JPS6136687B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6136687B2 JPS6136687B2 JP54048318A JP4831879A JPS6136687B2 JP S6136687 B2 JPS6136687 B2 JP S6136687B2 JP 54048318 A JP54048318 A JP 54048318A JP 4831879 A JP4831879 A JP 4831879A JP S6136687 B2 JPS6136687 B2 JP S6136687B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coupling means
- coil
- joint
- force
- toroidal coil
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/28—Clamped connections, spring connections
- H01R4/38—Clamped connections, spring connections utilising a clamping member acted on by screw or nut
-
- 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
- Plasma Technology (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えばトーラス形核融合装置など
に用いられる強磁界発生装置において、トーラス
状に複数個配置され、上下に分割されたコイル導
体を接合部で締結したトロイダルコイルに関する
ものである。
に用いられる強磁界発生装置において、トーラス
状に複数個配置され、上下に分割されたコイル導
体を接合部で締結したトロイダルコイルに関する
ものである。
一般にトーラス形核融合装置は、第１図及び第
２図に示すように、真空容器２、複数個のトロイ
ダルコイル１、空心変流器コイル、（ポロイダル
コイル）３等によつて構成されている。真空容器
２は断面が合形又は円形のドーナツ状をなし、プ
ラズマ４がこの中でトロイダル方向とポロイダル
方向及び垂直方向の磁場で閉じ込められるように
なつている。プラズマ４の加熱は、真空容器２近
傍に巻回された空心変流器コイル３によりプラズ
マ４に誘起電圧を生じさせ、これによる電流によ
つて行つている。
２図に示すように、真空容器２、複数個のトロイ
ダルコイル１、空心変流器コイル、（ポロイダル
コイル）３等によつて構成されている。真空容器
２は断面が合形又は円形のドーナツ状をなし、プ
ラズマ４がこの中でトロイダル方向とポロイダル
方向及び垂直方向の磁場で閉じ込められるように
なつている。プラズマ４の加熱は、真空容器２近
傍に巻回された空心変流器コイル３によりプラズ
マ４に誘起電圧を生じさせ、これによる電流によ
つて行つている。
この核融合装置は、第１図，第２図からも判る
ように、トロイダルコイル１と真空容器２、空心
変流器コイル３とが互に交錯して組上つている。
５Ａ及び５Ｂは上下に分割されたトロイダルコイ
ル１の接合部である。
ように、トロイダルコイル１と真空容器２、空心
変流器コイル３とが互に交錯して組上つている。
５Ａ及び５Ｂは上下に分割されたトロイダルコイ
ル１の接合部である。
したがつて、装置を製作するとき、第１図のよ
うに、複数個のトロイダルコイル１全個を２分割
するか、又は真空容器２と空心変流器コイル３を
トーラス方向（円周方向）に対して２分割するか
の、いずれかの方法をとらなければ組立てられな
い。
うに、複数個のトロイダルコイル１全個を２分割
するか、又は真空容器２と空心変流器コイル３を
トーラス方向（円周方向）に対して２分割するか
の、いずれかの方法をとらなければ組立てられな
い。
従来のトロイダルコイル及びこの発明のトロイ
ダルコイルも、前者のトロイダルコイルを２分割
にする構造のものに関している。
ダルコイルも、前者のトロイダルコイルを２分割
にする構造のものに関している。
従来のトロイダルコイルの２分割部の接合部
は、第３図のようになつている。
は、第３図のようになつている。
トロイダルコイル１はコイル導体６を数ターン
巻回して構成されている。１１は層間絶縁であ
る。上下に２分割された導体６ａ，６ｂの接合部
５Ａでは、締付けボルト７，ナツト８により双方
の各導体６ａ，６ｂを一括して締付け、一体化し
たトロイダルコイル１を構成している。６ｃは接
合部５Ａにおける導体６ａ，６ｂの厚さ方向の貫
通孔、９は絶縁座金、１０は絶縁管である。１３
は導体６ａ，６ｂの相互間すべりをなくすように
設けたピンであり、各ターン毎に設けている。な
お、接合部５Ｂ側も接合部５Ａ側と同様に締付け
ボルト７、絶縁管１０、絶縁座金９及びナツト８
により締付け結合している。
巻回して構成されている。１１は層間絶縁であ
る。上下に２分割された導体６ａ，６ｂの接合部
５Ａでは、締付けボルト７，ナツト８により双方
の各導体６ａ，６ｂを一括して締付け、一体化し
たトロイダルコイル１を構成している。６ｃは接
合部５Ａにおける導体６ａ，６ｂの厚さ方向の貫
通孔、９は絶縁座金、１０は絶縁管である。１３
は導体６ａ，６ｂの相互間すべりをなくすように
設けたピンであり、各ターン毎に設けている。な
お、接合部５Ｂ側も接合部５Ａ側と同様に締付け
ボルト７、絶縁管１０、絶縁座金９及びナツト８
により締付け結合している。
ところが、トロイダルコイル１には強大な電磁
力が作用するので、普通、トロイダルコイル１は
外わく（図示は省略）に包まれ、支持される。一
方、トロイダルコイル１は、ジユール熱によつて
熱膨張するが、外わくによつて拘束されているた
めに、内部に大きな圧縮力が蓄積され、その力が
接合部５Ａ，５Ｂの摩擦力やピン剪断力にうち勝
つと、トロイダルコイル１は接合部５Ａ，５Ｂで
滑る。この滑りは、トロイダルコイル１に流れる
電流値の変動に対応して、繰返し発生する。核融
合装置の長期間の運転により、この滑りの繰返し
によつて、２分割された上下コイルは、その接合
部の接触面１２で焼付き、拘束され滑りができな
くなる。そのため、トロイダルコイル１に大きな
圧縮力が繰返し作用することによつて、導体が疲
労破壊するに至る。
力が作用するので、普通、トロイダルコイル１は
外わく（図示は省略）に包まれ、支持される。一
方、トロイダルコイル１は、ジユール熱によつて
熱膨張するが、外わくによつて拘束されているた
めに、内部に大きな圧縮力が蓄積され、その力が
接合部５Ａ，５Ｂの摩擦力やピン剪断力にうち勝
つと、トロイダルコイル１は接合部５Ａ，５Ｂで
滑る。この滑りは、トロイダルコイル１に流れる
電流値の変動に対応して、繰返し発生する。核融
合装置の長期間の運転により、この滑りの繰返し
によつて、２分割された上下コイルは、その接合
部の接触面１２で焼付き、拘束され滑りができな
くなる。そのため、トロイダルコイル１に大きな
圧縮力が繰返し作用することによつて、導体が疲
労破壊するに至る。
従つて接合部５Ａ，５Ｂは電磁力による引張力
や熱による圧縮力に対して摩擦力とピン１３の剪
断強さによつて滑らない構造でなければならな
い。
や熱による圧縮力に対して摩擦力とピン１３の剪
断強さによつて滑らない構造でなければならな
い。
この様な要求に対して、第４図に示すような構
造のものが提案されていた。すなわち、接合部長
さを長くとり第１の結合手段を構成するボルト７
および第２の結合手段であるピン１３の本数を増
し電磁力、熱力に対して充分耐え得る構造にして
いた。
造のものが提案されていた。すなわち、接合部長
さを長くとり第１の結合手段を構成するボルト７
および第２の結合手段であるピン１３の本数を増
し電磁力、熱力に対して充分耐え得る構造にして
いた。
ところが、最近のように核融合研究の進歩に伴
い、トロイダルコイル１に流れる電流が増大しト
ロイダルコイル１に作用する電磁力も強大なもの
となつてきた。
い、トロイダルコイル１に流れる電流が増大しト
ロイダルコイル１に作用する電磁力も強大なもの
となつてきた。
そのため、上記のようにボルトおよびピン本数
を単に増すのみでは、ボルト即ち第１の結合手段
およびピンつまり第２の結合手段にかゝる荷重分
担が不均等となり、トロイダルコイルの疲労破壊
の原因となつてきた。
を単に増すのみでは、ボルト即ち第１の結合手段
およびピンつまり第２の結合手段にかゝる荷重分
担が不均等となり、トロイダルコイルの疲労破壊
の原因となつてきた。
この発明は、上記のような欠点を除去するため
になされたもので、接合部導体に設ける第２の結
合手段を第１の結合手段の両側に同数設けること
により、接合部の強度を保つことの出来る装置を
提供することを目的としている。
になされたもので、接合部導体に設ける第２の結
合手段を第１の結合手段の両側に同数設けること
により、接合部の強度を保つことの出来る装置を
提供することを目的としている。
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第５図において、１３は接合部の長手方向に
締付ボルト７の両端に設けられた２本の第２の結
合手段であるピンである。このピン１３はコイル
に発生する強大な電磁力による導体６ａ，６ｂの
引張力と熱力による導体圧縮力に対して耐え、導
体接合部の疲労強度を高めるために設けられたも
ので、導体各ターン毎に挿入してある。
る。第５図において、１３は接合部の長手方向に
締付ボルト７の両端に設けられた２本の第２の結
合手段であるピンである。このピン１３はコイル
に発生する強大な電磁力による導体６ａ，６ｂの
引張力と熱力による導体圧縮力に対して耐え、導
体接合部の疲労強度を高めるために設けられたも
ので、導体各ターン毎に挿入してある。
最近の核融合装置のように大形化してくるとピ
ンにかかる荷重分担を均等化しておかねば、不均
等個所でのピンの強度についてはもとより、導体
の応力についても危険性が増す。荷重には電磁力
と熱力があり、この荷重の向きは、逆方向に働
く。
ンにかかる荷重分担を均等化しておかねば、不均
等個所でのピンの強度についてはもとより、導体
の応力についても危険性が増す。荷重には電磁力
と熱力があり、この荷重の向きは、逆方向に働
く。
このようにピン１３を一対のボルト７、ナツト
８に対して両側に同数個設けるようにすること
で、逆方向の力に対しコイル導体６ａ，６ｂの最
弱部１４での荷重分担を最も小さくすることが出
来る。
８に対して両側に同数個設けるようにすること
で、逆方向の力に対しコイル導体６ａ，６ｂの最
弱部１４での荷重分担を最も小さくすることが出
来る。
第６〜９図に示す模式図によつて、ピン１３を
ボルト７の両側に同数個設けることの最適性を説
明する。
ボルト７の両側に同数個設けることの最適性を説
明する。
尚、第６図〜第９図は第５図において、ボルト
７、ナツト８が装着されていないコイル１を矢印
Ａ方向から見た場合の図に相当し、第６図〜第９
図の各図において、ａは引張力、ｂは圧縮力の場
合を示している。
７、ナツト８が装着されていないコイル１を矢印
Ａ方向から見た場合の図に相当し、第６図〜第９
図の各図において、ａは引張力、ｂは圧縮力の場
合を示している。
１４は接合部導体の締付けボルト部の個所を示
し通常この個所の導体応力が最大となる最弱部で
ある。
し通常この個所の導体応力が最大となる最弱部で
ある。
第６図はピン本数が１本の場合を示し、最弱部
１４にかゝる力については同図から明らかなよう
に引張力P1、圧縮力P2は共にその大きさがＰであ
る。
１４にかゝる力については同図から明らかなよう
に引張力P1、圧縮力P2は共にその大きさがＰであ
る。
第７図はピン本数が２本の場合を示し、最弱部
１４にかゝる力は図示するように、引張力がP1、
圧縮力P2は共にＰ／２である。尚第７図に示すも
のはピン１３は貫通孔６ｃの両端にほぼ等距離の
位置に設けられている。
１４にかゝる力は図示するように、引張力がP1、
圧縮力P2は共にＰ／２である。尚第７図に示すも
のはピン１３は貫通孔６ｃの両端にほぼ等距離の
位置に設けられている。
第８図にはピン本数３本の場合が示されてお
り、最弱部１４にかゝる力は図示するように引張
力P1、圧縮力P2共に2P／３である。
り、最弱部１４にかゝる力は図示するように引張
力P1、圧縮力P2共に2P／３である。
第９図にはピン本数が４本の場合が示されてお
り、この場合には最弱部１４にかゝる力は図示す
るように、引張力P1、圧縮力P2は共に3P／４で
ある。
り、この場合には最弱部１４にかゝる力は図示す
るように、引張力P1、圧縮力P2は共に3P／４で
ある。
このように、ピン本数が２本の場合が、最弱部
１４に加わる力が最も小さく、最適であることが
理解される。
１４に加わる力が最も小さく、最適であることが
理解される。
上記実施例では、核融合装置のトロイダルコイ
ル接合部の例について説明したが、他のコイル等
引張力と圧縮力が逆方向に作用するコイルにおい
ても上記実施例と同等の効果を奏する。
ル接合部の例について説明したが、他のコイル等
引張力と圧縮力が逆方向に作用するコイルにおい
ても上記実施例と同等の効果を奏する。
又、実施例ではピン１３がボルト７の両側に
夫々１本ずつ設けられた例を述べたが、これに限
ることなくボルト７の両側に夫々同数個ピン１３
を設けられてもよい。
夫々１本ずつ設けられた例を述べたが、これに限
ることなくボルト７の両側に夫々同数個ピン１３
を設けられてもよい。
以上のように、この発明によれば、接合部の第
２の結合手段を第１の結合手段の両側に同数設け
たので、第２の結合手段および結合部導体にかゝ
る引張り圧縮の荷重を均等に分担でき、接合部の
焼付きや、疲労を防止することができ、安全な装
置を提供することができる。
２の結合手段を第１の結合手段の両側に同数設け
たので、第２の結合手段および結合部導体にかゝ
る引張り圧縮の荷重を均等に分担でき、接合部の
焼付きや、疲労を防止することができ、安全な装
置を提供することができる。
第１図は従来の核融合装置の横断面図、第２図
は第１図に示したものの平面図、第３，第４図は
従来の接合部を示す断面図、第５図はこの発明に
よる一実施例のトロイダルコイルの接合部断面
図、第６図ないし第９図はこの発明の効果を説明
するための模式図である。 図において、１はトロイダルコイル、５ａは接
合部、６ａ，６ｂはコイル導体、６ｃは貫通穴、
７は締付ボルト、８はナツト、１３はピン、１４
は最弱部を示す。なお、図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
は第１図に示したものの平面図、第３，第４図は
従来の接合部を示す断面図、第５図はこの発明に
よる一実施例のトロイダルコイルの接合部断面
図、第６図ないし第９図はこの発明の効果を説明
するための模式図である。 図において、１はトロイダルコイル、５ａは接
合部、６ａ，６ｂはコイル導体、６ｃは貫通穴、
７は締付ボルト、８はナツト、１３はピン、１４
は最弱部を示す。なお、図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに対をなすコイル導体、これらコイル導
体に設けられた接合部を貫通するボルトとこのボ
ルトに螺合するナツトとにより上記接合部におい
て上記両コイル導体を圧接して締め付ける第１の
結合手段、上記接合面に接触面とほぼ垂直に植設
されたピンにより上記両コイル導体の長手方向の
相互間すべりをおさえる第２の結合手段を備えた
ものにおいて、上記第２の結合手段を上記第１の
結合手段の上記長手方向両側に同数個づつ設けた
ことを特徴とするトロイダルコイル。 ２ 第２の結合手段は第１の結合手段の位置から
等距離に設けられ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コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4831879A JPS55140207A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Troidal coil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4831879A JPS55140207A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Troidal coil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55140207A JPS55140207A (en) | 1980-11-01 |
| JPS6136687B2 true JPS6136687B2 (ja) | 1986-08-20 |
Family
ID=12800058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4831879A Granted JPS55140207A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Troidal coil |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55140207A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5032583U (ja) * | 1973-07-18 | 1975-04-09 |
-
1979
- 1979-04-19 JP JP4831879A patent/JPS55140207A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55140207A (en) | 1980-11-01 |
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