JP2014049570A - Spool of superconducting magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、NMR、MRI等に用いられる超電導マグネットの巻枠及び超電導マグネットに関するものである。 The present invention relates to a superconducting magnet winding frame and a superconducting magnet used for NMR, MRI and the like.
従来、NMR、MRI等に用いられる超電導マグネットとして、特許文献1に記載されるものが、知られている。この超電導マグネットは、図6に示すような巻枠1と、超電導コイル2と、を備え、この超電導コイル2は前記巻枠1に巻き付けられる超電導線材により構成される。前記巻枠1は、円筒状の外周面を有する胴部と、この胴部の軸方向両端にそれぞれ位置して当該胴部の外周面から径方向外向きに突出する一対のフランジ部と、を有し、これらフランジ部同士の間で前記胴部の外周面上に前記超電導線材が巻回される。
Conventionally, as a superconducting magnet used for NMR, MRI, etc., what is described in Patent Document 1 is known. The superconducting magnet includes a winding frame 1 as shown in FIG. 6 and a
このような超電導マグネットでは、超電導状態において前記超電導線材に大電流が流れ、かつ、これにより強い磁場が形成されるため、当該磁場と電流とによる相互作用によって当該超電導線材に非常に大きな電磁力(ローレンツ力)が作用する。具体的に、前記超電導コイル2には軸方向の圧縮力及び径方向外向きの力が作用する。このローレンツ力は、超電導マグネット全体が常伝導状態に転位する、いわゆるクエンチ現象を招くおそれがある。具体的に、前記ローレンツ力は、前記超電導線材が初期の巻線状態から変位する、いわゆるワイヤモーションの発生を促し、このワイヤモーションに伴う摩擦熱が超電導線材の一部の温度を臨界温度以上の温度まで上昇させて電気抵抗を発生させるおそれがある。このような電気抵抗をもつ部分すなわち常伝導部分に電流が流れることにより自己発熱が誘発され、これにより不可逆的な温度上昇過程に突入し、最終的には超電導マグネット全体が常伝導状態に転位する、すなわちクエンチが生ずる、おそれがある。このようなクエンチが発生した後に超電導マグネットを正常な運転状態に戻すには、冷却用の液体ヘリウムの再注入などが必要となり、大幅なコストの増大は免れ得ない。
In such a superconducting magnet, a large current flows through the superconducting wire in the superconducting state, and a strong magnetic field is thereby formed. Therefore, a very large electromagnetic force (on the superconducting wire due to the interaction between the magnetic field and the current ( Lorentz force). Specifically, an axial compressive force and a radially outward force act on the
前記ローレンツ力に起因するクエンチの発生を抑止する手段として、前記特許文献1には、図6に示すように、前記超電導コイル2の外周にステンレス鋼や銅等からなるバインド線3を巻いて当該超電導コイル2を外側から拘束することが記載されている。しかし、当該バインド線3による拘束では、クエンチ発生の根本的な要因を解消することにはならない。このバインド線3の巻付けは、当該バインド線3と超電導コイル2の最外層との界面における応力の集中を招き、この界面において新たな摩擦の原因を生じさせるおそれがある。また、超電導コイル2に加えてその周囲にさらにバインド線3を強力に(ローレンツ力に抗して超電導コイル2を拘束できる程度の力で)巻き付けるには多大な手間と大掛かりな装置が必要であり、却ってコストの上昇を招くおそれもある。
As means for suppressing the occurrence of quenching due to the Lorentz force, in Patent Document 1, a
本発明は、このような事情に鑑み、ローレンツ力に起因するクエンチの発生を有効に抑止することが可能な超電導マグネットの巻枠及び当該巻枠を備えた超電導マグネットの提供を目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a superconducting magnet winding frame capable of effectively suppressing the occurrence of quenching due to Lorentz force and a superconducting magnet including the winding frame.
本発明が提供する巻枠は、超電導コイルとともに超電導マグネットを構成するものであって、円筒状の外周面を有してその外周面上に前記超電導コイルを構成する超電導線材が巻き付けられる胴部と、この胴部の軸方向の両端に位置して当該胴部の外周面よりも径方向外向きに突出するフランジ部と、を備える。さらにその特徴として、前記胴部及び前記フランジ部の少なくとも一方は、強磁性材料からなる可磁化部を含み、この可磁化部は前記超電導コイルの通電により形成される磁界により磁化されて当該超電導コイルに作用するローレンツ力を相殺するような引力を当該超電導コイルに及ぼすように配置される。 A winding frame provided by the present invention constitutes a superconducting magnet together with a superconducting coil, and has a cylindrical outer peripheral surface on which a superconducting wire constituting the superconducting coil is wound on the outer peripheral surface; And a flange portion that is located at both ends in the axial direction of the body portion and protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the body portion. Further, as a feature thereof, at least one of the body portion and the flange portion includes a magnetizable portion made of a ferromagnetic material, and the magnetizable portion is magnetized by a magnetic field formed by energization of the superconducting coil, and the superconducting coil. The superconducting coil is arranged so as to exert an attractive force that cancels out the Lorentz force acting on the superconducting coil.
また本発明が提供する超電導マグネットは、前記の巻枠と、この巻枠の胴部の外周面上に巻き付けられる超電導線材により構成される超電導コイルと、を備えるものである。 A superconducting magnet provided by the present invention includes the above-described winding frame and a superconducting coil formed of a superconducting wire wound around the outer peripheral surface of the body portion of the winding frame.
前記巻枠及びこれを備えた超電導マグネットでは、当該巻枠の胴部の周囲に設けられる超電導コイルの通電により形成される磁界を利用して当該巻枠のフランジ部や胴部に含まれる可磁化部を磁化させることにより、当該超電導コイルに発生するローレンツ力を相殺するような磁力すなわち前記可磁化部による引力を生成することができる。従って、特別な拘束部材を付加することなく、クエンチの要因になるローレンツ力そのものを減らすことができ、クエンチ防止の抜本的な解決を図ることができる。 In the winding frame and the superconducting magnet provided with the winding frame, the magnetizable components included in the flange portion and the trunk portion of the winding frame using a magnetic field formed by energization of a superconducting coil provided around the trunk portion of the winding frame. By magnetizing the part, it is possible to generate a magnetic force that cancels out the Lorentz force generated in the superconducting coil, that is, an attractive force by the magnetizable part. Therefore, the Lorentz force itself that becomes a cause of quenching can be reduced without adding a special restraining member, and a drastic solution for quench prevention can be achieved.
具体的には、前記両フランジ部の少なくとも一方、好ましくは双方のフランジ部が前記可磁化部を有し、当該フランジ部の可磁化部が磁化されることにより前記超電導コイルを軸方向外側から引きつける引力を生成するものが、好適である。このフランジ部に含まれる可磁化部は、前記超電導コイルに発生するローレンツ力のうちの軸方向の圧縮力を有効に減らすことができる。 Specifically, at least one of the flange portions, preferably both flange portions have the magnetizable portion, and the magnetizable portion of the flange portion is magnetized to attract the superconducting coil from the outside in the axial direction. Those that generate attractive forces are preferred. The magnetizable portion included in the flange portion can effectively reduce the axial compressive force of the Lorentz force generated in the superconducting coil.
前記フランジ部は、当該フランジ部全体が強磁性材料で形成されることにより前記可磁化部を含むこともできるし、当該フランジ部が前記可磁化部を構成する強磁性材料を内蔵することも可能であるが、好ましくは、本発明に係る巻枠が、非磁性材料からなり、前記円筒状外周面を有する本体胴部及びこの本体胴部の軸方向両端に位置して前記円筒状外周面から径方向外向きに突出する本体フランジ部を有する巻枠本体と、前記強磁性材料からなる可磁化板と、を有し、この可磁化板が前記両本体フランジ部の少なくとも一方の外側面上、好ましくは双方の本体フランジ部の外側面上、に固定されて当該本体フランジ部とともに前記フランジ部を構成するのが、好ましい。この構造では、材質の選択の自由度が高い巻枠本体の本体胴部の円筒状外周面と両本体フランジ部の内側面とによって、超電導コイルを構成する超電導線材の巻き付け領域を正確に規定することができるとともに、当該本体フランジ部の一方または双方に前記可磁化板を固定するだけの簡単な構造で、当該フランジ部にローレンツ力の低減に有効な可磁化部を含ませることができる。 The flange portion may include the magnetizable portion by forming the entire flange portion from a ferromagnetic material, or the flange portion may incorporate a ferromagnetic material constituting the magnetizable portion. However, preferably, the reel according to the present invention is made of a non-magnetic material, and has a main body body having the cylindrical outer peripheral surface and axially opposite ends of the main body body from the cylindrical outer peripheral surface. A reel body having a main body flange portion projecting radially outward, and a magnetizable plate made of the ferromagnetic material, and the magnetizable plate is on at least one outer surface of the two main body flange portions; It is preferable that the flange portion be configured together with the main body flange portion by being fixed on the outer surfaces of both the main body flange portions. In this structure, the winding area of the superconducting wire constituting the superconducting coil is accurately defined by the cylindrical outer peripheral surface of the main body of the reel body and the inner surface of both main body flanges with a high degree of freedom in selecting the material. In addition, it is possible to include a magnetizable portion effective in reducing the Lorentz force in the flange portion with a simple structure in which the magnetizable plate is fixed to one or both of the main body flange portions.
また本発明では、前記胴部が前記可磁化部を有し、当該胴部の可磁化部が磁化されることにより前記超電導コイルを径方向内側から引きつける引力を生成するものも、好適である。このフランジ部に含まれる可磁化部は、前記超電導コイルに発生するローレンツ力のうちの径方向外向きの力を有効に減らすことができる。 In the present invention, it is also preferable that the barrel portion has the magnetizable portion, and the magnetizable portion of the barrel portion is magnetized to generate an attractive force that attracts the superconducting coil from the inside in the radial direction. The magnetizable portion included in the flange portion can effectively reduce the radially outward force of the Lorentz force generated in the superconducting coil.
前記胴部は、当該胴部全体が強磁性材料で形成されることにより前記可磁化部を含むこともできるし、当該胴部が前記可磁化部を構成する強磁性材料を内蔵することも可能であるが、好ましくは、本発明に係る巻枠が、非磁性材料からなり、前記円筒状外周面及び円筒状内周面を有する筒状の本体胴部及びこの本体胴部の軸方向両端に位置して前記円筒状外周面から径方向外向きに突出する本体フランジ部を有する巻枠本体と、前記強磁性材料からなり、前記本体胴部の内側面上に固定されて当該本体胴部とともに前記胴部を構成する可磁化筒と、を有するものが、好適である。この構造では、材質の選択の自由度が高い巻枠本体の本体胴部の円筒状外周面と両本体フランジ部の内側面とによって、超電導コイルを構成する超電導線材の巻き付け領域を正確に規定することができるとともに、当該本体胴部の内側面上に前記可磁化筒を固定するだけの簡単な構造で、当該胴部に前記ローレンツ力の低減に有効な可磁化部を含ませることができる。 The body portion may include the magnetizable portion by forming the entire body portion from a ferromagnetic material, or the body portion may incorporate a ferromagnetic material constituting the magnetizable portion. Preferably, however, the reel according to the present invention is made of a non-magnetic material and has a cylindrical main body having the cylindrical outer peripheral surface and the cylindrical inner peripheral surface, and axial ends of the main body. A reel body having a main body flange portion positioned and projecting radially outward from the cylindrical outer peripheral surface, and made of the ferromagnetic material, and fixed on the inner side surface of the main body torso together with the main body torso What has the magnetizable cylinder which comprises the said trunk | drum is suitable. In this structure, the winding area of the superconducting wire constituting the superconducting coil is accurately defined by the cylindrical outer peripheral surface of the main body of the reel body and the inner surface of both main body flanges with a high degree of freedom in selecting the material. In addition, it is possible to include a magnetizable portion effective for reducing the Lorentz force in the barrel portion with a simple structure in which the magnetizable cylinder is simply fixed on the inner surface of the body barrel portion.
前記各可磁化部を構成する強磁性材料としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、及びこれらの合金の中から選ばれるものが、好適である。 As the ferromagnetic material constituting each of the magnetizable portions, for example, a material selected from iron, cobalt, nickel, and alloys thereof is preferable.
以上のように、本発明によれば、ローレンツ力に起因するクエンチの発生を有効に抑止することが可能な超電導マグネットの巻枠及び当該巻枠を備えた超電導マグネットが提供される。 As described above, according to the present invention, a winding frame of a superconducting magnet capable of effectively suppressing the occurrence of quenching due to Lorentz force and a superconducting magnet provided with the winding frame are provided.
本発明の実施の形態を図1〜図5を参照しながら説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施の形態に係る超電導マグネットを示す。この超電導マグネットは、巻枠と、超電導コイル50と、により構成される。前記巻枠は、巻枠本体10と、可磁化筒20と、上下一対の可磁化板30A,30Bと、を備え、前記超電導コイル50は、前記巻枠に巻回される超電導線材52により、構成される。
FIG. 1 shows a superconducting magnet according to an embodiment of the present invention. This superconducting magnet is composed of a winding frame and a
前記巻枠本体10は、通常の非磁性材料、例えばアルミニウム合金、ステンレス鋼、FRPにより形成され、本体胴部12と、上下一対の本体フランジ部14A,14Bと、を一体に有する。前記本体胴部12は、円筒形状、すなわち、円筒状外周面および円筒状内周面を有する形状、をなす。前記本体フランジ部14A,14Bは、前記本体胴部12の軸方向の両端(図1では上下方向の両端)に位置し、当該本体胴部12の円筒状外周面から径方向外向きに突出する。この実施形態において、各本体フランジ部14A,14Bの前記円筒状外周面からの突出量はその周方向位置にかかわらず一定である。すなわち各本体フランジ部14A,14Bはドーナツ板状をなす。
The
前記超電導線材52は、前記両本体フランジ部14A,14Bの内側面(図1の姿勢では上側本体フランジ部14Aの下面および下側本体フランジ部14Bの上面)同士の間の領域で前記本体胴部12の外周面上に巻回され、これにより前記超電導コイル50を構成する。この実施の形態では、図1に示す向きで前記超電導線材52の巻回及び通電が行われる。図1において、超電導線材52の各断面に示されるマークのうち、「・」のマークは同断面を電流が手前側に流れることを示し、「×」のマークは同断面を電流が奥側に流れることを示す。従って、図1に示す姿勢で配置される超電導コイル50は、その通電により、前記本体胴部12の内側に上向きの磁場を形成する。
The
前記両可磁化板30A,30Bは、図1及び図2に示すように、前記本体フランジ部14A,14Bの外側面(図1に示す姿勢では上側本体フランジ部14Aの上面及び下側本体フランジ部14Bの下面)上にそれぞれ固定される。可磁化板30Aは上側本体フランジ部14Aとともに巻枠の上側フランジ部を構成し、可磁化板30Bは下側本体フランジ部14Bとともに巻枠の下側フランジ部を構成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
各可磁化板30A,30Bは、強磁性材料からなり、この実施の形態では各本体フランジ部14A,14Bの平面形状と合致する形状すなわちドーナツ板状をなす。そして、前記各本体フランジ部14A,14Bの外側面に重ねられた状態で固定される。その固定手段は特に限定されず、例えば溶接でもよいが、この実施形態では複数のボルト40による締結が行われる。具体的には、各可磁化板30A,30Bにこれを板厚方向に貫通する複数のボルト挿通孔32が設けられ、前記各本体フランジ部14A,14Bにおいて前記各ボルト挿通孔32に対応する位置にそれぞれ外向きに開口するねじ孔18が設けられる。前記各ボルト40は対応するボルト挿通孔32に挿通されて対応するねじ孔18にねじ込まれることにより、各可磁化板30A,30Bを各本体フランジ部14A,14Bの外側面上に固定する。
Each of the
前記可磁化筒20は、図1及び図3に示すように、前記本体胴部12の内側に配置され、当該本体胴部12の内側面(内周面)上に固定され、これにより、当該本体胴部12とともに巻枠の胴部を構成する。可磁化筒20は、強磁性材料からなり、この実施の形態では前記本体胴部12の内側面全体を覆う円筒状をなし、前記本体胴部12の内側面に重ねられた状態で固定される。その固定手段は特に限定されず、例えば溶接でもよいが、この実施形態では前記両可磁化板12と同様に複数のボルト40による締結が行われる。具体的には、前記可磁化筒20にこれを径方向に貫通する複数のボルト挿通孔22が設けられ、前記本体胴部12において前記各ボルト挿通孔22に対応する位置にそれぞれ径方向内向きに開口するねじ孔16が設けられる。前記各ボルト40は対応するボルト挿通孔22に挿通されて対応するねじ孔16にねじ込まれることにより、前記可磁化筒20を前記本体胴部12の内側面上に固定する。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
前記可磁化板30A,30B及び前記可磁化筒20を構成する強磁性材料は特に限定されず、前記超電導コイル50が形成される磁場により磁化されることが可能な程度の強磁性を有すればよい。具体的には、鉄、コバルト、ニッケル、及びこれらの合金の中から選ばれるもの、あるいはこれらと同等の強磁性を呈するもの、が好適である。
The ferromagnetic material constituting the
次に、この超電導マグネットの作用を構成する。 Next, the action of this superconducting magnet is configured.
前記超電導コイル50を構成する超電導線材52にその超電導状態において大電流が流されることにより、巻枠の胴部の内側に強力な磁場が形成されるが、当該大電流は前記超電導線材52に強いローレンツ力を発生させる。具体的に、前記超電導線材52のうち互いに巻枠軸方向に重なる要素間には、これらの要素に同じ向きに流れる電流によって当該要素同士が引き合うような引力が発生し、そのために超電導コイル50全体に軸方向の圧縮力が生ずる。一方、前記超電導線材52のうち巻枠の胴部を挟んで互いに反対側の位置(図1では左右の位置)に配置される要素間には、これらの要素に互いに逆向きに流れる電流によって当該要素同士を離間させるような斥力が発生し、そのために超電導コイル50全体に径方向外向きの力が発生する。これらの力が強大であるほど、クエンチの要因となり得る超電導線材52の変位、いわゆるワイヤモーション、が発生し易くなる。
When a large current is passed through the
しかしながら、この超電導マグネットでは、前記超電導コイル50が形成する磁界が、強磁性材料からなる上下可磁化板30A,30Bおよび可磁化筒20を磁化し、これにより、前記ローレンツ力を低減するような引力を発生させて、当該ローレンツ力に起因するクエンチの発生の有効な抑止を可能にする。具体的に、前記超電導コイル50に図1の「・」マークおよび「×」マークに示すような向きの電流が流されると、当該超電導コイル50は図4及び図5に示すような磁界を形成する。この磁界により、前記上下可磁化板30A,30Bは図4に示すように径方向外向きに磁化され、これにより、超電導コイル50をその軸方向に沿って外側から引きつける引力を生成する。この引力は軸方向のローレンツ力と相殺されて当該ローレンツ力を低減させる。一方、可磁化筒20は図5に示すように上向きに磁化され、これにより、超電導コイル50をその径方向に沿って内側から引きつける引力を生成する。この引力は、径方向のローレンツ力と相殺されて当該ローレンツ力を低減させる。
However, in this superconducting magnet, the magnetic field formed by the
すなわち、この超電導マグネットでは、超電導コイル50が形成する磁界を利用して上下各可磁化板30A,30Bおよび可磁化筒20を磁化することにより、特別な磁気発生装置や拘束部材などを付加することなく、当該超電導コイル50に作用するローレンツ力そのものを低減することができる。従って、当該ローレンツ力に起因するクエンチ発生についての抜本的な解決が達成される。しかも、この効果は、巻枠の上下フランジ部や胴部が強磁性材料からなる可磁化部を含むだけのきわめて簡単な構造で、得られることが可能である。
That is, in this superconducting magnet, the upper and lower
前記上下フランジ部や前記胴部がそれぞれ前記可磁化部を含む構造は、例えば、当該上下フランジ部全体や当該胴部全体が可磁化材料で形成されることや、当該上下フランジ部や当該胴部を構成する材料中に可磁化材料が内蔵(例えば混入)されることによっても、形成されることが可能である。しかし、前記のような非磁性材料からなる巻枠本体10に上下可磁化板30A,30Bや可磁化筒20が付加される構造では、材質の選択の自由度が高い巻枠本体10の本体胴部12の円筒状外周面と両本体フランジ部14A,14Bの内側面とによって、超電導コイル50を構成する超電導線材52の巻き付け領域を正確に規定しながら、当該巻枠本体10に上下可磁化板30A,30Bや可磁化筒20を付加するだけの簡単な構造で、当該フランジ部にローレンツ力の低減に有効な可磁化部を含ませることができる利点がある。
The structure in which the upper and lower flange portions and the body portion each include the magnetizable portion is, for example, that the entire upper and lower flange portions and the entire body portion are formed of a magnetizable material, or the upper and lower flange portions and the body portion. It is also possible to form a magnetizable material by incorporating (eg, mixing) a magnetizable material into the material constituting the material. However, in the structure in which the upper and lower
本発明に係る可磁化部は、巻枠の胴部及び両フランジ部のうちの少なくとも一部に含まれていればよい。例えば、後述の実施例1に示されるように、可磁化部が巻枠の両フランジ部の一方にのみ含まれるだけでもローレンツ力の軸方向成分の低減が可能であり、後述の実施例2に示されるように、巻枠の胴部にのみ可磁化部が含まれるだけでも、ローレンツ力の径方向成分の低減が可能である。また本発明では、複数の可磁化部が前記巻枠の胴部及び両フランジ部の少なくとも一つにおいて分散配置されていてもよい。 The magnetizable portion according to the present invention may be included in at least a part of the body portion and both flange portions of the winding frame. For example, as shown in Example 1 described later, the axial component of the Lorentz force can be reduced even if the magnetizable part is included only in one of both flange portions of the winding frame. As shown, the radial component of the Lorentz force can be reduced even if the magnetizable portion is included only in the body portion of the winding frame. In the present invention, a plurality of magnetizable portions may be dispersedly arranged in at least one of the body portion and both flange portions of the winding frame.
図1に示される巻枠本体10に対して図2に示す上下可磁化板30A,30Bが付加されたものが巻枠として用いられ、これに超電導線材52が巻回されることにより超電導コイル50が形成される。超電導コイル50の内径及び軸長はともに200mm、外径は296mm、超電導コイル50を構成する超電導線材52の材質は銅マトリックスNbTi、被覆線径は0.55mm、上下可磁化板30A,30Bの材質は鉄、板厚は10mmであり、これら可磁化板30A,30Bは前記超電導コイル50の上下端面からそれぞれ5mmずつ離間して配置される。
A structure obtained by adding the upper and lower
この超電導マグネットにおいて、超電導コイル50が670A/mm2の電流密度で通電されることにより、マグネット中央部には3.8Tの上向きの磁場が形成され、超電導コイル50にはローレンツ力が作用する。前記上下可磁化板30A,30Bがない場合、前記ローレンツ力のうちの軸方向成分によって超電導コイル50内に発生する軸方向の最大圧縮応力は8.1MPaであるが、前記上下可磁化板30A,30Bの存在により前記最大圧縮応力は7.6MPaまで低減可能である。すなわち、当該最大圧縮応力は0.5MPa低減される。
In this superconducting magnet, when the
図1に示される巻枠本体10に対して図3に示す可磁化筒20が付加されたものが巻枠として用いられ、これに超電導線材52が巻回されることにより超電導コイル50が形成される。超電導コイル50の内径及び軸長はともに400mm、外径は440mm、超電導コイル50を構成する超電導線材52の材質は銅マトリックスNbTi、被覆線径は0.55mm、可磁化筒20の材質は鉄、径方向の厚みは20mmであり、当該可磁化筒20は前記超電導コイル50の内側面から5mmだけ離間するように配置される。
A
この超電導マグネットにおいて、超電導コイル50が670A/mm2の電流密度で通電されることにより、マグネット中央部には4.0Tの上向きの磁場が形成され、超電導コイル50にはローレンツ力が作用する。前記可磁化筒20がない場合、前記ローレンツ力のうちの径方向成分によって超電導コイル50内に発生する径方向の最大応力は52.3MPaであるが、前記可磁化筒20の存在により前記最大圧縮応力は51.5MPaまで低減可能である。すなわち、当該最大応力は0.8MPa低減される。
In this superconducting magnet, when the
10 巻枠本体
12 本体胴部
14A 上側本体フランジ部
14B 下側本体フランジ部
20 可磁化筒
30A,30B 可磁化板
50 超電導コイル
52 超電導線材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
円筒状の外周面を有してその外周面上に前記超電導コイルを構成する超電導線材が巻き付けられる胴部と、
この胴部の軸方向の両端に位置して当該胴部の外周面よりも径方向外向きに突出するフランジ部と、を備え、
さらに、前記胴部及び前記フランジ部の少なくとも一方は、強磁性材料からなる可磁化部を含み、この可磁化部は前記超電導コイルの通電により形成される磁界により磁化されて当該超電導コイルに作用するローレンツ力を相殺するような引力を当該超電導コイルに及ぼすように配置される、巻枠。 A winding frame constituting a superconducting magnet together with a superconducting coil,
A body portion having a cylindrical outer peripheral surface, on which the superconducting wire constituting the superconducting coil is wound,
A flange portion located at both ends in the axial direction of the barrel portion and projecting radially outward from the outer peripheral surface of the barrel portion;
Further, at least one of the body part and the flange part includes a magnetizable part made of a ferromagnetic material, and the magnetizable part is magnetized by a magnetic field formed by energization of the superconducting coil and acts on the superconducting coil. A reel arranged to exert an attractive force on the superconducting coil so as to cancel out the Lorentz force.
この巻枠の胴部の外周面上に巻き付けられる超電導線材により構成される超電導コイルと、を備えた超電導マグネット。 A reel according to any one of claims 1 to 7,
A superconducting magnet comprising: a superconducting coil composed of a superconducting wire wound around the outer peripheral surface of the body of the winding frame.
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