JP2000171578A - 中心ソレノイドコイルの支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマ運転中に発生する熱収縮を効果的に吸
収し、ソレノイドコイルの組立て、分解を容易にすると
ともにプラズマ立ち上げ時に発生する渦電流を低く抑え
た中心ソレノイドコイルの支持装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、支持構造体２５を主柱軸２６と主柱筒体２８と
で構成し、この主柱筒体２８の外側周方向に設けた中心
ソレノイドコイル２４に押圧力を押さえるブラケット３
０と、主柱筒体２８と中心ソレノイドコイル２４との相
対的変位を吸収するコイル・支持構造体相対変位吸収装
置３１とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核融合装置に適用
される中心ソレノイドコイルの支持装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、核融合装置は、図１０に示すよ
うに、ドーナツ状のプラズマ１を包囲形成する第一壁
２、ブラケット３、ダイバータ４を備えるとともに、こ
れらダイバータ４等の外側を包囲形成し内部を高真空に
維持する真空容器５とを備えている。

【０００３】また、核融合装置は、磁場を発生させてプ
ラズマ１を閉じ込めるトロイダル磁場コイル６を真空容
器５の外側に向かって放射状に配置するとともに、真空
容器５の外側の周方向に沿ってポロイダル磁場コイル７
を配置する一方、トロイダル磁場コイル６やポロダイル
磁場コイル７等の全ての構成部品を覆設するクライオス
タット８を備えて構成されている。

【０００４】このような構成を備えた核融合装置のプラ
ズマ中心軸ＣＬには、プラズマ１に電流を誘起し、かつ
初期の過程においてプラズマ１を加熱させる中心ソレノ
イドコイル９が設けられている。この中心ソレノイドコ
イル９は超電導体で形成されており、その外側の隣接す
る領域にはトロイダル磁場コイル６が配置され、空間が
狭くなっている。しかし、この狭くなっている空間領域
は磁場が低くなっており、コイル間の渡り線や口出し部
を備えることが好都合であることを考慮すると、一定の
距離を確保しておくことが必要とされる。このため、中
心ソレノイドコイル９は、図１１〜図１３に示す支持装
置を採用し、トロイダル磁場コイル６との狭い空間であ
っても一定の距離を確保するようになっている。なお、
図１１は、中心ソレノイドコイルの支持構造体の概略組
立て図を、図１２は、図１１の斜視図を、図１３は、図
１１のＸ部の部分拡大図をそれぞれ示している。

【０００５】中心ソレノイドコイルの支持装置は、図１
１に示すように、円筒体１０の外側に底部から頂部に向
ってリング状のソレノイドコイルＡ、ソレノイドコイル
Ｂ、……を積み重ね、積み重ねたソレノイドコイルＡ、
ソレノイドコイルＢ、……を円筒体１０の底部と頭部と
のそれぞれに図１２で示すような、閉塞板１１ａ，１１
ｂを設け、閉塞板１１ａ，１１ｂをソレノイドコイル外
周に環状列に配置されたスタッド１２で固定支持し、図
１３で示すように、リング状のソレノイドコイルＡ、ソ
レノイドコイルＢ、……を支持する構造になっている。

【０００６】このように、従来の中心ソレノイドコイル
の支持装置では、円筒体１０の外側の筒軸に沿ってソレ
ノイドコイルＡ，ソレノイドコイルＢ、……を積み重
ね、積み重ねたソレノイドコイルＡ、ソレノイドコイル
Ｂ、……の頭部および底部に閉塞板１１ａ、１１ｂでス
タッド１２を介して支持固定させ、超電導ソレノイドコ
イルＡ、Ｂ……をプラズマ１の中心軸に対し、コンパク
トに配置させていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、中心ソレノイ
ドコイルの支持装置は、設計にあたり、下記の技術事項
が必要とされている。

【０００８】（１）中心ソレノイドコイルの支持装置
は、冷凍運転時、ソレノイドコイルの熱収縮に追従でき
るとともに、設計時のソレノイドコイルの整列配置が維
持できるように、ソレノイドコイルに圧縮荷重がかかっ
ていることが必要とされる。

【０００９】（２）中心ソレノイドコイルのトロイダル
コイル側は、ソレノイドコイルの口出し部や渡り線を確
保する必要上、一定の空間部分を必要とする。このた
め、中心ソレノイドコイルの支持装置は、中心ソレノイ
ドコイルをコンパクトに収容配置できる構造のものが必
要とされる。

【００１０】（３）中心ソレノイドコイルの支持装置
は、狭い場所に設置する関係上、分解・組立てが容易に
できる構造のものが必要とされる。

【００１１】（４）中心ソレノイドコイルの支持装置
は、トロイダル方向に電気的絶縁が行なわれていること
が必要とされる。

【００１２】（５）中心ソレノイドコイルの支持装置
は、ソレノイドコイルの冷凍運転時に発生する熱収縮が
激しいので、この熱収縮にも対処できる構造のものが必
要とされる。また、励磁時のソレノイドコイルには、上
述の熱収縮のほかに、その半径方向および軸方向のそれ
ぞれに電磁力Ｆｒ，Ｆｚが作用し、さらにトロイダルコ
イルやプラズマから受ける不平衡力が発生する。このた
め、中心ソレノイドコイルの支持装置は、これらの力に
充分に抗する構造のものが必要とされる。

【００１３】中心ソレノイドコイルの支持装置は、上述
の設計要求事項と図１１〜図１３で示した従来のものと
を対比してみると、以下に示すいくつかの問題点があっ
た。

【００１４】（１）冷凍運転時、ソレノイドコイルの熱
収縮量は、中心ソレノイドコイルの支持装置の熱収縮量
に較べて大きいので、ソレノイドコイルを中心ソレノイ
ドコイルの支持装置に組立てるにあたり、油圧ジャッキ
等を用い予めソレノイドコイルの軸方向に圧縮荷重を加
えてから組立て作業を行っていた。

【００１５】しかし、ソレノイドコイルの熱収縮量が大
きいため、油圧ジャッキ等による予備的圧縮力では不充
分であり、実際には冷凍運転時、そのソレノイドコイル
をその支持装置との間に引張（支持装置側）／圧縮（ソ
レノイドコイル側）荷重が大幅に低減し緩むか、ギャッ
プが生じ、その支持装置のコイル支持の機能を果たすこ
とができない問題点があった。特に、運転中、ソレノイ
ドコイルには、軸方向に電磁力Ｆｚのほかに不平衡力が
働いている。このため、ソレノイドコイルとその支持装
置との間にギャップがあると、不平衡力が核融合装置の
運転状況によっては衝撃荷重となり、その支持装置の強
度を高く維持できなくなる不安がある。

【００１６】（２）従来のソレノイドコイルの支持装置
は、軸方向に積み重ねたソレノイドコイルの頭部側と底
部側とのそれぞれに閉塞板を設け、ソレノイドコイル群
を挟み、スタッドを介して支持固定している。一方、ソ
レノイドコイル群の外側（トロイダルコイル側）は、磁
場が比較的低いことを利用して各ソレノイドコイルの口
出しやソレノイドコイル間の渡り線を配置する空間領域
としていた。

【００１７】しかし、従来のソレノイドコイルの支持装
置には、閉塞板を支持するスタッドがあるため、口出し
部や渡り線の配置位置が制限されたり、口出し部等の配
置位置が所定位置に設けることができない問題点があっ
た。

【００１８】（３）従来のソレノイドコイルの支持装置
は、ソレノイドコイルを組立て、分解する際、予めソレ
ノイドコイルに油圧ジャッキ等で圧縮力を与えた後、ス
タッドからボルト等を緩める作業を行っている。このた
め、ソレノイドコイルの支持装置は、組立て分解毎に油
圧ジャッキや大型の支持治具を搬入出させる作業が加わ
り、作業者に多くの労力を強いていた。

【００１９】（４）プラズマの立上がり運転時、ソレノ
イドコイルに与える電流を変化させると、ソレノイドコ
イルの磁束が変化する。このため、ソレノイドコイルの
支持装置各部には、トロイダル方向に渦電流が生じ、ジ
ュール発熱に伴う真空容器の冷凍能力を低下させたり、
また、電磁力の変化に伴う衝撃力がソレノイドコイルの
支持装置に加わり、長年の使用の結果、その強度を低下
させる等の問題点があった。

【００２０】（５）従来のソレノイドコイルの支持装置
は、円筒体の外側にソレノイドコイルを積み重ね、積み
重ねたソレノイドコイルの頭部側と底部側に閉塞板を設
け、閉塞板の周方向に沿って設けたスタッドによりソレ
ノイドコイルを固定支持させているが、スタッドの本数
が多いため、冷却時間、特にクライオスタット内の温度
の低下時間により多くの時間を要する等の問題点があっ
た。

【００２１】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであって、運転中にソレノイドコイル
に発生する熱収縮に充分に追従し、ソレノイドコイルの
トロイダルコイル側との空間が確保できるようにコンパ
クトに設置でき、さらに組立て、分解を容易に行うこと
ができ、プラズマの立上がり運転時、渦電流の発生を少
なくさせるとともに、運転中の冷凍能力を高めて機械的
強度を高い状態に維持させた中心ソレノイドコイルの支
持装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る中心ソレノ
イドコイルの支持装置は、上記目的を達成するために、
請求項１に記載したように、クライオスタット内に収容
され、トーラス状に形成した真空容器と、この真空容器
の周方向に等間隔に放射状に配置されたトロイダル磁場
コイルと、このトロイダル磁場コイルに隣接し、かつ上
記クライオスタットの中心軸の軸方向に沿って積み重ね
た中心ソレノイドコイルを支持する支持構造体を備えた
中心ソレノイドコイルの支持装置おいて、上記支持構造
体を主柱軸と主柱筒体とで構成し、この主柱筒体外周に
積み重ねた中心ソレノイドコイルに押圧力を与えるブラ
ケットと、このブラケットと上記中心ソレノイドコイル
との間に設けられ、上記主柱筒体と上記中心ソレノイド
コイルとの相対的変位を吸収するコイル・支持構造体相
対変位吸収装置とを備えたものである。

【００２３】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項２に記載し
たように、コイル・支持構造体相対変位吸収装置を、複
数積み重ねられた皿バネと皿バネの中間部分に介挿させ
た皿バネ固定板と、皿バネを支持するスタッドと、スタ
ッドを支持するスタッド固定座板と、スタッドを固定さ
せるナットと、上記スタッド固定座板を摺動させ、かつ
中心ソレノイドコイルの頭部側を押えるプレート板とで
構成したものである。

【００２４】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項３に記載し
たように、プレート板に、上記中心ソレノイドコイルの
熱収縮による径方向の動きを皿バネに伝えないためにス
タッド固定座板を摺動させる溝を設けたものである。

【００２５】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項４に記載し
たように、皿バネは、皿バネ固定板を境に頭部側と底部
側とで逆向きに配置した、ものである。

【００２６】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項５に記載し
たように、上記支持構造体および上記ブラケットは、そ
の周方向に、トロイダル磁場コイルの分割延長線に沿っ
て上記支持構造体軸方向に延びるトロイダルギャップに
より分割され、このトロイダルギャップに絶縁シートを
介挿して接続したものである。

【００２７】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項６に記載し
たように、前記分割された支持構造体およびブラケット
は絶縁ボルトにより接続させたことを特徴とするもので
ある。

【００２８】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項７に記載し
たように、主柱軸を、リブを介して主柱筒体に接続させ
たことを特徴とするものである。

【００２９】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項８に記載し
たように、主柱筒体の外側周方向に沿って配置したブラ
ケットを、ブラケットキーを介して上記主柱筒体に係合
させたことを特徴とするものである。

【００３０】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項９に記載し
たように、コイル・支持構造体相対変位吸収装置を、板
バネの頭部側を支持する押えプレートと、板バネを支持
するスタッドと、板バネの底部側を支持する板バネ固定
座板と、この板バネ固定座板を摺動させ、かつ中心ソレ
ノイドコイルの頭部側を押えるプレート板とで構成した
ものである。

【００３１】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項１０に記載
したように、プレート板に、上記中心ソレノイドコイル
の熱収縮による径方向の動きを前記板バネに伝えないた
め板バネ固定座板を摺動させる溝を設けたものである。

【００３２】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持
装置は、上記目的を達成するために、請求項１１に記載
したように、板バネを多角形に形成したものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る中心ソレノイ
ドコイルの支持装置に実施形態を図面および図面に付し
た符号を引用して説明する。

【００３４】図１は、本発明に係る中心ソレノイドコイ
ルの支持装置を組み込んだ核融合装置の実施形態を示す
概略全体斜視図である。

【００３５】本実施形態に適用される核融合装置は、円
筒状の断熱真空容器としてのクライオスタット１３内
に、プラズマ１４を閉じ込めるトーラス状の真空容器１
５が収容されている。この真空容器１５は、その内周側
に組み込まれ、プラズマ１４で発生する放射性物質の遮
蔽を行う遮蔽体１６を備えている。また、真空容器１５
は、その底部側に設けられ、核融合反応に必要のない不
純物粒子を除去し、核融合反応に用いられなかったヘリ
ウムを排気を行うダイバータ１７を備えている。

【００３６】また、真空容器１５の外側周辺には、プラ
ズマ１４を取り囲む磁力線を発生させるコイル群１８が
設けられている。コイル群１８は、主にプラズマを閉じ
込める磁力線を形成するトロイダル磁場コイル１９と、
トロイダル磁場コイル１９により閉じ込められたプラズ
マ１４の位置・形状を制御する磁力線を形成するポロダ
イル磁場コイル２０とが設けられている。

【００３７】さらに、真空容器１５とクライオスタット
１３との間には、上部ポート２１、水平ポート２２、排
気ダクト２３が設けられている。上部ポート２１は、容
器内に収容された構造物の保守・点検・交換を行う開口
部として機能させ、通常はプラグ（図示せず）で塞がれ
ている。また、排気ダクト２３は、ダイバータ１７に集
められたヘリウム等を真空容器１５の外に排気させるよ
うになっている。水平ポート２２は、主にプラズマ加熱
装置（図示せず）が挿入されている。

【００３８】他方、プラズマ１４には、その中心軸ＣＬ
を包囲形成し、ソレノイドコイルＡ、ソレノイドコイル
Ｂ、ソレノイドコイルＣ、ソレノイドコイルＤ、…を軸
方向に沿って順次積み重ねた中心ソレノイドコイル２４
が設けられている。

【００３９】中心ソレノイドコイル２４は、図２および
図３に示すように、支持構造体２５により支持されてい
る。この支持構造体２５は、主柱軸２６の外側に円筒状
に形成され、リブ２７を介して接続された主柱筒体２８
と、この主柱筒体２８の外側にソレノイドコイルＡ、ソ
レノイドコイルＢ、……を順次積み重ねた中心ソレノイ
ドコイル２４と、中心ソレノイドコイル２４の底部側お
よび頭部側のそれぞれを押さえる環状のプレート板２９
ａ、２９ｂのうち、その頭部側のプレート板２９ｂと環
状に配置したブラケット３０との間に設けたコイル・支
持構造体相対変位吸収装置３１とを備えて構成される。
なお、支持構造体２５およびブラケット３０は、図３に
示すように、その軸方向に、かつトロイダル磁場コイル
（図示せず）の端部からの延長線上にトロイダルギャッ
プＧにより分割され、プラズマの燃焼終了時までに繰り
返される磁界変動に際し、発生する渦電流を低く抑える
ようになっている。

【００４０】コイル・支持構造体相対変位吸収装置３１
は、図４に示すように、主柱筒体２８の周方向に沿って
環状に配置され、かつブラケットキー３２で係合させた
断面コ字状のブラケット３０と、ブラケット３０と中心
ソレノイドコイル２４の頭部側を押さえるプレート板２
９ｂとの間に設けた皿バネ３３とを備えて構成される。

【００４１】この皿バネ３３は、その中間部分に皿バネ
固定板３４を介挿させ、皿バネ固定板３４を境に頭部側
と底部側とで逆向きに配置して軸方向に沿って複数枚に
して積み重ね、スタッド３５およびナット３６により固
定支持されている。また、皿バネ３３は、その底部にス
タッド固定座板３７を設けるとともに、運転中に発生す
る中心ソレノイドコイル２４の熱収縮に対してプレート
板２９ｂは溝３８を摺動し、スタッド固定座板３７に対
して半径方向に移動することができるようにしている。

【００４２】また、主柱軸２６、主柱筒体２８、および
その周方向に沿って配置されたブラケット３０は、図５
に示すように、トロイダル磁場コイル１９の端部の分割
延長線Ｐに沿って延びるトロイダルギャップＧにより分
割されており、トロイダルギャップＧに絶縁シート３９
を介挿させて接続することにより磁界変動に際し、発生
する渦電流を低く押さえるようになっている。

【００４３】また、一方のブラケット３０ａと隣のブラ
ケット３０ｂとは、図６に示すように、絶縁キー３２ａ
により互いを係合させるとともに、トロイダルギャップ
Ｇに絶縁シート３９を介挿させて絶縁ボルト４０により
互いを固定している。

【００４４】図示していないが、周方向に分割された主
柱軸２６、および主柱筒体２８においても、絶縁キーに
より隣接する主柱軸および主柱筒体を互いに係合させ、
トロイダルギャップＧに絶縁シート３９を介挿させて絶
縁ボルト４０で互いに固定している。

【００４５】次に作用を説明する。

【００４６】中心ソレノイドコイル２４は、ソレノイド
コイルＡ、ソレノイドコイルＢ、……を組立てる際、各
ソレノイドコイルＡ、Ｂ、……に圧縮力を与えるか、ま
たは支持構造体２５を加熱してブラケット３０と積み重
ねたソレノイドコイルとの空間距離を拡開させ、拡開さ
せた空間距離にコイル・支持構造体相対変位吸収装置３
１としての皿バネ３３等を設置する。皿バネ３３等の設
置が終了すると、各ソレノイドコイルＡ、Ｂ、……が軸
方向に伸びるか、あるいは主柱筒体２８が収縮し、ブラ
ケット３０と中心ソレノイドコイル２４との空間距離が
狭まり、ブラケット３０と中心ソレノイドコイル２４と
の間には、熱膨張差の相違により相対的変位が発生す
る。このとき、コイル・支持構造体相対変位吸収装置３
１は、ブラケット３０と中心ソレノイドコイル２４との
間に発生した相対的変位を皿バネ３３の持つ弾性力と、
皿バネ固定板３４を境に互いを逆向きに配置した皿バネ
３３の相互共調とにより吸収させる。

【００４７】また、冷凍運転時、中心ソレノイドコイル
２４と支持構造体２５の主柱筒体２８とは、ともに収縮
するが、その際、熱膨張差の相違によりブラケット３０
と中心ソレノイドコイル２４との間に相対的変位が発生
する。しかし、このときの相対的変位も、ソレノイドコ
イル軸方向の変位に対しては皿バネ３３の持つ弾性力
で、コイル径方向の変位に対してはスタッド固定座板３
７に対し、中心ソレノイドコイル２４を押さえるプレー
ト板２９が半径方向へ移動することにより吸収される。

【００４８】このように、本実施形態は、ブラケット３
０と中心ソレノイドコイル２４との間にコイル・支持構
造体相対変位吸収装置３１を設け、中心ソレノイドコイ
ル２４と支持構造体２５との相対的変位をコイル・支持
構造体相対変位吸収装置３１により吸収させる一方、支
持構造体２５のブラケット３０かつ支持構造体相対変位
吸収装置３１を介して中心ソレノイドコイル２４に押圧
力（圧縮力）を与え、運転中、ソレノイドコイル２４に
発生する不平衡電磁力を支持構造体に効果的に伝えるよ
うにし、また支持構造体２５およびブラケット３０から
発生する渦電流を抑制することができ、中心ソレノイド
コイル２４を安定状態に維持させて運転することができ
る。

【００４９】また、本実施形態は、ブラケット３０と中
心ソレノイドコイル２４との間に皿バネ３３、皿バネ固
定板３４、スタッド３５、ナット３６、スタッド固定座
板３７を備えたコイル・支持構造体相対変位吸収装置３
１を設けたので、特殊な治工具を必要とすることなく中
心ソレノイドコイル２４の分解・組立てを容易に行うこ
とができ、狭い場所での作業者の労力をより一層少なく
させることができる。

【００５０】図７は、本発明に係る中心ソレノイドコイ
ルの支持構造体の第２実施形態を示す概略部分図であ
る。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一
符号を付す。

【００５１】本実施形態は、支持構造体２５の主柱筒体
２８の外側に配置した中心ソレノイドコイル２４と、頭
部側をブラケットキー３２で固定支持したブラケット３
０との間に設けたコイル・支持構造体相対変位吸収装置
３１は、第１実施形態の皿バネから板バネ４１にしたも
のである。なお、支持構造体２５は、第１実施形態の構
成と同一なので、その説明を省略する。

【００５２】板バネ４１は、主柱筒体２８の軸方向に沿
って積み重ね、スタッド４２により固定支持させるとと
もに、頭部側に押えプレート４３を、底部側に板バネ固
定座板４４をそれぞれ設けている。なお、ブレード板２
９ｂは板バネ固定座板４４に対して、第１実施形態と同
様に、運転中に発生する中心ソレノイドコイル２４の熱
収縮に対して溝３８を摺動し、その半径方向に移動する
ことができるようにしている。

【００５３】また、板バネ４１は、例えば図８に示すよ
うに、六角形等の多角形に形成し、押えプレート４３を
介してスタッド４２により固定支持されている。また、
主柱軸、主柱筒体および主柱筒体２８の周方向に沿って
配置されたブラケット３０は、図８に示すように、第１
実施形態と同一構成になっており、一方のブラケット３
０ａと隣のブラケット３０ｂとの間にトロイダル磁場コ
イル１９の端部の分割延長線Ｐに沿って延びるトロイダ
ルギャップＧに絶縁シート３９を介挿させて磁界変動に
際し、発生する渦電流を低く抑えるようになっている。

【００５４】さらに、一方のブラケット３０ａと隣のブ
ラケット３０ｂとは、図９に示すように、第１実施形態
と同一構成になっており、主柱筒体２８の頭部側に設け
た絶縁キー３２ａにより互いを係合させるとともに、ト
ロイダルギャップＧに絶縁シート３９を介挿させて絶縁
ボルト４０により互いを固定している。

【００５５】また分割された主柱軸、主柱筒体も第１実
施形態と同一構成になっている。

【００５６】このように、本実施形態は、ブラケット３
０と中心ソレノイドコイル２４との間に、板バネ４１、
スタッド４２、押えプレート４３、板バネ固定座板４４
を備えたコイル・支持構造体相対変位吸収装置３１を設
け、中心ソレノイドコイル２４と支持構造体２５との相
対的変位をコイル・支持構造体相対変位吸収装置３１に
より吸収させる一方、支持構造体２５のブラケット３０
から支持構造体相対変位吸収装置３１を介して中心ソレ
ノイドコイル２４に押圧力を与え、運転中、中心ソレノ
イドコイル２４に発生する不平衡電磁力を効果的に支持
構造物に伝えるようにしたので、第１実施形態と同様
に、中心ソレノイドコイル２４から発生する渦電流を抑
制することができ、中心ソレノイドコイル２４を安定状
態に維持させて運転することができる。なお、本実施形
態は、コイル・支持構造体相対変位吸収装置３１として
板バネ４１を適用しているので、第１実施形態の皿バネ
３３に較べバネ定数の許容範囲を広くすることができ、
中心ソレノイドコイル２４と支持構造体２５との相対変
位が高い場合に有効である。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る中心
ソレノイドコイルの支持装置は、主柱軸と主柱筒体とを
備えるとともに、主柱筒体の外側に配置した中心ソレノ
イドコイルに押圧力を与えるブラケットと、中心ソレノ
イドコイルと主柱筒体との相対的変位を吸収するコイル
・支持構造体相対変位吸収装置とを設けたので、運転中
に発生する中心ソレノイドコイルからの渦電流損失を低
く抑えることができ、コイル・支持構造体相対変位吸収
装置の構造簡易の下、中心ソレノイドコイルの組立て・
分解を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持装置
を組み込んだ核融合装置を示す概略全体斜視図。

【図２】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持装置
の第１実施形態を示す概略半分縦断面全体図。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視方向から見た平断面図。

【図４】図２のＹ部の概略部分拡大図。

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視方向切断断面図。

【図６】図４のＣ−Ｃ矢視方向切断断面図。

【図７】本発明に係る中心ソレノイドコイルの支持装置
の第２実施形態を示す概略部分図。

【図８】図７のＤ−Ｄ矢視方向切断断面図。

【図９】図７のＥ−Ｅ矢視方向切断断面図。

【図１０】従来の核融合装置を示す概略半分縦断面図。

【図１１】従来の中心ソレノイドコイルの支持装置を示
す概略全体図。

【図１２】図１１に示す中心ソレノイドコイルの支持装
置の概略斜視図。

【図１３】図１１のＸ部の概略部分拡大図。

【符号の説明】

１ プラズマ ２ 第一壁 ３ ブラケット ４ ダイバータ ５ 真空容器 ６ トロイダル磁場コイル ７ ポロダイル磁場コイル ８ クライオスタット ９ 超電導ソレノイドコイル １０ 円筒体 １１ａ，１１ｂ 閉塞板 １２ スタッド １３ クライオスタット １４ プラズマ １５ 真空容器 １６ 遮蔽体 １７ ダイバータ １８ コイル群 １９ トロイダル磁場コイル ２０ ポロダイル磁場コイル ２１ 上部ポート ２２ 水平ポート ２３ 排気ダクト ２４ 中心ソレノイドコイル ２５ 支持構造体 ２６ 主柱軸 ２７ リブ ２８ 主柱筒体 ２９ａ，２９ｂ プレート板 ３０，３０ａ，３０ｂ ブラケット ３１ コイル・支持構造体相対変位吸収装置 ３２ ブラケットキー ３２ａ 絶縁キー ３３ 皿バネ ３４ 皿バネ固定板 ３５ スタッド ３６ ナット ３７ スタッド固定座板 ３８ 溝 ３９ 絶縁シート ４０ 絶縁ボルト ４１ 板バネ ４２ スタッド ４３ 押えプレート ４４ 板バネ固定座板

フロントページの続き (72)発明者 牛草 健吉 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の１ 日本原子力研究所 那珂研究所内 (72)発明者 喜多村 和憲 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 伊藤 孝治 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 澁井 正直 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クライオスタット内に収容され、トーラ
   ス状に形成した真空容器と、この真空容器の周方向に等
   間隔に放射状に配置されたトロイダル磁場コイルと、こ
   のトロイダル磁場コイルに隣接し、かつ上記クライオス
   タットの中心軸の軸方向に沿って積み重ねた中心ソレノ
   イドコイルを支持する支持構造体を備えた中心ソレノイ
   ドコイルの支持装置おいて、上記支持構造体を主柱軸と
   主柱筒体とで構成し、この主柱筒体の外周に積み重ねた
   中心ソレノイドコイルに押圧力を与えるブラケットと、
   このブラケットと上記中心ソレノイドコイルとの間に設
   けられ、上記主柱筒体と上記中心ソレノイドコイルとの
   相対的変位を吸収するコイル・支持構造体相対変位吸収
   装置とを備えたことを特徴とする中心ソレノイドコイル
   の支持装置。
2. 【請求項２】 コイル・支持構造体相対変位吸収装置
   を、複数積み重ねられた皿バネと皿バネの中間部分に介
   挿させた皿バネ固定板と、皿バネを支持するスタッド
   と、スタッドを支持するスタッド固定座板と、スタッド
   を固定させるナットと、上記スタッド固定座板を摺動さ
   せ、かつ中心ソレノイドコイルの頭部側を押えるプレー
   ト板とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の中
   心ソレノイドコイルの支持装置。
3. 【請求項３】 プレート板に、このプレート板が前記中
   心ソレノイドコイルの熱収縮に伴ってその径方向に摺動
   する溝を設けたことを特徴とする請求項２に記載の中心
   ソレノイドコイルの支持装置。
4. 【請求項４】 皿バネは、皿バネ固定板を境に頭部側と
   底部側とで逆向きに配置したことを特徴とする請求項２
   に記載の中心ソレノイドコイルの支持装置。
5. 【請求項５】 支持構造体およびブラケットは、その周
   方向に、トロイダル磁場コイルの分割延長線に沿って上
   記支持構造体軸方向に延びるトロイダルギャップにより
   分割され、このトロイダルギャップに絶縁シートを介挿
   して接続したことを特徴とする請求項１に記載の中心ソ
   レノイドコイルの支持装置。
6. 【請求項６】 前記分割された支持構造体およびブラケ
   ットは、絶縁ボルトにより接続させたことを特徴とする
   請求項５に記載の中心ソレノイドコイルの支持装置。
7. 【請求項７】 主柱軸を、リブを介して主柱筒体に接続
   させたことを特徴とする請求項１に記載の中心ソレノイ
   ドコイルの支持装置。
8. 【請求項８】 主柱筒体の外側周方向に沿って配置した
   ブラケットを、ブラケットキーを介して上記主柱筒体に
   係合させたことを特徴とする請求項１に記載の中心ソレ
   ノイドコイルの支持装置。
9. 【請求項９】 コイル・支持構造体相対変位吸収装置
   を、板バネの頭部側を支持する押えプレートと、板バネ
   を支持するスタッドと、板バネの底部側を支持する板バ
   ネ固定座板と、この板バネ固定座板を摺動させ、かつ中
   心ソレノイドコイルの頭部側を押えるプレート板とで構
   成したことを特徴とする請求項１に記載の中心ソレノイ
   ドコイルの支持装置。
10. 【請求項１０】 プレート板に、このプレート板が前記
    中心ソレノイドコイルの熱収縮に伴ってその径方向に摺
    動する溝を設けたことを特徴とする請求項９に記載の中
    心ソレノイドコイルの支持装置。
11. 【請求項１１】 板バネを多角形に形成したことを特徴
    とする請求項９に記載の中心ソレノイドコイルの支持装
    置。