JP2001185414A - 超伝導コイルの冷却構造 - Google Patents
超伝導コイルの冷却構造Info
- Publication number
- JP2001185414A JP2001185414A JP36810299A JP36810299A JP2001185414A JP 2001185414 A JP2001185414 A JP 2001185414A JP 36810299 A JP36810299 A JP 36810299A JP 36810299 A JP36810299 A JP 36810299A JP 2001185414 A JP2001185414 A JP 2001185414A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting coil
- heat transfer
- transfer plate
- cooling
- plate
- 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.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】冷却通路が簡略化され伝熱性が向上するととも
に、高速の励消磁運転を行なえる超伝導コイルの冷却構
造を提供すること。 【解決手段】伝熱板（５）の片側を超伝導コイル（３）
の外形に合わせて端面加工し、前記伝熱板（５）の導線
心材（１１）を前記超伝導コイル（３）に接着した。
に、高速の励消磁運転を行なえる超伝導コイルの冷却構
造を提供すること。 【解決手段】伝熱板（５）の片側を超伝導コイル（３）
の外形に合わせて端面加工し、前記伝熱板（５）の導線
心材（１１）を前記超伝導コイル（３）に接着した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍機等により伝
導冷却される汎用の超伝導コイルにおける冷却構造に関
する。
導冷却される汎用の超伝導コイルにおける冷却構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、第１の従来例に係る冷凍機伝導
冷却型超伝導コイルの一般構成を示す図である。図６の
構成では、超伝導線材（図示せず）を円筒状に巻いた超
伝導コイル３の外周部、端部に、良熱伝導性の銅、アル
ミ（アルミニウム）等による冷却板４が取り付けられて
いる（冷却板４を省略する場合もある）。これにより、
超伝導コイル部での発熱および侵入熱が、冷却板４およ
び伝熱板５を介して冷凍機の低温端６へ伝えられ、極低
温に維持できるようになっている。
冷却型超伝導コイルの一般構成を示す図である。図６の
構成では、超伝導線材（図示せず）を円筒状に巻いた超
伝導コイル３の外周部、端部に、良熱伝導性の銅、アル
ミ（アルミニウム）等による冷却板４が取り付けられて
いる（冷却板４を省略する場合もある）。これにより、
超伝導コイル部での発熱および侵入熱が、冷却板４およ
び伝熱板５を介して冷凍機の低温端６へ伝えられ、極低
温に維持できるようになっている。
【０００３】超伝導コイル３は、更にサーマルシールド
２並びに真空容器１に覆われて断熱されており、外部か
ら電流リード８を通じて励消磁できるようになってい
る。
２並びに真空容器１に覆われて断熱されており、外部か
ら電流リード８を通じて励消磁できるようになってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、良熱伝導性の金
属で作られる冷却板４および伝熱板５は電気伝導性も良
く、励消磁に伴い超伝導コイル３が発生する磁場の時間
変化（磁場変化）により渦電流が発生する。この渦電流
による発熱は、磁場変化の２乗に比例して大きくなるた
め、大きな磁場変化があると冷凍機の冷凍能力を超える
渦電流損失が発生し、超伝導コイル３の温度が上昇し臨
界温度を越え、クエンチ（常伝導転移現象）が発生す
る。クエンチが発生すると最悪の場合コイルが破損する
し、良くても再度超伝導コイルを再冷却し、励磁を遅い
速度でやり直す必要があるといった問題点があった。
属で作られる冷却板４および伝熱板５は電気伝導性も良
く、励消磁に伴い超伝導コイル３が発生する磁場の時間
変化（磁場変化）により渦電流が発生する。この渦電流
による発熱は、磁場変化の２乗に比例して大きくなるた
め、大きな磁場変化があると冷凍機の冷凍能力を超える
渦電流損失が発生し、超伝導コイル３の温度が上昇し臨
界温度を越え、クエンチ（常伝導転移現象）が発生す
る。クエンチが発生すると最悪の場合コイルが破損する
し、良くても再度超伝導コイルを再冷却し、励磁を遅い
速度でやり直す必要があるといった問題点があった。
【０００５】これらの問題を回避するため、従来の冷凍
機伝導冷却型超伝導コイルでは、励磁速度をクエンチに
至らない範囲で遅く設定している。そのため、超伝導コ
イルの励消磁に長時間がかかるといった問題点があっ
た。なお、一般に定格磁場に立ち上げるまでに数１０分
から１時間程度は必要である。すなわち、このような構
造では、早い励消磁運転ができないという超伝導コイル
の性能上の限界につながっている。
機伝導冷却型超伝導コイルでは、励磁速度をクエンチに
至らない範囲で遅く設定している。そのため、超伝導コ
イルの励消磁に長時間がかかるといった問題点があっ
た。なお、一般に定格磁場に立ち上げるまでに数１０分
から１時間程度は必要である。すなわち、このような構
造では、早い励消磁運転ができないという超伝導コイル
の性能上の限界につながっている。
【０００６】図７は、第２の従来例に係る上記の第１の
従来例に対する対策構造を示す図であり、（ａ）は組み
立て外観図、（ｂ）は伝熱経路を示す図であり（ａ）に
示したＡの部分の断面構造を示す図である。この場合、
図７の（ａ），（ｂ）に示すように、冷却板４から伝熱
板５への伝熱経路は、冷却板導線心材→冷却板絶縁被覆
→接着材→絶縁伝熱部材（窒化アルミニウム等）１６→
接着材→絶伝導板縁被覆→伝導板導線心材となり、それ
ぞれは薄い層といえども積算すれば伝熱性に限界があ
る。
従来例に対する対策構造を示す図であり、（ａ）は組み
立て外観図、（ｂ）は伝熱経路を示す図であり（ａ）に
示したＡの部分の断面構造を示す図である。この場合、
図７の（ａ），（ｂ）に示すように、冷却板４から伝熱
板５への伝熱経路は、冷却板導線心材→冷却板絶縁被覆
→接着材→絶縁伝熱部材（窒化アルミニウム等）１６→
接着材→絶伝導板縁被覆→伝導板導線心材となり、それ
ぞれは薄い層といえども積算すれば伝熱性に限界があ
る。
【０００７】本発明の目的は、冷却通路が簡略化され伝
熱性が向上するとともに、高速の励消磁運転を行なえる
超伝導コイルの冷却構造を提供することにある。
熱性が向上するとともに、高速の励消磁運転を行なえる
超伝導コイルの冷却構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の超伝導コイルの冷却構造は以
下の如く構成されている。
達成するために、本発明の超伝導コイルの冷却構造は以
下の如く構成されている。
【０００９】（１）本発明の超伝導コイルの冷却構造
は、伝熱板の片側を超伝導コイルの外形に合わせて端面
加工し、前記伝熱板の導線心材を前記超伝導コイルに接
着した。
は、伝熱板の片側を超伝導コイルの外形に合わせて端面
加工し、前記伝熱板の導線心材を前記超伝導コイルに接
着した。
【００１０】（２）本発明の超伝導コイルの冷却構造は
上記（１）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板の両端
面を、それらの接続部の外形と合わせた形状とした。
上記（１）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板の両端
面を、それらの接続部の外形と合わせた形状とした。
【００１１】（３）本発明の超伝導コイルの冷却構造は
上記（１）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板の前記
超伝導コイルに接着接続する部分をテーパー状に削いだ
構造とした。
上記（１）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板の前記
超伝導コイルに接着接続する部分をテーパー状に削いだ
構造とした。
【００１２】（４）本発明の超伝導コイルの冷却構造は
上記（３）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板の中央
部が絶縁材で含浸されない。
上記（３）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板の中央
部が絶縁材で含浸されない。
【００１３】（５）本発明の超伝導コイルの冷却構造は
上記（１）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板を平板
状とし、超伝導コイルのユニット同士の間に挿入した。
上記（１）に記載の構造であり、かつ前記伝熱板を平板
状とし、超伝導コイルのユニット同士の間に挿入した。
【００１４】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の第１の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導
コイルの構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観
図、（ｂ）は伝熱板を示す図である。
発明の第１の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導
コイルの構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観
図、（ｂ）は伝熱板を示す図である。
【００１５】図１の構成では、銅やアルミ（アルミニウ
ム）等の良熱伝導性の心材１１を絶縁被覆（ホルマール
等）１２した導線１３を複数本束ね、全体をエポキシ樹
脂等の絶縁材１４で含浸した構造の伝熱板５において、
片側５１を超伝導コイル３（もしくはその外側に一体化
された冷却板４）の外形（外周のＲ部）形状に合わせて
端面機械加工したものを、超伝導コイル３（もしくはそ
の外側の冷却板４）の外周部にエポキシ等の伝熱性のあ
る接着剤または挿入剤を薄く塗布することで薄い層状に
密接着させ、かつ支持部材（図示せず）で固定し、もう
一方の端面５２は表面に絶縁皮膜を施した後に、冷凍機
低温端６に連結した冷却構造をなす。また、熱接触を向
上させるために、連結部にインジウム等の軟金属１７を
挿入することもある。
ム）等の良熱伝導性の心材１１を絶縁被覆（ホルマール
等）１２した導線１３を複数本束ね、全体をエポキシ樹
脂等の絶縁材１４で含浸した構造の伝熱板５において、
片側５１を超伝導コイル３（もしくはその外側に一体化
された冷却板４）の外形（外周のＲ部）形状に合わせて
端面機械加工したものを、超伝導コイル３（もしくはそ
の外側の冷却板４）の外周部にエポキシ等の伝熱性のあ
る接着剤または挿入剤を薄く塗布することで薄い層状に
密接着させ、かつ支持部材（図示せず）で固定し、もう
一方の端面５２は表面に絶縁皮膜を施した後に、冷凍機
低温端６に連結した冷却構造をなす。また、熱接触を向
上させるために、連結部にインジウム等の軟金属１７を
挿入することもある。
【００１６】図１の構成では、超伝導コイル３の外周部
に被覆導線（心材は銅、アルミ等の良伝導材）を巻きま
わした構造の冷却板４が配設され、一体的にエポキシ等
で含浸されている。なお、冷却板４を省略することもあ
る。
に被覆導線（心材は銅、アルミ等の良伝導材）を巻きま
わした構造の冷却板４が配設され、一体的にエポキシ等
で含浸されている。なお、冷却板４を省略することもあ
る。
【００１７】一方、銅やアルミの心材１１を絶縁被覆１
２した導線１３を複数本束ね、全体をエポキシ樹脂等の
絶縁材１４で含浸し固着した構造の伝熱板５とし、その
片側５１は超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板
４）の外形形状に合わせて端面加工されている。これを
超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）の外周
部に合わせ、エポキシ樹脂等で薄い層状に密接着させ、
かつ支持部材（図示せず）で固定する。
２した導線１３を複数本束ね、全体をエポキシ樹脂等の
絶縁材１４で含浸し固着した構造の伝熱板５とし、その
片側５１は超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板
４）の外形形状に合わせて端面加工されている。これを
超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）の外周
部に合わせ、エポキシ樹脂等で薄い層状に密接着させ、
かつ支持部材（図示せず）で固定する。
【００１８】伝熱板５のもう一方の端面５２は、エポキ
シ樹脂等で絶縁皮膜した後に冷凍機低温端６に連結す
る。このとき、熱接触を向上させるために、連結部にイ
ンジウム等の軟金属１７を挿入することもある。
シ樹脂等で絶縁皮膜した後に冷凍機低温端６に連結す
る。このとき、熱接触を向上させるために、連結部にイ
ンジウム等の軟金属１７を挿入することもある。
【００１９】本第１の実施の形態によれば、冷却板から
伝熱板に至る冷却通路が、冷却板導線心材→冷却板導線
絶縁被覆→エポキシ等の接着材→伝熱板導線心材とな
り、従来例に比べて簡略化され、伝熱性が向上する。ま
た、簡略化により部品点数が減り、価格低減の効果があ
る。
伝熱板に至る冷却通路が、冷却板導線心材→冷却板導線
絶縁被覆→エポキシ等の接着材→伝熱板導線心材とな
り、従来例に比べて簡略化され、伝熱性が向上する。ま
た、簡略化により部品点数が減り、価格低減の効果があ
る。
【００２０】なお、渦電流損失は、無限長モデルにおい
て一般に下式で表される。
て一般に下式で表される。
【００２１】
【数１】
【００２２】Ｑeddy ：渦電流損失 ρ ：比抵抗 Ｂ ：磁場 Ｗ ：板幅 したがって、板幅Ｗ（心材１１の径に相当）を細くする
ことにより、渦電流損失を低減できる。心材１１が電気
的に接触していれば大きな幅を持った従来の冷却板と同
じになってしまい、渦電流損失の低減効果がない。その
ため、電気的に絶縁する必要があり、心材１１に絶縁被
覆１２を施している。
ことにより、渦電流損失を低減できる。心材１１が電気
的に接触していれば大きな幅を持った従来の冷却板と同
じになってしまい、渦電流損失の低減効果がない。その
ため、電気的に絶縁する必要があり、心材１１に絶縁被
覆１２を施している。
【００２３】このように実効的に分割構造とした冷却板
４や伝熱板５により、冷却板４部や伝熱板５部での渦電
流が低減され、高速の励消磁（磁場変化）に対して安定
した運転のできる冷凍機伝導冷却型の超伝導コイル装置
を提供できる。
４や伝熱板５により、冷却板４部や伝熱板５部での渦電
流が低減され、高速の励消磁（磁場変化）に対して安定
した運転のできる冷凍機伝導冷却型の超伝導コイル装置
を提供できる。
【００２４】（第２の実施の形態）図２は、本発明の第
２の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図、（ｂ）
は伝熱板を示す図である。
２の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図、（ｂ）
は伝熱板を示す図である。
【００２５】図２の構成では、銅やアルミ（アルミニウ
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
束ね、全体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸した構
造の伝熱板５において、片側面５１を超伝導コイル３
（もしくはその外側の冷却板４）の外形形状（および寸
法）に合わせて端面機械加工し、もう一方の端面５２は
冷凍機低温端６の外形形状（および寸法）に合わせて機
械加工により外形変換したもので、それぞれ、超伝導コ
イル３に接着しまた冷凍機低温端６に連結した冷却構造
をなす。また、熱接触を向上させるために、連結部にイ
ンジウム等の軟金属１７を挿入することもある。
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
束ね、全体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸した構
造の伝熱板５において、片側面５１を超伝導コイル３
（もしくはその外側の冷却板４）の外形形状（および寸
法）に合わせて端面機械加工し、もう一方の端面５２は
冷凍機低温端６の外形形状（および寸法）に合わせて機
械加工により外形変換したもので、それぞれ、超伝導コ
イル３に接着しまた冷凍機低温端６に連結した冷却構造
をなす。また、熱接触を向上させるために、連結部にイ
ンジウム等の軟金属１７を挿入することもある。
【００２６】図２の構成については、第１の実施の形態
に対し伝熱板５の部分のみ説明を加える。銅やアルミの
心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本束ね、全
体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸し固着した構造
の伝熱板５とし、その片側は超伝導コイル３（もしくは
その外側の冷却板４）の外形寸法に合わせた形状とし、
もう一方は冷凍機の低温端６の外形寸法に合わせた形状
としている。したがって、被覆導線１３を束ねる時に中
央部で徐々に形状を変換している。この伝熱板５におい
て、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）の
外形形状に合わせて端面加工されており、これを超伝導
コイル３（もしくはその外側の冷却板４）外周部に合わ
せ、エポキシ等で薄い層状に密接着させ、かつ支持部材
（図示せず）で固定する。
に対し伝熱板５の部分のみ説明を加える。銅やアルミの
心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本束ね、全
体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸し固着した構造
の伝熱板５とし、その片側は超伝導コイル３（もしくは
その外側の冷却板４）の外形寸法に合わせた形状とし、
もう一方は冷凍機の低温端６の外形寸法に合わせた形状
としている。したがって、被覆導線１３を束ねる時に中
央部で徐々に形状を変換している。この伝熱板５におい
て、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）の
外形形状に合わせて端面加工されており、これを超伝導
コイル３（もしくはその外側の冷却板４）外周部に合わ
せ、エポキシ等で薄い層状に密接着させ、かつ支持部材
（図示せず）で固定する。
【００２７】伝熱板５のもう一方の端面は、冷凍機低温
端６に合わせて連結する。この時、熱接触を向上させる
ために、連結部にインジウム等の軟金属１７を挿入する
こともある。
端６に合わせて連結する。この時、熱接触を向上させる
ために、連結部にインジウム等の軟金属１７を挿入する
こともある。
【００２８】本第２の実施の形態によれば、第１の実施
の形態と同様の作用効果を奏するとともに、超伝導コイ
ル（もしくはその外側の冷却板）側と冷凍機の低温端側
ともに、外形（コイルの軸方向）全体に伝熱板を接続で
きるので、伝熱板の全面が伝熱有効面になり伝熱量を最
大限にとれる。
の形態と同様の作用効果を奏するとともに、超伝導コイ
ル（もしくはその外側の冷却板）側と冷凍機の低温端側
ともに、外形（コイルの軸方向）全体に伝熱板を接続で
きるので、伝熱板の全面が伝熱有効面になり伝熱量を最
大限にとれる。
【００２９】（第３の実施の形態）図３は、本発明の第
３の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図、（ｂ）
は伝熱板を示す図である。
３の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図、（ｂ）
は伝熱板を示す図である。
【００３０】図３の構成では、銅やアルミ（アルミニウ
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
束ね、全体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸した構
造の伝熱板５において、片側面５１を超伝導コイル３
（もしくはその外側の冷却板４）の外形幅に合わせた形
状とし、もう一方の端面５２は冷凍機低温端６の形状に
合わせて外形変換したものとしている。さらに、超伝導
コイル３（もしくはその外側の冷却板４）に接着する部
分をテーパ状に薄く削いだ形状とし、これにより可撓性
を与え、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板
４）に添わせて巻き付け接着し、固定した冷却構造をな
している。
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
束ね、全体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸した構
造の伝熱板５において、片側面５１を超伝導コイル３
（もしくはその外側の冷却板４）の外形幅に合わせた形
状とし、もう一方の端面５２は冷凍機低温端６の形状に
合わせて外形変換したものとしている。さらに、超伝導
コイル３（もしくはその外側の冷却板４）に接着する部
分をテーパ状に薄く削いだ形状とし、これにより可撓性
を与え、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板
４）に添わせて巻き付け接着し、固定した冷却構造をな
している。
【００３１】図３の構成については、第２の実施の形態
に対し伝熱板５の部分のみ説明を加える。銅やアルミの
心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本束ね、全
体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸し固着した構造
の伝熱板５とし、その片側は超伝導コイル３（もしくは
その外側の冷却板４）の外形幅寸法に合わせた形状と
し、もう一方は冷凍機の低温端６の外形寸法に合わせた
形状としている。したがって、被覆導線１３を束ねる時
に中央部で徐々に形状を変換している。この伝熱板５に
おいて、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板
４）に接着する部分をテーパー状に薄く削ぎ、これを超
伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）外周に添
わせて巻き付ける。この際、エポキシ等で薄い層状に密
接着させ、かつ支持部材（図示せず）で固定する。な
お、被覆導線１３の全数は伝熱板５に亘って同一であ
る。
に対し伝熱板５の部分のみ説明を加える。銅やアルミの
心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本束ね、全
体をエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸し固着した構造
の伝熱板５とし、その片側は超伝導コイル３（もしくは
その外側の冷却板４）の外形幅寸法に合わせた形状と
し、もう一方は冷凍機の低温端６の外形寸法に合わせた
形状としている。したがって、被覆導線１３を束ねる時
に中央部で徐々に形状を変換している。この伝熱板５に
おいて、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板
４）に接着する部分をテーパー状に薄く削ぎ、これを超
伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）外周に添
わせて巻き付ける。この際、エポキシ等で薄い層状に密
接着させ、かつ支持部材（図示せず）で固定する。な
お、被覆導線１３の全数は伝熱板５に亘って同一であ
る。
【００３２】伝熱板５のもう一方の端面は、冷凍機低温
端６に合わせて連結する。この時、熱接触を向上させる
ために、連結部にインジウム等の軟金属１７を挿入する
こともある。
端６に合わせて連結する。この時、熱接触を向上させる
ために、連結部にインジウム等の軟金属１７を挿入する
こともある。
【００３３】本第３の実施の形態によれば、第２の実施
の形態と基本的に同様の作用効果を奏するとともに、第
２の実施の形態では接着するべき面が正しく加工されて
いないと部分的に浮き上がった形となり所定の熱伝導が
得られない場合があるが、本構造によれば、その可撓性
により超伝導コイル（冷却板）側となじみ良く接合さ
れ、確実に熱伝導性が得られる。
の形態と基本的に同様の作用効果を奏するとともに、第
２の実施の形態では接着するべき面が正しく加工されて
いないと部分的に浮き上がった形となり所定の熱伝導が
得られない場合があるが、本構造によれば、その可撓性
により超伝導コイル（冷却板）側となじみ良く接合さ
れ、確実に熱伝導性が得られる。
【００３４】（第４の実施の形態）図４は、本発明の第
４の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図、（ｂ）
は伝熱板を示す図である。
４の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図、（ｂ）
は伝熱板を示す図である。
【００３５】図４の構成では、銅やアルミ（アルミニウ
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
束ね、中央部５３を除いてエポキシ樹脂等の絶縁材１４
で含浸した構造の伝熱板５において、片側面５１を超伝
導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）の外形幅に
合わせた形状とし、もう一方の端面５２は冷凍機低温端
６の形状に合わせて外形変換したものとしている。さら
に、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）に
接着する部分をテーパ状に薄く削いだ形状とし、これに
より可撓性を与え、超伝導コイル３（もしくはその外側
の冷却板４）に添わせて巻き付け接着し、固定した冷却
構造をなしている。
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
束ね、中央部５３を除いてエポキシ樹脂等の絶縁材１４
で含浸した構造の伝熱板５において、片側面５１を超伝
導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）の外形幅に
合わせた形状とし、もう一方の端面５２は冷凍機低温端
６の形状に合わせて外形変換したものとしている。さら
に、超伝導コイル３（もしくはその外側の冷却板４）に
接着する部分をテーパ状に薄く削いだ形状とし、これに
より可撓性を与え、超伝導コイル３（もしくはその外側
の冷却板４）に添わせて巻き付け接着し、固定した冷却
構造をなしている。
【００３６】図４の構成については、第３の実施の形態
に対し伝熱板５の部分のみ説明を加える。銅やアルミの
心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本束ね、中
央部５３を除いてエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸し
固着した構造の伝熱板５としている。それ以外の構成は
第３の実施の形態と同じである。中央部５３はエポキシ
等の絶縁材で含浸されておらず、複数本の被覆導線がた
だ束ねられた状態である。これにより、この部分での可
撓性が得られる。
に対し伝熱板５の部分のみ説明を加える。銅やアルミの
心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本束ね、中
央部５３を除いてエポキシ樹脂等の絶縁材１４で含浸し
固着した構造の伝熱板５としている。それ以外の構成は
第３の実施の形態と同じである。中央部５３はエポキシ
等の絶縁材で含浸されておらず、複数本の被覆導線がた
だ束ねられた状態である。これにより、この部分での可
撓性が得られる。
【００３７】本第４の実施の形態によれば、第３の実施
の形態と基本的に同様の作用効果を奏するとともに、エ
ポキシ等で含浸されていない中央部は可撓性が高いの
で、超伝導コイル側と冷凍機側を組み立てる際に、伝熱
板自身で寸法調整が可能であり組み立て性が極めて高
い。すなわち、超伝導コイルや冷凍機等の設置精度は粗
くてよいので、コスト削減の効果がある。
の形態と基本的に同様の作用効果を奏するとともに、エ
ポキシ等で含浸されていない中央部は可撓性が高いの
で、超伝導コイル側と冷凍機側を組み立てる際に、伝熱
板自身で寸法調整が可能であり組み立て性が極めて高
い。すなわち、超伝導コイルや冷凍機等の設置精度は粗
くてよいので、コスト削減の効果がある。
【００３８】（第５の実施の形態）図５は、本発明の第
５の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図並びに断
面図、（ｂ）は伝熱板を示す図である。
５の実施の形態に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コイルの
構成を示す図であり、（ａ）は組み立て外観図並びに断
面図、（ｂ）は伝熱板を示す図である。
【００３９】図５の構成では、銅やアルミ（アルミニウ
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
で一層（もしくは数層）に並べ、これを一体化するため
に薄くエポキシ等の絶縁材１４で含浸して薄い平板状の
構造の伝熱板５とし（配線用フラットケーブルのイメー
ジ）、これを超伝導コイルの単位ユニット３ａの間に挿
入・組み立てた構造の超伝導コイル３としている。さら
に、超伝導コイル３からはみ出した部分を丸めて束ね、
冷凍機の低温端面６側へ連結する。
ム）等の心材１１を絶縁被覆１２した導線１３を複数本
で一層（もしくは数層）に並べ、これを一体化するため
に薄くエポキシ等の絶縁材１４で含浸して薄い平板状の
構造の伝熱板５とし（配線用フラットケーブルのイメー
ジ）、これを超伝導コイルの単位ユニット３ａの間に挿
入・組み立てた構造の超伝導コイル３としている。さら
に、超伝導コイル３からはみ出した部分を丸めて束ね、
冷凍機の低温端面６側へ連結する。
【００４０】図５の構成では、銅またはアルミ等の金属
線の心材１１にホルマール等の絶縁材１２が塗布された
複数本の絶縁被覆導線１３を一層（または数層）に密に
並べ、これを出来るだけ薄くエポキシ等の絶縁材１４で
含浸し平板状の伝熱板５としている。
線の心材１１にホルマール等の絶縁材１２が塗布された
複数本の絶縁被覆導線１３を一層（または数層）に密に
並べ、これを出来るだけ薄くエポキシ等の絶縁材１４で
含浸し平板状の伝熱板５としている。
【００４１】超伝導コイル３は、例えばダブルパンケー
キ型構造の場合、複数のユニット３ａを軸方向に積み上
げ、組立て・固定するが、このユニット３ａ同士の間に
上記の平板状の伝熱板５を挿入し締め上げる。
キ型構造の場合、複数のユニット３ａを軸方向に積み上
げ、組立て・固定するが、このユニット３ａ同士の間に
上記の平板状の伝熱板５を挿入し締め上げる。
【００４２】コイル３からはみ出した側の伝熱板５は適
当な位置において、その可撓性を利用して丸めた形（図
示せず）にし、一括して冷凍機の低温端面６側に導き連
結する。
当な位置において、その可撓性を利用して丸めた形（図
示せず）にし、一括して冷凍機の低温端面６側に導き連
結する。
【００４３】本第５の実施の形態によれば、コイルユニ
ット同士の間に伝熱板を挿入できるので、超伝導コイル
の励消磁時にコイル自身で発生する交流損を効率的に外
部に伝熱させ得ると共に、伝熱板での渦電流発熱が小さ
い。また、可撓性があるので、コイル外部で伝熱板を丸
めた形にでき、冷凍機低温端までの引き回し、連結が簡
便で、組み立て性が良い。
ット同士の間に伝熱板を挿入できるので、超伝導コイル
の励消磁時にコイル自身で発生する交流損を効率的に外
部に伝熱させ得ると共に、伝熱板での渦電流発熱が小さ
い。また、可撓性があるので、コイル外部で伝熱板を丸
めた形にでき、冷凍機低温端までの引き回し、連結が簡
便で、組み立て性が良い。
【００４４】本発明は上記各実施の形態のみに限定され
ず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。
ず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。
【００４５】
【発明の効果】本発明の超伝導コイルの冷却構造によれ
ば、冷却通路が簡略化され伝熱性が向上するとともに、
高速の励消磁運転を行なうことができる。
ば、冷却通路が簡略化され伝熱性が向上するとともに、
高速の励消磁運転を行なうことができる。
【００４６】本発明の超伝導コイルの冷却構造によれ
ば、伝熱板の全面が伝熱有効面になり伝熱量を最大限に
とることができる。
ば、伝熱板の全面が伝熱有効面になり伝熱量を最大限に
とることができる。
【００４７】本発明の超伝導コイルの冷却構造によれ
ば、伝熱板と超伝導コイルの接続面積が増大し、かつ可
撓性が与えられて接着面とのなじみ性が向上する。
ば、伝熱板と超伝導コイルの接続面積が増大し、かつ可
撓性が与えられて接着面とのなじみ性が向上する。
【００４８】本発明の超伝導コイルの冷却構造によれ
ば、中央部の可撓性が高くなるため、超伝導コイル側と
冷凍機側を組み立てる際に伝熱板自身で寸法調整が可能
であり、組み立て性が極めて良好になる。
ば、中央部の可撓性が高くなるため、超伝導コイル側と
冷凍機側を組み立てる際に伝熱板自身で寸法調整が可能
であり、組み立て性が極めて良好になる。
【００４９】本発明の超伝導コイルの冷却構造によれ
ば、超伝導コイルの励消磁時にコイル自身で発生する交
流損を効率的に外部に伝熱させ得ると共に、伝熱板での
渦電流発熱が小さくなる。また、可撓性があるので、組
立て性が良好になる。
ば、超伝導コイルの励消磁時にコイル自身で発生する交
流損を効率的に外部に伝熱させ得ると共に、伝熱板での
渦電流発熱が小さくなる。また、可撓性があるので、組
立て性が良好になる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍機伝導冷
却型超伝導コイルの構成を示す図。
却型超伝導コイルの構成を示す図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る冷凍機伝導冷
却型超伝導コイルの構成を示す図。
却型超伝導コイルの構成を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る冷凍機伝導冷
却型超伝導コイルの構成を示す図。
却型超伝導コイルの構成を示す図。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る冷凍機伝導冷
却型超伝導コイルの構成を示す図。
却型超伝導コイルの構成を示す図。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る冷凍機伝導冷
却型超伝導コイルの構成を示す図。
却型超伝導コイルの構成を示す図。
【図６】第１の従来例に係る冷凍機伝導冷却型超伝導コ
イルの一般構成を示す図。
イルの一般構成を示す図。
【図７】第２の従来例に係る第１の従来例に対する対策
構造を示す図。
構造を示す図。
１…真空容器 ２…サーマルシールド ３…超伝導コイル ４…冷却板 ５…伝熱板 ６…冷凍機低温端 ７…熱スイッチ ８…電流リード １１…心材 １２…絶縁被覆 １３…導線 １４…絶縁材 １６…絶縁伝熱部材 １７…軟金属
Claims (5)
- 【請求項１】伝熱板の片側を超伝導コイルの外形に合わ
せて端面加工し、前記伝熱板の導線心材を前記超伝導コ
イルに接着したことを特徴とする超伝導コイルの冷却構
造。 - 【請求項２】前記伝熱板の両端面を、それらの接続部の
外形と合わせた形状としたことを特徴とする請求項１に
記載の超伝導コイルの冷却構造。 - 【請求項３】前記伝熱板の前記超伝導コイルに接着接続
する部分をテーパー状に削いだ構造としたことを特徴と
する請求項１に記載の超伝導コイルの冷却構造。 - 【請求項４】前記伝熱板の中央部が絶縁材で含浸されな
いことを特徴とする請求項３に記載の超伝導コイルの冷
却構造。 - 【請求項５】前記伝熱板を平板状とし、超伝導コイルの
ユニット同士の間に挿入したことを特徴とする請求項１
に記載の超伝導コイルの冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36810299A JP2001185414A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 超伝導コイルの冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36810299A JP2001185414A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 超伝導コイルの冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001185414A true JP2001185414A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18490986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36810299A Withdrawn JP2001185414A (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 超伝導コイルの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001185414A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005353931A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Japan Superconductor Technology Inc | 超電導コイルの伝熱構造及び超電導マグネット |
| JP2006165098A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | 熱伝導体およびその製造方法 |
| JP2009170619A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Toshiba Corp | 超電導コイル装置 |
| JP2011155117A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Fdk Corp | コイルの放熱構造 |
| JP2015012199A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 株式会社東芝 | 超電導コイル装置 |
| JP7409968B2 (ja) | 2020-05-28 | 2024-01-09 | 株式会社日立製作所 | 複合材料体およびこれを備える超電導磁石 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36810299A patent/JP2001185414A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005353931A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Japan Superconductor Technology Inc | 超電導コイルの伝熱構造及び超電導マグネット |
| JP2006165098A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | 熱伝導体およびその製造方法 |
| JP4559834B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2010-10-13 | 株式会社東芝 | 熱伝導体の製造方法 |
| JP2009170619A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Toshiba Corp | 超電導コイル装置 |
| JP2011155117A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Fdk Corp | コイルの放熱構造 |
| JP2015012199A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 株式会社東芝 | 超電導コイル装置 |
| JP7409968B2 (ja) | 2020-05-28 | 2024-01-09 | 株式会社日立製作所 | 複合材料体およびこれを備える超電導磁石 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6509665B1 (en) | Motor having stator with insulator of high heat-conductivity | |
| US6744158B2 (en) | Electric machine with cooling rings | |
| US20100277004A1 (en) | Planar coil and contactless electric power transmission device using the same | |
| US8255024B2 (en) | Resistive superconducting current-limiter device with bifilar coil winding composed of HTS ribbon conductors and turn separator | |
| EP1489693B1 (en) | joint structure of superconducting cable and insulating spacer for connecting superconducting cable | |
| JPH11186025A (ja) | 超電導コイル | |
| US6333589B1 (en) | Laminated piezoelectric transformer and method for manufacturing the same | |
| US20160118172A1 (en) | Superconducting Coil Device With Coil Winding And Production Method | |
| JP2001244109A (ja) | 高温超電導コイル装置 | |
| JP2001185414A (ja) | 超伝導コイルの冷却構造 | |
| JP2012038812A (ja) | 超電導コイル装置 | |
| JP3151159B2 (ja) | 超電導電流リード | |
| JP2001093721A (ja) | 高温超電導マグネット | |
| JPH11260162A (ja) | 超伝導電流リード | |
| US20150279533A1 (en) | Superconducting coil device having a coil winding | |
| WO2004003946A1 (en) | Bobbin for superconductive magnet using gifford-mcmahon cryocooler | |
| JP2000114027A (ja) | 超伝導コイル装置 | |
| JPH11135318A (ja) | 超電導磁石 | |
| JP2002270422A (ja) | 超電導装置および超電導装置の冷却システム | |
| JPH06174349A (ja) | 超電導マグネット装置 | |
| JP4559834B2 (ja) | 熱伝導体の製造方法 | |
| JP3120626B2 (ja) | 酸化物超電導導体 | |
| JPH10116725A (ja) | 超電導磁石装置 | |
| JPS61271804A (ja) | 超電導電磁石 | |
| JPS6215803A (ja) | 超電導コイル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |