DE3226675A1 - Device for holding a helical coil - Google Patents

Device for holding a helical coil

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DE3226675A1
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helical coil
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Kazuo Kuno
Daisaburo Kobe Hyogo Nagata
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    • G21B—FUSION REACTORS
    • G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
    • G21B1/11—Details
    • Y—GENERAL 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
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

Abstract

A device for holding a helical coil (2) is specified which is mounted on an annular vacuum container (1) of a nuclear fusion device. The helical coil (2) is held by fastening the coil (2) rigidly to non-magnetic coil carrier parts (3) which in each case have a curved surface which is matched to the external circumferential surface of the helical coil (2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Trageinrichtung zur HalterungThe invention relates to a support device for holding

einer wendelförmigen oder schraubenförmigen Spule, die bei einer Kernfusionsvorrichtung verwendet wird. Bei einer Kernfusionsvorrichtung ist eine wendelförmige oder schraubenförmige Spule im Inneren oder außerhalb von einem ringförmigen Vakuumbehälter angeordnet, um ein starkes Magnetfeld auf das im Vakuumbehälter erzeugte Plasma auszuüben.a helical or helical coil used in a nuclear fusion device is used. A nuclear fusion device is helical or helical Coil placed inside or outside of an annular vacuum container, to apply a strong magnetic field to the plasma generated in the vacuum container.

Bei der Halterung der wendelförmigen oder schraubenförmigen Spule im Inneren des Vakuumbehälters ist es herkömmliche Praxis, das Gewicht der Spule und die Magnetkraft von einem um die Spule vorgesehenen ringförmigen Träger zu haltern bzw. aufzunehmen, und zwar mit Hilfe von nichtmagnetischen Spulenträgerstangen von sehr hoher Zugfestigkeit (JP-OS 24 597/1973). Zur Halterung der in Luft angeordneten Spule sind der Vakuumbehälter und die schraubenförmige oder wendelförmige Spule miteinander verbunden, um das Gewicht der Spule und die Magnetkraft aufzunehmen bzw. abzustützen (JP-OS 114891/1977).When holding the helical or helical coil inside the vacuum vessel it is conventional practice to add the weight of the spool and supporting the magnetic force from an annular support provided around the coil or record, with the help of non-magnetic coil support rods from very high tensile strength (JP-OS 24 597/1973). To hold the arranged in air Coil are the vacuum container and the helical or helical coil connected to each other to take the weight of the coil and the magnetic force or to support (JP-OS 114891/1977).

Zur Halterung der Spule im Vakuum hängt die Tragsteifigkeit der Spule von der Größe und/oder der Anzahl von Spulenträgerstangen und der ringförmigen Halterung ab.To hold the coil in a vacuum, the load-bearing rigidity of the coil depends on the size and / or number of spool support rods and the annular bracket away.

Zur Halterung der Spule in Luft hängt die Tragsteifigkeit der Spule von der Struktur bzw. dem Aufbau des Vakuumbehälters selbst ab, z.B. von der Steifigkeit des Behälters mit wendelförmigen Nuten, dem Füllmaterial zwischen dem Behälter und der Spule sowie dem zwischen den Wänden vorgesehenen Uberbrückungsmaterial.To hold the coil in air, the load-bearing rigidity of the coil depends on the structure or the construction of the vacuum container itself, e.g. on the rigidity of the container with helical grooves, the filling material between the container and the coil and the bridging material provided between the walls.

Herkömmliche Trageinrichtungen für schraubenförmige oder wendelförmige Spulen der oben beschriebenen Art sind nicht auf den Fall der Halterung oder Abstützung von Magnetkräften anwendbar, wenn der Vakuumbehälter nicht mit wendelförmigen oder schraubenförmigen Nuten versehen ist, sondern eine einfache kreisförmige Gestalt besitzt. Mit der in jüngerer Zeit vorhandenen Tendenz zur Zuführung von größeren Strömen und der Verwendung von Einrichtungen mit größeren Abmessungen kann die starke Magnetkraft, die nicht von herkömmlichen Spulenträgerstangen aufgenommen werden kann, gelegentlich in der Spule erzeugt werden.Conventional support devices for helical or helical ones Coils of the type described above are not in the case of bracket or support of magnetic forces applicable if the vacuum container is not with helical or helical grooves, but a simple circular shape owns. With the recent tendency towards the supply of larger ones Streams and the use of facilities with larger dimensions can be the strong Magnetic force that cannot be absorbed by conventional coil support rods can occasionally be generated in the coil.

Gemäß der Erfindung werden diese Unzulänglichkeiten beim Stande der Technik ausgeräumt und eine Trageinrichtung für wendelförmige oder schraubenförmige Spulen mit hoher Dimensionsgenauigkeit der Spule angegeben, wobei die wendelförmige oder schraubenförmige Spule sicher an nichtmagnetischen Spulenträgerelementen festsitzt, die gebogene und an den Außenumfang der Spule angepaßte Flächen besitzen, um die starke Magnetkraft auszuhalten und aufzunehmen.According to the invention, these shortcomings are in the prior Technology cleared and a support device for helical or helical Coils specified with high dimensional accuracy of the coil, the helical or helical coil is securely attached to non-magnetic coil carrier elements, have the curved and adapted to the outer circumference of the coil surfaces to the to withstand and absorb strong magnetic force.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine Teildraufsicht zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung in der Anwendung auf einen ringförmigen Vakuumbehälter für eine Kernfusionsvorrichtung; Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung von wesentlichen Teilen der erfindungsgemäßen Trageinrichtung für wendelförmige oder schraubenförmige Spulen; und in Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.The invention is explained below with reference to the description of exemplary embodiments and explained in more detail with reference to the accompanying drawing. The drawing FIG. 1 shows a partial plan view to explain a first embodiment according to the invention in application to an annular vacuum container for a Nuclear fusion device; Fig. 2 is an enlarged partial section along the line II-II in Fig. 1; Fig. 3 is a perspective view to explain essentials Parts of the support device according to the invention for helical or helical Wash; and in 4 shows an enlarged partial section along the line IV-IV in Fig. 3.

In sämtlichen Figuren der Zeichnung werden durchgehend gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 erkennt man eine schraubenförmige oder wendelförmige Spule 2, die in einem ringförmigen Vakuumbehälter 1 einer Kernfusionsvorrichtung montiert ist, sowie eine Vielzahl von die Spule tragenden Lagerböcken 4, die in einem Kreis angeordnet sind. Gemäß der Zeichnung besteht die Spule 2 aus einer Vielzahl von Leitereinheiten, die um den Vakuumbehälter 1 herum angeordnet und einige Male um den Behälter im allgemeinen in torischer Richtung gewickelt sind. Die Spule 2 ist in der Weise gehaltert, daß die Spule 2 mit einem Befestigungsseil oder Befestigungsband 8 fest an eine Vielzahl von Tragteilen 3 angebunden und befestigt ist, welche an der oberen Oberfläche der Spule 2 angeordnet sind, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Ein Glas-Roving, bestehend aus Glasfasern erhöhter Festigkeit, kann z.B. als Befestigungsband verwendet werden. Jedes Tragteil 3 besteht aus nicht-magnetischem Material, wie z.B. rostfreiem Stahl, und hat eine längs des Außenumfanges der Spule 2 verlaufende Oberfläche. Eine große Anzahl von Durchgangslöchern 7 ist in jedem Tragteil 3 ausgebildet, um die Spule 2 mit dem Befestigungsband 8 fest und sicher zu befestigen.In all figures of the drawing, the same reference symbols are used throughout used for equal parts. In the illustration according to FIGS. 1 and 2, one recognizes a helical or helical coil 2, which is in an annular vacuum container 1 is mounted a nuclear fusion device, as well as a plurality of the coil carrying Bearing blocks 4, which are arranged in a circle. According to the drawing, the Coil 2 of a plurality of conductor units that surround the vacuum container 1 arranged and a few times around the container generally in a toric direction are wrapped. The spool 2 is supported in such a way that the spool 2 with a Fastening rope or fastening tape 8 firmly attached to a large number of supporting parts 3 tied and fixed, which is arranged on the upper surface of the coil 2 as shown in Figs. A glass roving consisting of Glass fibers of increased strength, can be used as fastening tape, for example. Each support part 3 is made of non-magnetic material, such as stainless steel, and has a surface extending along the outer circumference of the coil 2. A big Number of through holes 7 are formed in each support part 3 to accommodate the spool 2 to be fastened firmly and securely with the fastening tape 8.

Da der Vakuumbehälter 1 in seiner Gesamtheit ringförmig ist und einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, ist eine Vielzahl von Tragteilen 3 vorgesehen und an mehreren Stellen mit Schrauben 5 an den Lagerböcken 4 befestigt. Die für den Durchgang des Befestigungsbandes 8 eusgelegten Durchgangslöcher 7 sind in den Tragteilen 3 ausgebildet und in der Richtung des Zentrums des Plasmas ausgerichtet, und zwar unter Berücksichtigung des Wicklungsmusters der wendelförmigen oder schraubenförmigen Spule.Since the vacuum container 1 is ring-shaped in its entirety and one has a circular cross-section, a plurality of support parts 3 are provided and fastened to the bearing blocks 4 at several points with screws 5. The for the passage of the fastening tape 8 eusierter through holes 7 are in the Support parts 3 formed and aligned in the direction of the center of the plasma, namely, taking into account the winding pattern of the helical or helical Kitchen sink.

Die Spule 2 kann in ihrer Position gemäß den nachstehend beschriebenen Schritten gehaltert bzw. eingebaut werden.The spool 2 can be positioned in accordance with those described below Steps are retained or built in.

Der Vakuumbehälter 1 und die wendelförmige oder schraubenförmige Spule 2 werden mit speziellen, nicht dargestellten Werkzeugen kombiniert bzw. zusammengebaut und provisorisch und unabhängig voneinander montiert. Dann werden die Tragteile 3 provisorisch mit Befestigungswerkzeugen an der wendelförmigen oder schraubenförmigen Spule 2 montiert. Die Spule 2 und die Tragteile 3 werden aneinander mit dem Befestigungsband 8 befestigt, das durch die Durchgangslöcher 7 hindurchgeht, welche in den Tragteilen 3 vorgesehen sind.The vacuum container 1 and the helical or helical coil 2 are combined or assembled with special tools, not shown and provisionally and independently assembled. Then the supporting parts 3 provisionally with fastening tools on the helical or helical one Coil 2 mounted. The spool 2 and the support parts 3 are attached to each other with the fastening tape 8 attached, which passes through the through holes 7, which in the support parts 3 are provided.

Ein Füllmaterial 9, z.B. Epoxyharz, wird in die Lücken zwischen angrenzenden Spulenleitern und in die Durchgangslöcher 7 eingefüllt, um die Spule 2 und die Tragteile 3 fest miteinander zu verbinden und eine einheitliche Traganordnung zum Aufnehmen der Magnetkräfte zu bilden, die auf die Spule 2 ausgeübt werden. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Isolator, der so ausgelegt ist, daß er für eine elektrische Isolation zwischen den Tragteilen 3 und der Spule 2 sorgt und Durchgangslöcher 7 in ähnlicher Weise wie die Tragteile 3 besitzt.A filler material 9, e.g., epoxy resin, is placed in the gaps between adjacent Coil conductors and filled into the through holes 7 to the coil 2 and the support parts 3 to be firmly connected to each other and a unitary support arrangement for receiving to form the magnetic forces that are exerted on the coil 2. The reference number 6 denotes an insulator designed to provide electrical isolation provides between the support parts 3 and the coil 2 and through holes 7 in the similar Way as the support parts 3 has.

Nachdem die Tragteile 3 und die Spule 2 auf diese Weise fest miteinander verbunden worden sind, werden sie mit Schrauben 5 fest an den Lagerböcken 4 befestigt, die jeweils in der dargestellten Weise aus einer oberen Hälfte und einer unteren Hälfte bestehen. Die Lagerböcke 4 sind in im allgemeinen torischer Richtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet.After the support parts 3 and the coil 2 are fixed to each other in this way have been connected, they are firmly attached to the bearing blocks 4 with screws 5, each in the manner shown from an upper half and a lower half Half consist. The bearing blocks 4 are in a generally toroidal direction in the same Spaced apart from each other.

Stifte oder dergleichen können zwischen den Lagerböcken oder Fußblöcken 4 und den gegebenenfalls als Platten ausgebildeten Tragteilen 3 vorgesehen sein, um die Spule 2 genau zu positionieren. Das Gewicht des Vakuumbehälters 1 kann von den Lagerböcken 4 in nicht näher dargestellter Weise aufgenommen werden.Pins or the like can be placed between the bearing blocks or foot blocks 4 and the support parts 3, which may be designed as plates, are provided, to position the bobbin 2 precisely. The weight of the vacuum container 1 can vary from the bearing blocks 4 are added in a manner not shown.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform bestehen die Tragteile 3 aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem nichtmagnetischen Material. Die Tragteile 3 können jedoch auch aus geformten Teilen aus nicht-magnetischem Material bestehen, z.B. aus mit Fasern verstärktem Kunststoff, der eine hohe Festigkeit und gute elektrische Isoliereigenschaften besitzt.In the embodiment described above, there are the supporting parts 3 made of stainless steel or similar non-magnetic material. The supporting parts 3 can also consist of molded parts made of non-magnetic material, E.g. made of fiber reinforced plastic, which has high strength and good electrical properties Has insulating properties.

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Claims (5)

Vorrichtung zur Halterung einer wendelförmigen oder schraubenförmigen Spule Patentansprüche Vorrichtung zur Halterung einer wendelförmigen oder schraubenförmigen Spule, g e k e n n z e i c h n e t durch eine um einen Vakuumbehälter (1) aufgewickelte, wendelförmige oder schraubenförmige Spule (2), Tragteile (3), die jeweils eine an die äußere Umfangsfläche der schraubenförmigen oder wendelförmigen Spule (2) angepaßte, gekrümmte Oberfläche haben, und ein Befestigungsband (8), mit dem die wendelförmige oder schraubenförmige Spule (2) mittels Durchgangslöchern (7) in den Tragteilen (3) fest an den Tragteilen (3) befestigt ist. Device for holding a helical or helical Coil claims device for holding a helical or helical one Coil, not shown by one wound around a vacuum container (1), helical or helical coil (2), support parts (3), each one on the outer peripheral surface of the helical or helical coil (2) adapted, have curved surface, and a fastening tape (8) with which the helical or helical coil (2) by means of through holes (7) in the support parts (3) is firmly attached to the support parts (3). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Tragteile (3) aus rostfreiem Stahl bestehen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the support parts (3) are made of stainless steel. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Tragteile (3) aus mit Fasern verstärktem Kunststoff bestehen.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the supporting parts (3) are made of plastic reinforced with fibers. 4. Vorrichtung zur Halterung einer schraubenförmigen oder wendelförmiqen Spule, g e k e n n z e i c h n e t durch eine um einen Vakuumbehälter (1) aufgewickelte, wendelförmige oder schraubenförmige Spule (2), Tragteile (3), die jeweils eine an die äußere Umfangsfläche der schraubenförmigen oder wendelförmigen Spule (2) angepaßte, gekrümmte Oberfläche haben, ein Befestigungsband (8), mit dem die schraubenförmige oder wendelförmige Spule (2) mittels Durchgangslöchern (7) in den Tragteilen (3) sicher an den Tragteilen (3) befestigt ist, und Füllmaterial (9), das in die Lücken zwischen benachbarten Spulenleitern und in die Durchgangslöcher (7) eingefüllt ist.4. Device for holding a helical or helical Coil, not shown by one wound around a vacuum container (1), helical or helical coil (2), support parts (3), each one on the outer peripheral surface of the helical or helical coil (2) adapted, have curved surface, a fastening tape (8) with which the helical or helical coil (2) by means of through holes (7) in the support parts (3) is securely attached to the support parts (3), and filler material (9) that is in the gaps is filled between adjacent coil conductors and into the through holes (7). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Füllmaterial (9) aus Epoxyharz besteht.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the filler material (9) consists of epoxy resin.
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