JP2000077225A - 強磁気力場発生コイル - Google Patents
強磁気力場発生コイルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 物質浮上などに使用される、コストの安い強
磁気力場発生コイルを提供する。 【解決手段】 強磁場を発生する主超電導コイル12の中
空部内の一端側に、前記主超電導コイル12と逆方向の磁
場を発生する第一の補助超電導コイル13と、前記主超電
導コイル12と同方向の磁場を発生する第二の補助超電導
コイル14とを、前記第一の補助超電導コイル13が主超電
導コイル12の端部側に位置するように設置した。これに
より補助超電導コイル13と14の境目付近で磁場勾配dB/d
z をきつくして磁気力場Ｂ・dB/dz を強化する。
磁気力場発生コイルを提供する。 【解決手段】 強磁場を発生する主超電導コイル12の中
空部内の一端側に、前記主超電導コイル12と逆方向の磁
場を発生する第一の補助超電導コイル13と、前記主超電
導コイル12と同方向の磁場を発生する第二の補助超電導
コイル14とを、前記第一の補助超電導コイル13が主超電
導コイル12の端部側に位置するように設置した。これに
より補助超電導コイル13と14の境目付近で磁場勾配dB/d
z をきつくして磁気力場Ｂ・dB/dz を強化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物質に急磁場勾配
の強磁場を加えることで、物質を重力に抗して浮揚させ
たり、物質をその磁気的性質に応じて分離したりするの
に使用される強磁気力場発生コイルに関するものであ
る。
の強磁場を加えることで、物質を重力に抗して浮揚させ
たり、物質をその磁気的性質に応じて分離したりするの
に使用される強磁気力場発生コイルに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】磁場が物質に及ぼす力は、電磁気学によ
れば、磁場の強さＢとその位置における磁場勾配dB/dz
の積Ｂ・dB/dz に比例する。ここではＢ・dB/dz を磁気
力場と定義する。つまり磁場勾配dB/dz が重力の方向に
存在する場合には、物質を重力に抗して磁気力で浮揚さ
せることが可能である。
れば、磁場の強さＢとその位置における磁場勾配dB/dz
の積Ｂ・dB/dz に比例する。ここではＢ・dB/dz を磁気
力場と定義する。つまり磁場勾配dB/dz が重力の方向に
存在する場合には、物質を重力に抗して磁気力で浮揚さ
せることが可能である。
【０００３】例えば水は反磁性物質であるが、図13に示
すように中心磁場が20Ｔ程度の強磁場磁石１を軸線が重
力方向を向くように配置すると、その上端開口部付近に
水滴２を浮揚させることができる。これは、反磁性物質
が磁場勾配が弱くなる方向に磁気力を受けることによる
ものである。これに対し酸素などの常磁性物質３は、逆
に強磁場磁石１の下端開口部付近でガラス管などの中で
上方に押し上げられて浮揚する。これは、常磁性物質が
磁場勾配が強くなる方向に磁気力を受けるからである。
すように中心磁場が20Ｔ程度の強磁場磁石１を軸線が重
力方向を向くように配置すると、その上端開口部付近に
水滴２を浮揚させることができる。これは、反磁性物質
が磁場勾配が弱くなる方向に磁気力を受けることによる
ものである。これに対し酸素などの常磁性物質３は、逆
に強磁場磁石１の下端開口部付近でガラス管などの中で
上方に押し上げられて浮揚する。これは、常磁性物質が
磁場勾配が強くなる方向に磁気力を受けるからである。
【０００４】このような方法で物質を浮揚させると、無
重力と同じ状態が得られるため、宇宙空間で行うよりは
るかに低いコストで、物質合成や結晶成長などを行うこ
とができる。従来、上記の方法で物質を浮揚させる場合
は、ソレノイド型またはパンケーキ型の超電導コイル又
はビッター型の常電導コイルを用い、その中空部の端部
付近でＢ・dB/dz が最大となる所に物質を容器に入れて
配置し、容器から物質を浮揚させるようにしている。
重力と同じ状態が得られるため、宇宙空間で行うよりは
るかに低いコストで、物質合成や結晶成長などを行うこ
とができる。従来、上記の方法で物質を浮揚させる場合
は、ソレノイド型またはパンケーキ型の超電導コイル又
はビッター型の常電導コイルを用い、その中空部の端部
付近でＢ・dB/dz が最大となる所に物質を容器に入れて
配置し、容器から物質を浮揚させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば水
（反磁性体）を重力に抗して浮揚させるには、1400Ｔ2/
ｍ以上の磁気力場が必要である（本河光博：Proceeding
s of The First Meetingon New Magnetic Science 1997
p.181）。これに対し、市販されている中心磁場10Ｔ
級、中空部内径100 mmの超電導コイル（販売価格最低約
１千万円）では、最大磁気力場が中空部端部で約450 Ｔ
2/ｍ程度である。したがって市販の一般的な強磁場コイ
ルでは、1400Ｔ2/ｍ以上の磁気力場を得ることができな
い。
（反磁性体）を重力に抗して浮揚させるには、1400Ｔ2/
ｍ以上の磁気力場が必要である（本河光博：Proceeding
s of The First Meetingon New Magnetic Science 1997
p.181）。これに対し、市販されている中心磁場10Ｔ
級、中空部内径100 mmの超電導コイル（販売価格最低約
１千万円）では、最大磁気力場が中空部端部で約450 Ｔ
2/ｍ程度である。したがって市販の一般的な強磁場コイ
ルでは、1400Ｔ2/ｍ以上の磁気力場を得ることができな
い。
【０００６】1400Ｔ2/ｍ以上の磁気力場を発生させるた
めには、中心磁場18Ｔ以上の超電導コイルが必要とな
る。このクラスの超電導コイルはすでに存在するが、国
内でも数カ所に設置されているのみで、価格も上記10Ｔ
級超電導コイルの数倍以上である。さらに20Ｔ級の超電
導コイルになると、イニシャルコストが数億円、ランニ
ングコストが１回の試験につき数百万円と高額である。
このため物質浮揚の需要に対して、その実現は困難な状
況にある。
めには、中心磁場18Ｔ以上の超電導コイルが必要とな
る。このクラスの超電導コイルはすでに存在するが、国
内でも数カ所に設置されているのみで、価格も上記10Ｔ
級超電導コイルの数倍以上である。さらに20Ｔ級の超電
導コイルになると、イニシャルコストが数億円、ランニ
ングコストが１回の試験につき数百万円と高額である。
このため物質浮揚の需要に対して、その実現は困難な状
況にある。
【０００７】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、コストの安い強磁気力場発生コイルを提供すること
にある。
み、コストの安い強磁気力場発生コイルを提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る強磁気力場
発生コイルは、強磁場を発生する主超電導又は常電導コ
イルの中空部内の一端側に、前記主超電導又は常電導コ
イルと逆方向の磁場を発生する第一の補助超電導又は常
電導コイルと、前記主超電導又は常電導コイルと同方向
の磁場を発生する第二の補助超電導又は常電導コイルと
を、前記第一の補助超電導又は常電導コイルが主超電導
又は常電導コイルの端部側に位置するように設置したこ
とを特徴とするものである（請求項１）。このような構
成にすると、第一と第二の補助超電導又は常電導コイル
の境目付近で磁場勾配dB/dz をきつくすることができる
ので、磁気力場Ｂ・dB/dz を強化することが可能とな
る。
発生コイルは、強磁場を発生する主超電導又は常電導コ
イルの中空部内の一端側に、前記主超電導又は常電導コ
イルと逆方向の磁場を発生する第一の補助超電導又は常
電導コイルと、前記主超電導又は常電導コイルと同方向
の磁場を発生する第二の補助超電導又は常電導コイルと
を、前記第一の補助超電導又は常電導コイルが主超電導
又は常電導コイルの端部側に位置するように設置したこ
とを特徴とするものである（請求項１）。このような構
成にすると、第一と第二の補助超電導又は常電導コイル
の境目付近で磁場勾配dB/dz をきつくすることができる
ので、磁気力場Ｂ・dB/dz を強化することが可能とな
る。
【０００９】また本発明は、強磁場を発生する主超電導
又は常電導コイルの一端側に、その主超電導又は常電導
コイルと逆方向の磁場を発生する補助超電導又は常電導
コイルを設けた構成とすることもできる（請求項２）。
このような構成でも、補助超電導又は常電導コイルの内
端付近で、磁場勾配dB/dz をきつくすることができるの
で、磁気力場Ｂ・dB/dz を強化することが可能となる。
又は常電導コイルの一端側に、その主超電導又は常電導
コイルと逆方向の磁場を発生する補助超電導又は常電導
コイルを設けた構成とすることもできる（請求項２）。
このような構成でも、補助超電導又は常電導コイルの内
端付近で、磁場勾配dB/dz をきつくすることができるの
で、磁気力場Ｂ・dB/dz を強化することが可能となる。
【００１０】また本発明は、強磁場を発生する主超電導
又は常電導コイルの一端に、その主超電導又は常電導コ
イルと逆方向の磁場を発生する補助超電導又は常電導コ
イルを設置した構成とすることもできる（請求項３）。
このような構成でも、主超電導又は常電導コイルと補助
超電導又は常電導コイルの境目付近で、磁場勾配dB/dz
をきつくすることができるので、磁気力場Ｂ・dB/dz を
強化することが可能となる。
又は常電導コイルの一端に、その主超電導又は常電導コ
イルと逆方向の磁場を発生する補助超電導又は常電導コ
イルを設置した構成とすることもできる（請求項３）。
このような構成でも、主超電導又は常電導コイルと補助
超電導又は常電導コイルの境目付近で、磁場勾配dB/dz
をきつくすることができるので、磁気力場Ｂ・dB/dz を
強化することが可能となる。
【００１１】また本発明は、主超電導又は常電導コイル
の中空部内及び補助超電導又は常電導コイルの中空部内
の一方又は双方に、強磁性体リングまたは強磁性体盤を
設置した構成とすることもできる。このようにすると、
さらに磁場の強さＢとその勾配dB/dz を大きくできるの
で、磁気力場Ｂ・dB/dz をより強化することが可能であ
る。
の中空部内及び補助超電導又は常電導コイルの中空部内
の一方又は双方に、強磁性体リングまたは強磁性体盤を
設置した構成とすることもできる。このようにすると、
さらに磁場の強さＢとその勾配dB/dz を大きくできるの
で、磁気力場Ｂ・dB/dz をより強化することが可能であ
る。
【００１２】本発明の強磁気力場発生コイルは、物質の
浮揚だけでなく、混合物質の磁気分離などにも使用可能
である。
浮揚だけでなく、混合物質の磁気分離などにも使用可能
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。 〔実施形態１〕図１は請求項１の発明の一実施形態を示
す。この強磁気力場発生コイル11は、強磁場を発生する
ソレノイド型の主超電導コイル12の中空部内の一端側
に、２つのソレノイド型の補助超電導コイル13、14を設
置したものである。主超電導コイル12は重力と同じ方向
（逆方向の場合もある）の強磁場Ｂ1 を発生する。これ
に対し主超電導コイル12の端部側に位置する第一の補助
超電導コイル13は主超電導コイル12と逆方向の磁場Ｂ2
を発生し、主超電導コイル12の中心部側に位置する第二
の補助超電導コイル14は主超電導コイル12と同じ方向の
磁場Ｂ3 を発生する。なお15Ａは主超電導コイル12の巻
枠、15Ｂは第一の補助超電導コイル13の巻枠、15Ｃは第
二の補助超電導コイル14の巻枠である。
参照して詳細に説明する。 〔実施形態１〕図１は請求項１の発明の一実施形態を示
す。この強磁気力場発生コイル11は、強磁場を発生する
ソレノイド型の主超電導コイル12の中空部内の一端側
に、２つのソレノイド型の補助超電導コイル13、14を設
置したものである。主超電導コイル12は重力と同じ方向
（逆方向の場合もある）の強磁場Ｂ1 を発生する。これ
に対し主超電導コイル12の端部側に位置する第一の補助
超電導コイル13は主超電導コイル12と逆方向の磁場Ｂ2
を発生し、主超電導コイル12の中心部側に位置する第二
の補助超電導コイル14は主超電導コイル12と同じ方向の
磁場Ｂ3 を発生する。なお15Ａは主超電導コイル12の巻
枠、15Ｂは第一の補助超電導コイル13の巻枠、15Ｃは第
二の補助超電導コイル14の巻枠である。
【００１４】このように主超電導コイル12の中空部内の
一端側に、互いに逆方向の磁場を発生する２つの補助超
電導コイル13、14を設置すると、補助超電導コイル13、
14の境目付近で磁場勾配dB/dz をきつくすることができ
るので、磁気力場を強化することが可能となる。なお、
主超電導コイル12および補助超電導コイル13、14は軸線
方向に中空部を有するものであればよく、ソレノイド型
以外にもパンケーキ型の超電導コイル等を用いることが
できる。また常電導コイルを用いる場合もあり得る。
一端側に、互いに逆方向の磁場を発生する２つの補助超
電導コイル13、14を設置すると、補助超電導コイル13、
14の境目付近で磁場勾配dB/dz をきつくすることができ
るので、磁気力場を強化することが可能となる。なお、
主超電導コイル12および補助超電導コイル13、14は軸線
方向に中空部を有するものであればよく、ソレノイド型
以外にもパンケーキ型の超電導コイル等を用いることが
できる。また常電導コイルを用いる場合もあり得る。
【００１５】図２は図１の強磁気力場発生コイル11を使
用した強磁気力場発生装置を示す。強磁気力場発生コイ
ル11はクライオスタット16に収容され、液体ヘリウム17
に浸漬されて超電導状態に保持される。クライオスタッ
ト16は、強磁気力場発生コイル11が収容される液体ヘリ
ウム槽18と、内側の真空断熱層19と、液体窒素20の入っ
た液体窒素槽21と、外側の真空断熱層22等とから構成さ
れている。
用した強磁気力場発生装置を示す。強磁気力場発生コイ
ル11はクライオスタット16に収容され、液体ヘリウム17
に浸漬されて超電導状態に保持される。クライオスタッ
ト16は、強磁気力場発生コイル11が収容される液体ヘリ
ウム槽18と、内側の真空断熱層19と、液体窒素20の入っ
た液体窒素槽21と、外側の真空断熱層22等とから構成さ
れている。
【００１６】図１の構成で、試作した強磁気力場発生コ
イル11の諸元は表１のとおりである。
イル11の諸元は表１のとおりである。
【００１７】
【表１】
【００１８】この強磁気力場発生コイル11を図２のよう
にクライオスタット16に収容し、まず主超電導コイル12
に230 Ａを通電して、中心磁場10Ｔを発生させた。つぎ
に第一の補助超電導コイル13に磁場方向が主超電導コイ
ル12と反対になるように、第二の補助超電導コイル14に
磁場方向が主超電導コイル12と同じになるように、それ
ぞれ160 Ａを通電した。この結果、第一の補助超電導コ
イル13と第二の補助超電導コイル14の境目で、ほぼ1500
Ｔ2/ｍの磁気力場を発生させることができた。このとき
の磁場の強さと磁気力場のプロファイルを図３に示す。
図３において、主超電導コイル12の中心はｚ＝０mm、主
超電導コイル12の一端はｚ＝125mm 、補助超電導コイル
13と14の境目はｚ＝65mmである。
にクライオスタット16に収容し、まず主超電導コイル12
に230 Ａを通電して、中心磁場10Ｔを発生させた。つぎ
に第一の補助超電導コイル13に磁場方向が主超電導コイ
ル12と反対になるように、第二の補助超電導コイル14に
磁場方向が主超電導コイル12と同じになるように、それ
ぞれ160 Ａを通電した。この結果、第一の補助超電導コ
イル13と第二の補助超電導コイル14の境目で、ほぼ1500
Ｔ2/ｍの磁気力場を発生させることができた。このとき
の磁場の強さと磁気力場のプロファイルを図３に示す。
図３において、主超電導コイル12の中心はｚ＝０mm、主
超電導コイル12の一端はｚ＝125mm 、補助超電導コイル
13と14の境目はｚ＝65mmである。
【００１９】これに対し、主超電導コイル12単体のとき
の磁気力場の最大値は、中空部の端部付近で約450 Ｔ2/
ｍであった。したがって補助超電導コイル13、14を設置
することにより、磁気力場Ｂ・dB/dz が大幅に増強され
ることが確認された。
の磁気力場の最大値は、中空部の端部付近で約450 Ｔ2/
ｍであった。したがって補助超電導コイル13、14を設置
することにより、磁気力場Ｂ・dB/dz が大幅に増強され
ることが確認された。
【００２０】また、図２のように強磁気力場発生コイル
11を収容したクライオスタット６の中空部の上部からガ
ラス細棒にて水を滴下したところ、補助超電導コイル13
と14の境目付近で水滴を浮揚させることができた。な
お、この強磁気力場発生装置は、物質浮揚だけでなく、
磁気分離にもそのまま使用することができる。すなわ
ち、この装置の中空部に分離したい混合物質を通すと、
それぞれの物質の磁気的性質に応じた磁気力が働くた
め、物質の分離が可能である。
11を収容したクライオスタット６の中空部の上部からガ
ラス細棒にて水を滴下したところ、補助超電導コイル13
と14の境目付近で水滴を浮揚させることができた。な
お、この強磁気力場発生装置は、物質浮揚だけでなく、
磁気分離にもそのまま使用することができる。すなわ
ち、この装置の中空部に分離したい混合物質を通すと、
それぞれの物質の磁気的性質に応じた磁気力が働くた
め、物質の分離が可能である。
【００２１】〔実施形態２〕図４は請求項２の発明の一
実施形態を示す。この強磁気力場発生コイル11は、強磁
場を発生するソレノイド型の主超電導コイル12を外周部
12Ａと内周部12Ｂとに分け、内周部12Ｂの長さを外周部
12Ａより短くし、内周部12Ｂの一端側に、それよりさら
に短いソレノイド型の補助超電導コイル13を組み込んだ
ものである。主超電導コイル12の外周部12Ａと内周部12
Ｂは重力と同じ方向（逆方向の場合もある）の強磁場Ｂ
1 を発生する。これに対し補助超電導コイル13は主超電
導コイル12と逆方向の磁場Ｂ2 を発生する。なお巻枠15
は主超電導コイル12の内周部12Ｂと補助超電導コイル13
とを仕切る中間フランジ部15ｆを有している。
実施形態を示す。この強磁気力場発生コイル11は、強磁
場を発生するソレノイド型の主超電導コイル12を外周部
12Ａと内周部12Ｂとに分け、内周部12Ｂの長さを外周部
12Ａより短くし、内周部12Ｂの一端側に、それよりさら
に短いソレノイド型の補助超電導コイル13を組み込んだ
ものである。主超電導コイル12の外周部12Ａと内周部12
Ｂは重力と同じ方向（逆方向の場合もある）の強磁場Ｂ
1 を発生する。これに対し補助超電導コイル13は主超電
導コイル12と逆方向の磁場Ｂ2 を発生する。なお巻枠15
は主超電導コイル12の内周部12Ｂと補助超電導コイル13
とを仕切る中間フランジ部15ｆを有している。
【００２２】このように主超電導コイル12の一端側に、
主超電導コイル12と逆方向の磁場を発生する補助超電導
コイル13を設けると、補助超電導コイル13の内端付近で
磁場勾配dB/dz をきつくすることができるので、磁気力
場を強化することが可能となる。この強磁気力場発生コ
イル11の場合も磁場および磁気力場のプロファイルは図
３のようになる。
主超電導コイル12と逆方向の磁場を発生する補助超電導
コイル13を設けると、補助超電導コイル13の内端付近で
磁場勾配dB/dz をきつくすることができるので、磁気力
場を強化することが可能となる。この強磁気力場発生コ
イル11の場合も磁場および磁気力場のプロファイルは図
３のようになる。
【００２３】なお、主超電導コイル12および補助超電導
コイル13は軸線方向に中空部を有するものであればよ
く、ソレノイド型以外にパンケーキ型の超電導コイルを
用いることもできる。また常電導コイルを用いる場合も
あり得る。
コイル13は軸線方向に中空部を有するものであればよ
く、ソレノイド型以外にパンケーキ型の超電導コイルを
用いることもできる。また常電導コイルを用いる場合も
あり得る。
【００２４】図４の構成で、試作した強磁気力場発生コ
イル11の諸元は表２のとおりである。
イル11の諸元は表２のとおりである。
【００２５】
【表２】
【００２６】この強磁気力場発生コイル11を実施形態１
と同様にクライオスタット内に収容し、主超電導コイル
12の外周部12Ａと内周部12Ｂに110 Ａ通電し、補助超電
導コイル13に500 Ａ通電したところ、補助超電導コイル
13の内端付近（フランジ部15ｆ付近）で、磁気力場の最
大値がほぼ1400Ｔ2/ｍとなり、水滴を浮揚させることが
できた。
と同様にクライオスタット内に収容し、主超電導コイル
12の外周部12Ａと内周部12Ｂに110 Ａ通電し、補助超電
導コイル13に500 Ａ通電したところ、補助超電導コイル
13の内端付近（フランジ部15ｆ付近）で、磁気力場の最
大値がほぼ1400Ｔ2/ｍとなり、水滴を浮揚させることが
できた。
【００２７】〔実施形態３〕図５は請求項３の発明の一
実施形態を示す。この強磁気力場発生コイル11は、強磁
場Ｂ1 を発生する主超電導コイル12の一端に、同一軸線
上で隣接するように、主超電導コイル12と逆方向の磁場
Ｂ2 を発生する補助超電導コイル13を設置したものであ
る。
実施形態を示す。この強磁気力場発生コイル11は、強磁
場Ｂ1 を発生する主超電導コイル12の一端に、同一軸線
上で隣接するように、主超電導コイル12と逆方向の磁場
Ｂ2 を発生する補助超電導コイル13を設置したものであ
る。
【００２８】このような構造でも、主超電導コイル12と
補助超電導コイル13との境目付近で磁場勾配dB/dz をき
つくすることができるので、磁気力場を強化することが
可能となる。ちなみに図５に示す強磁気力場発生コイル
11の磁場の強さＢ及び磁気力場Ｂ・dB/dz のプロファイ
ルは図６のようになる。Ｂが最低になる位置が主超電導
コイル12と補助超電導コイル13との境目である。
補助超電導コイル13との境目付近で磁場勾配dB/dz をき
つくすることができるので、磁気力場を強化することが
可能となる。ちなみに図５に示す強磁気力場発生コイル
11の磁場の強さＢ及び磁気力場Ｂ・dB/dz のプロファイ
ルは図６のようになる。Ｂが最低になる位置が主超電導
コイル12と補助超電導コイル13との境目である。
【００２９】なおこの実施形態では巻枠15を、主超電導
コイル12用のものと補助超電導コイル13用のものを一体
のものとして形成したが、両者は別体のものでもよい。
また、主超電導コイル12および補助超電導コイル13は軸
線方向に中空部を有するものであればよく、ソレノイド
型以外にパンケーキ型の超電導コイルを用いることもで
きる。また常電導コイルを用いる場合もあり得る。
コイル12用のものと補助超電導コイル13用のものを一体
のものとして形成したが、両者は別体のものでもよい。
また、主超電導コイル12および補助超電導コイル13は軸
線方向に中空部を有するものであればよく、ソレノイド
型以外にパンケーキ型の超電導コイルを用いることもで
きる。また常電導コイルを用いる場合もあり得る。
【００３０】〔実施形態４〕図７は請求項３の発明の他
の実施形態を示す。この強磁気力場発生コイル11は、図
５の実施形態と同様、強磁場Ｂ1 を発生する主超電導コ
イル12の一端に、同一軸線上で隣接するように、主超電
導コイル12と逆方向の磁場Ｂ2 を発生する補助超電導コ
イル13を設置したものであるが、図５の実施形態と異な
る点は、主超電導コイル12の補助超電導コイル13側の
内径及び補助超電導コイル13の主超電導コイル12側の内
径を、主超電導コイル12の中間部の内径より大きくし
て、巻枠15の筒部の主超電導コイル12と補助超電導コイ
ル13の境目に相当する部分の内径Ｄ2 を主超電導コイル
12の中間部に相当する部分の内径Ｄ1 より大きくしたこ
とと、補助超電導コイル13の外端側の内径を内端側
（主超電導コイル12側）の内径より大きくして、巻枠15
の筒部の補助超電導コイル13側の端部内面をテーパー状
にしたこと、である。
の実施形態を示す。この強磁気力場発生コイル11は、図
５の実施形態と同様、強磁場Ｂ1 を発生する主超電導コ
イル12の一端に、同一軸線上で隣接するように、主超電
導コイル12と逆方向の磁場Ｂ2 を発生する補助超電導コ
イル13を設置したものであるが、図５の実施形態と異な
る点は、主超電導コイル12の補助超電導コイル13側の
内径及び補助超電導コイル13の主超電導コイル12側の内
径を、主超電導コイル12の中間部の内径より大きくし
て、巻枠15の筒部の主超電導コイル12と補助超電導コイ
ル13の境目に相当する部分の内径Ｄ2 を主超電導コイル
12の中間部に相当する部分の内径Ｄ1 より大きくしたこ
とと、補助超電導コイル13の外端側の内径を内端側
（主超電導コイル12側）の内径より大きくして、巻枠15
の筒部の補助超電導コイル13側の端部内面をテーパー状
にしたこと、である。
【００３１】図８は図７の強磁気力場発生コイル11をク
ライオスタット16に組み込んだ状態を示す。このクライ
オスタット16の中心の筒部は、強磁気力場発生コイル11
の巻枠15の筒部に合わせて、主超電導コイル12と補助超
電導コイル13の境目付近に相当する部分の内径が主超電
導コイル12の中間部に相当する部分の内径より大きくな
っており、かつ補助超電導コイル13の外端側の内面がテ
ーパー状に拡径されている。このような構造にすると、
強磁気力場を発生する部分の内容積を大きくできるの
で、物質浮揚等の各種実験がやりやすくなる。なおこの
クライオスタット16は、内部が真空に引かれて真空断熱
状態になっていて、冷凍機30で強磁気力場発生コイル11
を冷却する方式である。冷凍機30は、強磁気力場発生コ
イル11に接触する部分が液体ヘリウム温度になってい
る。
ライオスタット16に組み込んだ状態を示す。このクライ
オスタット16の中心の筒部は、強磁気力場発生コイル11
の巻枠15の筒部に合わせて、主超電導コイル12と補助超
電導コイル13の境目付近に相当する部分の内径が主超電
導コイル12の中間部に相当する部分の内径より大きくな
っており、かつ補助超電導コイル13の外端側の内面がテ
ーパー状に拡径されている。このような構造にすると、
強磁気力場を発生する部分の内容積を大きくできるの
で、物質浮揚等の各種実験がやりやすくなる。なおこの
クライオスタット16は、内部が真空に引かれて真空断熱
状態になっていて、冷凍機30で強磁気力場発生コイル11
を冷却する方式である。冷凍機30は、強磁気力場発生コ
イル11に接触する部分が液体ヘリウム温度になってい
る。
【００３２】〔実施形態５〕図９ないし図12はそれぞれ
請求項４の発明の実施形態を示す。図９の強磁気力場発
生コイル11は、図１に示した強磁気力場発生コイル11の
第一の補助超電導コイル13と第二の補助超電導コイル14
の境目に強磁性体リング23を設置したものである。それ
以外は図１の強磁気力場発生コイル11と同じであるので
同一部分には同一符号を付してある。
請求項４の発明の実施形態を示す。図９の強磁気力場発
生コイル11は、図１に示した強磁気力場発生コイル11の
第一の補助超電導コイル13と第二の補助超電導コイル14
の境目に強磁性体リング23を設置したものである。それ
以外は図１の強磁気力場発生コイル11と同じであるので
同一部分には同一符号を付してある。
【００３３】図10の強磁気力場発生コイル11は、図４に
示した強磁気力場発生コイル11の主超電導コイル12の内
周部12Ｂと補助超電導コイル13との境目に強磁性体リン
グ23を設置したものである。それ以外は図４の強磁気力
場発生コイル11と同じであるので同一部分には同一符号
を付してある。
示した強磁気力場発生コイル11の主超電導コイル12の内
周部12Ｂと補助超電導コイル13との境目に強磁性体リン
グ23を設置したものである。それ以外は図４の強磁気力
場発生コイル11と同じであるので同一部分には同一符号
を付してある。
【００３４】図11の強磁気力場発生コイル11は、図５に
示した強磁気力場発生コイル11の主超電導コイル12と補
助超電導コイル13との境目に強磁性体リング23を設置し
たものである。それ以外は図５の強磁気力場発生コイル
11と同じであるので同一部分には同一符号を付してあ
る。
示した強磁気力場発生コイル11の主超電導コイル12と補
助超電導コイル13との境目に強磁性体リング23を設置し
たものである。それ以外は図５の強磁気力場発生コイル
11と同じであるので同一部分には同一符号を付してあ
る。
【００３５】図12の強磁気力場発生コイル11は、図５に
示した強磁気力場発生コイル11の主超電導コイル12の中
空部内の補助超電導コイル13付近に強磁性体盤24を設置
したものである。それ以外は図５の強磁気力場発生コイ
ル11と同じであるので同一部分には同一符号を付してあ
る。
示した強磁気力場発生コイル11の主超電導コイル12の中
空部内の補助超電導コイル13付近に強磁性体盤24を設置
したものである。それ以外は図５の強磁気力場発生コイ
ル11と同じであるので同一部分には同一符号を付してあ
る。
【００３６】図９ないし図12のように強磁性体リング23
又は強磁性体盤24を設けると、磁気力場Ｂ・dB/dz をさ
らに強化することが可能である。
又は強磁性体盤24を設けると、磁気力場Ｂ・dB/dz をさ
らに強化することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
価格の市販品レベルの主超電導又は常電導コイルに、そ
れよりさらに低価格な補助超電導又は常電導コイルを組
み合わせることにより、物質浮揚に必要な磁気力場を得
ることができる。またこのような強い磁気力場が得られ
るため、物質をその磁気的性質に応じて分離するための
磁気分離装置としても利用可能である。したがって本発
明によれば、強磁気力場発生装置のコストを大幅に引き
下げることができると共に、小型化も達成できるという
優れた効果が得られる。
価格の市販品レベルの主超電導又は常電導コイルに、そ
れよりさらに低価格な補助超電導又は常電導コイルを組
み合わせることにより、物質浮揚に必要な磁気力場を得
ることができる。またこのような強い磁気力場が得られ
るため、物質をその磁気的性質に応じて分離するための
磁気分離装置としても利用可能である。したがって本発
明によれば、強磁気力場発生装置のコストを大幅に引き
下げることができると共に、小型化も達成できるという
優れた効果が得られる。
【図１】 本発明に係る強磁気力場発生コイルの一実施
形態を示す断面図。
形態を示す断面図。
【図２】 図１の強磁気力場発生コイルの使用状態を示
す断面図。
す断面図。
【図３】 図１の強磁気力場発生コイルによって得られ
る磁場と磁気力場のプロファイルを示すグラフ。
る磁場と磁気力場のプロファイルを示すグラフ。
【図４】 本発明に係る強磁気力場発生コイルの他の実
施形態を示す断面図。
施形態を示す断面図。
【図５】 本発明に係る強磁気力場発生コイルのさらに
他の実施形態を示す断面図。
他の実施形態を示す断面図。
【図６】 図５の強磁気力場発生コイルによって得られ
る磁場と磁気力場のプロファイルを示すグラフ。
る磁場と磁気力場のプロファイルを示すグラフ。
【図７】 本発明に係る強磁気力場発生コイルのさらに
他の実施形態を示す断面図。
他の実施形態を示す断面図。
【図８】 図７の強磁気力場発生コイルをクライオスタ
ットに組み込んだ状態を示す断面図。
ットに組み込んだ状態を示す断面図。
【図９】 本発明に係る強磁気力場発生コイルのさらに
他の実施形態を示す断面図。
他の実施形態を示す断面図。
【図１０】 本発明に係る強磁気力場発生コイルのさら
に他の実施形態を示す断面図。
に他の実施形態を示す断面図。
【図１１】 本発明に係る強磁気力場発生コイルのさら
に他の実施形態を示す断面図。
に他の実施形態を示す断面図。
【図１２】 本発明に係る強磁気力場発生コイルのさら
に他の実施形態を示す断面図。
に他の実施形態を示す断面図。
【図１３】 従来の物質浮揚用超電導コイルと物質の浮
揚状態を示す説明図。
揚状態を示す説明図。
11：強磁気力場発生コイル 12：主超電導コイル 13：補助超電導コイル 14：補助超電導コイル 16：クライオスタット 23：強磁性体リング 24：強磁性体盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣田 憲之 富山県富山市粟島町３丁目１−12 (72)発明者 北澤 宏一 東京都文京区向丘１−20−６−1301
Claims (4)
- 【請求項１】強磁場を発生する主超電導又は常電導コイ
ルの中空部内の一端側に、前記主超電導又は常電導コイ
ルと逆方向の磁場を発生する第一の補助超電導又は常電
導コイルと、前記主超電導又は常電導コイルと同方向の
磁場を発生する第二の補助超電導又は常電導コイルと
を、前記第一の補助超電導又は常電導コイルが主超電導
又は常電導コイルの端部側に位置するように設置したこ
とを特徴とする強磁気力場発生コイル。 - 【請求項２】強磁場を発生する主超電導又は常電導コイ
ルの一端側に、その主超電導又は常電導コイルと逆方向
の磁場を発生する補助超電導又は常電導コイルを設けた
ことを特徴とする強磁気力場発生コイル。 - 【請求項３】強磁場を発生する主超電導又は常電導コイ
ルの一端に、その主超電導又は常電導コイルと逆方向の
磁場を発生する補助超電導又は常電導コイルを設置した
ことを特徴とする強磁気力場発生コイル。 - 【請求項４】主超電導又は常電導コイルの中空部内及び
補助超電導又は常電導コイルの中空部内の一方又は双方
に、強磁性体リングまたは強磁性体盤を設置したことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の強磁気
力場発生コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15870999A JP3794535B2 (ja) | 1998-06-18 | 1999-06-04 | 物質浮揚又は磁気分離用強磁気力場発生コイル |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-171812 | 1998-06-18 | ||
| JP17181298 | 1998-06-18 | ||
| JP15870999A JP3794535B2 (ja) | 1998-06-18 | 1999-06-04 | 物質浮揚又は磁気分離用強磁気力場発生コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077225A true JP2000077225A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3794535B2 JP3794535B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=26485740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15870999A Expired - Fee Related JP3794535B2 (ja) | 1998-06-18 | 1999-06-04 | 物質浮揚又は磁気分離用強磁気力場発生コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3794535B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001542A1 (fr) * | 2001-06-26 | 2003-01-03 | Japan Science And Technology Corporation | Generateur de champ de force ferromagnetique |
| JP2007067435A (ja) * | 2006-11-01 | 2007-03-15 | Japan Superconductor Technology Inc | 分別装置 |
| JP2007096333A (ja) * | 2006-11-01 | 2007-04-12 | Japan Superconductor Technology Inc | 分別装置 |
| JP2007174749A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Railway Technical Res Inst | 超電導磁石装置を用いた電磁力支持装置 |
| JP2007189796A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Railway Technical Res Inst | 重量物の支持が可能な超電導磁石装置 |
| JP2007209129A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Railway Technical Res Inst | 超電導磁石装置を用いた電磁力支持装置の試験装置 |
| JP2012253945A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Railway Technical Research Institute | 磁気浮上式列車用起磁力補助装置 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP15870999A patent/JP3794535B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001542A1 (fr) * | 2001-06-26 | 2003-01-03 | Japan Science And Technology Corporation | Generateur de champ de force ferromagnetique |
| US7286033B2 (en) | 2001-06-26 | 2007-10-23 | Japan Science And Technology Corporation | Ferro-magnetic force field generator |
| JP2007174749A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Railway Technical Res Inst | 超電導磁石装置を用いた電磁力支持装置 |
| JP2007189796A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Railway Technical Res Inst | 重量物の支持が可能な超電導磁石装置 |
| JP2007209129A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Railway Technical Res Inst | 超電導磁石装置を用いた電磁力支持装置の試験装置 |
| JP2007067435A (ja) * | 2006-11-01 | 2007-03-15 | Japan Superconductor Technology Inc | 分別装置 |
| JP2007096333A (ja) * | 2006-11-01 | 2007-04-12 | Japan Superconductor Technology Inc | 分別装置 |
| JP2012253945A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Railway Technical Research Institute | 磁気浮上式列車用起磁力補助装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3794535B2 (ja) | 2006-07-05 |
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