JPH01150306A - 超電導マグネット - Google Patents
超電導マグネットInfo
- Publication number
- JPH01150306A JPH01150306A JP30861487A JP30861487A JPH01150306A JP H01150306 A JPH01150306 A JP H01150306A JP 30861487 A JP30861487 A JP 30861487A JP 30861487 A JP30861487 A JP 30861487A JP H01150306 A JPH01150306 A JP H01150306A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- field side
- flow path
- refrigerant
- high magnetic
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- Pending
Links
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- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract description 21
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- 239000002887 superconductor Substances 0.000 abstract 2
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、極低温流体を強制的に循環することにより冷
却する超電導マグネットに関する。
却する超電導マグネットに関する。
（従来の技術）
超臨界圧ヘリウムのような高圧の極低温流体を強制的に
循環して冷却する超電導マグネットにはホロー型や、ケ
ーブルインコンジット型の超電導導体が用いられている
。これらの導体は冷却流路が導体内に包合されており冷
媒循環の為のポンプ動力を過大にしないために圧力損失
とのかねあいから一流路の長さ及び冷媒流量は制限され
ている。
循環して冷却する超電導マグネットにはホロー型や、ケ
ーブルインコンジット型の超電導導体が用いられている
。これらの導体は冷却流路が導体内に包合されており冷
媒循環の為のポンプ動力を過大にしないために圧力損失
とのかねあいから一流路の長さ及び冷媒流量は制限され
ている。
この為、これらの導体で構成された超電導マグネットは
、複数の流路から構成され流量が等分配されるように各
流路とも同一長さで同一圧力損失になるよう構成されて
いる。
、複数の流路から構成され流量が等分配されるように各
流路とも同一長さで同一圧力損失になるよう構成されて
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のように従来の強制冷却型の超電導マグネットでは
同一流路長からなる、複数の流路から構成され、高磁界
側から低磁界側まで同一流量が流れている。この為、核
融合炉用マグネットのように定常侵入熱のみならずＡＣ
ロスや核発熱によって熱負荷が増加した場合、冷媒の温
度は上昇し、導体の有する温度マージンは、高磁界側で
低くなり超電導安定性が低下する。
同一流路長からなる、複数の流路から構成され、高磁界
側から低磁界側まで同一流量が流れている。この為、核
融合炉用マグネットのように定常侵入熱のみならずＡＣ
ロスや核発熱によって熱負荷が増加した場合、冷媒の温
度は上昇し、導体の有する温度マージンは、高磁界側で
低くなり超電導安定性が低下する。
一方、低磁界側では導体の臨界温度が上昇する為、温度
マージンは高くなり流量は高磁界側の量よりも少なくて
良い、この結果、高磁界側および低磁界側を同一流路と
するような従来のマグネットにおいては、冷媒流量を増
すことによって冷媒の除熱能力を向上させたり、冷媒の
温度上昇を押えて温度マージンをあげることが可能であ
る。しかしながら流路内の圧力損失は流量の増加に伴い
増加し、ひいては、冷媒の循環用低温ポンプの動力増加
を招くことになる。
マージンは高くなり流量は高磁界側の量よりも少なくて
良い、この結果、高磁界側および低磁界側を同一流路と
するような従来のマグネットにおいては、冷媒流量を増
すことによって冷媒の除熱能力を向上させたり、冷媒の
温度上昇を押えて温度マージンをあげることが可能であ
る。しかしながら流路内の圧力損失は流量の増加に伴い
増加し、ひいては、冷媒の循環用低温ポンプの動力増加
を招くことになる。
そこで本発明の目的は、冷媒循環用のポンプの動力を増
加させることなく、高磁界側で熱負荷の大きい箇所でも
、高い除熱能力および温度マージンを有する超電導マグ
ネットを提供することにある。
加させることなく、高磁界側で熱負荷の大きい箇所でも
、高い除熱能力および温度マージンを有する超電導マグ
ネットを提供することにある。
（問題点を解決する為の手段）
すなわち本発明の超電導マグネットにおいては、複数に
分割された流路を、高磁界側は流路長を短く、低磁界側
は流路長を長くした構成とし各流路を流れる流量を変え
る。
分割された流路を、高磁界側は流路長を短く、低磁界側
は流路長を長くした構成とし各流路を流れる流量を変え
る。
（作 用）
上記技術手段をとることにより、冷媒循環の為のポンプ
の動力を増加させることなく、高磁界側での温度マージ
ンを高くすることができる。
の動力を増加させることなく、高磁界側での温度マージ
ンを高くすることができる。
（実施例）
以下本発明を第１図に示す一実施例について説明する。
超電導マグネット１は巻線部２とコイル容器３から構成
される０強制冷却型の超電導導体４は、所定のターン数
巻線されコイル容器３に収納されている。冷媒である超
臨界圧ヘリウム５は、超電導導体４の内部を流れること
になる。冷媒の流路６は、巻線部２で高磁界側２ａと低
磁界側２ｂに分割されており、各磁界側の巻線部２ａ、
２ｂともに更に所定の流路長に分割されている。
される０強制冷却型の超電導導体４は、所定のターン数
巻線されコイル容器３に収納されている。冷媒である超
臨界圧ヘリウム５は、超電導導体４の内部を流れること
になる。冷媒の流路６は、巻線部２で高磁界側２ａと低
磁界側２ｂに分割されており、各磁界側の巻線部２ａ、
２ｂともに更に所定の流路長に分割されている。
今、単位長さあたりの導体向流路の圧力損失Δｐ ／Ｑ
（ａｔｍ／ｍ）は流量Ｇ （ｇ／ｓ）とするとΔｐ／
Ｑｃｃ（Ｇ） の関係で表わされる。又、ポンプ動
力ければ一定である。この為、全流量Ｇを変化させずに
高磁界側、低磁界側の各流路への流量を分配すればよい
、今、同一導体を用いている場合、高磁界側、低磁界側
の流量及び流路長をそれぞれＧＨＩ Ｇ＋、、（ｇ／ｓ
Ｌ Ｉｋｅ ＩＩＬＣｒａ）とすると圧力損失が同一で
ある為には ＩＨ（ＧＨ） ＝ｊ！ｔ、（ＧＬ）’°７５が成立し
なければならない、このことは１例えば流路長を高磁界
側が低磁界側の１７２とした場合、流量は、低磁界側の
１．５倍流すことが可能である。
（ａｔｍ／ｍ）は流量Ｇ （ｇ／ｓ）とするとΔｐ／
Ｑｃｃ（Ｇ） の関係で表わされる。又、ポンプ動
力ければ一定である。この為、全流量Ｇを変化させずに
高磁界側、低磁界側の各流路への流量を分配すればよい
、今、同一導体を用いている場合、高磁界側、低磁界側
の流量及び流路長をそれぞれＧＨＩ Ｇ＋、、（ｇ／ｓ
Ｌ Ｉｋｅ ＩＩＬＣｒａ）とすると圧力損失が同一で
ある為には ＩＨ（ＧＨ） ＝ｊ！ｔ、（ＧＬ）’°７５が成立し
なければならない、このことは１例えば流路長を高磁界
側が低磁界側の１７２とした場合、流量は、低磁界側の
１．５倍流すことが可能である。
今、−流路でとり去ることのできる熱負荷Ｑ（Ｉｌａｔ
ｔ）は、次式で与えられる。
ｔ）は、次式で与えられる。
Ｑ＝Ｇ・Δｈ
ここに Ｇ：流量（ｇ／ｓ）
Δｈ：冷媒のエンタルピー差（Ｊ／ｇ）低磁界側、高磁
界側ともに同一条件の冷媒が流れているとすれば前述し
たように流量Ｇ、はＧＬの１．５倍流せる為、冷媒の温
−温度上昇に対してはΔｈが一定である為、Ｑは１．５
倍高くとれる。
界側ともに同一条件の冷媒が流れているとすれば前述し
たように流量Ｇ、はＧＬの１．５倍流せる為、冷媒の温
−温度上昇に対してはΔｈが一定である為、Ｑは１．５
倍高くとれる。
次に、導体の温度マージンΔＴは、
ΔＴ＝Ｔｃｓ−Ｔｂ（ｄｅｇ）
ここに Ｔｃ３：分流開始温度（Ｋ）
Ｔｂ：冷媒温度（Ｋ）
で表わされるＩＩＴＣ３は磁場が高いほど低く、逆に磁
場が低くなると高くなる。前述の熱負荷Ｑが一定の場合
、流量を増すことができるのでΔｈは小さくなる。この
ことは、同一熱負荷に対する冷媒の温度上昇が小さいこ
とを意味し、温度マージンΔＴは大きくなる。
場が低くなると高くなる。前述の熱負荷Ｑが一定の場合
、流量を増すことができるのでΔｈは小さくなる。この
ことは、同一熱負荷に対する冷媒の温度上昇が小さいこ
とを意味し、温度マージンΔＴは大きくなる。
一例として高磁界側と低磁界側を別々の流路で分割して
冷却した場合を考える。
冷却した場合を考える。
第２図は、任意の熱負荷に対する冷媒の温度変化と超電
導導体の分流開始温度を示したものである０図からも明
らかなように高磁界側での温度マージンが従来の冷却方
法よりも高くなり、又低磁界側では過度の温度マージン
を持つことなく、−様にならされて全磁界域において高
い超電導安定性を有する。
導導体の分流開始温度を示したものである０図からも明
らかなように高磁界側での温度マージンが従来の冷却方
法よりも高くなり、又低磁界側では過度の温度マージン
を持つことなく、−様にならされて全磁界域において高
い超電導安定性を有する。
なお１本発明の説明では流路長を２種類にとった場合に
ついて論じたがこれは、超電導マグネットの仕様にあわ
せて２種以上の複数の流路長を有してもなんら効果はそ
こなわれることはない。
ついて論じたがこれは、超電導マグネットの仕様にあわ
せて２種以上の複数の流路長を有してもなんら効果はそ
こなわれることはない。
以上説明したように本発明によれば、循環ポンプの動力
を増加させることなく熱負荷の大きい箇所でも除熱能力
の大きい、又高磁界側でも高い温度マージンを有する超
電導マグネットを得ることができる。
を増加させることなく熱負荷の大きい箇所でも除熱能力
の大きい、又高磁界側でも高い温度マージンを有する超
電導マグネットを得ることができる。
第１図は本発明の実施例の超電導マグネットの断面図、
第２図は本発明の効果を示す説明図である。 １・・・超電導マグネット ２・・・巻線部２ａ・
・・高磁界側巻線部 ２ｂ・・・低磁界側巻線部４
・・・超電導導体 ６・・・冷媒の流路代理
人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
第２図は本発明の効果を示す説明図である。 １・・・超電導マグネット ２・・・巻線部２ａ・
・・高磁界側巻線部 ２ｂ・・・低磁界側巻線部４
・・・超電導導体 ６・・・冷媒の流路代理
人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健
Claims (1)
- 強制的に冷媒を循環して冷却する複数の冷却流路を有す
る強制冷却型の超電導マグネットにおいて、前記冷却流
路が異なる流路長から構成されるとともに、冷媒の流量
を流路によって変えたことを特徴とする超電導マグネッ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30861487A JPH01150306A (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 超電導マグネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30861487A JPH01150306A (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 超電導マグネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01150306A true JPH01150306A (ja) | 1989-06-13 |
Family
ID=17983169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30861487A Pending JPH01150306A (ja) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | 超電導マグネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01150306A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001015323A (ja) * | 1999-07-01 | 2001-01-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ヘリウム循環冷却装置 |
-
1987
- 1987-12-08 JP JP30861487A patent/JPH01150306A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001015323A (ja) * | 1999-07-01 | 2001-01-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ヘリウム循環冷却装置 |
| JP4547731B2 (ja) * | 1999-07-01 | 2010-09-22 | 株式会社Ｉｈｉ | ヘリウム循環冷却装置 |
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