JPS5852558Y2 - 核融合装置のコイル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は核融合装置のコイルじ係り、特に真空容器の外
部もしくは内部に、はぼ同心に巻回するポロイダルコイ
ルの口出し線ならびに水冷管の取出し方に関するもので
ある。

核融合装置は磁場を用いて真空容器内部に高温プラズマ
を容器壁面から離して閉じ込めるもので、トカマク形骸
融合装置においては、この磁場を作るために高磁場を発
生するトロイダルコイルが円環状真空容器の外部に巻回
されている。

さらにプラズマの保持と加熱作用をする空心変流器コイ
ルや、プラズマ電流の平衡と安定を維持する垂直磁場コ
イル、プラズマ中の不純物を除去する磁気リミタコイル
などのポロイダルコイルが真空容器とほぼ同心に巻回さ
れている。

第１図は、本考案に係る従来のトカマク形骸融合装置（
ハ）断面図、であって、１は環状の真空容器、２は真空
容器１の犬馬方向に多数並置したトロイダルコイル３は
真空容器１０犬局方向にリング状に配置したポロイダル
コイルである。

第２図は、第１図のポロイダルコイル群の一コイルの従
来の断面図を示すもので、水冷却される中空導体４の１
２ターンからなり、この例ではコイルの半径方向は３層
になっている。

各導体は５によりターン絶縁され、コイル全体が６によ
り対地絶縁されている。

７および８は、コイル１２ターンに対する電流を導くた
めの日出線である。

９は、導体の冷却水の配管である。

ところで、核融合装置におけるポロイダルコイルにおい
て、コイルの口出線の配線、水配管は、以下に記す理由
により技術的に難Ｌ２い点が多い。

即ち、ボロイダル弓イルが真空容器内、又は真空容器と
トロイダルコイルの間に設置されているので、配線、配
管用の空間が極めて狭い範囲に限定されている。

従って、第２図に示されるように配線、配管するために
は、プラズマ観測用チューブ、支持装置その他との干渉
を避けるためにはコイルターン数、導体、絶縁寸法、コ
イル位置がかなり制約される。

導体電流は、２０〜４０ｋＡと大きく、日出線のところ
の磁場は、ところによっては２層以上と大で、従って、
目出線には強大な電磁力が作用する。

しかし、正と負の両口出線を密接させ締結させれば、正
味として働く電磁力を軽減できる。

しかし、第２図の如く、コイル附近では、互に離れてい
るので、その実施が困難である。

又、両口出線が離れていると、日出線を流れる電流がプ
ラズマ領域につくる磁場が、プラズマに対して誤差磁場
になり、プラズマの安定保持によって好ましくない。

ポロイダルコイル導体自身にとっても、核融合装置にお
いては、通常、大きい電磁力のため機械的応力が許容限
度近くになる。

導体間には、３００ｖ以上の電圧、コイル巻方によって
は、３ＫＶ以上の電圧が発生する。

従って、導体のターン絶縁には厳しい電気的、機械的負
荷が課せられる。

ターン絶縁の信頼性と寿命の点から、導体間の温度差を
小さくすることが要求される。

勿論、水冷却回路は、この他に流量、水温、水圧降下な
どの考慮の下に設計される。

第２図は、並列数２の場合の冷却回路を示す。

ところで、配管は、一般に絶縁材もしくは絶縁された鋼
管より成るが、通常、配管特に配管接続部からの水漏れ
事故が多く信頼性に乏しい。

″これは、コイル全体にパルス状の電磁力が作用し、同
種の力が配管に伝達され事故に結びついていることが多
い。

本考案は、以上のような点に鑑みてなされたもので、ポ
ロイダルコイルの水配管と日出線が堅牢に支持され、か
つ、日出線による誤差磁場が小さくされた核融合装置を
提供することを目的とする。

以下、第３図および第４図により本考案の一実施例を説
明する。

第３図は本考案によるコイルおよび日出線ならびに水冷
管の構成を示す断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線
における断面を矢印方向より見た図である。

第３図において、電流は日出線１より入り、コイル径方
向に偶数層、すなわち、この例では４層に巻かれたコイ
ル１２ターンを経て口出線８より外部に取出される。

従って、口出線Ｔと８を同じ場所に並置することが可能
である。

両口出線は、対地絶縁６を施された後、１０のバインド
線もしくは、含浸されたガラステープなとで、機械的に
一体なものとして保持されている。

依って、両口出線は密接しているので、それらが、それ
から離れたプラズマ領域につくる磁場が小になるし、又
両口出線全体に動く電磁力も小になり、繰返し応力によ
り絶縁物が劣化していく問題がかなり解決される。

コイルの冷却の並列回路数が、図示のように２の場合に
は冷却管９は、日出線と機械的に一体なものとしてバイ
ンド線またはガラステープで保持される。

従って、機械力は、日出線を含めた全体に作用するので
、冷却管単独には及ばず、依って冷却管とコイル導体の
接続部が機械的に疲労し、水漏れが発生するという事故
が少なくなる。

なお、第４図において、１１はコイル導体間に埋入する
ガラス積層板などより戊る詰物である。

本考案は、以上の実施例に限定されるものではなく、第
５図のａに示す如く複数個の冷却管を日出線の間に入れ
て一体化してもよく、又、同図すに示す如（、両日出線
の外に設けてバインド線で一体化しても同様の効果を得
ることができる。

冷却回路が並列でない場合には同図Ｃに示す如く、口出
線のみ一体化される。

以上説明したように、本考案によれば、コイルの両日出
線および水冷管を機械的に一体化したために、日出線が
外部に発生する誤差磁場は少なく日出線に作用する電磁
力並びに水冷管に働く外力が小さくなるので絶縁破壊や
、水漏れ事故のない信頼度の高いコイルが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトカマク形核融合装置の断面図、第２図
は、従来のコイルの日出線および水冷管、第３図は４本
考案の一実施例に係るコイル日出線および水冷管を示す
一部断面正面図、第４図は、第３図目出部の断面図、第
５図は本考案に係る変形例である。 １・・・真空容器、２・・・トロイダルコイル、３・・
・ポロイダルコイル、４・・・コイル導体、５・・・タ
ーン絶縁、６・・・対地絶縁、７，８・・・口出線、９
・・・水冷管、１０・・・バインド線又はガラステープ
、１１・・・詰物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部を水冷却する中空導体と、この中空導体と接続する
   給電用の両口出し線と、中空導体の中空部と連通する水
   冷管とを有する核融合装置のコイルにおいて、両口出し
   線と水冷管を互に密接せしめるとともにこれらの外側を
   バインド線もしくはガラステープなどで機械的に一体化
   したことを特徴とする核融合装置のコイル。