JPS59100892A - 核融合装置のトロイダルコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は核融合装置のトロイダルコイルに関するもの
で、特に、各コイルを電磁力に対して正しく保持する構
造に関するものである。

核融合装置に使用されるトロイダルコイルは、第１図に
示すような形状で、コイルに通電される大電流によって
、コイルｌには主として矢印コで示す拡張力、矢印３で
示す向心力及び矢印度により、すなわちコイル導体及び
キャンによって支持するようするが、向心力及び倒れカ
は外部から支持する必要がある。

向心力の支持法としては、中心柱支持方式と（さび支持
方式とが行れてぃて、中心柱支持方式は、第２図に示す
）ように、トーラスの中心３に置かれる円柱又は円筒状
の中心支持柱６の外周面６ａにコイル／の内周面／ａを
接触させて、各コイルの向心力を中心支持柱６で支持す
る方式であり、くさび支持方式は第３図に示すように、
各コイルｌの中心に近い中心部分７をくさび状とし、く
さび効果によって、コイルの向心力を支持する方式であ
る。最近の核融合装置の大型化に伴って、コイルに作用
する電磁力もまた大きくなり、くさび方式による向心力
支持は困難になってきたので、中心柱支持方式による向
心力の支持が主流となりつつある。中心柱支持方式によ
ると、各コイルの内周面／ａを中心支持柱６の外周面６
ａに確実に接触させなければならないので、第ｑ図に示
すように、各コイルｌがその（さび状の中心部分７でそ
の側面／１）が相互に接触しないよ５に、コイル間に僅
かなギャップｇを設ける必要がある。

一方、倒れ力の支持については架台（図示せず）で支持
する方法もあるが、第３図で示すように、コイル１間に
アンチトルクビーム１０を設けて、コイル間をトロイダ
ル方向に相互に剛に結合することによって倒れ力に対す
る支持を行なう方式が主流となりつつある。しかるに、
このようなアンチトルクビームを用いる場合はコイル／
が中心部分７で相互に接触していることが、互の滑りす
なわちずれを生じない上で望ましいが、先に述べたよう
に中心支持柱で向心力を支持するにはくさび状中心部分
間にギャップを必要とする。

この発明は以上のような、従来のトロイダルコイルの電
磁力支持方法の矛盾点にかんがみてなされたもので、中
心支持柱でトロイダルコイルの向心力を支持するもので
、コイルの（さび状の中心部分間にギャップを設けなが
ら、コイル間の滑りを発生させないような構造を持つト
ロイダルコイルを提供することを目的としている。なお
、本発明は向心力をくさび構造によって支持する場合に
対しても有効であることはいうまでもない。

以上の目的を達成するため、この発明によるトロイダル
コイルは、各コイルの（さび状中心部分の互に対向する
側面に対向して位置する長方形断面形状の横方向及び縦
方向の溝を設け、前記溝に連結ピンを挿入して各コイル
の相互のずれを阻止する構造を特色としている。

以下、図示する実施例に関して、この発明を具体的に説
明する。

この発明においては、各トロイダルコイルに作用する向
心力は中心支持柱で支持するものとし、各コイルｌと中
心支持柱６とは第二図に示す関係にあり、各コイルは中
心支持柱罠接触した状態で、第９図に示すように、くさ
び状の中心部分は相互に接触しないで、僅かなギャップ
ｇを有するものとする。各コイルｌのくさび状中心部分
りには、第６図に示すように、その側面／ｂに横方向（
半径方向）の溝／／及び縦方向（半径方向と直角方向）
の溝ｌコを設ける０溝の位置は各コイルとも同一の位置
で、隣接するコイルの溝が相対向して一致するように、
充分な精度をもって加工する。従って、図示しないがす
べてのコイルが組立てられた状態では、隣接するコイル
の溝が互に対向した位置にある。

溝の断面形状は長方形とするので、隣接するコイル間に
できる溝によって囲まれる空間も長方形断面形を持った
ものとなる。この発明では、このように形成したコイル
間の溝空間には長方形断面を持つ連結ピン／Ｊを挿入す
ることを特徴とし、連結ピン１３はその一例を第７図に
示すように、ピン／３の一対の平行側面／Ｊａ、／／ｊ
ａ’間の距離がポルト／３ｂで移動されうるくさび／３
ｃによって可変となっている構造とする。そして連結ピ
ン／３は上記のように可動（距離が調節可能）な平行側
面／Ｊａ、　／Ｊａ’が上下面となるように横方向の溝
／／に挿入し、また平行側面／、７ａ、　／、？ａ’が
半径方向と垂直な面となるように縦方向溝１２に挿入さ
れる０ピン／３の他の側面は溝の内部で若干のがたがあ
るような寸法とする。

このような構造のトロイダルコイルは、これを組立てる
のに、連結ピン１３の可動平行面間の距離を縮めた状態
にして、各コイルを概略の位置に設置し、横方向の溝内
に連結ピンを挿入した後、連結ピンの平行側面間の距離
を拡げてゆき、隣接コイル間の高さ方向の位置を合せる
０次に油圧等によって各コイルを中心支持柱に軽く押付
けた後、この状態で縦方向の溝に連結ピンを挿入し、ピ
ンの平行側面間の距離を拡げて、半径方向の位置をそろ
える。以上の組立手順は一例で、横方向と縦方向はピン
によるコイル間位置の調整の順序は逆でもよいし、ある
いは交互に行ってもよい。

以上のような構造のこの発明によるトロイダルコイルは
、各コイルに予め形成される横方向及び縦方向の溝が充
分な精度をもって製作できるので、まず横方向の溝につ
いて考えると、その上下面を連結ピンでそろえることが
でき、各コイル間の上下方向の相互の位置を常に一定に
保つことができ、ずれが生じない。他方縦方向の溝につ
いては、連結ピンによって各コイルの縦方向溝の大半径
方向に垂直な面をそろえることにより、各コイルの大半
径方向の相互位置を一定に保つことができる。以上に述
べたよ５Ｋ。

横方向及び縦方向溝と連結ピンとで各コイルを結合する
ことにより、コイルの上下方向及び大半径方向の相互位
置はくさび状の部分で常に一定になる。すなわち各コイ
ルのくさび状中心部分ではその側面に沿って各コイル相
互間に滑りが生じることがない。コイルに作用する電磁
力のうち、倒れ力はコイルのくさび状中心部分では、そ
の側面に沿ってコイルが相互間に滑りが生ずるような作
用力となる。従って、上述のような連結ピンによるコイ
ル間を相互に結合する構造は倒れ力に対する支持に極め
て有効である。

一方、先に述べたように、各コイルのくさび状中心部分
ではその側面間にわずかなギャップがある。また溝の部
分においても横方向の溝の場場合は鉛直方向壁面と連結
ピンとの間、また縦方向の溝の場合は主半径方向の壁面
と連結ピンとの間に各々がたがつくられているから、コ
イルの温度変化に伴なう各コイルの熱変形や、強大な電
磁向心力による各コイルの主半径方向での変位等が発生
した場合でも連結ピンは構造上何ら支障となる拘束とな
らない。

【図面の簡単な説明】

第１図はトロイダルコイルの側面図、第２図は中心支持
柱によりトロイダルコイルの向心力を支持する構造を示
す側面図、第３図は（さび状中心部でトロイダルコイル
の向心力を支持する構造の平面図、第９図はトロイダル
コイルの向心力を中心支持柱によって支持する構造を示
す中心部の部分平面図、第Ｓ図はトロイダルコイルの倒
れ力をアンチトルクビームで支持する構造を示す部分斜
視図、第６図はこの発明によるトロイダルコイルの中心
部分を示す斜視図、第７図はこの発明のトロイダルコイ
ルに用いる連結ピンの構造の一実施例を示す斜視図であ
る。 ｌ・・・トロイダルコイル、λ・・・拡張力を示す矢印
、３・・・向心力を示す矢印、ｑ・・倒れ力を示す矢印
、Ｓ・・・中心、６・・・中心支持柱、７・・・くさび
状中心部分、ｇ・・・ギャップ、９川アンチ）ｙクビー
ム、／ｌ・・・横方向の溝、１２・・・縦方向の溝、１
３・・・連結ピン。 特許出願人　　三菱原子カニ業株式会社代理人　　曽　
我　道　照、“□習 第７図 １００

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各コイルのくさび状をなした中心部分の対向する側面に
   対向して位置する長方形断面形状の横方向及び縦方向の
   溝を設け、前記溝に連結ビンを挿入して各コイルの相互
   のずれを阻止することを特徴とする核融合装置のトロイ
   ダルコイル０