JPS61189485A - 核融合装置 - Google Patents
核融合装置Info
- Publication number
- JPS61189485A JPS61189485A JP60029739A JP2973985A JPS61189485A JP S61189485 A JPS61189485 A JP S61189485A JP 60029739 A JP60029739 A JP 60029739A JP 2973985 A JP2973985 A JP 2973985A JP S61189485 A JPS61189485 A JP S61189485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compression
- fusion device
- nuclear fusion
- resistant
- structural member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、中心柱とこの中心柱に対して放射状に配置
された複数個のトロイダルコイルと中心柱に対して同心
円状に配置されたボロイダルコイルを備え、一般にトカ
マク型と称される核融合装置に関し、特に装置運転中に
生じるトロイダルコイルの転倒作用の防止に関するもの
である。
された複数個のトロイダルコイルと中心柱に対して同心
円状に配置されたボロイダルコイルを備え、一般にトカ
マク型と称される核融合装置に関し、特に装置運転中に
生じるトロイダルコイルの転倒作用の防止に関するもの
である。
第５図は例えば特開昭５７−９８８９２号公報に示され
た従来のこの種の核融合装置を示す断面図、第６図は第
５図の一部を拡大して転倒作用を説明する斜視図、第７
図および第８図は第５図に示す従来のトロイダルコイル
の転倒防止構造を説明するＳＪゝ それぞれ斜視図および側面図である。ただし、ｚ。
た従来のこの種の核融合装置を示す断面図、第６図は第
５図の一部を拡大して転倒作用を説明する斜視図、第７
図および第８図は第５図に示す従来のトロイダルコイル
の転倒防止構造を説明するＳＪゝ それぞれ斜視図および側面図である。ただし、ｚ。
几、θは円柱座標を示す。図において、（１）はべ一ヌ
、（２）は基礎、（３）はベース（１）上に断熱支持脚
（４）を介して立設された中心柱、（５）は中心柱（３
）に対して放射状に配置された複数個、この例では士数
個のトロイダルコイル、（６）はこれらトロイダルコイ
ル（５）をベース（１）上に断熱支持する断熱支持脚、
（７）は中心柱（３）の軸を取り巻く方向すなわちθ方
向に配置されたボロイダルコイルであシ、中心柱（３）
および支持ビーム（図示せず）により支持されている。
、（２）は基礎、（３）はベース（１）上に断熱支持脚
（４）を介して立設された中心柱、（５）は中心柱（３
）に対して放射状に配置された複数個、この例では士数
個のトロイダルコイル、（６）はこれらトロイダルコイ
ル（５）をベース（１）上に断熱支持する断熱支持脚、
（７）は中心柱（３）の軸を取り巻く方向すなわちθ方
向に配置されたボロイダルコイルであシ、中心柱（３）
および支持ビーム（図示せず）により支持されている。
（８）は内部を真空に保つ真空槽である。ａｎはトロイ
ダルコイル（５）の側面に設けられ、 −ｆｆＫ、シア
パネルと称される固定部材であり、高いせん断剛性を確
保するため鉄などの金属で形成されるのが普通である。
ダルコイル（５）の側面に設けられ、 −ｆｆＫ、シア
パネルと称される固定部材であり、高いせん断剛性を確
保するため鉄などの金属で形成されるのが普通である。
０１は固定部材（Ｉｌｌとトロイダルコイル（５）間に
介在する絶縁体であシ１例えばＦＲＰ （稙維強化プラ
スチック）やセラミックなどで形成される。
介在する絶縁体であシ１例えばＦＲＰ （稙維強化プラ
スチック）やセラミックなどで形成される。
次に動作について主にトロイダルコイル（５）の転倒作
用とその防止にポイントを置いて説明する。
用とその防止にポイントを置いて説明する。
周知のように、トロイダルコイル（５）には通電時にθ
方向の電磁力が発生し、第６図、第８図に矢印で示すよ
うなＲ軸回シの転倒力として作用する。
方向の電磁力が発生し、第６図、第８図に矢印で示すよ
うなＲ軸回シの転倒力として作用する。
その結果、中心柱（３）の軸すなわちＺ軸回シに放射状
に複数個配置したトロイダルコイル（５）は、それぞれ
がＲ軸回シに転倒しようとし、θ方向に沿っていわゆる
将棋倒しの形で崩れようとする。この転倒力に抗するた
めに、シアパネルＵは高いせん断剛性を有する構造とな
っている。さらに１周（の方向に有効にプラズマを発生
させるためには、トロイダルコイル（５）をはじめとす
る構造物の周（の方向を電気的に絶縁する必要があシ、
第Ｔ図に示すようにシアパネル（１１１は絶縁体−を介
してトロイダルコイル（５）にボルト締めされている。
に複数個配置したトロイダルコイル（５）は、それぞれ
がＲ軸回シに転倒しようとし、θ方向に沿っていわゆる
将棋倒しの形で崩れようとする。この転倒力に抗するた
めに、シアパネルＵは高いせん断剛性を有する構造とな
っている。さらに１周（の方向に有効にプラズマを発生
させるためには、トロイダルコイル（５）をはじめとす
る構造物の周（の方向を電気的に絶縁する必要があシ、
第Ｔ図に示すようにシアパネル（１１１は絶縁体−を介
してトロイダルコイル（５）にボルト締めされている。
なお、ボルトとしては絶縁性ボルトあるいは絶縁性被膜
で複機したものが用いられる。これらの配慮によって。
で複機したものが用いられる。これらの配慮によって。
トロイダルコイル（５１は転倒力に耐えながら有効なプ
ラズマを発生させることが可能となる。
ラズマを発生させることが可能となる。
従来の核融合装置は以上のように構成されているので、
ボルト結合のためのめねじ穴を深くあけねばならず、ト
ロイダルコイル（５）に強度低下をもたらした。また、
トロイダルコイル（５）とシアパネルα９の間のまさり
力を高くするためには、ボルト６Ｄを十分に締めこまね
ばならなかったシ、溶接すると分解修理が困難となるな
どの問題点があった。
ボルト結合のためのめねじ穴を深くあけねばならず、ト
ロイダルコイル（５）に強度低下をもたらした。また、
トロイダルコイル（５）とシアパネルα９の間のまさり
力を高くするためには、ボルト６Ｄを十分に締めこまね
ばならなかったシ、溶接すると分解修理が困難となるな
どの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、トロイダルコイルの強度低下を最小限にしな
がら、転倒力に対して高い剛性を保ち、しかも組立てが
溶易なトロイダルコイル間支持構造を備えた核融合装置
を提供することを目的とする。
たもので、トロイダルコイルの強度低下を最小限にしな
がら、転倒力に対して高い剛性を保ち、しかも組立てが
溶易なトロイダルコイル間支持構造を備えた核融合装置
を提供することを目的とする。
この発明に係る核融合装置は、隣接するトロイダルコイ
ルの対向面にそれぞれ中心柱の軸に対して４５°傾いた
面を有するＶ字形溝を備え、これら■字形溝間に耐圧縮
性の構造部材を配置したものである。
ルの対向面にそれぞれ中心柱の軸に対して４５°傾いた
面を有するＶ字形溝を備え、これら■字形溝間に耐圧縮
性の構造部材を配置したものである。
トロイダルコイルに転倒力が作用した時に、耐圧縮性の
構造部林抹せん断荷重が働く状態にあるが、４５°の方
向ではこれが純圧縮の状態になる。
構造部林抹せん断荷重が働く状態にあるが、４５°の方
向ではこれが純圧縮の状態になる。
この発明における耐圧縮性の構造部材は、４５°の方向
に配されているので、上記転倒力に対し高い剛性を発揮
する。
に配されているので、上記転倒力に対し高い剛性を発揮
する。
以下、この発明の一実施例を図をもとく説明する。第１
図はこの発明の一実施例による核融合装置の要部を示す
側面図である。図において、（５ａ）は中心柱の軸すな
わちＺ軸に対して４５°傾いた面を有するＶ字形溝であ
シ、隣接するトロイダルコイル（５）の対向面に設けら
れている。（９）はＶ字形溝（５ａ）間に配置されたシ
アパネルすなわち耐圧縮性の構造部材であシ、耐圧縮性
強度部材（９ａ）と絶縁物（９ｂ）ｔ （９ｃ）との
積層構造をなしている。実際には、耐圧縮性の構造部相
（９）はトロイダルコイル（５）に密着した状態で用い
られるが、この図では分かシやすくするために離して描
いである。なお、この発明の一実施例における核融合装
置は第１図に示す部分以外は第５図に示す従来の核融合
装置と全く同一である。
図はこの発明の一実施例による核融合装置の要部を示す
側面図である。図において、（５ａ）は中心柱の軸すな
わちＺ軸に対して４５°傾いた面を有するＶ字形溝であ
シ、隣接するトロイダルコイル（５）の対向面に設けら
れている。（９）はＶ字形溝（５ａ）間に配置されたシ
アパネルすなわち耐圧縮性の構造部材であシ、耐圧縮性
強度部材（９ａ）と絶縁物（９ｂ）ｔ （９ｃ）との
積層構造をなしている。実際には、耐圧縮性の構造部相
（９）はトロイダルコイル（５）に密着した状態で用い
られるが、この図では分かシやすくするために離して描
いである。なお、この発明の一実施例における核融合装
置は第１図に示す部分以外は第５図に示す従来の核融合
装置と全く同一である。
次に動作について説明する。
第２図はこの発明の原理を示す説明図である。
この発明の作用をこの図にもとづいて説明する。
平板？２υにせん断力Ｓが作用すると、平板Ｃ１ｌ＋は
破線で示す形状に変形しようとする。このとき、２軸方
向から右回りに４５°の方向には純引張応力十〇が作用
し、左回シに４５°の方向には純圧縮応カーσが作用す
る状態となる。したがって、せん断力Ｓに耐えることは
、左回シに４５°傾いた方向の圧縮に耐えることと等価
なので、この平板ａｎは一〇の方向に圧縮強度を持たせ
ることでせん断に対して強い構造とすることができる。
破線で示す形状に変形しようとする。このとき、２軸方
向から右回りに４５°の方向には純引張応力十〇が作用
し、左回シに４５°の方向には純圧縮応カーσが作用す
る状態となる。したがって、せん断力Ｓに耐えることは
、左回シに４５°傾いた方向の圧縮に耐えることと等価
なので、この平板ａｎは一〇の方向に圧縮強度を持たせ
ることでせん断に対して強い構造とすることができる。
第１図について説明すると、耐圧縮性の構造部材（９）
はせん断力な受けるので、上記原理から４５°の方向の
圧縮強度を高めることでせん断に強い構造とすることが
できる。すなわち、圧縮強度の高い耐圧縮性強度部材（
９ａ）を４５°の方向忙配向させ、この耐圧縮性強度部
材（９ａ）の端部をトロイダルコイル（５）の側面に設
けたＶ字形溝（５ａ）にはめ合わせることによって。
はせん断力な受けるので、上記原理から４５°の方向の
圧縮強度を高めることでせん断に強い構造とすることが
できる。すなわち、圧縮強度の高い耐圧縮性強度部材（
９ａ）を４５°の方向忙配向させ、この耐圧縮性強度部
材（９ａ）の端部をトロイダルコイル（５）の側面に設
けたＶ字形溝（５ａ）にはめ合わせることによって。
トロイダルコイル（５）に発生する転倒力に対し、耐圧
縮性強度部材（９ａ）は強度部材として有効に機能する
。このＶ字形溝（５ａ）は２軸に対して４５°傾いた斜
面を有しているので、すべることなく耐圧縮性強度部材
（９ａ）ｋ力を伝達できる。当然、耐圧縮性強度部材（
９ａ）の他端部にも同様の力の伝達がある。
縮性強度部材（９ａ）は強度部材として有効に機能する
。このＶ字形溝（５ａ）は２軸に対して４５°傾いた斜
面を有しているので、すべることなく耐圧縮性強度部材
（９ａ）ｋ力を伝達できる。当然、耐圧縮性強度部材（
９ａ）の他端部にも同様の力の伝達がある。
一方、耐圧縮性の構造部材（９）はθ方向に電気的な絶
縁性を要求されるので、耐圧縮性強度部材（９ａ）は絶
縁物（９Ｃ）で電気的に分割されている。さらに、力の
伝達に直接関与しない部分（９ｂ）も絶縁物で構成し、
電気的な絶縁性を増している。
縁性を要求されるので、耐圧縮性強度部材（９ａ）は絶
縁物（９Ｃ）で電気的に分割されている。さらに、力の
伝達に直接関与しない部分（９ｂ）も絶縁物で構成し、
電気的な絶縁性を増している。
以上のように構成された耐圧縮性の構造部材（９）はト
ロイダルコイル（５）のＶ字形溝（５ａ）にはめ込むり
ｌｒテよく、力の伝達や組立てのためにボルトｍ合や溶
接を必要としない。また、７字形溝（５ａ）は特に大き
なものを設ける必要は無く、第１図に示すように小さな
もの（５ａ）を多数設けることＫよってもこの発明の効
果が得られるので、溝加工によって生じるトロイダルコ
イル（５）の減肉による強度低下を最小限に抑えること
ができる。
ロイダルコイル（５）のＶ字形溝（５ａ）にはめ込むり
ｌｒテよく、力の伝達や組立てのためにボルトｍ合や溶
接を必要としない。また、７字形溝（５ａ）は特に大き
なものを設ける必要は無く、第１図に示すように小さな
もの（５ａ）を多数設けることＫよってもこの発明の効
果が得られるので、溝加工によって生じるトロイダルコ
イル（５）の減肉による強度低下を最小限に抑えること
ができる。
なお、上記実施例では耐圧縮性の構造部材（９）の絶縁
性を得るために絶縁物（９Ｃ）を設けて耐圧縮性強度部
材（９ａ）を分割した場合について示したが。
性を得るために絶縁物（９Ｃ）を設けて耐圧縮性強度部
材（９ａ）を分割した場合について示したが。
分割せずに、７字形溝（５ａ）と耐圧縮性強度部材（９
ａ）の間に絶縁物を介在させてもよい。
ａ）の間に絶縁物を介在させてもよい。
また、７字形溝（５ａ）は第１図に示すこの発明の一実
施例と同じ位置に設け、耐圧縮性強度部材（９ａ）は上
記実施例とは異なる４５°の方向に配向した場合にも上
記実施例と同様の効果が得られ、第３図はその実施例を
示す。この場合には絶縁物（９Ｃ）の数が少なくてすむ
という利点がある。
施例と同じ位置に設け、耐圧縮性強度部材（９ａ）は上
記実施例とは異なる４５°の方向に配向した場合にも上
記実施例と同様の効果が得られ、第３図はその実施例を
示す。この場合には絶縁物（９Ｃ）の数が少なくてすむ
という利点がある。
また、この発明に係わる耐圧縮性の構造部材（９）Ｋは
圧縮力が作用するので、圧縮に強いすなわち耐圧縮強度
の高い絶縁物９例えばセラミックなどを用いれば、耐圧
縮性の構造部材（９）は一体物で構成することが可能と
な夛、上記実施例のような耐圧縮性強度部材（９ａ）と
絶縁物（９ｂ）、 （９Ｃ）の複合構造としなくても
よい。
圧縮力が作用するので、圧縮に強いすなわち耐圧縮強度
の高い絶縁物９例えばセラミックなどを用いれば、耐圧
縮性の構造部材（９）は一体物で構成することが可能と
な夛、上記実施例のような耐圧縮性強度部材（９ａ）と
絶縁物（９ｂ）、 （９Ｃ）の複合構造としなくても
よい。
また、第４図に示すようにＶ字形溝（５ａ）を連続的に
設けても上記実施例と同様の効果が得られる。
設けても上記実施例と同様の効果が得られる。
なお、この例では耐圧縮性の構造部材（９）として一体
物のセラミックを用いた場合を示している。
物のセラミックを用いた場合を示している。
さらに、上記実施例ではＶ字形溝（５ａ）の２面が共に
中心柱の軸すなわち２軸に対して４５°傾いている場合
について示したが、少なくとも一面が２軸に対して４５
°傾いている場合にも上記実施例と同様の効果が得られ
る。
中心柱の軸すなわち２軸に対して４５°傾いている場合
について示したが、少なくとも一面が２軸に対して４５
°傾いている場合にも上記実施例と同様の効果が得られ
る。
以上のように、この発明によれば、隣接するトロイダル
コイルの対向面にそれぞれ中心柱の軸に対して４５°傾
いた面を有するＶ字形溝を備え、これらＶ字形溝間に耐
圧縮性の構造部材を配置したので、上記トロイダルコイ
ルの強度低下を最小限にしながら、転倒力に対して高い
剛性を保ち、しかも組立てが容易な核融合装置が得られ
る効果がある。
コイルの対向面にそれぞれ中心柱の軸に対して４５°傾
いた面を有するＶ字形溝を備え、これらＶ字形溝間に耐
圧縮性の構造部材を配置したので、上記トロイダルコイ
ルの強度低下を最小限にしながら、転倒力に対して高い
剛性を保ち、しかも組立てが容易な核融合装置が得られ
る効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による核融合装置の要部を
示す側面図、第２図はこの発明の原理を示す説明図、第
３図、第４図はそれぞれこの発明の他の実施例を示す側
面図、第５図は従来およびこの発明の一実施例による核
融合装置を示す断面図、第６図は第５図の一部を拡大し
て転倒作用を説明する斜視図、第７図、第８図は従来の
トロイダルコイルの転倒防止構造を説明するそれぞれ斜
視図および側面図である。 図において、（３）は中心柱、（５）はトロイダルコイ
ル？ （５ａ）はＶ字形溝、（７）はボロイダルコイ
ル、（９）は耐圧縮性の構造部材、（９ａ）は耐圧縮性
強度部材。 （９ｂ）、 （９ｃ）は絶縁物である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。
示す側面図、第２図はこの発明の原理を示す説明図、第
３図、第４図はそれぞれこの発明の他の実施例を示す側
面図、第５図は従来およびこの発明の一実施例による核
融合装置を示す断面図、第６図は第５図の一部を拡大し
て転倒作用を説明する斜視図、第７図、第８図は従来の
トロイダルコイルの転倒防止構造を説明するそれぞれ斜
視図および側面図である。 図において、（３）は中心柱、（５）はトロイダルコイ
ル？ （５ａ）はＶ字形溝、（７）はボロイダルコイ
ル、（９）は耐圧縮性の構造部材、（９ａ）は耐圧縮性
強度部材。 （９ｂ）、 （９ｃ）は絶縁物である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。
Claims (6)
- （１）中心柱、この中心柱に対して放射状に配置された
複数個のトロイダルコイル、および上記中心柱に対して
同心円状に配置されたポロイダルコイルを備える核融合
装置において、隣接する上記トロイダルコイルの対向面
にそれぞれ上記中心柱の軸に対して４５°傾いた面を有
するＶ字形溝を備え、これらＶ字形溝間に耐圧縮性の構
造部材を配置したことを特徴とする核融合装置。 - （２）耐圧縮性の構造部材は一体物とし、Ｖ字形溝との
間に絶縁体を介在させた特許請求の範囲第１項記載の核
融合装置。 - （３）耐圧縮性の構造部材は耐圧縮性強度部材と絶縁物
との積層体である特許請求の範囲第１項記載の核融合装
置。 - （４）耐圧縮性の構造部材は耐圧縮強度の高い絶縁物で
一体的に形成されている特許請求の範囲第１項記載の核
融合装置。 - （５）絶縁物はセラミックである特許請求の範囲第４項
記載の核融合装置。 - （６）Ｖ字形溝は連続的に多数設けられている特許請求
の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載の核融合装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029739A JPS61189485A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 核融合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029739A JPS61189485A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 核融合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189485A true JPS61189485A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12284472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029739A Pending JPS61189485A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 核融合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189485A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020521317A (ja) * | 2017-05-09 | 2020-07-16 | ユニバーシティ・オブ・ダラムＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｄｕｒｈａｍ | 超伝導磁石 |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60029739A patent/JPS61189485A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020521317A (ja) * | 2017-05-09 | 2020-07-16 | ユニバーシティ・オブ・ダラムＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｄｕｒｈａｍ | 超伝導磁石 |
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