JPS6136689B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、トーラス形核融合装置に関し、更
に詳しく云えば、トーラス状に複数個が配置され
上下に分割されたコイルを有するトロイダルコイ
ル装置、特にその電磁力支持構造に関するもので
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３、ポロイダルコ
イル４等によつて構成されている。真空容器２は
断面が台形又は円形のドーナツ状をなし、プラズ
マＰ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Ｐ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Ｐ
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。
１Ａ及び１Ｂ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。

従つて、装置の製作をするとき、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
する構造のもののコイル支持構造に関する。

ところで、一般にトーラス形核融合装置のトロ
イダル磁界発生装置はトーラス円上に配列した複
数個のコイルに同一方向に大電流を流すことによ
り、トロイダル磁界を発生する。この磁界とコイ
ル電流の相互作用により、トロイダルコイルには
強大な電磁力が発生する。この電磁力には拡張力
Ｆ、複数個のトロイダルコイル全体を中心方向に
集めようとする力（求心力）Fr、コイルを倒そ
うとする力などがある、トロイダル磁界発生装置
ではコイルに発生する電磁力をどのように支持し
コイルに発生する応力をいかに小さくするかが問
題となつている。

このような問題に対処すべく、従来のものは第
３図，第４図に示す構造としていた。

すなわち、第３図および第４図に示すようにコ
イルに発生する強大な電磁力に耐えられるようト
ロイダルコイル１をSUS等よりなるコイル支持枠
５で収容する。コイル支持枠５はコイル１の自重
熱力、電磁力Ｆ、Frに耐えるよう、上方支持体
５ｂと、下方支持体５ａと、これらの両支持体５
ａ，５ｂとを接続する接続部材５ｃと、楔状面Ｔ
を有する結合部５ｄとを有する。尚、以下適宜支
持枠５と略記する。この支持枠５で収容したコイ
ルを複数個トロイダル方向に並べ支持枠５の内方
辺を中心側にして油圧ジヤツキ等によりコイル後
方より力を加えてコイルを放射状に正確に集め、
各支持枠５の内方に設けられた結合部５ｄの両側
に形成された楔状面Ｔを互に密着させ、求心力
Frを楔状面Ｔを介して正確に受け持たせよう架
台７に締付ボルト６を介して締付けでいるところ
が、最近のように装置が大形化するに伴いトロイ
ダルコイル寸法が大きくなつてくるとコイル支持
枠を集めるため架台上にセツトした油圧ジヤツキ
等の専用工具による押し付け力で支持枠の楔状面
で楔効果をもたせ求心力Frを支持しようとして
もコイル全高さが大きいため架台上の油圧ジヤツ
キ力では、コイル支持枠全高にわたり押し付け力
を保持する事は不可能でコイル支持枠下方部分付
近しかクサビ効果が得られない欠点があつた。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、トロイダルコイル
支持枠の楔状結合部を囲繞する円筒を設け、コイ
ル支持枠と円筒との間に楔を打ちこむことによつ
て相隣り合うコイル支持枠間を密着させ、支持枠
相互間に発生する楔効果によつて、強大な求心力
を支持出来るトロイダルコイル装置を提供するこ
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、８は高さ方向に３分割され
分割部にフランジ８１をもつFRP製円筒で分割
された各円筒に符号８ａ〜８ｃを付して適宜区別
する。９は非磁性金属やFRP等よりなる楔を示
す。楔９は各円筒８ａ〜８ｃに対応してそれぞれ
設けられており、符号９ａ〜９ｃを付してそれら
を区別する。

尚、楔９ａは二個設けられており、その二つの
楔９ａは互いにそのテーパ面を介して接合してい
る。楔９ｂ，９ｃについても同様である。

１０は楔９ａ〜９ｃの間にそれぞれ設けられた
スペーサである。符号１０ａ〜１０ｃを付して適
宜それらを区別する。

第６図は第５図の−断面である。トロイダ
ルコイル１と架台７に据えつける時、まず複数個
の下部支持枠５ａを設置し、ほゞ中心部付近にジ
ヤツキ等で集めておく、次に、最下部円筒８ａを
設け、コイル支持枠５の結合部５ｄの下方を囲繞
する。その後スペーサ１０ａをコイル支持枠５と
円筒８ａとの間に挿入する。そして、楔９ａを打
ち込むことにより円筒８ａの楔状面Ｔを複数個密
着させる。以下、順次中央部円筒８ｂ、スペーサ
１０ｂ、楔９ｂを設置し、最上部についても同様
な手段で行なう。

ここで、楔９を打ち込むのは、空圧とか油圧の
専用工具を利用するのがよい。

また、この実施例は円筒８を３分割構造のもの
としたが、装置の大きさ、電磁力等によつては分
割数を変えると、楔９の利きがコイル支持枠５全
高にふさわしい力を各部に伝えることが出来る。

このようにトロイダルコイル１に加わる強大な
電磁力のうち複数個のトロイダルコイル１全体を
中心部に向おうとする求心力Frに対して、予め
支持枠５の全高さにわたつて、コイル支持枠結合
部５ｄ外周にFRP製の円筒８を設け、この円筒
８と支持枠５との間に楔９を打込むことによつて
複数個のコイル支持枠が中心方向に密着し、支持
枠５のテーパ面Ｔを介して上記電磁力の支持を行
うことが出来る。

実施例では、円筒８がコイル支持枠５の結合部
５ｄをそのほぼ全高に亘つて囲繞する例を示した
が、円筒８は例えば結合部５ｄの中央部のみを囲
繞するように構成してもそれなりの効果を得るこ
とができる。

又、実施例では、円筒８が支持枠５の高さ方向
に分割された分割型のものを用いた例を示したが
非分割型のものでもよい。

また上記実施例では円筒９の材料にFRP製を
用いたが、円周方向に電気的絶縁をもつ構造の
SUS等非磁性鋼を用いてもよい。

以上のように、この発明によればコイル組立時
にコイル支持枠円方の結合部円筒を設け、支持枠
との間に楔機構を設けることによつて複数個のト
ロイダルコイル支持枠を互に密着させることが出
来、しかも、支持枠の楔状結合部での支持鋼性を
高めることが出来るので装置の機械的強度が高ま
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はトーラス形核融合装置の概要を示す
図、第２図は第１図に示したものの平面図、第３
図は従来のトロイダルコイル装置を示す側面図、
第４図は第３図に示したものの平面図、第５図は
本発明の一実施例のトロイダルコイル装置を示す
側面図、第６図は第５図の−線における部分
面図である。 図において、１はトロイダルコイル、５はコイ
ル支持枠、８は円筒、９は楔、１０はスペーサで
ある。尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部にコイルを収納し内方端部に楔状の結合
   部を有する複数個のコイル支持枠、前記楔状の結
   合部を囲繞するように設けられ隣接するコイル支
   持枠同志を楔状結合部を介して結合せしめ複数個
   のコイル支持枠をトーラス状に一体化する筒体、
   及びこの筒体と前記コイル支持枠の楔状結合部と
   の間に設けられコイル支持枠同志を緊密に結合せ
   しめる楔機構を備えたトロイダルコイル装置。 ２ 筒体はコイル支持枠の楔状結合部をそのほぼ
   全高に亘つて囲繞するよう構成されてなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトロイダ
   ルコイル装置。 ３ 筒体は強化繊維樹脂からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のトロイ
   ダルコイル装置。 ４ 筒体はコイル支持枠の高さ方向に複数個分割
   された分割型構造とし、且つ楔機構は複数個に分
   割された各筒体とコイル支持枠の結合部との間に
   それぞれ設けられてなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   トロイダルコイル装置。