JP4181088B2 - 超電導コイルの伝熱構造及び超電導マグネット - Google Patents
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上記構成により、冷凍機の冷却端と超電導コイルの冷凍機から離れた側の部分との温度差を低減できるので、超電導コイルの伝熱効率を向上でき、超電導コイル内部空間を磁場空間として利用できる超電導コイルの伝熱構造を提供できる。また、熱伝導部材の軸方向の長さを変更することにより、冷凍機の冷却端と超電導コイルの冷凍機から離れた側の部分との温度差の調整も可能である。さらに、超電導コイルの内部空間(磁場空間)を最大限に利用することができる。
上記構成により、例えば、環状又は筒状の熱伝導部材に歪み等があったとしても、熱伝導率の高い金属又は合金からなる変形自在な部材によりその歪みを吸収できるので、筒状部材と熱伝導部材とが密着している場合と同様の状態にできる。その結果として、冷凍機の冷却端と超電導コイルの冷凍機から離れた側の部分との温度差を低減できるので、環状又は筒状の熱伝導部材から超電導コイルまでの伝熱効率を向上でき、超電導コイル内部空間を磁場空間として利用できる超電導コイルの伝熱構造を提供できる。また、熱伝導部材の軸方向の長さを変更することにより、冷凍機の冷却端と超電導コイルの冷凍機から離れた側の部分との温度差の調整も可能である。さらに、超電導コイルの内部空間(磁場空間)を最大限に利用することができる。
上記構成により、熱伝導部材を超電導コイルの伝熱効率のよい位置に固定できる。
上記構成により、別の熱伝導部材は平面部を有するので、例えば、この別の熱伝導部材に冷凍機を取り付ける際、容易にしかも熱的接続のよい状態で取り付けることができる。
上記構成により、板状の熱伝導部材でも、熱伝導率の高い金属又は合金からなる変形自在な部材により、筒状部材と熱伝導部材とが密着している場合と同様の状態にできる。その結果として、冷凍機の冷却端と超電導コイルの冷凍機から離れた側の部分との温度差を低減できるので、板状の熱伝導部材から超電導コイルまでの伝熱効率を向上でき、超電導コイル内部空間を磁場空間として利用できる超電導コイルの伝熱構造を提供できる。また、熱伝導部材の超電導コイル軸方向の長さや厚み方向を変更することにより、冷凍機の冷却端と超電導コイルの冷凍機から離れた側の部分との温度差の低減も可能である。さらに、超電導コイルの内部空間(磁場空間)を最大限に利用することができる。
上記構成により、筒状部材と超電導コイルとの密着性をさらに高めることができ、超電導コイルの伝熱効率をさらに向上させることが可能である。
上記構成により、上述した超電導コイルの伝熱構造の効果を有する超電導マグネットを提供できる。
なお、熱伝導部材3の材質としては、熱の良導体、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。保持棒4及び固定部材5の材質としては、ステンレス等の強度部材が挙げられる。
まず、冷凍機7によって、固定部材6の有する熱を奪って、固定部材6を冷却する。次に、冷却された固定部材6は、熱伝導部材3の突部3aから熱伝導部材3の有する熱を奪って、熱伝導部材3を冷却する。冷却された熱伝導部材3は、その内壁と密着している部分から筒状部材2の有する熱を奪って、筒状部材2を冷却する。そして、冷却された筒状部材2は、その内壁と密着している超電導コイル1の有する熱を奪って、超電導コイル1を冷却する。このような伝熱作用の繰り返しにより、超電導コイル1を超電導状態となる転移温度以下まで冷却する。
まず、冷凍機7によって、固定部材6の有する熱を奪って、固定部材6を冷却する。次に、冷却された固定部材6は、熱伝導部材31の突部31aから熱伝導部材31の有する熱を奪って、熱伝導部材31を冷却する。冷却された熱伝導部材31は、変形自在な部材32のそれぞれから変形自在な部材32の有する熱を奪って、変形自在な部材32を冷却する。冷却された変形自在な部材32は、筒状部材2と熱的に接触する部分から筒状部材2の有する熱を奪って、筒状部材2を冷却する。そして、冷却された筒状部材2は、その内壁と密着している超電導コイル1の有する熱を奪って、超電導コイル1を冷却する。このような伝熱作用の繰り返しにより、超電導コイル1を超電導状態となる転移温度以下まで冷却する。
まず、冷凍機7によって、固定部材6の有する熱を奪って、固定部材6を冷却する。次に、冷却された固定部材6は、熱伝導部材51から熱伝導部材51の有する熱を奪って、熱伝導部材51を冷却する。冷却された熱伝導部材51は、変形自在な部材32のそれぞれから変形自在な部材32の有する熱を奪って、変形自在な部材32を冷却する。冷却された変形自在な部材32は、筒状部材2と熱的に接触する部分から筒状部材2の有する熱を奪って、筒状部材2を冷却する。そして、冷却された筒状部材2は、その内壁と密着している超電導コイル1の有する熱を奪って、超電導コイル1を冷却する。このような伝熱作用の繰り返しにより、超電導コイル1を超電導状態となる転移温度以下まで冷却する。
2 筒状部材
3、5、6、8、31、51 熱伝導部材
3a、8a、31a、33a 突部
3b、8b、31b、33b 穴部
4、9 保持棒
7 冷凍機
10、20、30、40、50 超電導コイルの伝熱構造
32 平編み線
Claims (5)
- 超電導コイルの外周に内壁が密着して熱的に接続される金属又は合金からなる筒状部材と、
前記筒状部材の外周に内壁が密着して熱的に接続される環状又は筒状の熱伝導部材と、
前記熱伝導部材の環状部又は筒状部において前記熱伝導部材の軸方向に貫通し、前記熱伝導部材を保持する保持棒と、
前記超電導コイルの両端部に固設され、前記保持棒の両端を固定する固定部材とを備えてなる超電導コイルの伝熱構造。 - 超電導コイルの外周に内壁が密着して熱的に接続される金属又は合金からなる筒状部材と、
前記筒状部材の外周に沿って内壁が設けられ、かつ、前記筒状部材の外周と前記内壁とが間隔を空けて設けられる環状又は筒状の熱伝導部材と、
前記筒状部材と前記熱伝導部材との間に跨設され、前記筒状部材と前記熱伝導部材とを熱的に接続する金属又は合金からなる少なくとも1つの変形自在な部材と、
前記熱伝導部材の環状部又は筒状部において前記熱伝導部材の軸方向に貫通し、前記熱伝導部材を保持する保持棒と、
前記超電導コイルの両端部に固設され、前記保持棒の両端を固定する固定部材とを備えてなる超電導コイルの伝熱構造。 - 前記熱伝導部材の外周の一部に固設され、外側に平面部を有する別の熱伝導部材をさらに備える請求項1又は2に記載の超電導コイルの伝熱構造。
- 前記筒状部材の外周部を締め付ける巻線を少なくとも1本さらに備えてなる請求項1〜3のいずれかに記載の超電導コイルの伝熱構造。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の超電導コイルの伝熱構造を有する超電導マグネット。
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