JPH0719690B2 - 超電導コイル - Google Patents
超電導コイルInfo
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- JPH0719690B2 JPH0719690B2 JP1035581A JP3558189A JPH0719690B2 JP H0719690 B2 JPH0719690 B2 JP H0719690B2 JP 1035581 A JP1035581 A JP 1035581A JP 3558189 A JP3558189 A JP 3558189A JP H0719690 B2 JPH0719690 B2 JP H0719690B2
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- metal plates
- insulating
- superconducting coil
- superconducting
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- 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、環状の強制冷却型超電導コイル、ことに核
融合炉における超電導トロイダル磁場コイルに関する。
融合炉における超電導トロイダル磁場コイルに関する。
核融合炉においては、ドーナツ状の真空容器内にプラズ
マを閉じ込めるために、真空容器を包囲する環状に形成
された超電導トロイダル磁場コイル（以下トロイダルコ
イルと略称する）複数個をドーナツ状に配列して真空容
器内をドーナツ状に周回する高い磁束密度のトロイダル
磁場を発生させる。
マを閉じ込めるために、真空容器を包囲する環状に形成
された超電導トロイダル磁場コイル（以下トロイダルコ
イルと略称する）複数個をドーナツ状に配列して真空容
器内をドーナツ状に周回する高い磁束密度のトロイダル
磁場を発生させる。
第５図はトロイダルコイルの従来の概略構造を示す一部
破砕側面図である。図において、1A,1B,1Cは剛性の高い
金属材料からなる複数層の金属プレートであり、中央部
にドーナツ状の真空容器が貫通する孔２を有する平板リ
ング状に形成され、その内周側および外周側にそれぞれ
複数個形成された締付ボルトの挿通孔３を介して各金属
プレートの積層方向に締付荷重を加えることにより、金
属プレートの積層体１からなる剛性の高いコイル支持体
が形成される。また、各金属プレートの積層面にはその
両側の金属プレートにまたがるコイル収納溝４が積層面
に沿って孔２を周回する渦巻状に形成され、この溝４に
超電導コイル導体が渦巻状に納められることにより、複
数層のコイル（層コイル）5A,5B等が形成される。
破砕側面図である。図において、1A,1B,1Cは剛性の高い
金属材料からなる複数層の金属プレートであり、中央部
にドーナツ状の真空容器が貫通する孔２を有する平板リ
ング状に形成され、その内周側および外周側にそれぞれ
複数個形成された締付ボルトの挿通孔３を介して各金属
プレートの積層方向に締付荷重を加えることにより、金
属プレートの積層体１からなる剛性の高いコイル支持体
が形成される。また、各金属プレートの積層面にはその
両側の金属プレートにまたがるコイル収納溝４が積層面
に沿って孔２を周回する渦巻状に形成され、この溝４に
超電導コイル導体が渦巻状に納められることにより、複
数層のコイル（層コイル）5A,5B等が形成される。
また、金属プレート1Bを介して互いに隣接するコイル5
A,5Bはその内周側で金属プレート1Bを貫通する孔を通る
内周側渡り部６によって直列接続され、通称ダブルパン
ケーキ巻きと呼ばれる２層コイル５を形成する。さら
に、各層コイルの外周側の端末は金属プレートを半径方
向に貫通する孔を通して外側に引き出され、引出し部７
が形成される。複数組のダブルパンケーキ巻きコイル５
は引出し部７を互いに接続することによって直列接続さ
れ、複数組のダブルパンケーキ巻きコイル５が直列接続
された超電導コイル10が形成される。なお、このように
構成されたトロイダルコイルは図示しない強固なコイル
容器に収納され、同じく図示しない真空容器に複数個取
付けられ、真空容器内に図示矢印で示すトロイダル磁界
100を発生する。
A,5Bはその内周側で金属プレート1Bを貫通する孔を通る
内周側渡り部６によって直列接続され、通称ダブルパン
ケーキ巻きと呼ばれる２層コイル５を形成する。さら
に、各層コイルの外周側の端末は金属プレートを半径方
向に貫通する孔を通して外側に引き出され、引出し部７
が形成される。複数組のダブルパンケーキ巻きコイル５
は引出し部７を互いに接続することによって直列接続さ
れ、複数組のダブルパンケーキ巻きコイル５が直列接続
された超電導コイル10が形成される。なお、このように
構成されたトロイダルコイルは図示しない強固なコイル
容器に収納され、同じく図示しない真空容器に複数個取
付けられ、真空容器内に図示矢印で示すトロイダル磁界
100を発生する。
なお、トロイダルコイルの各金属プレートには図示矢印
で示すパルス状のポロイダル磁界110が図示しないポロ
イダル磁界コイルから印加されるので、この磁界変化に
よって金属プレートに発生する過流損を少なくするため
に、各積層面には薄い絶縁層が形成される。
で示すパルス状のポロイダル磁界110が図示しないポロ
イダル磁界コイルから印加されるので、この磁界変化に
よって金属プレートに発生する過流損を少なくするため
に、各積層面には薄い絶縁層が形成される。
第６図は超電導コイル導体を示す断面図であり、超電導
コイル導体11は、絶縁被覆12を有するコンジットパイプ
13中に多数条の超電導線14が収納されており、絶縁被覆
12によって金属プレートと電気的に絶縁されるととも
に、コンジットパイプ13に冷媒としてのヘリウムを流す
ことにより超電導線14の超電導性が保持される。
コイル導体11は、絶縁被覆12を有するコンジットパイプ
13中に多数条の超電導線14が収納されており、絶縁被覆
12によって金属プレートと電気的に絶縁されるととも
に、コンジットパイプ13に冷媒としてのヘリウムを流す
ことにより超電導線14の超電導性が保持される。
トロイダル磁界を発生させるためには、超電導コイル10
に数10KAオーダの例えば直流大電流を供給する必要があ
り、その端子電圧も高くなると同時に、超電導コイルに
万一クエンチが発生して電流が急減するか、あるいは超
電導コイルの励磁を急停止する場合には高い異常電圧が
発生する。そこでこれらコイルに印加されるか，発生す
る電圧を考慮して超電導コイルと金属プレートとの間に
耐電圧性能を少なくとも20KV以上とすることが求められ
る。従来装置にいては、金属プレートの積層体５は大地
電位に保持されるので、超電導コイル導体11はその絶縁
被覆12をその全長にわたって20KV以上の電圧に耐える厚
みとして超電導コイル10とコイル支持体としての金属プ
レートの積層体５との間の耐電圧性能を保持する必要が
ある。このように構成されたトロイダルコイルにおいて
は、コイル収納溝４に占める絶縁被覆12の断面積が大き
くなり、これが原因で超電導コイル導体11中の超電導線
14の占積率が低下し、その分発生するトロイダル磁界10
0の磁束密度が低下してしまうという欠点がある。
に数10KAオーダの例えば直流大電流を供給する必要があ
り、その端子電圧も高くなると同時に、超電導コイルに
万一クエンチが発生して電流が急減するか、あるいは超
電導コイルの励磁を急停止する場合には高い異常電圧が
発生する。そこでこれらコイルに印加されるか，発生す
る電圧を考慮して超電導コイルと金属プレートとの間に
耐電圧性能を少なくとも20KV以上とすることが求められ
る。従来装置にいては、金属プレートの積層体５は大地
電位に保持されるので、超電導コイル導体11はその絶縁
被覆12をその全長にわたって20KV以上の電圧に耐える厚
みとして超電導コイル10とコイル支持体としての金属プ
レートの積層体５との間の耐電圧性能を保持する必要が
ある。このように構成されたトロイダルコイルにおいて
は、コイル収納溝４に占める絶縁被覆12の断面積が大き
くなり、これが原因で超電導コイル導体11中の超電導線
14の占積率が低下し、その分発生するトロイダル磁界10
0の磁束密度が低下してしまうという欠点がある。
この発明の目的は、超電導コイル導体の絶縁被覆厚を縮
小し、その分超電導線の占積率を高めることにより、装
置を大型化せずにトロイダル磁界の磁束密度を高めるこ
とにある。
小し、その分超電導線の占積率を高めることにより、装
置を大型化せずにトロイダル磁界の磁束密度を高めるこ
とにある。
上記課題を解決するために、この発明によれば、平板リ
ング状に形成された金属プレートの積層体と、その積層
面に沿って渦巻状に形成されたコイル収納溝と、このコ
イル収納溝に収納された絶縁被覆を有する複数層のコイ
ルとを備え、互いに隣接する各層コイルが内周側渡り部
および外周側渡り部により交互に直列接続されてなるも
のにおいて、前記金属プレート相互を電気的に絶縁する
絶縁手段を備え、各層コイルを挟む一対の金属プレート
の一方が前記外周側渡り部と同電位に保持され、他方が
前記内周側渡り部と同電位に保持されてなるものとし、
さらに金属プレートの積層体がその外周部および内周部
を積層方向に貫通する締付ボルトにより、絶縁部材を介
して複数個所で締結されてなるものまたは金属プレート
の積層体が絶縁手段を介して互いに隣接するそれぞれ一
対の金属プレートを貫通する締付ボルトにより少なくと
も一方の金属板との間に絶縁材を介させて複数個所で締
結されてなるものを組合わせる。
ング状に形成された金属プレートの積層体と、その積層
面に沿って渦巻状に形成されたコイル収納溝と、このコ
イル収納溝に収納された絶縁被覆を有する複数層のコイ
ルとを備え、互いに隣接する各層コイルが内周側渡り部
および外周側渡り部により交互に直列接続されてなるも
のにおいて、前記金属プレート相互を電気的に絶縁する
絶縁手段を備え、各層コイルを挟む一対の金属プレート
の一方が前記外周側渡り部と同電位に保持され、他方が
前記内周側渡り部と同電位に保持されてなるものとし、
さらに金属プレートの積層体がその外周部および内周部
を積層方向に貫通する締付ボルトにより、絶縁部材を介
して複数個所で締結されてなるものまたは金属プレート
の積層体が絶縁手段を介して互いに隣接するそれぞれ一
対の金属プレートを貫通する締付ボルトにより少なくと
も一方の金属板との間に絶縁材を介させて複数個所で締
結されてなるものを組合わせる。
上記手段において、各層コイルを挟む一対の金属プレー
トの電位を各層コイル両端末の渡り部および引出し部の
電位と等しくしたことにより、各層コイルと一対の金属
プレートとの間の電位差は各層コイルの分担電圧と同等
な値に低減される。すなわち、超電導コイルに印加また
は発生する電圧をV,コイル層数をｎとした場合には超電
導コイル導体の絶縁被覆が負担する最大電位差は従来装
置におけるそれの1/nに低減される。したがって、超電
導コイル導体の絶縁被覆厚の大幅な縮小が可能となり、
この分超電導線の占積率を上げることができるので、ト
ロイダル磁界の磁束密度を上げることができる。一方、
金属プレートに電位差を持たせたことにより金属プレー
ト相互間の絶縁を強化する必要が生ずるが、絶縁強化に
よる積層厚みの増大はコイル収納溝を浅くすることによ
りほとんど吸収できる。また、金属プレートの積層体と
これを積層方向に貫通する締付ボルトとの間の電位差は
締付ボルトの両端部で全電圧Ｖに等しくなるので、締付
ボルトにはこの電圧に耐える絶縁部材を設ける必要があ
るが、これによりトロイダル磁界の磁束密度が制約され
ることはないので、トロイダルコイルの性能に悪影響を
及ぼすことなく所望の絶縁性能を得ることができる。さ
らに、締付ボルトの長さを短縮して互いに隣接する一対
の金属プレートを締付けるよう構成すれば、金属プレー
トと締付ボルトとの間の電位差を各層コイルと金属プレ
ートとの電位差V/nに低減できるので、締付ボルトの絶
縁部材を簡素化することができる。
トの電位を各層コイル両端末の渡り部および引出し部の
電位と等しくしたことにより、各層コイルと一対の金属
プレートとの間の電位差は各層コイルの分担電圧と同等
な値に低減される。すなわち、超電導コイルに印加また
は発生する電圧をV,コイル層数をｎとした場合には超電
導コイル導体の絶縁被覆が負担する最大電位差は従来装
置におけるそれの1/nに低減される。したがって、超電
導コイル導体の絶縁被覆厚の大幅な縮小が可能となり、
この分超電導線の占積率を上げることができるので、ト
ロイダル磁界の磁束密度を上げることができる。一方、
金属プレートに電位差を持たせたことにより金属プレー
ト相互間の絶縁を強化する必要が生ずるが、絶縁強化に
よる積層厚みの増大はコイル収納溝を浅くすることによ
りほとんど吸収できる。また、金属プレートの積層体と
これを積層方向に貫通する締付ボルトとの間の電位差は
締付ボルトの両端部で全電圧Ｖに等しくなるので、締付
ボルトにはこの電圧に耐える絶縁部材を設ける必要があ
るが、これによりトロイダル磁界の磁束密度が制約され
ることはないので、トロイダルコイルの性能に悪影響を
及ぼすことなく所望の絶縁性能を得ることができる。さ
らに、締付ボルトの長さを短縮して互いに隣接する一対
の金属プレートを締付けるよう構成すれば、金属プレー
トと締付ボルトとの間の電位差を各層コイルと金属プレ
ートとの電位差V/nに低減できるので、締付ボルトの絶
縁部材を簡素化することができる。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例トロイダルコイルの要部を簡
略化して示す断面図であり、従来装置と同じ構造，機能
を有する部分には同一参照符号を用いることにより詳細
な説明を省略する。図において、トロイダルコイルは、
5A,5B2層のコイルが内周側の渡り部６（図では破線で簡
略化して示す）により直列接続されたダブルパンケーキ
巻きコイル５を３組積み重ねて超電導コイル10を形成し
た例を示しており、ｎ＝６層の各層コイル5A,5B等は1A
から1Gまで合計７層の金属プレートの積層体１の各積層
面に沿って渦巻き状に形成されたコイル収納溝４に収納
される。また、３組のダブルパンケーキ巻きコイル５は
外周側引出し部７を相互に導電接続する外周側接続部17
により直列接続され、両端子間に電圧Ｖが印加される超
電導コイル10が形成される。
略化して示す断面図であり、従来装置と同じ構造，機能
を有する部分には同一参照符号を用いることにより詳細
な説明を省略する。図において、トロイダルコイルは、
5A,5B2層のコイルが内周側の渡り部６（図では破線で簡
略化して示す）により直列接続されたダブルパンケーキ
巻きコイル５を３組積み重ねて超電導コイル10を形成し
た例を示しており、ｎ＝６層の各層コイル5A,5B等は1A
から1Gまで合計７層の金属プレートの積層体１の各積層
面に沿って渦巻き状に形成されたコイル収納溝４に収納
される。また、３組のダブルパンケーキ巻きコイル５は
外周側引出し部７を相互に導電接続する外周側接続部17
により直列接続され、両端子間に電圧Ｖが印加される超
電導コイル10が形成される。
また、21は外周側の引出し部７または接続部17と金属プ
レートとを同電位にするための給電部、22は内周側の渡
り部６と金属プレートとを同電位にするための給電部で
あり、互いに隣接する金属プレートが互いに外周側，内
周側交互に超電導コイル10に導電接続されることによ
り、各層コイルとその両側の金属プレートとの間の最大
電位差（絶縁被覆12の負担電圧）は各層コイルの分担電
圧と等しくなる。すなわち、ダブルパンケーキ巻きコイ
ル５の一方のコイル5Aについてみると、層コイル5Aと金
属プレート1Aとの間の最大電位差はコイル5Aの内側端末
部でコイル5Aの分担電圧V/nと等しく、コイル5Aと金属
プレート1Bとの間の最大電位差はコイル5Aの外側端末部
でコイル5Aの分担電圧V/nと等しくなる。
レートとを同電位にするための給電部、22は内周側の渡
り部６と金属プレートとを同電位にするための給電部で
あり、互いに隣接する金属プレートが互いに外周側，内
周側交互に超電導コイル10に導電接続されることによ
り、各層コイルとその両側の金属プレートとの間の最大
電位差（絶縁被覆12の負担電圧）は各層コイルの分担電
圧と等しくなる。すなわち、ダブルパンケーキ巻きコイ
ル５の一方のコイル5Aについてみると、層コイル5Aと金
属プレート1Aとの間の最大電位差はコイル5Aの内側端末
部でコイル5Aの分担電圧V/nと等しく、コイル5Aと金属
プレート1Bとの間の最大電位差はコイル5Aの外側端末部
でコイル5Aの分担電圧V/nと等しくなる。
このように、各層コイルとこれを挟む一対の金属プレー
トとの間の最大電位差は従来装置のそれの1/nに低減さ
れる。すなわち、実施例装置において両端子間電圧Ｖを
20KVとすれば、超電導コイル導体11の絶縁被覆12に求め
られる耐電圧性能は、従来装置における20KVからその1/
6に相当する3.3KVに低減されることになり、絶縁被覆の
厚みを大幅に縮小できる。したがって、コイル収納溝の
大きさを変えることなくコンジットパイプ13の径が増大
され、これに収納される超電導線14の総断面積が増大
し、これに比例してトロイダル磁界100の磁束密度が増
大する。
トとの間の最大電位差は従来装置のそれの1/nに低減さ
れる。すなわち、実施例装置において両端子間電圧Ｖを
20KVとすれば、超電導コイル導体11の絶縁被覆12に求め
られる耐電圧性能は、従来装置における20KVからその1/
6に相当する3.3KVに低減されることになり、絶縁被覆の
厚みを大幅に縮小できる。したがって、コイル収納溝の
大きさを変えることなくコンジットパイプ13の径が増大
され、これに収納される超電導線14の総断面積が増大
し、これに比例してトロイダル磁界100の磁束密度が増
大する。
一方、各金属プレートに超電導コイルの電位を与えたこ
とにより、互いに隣接する金属プレート間にもコイル１
層分の電位差が発生し、また連結ボルト30と各金属プレ
ートとの間には電圧Ｖに相当する電位差が発生する。そ
こで、各金属プレートの積層面に電位差に耐える絶縁手
段としての絶縁シート23を介装するとともに、第２図に
要部の断面図を示すように、金属プレート1A,1B,1C等の
積層体１を貫通する締付ボルト30に絶縁被覆32,つば付
絶縁リング33等からなる絶縁部材31を被着することによ
り耐電圧を保持する。その結果、絶縁シート23の厚みが
従来渦流損を防ぐために施され絶縁被膜のそれに比べて
厚くなるが、その分金属プレートに渦巻状に形成される
コイル収納溝の深さを縮小しても溝の断面積を従来と同
等に保持できるので、金属プレートの機械的強度を低下
させることなく、かつ金属プレートの積層体１の寸法を
従来通りに保持して高い磁束密度のトロイダル磁界を発
生できる超電導トロイダルコイルを得ることができる。
なお、実施例トロイダルコイルは図示しない接地された
容器との間に絶縁材を介在させた状態で収納されること
はいうまでもないことである。
とにより、互いに隣接する金属プレート間にもコイル１
層分の電位差が発生し、また連結ボルト30と各金属プレ
ートとの間には電圧Ｖに相当する電位差が発生する。そ
こで、各金属プレートの積層面に電位差に耐える絶縁手
段としての絶縁シート23を介装するとともに、第２図に
要部の断面図を示すように、金属プレート1A,1B,1C等の
積層体１を貫通する締付ボルト30に絶縁被覆32,つば付
絶縁リング33等からなる絶縁部材31を被着することによ
り耐電圧を保持する。その結果、絶縁シート23の厚みが
従来渦流損を防ぐために施され絶縁被膜のそれに比べて
厚くなるが、その分金属プレートに渦巻状に形成される
コイル収納溝の深さを縮小しても溝の断面積を従来と同
等に保持できるので、金属プレートの機械的強度を低下
させることなく、かつ金属プレートの積層体１の寸法を
従来通りに保持して高い磁束密度のトロイダル磁界を発
生できる超電導トロイダルコイルを得ることができる。
なお、実施例トロイダルコイルは図示しない接地された
容器との間に絶縁材を介在させた状態で収納されること
はいうまでもないことである。
第３図および第４図はこの発明の異なる実施例を示す要
部の側面図および断面図であり、第３図は金属プレート
の積層体を外周面側または内周面側から見た側面図、第
４図はそのA-A方向の断面図である。図において、積層
体１の絶縁シート23を挟んで互いに隣接する各一対の金
属プレート例えば1Aと1B,1Bと1C等には締付ボルト40お
よび絶縁部材としてのつば付絶縁リング41とが貫通する
貫通孔43と、締付ボルト40の締付作業を積層体１の外周
側または内周側から行うための凹溝44とが設けられ、つ
ば付絶縁リング41を介して一対の金属プレート間に締付
荷重が加えられ、かつ例えば金属プレート1Aと1Bの締付
位置と金属プレート1Bと1Cの締付位置とが金属プレート
の周方向に互いに位置をずらせてそれぞれ複数個所で行
われることにより、積層体が強固に一体化される。ま
た、締付ボルト40は一対の金属プレートとの間をつば付
絶縁リング41および凹溝44内の空気ギャップによって絶
縁し、他方の金属プレートと同電位に保持することによ
り、つば付絶縁リングが負担する電位差は絶縁シート23
におけると同様にコイル一層分，すなわち全電圧Ｖのｎ
分の１に低減され、したがって前述の実施例における絶
縁部材31に比べて絶縁厚を縮小かつ簡素な構成とするこ
とが可能となり、かつ絶縁の信頼性をも向上させること
ができる。すなわち、つば付絶縁リング筒状部とワッシ
ャー部に分離し、締付ボルト40の表面に厚み25μｍ程度
のポリイミドフィルムを1/2重ねで３回巻回して筒状の
絶縁部とし、これに繊維強化ポリイミド樹脂製の絶縁ワ
ッシャーを組み合わせることにより、十分な絶縁信頼性
を有する絶縁部材を得ることができる。
部の側面図および断面図であり、第３図は金属プレート
の積層体を外周面側または内周面側から見た側面図、第
４図はそのA-A方向の断面図である。図において、積層
体１の絶縁シート23を挟んで互いに隣接する各一対の金
属プレート例えば1Aと1B,1Bと1C等には締付ボルト40お
よび絶縁部材としてのつば付絶縁リング41とが貫通する
貫通孔43と、締付ボルト40の締付作業を積層体１の外周
側または内周側から行うための凹溝44とが設けられ、つ
ば付絶縁リング41を介して一対の金属プレート間に締付
荷重が加えられ、かつ例えば金属プレート1Aと1Bの締付
位置と金属プレート1Bと1Cの締付位置とが金属プレート
の周方向に互いに位置をずらせてそれぞれ複数個所で行
われることにより、積層体が強固に一体化される。ま
た、締付ボルト40は一対の金属プレートとの間をつば付
絶縁リング41および凹溝44内の空気ギャップによって絶
縁し、他方の金属プレートと同電位に保持することによ
り、つば付絶縁リングが負担する電位差は絶縁シート23
におけると同様にコイル一層分，すなわち全電圧Ｖのｎ
分の１に低減され、したがって前述の実施例における絶
縁部材31に比べて絶縁厚を縮小かつ簡素な構成とするこ
とが可能となり、かつ絶縁の信頼性をも向上させること
ができる。すなわち、つば付絶縁リング筒状部とワッシ
ャー部に分離し、締付ボルト40の表面に厚み25μｍ程度
のポリイミドフィルムを1/2重ねで３回巻回して筒状の
絶縁部とし、これに繊維強化ポリイミド樹脂製の絶縁ワ
ッシャーを組み合わせることにより、十分な絶縁信頼性
を有する絶縁部材を得ることができる。
この発明は前述のように、渦巻状の層コイルの内周側お
よび外周側端末を、このコイルを収納する二つの金属プ
レートそれぞれに導電接続するよう構成した。その結
果、各層コイルとその両側の金属プレートとの間の最大
電位差が従来装置のそれの層コイル数分の一に低減され
るので、従来全電圧に耐える耐電圧性能が要求された超
電導コイル導体の絶縁被覆の厚みをその層数分の一の耐
電圧性能を有する厚みに縮小することが可能になり、コ
イル収納溝の大きさを従来寸法に保持して超電導線の断
面積が増大され、これに伴って核融合炉の最も重要な課
題の一つであるトロイダル磁界の磁束密度を増大するこ
とができる。また、各金属プレートに電位を持たせるこ
とによって積層面の絶縁を強化する必要があるが、これ
に基づく寸法増加はコイル収納溝の深さを減らすことに
よってほとんど吸収される。したがって超電導コイルを
大型化することなく高いトロイダル磁界を発生できる高
性能化された超電導コイルを提供することができる。さ
らに、金属プレートの積層体を貫通する締付ボルトと積
層体との間には全電圧に相当する電位差が発生するが、
締付ボルトを互いに隣接する一対の金属プレートごとに
分割するよう構成することにより、締付ボルトと金属プ
レートとの間の最大電位差を層コイル一層分の電圧，い
いかえれば互いに隣接する金属プレート間の電位差にま
で低減することが可能であり、全体として各部均等に電
圧分担が低減されることにより構成が簡素で高い絶縁信
頼性を有する絶縁構造を持った超電導コイルを提供する
ことができる。
よび外周側端末を、このコイルを収納する二つの金属プ
レートそれぞれに導電接続するよう構成した。その結
果、各層コイルとその両側の金属プレートとの間の最大
電位差が従来装置のそれの層コイル数分の一に低減され
るので、従来全電圧に耐える耐電圧性能が要求された超
電導コイル導体の絶縁被覆の厚みをその層数分の一の耐
電圧性能を有する厚みに縮小することが可能になり、コ
イル収納溝の大きさを従来寸法に保持して超電導線の断
面積が増大され、これに伴って核融合炉の最も重要な課
題の一つであるトロイダル磁界の磁束密度を増大するこ
とができる。また、各金属プレートに電位を持たせるこ
とによって積層面の絶縁を強化する必要があるが、これ
に基づく寸法増加はコイル収納溝の深さを減らすことに
よってほとんど吸収される。したがって超電導コイルを
大型化することなく高いトロイダル磁界を発生できる高
性能化された超電導コイルを提供することができる。さ
らに、金属プレートの積層体を貫通する締付ボルトと積
層体との間には全電圧に相当する電位差が発生するが、
締付ボルトを互いに隣接する一対の金属プレートごとに
分割するよう構成することにより、締付ボルトと金属プ
レートとの間の最大電位差を層コイル一層分の電圧，い
いかえれば互いに隣接する金属プレート間の電位差にま
で低減することが可能であり、全体として各部均等に電
圧分担が低減されることにより構成が簡素で高い絶縁信
頼性を有する絶縁構造を持った超電導コイルを提供する
ことができる。
第１図はこの発明の実施例装置の要部を簡略化して示す
断面図、第２図は実施例装置の締付構造を示す要部の拡
大断面図、第３図および第４図はこの発明の異なる実施
例装置の要部を示す側面図およびそのA-A方向の断面
図、第５図はトロイダル磁場コイルの従来構造を示す一
部破砕断面図、第６図は超電導コイル導体を示す断面図
である。 1:金属プレートの積層体、1A,1B,…1G:金属プレート、5
A,5B:層コイル、5:ダブルパンケーキ巻きコイル、2:貫
通孔、3,43:締付ボルト孔、4:コイル収納溝、6:内周側
渡り部、7:引出し部、9:冷却媒体、10:超電導コイル、1
1:超電導コイル導体、12:絶縁被覆、13:コンジットパイ
プ、14:超電導線、17:外周側渡り部、21,22:給電部、2
3:絶縁手段（絶縁シート）、30,40:締付ボルト、31:絶
縁部材、32:絶縁被覆、33,41:つば付絶縁リング、44:凹
溝、100:トロイダル磁界、110:ポロイダル磁界。
断面図、第２図は実施例装置の締付構造を示す要部の拡
大断面図、第３図および第４図はこの発明の異なる実施
例装置の要部を示す側面図およびそのA-A方向の断面
図、第５図はトロイダル磁場コイルの従来構造を示す一
部破砕断面図、第６図は超電導コイル導体を示す断面図
である。 1:金属プレートの積層体、1A,1B,…1G:金属プレート、5
A,5B:層コイル、5:ダブルパンケーキ巻きコイル、2:貫
通孔、3,43:締付ボルト孔、4:コイル収納溝、6:内周側
渡り部、7:引出し部、9:冷却媒体、10:超電導コイル、1
1:超電導コイル導体、12:絶縁被覆、13:コンジットパイ
プ、14:超電導線、17:外周側渡り部、21,22:給電部、2
3:絶縁手段（絶縁シート）、30,40:締付ボルト、31:絶
縁部材、32:絶縁被覆、33,41:つば付絶縁リング、44:凹
溝、100:トロイダル磁界、110:ポロイダル磁界。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 郁夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 上出 俊夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 ▲榊▼ 喜善 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 植田 和雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 時光 冨士雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】平板リング状に形成された金属プレートの
積層体と、その積層面に沿って渦巻状に形成されたコイ
ル収納溝と、このコイル収納溝に収納された絶縁被覆を
有する複数層のコイルとを備え、互いに隣接する各層コ
イルが内周側渡り部および外周側渡り部により交互に直
列接続されてなるものにおいて、前記金属プレート相互
を電気的に絶縁する絶縁手段を備え、各層コイルを挟む
一対の金属プレートの一方が前記外周側渡り部と同電位
に保持され、他方が前記内周側渡り部と同電位に保持さ
れてなることを特徴とする超電導コイル。 - 【請求項２】金属プレートの積層体がその外周部および
内周部を積層方向に貫通する締付ボルトにより、絶縁部
材を介して複数個所で締結されてなることを特徴とする
請求項１記載の超電導コイル。 - 【請求項３】金属プレートの積層体が絶縁手段を介して
互いに隣接するそれぞれ一対の金属プレートを貫通する
締付ボルトにより少なくとも一方の金属板との間に絶縁
材を介させて複数個所で締結されてなることを特徴とす
る請求項１記載の超電導コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1035581A JPH0719690B2 (ja) | 1988-08-24 | 1989-02-15 | 超電導コイル |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20966488 | 1988-08-24 | ||
| JP63-209664 | 1988-08-24 | ||
| JP1035581A JPH0719690B2 (ja) | 1988-08-24 | 1989-02-15 | 超電導コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02138711A JPH02138711A (ja) | 1990-05-28 |
| JPH0719690B2 true JPH0719690B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=26374570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1035581A Expired - Lifetime JPH0719690B2 (ja) | 1988-08-24 | 1989-02-15 | 超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719690B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696831C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-08-06 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Сверхпроводящий накопитель энергии |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP1035581A patent/JPH0719690B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02138711A (ja) | 1990-05-28 |
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