JP2022041937A5

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Publication number: JP2022041937A5
Application number: JP2021136688A
Authority: JP
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2041-08-24

Claims

円筒形対称軸（ｚ）および補強コイル領域（３、３’）を有する円筒形電磁コイルアセンブリ（２）を含む超伝導マグネットアセンブリ（１）であって、
前記補強コイル領域（３、３’）は、少なくとも４層の円筒形導体層（１１、１１’、１１’’、１１’’’）を形成する導体テープまたは導線を含む層状導体コイルアセンブリ（１０、１０’）を含み、前記円筒形導体層（１１、１１’、１１’’、１１’’’）は、それぞれ、前記円筒形対称軸（ｚ）を中心として前記円筒形対称軸（ｚ）に沿って並んだ複数の円形導体巻線部（１２）を有し、
前記導体テープまたは導線は、少なくとも１層の前記円筒形導体層（１１、１１’、１１’’、１１’’’）の前記円形導体巻線部（１２）に沿って連続経路を形成するとともに電流Ｉｃｏｎｄが流れる、少なくとも１つの超伝導要素（１３）を含み、
前記導体テープまたは導線は、前記円形導体巻線部（１２）の円周方向に弾性係数Ｅｃｏｎｄを有し、
前記補強コイル領域（３、３’）は、少なくとも１層の円筒形コルセット層（２１、２１’）を形成するコルセットテープまたはコルセットワイヤを含む層状コルセットコイルアセンブリ（２０、２０’）をさらに含み、前記円筒形コルセット層（２１、２１’）は、前記円筒形対称軸（ｚ）を中心として前記円筒形対称軸（ｚ）に沿って並んだ複数の円形コルセット巻線部（２２）有し、
前記コルセットテープまたはコルセットワイヤは、前記円形コルセット巻線部（２２）の円周方向に弾性係数Ｅｃｏｒｓを有し、
Ｅｃｏｒｓ＞１．５＊Ｅｃｏｎｄであり、
前記層状コルセットコイルアセンブリ（２０、２０’）の内半径は、前記層状導体コイルアセンブリ（１０、１０’）の外半径よりも大きく、
前記補強コイル領域（３、３’）は、少なくとも１つのコルセットシート（３１、３１’、３１’’）を形成するコルセット箔要素を含むコルセットシートアセンブリ（３０、３０’）をさらに含み、前記円筒形対称軸（ｚ）に垂直な任意の平面（Ａ）による少なくとも１つの前記コルセットシート（３１、３１’、３１’’）の断面は、前記円筒形対称軸（ｚ）を中心とする分断された円（３２、３２’）を含み、
少なくとも１つの前記コルセットシート（３１、３１’、３１’’）の前記分断された円（３２、３２’）の半径は、少なくとも１層の前記円筒形導体層（１１、１１’、１１’’、１１’’’）の半径よりも大きく、かつ少なくとも別の１層の前記円筒形導体層（１１、１１’、１１’’、１１’’’）の半径よりも小さく、
前記超伝導マグネットアセンブリ（１）は、
前記円筒形対称軸（ｚ）に垂直な少なくとも１つの前記平面（Ａ）による少なくとも１つの前記コルセットシート（３１、３１’、３１’’）の前記断面は、完全な円の少なくとも９０％をカバーするとともに４つ以下の円弧部を有する分断された円（３２、３２’）を含み、
前記コルセット箔要素は面内弾性係数Ｅｆｏｉｌを有し、
Ｅｆｏｉｌ＞１．５＊Ｅｃｏｎｄであり、
また前記層状導体コイルアセンブリ（１０、１０’）は、
Ｉｃｏｎｄ＞０．００５＊Ｅｃｏｎｄ＊Ａｃｏｎｄ／（Ｂｚ＊ｒ）である、少なくとも１つの前記円形導体巻線部（１２）を有する少なくとも１層の前記円筒形導体層（１１、１１’、１１’’、１１’’’）を有し、
式中、
Ｉｃｏｎｄは、前記コルセットシートアセンブリ（３０、３０’）の前記コルセット箔要素が、前記補強コイル領域（３、３’）において構造的補強要素として作用するための、前記円形導体巻線部（１２）内の電流値を表し、
Ａｃｏｎｄは、前記円形導体巻線部（１２）の前記導体テープまたは導線の断面積であり、
Ｂｚは、前記円形導体巻線部（１２）内の前記円筒形対称軸（ｚ）に沿った磁場の成分であり、
ｒは、前記円形導体巻線部（１２）の半径である
ことを特徴とする、超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記分断された円（３２、３２’）は、２つ以下の円弧部、好ましくは１つの円弧部のみを有することを特徴とする、請求項１に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
少なくとも２つの前記コルセットシート（３１、３１’、３１’’）は、前記円筒形対称軸（ｚ）に垂直な少なくとも１つの前記平面（Ａ）による断面であって、各断面が前記分断された円（３２、３２’）を含み、１つの前記分断された円（３２）の少なくとも１つの円弧部は、別の前記分断された円（３２’）の少なくとも１つの隙間と円周に沿って重なることを特徴とする、請求項１または２に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記コルセットシート（３１、３１’、３１’’）は、０．５ｍｍ未満、好ましくは０．２ｍｍ未満の厚さを有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記補強コイル領域（３、３’）の体積の少なくとも０．５％の部分が空であるか、少なくとも固体材料で充填されていないことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記補強コイル領域（３、３’）は、非環式飽和炭化水素化合物または樹脂化合物を含む固体充填材を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記円筒形電磁コイルアセンブリ（２）は、少なくとも２つの前記補強コイル領域（３、３’）を備え、そのうち第１の補強コイル領域（３）の前記層状コルセットコイルアセンブリ（２０）の外半径は、別の補強コイル領域（３’）の前記層状導体コイルアセンブリ（１０’）の内半径以下であり、前記第１の補強コイル領域（３）は、前記円筒形対称軸（ｚ）に沿った伸長部を有し、前記伸長部は、前記他の補強コイル領域（３’）の前記円筒形対称軸（ｚ）に沿った伸長部と少なくとも部分的に重なることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記補強コイル領域（３、３’）のそれぞれにおいて、前記層状導体コイルアセンブリ（１０、１０’）のそれぞれが１４層未満の前記円筒形導体層（１１、１１’、１１’’、１１’’’）を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記層状導体コイルアセンブリ（１０、１０’）の前記導体テープまたは導線の前記超伝導要素（１３）は、ニオブおよびスズ、またはビスマスおよびストロンチウムおよびカルシウムおよび酸化銅、または希土類要素およびバリウムおよび酸化銅を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記コルセットシートアセンブリ（３０、３０’）の前記コルセット箔要素は、鋼合金またはニッケル合金または繊維ガラス化合物を含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
前記層状コルセットコイルアセンブリ（２０、２０’）の前記コルセットテープまたはコルセットワイヤは、鋼合金またはニッケル合金または繊維ガラス化合物を含むことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の超伝導マグネットアセンブリ（１）。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の前記超伝導マグネットアセンブリ（１）を備えるＮＭＲ装置。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の前記超伝導マグネットアセンブリ（１）の前記円筒形電磁コイルアセンブリ（２）の機械的補強の方法であって、
前記補強コイル領域（３、３’）の前記円形導体巻線部（１２）と前記コルセットシート（３１、３１’、３１’’）との間の熱接合を、５００℃を超える温度で少なくとも２４時間の間、前記補強コイル領域（３、３’）を熱処理することによって生じさせることを特徴とする、機械的補強の方法。