JP2874921B2 - 超電導リングコイルの支持装置 - Google Patents
超電導リングコイルの支持装置Info
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- JP2874921B2 JP2874921B2 JP1314431A JP31443189A JP2874921B2 JP 2874921 B2 JP2874921 B2 JP 2874921B2 JP 1314431 A JP1314431 A JP 1314431A JP 31443189 A JP31443189 A JP 31443189A JP 2874921 B2 JP2874921 B2 JP 2874921B2
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- coil
- ring coil
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- superconducting ring
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- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば核融合装置のポロイダル磁場コイル
のような超電導リングコイルの支持装置に関する。
のような超電導リングコイルの支持装置に関する。
（従来の技術） 核融合装置ではポロイダル磁場を作るために極低温で
機能する超電導リングコイルが使用される。ポロイダル
磁場はプラズマを制御するために必要な磁場であるか
ら、前記リングコイルには磁場の対称性や精度が特に要
求される。このため、超電導リングコイルを極低温に冷
却する過程でコイル支持点の拘束力の不均一性などが原
因して、前記超電導リングコイルが核融合装置の垂直中
心軸を中心に熱収縮しない場合には、磁場の対称性が得
られなくなり、プラズマの運転に支障が生じる。
機能する超電導リングコイルが使用される。ポロイダル
磁場はプラズマを制御するために必要な磁場であるか
ら、前記リングコイルには磁場の対称性や精度が特に要
求される。このため、超電導リングコイルを極低温に冷
却する過程でコイル支持点の拘束力の不均一性などが原
因して、前記超電導リングコイルが核融合装置の垂直中
心軸を中心に熱収縮しない場合には、磁場の対称性が得
られなくなり、プラズマの運転に支障が生じる。
従来、このような超電導リングコイルの支持装置には
第３図に示すようなものが用いられている。（１）は超
電導リングコイル、（２）は絶縁層、（３）は支持部
材、（４）は蓋でありボルト（５）によって支持部材
（３）に接続されている。超電導リングコイル（１）に
は電磁力が働くが、これは核融合装置の垂直方向の成分
（６）と半径方向の成分（７）とに分解される。このよ
うな電磁力に対するコイルの支持方法は次の通りであ
る。即ち、半径方向の電磁力（７）に対してはコイル自
身で支持し、垂直方向の電磁力（６）に対しては支持部
材（３）でコイルを支持する方法である。
第３図に示すようなものが用いられている。（１）は超
電導リングコイル、（２）は絶縁層、（３）は支持部
材、（４）は蓋でありボルト（５）によって支持部材
（３）に接続されている。超電導リングコイル（１）に
は電磁力が働くが、これは核融合装置の垂直方向の成分
（６）と半径方向の成分（７）とに分解される。このよ
うな電磁力に対するコイルの支持方法は次の通りであ
る。即ち、半径方向の電磁力（７）に対してはコイル自
身で支持し、垂直方向の電磁力（６）に対しては支持部
材（３）でコイルを支持する方法である。
コイルの使用温度である極低温に冷却することにより
超電導リングコイル（１）は熱収縮するが、この場合、
コイル半径方向の支持反力が多数ある支持点の内ある特
定の支持点で大きいと、この支持点を中心にしてコイル
が熱収縮し、リングコイルの垂直中心軸が核融合装置の
中心軸と一致しなくなって磁場の対称性が確保できなく
なる。所が、第３図に示す従来構成では、超電導リング
コイル（１）と支持部材（３）との間、あるいは前記リ
ングコイル（１）と蓋（４）との間の滑りを良くして
（即ち摩擦力を低減して）熱収縮後のリングコイルの中
心位置の精度を確保しようとするものであるが、摩擦力
を制御することは困難であるため、磁場の対称性を確保
するという観点からは信頼性が極めて低い。
超電導リングコイル（１）は熱収縮するが、この場合、
コイル半径方向の支持反力が多数ある支持点の内ある特
定の支持点で大きいと、この支持点を中心にしてコイル
が熱収縮し、リングコイルの垂直中心軸が核融合装置の
中心軸と一致しなくなって磁場の対称性が確保できなく
なる。所が、第３図に示す従来構成では、超電導リング
コイル（１）と支持部材（３）との間、あるいは前記リ
ングコイル（１）と蓋（４）との間の滑りを良くして
（即ち摩擦力を低減して）熱収縮後のリングコイルの中
心位置の精度を確保しようとするものであるが、摩擦力
を制御することは困難であるため、磁場の対称性を確保
するという観点からは信頼性が極めて低い。
また、リングコイル（１）と支持部材（３）や蓋
（４）との間の接触面圧を小さくすると、コイル冷却時
の部材間の熱収縮差によって部材間の初期整合を冷却後
も確保することが困難となる。
（４）との間の接触面圧を小さくすると、コイル冷却時
の部材間の熱収縮差によって部材間の初期整合を冷却後
も確保することが困難となる。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、第３図に示すような従来の超電導
リングコイルの支持装置であると、極低温に冷却した後
の磁場の対称性と精度を確保することは困難であり、か
つ、極低温に冷却した状態で部材間の力の伝達を確実に
行うことが困難である。
リングコイルの支持装置であると、極低温に冷却した後
の磁場の対称性と精度を確保することは困難であり、か
つ、極低温に冷却した状態で部材間の力の伝達を確実に
行うことが困難である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、リングコ
イルの変形を許し、応力を低減し、磁場の対称性のえら
れる超電導リングコイルの支持装置を提供することを目
的とする。
イルの変形を許し、応力を低減し、磁場の対称性のえら
れる超電導リングコイルの支持装置を提供することを目
的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明の超電導リングコイルの支持装置は、超電導リ
ングコイルの周方向少なくとも３箇所以上の支持点で、
内部に超電導リングコイル辺を収納し、その外面の内、
コイル垂直方向下側の面に核融合装置の垂直中心軸方向
を向いたコイル半径方向に延びる凸部が形成された支持
ケースと、この支持ケースの凸部と嵌合し前記凸部が前
記核融合装置の半径方向にのみ摺動可能とする摺動ガイ
ド溝が形成されたスペーサがその底部に収容された上面
に開口部を有するコ字状の本体と、この開口部に配設す
る蓋とからなる支持部材で構成し、この支持部材に前記
支持ケースを収納したことを特徴とする。
ングコイルの周方向少なくとも３箇所以上の支持点で、
内部に超電導リングコイル辺を収納し、その外面の内、
コイル垂直方向下側の面に核融合装置の垂直中心軸方向
を向いたコイル半径方向に延びる凸部が形成された支持
ケースと、この支持ケースの凸部と嵌合し前記凸部が前
記核融合装置の半径方向にのみ摺動可能とする摺動ガイ
ド溝が形成されたスペーサがその底部に収容された上面
に開口部を有するコ字状の本体と、この開口部に配設す
る蓋とからなる支持部材で構成し、この支持部材に前記
支持ケースを収納したことを特徴とする。
（作用） ３箇所以上の支持点において、リングコイルのコイル
周方向の変形は支持部材に配設されたスペーサの摺動ガ
イド溝によって拘束されているため、リングコイルは前
記摺動ガイド溝で許される方向にのみ熱収縮する。所
が、摺動ガイド溝のガイド方向は装置の中心軸に向かう
方向であるから、リングコイルの垂直中心軸の位置は、
極低温に冷却後も変化しない。即ち、リングコイルの作
る磁場の対称性は確保される。更に、リングコイルに働
く垂直軸方向の電磁力はスプリングを介して蓋から支持
部材に伝達され、しかも、スプリング効果によりリング
コイルと支持部材間の相対回転変形は吸収されるからリ
ングコイルには無理な応力が発生することはない。ま
た、リングコイルと支持部材との熱収縮差によるギャッ
プも吸収されるから、リングコイルと支持部材間の垂直
中心軸に平行な方向の力の伝達が円滑になる。
周方向の変形は支持部材に配設されたスペーサの摺動ガ
イド溝によって拘束されているため、リングコイルは前
記摺動ガイド溝で許される方向にのみ熱収縮する。所
が、摺動ガイド溝のガイド方向は装置の中心軸に向かう
方向であるから、リングコイルの垂直中心軸の位置は、
極低温に冷却後も変化しない。即ち、リングコイルの作
る磁場の対称性は確保される。更に、リングコイルに働
く垂直軸方向の電磁力はスプリングを介して蓋から支持
部材に伝達され、しかも、スプリング効果によりリング
コイルと支持部材間の相対回転変形は吸収されるからリ
ングコイルには無理な応力が発生することはない。ま
た、リングコイルと支持部材との熱収縮差によるギャッ
プも吸収されるから、リングコイルと支持部材間の垂直
中心軸に平行な方向の力の伝達が円滑になる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図と第２図を参照して
説明する。第１図は本実施例による超電導リングコイル
の支持装置の斜視図、第２図は第１図中II−II矢視断面
図である。第１図と第２図において、（10）は支持ケー
スで、その下部には凸部（11）が設けられている。（1
2）は支持部材で、波板状スプリング（13）と摺動ガイ
ド溝（14）が設けられたスペーサ（15）が装着されてい
る。（16）は上側波板状スプリング、（17）は蓋で、支
持部材（12）に切られたコイル周方向の溝（18）にはめ
込まれている。
説明する。第１図は本実施例による超電導リングコイル
の支持装置の斜視図、第２図は第１図中II−II矢視断面
図である。第１図と第２図において、（10）は支持ケー
スで、その下部には凸部（11）が設けられている。（1
2）は支持部材で、波板状スプリング（13）と摺動ガイ
ド溝（14）が設けられたスペーサ（15）が装着されてい
る。（16）は上側波板状スプリング、（17）は蓋で、支
持部材（12）に切られたコイル周方向の溝（18）にはめ
込まれている。
このような構成において、摺動ガイド溝（14）の方向
は、前記リングコイル（１）が適用された核融合装置の
垂直中心軸に向けられており、かつ、この摺動ガイド溝
には支持ケース（10）の凸部（11）がはめ込まれてい
る。また、スペーサ（15）は支持部材（12）によりコイ
ルの半径方向には拘束されている。したがって、リング
コイル（１）は、考えている支持点では核融合装置の半
径方向にのみ動くことができるため、このような支持装
置を少なくとも３箇所以上設けることによって、たとえ
支持点におけるリングコイルの摺動面の摩擦力が不均一
であっても極低温に冷却後のリングコイルの中心を核融
合装置の中心に一致させることができ、磁場の対称性と
精度を確保することができる。
は、前記リングコイル（１）が適用された核融合装置の
垂直中心軸に向けられており、かつ、この摺動ガイド溝
には支持ケース（10）の凸部（11）がはめ込まれてい
る。また、スペーサ（15）は支持部材（12）によりコイ
ルの半径方向には拘束されている。したがって、リング
コイル（１）は、考えている支持点では核融合装置の半
径方向にのみ動くことができるため、このような支持装
置を少なくとも３箇所以上設けることによって、たとえ
支持点におけるリングコイルの摺動面の摩擦力が不均一
であっても極低温に冷却後のリングコイルの中心を核融
合装置の中心に一致させることができ、磁場の対称性と
精度を確保することができる。
超電導リングコイルに働く垂直軸に平行な電磁力
（６）に対しては、上側波板状スプリング（16）と蓋
（17）を介して支持部材（12）で前記リングコイルを支
持するが、この場合、部材間の熱収縮差による蓋（17）
とリングコイル（１）との間の冷却後のギャップ発生
は、下側波板状スプリング（13）と上側波板状スプリン
グ（16）のスプリング効果によって防止することがで
き、リングコイルと支持部材間の力の確実な伝達が可能
となる。
（６）に対しては、上側波板状スプリング（16）と蓋
（17）を介して支持部材（12）で前記リングコイルを支
持するが、この場合、部材間の熱収縮差による蓋（17）
とリングコイル（１）との間の冷却後のギャップ発生
は、下側波板状スプリング（13）と上側波板状スプリン
グ（16）のスプリング効果によって防止することがで
き、リングコイルと支持部材間の力の確実な伝達が可能
となる。
以上述べたように、本発明においては、少なくとも３
箇所以上の支持点において、超電導リングコイルを支持
ケースに収納し、支持ケースの一部を支持部材に設けら
れたコイル半径方向の摺動ガイド溝にはめ込み、しかも
スプリングを装着して部材間の熱収縮差によるギャップ
発生を防止できる構造としたため、コイル冷却後もリン
グコイルの中心位置が変わることなく、したがって磁場
の対称性や精度が得られ、かつ、リングコイルと部材間
の初期整合が確保されて力の伝達を確実に行え、電磁気
的にも機械的にも信頼性の高い超電導リングコイルが得
られる。
箇所以上の支持点において、超電導リングコイルを支持
ケースに収納し、支持ケースの一部を支持部材に設けら
れたコイル半径方向の摺動ガイド溝にはめ込み、しかも
スプリングを装着して部材間の熱収縮差によるギャップ
発生を防止できる構造としたため、コイル冷却後もリン
グコイルの中心位置が変わることなく、したがって磁場
の対称性や精度が得られ、かつ、リングコイルと部材間
の初期整合が確保されて力の伝達を確実に行え、電磁気
的にも機械的にも信頼性の高い超電導リングコイルが得
られる。
第１図は本発明による超電導リングコイルの支持装置の
一実施例を示す斜視図、第２図は第１図II−II線に沿う
断面図、第３図は従来例を示す斜視図である。 １…超電導リングコイル、２…絶縁層 3,12…支持部材、4,17…蓋 ６…垂直方向電磁力、７…半径方向電磁力 10…支持ケース、11…支持ケース凸部 13…下側波板状スプリング、14…摺動ガイド溝 15…スペーサ、16…上側波板状スプリング 18…周方向溝
一実施例を示す斜視図、第２図は第１図II−II線に沿う
断面図、第３図は従来例を示す斜視図である。 １…超電導リングコイル、２…絶縁層 3,12…支持部材、4,17…蓋 ６…垂直方向電磁力、７…半径方向電磁力 10…支持ケース、11…支持ケース凸部 13…下側波板状スプリング、14…摺動ガイド溝 15…スペーサ、16…上側波板状スプリング 18…周方向溝
Claims (3)
- 【請求項１】超電導リングコイルの周方向少なくとも３
箇所以上の支持点で、内部に超電導リングコイル辺を収
納し、その外面の内、コイル垂直方向下側の面に核融合
装置の垂直中心軸方向を向いたコイル半径方向に延びる
凸部が形成された支持ケースと、この支持ケースの凸部
と嵌合し前記凸部が前記核融合装置の半径方向にのみ摺
動可能とする摺動ガイド溝が形成されたスペーサがその
底部に収容された上面に開口部を有するコ字状の本体
と、この開口部に配設する蓋とからなる支持部材で構成
し、この支持部材に前記支持ケースを収納したことを特
徴とする超電導リングコイルの支持装置。 - 【請求項２】前記摺動ガイド溝を有するスペーサのコイ
ル垂直方向下面と前記支持部材との間にスプリングを装
着したことを特徴とする請求項１記載の超電導リングコ
イルの支持装置。 - 【請求項３】前記支持部材には蓋が設けられ、この蓋は
前記支持部材に収容された時の前記コイル支持ケース上
面より上側の前記コ字状支持部材の本体内面のコイル周
方向に形成された溝に嵌合するとともに、前記蓋と前記
支持ケースとの間にはスプリングを装着したことを特徴
とする請求項１記載の超電導リングコイルの支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1314431A JP2874921B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 超電導リングコイルの支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1314431A JP2874921B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 超電導リングコイルの支持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177004A JPH03177004A (ja) | 1991-08-01 |
| JP2874921B2 true JP2874921B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=18053273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1314431A Expired - Fee Related JP2874921B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 超電導リングコイルの支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874921B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102148083B (zh) * | 2010-02-09 | 2013-04-03 | 通用电气公司 | 超导磁体 |
-
1989
- 1989-12-05 JP JP1314431A patent/JP2874921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03177004A (ja) | 1991-08-01 |
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