JPH0239083B2 - Chodendomagunetsutonoseizoho - Google Patents
ChodendomagunetsutonoseizohoInfo
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- JPH0239083B2 JPH0239083B2 JP1998582A JP1998582A JPH0239083B2 JP H0239083 B2 JPH0239083 B2 JP H0239083B2 JP 1998582 A JP1998582 A JP 1998582A JP 1998582 A JP1998582 A JP 1998582A JP H0239083 B2 JPH0239083 B2 JP H0239083B2
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- JP
- Japan
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- coil
- superconducting
- tightening
- temperature
- liquid nitrogen
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Description
本発明は強磁場発生装置として用いられる超電
導マグネツトの製造法に関するものである。 超電導コイルを作る場合、巻線型にソレノイド
巻、パンケーキ巻、鞍型コイル巻と種々あるが、
いずれの場合も、通電時電磁力が導体にかかり、
導体が動き、コイルの特性が出ないので、予め発
生電磁力分の力を外部から与えて、コイルを締め
ておくことが良く行われている。 又超電導コイルをパルス動作させる場合には、
この点が特に重要で、コイルの動き、ひいては線
材の動きを極力無くすることが必要である。なお
導体自体のACロス発生を無くすることは言うま
でもない。 しかし上述の締付けは通常常温での作業によつ
ており、これではコイルの構造材、絶縁材の有機
物と、超電導線、構造材の金属とは熱収縮率が約
１桁程異なるため、コイルを4Kまで冷却すると、
隙間ができる。特に上述のパルスコイルでは変動
磁界を発生するので、コイルを構成する材料とし
て成可く金属を少なく使用しているため、この現
象が著しい。 パンケーキ巻コイルおよび鞍型コイルの場合に
は、コイルを外部から締付けるのが可能であるの
で、締付け作業を行なわせることにしており、こ
のため、数十トン、数百トンとコイルの締付け圧
力を大きくする必要があり、大型のプレス機が必
要であつた。 本発明は、上述の欠点を解消するため成された
もので、コイルの締付けを液体窒素の温度付近で
行なうことにより、超電導コイルの冷却収縮によ
つて発生する隙間を小さく是正し得、大型のプレ
ス機が不要な超電導マグネツトの製造法を提供せ
んとするものである。 本発明は、超電導コイルの成形過程において、
該コイル全体を液体窒素中にて充分冷却し、しか
る後、上記液体窒素又はガス窒素中にて、前記超
電導コイルの両端に圧力をかけ、締付けることに
より、前記コイルの冷却収縮による隙間を是正す
ることを特徴とする超電導マグネツトの製造法で
ある。 本発明方法を適用する超電導コイルは、ソレノ
イド巻き、パンケーキ巻、鞍型コイル巻のいずれ
でも良い。 以下、パンケーキ巻きの軸方向圧縮の場合につ
いて説明するが、本発明はその他のコイル巻型の
場合も全く同様に実施し得るものである。 次に、本発明を図面を用いて実施例により説明
する。図は本発明の実施例におけるパンケーキ巻
き超電導コイルの例を示す側面図である。図にお
いて、２，２……は複数個（図では６個）の超電
導パンケーキコイル（渦巻きコイル）で、縦方向
に積み重ねられてコイル１が形成されている。な
おパンケーキコイル間には、電気的、熱的絶縁の
ための絶縁板８を介在させるのが一般的である。 コイル１の両端にはそれぞれ締付けフランジ４
および５が当てられ、その間に複数本の締付けボ
ルト６を通して締付け用工具３により締付けるよ
うになつている。 このように枠体を取付けたコイル１全体を液体
窒素（N2）中に浸漬し、ゆつくり液体N2の温度
まで充分冷却し、その温度（約77K）にてコイル
１の熱収縮を完全に行なわせた後、コイル１全体
の隙間を無くするよう、両端より矢印の方向にプ
レス機で圧力をかけ、各締付ボルト６のナツト７
を締付け用工具３により一定トルクで締付ける。 この場合、液体N2中に締付け用工具３を挿入
したままで締付けても良いが、作業上大変なので
液体N2を一部追い出し、工具３の締める部分の
み液体窒素温度付近のガス窒素中に出して作業を
行なつても良い。いずれにしても熱容量が大きい
場合には、液体N2の温度付近で作業する。 このように液体N2の温度下に冷却して、コイ
ル１の熱収縮を完全に行なわせた状態で締付ける
と、従来の常温で電磁力相当の力でプレスした場
合と比較して、超電導コイルの使用温度（例、
4K）に冷却するまでの温度差による熱収縮が少
なく、発生する隙間も小さいので、プレス機によ
る圧力が小さくてすむため、コイルの或る部分に
歪が集中せず、コイルに与える損傷の程度が軽
い。従つてコイルの冷却収縮による隙間を、従来
より小さい圧力で、しかも小さく是正することが
できる。 実施例 図に示すように、外径510mm、厚さ23mmの渦巻
きコイル25個を積み重ねて円筒型コイルを形成
し、両端のフラジ４，５間に常温で6tonおよび
60tonプレスで圧力をかけて締付けた場合、およ
び液体窒素で充分冷却し、その温度下で6tonプレ
スで圧力をかけて締付けた場合の締付フランジ
４，５間の寸法を測定した結果は表１に示す通り
である。
導マグネツトの製造法に関するものである。 超電導コイルを作る場合、巻線型にソレノイド
巻、パンケーキ巻、鞍型コイル巻と種々あるが、
いずれの場合も、通電時電磁力が導体にかかり、
導体が動き、コイルの特性が出ないので、予め発
生電磁力分の力を外部から与えて、コイルを締め
ておくことが良く行われている。 又超電導コイルをパルス動作させる場合には、
この点が特に重要で、コイルの動き、ひいては線
材の動きを極力無くすることが必要である。なお
導体自体のACロス発生を無くすることは言うま
でもない。 しかし上述の締付けは通常常温での作業によつ
ており、これではコイルの構造材、絶縁材の有機
物と、超電導線、構造材の金属とは熱収縮率が約
１桁程異なるため、コイルを4Kまで冷却すると、
隙間ができる。特に上述のパルスコイルでは変動
磁界を発生するので、コイルを構成する材料とし
て成可く金属を少なく使用しているため、この現
象が著しい。 パンケーキ巻コイルおよび鞍型コイルの場合に
は、コイルを外部から締付けるのが可能であるの
で、締付け作業を行なわせることにしており、こ
のため、数十トン、数百トンとコイルの締付け圧
力を大きくする必要があり、大型のプレス機が必
要であつた。 本発明は、上述の欠点を解消するため成された
もので、コイルの締付けを液体窒素の温度付近で
行なうことにより、超電導コイルの冷却収縮によ
つて発生する隙間を小さく是正し得、大型のプレ
ス機が不要な超電導マグネツトの製造法を提供せ
んとするものである。 本発明は、超電導コイルの成形過程において、
該コイル全体を液体窒素中にて充分冷却し、しか
る後、上記液体窒素又はガス窒素中にて、前記超
電導コイルの両端に圧力をかけ、締付けることに
より、前記コイルの冷却収縮による隙間を是正す
ることを特徴とする超電導マグネツトの製造法で
ある。 本発明方法を適用する超電導コイルは、ソレノ
イド巻き、パンケーキ巻、鞍型コイル巻のいずれ
でも良い。 以下、パンケーキ巻きの軸方向圧縮の場合につ
いて説明するが、本発明はその他のコイル巻型の
場合も全く同様に実施し得るものである。 次に、本発明を図面を用いて実施例により説明
する。図は本発明の実施例におけるパンケーキ巻
き超電導コイルの例を示す側面図である。図にお
いて、２，２……は複数個（図では６個）の超電
導パンケーキコイル（渦巻きコイル）で、縦方向
に積み重ねられてコイル１が形成されている。な
おパンケーキコイル間には、電気的、熱的絶縁の
ための絶縁板８を介在させるのが一般的である。 コイル１の両端にはそれぞれ締付けフランジ４
および５が当てられ、その間に複数本の締付けボ
ルト６を通して締付け用工具３により締付けるよ
うになつている。 このように枠体を取付けたコイル１全体を液体
窒素（N2）中に浸漬し、ゆつくり液体N2の温度
まで充分冷却し、その温度（約77K）にてコイル
１の熱収縮を完全に行なわせた後、コイル１全体
の隙間を無くするよう、両端より矢印の方向にプ
レス機で圧力をかけ、各締付ボルト６のナツト７
を締付け用工具３により一定トルクで締付ける。 この場合、液体N2中に締付け用工具３を挿入
したままで締付けても良いが、作業上大変なので
液体N2を一部追い出し、工具３の締める部分の
み液体窒素温度付近のガス窒素中に出して作業を
行なつても良い。いずれにしても熱容量が大きい
場合には、液体N2の温度付近で作業する。 このように液体N2の温度下に冷却して、コイ
ル１の熱収縮を完全に行なわせた状態で締付ける
と、従来の常温で電磁力相当の力でプレスした場
合と比較して、超電導コイルの使用温度（例、
4K）に冷却するまでの温度差による熱収縮が少
なく、発生する隙間も小さいので、プレス機によ
る圧力が小さくてすむため、コイルの或る部分に
歪が集中せず、コイルに与える損傷の程度が軽
い。従つてコイルの冷却収縮による隙間を、従来
より小さい圧力で、しかも小さく是正することが
できる。 実施例 図に示すように、外径510mm、厚さ23mmの渦巻
きコイル25個を積み重ねて円筒型コイルを形成
し、両端のフラジ４，５間に常温で6tonおよび
60tonプレスで圧力をかけて締付けた場合、およ
び液体窒素で充分冷却し、その温度下で6tonプレ
スで圧力をかけて締付けた場合の締付フランジ
４，５間の寸法を測定した結果は表１に示す通り
である。
【表】
表１より、液体窒素温度にて、熱収縮によつて
発生した隙間を軽く締めてやるだけで、常温時に
60トンもの力で圧縮した以上の効果が現われてい
ることが分る。 以上述べたように、本発明方法は、超電導コイ
ルの成形過程において、該コイル全体を液体窒素
中にて充分冷却し、しかる後上記液体窒素又はガ
ス窒素中にて、前記超電導コイルの両端に圧力を
かけ、締付けるため、超電導コイルの使用温度
（例4K）までの冷却による熱収縮は、常温から液
体窒素の温度（約77K）までの温度差で大部分起
こり、そこで締付けられるから、液体窒素の温度
から使用温度までの冷却による熱収縮は僅かであ
るので、熱収縮によつて発生する隙間を小さく是
正できる効果がある。 又本発明方法は、上述のように使用温度までの
熱収縮が僅かであるので、締付け圧力が小さくて
すみ、従来の常温で締付ける場合のような大型プ
レス機が不要である利点がある。 又本発明方法は、液体窒素による冷却にクライ
オスタツトを利用すれば、別に冷却槽が必要でな
く、新らたな設備を必要としない利点がある。 従つて本発明方法は、超電導コイル内に発生す
る隙間を小さく是正できるので、特にパルス動作
をさせる超電導コイルに適用しても、安全に使用
できる効果がある。
発生した隙間を軽く締めてやるだけで、常温時に
60トンもの力で圧縮した以上の効果が現われてい
ることが分る。 以上述べたように、本発明方法は、超電導コイ
ルの成形過程において、該コイル全体を液体窒素
中にて充分冷却し、しかる後上記液体窒素又はガ
ス窒素中にて、前記超電導コイルの両端に圧力を
かけ、締付けるため、超電導コイルの使用温度
（例4K）までの冷却による熱収縮は、常温から液
体窒素の温度（約77K）までの温度差で大部分起
こり、そこで締付けられるから、液体窒素の温度
から使用温度までの冷却による熱収縮は僅かであ
るので、熱収縮によつて発生する隙間を小さく是
正できる効果がある。 又本発明方法は、上述のように使用温度までの
熱収縮が僅かであるので、締付け圧力が小さくて
すみ、従来の常温で締付ける場合のような大型プ
レス機が不要である利点がある。 又本発明方法は、液体窒素による冷却にクライ
オスタツトを利用すれば、別に冷却槽が必要でな
く、新らたな設備を必要としない利点がある。 従つて本発明方法は、超電導コイル内に発生す
る隙間を小さく是正できるので、特にパルス動作
をさせる超電導コイルに適用しても、安全に使用
できる効果がある。
図は本発明方法の実施例におけるパンケーキ巻
き超電導コイルの例を示す側面図である。 １……コイル、２……超電導パンケーキコイル
（渦巻きコイル）、３……締付け用工具、４，５…
…締付けフランジ、６……締付けボルト、７……
ナツト、８……絶縁板。
き超電導コイルの例を示す側面図である。 １……コイル、２……超電導パンケーキコイル
（渦巻きコイル）、３……締付け用工具、４，５…
…締付けフランジ、６……締付けボルト、７……
ナツト、８……絶縁板。
Claims (1)
- １ 超電導コイルの成形過程において、該コイル
全体を液体窒素中にて充分冷却し、しかる後上記
液体窒素又はガス窒素中にて、前記超電導コイル
の両端に圧力をかけ、締付けることにより、前記
コイルの冷却収縮による隙間を是正することを特
徴とする超電導マグネツトの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1998582A JPH0239083B2 (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | Chodendomagunetsutonoseizoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1998582A JPH0239083B2 (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | Chodendomagunetsutonoseizoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58138007A JPS58138007A (ja) | 1983-08-16 |
| JPH0239083B2 true JPH0239083B2 (ja) | 1990-09-04 |
Family
ID=12014467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1998582A Expired - Lifetime JPH0239083B2 (ja) | 1982-02-10 | 1982-02-10 | Chodendomagunetsutonoseizoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0239083B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177305A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Hitachi Ltd | 超電導コイルの製造方法 |
-
1982
- 1982-02-10 JP JP1998582A patent/JPH0239083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58138007A (ja) | 1983-08-16 |
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