JPH03188602A - 強制冷却超電導マグネット - Google Patents
強制冷却超電導マグネットInfo
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- JPH03188602A JPH03188602A JP32612589A JP32612589A JPH03188602A JP H03188602 A JPH03188602 A JP H03188602A JP 32612589 A JP32612589 A JP 32612589A JP 32612589 A JP32612589 A JP 32612589A JP H03188602 A JPH03188602 A JP H03188602A
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- Japan
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- conductor
- liquid
- conduit
- coil
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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）
本発明は核融合装置などに用いられる強制冷却超電導マ
グネットに係り、特に予冷回路および構造の改良に関す
る。
グネットに係り、特に予冷回路および構造の改良に関す
る。
（従来の技術）
強制冷却超電導マグネットは、液体ヘリウムを２．２６
気圧以上に加圧した超臨界ヘリウムの状態で、超電導４
体内の冷媒通路に圧送して冷却する方式が一般的である
。このほかに、１気圧前後の飽和液体ヘリウムを圧送す
る方式もある。
気圧以上に加圧した超臨界ヘリウムの状態で、超電導４
体内の冷媒通路に圧送して冷却する方式が一般的である
。このほかに、１気圧前後の飽和液体ヘリウムを圧送す
る方式もある。
強制冷却超電導マグネットは、大形超電導コイルにおい
て、コイルの剛性の向上、絶縁構成の信頼性の向上と、
超電導安定性の向上、などのメリットを有することから
、該融合用マグネットとして、有望視されている。
て、コイルの剛性の向上、絶縁構成の信頼性の向上と、
超電導安定性の向上、などのメリットを有することから
、該融合用マグネットとして、有望視されている。
強制冷却導体の代表的なものとして、直径１■前後の超
電導線を複数本束ねてステンレスなどのコンジット内に
収納して、超電導線間、コンジット間の隙間に超臨界ヘ
リウムを流して冷却するケーブルインコンジット形導体
（ＣＩＣＧ）がある。
電導線を複数本束ねてステンレスなどのコンジット内に
収納して、超電導線間、コンジット間の隙間に超臨界ヘ
リウムを流して冷却するケーブルインコンジット形導体
（ＣＩＣＧ）がある。
ＣＩＣＧ導体は角形ステンレスコンジットで構成され、
コンジット外周は電気絶縁体で覆われ、ＣＩＣＧを巻回
して成形されたコイルはさらにコイルの剛性を高め、断
熱真空の間との隔壁を構成するため、全体にフィル容器
の中に収納される。
コンジット外周は電気絶縁体で覆われ、ＣＩＣＧを巻回
して成形されたコイルはさらにコイルの剛性を高め、断
熱真空の間との隔壁を構成するため、全体にフィル容器
の中に収納される。
（発明が解決しようとするｉ１題）
ＣＩＣＧは超電導線がコンジット内に空隙率３０〜５０
％で詰め込まれておりしかも長さは１００ｍ以上の長尺
となるため、初期冷却時圧力損失大のため、時間がかか
るし、導体と直接液しない構造物は熱接触が悪いため、
冷却に多くの時間を要する。
％で詰め込まれておりしかも長さは１００ｍ以上の長尺
となるため、初期冷却時圧力損失大のため、時間がかか
るし、導体と直接液しない構造物は熱接触が悪いため、
冷却に多くの時間を要する。
また、強制冷却マグネットの特徴である高いコイル剛性
は、現実には必ずしも実現出来ず、特にコイル形状が複
雑になると、コイル全体を樹脂で固めない限り剛性低下
は避けられない。樹脂の含浸はマグネットが大形化する
につれ困難となる。
は、現実には必ずしも実現出来ず、特にコイル形状が複
雑になると、コイル全体を樹脂で固めない限り剛性低下
は避けられない。樹脂の含浸はマグネットが大形化する
につれ困難となる。
本発明は、上記のように強制冷却超電導コイルの圧力損
失による初期予冷時間の延長と、コンジット導体間の隙
間によるコイル剛性の低下という２つの課題を同時に解
決しようとするものである。
失による初期予冷時間の延長と、コンジット導体間の隙
間によるコイル剛性の低下という２つの課題を同時に解
決しようとするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明においては、コイルを成す超電墓々体相互間およ
びコイルとコイル容器のあいだに液体窒素を流通させ固
化させる構成とする。
びコイルとコイル容器のあいだに液体窒素を流通させ固
化させる構成とする。
（作用）
本発明の強制冷却超電導マグネットにおいては、超電導
４体およびコイル容器間の空間に初期冷却時に窒素ガス
をまたは液体窒素を流して冷却し液体窒素を空間に充填
する。約７７にの液体窒素温度以下の冷却は強制冷却導
体内のヘリウムで行われ、初期冷却終了時には、液体窒
素は６３．１にの固化点以下となって固体窒素となり導
体、ヘリウム容器間の空間に強固な支持構造を形成する
。
４体およびコイル容器間の空間に初期冷却時に窒素ガス
をまたは液体窒素を流して冷却し液体窒素を空間に充填
する。約７７にの液体窒素温度以下の冷却は強制冷却導
体内のヘリウムで行われ、初期冷却終了時には、液体窒
素は６３．１にの固化点以下となって固体窒素となり導
体、ヘリウム容器間の空間に強固な支持構造を形成する
。
（実施例）
（構成）
本発明の実施例を添付の図で説明する。この図は強制冷
却超電導コイルの断面１は超電導線で、２は超電導線１
の束を気密に収納するステンレス製のコンジットでコン
ジットと超電導線間の空間をヘリウム３が流れる。４は
コンジット２の外周に被覆された電気絶縁物である。５
はコンジット導体１０が巻回されて形成されたコイルを
気密に収納するコイル容器である。
却超電導コイルの断面１は超電導線で、２は超電導線１
の束を気密に収納するステンレス製のコンジットでコン
ジットと超電導線間の空間をヘリウム３が流れる。４は
コンジット２の外周に被覆された電気絶縁物である。５
はコンジット導体１０が巻回されて形成されたコイルを
気密に収納するコイル容器である。
６はコンジット導体１０内に冷却ヘリウムを供給するヘ
リウム冷凍装置７は、コイル容器５とコンジット導体１
０間の空間に液体窒素を供給する液体窒素供給装置であ
る。８は窒素ガス排出口である。
リウム冷凍装置７は、コイル容器５とコンジット導体１
０間の空間に液体窒素を供給する液体窒素供給装置であ
る。８は窒素ガス排出口である。
９は、コイル容器５とコンジット導体１０間の隙間に充
填された窒素で、初期予冷の段階でガスから液体となり
、予冷完了時点で、固体窒素となる。
填された窒素で、初期予冷の段階でガスから液体となり
、予冷完了時点で、固体窒素となる。
（作用）
液体窒素の蒸発潜熱は単位重量当りで液体ヘリウムのそ
れの約１０倍、比重量は約７倍であるから、ＩＱの液体
窒素の蒸発潜熱による冷却能力はＩＱの液体ヘリウムの
約７０倍となる。
れの約１０倍、比重量は約７倍であるから、ＩＱの液体
窒素の蒸発潜熱による冷却能力はＩＱの液体ヘリウムの
約７０倍となる。
超電導マグネットの初期冷却段階で、第１図のコイル容
器５とコンジット導体１０の間の隙間に液体窒素供給装
置７より液体窒素を供給すれば、容器も含むマグネット
全体が効率的に８０に付近まで冷却され、液体窒素が充
填される。
器５とコンジット導体１０の間の隙間に液体窒素供給装
置７より液体窒素を供給すれば、容器も含むマグネット
全体が効率的に８０に付近まで冷却され、液体窒素が充
填される。
次にヘリウム冷凍装置６より冷却ヘリウムをコンジット
２内の超電導線１とコンジット間の空間に流して約４Ｋ
まで冷却すれば、コイル容器５内の液体窒素は６３．１
４にで固体となり、さらに冷却されて４にとなる。この
状態での固体窒素は金属のように強固となり、隙間をく
まなく埋めた強力な支持部材となる。すなわち電磁力な
どによる導体の移動が固体窒素により拘束される。
２内の超電導線１とコンジット間の空間に流して約４Ｋ
まで冷却すれば、コイル容器５内の液体窒素は６３．１
４にで固体となり、さらに冷却されて４にとなる。この
状態での固体窒素は金属のように強固となり、隙間をく
まなく埋めた強力な支持部材となる。すなわち電磁力な
どによる導体の移動が固体窒素により拘束される。
（効果）
本実施例によれば、単位体積当りの蒸発潜熱により冷却
能力の大きい液体窒素をコイル容器内に導入することに
より導体間の隙間に効率よく入り込んで、液体窒素温度
まで均一に、すみやかに全体を冷却出来る。
能力の大きい液体窒素をコイル容器内に導入することに
より導体間の隙間に効率よく入り込んで、液体窒素温度
まで均一に、すみやかに全体を冷却出来る。
さらに導体内に超臨界ヘリウムを流して冷却すると、導
体外側に接する液体窒素は固化し、その熱伝導率はステ
ンレス並かそれ以上となり、冷却はさらに促進される。
体外側に接する液体窒素は固化し、その熱伝導率はステ
ンレス並かそれ以上となり、冷却はさらに促進される。
固化した窒素は金属のような固い構造物となって導体と
コイル容器のあいだを埋めるから、コイル全体が一体構
造に近くなり、電磁力などに対するコイル剛性が増すの
で、移動時の摩擦熱などによる超電導破壊など、不安定
原因が除去される。
コイル容器のあいだを埋めるから、コイル全体が一体構
造に近くなり、電磁力などに対するコイル剛性が増すの
で、移動時の摩擦熱などによる超電導破壊など、不安定
原因が除去される。
また固体窒素の電気絶縁特性は液体窒素より１．５倍も
良くなるから、電気絶縁の補強効果も生ずる。
良くなるから、電気絶縁の補強効果も生ずる。
以上のように、本発明の強制冷却超電導マグネットにお
いてはコイル容器と導体間の空間に液体窒素を注入し、
固体とすることにより、効果的な冷却が行える。また、
固体窒素が導体、コイル容器間の強力な支持部材となっ
て一体化を促進し、コイル剛性を増して、電気的、構造
的に安定な強制冷却超電導マグネットを提供する。
いてはコイル容器と導体間の空間に液体窒素を注入し、
固体とすることにより、効果的な冷却が行える。また、
固体窒素が導体、コイル容器間の強力な支持部材となっ
て一体化を促進し、コイル剛性を増して、電気的、構造
的に安定な強制冷却超電導マグネットを提供する。
図は本発明の実施例の強制冷却超電導マグネットの断面
図を示す。
図を示す。
Claims (1)
- コンジット型の超電導々体内の冷媒通路に液体ヘリウ
ムなどの冷媒を強制的に流して冷却する強制冷却超電導
マグネットにおいて、超電導々体相互間の隙間および超
電導々体で巻回されたコイルと、コイルを収納するコイ
ル容器との間の隙間に液体窒素を流通せしめ、マグネッ
トが超電導状態にあるときは液体窒素は固体となって、
導体相互間およびコイルと容器間の空間を充填する構成
となる強制冷却超電導マグネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32612589A JPH03188602A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 強制冷却超電導マグネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32612589A JPH03188602A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 強制冷却超電導マグネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188602A true JPH03188602A (ja) | 1991-08-16 |
Family
ID=18184349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32612589A Pending JPH03188602A (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 強制冷却超電導マグネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03188602A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0820071A2 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Cooling method and energizing method of superconductor |
| JPH10275719A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導体の冷却方法 |
| EP1087187A1 (en) * | 1998-06-12 | 2001-03-28 | Hitachi, Ltd. | Cryogenic container and magnetism measuring apparatus using it |
| WO2006048985A1 (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導ケーブル |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP32612589A patent/JPH03188602A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0820071A2 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Cooling method and energizing method of superconductor |
| EP0820071A3 (en) * | 1996-07-19 | 1998-04-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Cooling method and energizing method of superconductor |
| JPH10275719A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導体の冷却方法 |
| EP1087187A1 (en) * | 1998-06-12 | 2001-03-28 | Hitachi, Ltd. | Cryogenic container and magnetism measuring apparatus using it |
| EP1087187A4 (en) * | 1998-06-12 | 2007-05-02 | Hitachi Ltd | DEEP TEMPERATURE CONTAINER AND EQUIPPED DEVICE FOR MEASURING MAGNETISM |
| WO2006048985A1 (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導ケーブル |
| EP1808868A1 (en) * | 2004-11-02 | 2007-07-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting cable |
| US7840244B2 (en) | 2004-11-02 | 2010-11-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting cable |
| EP1808868A4 (en) * | 2004-11-02 | 2011-11-16 | Sumitomo Electric Industries | SUPERCONDUCTING CABLE |
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