JPS6337352B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6337352B2 JPS6337352B2 JP55005791A JP579180A JPS6337352B2 JP S6337352 B2 JPS6337352 B2 JP S6337352B2 JP 55005791 A JP55005791 A JP 55005791A JP 579180 A JP579180 A JP 579180A JP S6337352 B2 JPS6337352 B2 JP S6337352B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- cooling
- groove
- connecting groove
- cross
- 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
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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
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電磁線輪に係り、特にうず巻き形状に
多重巻回された導体の巻回面に、この導体を直接
冷却する冷却溝を備えているものに好適な電磁線
輪に関する。
多重巻回された導体の巻回面に、この導体を直接
冷却する冷却溝を備えているものに好適な電磁線
輪に関する。
例えば、核融合装置に用いられるトロイダルコ
イル等の電磁線輪においては、大電流のためにコ
イル導体温度が著しく上昇して、導体間のレヤ絶
縁、あるいは対地絶縁の絶縁材料が高熱、および
熱伸びによつて破壊、もしくは劣化し、さらに導
体自体も大きな熱応力や核融合装置の起動−停止
時に発生する大きな電磁応力によつて破断するお
それがある。
イル等の電磁線輪においては、大電流のためにコ
イル導体温度が著しく上昇して、導体間のレヤ絶
縁、あるいは対地絶縁の絶縁材料が高熱、および
熱伸びによつて破壊、もしくは劣化し、さらに導
体自体も大きな熱応力や核融合装置の起動−停止
時に発生する大きな電磁応力によつて破断するお
それがある。
したがつて、第１図、および第２図に示すよう
に、この種電磁線輪１にあつては、多重巻回され
た導体２の巻回面に、その巻き方向に沿つて冷却
溝５を形成し、この溝中に冷却媒体としての水を
通過させる冷却管（図示せず）を埋設して電磁線
輪１全体を直接冷却する方法が一般にとられてい
る。すなわち、冷却水は、第２図に示すように入
口A1から供給され、矢印方向に循環されて導体
２、レヤ絶縁３等を冷却し出口A2から排出され
る。しかし、この方法では、冷却水の水路長（冷
却距離）が長くなつて、入口A1と出口A2とでは
大きな温度差が生じ、全体にわたつて充分な冷却
効果を得ることはできない。また、冷却水の流
量、および流速の増大による冷却効率の改善は冷
却管の腐食の問題のためにおのずと限界がある。
かかる欠点を解消するためには第３図に示すよう
に、冷却溝５を多設並設したり、さらに、かかる
配列において、相隣る冷却溝５の冷却水の流れを
互いに逆向きにすることも考えられる。しかし、
この場合は多数の冷却溝５を形成するために導体
２の断面積が減少し、核融合装置運転時における
巻線方向の電磁力によつて、導体２に大きな引張
応力が加えられることになる。
に、この種電磁線輪１にあつては、多重巻回され
た導体２の巻回面に、その巻き方向に沿つて冷却
溝５を形成し、この溝中に冷却媒体としての水を
通過させる冷却管（図示せず）を埋設して電磁線
輪１全体を直接冷却する方法が一般にとられてい
る。すなわち、冷却水は、第２図に示すように入
口A1から供給され、矢印方向に循環されて導体
２、レヤ絶縁３等を冷却し出口A2から排出され
る。しかし、この方法では、冷却水の水路長（冷
却距離）が長くなつて、入口A1と出口A2とでは
大きな温度差が生じ、全体にわたつて充分な冷却
効果を得ることはできない。また、冷却水の流
量、および流速の増大による冷却効率の改善は冷
却管の腐食の問題のためにおのずと限界がある。
かかる欠点を解消するためには第３図に示すよう
に、冷却溝５を多設並設したり、さらに、かかる
配列において、相隣る冷却溝５の冷却水の流れを
互いに逆向きにすることも考えられる。しかし、
この場合は多数の冷却溝５を形成するために導体
２の断面積が減少し、核融合装置運転時における
巻線方向の電磁力によつて、導体２に大きな引張
応力が加えられることになる。
したがつて、有効に冷却するためには、導体内
部の冷却水の水路長を短縮すればよい。このよう
な電磁線輪の配置を第４図に示す。図中冷却水の
水路は、導体２の１ターン毎に区分されて巻き方
向Ｐに沿つて形成されており、各水路長には夫々
の入口B1，C1，D1および出口B2，C2，D2が付設
されている。すなわち、第５図に示すように、導
体２の巻回面に、その巻き方向に水平に形成され
た冷却溝５は各ターン終端部における側面に設け
られた冷却媒体の出口７に対して、巻き方向と直
角に形成された連結溝６によつて連通されてお
り、また、引きつづくターンの始端部における側
面に設けられた冷却媒体の入口８に対して、連結
溝６を介して次の水路の冷却溝５が連通されてい
る。このような冷却溝５の配置によれば、冷却水
の水路長を任意に短縮して設定することができる
が、そのためには、図示のように各水路の冷却媒
体の入口８、および出口７について連結溝６を形
成することが必要となる。しかしながら、このよ
うな構成だと、第６図に示すように、上記連結溝
６の形成部では導体２の断面積が冷却溝５の形成
部に比較して著しく減少し、前述した核融合装置
の起動−停止時の電磁力によつてこの部分に極め
て大きな引張応力を生じることとなる。この結
果、導体２の前記断面減少部分には、起動−停止
のくり返しによつてクラツクが発生し、遂には破
断に到る危険が考えられる。また、特に核融合装
置では、前記電磁線輪がその他の電磁線輪、なら
びに構成部品と複雑に組合されているので、一旦
故障を生じるとその交換、修理が容易ではなく、
したがつて、前記電磁線輪の冷却溝の形成にもよ
り高い信頼性が要求される。
部の冷却水の水路長を短縮すればよい。このよう
な電磁線輪の配置を第４図に示す。図中冷却水の
水路は、導体２の１ターン毎に区分されて巻き方
向Ｐに沿つて形成されており、各水路長には夫々
の入口B1，C1，D1および出口B2，C2，D2が付設
されている。すなわち、第５図に示すように、導
体２の巻回面に、その巻き方向に水平に形成され
た冷却溝５は各ターン終端部における側面に設け
られた冷却媒体の出口７に対して、巻き方向と直
角に形成された連結溝６によつて連通されてお
り、また、引きつづくターンの始端部における側
面に設けられた冷却媒体の入口８に対して、連結
溝６を介して次の水路の冷却溝５が連通されてい
る。このような冷却溝５の配置によれば、冷却水
の水路長を任意に短縮して設定することができる
が、そのためには、図示のように各水路の冷却媒
体の入口８、および出口７について連結溝６を形
成することが必要となる。しかしながら、このよ
うな構成だと、第６図に示すように、上記連結溝
６の形成部では導体２の断面積が冷却溝５の形成
部に比較して著しく減少し、前述した核融合装置
の起動−停止時の電磁力によつてこの部分に極め
て大きな引張応力を生じることとなる。この結
果、導体２の前記断面減少部分には、起動−停止
のくり返しによつてクラツクが発生し、遂には破
断に到る危険が考えられる。また、特に核融合装
置では、前記電磁線輪がその他の電磁線輪、なら
びに構成部品と複雑に組合されているので、一旦
故障を生じるとその交換、修理が容易ではなく、
したがつて、前記電磁線輪の冷却溝の形成にもよ
り高い信頼性が要求される。
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、導体の巻回面に冷却溝と連
結溝を有するものであつても、導体に不均一な電
磁応力が発生することがなく、よつて導体が破断
に至ることがないと共に、信頼性の高い電磁線輪
を提供するにある。
目的とするところは、導体の巻回面に冷却溝と連
結溝を有するものであつても、導体に不均一な電
磁応力が発生することがなく、よつて導体が破断
に至ることがないと共に、信頼性の高い電磁線輪
を提供するにある。
本発明はうず巻き形状に多重巻回された導体の
巻回面に、その巻き方向に沿つて形成された導体
冷却用の冷却溝と導体の側面に設けられた冷却媒
体の供給口、及び排出口とを連通させる連結溝の
形成部分における導体断面積が略一定に保たれる
様、該連結溝を導体の巻き方向に対して所定角度
で傾斜させて前記冷却溝と連通させることにより
所期の目的を達成するようになしたものである。
巻回面に、その巻き方向に沿つて形成された導体
冷却用の冷却溝と導体の側面に設けられた冷却媒
体の供給口、及び排出口とを連通させる連結溝の
形成部分における導体断面積が略一定に保たれる
様、該連結溝を導体の巻き方向に対して所定角度
で傾斜させて前記冷却溝と連通させることにより
所期の目的を達成するようになしたものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第７図に本発明に係る電磁線輪に採用される導
体の一実施例の要部を示す。該図の如く、導体１
２の巻回面には、その巻き方向に沿つて水平に冷
却溝１５が形成されており、その端部は導体１２
の側面１２Ａに形成した冷却媒体の供給口１３に
対して連結溝１６によつて連結されている。又、
冷却溝１５の他端は、同様な連結溝を介して冷却
媒体の排出口（いずれも図示せず）に連通され冷
却水の区分水路を形成する（第７図中、右方に他
の区分水路の冷却媒体の排出口１４側を示してあ
る）。そして、本実施例では、冷却溝１５と冷却
媒体の供給口１３とを連通する上記連結溝１６
を、従来線輪のように巻き方向に対して直角では
なく、これよりも小さなある所定角度θで傾斜し
て形成されている。しかも、この連結溝１６の傾
斜は、連結溝１６の形成部分における導体断面積
が略一定に保たれる様に行なわれている。
体の一実施例の要部を示す。該図の如く、導体１
２の巻回面には、その巻き方向に沿つて水平に冷
却溝１５が形成されており、その端部は導体１２
の側面１２Ａに形成した冷却媒体の供給口１３に
対して連結溝１６によつて連結されている。又、
冷却溝１５の他端は、同様な連結溝を介して冷却
媒体の排出口（いずれも図示せず）に連通され冷
却水の区分水路を形成する（第７図中、右方に他
の区分水路の冷却媒体の排出口１４側を示してあ
る）。そして、本実施例では、冷却溝１５と冷却
媒体の供給口１３とを連通する上記連結溝１６
を、従来線輪のように巻き方向に対して直角では
なく、これよりも小さなある所定角度θで傾斜し
て形成されている。しかも、この連結溝１６の傾
斜は、連結溝１６の形成部分における導体断面積
が略一定に保たれる様に行なわれている。
従つて、第８図、及び第９図に示すように、導
体１２の径方向断面における連結溝１６の断面SC
は、冷却溝１５の断面SBに比較して大差がなく、
第６図の場合のように、導体断面を連結溝１６の
形成部分において著しく不均一に減少させること
がない。
体１２の径方向断面における連結溝１６の断面SC
は、冷却溝１５の断面SBに比較して大差がなく、
第６図の場合のように、導体断面を連結溝１６の
形成部分において著しく不均一に減少させること
がない。
このように本実施例にあつては、電磁線輪の各
区分水路を形成すべく、導体１２の巻回面に沿つ
て形成した冷却溝１５を、導体１２の側面１２Ａ
に形成されて、かつ、冷却媒体の供給口１３、お
よび排出口１４に連通する各連結溝１６が、連結
溝１６の形成部分における導体断面積が略一定に
保たれるように、巻き方向に対して直角よりも小
さなある所定角度で形成されているので、導体１
２の断面積は冷却溝１５、および連結溝１６のい
ずれの形成部分についても略一定に保たれ、連結
溝形成部分のみの断面積が不均一に減少して電磁
応力が過大に加わるようなことはなく、したがつ
て、この部分にクラツクの発生、破断が集中的に
生じるおそれはない。
区分水路を形成すべく、導体１２の巻回面に沿つ
て形成した冷却溝１５を、導体１２の側面１２Ａ
に形成されて、かつ、冷却媒体の供給口１３、お
よび排出口１４に連通する各連結溝１６が、連結
溝１６の形成部分における導体断面積が略一定に
保たれるように、巻き方向に対して直角よりも小
さなある所定角度で形成されているので、導体１
２の断面積は冷却溝１５、および連結溝１６のい
ずれの形成部分についても略一定に保たれ、連結
溝形成部分のみの断面積が不均一に減少して電磁
応力が過大に加わるようなことはなく、したがつ
て、この部分にクラツクの発生、破断が集中的に
生じるおそれはない。
尚、本実施例では前記冷却溝１５、および連結
溝１６の導体径方向の断面積SB、およびSCをほぼ
等しくしてあるが、この断面積比を与える前記連
結溝１６の形成傾斜角θは、場合によつて適宜に
変えることができる。また、導体１２に加わる電
磁力は一様ではなく、トーラス中心側の方が大き
くなるので、前記連結溝１６をかかる電磁力のよ
り小さい側に形成するときにはSC／SB比、すなわ
ち角度θを適度に大きく設定しても差支えない。
溝１６の導体径方向の断面積SB、およびSCをほぼ
等しくしてあるが、この断面積比を与える前記連
結溝１６の形成傾斜角θは、場合によつて適宜に
変えることができる。また、導体１２に加わる電
磁力は一様ではなく、トーラス中心側の方が大き
くなるので、前記連結溝１６をかかる電磁力のよ
り小さい側に形成するときにはSC／SB比、すなわ
ち角度θを適度に大きく設定しても差支えない。
尚、前述した各実施例にあつては、冷却溝１
５、および連結溝１６よりなる冷却水の水路中
に、通常、冷却水を通水する冷却管（図示せず）
を埋設して軟ろう、もしくは硬ろうによつて導体
に固着している。しかし、冷却媒体としては、水
に限らずガス体を使用することもでき、この場合
には冷却溝１５に直接ガス体を流すようにするこ
ともできる。
５、および連結溝１６よりなる冷却水の水路中
に、通常、冷却水を通水する冷却管（図示せず）
を埋設して軟ろう、もしくは硬ろうによつて導体
に固着している。しかし、冷却媒体としては、水
に限らずガス体を使用することもでき、この場合
には冷却溝１５に直接ガス体を流すようにするこ
ともできる。
以上説明した本発明の電磁線輪によれば、うず
巻き形状に多重巻回された導体の巻回面に、その
巻き方向に沿つて形成された導体冷却用の冷却溝
と導体の側面に設けられた冷却媒体の供給口、及
び排出口とを連通させる連結溝の形成部分におけ
る導体断面積が略一定に保たれる様、該連結溝を
導体の巻き方向に対して所定角度で傾斜させて前
記冷却溝と連通させたものであるから、導体の連
結溝部分の断面積がほぼ均一となるため、導体に
不均一な電磁応力が発生することがないので、導
体が破断に至ることもなく、信頼性のある此種電
磁線輪を得ることができる。
巻き形状に多重巻回された導体の巻回面に、その
巻き方向に沿つて形成された導体冷却用の冷却溝
と導体の側面に設けられた冷却媒体の供給口、及
び排出口とを連通させる連結溝の形成部分におけ
る導体断面積が略一定に保たれる様、該連結溝を
導体の巻き方向に対して所定角度で傾斜させて前
記冷却溝と連通させたものであるから、導体の連
結溝部分の断面積がほぼ均一となるため、導体に
不均一な電磁応力が発生することがないので、導
体が破断に至ることもなく、信頼性のある此種電
磁線輪を得ることができる。
第１図は従来の電磁線輪を一部破断して示す斜
視図、第２図は第１図の横断面図、第３図は別の
従来の電磁線輪に採用される導体の斜視図、第４
図は更に別の従来の電磁線輪の横断面図、第５図
は第４図の線輪に採用される導体の斜視図、第６
図は第５図の−線に沿う断面図、第７図は本
発明の一実施例に採用される導体の斜視図、第８
図は第７図の−線に沿う断面図、第９図は第
７図の−線に沿う断面図である。 １２……導体、１２Ａ……導体側面、１３……
冷媒供給口、１４……冷媒排出口、１５……冷却
溝、１６……連結溝。
視図、第２図は第１図の横断面図、第３図は別の
従来の電磁線輪に採用される導体の斜視図、第４
図は更に別の従来の電磁線輪の横断面図、第５図
は第４図の線輪に採用される導体の斜視図、第６
図は第５図の−線に沿う断面図、第７図は本
発明の一実施例に採用される導体の斜視図、第８
図は第７図の−線に沿う断面図、第９図は第
７図の−線に沿う断面図である。 １２……導体、１２Ａ……導体側面、１３……
冷媒供給口、１４……冷媒排出口、１５……冷却
溝、１６……連結溝。
Claims (1)
- １ うず巻き形状に多重巻回された導体の巻回面
に、その巻き方向に沿つて導体冷却用の冷却溝を
水平に形成すると共に、この冷却溝と前記導体の
側面に設けられた冷却媒体の供給口、および排出
口とを連通させる連結溝を前記導体の巻回面に形
成してなる電磁線輪において、前記連結溝の形成
部分における導体断面積が略一定に保たれる様、
該連結溝を導体の巻き方向に対して所定角度で傾
斜させて前記冷却溝と連通させたことを特徴とす
る電磁線輪。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP579180A JPS56103900A (en) | 1980-01-23 | 1980-01-23 | Electromagnetic coil for nuclear fusion reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP579180A JPS56103900A (en) | 1980-01-23 | 1980-01-23 | Electromagnetic coil for nuclear fusion reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56103900A JPS56103900A (en) | 1981-08-19 |
| JPS6337352B2 true JPS6337352B2 (ja) | 1988-07-25 |
Family
ID=11620903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP579180A Granted JPS56103900A (en) | 1980-01-23 | 1980-01-23 | Electromagnetic coil for nuclear fusion reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56103900A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937487A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-02-29 | 株式会社東芝 | 核融合装置用磁場コイル |
| JPS60163409A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-26 | Hitachi Ltd | 直接冷却形電磁線輪 |
-
1980
- 1980-01-23 JP JP579180A patent/JPS56103900A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56103900A (en) | 1981-08-19 |
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