JP2018036248A - Hts部の領域において径方向磁場成分を減少させる磁場成形要素を有する磁石配置 - Google Patents
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Abstract
Description
独国特許出願公開第10260728号明細書は、予め決められた経路で巻きつけられるコイルから導き出されるような、HTSテープ導体の理想的な経路設定のための方法を示している。この文献での根本的な課題は、HTSテープが湾曲した磁場にさらされるということである。
ある条件下では、異方性超伝導体製の巻回されたコイルの導体許容電流は、径方向の磁場成分によって軸端で制限される。本発明は、コイルの導体許容電流を増大させることを可能にする、特別に構成された磁場成形要素を有する超伝導磁石コイル配置を提案する。
本発明に係る磁石コイル配置の実施の形態の第1の型の場合では、磁場成形デバイスは、磁気材料、特に鉄のような強磁性材料から構築される磁場成形要素を備える。磁場成形要素が非能動的である場合、すなわち電流が流れない場合、磁場成形要素は特に単純で安価な手法で実現することができる。
i)NbおよびSnの混合物を含むLTS未完成材料製の磁場成形要素を巻きつける工程と、
ii)巻きつけられたLTS未完成材料を520℃を超える温度まで加熱することによってNbおよびSnを反応させて完成LTS線材を形成する工程と、
iii)第1の磁場成形要素のLTS線材の内方端をHTSテープ導体の第1の端にはんだづけする工程(接合部4a)と、
iv)HTSコイル部を巻回する方法工程と、
v)第2の磁場成形要素のLTS線材の外方端をHTSテープ導体の外方端にはんだづけする工程(接合部4b)と
を含む、上記されているタイプの本発明に係る磁石コイル配置を製造する方法もカバーする。
1;1a;1b;1c HTSコイル部
2;2a;2b;2c 磁場成形要素
2’ LTSコイル部
3a,3b フランジ
4a,4b 接合部
5a,5b スタック
6 コイル形成体
z 磁石コイル配置の対称軸
Claims (15)
- 軸方向に沿って構築され、HTS(高温超伝導体)テープ導体が巻きつけられたソレノイド形式の少なくとも1つのコイル部(1;1a,1b,1c)を有し、さらに、少なくとも2つの磁場成形要素(2;2a,2b,2c)を備える磁場成形デバイスを有する超伝導磁石コイル配置において、
少なくとも1つの磁場成形要素(2;2a,2b,2c)が、前記HTSコイル部(1;1a,1b,1c)の2つの軸端の各々に隣接して配置され、前記磁場成形要素(2;2a,2b,2c)は、前記磁場成形要素(2;2a,2b,2c)が前記HTSコイル部(1;1a,1b,1c)の領域における前記軸方向に対する、前記磁石コイル配置によって発生する磁場の最大磁場角度を少なくとも1.5°だけ減少させるように構成されていることを特徴とする超伝導磁石コイル配置。 - 前記磁場成形デバイスは、磁気材料、特に鉄のような強磁性材料から構築される磁場成形要素(2;2a,2b,2c)を備えることを特徴とする請求項1に記載の磁石コイル配置。
- 磁場成形要素(2;2a,2b,2c)に対する前記HTSコイル部(1;1a,1b,1c)の長さ比は2:1〜5:1であることを特徴とする請求項1または2に記載の磁石コイル配置。
- 前記HTSコイル部(1;1a,1b,1c)は、厚さが好ましくは2mm〜10mmである1つ以上のフランジ(3a,3b)によって前記磁場成形要素(2;2a,2b,2c)から空間的に隔てられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。
- 前記磁石コイル配置の磁気中心での最大磁場強さは、少なくとも27T以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。
- 前記磁場成形デバイスは、LTS(低温超伝導体)線材が巻きつけられた少なくとも1つのLTSコイル部(2’)を含む磁場成形要素を備えることを特徴とする請求項1、4または5のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。
- 前記磁場成形デバイスの前記LTSコイル部(2’)は、前記HTSコイル部(1;1a,1b,1c)に電気的に接続され、特に直列に接続され、HTSストリップ導体とLTS線材とが、接合部(4a,4b)によって互いに接続されることを特徴とする請求項6に記載の磁石コイル配置。
- 前記LTS線材が元素NbおよびSnを含む合金を含むことを特徴とする請求項6または7に記載の磁石コイル配置。
- 前記磁場成形要素(2;2a,2b,2c)は、前記LTS線材が動作中にさらされる最大局所的磁場強さが23.5Tである程度に前記磁石コイル配置の前記磁気中心に軸方向に近接して配置されることを特徴とする請求項8に記載の磁石コイル配置。
- 前記磁場成形要素(2;2a,2b,2c)は、前記磁場の前記軸方向に対する、前記磁石コイル配置によって発生する前記磁場の磁場角度が5°を超える領域、特に10°〜15°である領域に配置され、この領域の前記磁場の絶対大きさは、用いられるLTS導体材料の臨界磁場未満であることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。
- LTSコイル部(2’)を有するLTS磁場成形要素の軸方向長さの、前記それぞれ隣接するHTSコイル部(1;1a,1b,1c)の軸方向長さに対する比は1:3〜1:8、好ましくは約1:5であることを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。
- LTS磁場成形要素(2’)が、これらのLTS磁場成形要素(2’)が隣接する前記それぞれのHTSコイル部(1;1a,1b,1c)とほぼ同じ内径および外径を持つことを特徴とする請求項6〜11のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。
- 交互に配置されたLTS−HTS−LTS導体を有する隣接して配置される少なくとも2つのスタック(5a,5b)があり、前記スタック(5a,5b)は、最初にLTS−HTS−LTSスタック(5a)から出発してその後、隣接するLTS−HTS−LTSスタック(5b)を通って戻る電流伝導があるように、互いに電気的に接続されることを特徴とする請求項6〜12のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。
- i)NbおよびSnの混合物を含むLTS未完成材料製の前記磁場成形要素を巻きつける工程と、
ii)前記巻きつけられたLTS未完成材料を520℃を超える温度まで加熱することによってNbおよびSnを反応させて完成LTS線材を形成する工程と、
iii)第1の磁場成形要素のLTS線材の内方端をHTSテープ導体の第1の端にはんだづけする工程と、
iv)前記HTSコイル部を巻回する工程と、
v)第2の磁場成形要素のLTS線材の外方端を前記HTSテープ導体の外方端にはんだづけする工程と
を備える方法によって製造される請求項6〜13のいずれか一項に記載の磁石コイル配置。 - 請求項1〜14のいずれか一項に記載の磁石コイル配置を有する核磁気共鳴装置。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07142245A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 高温超電導マグネット、その設計方法および運転方法、並びに高温超電導テープ材の製造方法 |
US5659277A (en) * | 1994-09-07 | 1997-08-19 | American Superconductor Corporation | Superconducting magnetic coil |
JP2001264402A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | National Institute For Materials Science | 高磁場均一度超電導磁石装置 |
JP2003158009A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高温超電導コイル |
JP2014068001A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-04-17 | Bruker Biospin Gmbh | 高度に安定した磁場を発生させるための磁石システム |
DE102013220142A1 (de) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | Bruker Biospin Gmbh | Magnetspulenanordnung umfassend einen HTSL-Bandleiter und einen LTS-Draht, die einen Joint ausbilden |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5557155A (en) * | 1994-05-23 | 1996-09-17 | University Of Chicago | Optimization of superconducting tiling pattern for superconducting bearings |
US5659227A (en) | 1994-07-07 | 1997-08-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Fluorescent lamp controller and original-document exposing apparatus a having the fluorescent lamp contoller |
US5747426A (en) * | 1995-06-07 | 1998-05-05 | Commonwealth Research Corporation | High performance magnetic bearing systems using high temperature superconductors |
DE10225531B4 (de) * | 2002-06-10 | 2005-05-12 | Bruker Biospin Gmbh | Supraleitende Hochfeld-Magnetspule mit supraleitenden Übergangsstellen |
DE10260728B4 (de) * | 2002-12-23 | 2005-05-12 | Bruker Biospin Gmbh | Verfahren zur Berechnung des Leiterverlaufs eines Supraleiters vom Spulenkörper zum Joint sowie zugehörige Vorrichtungen |
US7649720B2 (en) * | 2005-05-06 | 2010-01-19 | Florida State University Research Foundation, Inc. | Quench protection of HTS superconducting magnets |
JP5411285B2 (ja) * | 2009-10-05 | 2014-02-12 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 磁気平衡式電流センサ |
US9553933B2 (en) * | 2012-06-29 | 2017-01-24 | Nokia Corporation | Method and apparatus for communication session-based initiation of networked terminals |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07142245A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 高温超電導マグネット、その設計方法および運転方法、並びに高温超電導テープ材の製造方法 |
US5659277A (en) * | 1994-09-07 | 1997-08-19 | American Superconductor Corporation | Superconducting magnetic coil |
JP2001264402A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | National Institute For Materials Science | 高磁場均一度超電導磁石装置 |
JP2003158009A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高温超電導コイル |
JP2014068001A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-04-17 | Bruker Biospin Gmbh | 高度に安定した磁場を発生させるための磁石システム |
DE102013220142A1 (de) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | Bruker Biospin Gmbh | Magnetspulenanordnung umfassend einen HTSL-Bandleiter und einen LTS-Draht, die einen Joint ausbilden |
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