JPS6156846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトロイダル磁場コイルに係り、特に補
強枠内にコイルをスペーサを介して収納して形成
され、核融合装置に使用するに好適なトロイダル
磁場コイルに関する。

一般に、核融合装置におけるトロイダル磁場コ
イルは、第１図に示すように、円環状の複数のコ
イル１をプラズマ真空容器２の周囲に中心ブロツ
ク３に対して放射状に装着して形成され、上側ベ
ース４、および下側ベース５によつて支持されて
いる。ここで、コイル１には装置作動時の通電の
際に電磁力が生じ、この電磁力によつて特に中心
ブロツク３に対する側に大きな応力（求心力）が
発生するので、通常はコイル１を補強枠内に収容
して強度を保持するようになされている。しか
し、かかるコイル１と補強枠との間に間隙がある
と、通電時にコイル１内に発生する応力が充分補
強枠に伝達されず、特にますます大型化している
最近の装置では、極端な場合には電磁応力でコイ
ル１が破断される恐れがある。また、かかる間隙
が各コイル１について上下方向に不均一に存在す
ると、コイル１のプラズマ真空容器２に対する中
心位置がずれて発生磁場が不均一となり装置の効
率が低下する。

そこで、従来は第２図に示すように、コイル１
の外周面と補強枠６の内周壁との径方向間隙に、
数枚の絶縁芯材７を夫々ワニスで含浸したフエル
ト等で包んで詰めることが行なわれている。しか
し、この場合でも絶縁芯材７の初期歪や経時収縮
（枯れ）、さらには含浸ワニスの硬化によるフエル
トの縮小等のために、通電前後においてなお間隙
が発生し、前記の不具合を完全に解消するに到つ
ていない。また、絶縁芯材７のみではヤング率が
不充分でコイル１の応力を完全に補強枠６に伝達
することができない。

本発明は上述の点に鑑み成されたので、その目
的とするところは、補強枠とコイルとの径方向に
間隙が生じることなく、通電時のコイルの電磁応
力を充分に補強枠を介して伝達することのできる
トロイダル磁場コイルを提供するにある。

本発明はコイルを内部に収納する補強枠の内周
壁とコイルの外周壁との径方向間隙に介在される
スペーサを金属スペーサと絶縁体スペーサとで形
成し、該絶縁体スペーサは、前記金属スペーサと
コイルとの径方向間隙より幾分大きな径方向厚み
を有して前記径方向間隙に径方向への圧縮下で嵌
装されていることにより所期の目的を達成するよ
うになしたものである。

以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。

第３図、及び第４図に本発明の一実施例を示
す。

該図に示す本実施例においては、コイル８は補
強枠９と補強枠１０とで分割形成される補強枠体
内に収容されている。そして、補強枠９の内周壁
とコイル８の外周面との間の径方向の間隙には、
ヤング率の充分大きな金属スペーサ１１、および
合成樹脂からなる絶縁体スペーサ１２が嵌装され
ている。ここで、金属スペーサ１１と絶縁体スペ
ーサ１２の嵌装について説明すると、まず、第３
図で補強枠１０を装着しない状態においてコイル
８を補強枠９内に配置し、次いで充分な厚みの金
属スペーサ１１をコイル８と補強枠９と径方向間
隙に第４図に示すように周方向に沿つて多数装着
する。次に、この金属スペーサ１１とコイル８と
の径方向間隙に、絶縁体スペーサ１２を径方向に
二層に、かつ、周方向に沿つて多数装着する。こ
の場合、径方向で対をなす各絶縁体スペーサ１２
には、第３図に示すように装着方向に互いに傾斜
するテーパ面１２ａを夫々形成してあり、また、
二層の絶縁体スペーサ１２の径方向厚みは、締め
代を得るために前記金属スペーサ１１とコイル８
との径方向間隙よりも僅かに（約１mm）大きくし
てある。これら絶縁体スペーサ１２の装着にあた
つては、絶縁体スペーサ１２を予め初期歪を除く
ためには加熱圧縮し、一方、補強枠９等は加熱膨
張させ、この状態で各絶縁体スペーサ１２を夫々
のテーパ面１２ａに沿つて圧嵌させる。次いで補
強枠１０を補強枠９に溶着してコイル８の補強枠
体内への収容が完了する。

このようにして形成したトロイダル磁場コイル
にあつては、装着される間隙よりは締め代として
約１mm程度厚い絶縁体スペーサ１２を、絶縁体ス
ペーサ１２、および補強枠９の加熱による収縮、
および膨張を利用し、かつ、絶縁体スペーサ１２
のテーパ面１２ａを用いて強制的に圧嵌してある
ので、コイル収容後に絶縁体スペーサ１２が前記
締め代によつて堅固に嵌着される。したがつて、
絶縁体スペーサ１２が初期歪や経時変化で幾分収
縮しても、それら全てこの締め代に確実に吸収さ
れて間隙を生じさせる余地がない。また、スペー
サの主体はヤング率の大きな金属スペーサ１１で
占められているので、通電時のコイル８の電磁応
力は、適確に補強枠９に伝達されコイル８の強度
が充分に保持される。

尚、金属スペーサ１１と絶縁体スペーサ１２と
の間には、絶縁体スペーサ１２の割れを防ぐため
に離形材を間挿してもよい。また、絶縁体スペー
サ１２の嵌着に際しての締め代の確保にあたつて
は、前記のように絶縁体スペーサ１２のテーパ面
１２ａによるテーパコツタ打ち込み方式と補強枠
９の加熱方式とを併用してもよいが、場合によつ
ては夫々の方法を単独で用いてもよい。

以上説明した本発明のトロイダル磁場コイルに
よれば、コイルを内部に収納する補強枠の内周壁
とコイルの外周壁との径方向間隙に介在させるス
ペーサを金属スペーサと絶縁体スペーサとで形成
し、該絶縁体スペーサは、前記金属スペーサとコ
イルとの径方向間隙より幾分大きな径方向厚みを
有して前記径方向間隙に径方向への圧縮下で嵌装
させたものであるから、補強枠とコイルとの間の
間隙の発生を適確に防止し、通電時の電磁応力を
確実に補強枠に伝達してコイルの強度を保持する
ことができるため、此種トロイダル磁場コイルに
は非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は核融合装置の概略を示す断面斜視図、
第２図は補強枠に装着された従来のトロイダル磁
場コイルの要部を示す断面図、第３図は本発明の
トロイダル磁場コイルの一実施例を示す要部の断
面図、第４図は第３図の要部の横断面図である。 １，８……コイル、２……プラズマ容器、３…
…中心ブロツク、６，９……補強枠、７……絶縁
芯材、９，１０……補強枠、１１……金属スペー
サ、１２……絶縁体スペーサ、１２ａ……テーパ
面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コイルと、該コイルを内部に収納する補強枠
   と、該補強枠の内周壁とコイルの外周面との径方
   向間隙に介在されるスペーサとを備えたトロイダ
   ル磁場コイルにおいて、前記スペーサは金属スペ
   ーサと絶縁体スペーサとから成り、該絶縁体スペ
   ーサは、前記金属スペーサとコイルとの径方向間
   隙より幾分大きな径方向厚みを有して前記径方向
   間隙に径方向への圧縮下で嵌装されていることを
   特徴とするトロイダル磁場コイル。 ２ 前記絶縁体スペーサは径方向に２層装着さ
   れ、互いの接触面は装着方向に互いに傾斜するテ
   ーパ面を形成していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のトロイダル磁場コイル。 ３ 前記絶縁体スペーサは予め初期歪を除くため
   に加熱圧縮され、前記補強枠を加熱膨張させた状
   態で前記絶縁体スペーサを嵌装させたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項、又は第２項記載の
   トロイダル磁場コイル。 ４ 前記金属スペーサと絶縁体スペーサとの間に
   離形材を介在したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のトロイダル磁場コイル。