は核融合装置の１１１４　！３　ｔｓ成を示す図
であり、図中符号１はプラズマである。核融合装置はこ
のプラズマ１をトロイダルコイル２とボロイダルコイル
３との１ｆｌｉｆｌ力によりブランケットモジュール４
内に閉じ込めることにより、核融合反応をさせるもので
ある。ブランケットモジュール４はプラズマ１側より第
１壁５、ブランケット６、遮蔽体７より構成されており
、全体がトーラス状に構成されている。また上記ブラン
ケットモジュール４内には核融合反応によってプラズマ
１中に発生した不純物を除去するための不純物除去１ｆ
ｆ８が貫通配置されている。この不純物除去装置８にて
除去された不純物は、真空排気ダクト９を介して外部に
排気される。またプランケラ！・モジュール８の外側に
は、プランケラ１−モジュール８内を真空に保持するた
めのアクセスボー１〜１０およびアクセスドア１１が設
置されており、真空バウンダリ１２を形成している。そ
してブランケットモジュール４には外部から真空バウン
ダリ１２を同通して第１冷却配管、ブランケット冷却配
管、遮蔽体冷却配管、ト・リヂＣクム回収配管等の配管
群１３が配設されている。また不純物除去装置８にも真
空バウンダリ１２をｎ通して冷却配管１４が配設されて
いる。尚ここで不純物除去装置８とは、ダイバータ、リ
ミッタ、おるいはそれらと同等の）１能を有するものを
総称している。

上記構成をなす核融合装置において、プラズマ１に直接
面する第１壁５、あるいは不純物除去装置８は、プラズ
マ１からの高熱負荷あるいは断続運転による熱サイクル
疲労等により損（セする場合がある。したがってこれら
第１壁５および不純物除去装置８を定期的に交換する、
あるいは損（１箇所を隆運する必要がある。このような
交換に際しては第１壁５等を炉から取外ずことになる。

そこでこの第１壁５とブランケット６とがどのようにし
て接合されているか、またその取外しはどのようにして
なされるかについて説明する。

第７図は第１壁５とプランケラ１−６との接合例を示す
図で、Ｍ１壁５とプランケラ１−６とはろう付により強
固に接合されている。第７図中筒号２１はそのろう何部
を示しているとともに、符号２２は冷却配管である。こ
のように第１壁５とブランケット６とは強固に接合され
ているので、仮に第１壁５が旧市してこれを修理したい
場合にも、第１壁５のみを取外すことは回動である。そ
こで従来はこれをモジュール毎取外すことがなされてい
た。Ｖなわち第８図に示すように前記ブランケットモジ
ュール４は、２つの分割ブランケットモジュールル４ａ
および４ｂに分割されている。そして仮に分割プランケ
ラ１−モジュール４ｂの第１壁５ｂが損傷した場合には
、第９図に示すようにまず分割ブランケットモジュール
４ａを図中Ｘで示す方向に引抜く。その後に分割ブラン
ケットモジュール４ｂをまず図中Ｙで示す方向に移動さ
せ、その後Ｘ方向に引抜く。そして引抜した後に損傷し
た第１壁５ｂを修理する、あるいは新規な分割ブランケ
ットモジュール４ｂと交換し、取出しと逆の手順で炉内
に装架する。

［前頭技術の問題点］ 上記構成によると以下のような問題があった。

（イ）まず分割ブランケットモジュール４ａおよび４ｂ
は放射化されているために作業員の被曝をさけるために
上述した引抜・組立作業の大部分は遠隔操作で行なわれ
る必要がある。それと同時に中性子ストリーミングを防
止するために分割ブランケットモジュール４ａおよび４
ｂとの間の隙間は１〜１０ＩｎＩＲのオーダで管理され
る必要がある。

しかしながら各分割ブランケットモジュール４ａおよび
４ｂの重量は１００〜２００ｔにもおよび、このような
重量物を専用の遠隔操作機器のみで上記精度の範囲内に
て位置決めするためには、かなり高度の技術が要求され
、困難なことである。

（ロ）また第１壁５の損傷が比較的軽い場合にも炉の停
止時間を可能な限り短縮するために新規な分割ブランケ
ットモジュール４ｂと交換されることが多い。しかしな
がらその場合であっても炉の運転を開始するには１〜２
か月の期間を必要とする。ましでは損傷箇所を修理する
ような場合にあっては、さらに１〜２か月の期間を必要
としてしまい、炉の可動率向上を図る上で問題がある。

（ハ）さらに各分割ブランケットモジュール４ａ、４ｂ
は高周波加熱装置、中性子入射装置、各種計測ポートの
据付等によりその開口部の大きさが場所によって異なっ
ているのが酋通である。したがって交換用に準備する分
割ブランケットモジュールについても夫々の形状に合わ
せて異なったものを準備しなければならず、コストの低
減を図る上で問題があるとともに、その保管場所の確保
も困難であった。

し発明の目的１ 本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的ど
することろは、接合作業および該接合を解除する作業を
血中化し、それに要する同量を短縮することが可能な接
合装置を捉供することにある。

［発明の概要〕 すなわち本発明による接合装置は、第１の被接合体とこ
の第１の被接合体に接合される第２の被接合体との接合
部の外周に配置され二方向性形状配憶合金からなる環状
継手と、この１３状継手の外周側に設置されたカバーと
を薙え、このカバー内に冷媒を供給して上記環状継手を
加熱・冷却することにより二方向性の形状記憶効果を発
揮させそれによって第１の被接合体と第２の被接合体と
の着脱をなすようにしたことを特徴とするものである。

つまり第１および第２の被接合体の接合部外周に二方向
性の形状記憶合金からなる環状継手を配置し、この環状
継手を冷媒により加熱・冷却することより二方向性の形
状記憶効果を発揮させ、それによって上記第１および第
２の被接合体の着脱をなさんとする。

［発明の実施例］ 以下第１図乃至第４図を参照して本発明の第１の実施例
について説明する。この第１の実施例は本発明を核融合
装置の第１壁とブランケットとの結合構造に適用したも
のである。第１図中筒号１０１は第１壁であり、符号１
０２はブランケットである。上記第１壁１０１のブラン
ケット１０２側の面には、二重配管１０３が設置されて
いる。

一方ブランケット１０２側にも相対する位置に二重配管
１０４が設置されている。上記二重配管１０３は外管１
０３ａと内管１０３ｂとから構成されている。また二重
配管１０４も外管１０４ａと内管１０４ｂとから構成さ
れている。また上記二重配管１０３と１０４との接合部
の外周側には環状継手１０５が配置されている。この環
状継手１０５は、形状記憶合金から構成されている。こ
の形状記憶合金については後述する。この環状継手１０
５の図中上方位置の前記外管１０３ｂからは環状の突起
１０６が突設されている。また環状継手１０５の外周側
には環状のカバー１０７が配置されており、このカバー
１０７はその一端を第１壁１０１に溶接されており、他
端には屈曲部１０７ａが形成されている。この屈曲部１
０７ａにより上記環状継手１０５を保持している。上記
カバー１０７で包囲された空間内の第１壁１０１には貫
通孔１０８が形成されている。このｎ通孔１０８を介し
てカバー１０７内に冷媒を供給し、形状記憶合金からな
る環状継手１０５を加熱・冷却して形状記憶効果を発揮
させ、二重配管１０３と１０４を強固に接合したり、あ
るいはその接合を解除したりする。図中符号１０９ａ、
１０９ｂ、および１１０ａ、１１０ｂは冷却材流路であ
り、夫々ニル配管１０３．１０４に連通している。そし
て二重配管１０３と１０４とが接続されることにより冷
却材流路１０９ａと１０９ｂとが連通ずるとともに、冷
却材流路１１０ａと１１０ｂとが連通し、閉じた冷却材
流路が形成される。尚冷却材の流れを図中矢印で示す。

次に前記環状継手１０５について説明する。環状継手１
０５は前述したように形状記憶合金から構成されている
。ここに形状記憶合金とは、熱弾性型マルテンサイト変
態を行なう合金（例えばＮｉ−Ｔｉ合金）であり、母相
状態で冷却されることによりマルテンサイト相となり、
一方マルチンサイト相の状態でｈ０熱されることにより
母相となる性質を有している。そして母相状態の形状と
マルテンサイト相状態の形状を夫々記憶させた合金を二
方向性形状記憶合金という。本実加剰の環状部材１０５
はその二方向性形状記憶合金から構成されている。また
マルテンサイト相の開始と終了の温度を夫々Ｍｓ点、Ｍ
ｆ点といい、母相の開始と終了の温度を夫々ＡＳ点、Ａ
１点という。

ここで環状継手１０５の内径と二重配管１０３の外１！
１０３ａおよび二重配管１０４の外管１０４ａの外形と
の関係について説明する。まず環状継手１０５の母相で
の内径を（Ｄａ）とし、マルテンサイト相での内径を（
Ｄｍ＞とする。また外管１０３ａの外径と外管１０４ａ
の外径とは共に等しく、これを（ｄ）とする。このとき
（Ｄａ）、（Ｄｍ）および（ｄ）との間には次の式（Ｉ
＞に示すような関係がある。

Ｄ　ａ　＜　ｄ　＜　Ｄｍ・−−−−−−−−＜　Ｉ　
＞すなわち二重配管１０３と１０４とを強固に接合する
場合には、環状継手１０５を母相とすれば、（Ｄａ＜ｄ
）なる関係にあるから、強固な接合状態を得ることがで
きる。これに対して二重配管１０３ど１０４との接合を
解除する場合には、環状４色 徘手１０５をマルテンサイ１〜１ｇとする。これによっ
て（ｄ　＜Ｄ　ｍ　）なる関係があるから両者の接合は
容易に解除される。また第１壁１０１の端部には第２図
に示すように一対の取手１１１ａおよび１１１ｂが形成
されており、これら取手１１１ａおよび１１１ｂにより
第１壁１０１を把持する。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず第３図を参
照して第１壁１０１をブランケット１０２に装着する場
合について説明する。第１壁１０１側では、図中矢印で
示すように貫通孔１０８を介してカバー１０７内に温度
ＴＣの冷媒が供給されている。こに上記温度ＴＣは（Ｔ
ｃ＜Ｍｆ）なる関係にあるもので、その為１票状継手１
０５はマルテンサイト相にある。したがって環状継手１
０５の内径はＤｍであり、外管１０３ａおよび１０４ａ
の外径ｄより十分に大きいので、二重配管１０３と１０
４とは容易に接合される。これが第４図に示す状態であ
る。そして二重配管１０３と１０４とをその端面が当接
する状態で、温度Ｔｃ’なる冷媒を供給する。ここに（
ＴＣ’　）は（ＴＣ’　＞Ａｆ）なる関係にある温度で
あり、これによって環状継手１０５は加熱されて母相と
なる。よってその外形がＤａになろうとする。その際（
Ｄａ＜ｄ）なる関係にあるので、二重配管１０３と１０
４は環状継手１０５より締付つけられ、その結果強固な
接合状態を得ることができる。これが第１図に示す状態
である。このようにして二重配管１０３と１０４とが接
合され、第１壁１０１１ＲＩＩとプランケッｔ〜１０２
側とが連結されたら、冷却材流路１０９に冷却材を流し
て炉の運転を１１なう。尚炉が運転している間は上記環
状継手１０５の温度が常にＡｆ以上になるようにしてお
く必要がある。この場合前述したように冷媒による加熱
を継続させる方法もあるが、簡単な方法として、炉の運
転時の温度よりＡｆ点が低くなるようにＡｆ点を設定し
ておけばよい。その場合には冷媒により加熱することな
く、環状継手１０５は常にＡｆ点以上に保持される。

次に第１壁１０１をブランケット１０２から離脱させる
場合について説明する。このような場合としては、例え
ば第１壁１０１が何等かの理由により損ｌし、その修理
あるいは新規なもものとの交換が必要な場合が考えられ
る。この場合には環状継手１０５がマルテンサイト相と
なるように冷媒を供給して環状部材１０５を冷却すれば
よい。

これによって環状継手１０５の内径はＤｍとなり、外管
１０３ａおよび１０４ａの外径ｄより十分に大きくなる
ので、環状継手１０５による二重配管１０３と１０４の
接合は解除されその結果第１壁１０１をブランケット１
０２から容易に離脱させることができる。

以上本実施例よると以下のような効果を奏することがで
きる。すなわち仮に第１壁１０５に損傷が発生し、これ
を修理、あるいは新規な第１壁１０５に交換する必要が
ある場合には、第１壁１０５側の二重配管１０３とブラ
ンケット１０２側の二重配管１０４とを接合している環
状継手１０５を冷却して、マルテンサイト相とすればよ
く、それによって二重配管１０３および１０４との接合
は解除され、第１壁１０５のみをブランケット１０２か
ら［させて取出すことができる。したがって従来のよう
に分割ブランケットモジュール毎に取外す場合に比べて
作業が大幅に容易となる。

したがって炉を停止させておく期間も大幅に短縮されプ
ラントの稼働率向上を図ることができる。

また交換する機器も第１壁１０１のみであり、交換用と
して準備しておく機器の物量も大幅に低減されるととも
に、保管用の空間も縮小される。さらに本実施例の接合
構造を使用すれば、串に接合をなすだけでなく、強大な
電磁力支持機構をもかねることとなる。尚この第１実流
例では第１壁１１について考えてみたが、これ以外にも
不純物除去Ｖｔ置についても同様に適用することができ
る。

次に第５図を参照して第２の実施例を説明する。

この第２の実ｍ例は本発明を配管の接合に適用したもの
である。図中符号２０１および２０２は接合対象である
配管を示す。配管２０１と２０２との接合部の外周側に
は形状記憶合金からなる環状継手２０３が設置されてい
る。この環状継手２０３の上方位置の配管２０１からは
環状の突起２０４が突設されている。又環状継手２０３
の外周側にはカバー２０５が配置されている。このカバ
ー２０５はその上端を配管２０１に溶接されており、ま
たその下端には屈曲部２０５ａが形成されている。上記
カバー２０５には冷媒導入用の貫通孔２０６が形成され
ている。尚環状継手２０３を構成する形状記憶合金は前
記第１の実施例の場合と同様に二方向性の形状記憶合金
である。上記環状継手２０３の母相状態での内径（Ｄａ
）、マルテカサイ１へ相状態での内径を（Ｄｍ）、また
配管２０１および２０２の外径を（ｄ）とすると、これ
らには次の式（ＩＩ）に示す関係がある。

Ｄａ＜ｄ＜Ｄｍ−−−（ＩＩ） 以上の構成によると、まず配管２０１と２０２とを接合
する場合には、貫通孔２０６を介して所定温度の冷媒を
カバー２０５内に導入して、環状継手２０３を母相とす
る。これによって（Ｄａ＜ｄ）なる関係にあるから、配
管２０１と２０２とは環状継手２０゛３により接合され
ることになる。これに対して配管２０１と２０２との接
合を解除する場合には、冷媒による温度制器により環状
継手２０３をマルテンサイト相とすればよい。それによ
って（ｄ＜Ｄｍ＞なる関係があるからか、配管２０１と
２０２との接合状態は容易に解除される。

したがって簡単な構成でかつ簡単な操作により配管２０
１および２０２の着脱をなすことができる等前記第１の
実施例と同様の効果を秦することができる。

尚本発明は前記第１および第２の実施例に限定されるも
のではなく、種々の接合構造に適用可能である。

［発明の効果〕 以上詳述したように本発明による接合装置に」こると、
簡単な構成でかつ簡単な操作により第１の被接合体と第
２の被接合体との着脱をなすことができ、着脱作業を容
易にすることができるとともに、該作業に要する時間を
大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示す図で、
第１図は第１壁とブランケットとが接合装置により接合
されている状態を示す断面図、第２図は第１図のＩＩ−
ＩＩ矢視図、第３図および第４図は接合装置による接合
の過程を示す断面図、第５図は第２の実施例を示す断面
図、第６図乃至第９図は従来例の説明に使用した図で、
第６図は核融合装置の概略構成を示す図、第７図は第１
壁とブランケットとの接合状態を示す断面図、第８図は
第１図の■−■断面図、第９図は分割ブランケットモジ
ュールの着脱を示す図である。 １０３．１０４・・・二重配管、１０５・・・ＩＭ状縦
継手１０７・・・カバー。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＼１１１ｂ 第２図 第　５図 第　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の被接合体とこの第１の被接合体に接合される第２
   の被接合体との接合部の外周に配置され二方向性形状記
   憶合金からなる環状継手と、この環状継手の外周側に設
   置されたカバーとを備え、このカバー内に冷媒を供給し
   て上記環状継手を加熱・冷却することにより二方向性の
   形状記憶効果を発揮させそれによって第１の被接合体と
   第２の被接合体との着脱をなすようにしたことを特徴と
   する接合装置。