JP3200198B2 - 超電導磁石 - Google Patents
超電導磁石Info
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- JP3200198B2 JP3200198B2 JP27978792A JP27978792A JP3200198B2 JP 3200198 B2 JP3200198 B2 JP 3200198B2 JP 27978792 A JP27978792 A JP 27978792A JP 27978792 A JP27978792 A JP 27978792A JP 3200198 B2 JP3200198 B2 JP 3200198B2
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気浮上式鉄道の車両
走行用或いは核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）等に用
いられる超電導磁石に関する。
走行用或いは核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）等に用
いられる超電導磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気浮上式鉄道或いは核磁気共鳴イメー
ジング（ＭＲＩ）等に用いられる超電導磁石は、超電導
線を多数回整列密巻きに巻込んだ超電導コイルを極低温
の容器である内槽に収容したものであり、この超電導コ
イルに電流を流す事により強力な磁界を発生させてい
る。
ジング（ＭＲＩ）等に用いられる超電導磁石は、超電導
線を多数回整列密巻きに巻込んだ超電導コイルを極低温
の容器である内槽に収容したものであり、この超電導コ
イルに電流を流す事により強力な磁界を発生させてい
る。
【０００３】この超電導コイルは、長時間にわたり一定
の電流を流し続ける必要があるため永久電流モードで使
用される。永久電流モードとは、超電導コイルを閉ルー
プにして電流を閉込めるようにした状態である。
の電流を流し続ける必要があるため永久電流モードで使
用される。永久電流モードとは、超電導コイルを閉ルー
プにして電流を閉込めるようにした状態である。
【０００４】超電導コイル及びその永久電流モードにつ
いて図７〜図１０を参照して説明する。
いて図７〜図１０を参照して説明する。
【０００５】超電導コイル１に電流を通電するには、ま
ず、超電導磁石２に対し、外部の電源３と外部パワーリ
ード線４を接続する。永久電流スイッチ５をＯＦＦ状態
にして、外部電源３から外部パワーリード線４及び超電
導磁石内部のパワーリード線６を経て、超電導コイル１
に電流を通電する（図７）。
ず、超電導磁石２に対し、外部の電源３と外部パワーリ
ード線４を接続する。永久電流スイッチ５をＯＦＦ状態
にして、外部電源３から外部パワーリード線４及び超電
導磁石内部のパワーリード線６を経て、超電導コイル１
に電流を通電する（図７）。
【０００６】規定の電流値に達した後、永久電流スイッ
チ５をＯＮ状態にすれば、電流は超電導コイル１と永久
電流スイッチ５の間で閉ループとなり、パワーリード線
６には電流は流れなくなる（図８）。この後、外部電源
３と外部パワーリード線４を取り外し、超電導磁石は永
久電流モードを維持して通電状態になる。
チ５をＯＮ状態にすれば、電流は超電導コイル１と永久
電流スイッチ５の間で閉ループとなり、パワーリード線
６には電流は流れなくなる（図８）。この後、外部電源
３と外部パワーリード線４を取り外し、超電導磁石は永
久電流モードを維持して通電状態になる。
【０００７】ところで、通常、パワーリード線４、６に
は、超電導線、銅等の導電性の優れた材料を使用する。
は、超電導線、銅等の導電性の優れた材料を使用する。
【０００８】磁気浮上式鉄道に使用する超電導コイル１
には、外部から電流を通電するための永久電流スイッチ
５及びパワーリード線６を図に示す如き構成で接続配置
する（図９、図１０）。
には、外部から電流を通電するための永久電流スイッチ
５及びパワーリード線６を図に示す如き構成で接続配置
する（図９、図１０）。
【０００９】磁気浮上式鉄道に使用する超電導コイル１
は、銅を安定化母材とする超電導線をレーストラック形
状に整列密巻に多段数に巻いて、モールドしている。こ
のモールドした超電導コイル１を複数個のライナ７、支
持具８を介して極低温容器である内槽９に収容し、この
内槽９の中に冷却剤として液体ヘリウムを満たし、超電
導コイル１を超電導状態に維持する。
は、銅を安定化母材とする超電導線をレーストラック形
状に整列密巻に多段数に巻いて、モールドしている。こ
のモールドした超電導コイル１を複数個のライナ７、支
持具８を介して極低温容器である内槽９に収容し、この
内槽９の中に冷却剤として液体ヘリウムを満たし、超電
導コイル１を超電導状態に維持する。
【００１０】支持具８は通常非磁性で、剛性の高いステ
ンレス鋼でできている。この支持具８を超電導コイル１
に直接固定すると、ステンレス鋼の摩擦係数が大きいた
め超電導コイル１と支持具８の接触面で発生するずれに
より、大きな摩擦熱を生じ、この熱が液体ヘリウムで吸
収しきれず超電導線１に伝わると、超電導破壊を起こし
てしまう恐れがある。
ンレス鋼でできている。この支持具８を超電導コイル１
に直接固定すると、ステンレス鋼の摩擦係数が大きいた
め超電導コイル１と支持具８の接触面で発生するずれに
より、大きな摩擦熱を生じ、この熱が液体ヘリウムで吸
収しきれず超電導線１に伝わると、超電導破壊を起こし
てしまう恐れがある。
【００１１】この摩擦発熱を緩和するため、支持具と超
電導コイルの間に摩擦係数の低い材料で作られたライナ
７を介在させている。
電導コイルの間に摩擦係数の低い材料で作られたライナ
７を介在させている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】磁気浮上式鉄道に使用
する超電導コイル１は、外部より大きな振動エネルギを
受ける。この振動の影響により、ライナ７と超電導コイ
ル１間で摩擦熱が発生する。ライナ７は低摩擦係数の材
料を使う事により、その発熱量は小さく抑えられている
が、その熱量が液体ヘリウムの冷却能力以上となった場
合、超電導コイル１の臨界温度を超えて超電導破壊を起
こしてしまう恐れがある。
する超電導コイル１は、外部より大きな振動エネルギを
受ける。この振動の影響により、ライナ７と超電導コイ
ル１間で摩擦熱が発生する。ライナ７は低摩擦係数の材
料を使う事により、その発熱量は小さく抑えられている
が、その熱量が液体ヘリウムの冷却能力以上となった場
合、超電導コイル１の臨界温度を超えて超電導破壊を起
こしてしまう恐れがある。
【００１３】本発明では、振動エネルギによってライナ
と超電導コイル間に発生する摩擦熱が超電導コイル内部
の超電導線に伝わりにくい構造となし、超電導コイルが
超電導破壊を起こす温度に達するのを未然に防ぎ超電導
コイルの安定性を向上させる事を目的としている。
と超電導コイル間に発生する摩擦熱が超電導コイル内部
の超電導線に伝わりにくい構造となし、超電導コイルが
超電導破壊を起こす温度に達するのを未然に防ぎ超電導
コイルの安定性を向上させる事を目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、第
１の発明は、整列密巻の多段層で、且つ、レーストラッ
ク状に形成した超電導コイルを、支持具を介して極低温
の内槽に収容してなる超電導磁石において、前記超電導
コイルの少なくとも巻始め端或いは巻終り端に一層分巻
き込んだパワーリード線が接続され、その接続されたパ
ワーリード線の一層巻きの巻線間に銅線或いは超電導線
を巻込んだことを特徴とする。第２の発明は、同じく整
列密巻の多段層で、且つ、レーストラック状に形成した
超電導コイルを、支持具を介して極低温の内槽に収容し
てなる超電導磁石において、前記超電導コイルの少なく
とも巻始め端或いは巻終り端に一層分巻き込んだパワー
リード線が接続され、その接続されたパワーリード線と
前記超電導コイルとの接続部に更にコイル口出し線が接
続され、これら接続されたパワーリード線、超電導コイ
ル及びコイル口出し線を一体にモールドしたことを特徴
とする。
１の発明は、整列密巻の多段層で、且つ、レーストラッ
ク状に形成した超電導コイルを、支持具を介して極低温
の内槽に収容してなる超電導磁石において、前記超電導
コイルの少なくとも巻始め端或いは巻終り端に一層分巻
き込んだパワーリード線が接続され、その接続されたパ
ワーリード線の一層巻きの巻線間に銅線或いは超電導線
を巻込んだことを特徴とする。第２の発明は、同じく整
列密巻の多段層で、且つ、レーストラック状に形成した
超電導コイルを、支持具を介して極低温の内槽に収容し
てなる超電導磁石において、前記超電導コイルの少なく
とも巻始め端或いは巻終り端に一層分巻き込んだパワー
リード線が接続され、その接続されたパワーリード線と
前記超電導コイルとの接続部に更にコイル口出し線が接
続され、これら接続されたパワーリード線、超電導コイ
ル及びコイル口出し線を一体にモールドしたことを特徴
とする。
【００１５】
【作用】超電導コイルは、閉ループで電流を閉じ込め、
永久電流モードで使用される。従ってこの状態において
は、パワーリード線には、電流は流れない。
永久電流モードで使用される。従ってこの状態において
は、パワーリード線には、電流は流れない。
【００１６】そこで、上記第１の発明では、超電導コイ
ルの少なくとも巻始め端或いは巻終り端に一層分巻き込
んだパワーリード線が接続され、その接続されたパワー
リード線の一層巻きの巻線間に銅線或いは超電導線が巻
込まれたので、超電導コイルと支持具間に発生する摩擦
熱は、パワーリード線、及び銅線或いは超電導線に吸収
され、超電導コイルへの熱侵入は低減される。また上記
第２の発明では、同じく超電導コイルの少なくとも巻始
め端或いは巻終り端に一層分巻き込んだパワーリード線
が接続されるとともに、その接続されたパワーリード
線、超電導コイル及びコイル口出し線が一体にモールド
されたので安定性がより向上し、超電導コイルと支持具
間の摩擦熱発生は軽減されるが、仮に摩擦熱が発生した
としても、パワーリード線に吸収され、超電導コイルへ
の熱侵入は低減される。
ルの少なくとも巻始め端或いは巻終り端に一層分巻き込
んだパワーリード線が接続され、その接続されたパワー
リード線の一層巻きの巻線間に銅線或いは超電導線が巻
込まれたので、超電導コイルと支持具間に発生する摩擦
熱は、パワーリード線、及び銅線或いは超電導線に吸収
され、超電導コイルへの熱侵入は低減される。また上記
第２の発明では、同じく超電導コイルの少なくとも巻始
め端或いは巻終り端に一層分巻き込んだパワーリード線
が接続されるとともに、その接続されたパワーリード
線、超電導コイル及びコイル口出し線が一体にモールド
されたので安定性がより向上し、超電導コイルと支持具
間の摩擦熱発生は軽減されるが、仮に摩擦熱が発生した
としても、パワーリード線に吸収され、超電導コイルへ
の熱侵入は低減される。
【００１７】
【実施例】本発明を図１〜図２（ａ），（ｂ）に示す実
施例に基づいて説明する。
施例に基づいて説明する。
【００１８】図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すよう
に、超電導コイル１の始・終端に、超電導コイル１の口
出し線１０とパワーリード線６とが夫々接続されるとと
もに、その接続されたパワーリード線６の一層分が超電
導コイル１の内・外層面に巻き込まれ、その巻き込み後
のモールドにより、パワーリード線６は接続された口出
し線１０及び超電導コイル１とともに一体にモールドさ
れる。
に、超電導コイル１の始・終端に、超電導コイル１の口
出し線１０とパワーリード線６とが夫々接続されるとと
もに、その接続されたパワーリード線６の一層分が超電
導コイル１の内・外層面に巻き込まれ、その巻き込み後
のモールドにより、パワーリード線６は接続された口出
し線１０及び超電導コイル１とともに一体にモールドさ
れる。
【００１９】このように、モールドされた超電導コイル
１の内・外層表面は、導電性及び熱伝導性とも良好な銅
材又は銅を母材とする超電導線を使用したパワーリード
線６を整列密巻により構成され、その内側のパワーリー
ド線６の接続部１３でパワーリード線６と超電導コイル
口出し線１０とが超電導コイル１と接続され、更に、そ
の内側に超電導コイル１が多数回整列密巻きされた状態
となる。
１の内・外層表面は、導電性及び熱伝導性とも良好な銅
材又は銅を母材とする超電導線を使用したパワーリード
線６を整列密巻により構成され、その内側のパワーリー
ド線６の接続部１３でパワーリード線６と超電導コイル
口出し線１０とが超電導コイル１と接続され、更に、そ
の内側に超電導コイル１が多数回整列密巻きされた状態
となる。
【００２０】パワーリード線６を内・外周に整列密巻き
するには、２通りの方法がある。一つは、パワーリード
線６を単純にコイル状に整列密巻きする方法（図３）で
ある。ただし、コイル状に巻かれている為、通電時パワ
ーリード線６に電流が流れた場合、磁界が発生する。
するには、２通りの方法がある。一つは、パワーリード
線６を単純にコイル状に整列密巻きする方法（図３）で
ある。ただし、コイル状に巻かれている為、通電時パワ
ーリード線６に電流が流れた場合、磁界が発生する。
【００２１】この構成で使用上特に問題は無いが、磁界
を発生しない構造とする場合は、もう一つの方法として
図４に示すように隣接するパワーリード線６の電流の方
向（矢印）が逆になるように折り曲げて巻き込めば（無
誘導巻き）磁界は発生しなくなる。
を発生しない構造とする場合は、もう一つの方法として
図４に示すように隣接するパワーリード線６の電流の方
向（矢印）が逆になるように折り曲げて巻き込めば（無
誘導巻き）磁界は発生しなくなる。
【００２２】このような構成により、振動エネルギによ
ってライナ７と超電導コイル１間に発生する摩擦熱は、
熱伝導性の良いパワーリード線６へ放散され、パワーリ
ード線６の温度が上昇する。パワーリード線６と超電導
コイル１は、常時冷却剤の液体ヘリウムにより冷却され
ているので、時間がたつにつれて、パワーリード線６の
温度は下降していく。
ってライナ７と超電導コイル１間に発生する摩擦熱は、
熱伝導性の良いパワーリード線６へ放散され、パワーリ
ード線６の温度が上昇する。パワーリード線６と超電導
コイル１は、常時冷却剤の液体ヘリウムにより冷却され
ているので、時間がたつにつれて、パワーリード線６の
温度は下降していく。
【００２３】このように外部からの振動エネルギによつ
て生ずる摩擦熱は、パワーリード線６に放散されるの
で、超電導コイル１の温度上昇は大幅に低減し、従来よ
り超電導破壊を起こし難くなる。
て生ずる摩擦熱は、パワーリード線６に放散されるの
で、超電導コイル１の温度上昇は大幅に低減し、従来よ
り超電導破壊を起こし難くなる。
【００２４】本発明の他の実施例について説明する（図
５参照方）。
５参照方）。
【００２５】パワーリード線６と並列に超電導コイル１
とは独立した銅線又は、超電導線１２をパワーリード線
間に介在させて超電導コイルを構成する。このようにし
ても作用、効果共に上記同様である。
とは独立した銅線又は、超電導線１２をパワーリード線
間に介在させて超電導コイルを構成する。このようにし
ても作用、効果共に上記同様である。
【００２６】さらに、他の実施例（図６）として、永久
電流スイッチ５を超電導コイル１の中央配置とし全体の
配置のスペースファクタを向上させる。
電流スイッチ５を超電導コイル１の中央配置とし全体の
配置のスペースファクタを向上させる。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、外部からの振動エネルギ
によりライナと超電導コイル間に発生する摩擦熱は、パ
ワーリード線へ放散し、超電導コイルへ伝わる摩擦熱を
低減させる事ができる。
によりライナと超電導コイル間に発生する摩擦熱は、パ
ワーリード線へ放散し、超電導コイルへ伝わる摩擦熱を
低減させる事ができる。
【００２８】これにより、超電導コイルは、以前より超
電導破壊を起こし難くなり安定性の向上した超電導コイ
ルとなる。
電導破壊を起こし難くなり安定性の向上した超電導コイ
ルとなる。
【図１】本発明の超電導コイルの断面図、
【図２】（ａ）−本発明による超電導磁石の構成断面
図、（ｂ）−（ａ）の電気的構成図、
図、（ｂ）−（ａ）の電気的構成図、
【図３】図２（ａ）の斜視図、
【図４】本発明の他の実施例による超電導磁石の斜視
図、
図、
【図５】本発明の更に他の実施例による超電導磁石のコ
イル部分断面図、
イル部分断面図、
【図６】本発明の第三の他の実施例の構成断面図、
【図７】従来の超電導磁石の電気的構成図、
【図８】図７の動作説明図、
【図９】従来の超電導磁石の構成図、
【図１０】図９の部分斜視断面図である。
１…超電導コイル ２…超電導磁石 ３…外部電源 ４、６…パワーリード線 ５…永久電流スイッチ ９…内槽 ７…ライナー ８…支持具 ９…内槽 １２…（熱吸収用）銅線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 達視 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 昭49−69289（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−96971（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−119611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−77108（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−91406（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 39/04 H01F 6/00
Claims (2)
- 【請求項１】 整列密巻の多段層で、且つ、レーストラ
ック状に形成した超電導コイルを、支持具を介して極低
温の内槽に収容してなる超電導磁石において、 前記超電導コイルの少なくとも巻始め端或いは巻終り端
に一層分巻き込んだパワーリード線が接続され、その接
続されたパワーリード線の一層巻きの巻線間に銅線或い
は超電導線を巻込んだことを特徴とする超電導磁石。 - 【請求項２】 整列密巻の多段層で、且つ、レーストラ
ック状に形成した超電導コイルを、支持具を介して極低
温の内槽に収容してなる超電導磁石において、 前記超
電導コイルの少なくとも巻始め端或いは巻終り端に一層
分巻き込んだパワーリード線が接続され、その接続され
たパワーリード線と前記超電導コイルとの接続部に更に
コイル口出し線が接続され、これら接続されたパワーリ
ード線、超電導コイル及びコイル口出し線を一体にモー
ルドしたことを特徴とする超電導磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27978792A JP3200198B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 超電導磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27978792A JP3200198B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 超電導磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132566A JPH06132566A (ja) | 1994-05-13 |
| JP3200198B2 true JP3200198B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=17615915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27978792A Expired - Fee Related JP3200198B2 (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 超電導磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200198B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012064649A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイルおよび超電導機器 |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP27978792A patent/JP3200198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06132566A (ja) | 1994-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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