JPS6356511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトーラス型核融合装置のトロイダルコ
イル支持装置に係り、特に複数配置されるトロイ
ダルコイル間にアンチトルクビームを介在させて
支持するトーラス型核融合装置のトロイダルコイ
ル支持装置に関する。

トーラス型核融合装置の概略構成を第１図に示
す。該図において真空容器２は内部を真空とし、
この内部にプラズマ１を閉じ込め保持するもの
で、その周囲にはトロイダルコイル３がプラズマ
１の閉じ込めのための磁場を印加する目的でトー
ラス周方向に所定間隔をもつて多数放射状に配置
されている。４はポロイダルコイルで、プラズマ
電流の発生維持、及びプラズマ１の位置を目的と
し、真空容器２に沿つて複数個配置されている。

ところで、トロイダルコイル３に通電すること
により電磁力が発生し、この発生する電磁力に
は、装置の中心方向への求心力と、ポロイダルコ
イル４との相互関係により発生する転倒力があ
り、このうちの転倒力はトロイダルコイル３の中
心断面に対し上下反対称でトロイダルコイル３を
転倒させる方向に働く力である。従来のトーラス
型核融合装置では、上述した求心力を装置の中心
に設置した円柱で支え、一方、転倒力は第２図に
示す如く、トロイダルコイル３を包囲する外枠３
ａに取付けたアンチトルクビーム５により支える
ことが考えられている。

このうちの転倒力に対する従来のトロイダルコ
イル支持構造を第３図に示す。従来のアンチトル
クビーム５は、トロイダルコイル３を組立てた後
にトロイダルコイル３間に介在され、その両端を
トロイダルコイル３の外枠３ａにボルト６で固定
されている。転倒力はこのボルト６を介してアン
チトルクビーム５に伝達され、アンチトルクビー
ム５の剛性により支えられる。その際、それら両
者の接合面には強大な曲げモーメントが作用する
ことになるが、ボルト６は締め付ける時、あるい
は、緩める時に一定のスペースが必要であるが、
トロイダルコイル３を組込んだ状態で介在された
アンチトルクビーム５を締め付けたり緩めたりす
るため、その作業スペースは非常にせまいものと
なる。更に装置の分解・組立時の作業性も同様で
その数には制限が生じる。従つて、核融合装置の
最終組立時にトロイダルコイル３とアンチトルク
ビーム５を結合して支持するという従来の支持装
置では、両者の結合面の締め作業が行えず十分強
固な構造とすることができず、信頼性にとぼしい
という欠点がある。

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、トロイダルコイルをアンチ
トルクビームを介して支持するものであつても分
解、組立性能を保ちつつ強固な結合が得られ信頼
性の向上するトーラス型核融合装置のトロイダル
コイル支持装置を提供するにある。

本発明は円環状の真空容器の周囲にトーラス周
方向に所定間隔をもつて放射状に複数配置される
トロイダルコイル間に設けられ、相隣接するトロ
イダルコイルを連結するアンチトルクビームをト
ーラス周方向のほぼ中央部で分割すると共に、こ
の分割されたアンチトルクビームは組込み前には
予めトロイダルコイルに固着され、かつ、組立時
にはアンチトルクビーム同志の係合部を、隣り合
う２つのトロイダルコイルのほぼ中間に設けるこ
とにより所期の目的を達成するように成したもの
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。尚、符号は従来と同一のものは同符号
を使用する。

第４図に本発明のトロイダルコイル支持装置の
一実施例を示す。該図の如く、本実施例ではトロ
イダルコイル３間に配置され、隣接するトロイダ
ルコイル３を連結するアンチトルクビーム５をト
ーラス周方向に２分割し、それをトロイダルコイ
ル３を組込む前にトロイダルコイル３の外枠３ａ
と溶接等により一体化している。更にアンチトル
クビーム５の分割面にはトーラス中心に向う角形
溝７を設けると共に、この角形溝７と上下方向に
直交し、かつ、トーラス中心方向に所定間隔をも
つて複数個（実施例では３個所）のＴ形溝８を設
けている。そして、分割面が同様の形状の分割さ
れた他のアンチトルクビーム５を隣接するトロイ
ダルコイル３の外枠３ａに溶接等に一体にし、係
合する場合には、アンチトルクビーム５の分割面
を対向配置し、角形溝７には角形キー９を分割さ
れたアンチトルクビーム５の両者に跨がるように
矢印の如くトーラス中心方向に挿入し、一方、Ｔ
形溝８は分割されたアンチトルクビーム５を対向
配置されると両者でＨ形に形成されるため、この
溝には分割されたアンチトルクビーム５を跨ぐよ
うにＨ形キー１０を上方より矢印の如く挿入し、
分割されたアンチトルクビーム５同志を係合して
トロイダルコイル３を支持するようにしている。
しかも、本実施例ではその係合部が隣接するトロ
イダルコイル３間のほぼ中間に位置するようにし
て係合されるものである。尚、角形キー９とＨ形
キー１０をそれぞれの溝に挿入する場合には、ま
ず角形キー９を挿入した後Ｈ形キー１０を分割し
ておいて上下両方向より挿入するか、あるいはＨ
形キー１０の途中に角形キー９が通る程度の貫通
穴を設けておいて、Ｈ形キー１０を挿入した後角
形キーを溝、及び貫通穴を通して挿入することに
より行うことができる。

このような本実施例の構成とすることにより、
トロイダルコイル３とアンチトルクビーム５は装
置に組込まれる前に予め固着されるので、トロイ
ダルコイル３が組込まれた後にアンチトルクビー
ム５を固着するものとは異り、作業スペース等を
考慮する必要がなくトロイダルコイル３と分割さ
れたアンチトルクビーム５の結合作業は十分に行
え、その結合は強固に行えることになる。しか
も、分割されているアンチトルクビーム５は比較
的作用する力の小さい中央部分で係合されている
ため、この分割される中央部では特に応力的な問
題は生じない。また、本実施例はキーによる結合
方式であるため、その分解、及び組立はキーを挿
入したり、取外したりするだけの簡単な作業で行
えるものである。

次に本発明の実施例による効果を第５図を用い
て説明する。

該図は複数のトロイダルコイル３がアンチトル
クビーム５を介し連結された状態で転倒力Ｆが作
用した場合を示す。この状態で、アンチトルクビ
ーム５の内部にどのような力が働くかを考える
と、トロイダルコイル外枠３ａとアンチトルクビ
ーム５との接合部である断面Ａ−Ａにおいては、
曲げモーメントＭ、およびせん断力τが作用す
る。この断面は溶接によつて接合されているた
め、本曲げモーメントに対し十分強固な構造とな
つている。一方、アンチトルクビーム５の中間断
面Ｂ−Ｂでは、曲げモーメントは零になりせん断
力τのみが働く。アンチトルクビーム５は、この
断面で２分割され、せん断力は断面に挿入された
角形キー９で支持される。また、結合面が横方向
にずれるのを防ぎ、さらに、地震時に結合面が離
れないようにするため、Ｈ形キー１０を結合面の
上下方向に挿入している。以上のような構造とす
ることにより、大きな力が作用する部分では溶接
構造による強度の向上が得られ、しかも、作用す
る力の比較的小さい部分で分割されるため、従来
のボルトによる締結方式と同じ機能を持ち、か
つ、強固な支持構造となる。さらに、キーによる
結合方式をとつているため、分解・組立が容易と
なつている。

尚、本実施例ではアンチトルクビーム５とトロ
イダルコイル３との接合部を溶接で構成させてい
るが、本部分は必ずしも溶接である必要はなく、
ボルトやキーを用いて固定してもよい。この構造
と従来との違いは、本構造では組込む前にトロイ
ダルコイル３が単品の状態でアンチトルクビーム
５を取付けるため、従来とは違つて十分強固にア
ンチトルクビーム５とトロイダルコイル３とを結
合できることである。また、別の例として、トロ
イダルコイル外枠製作時に、アンチトルクビーム
５を含んだ一体形状に仕上げてもよく、これによ
りさらに強固にトロイダルコイル３を支持するこ
とが可能となる。

以上説明した本発明のトーラス型核融合装置の
トロイダルコイル支持装置によれば、円環状の真
空容器の周囲にトーラス周方向に所定間隔をもつ
て放射状に複数配置されるトロイダルコイル間に
設けられ、相隣接するトロイダルコイルを連結す
るアンチトルクビームをトーラス周方向のほぼ中
央部で分割すると共に、この分割されたアンチト
ルクビームは組込む前には予めトロイダルコイル
に固着され、かつ、組立時にはアンチトルクビー
ム同志の係合部を、隣り合う２つのトロイダルコ
イルのほぼ中間に設けたものであるから、分解、
組立が容易で、かつ、強固にトロイダルコイルを
支持することができ信頼性の向上した此種装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はトーラス型核融合装置の概略を示す断
面図、第２図はその一部を断面して示す部分平面
図、第３図は従来のトロイダルコイルの支持状態
を一部断面して示す正面図、第４図は本発明のト
ロイダルコイル支持装置の一実施例を示す概略斜
視図、第５図は本発明の効果を説明するためのト
ロイダルコイルとアンチトルクビームの変形状態
を示す正面図である。 １……プラズマ、２……真空容器、３……トロ
イダルコイル、３ａ……外枠、４……ポロイダル
コイル、５……アンチトルクビーム、７……角形
溝、８……Ｔ形溝、９……角形キー、１０……Ｈ
形キー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円環状の真空容器の周囲にトーラス周方向に
   所定間隔をもつて多数のトロイダルコイルが放射
   状に配置され、これらトロイダルコイルは相隣接
   するトロイダルコイル間に配置されたアンチトル
   クビームにより連結され保持されているトーラス
   型核融合装置のトロイダルコイル支持装置におい
   て、前記アンチトルクビームをトーラス周方向の
   ほぼ中央部で分割すると共に、この分割されたア
   ンチトルクビームはトロイダルコイル組込み前に
   は予めトロイダルコイルに固着され、かつ、組込
   み時には前記アンチトルクビーム同志の係合部を
   隣接する前記トロイダルコイルのほぼ中間に設け
   たことを特徴とするトーラス型核融合装置のトロ
   イダルコイル支持装置。 ２ 前記アンチトルクビームの分割面の双方にト
   ーラス中心に向う溝を設け、該溝に分割されたア
   ンチトルクビームの両者に跨がるキーを挿入して
   アンチトルクビーム同志を係合したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のトーラス型核融
   合装置のトロイダルコイル支持装置。 ３ 前記アンチトルクビームの分割面の双方に、
   前記トーラス中心に向う溝と上下方向に直交する
   第２の溝をトーラス中心方向に所定間隔をもつて
   複数個設け、この第２の溝に分割されたアンチト
   ルクビームの両者に跨がるようキーを挿入したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のトー
   ラス型核融合装置のトロイダルコイル支持装置。 ４ 前記トーラス中心に向う溝を角形に形成する
   と共に、この溝と直交する第２の溝をＴ字形に形
   成し、分割された前記アンチトルクビームを係合
   する時には、前記角形溝同志には角形キーを、Ｔ
   字形の第２の溝同志にはＨ形キーをそれぞれ両者
   のアンチトルクビームを跨ぐように挿入したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載のトーラ
   ス型核融合装置のトロイダルコイル支持装置。