JPH0432207A - 超電導磁石 - Google Patents
超電導磁石Info
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- JPH0432207A JPH0432207A JP13926190A JP13926190A JPH0432207A JP H0432207 A JPH0432207 A JP H0432207A JP 13926190 A JP13926190 A JP 13926190A JP 13926190 A JP13926190 A JP 13926190A JP H0432207 A JPH0432207 A JP H0432207A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超電導磁石、特にＮｂ５Ｓｔｌ、ＶｓＧａなど
の化合物系超電導線を巻回してなる高磁界用の超電導磁
石に関する。
の化合物系超電導線を巻回してなる高磁界用の超電導磁
石に関する。
１０Ｔｅｓｌａ以上の高磁界用の超電導磁石は、通常、
臨界磁界の高いＮ ｂ ｓ、Ｓ ｏ ＋ Ｖ ｓ Ｇ
ａなどの化合物系超電導線を巻回して製作する。ところ
が、これら化合物系超電導材料はわずかの歪みによって
特性が劣化するのでコイルとして巻くためには、例えば
、変形可能なＮｂおよびＳｏであらかじめコイルの形に
巻いておき、つぎにコイル全体を１０００℃程度に加熱
してそれらの材料を反応させＮｂ、Ｓｎを形成させる。
臨界磁界の高いＮ ｂ ｓ、Ｓ ｏ ＋ Ｖ ｓ Ｇ
ａなどの化合物系超電導線を巻回して製作する。ところ
が、これら化合物系超電導材料はわずかの歪みによって
特性が劣化するのでコイルとして巻くためには、例えば
、変形可能なＮｂおよびＳｏであらかじめコイルの形に
巻いておき、つぎにコイル全体を１０００℃程度に加熱
してそれらの材料を反応させＮｂ、Ｓｎを形成させる。
しかしながら、前述の高磁界用の超電導磁石においては
、Ｎｂ５Ｓ＋ｓそのものを変形させて歪を与えることは
なくなるが、加熱温度が１０００℃程度の高温であるた
め、大形の磁石の製作に適用するのは困難である。
、Ｎｂ５Ｓ＋ｓそのものを変形させて歪を与えることは
なくなるが、加熱温度が１０００℃程度の高温であるた
め、大形の磁石の製作に適用するのは困難である。
本発明の課題は、あらかじめ加熱処理し化合物、例えば
、Ｎｂ＊Ｓｎになっている化合物系超電導線を直接巻回
してなる高磁界用の超電導磁石を提供することにある。
、Ｎｂ＊Ｓｎになっている化合物系超電導線を直接巻回
してなる高磁界用の超電導磁石を提供することにある。
前述の課題を解決するために、本発明の高磁界用の超電
導磁石においては、非磁性の巻枠と二の巻枠の両端部に
それぞれ設けられた非磁性の固定および可動フランジと
前記巻枠に超電導線を巻回してなる超電導コイルとから
なり、前記超電導コイルは極低温に冷却された時に前記
巻枠との間に生じる熱収縮量の差を補償するよう巻線張
力をかけて前記超電導線が巻回され、前記固定および可
動７ランジを介し前記超電導線を巻回する際に生じた該
超電導線間の軸方向の隙間をなくすよう軸方′向に圧縮
力が加えられてなるようにする。
導磁石においては、非磁性の巻枠と二の巻枠の両端部に
それぞれ設けられた非磁性の固定および可動フランジと
前記巻枠に超電導線を巻回してなる超電導コイルとから
なり、前記超電導コイルは極低温に冷却された時に前記
巻枠との間に生じる熱収縮量の差を補償するよう巻線張
力をかけて前記超電導線が巻回され、前記固定および可
動７ランジを介し前記超電導線を巻回する際に生じた該
超電導線間の軸方向の隙間をなくすよう軸方′向に圧縮
力が加えられてなるようにする。
本発明の高磁界用の超電導磁石は、非磁性の巻枠とこの
巻枠の両端部にそれぞれ設けられた非磁性の固定および
可動フランジと前記巻枠に化合物系超電導線を巻回して
なる超電導コイルとからなっている。この非磁性の巻枠
はステンレスあるいはアルミなどの材料で作られ、それ
らの熱収縮量は常温から４．２にの極低温で、ステンレ
スの場合０．３１％、アルミの場合０．４２％であり、
一方、化合物系超電導線は０．３％である。超電導磁石
は、通常、液体ヘリウム温度（４，２Ｋ）程度の極低温
に冷却して使用するが、冷却による巻枠の熱収縮量は化
合物系超電導線の熱収縮量より大きいため、−般には、
冷却時に巻枠と超電導コイルの間に半径方向の隙間が生
じるが、本発明においては超電導コイルはこの熱収縮量
の差を補償するよう巻線張力をかけて化合物系超電導線
を巻回しているので、冷却時巻枠と超電導コイルとの間
に半径方向の隙間が生じることがなく、通常時、超電導
コイルが移動してクエンチが生じ、超電導状態が破られ
ることはなくなる。しかも、熱収縮量の差は巻枠がステ
ンレスの場合０．０１％、アルミの場合０．１２％であ
り、この程度の歪であれば、巻回の際巻線張力により超
電導線に与えられてもその特性が劣化すくことはない、
更に、巻枠の両端部にそれぞれ設けられた固定および可
動フランジを介して超電導コイルの軸方向に圧縮力をか
け、超電導線を巻回する際生じた超電導線間の軸方向の
隙間をなくするようしたので、通電時、超電導コイルに
かかる軸方向の圧縮力によって超電導線が軸方向に移動
することもなくなり、従って、クエンチが発生すること
か防止される。なお、通電時、超電導コイ“ルにかかる
半径方向の拡張力は外周側にある超電導線はどより大き
い変位を受８ｆるので、超電導線間に周方向の摩擦はな
く、これによってクエンチの発生はない。
巻枠の両端部にそれぞれ設けられた非磁性の固定および
可動フランジと前記巻枠に化合物系超電導線を巻回して
なる超電導コイルとからなっている。この非磁性の巻枠
はステンレスあるいはアルミなどの材料で作られ、それ
らの熱収縮量は常温から４．２にの極低温で、ステンレ
スの場合０．３１％、アルミの場合０．４２％であり、
一方、化合物系超電導線は０．３％である。超電導磁石
は、通常、液体ヘリウム温度（４，２Ｋ）程度の極低温
に冷却して使用するが、冷却による巻枠の熱収縮量は化
合物系超電導線の熱収縮量より大きいため、−般には、
冷却時に巻枠と超電導コイルの間に半径方向の隙間が生
じるが、本発明においては超電導コイルはこの熱収縮量
の差を補償するよう巻線張力をかけて化合物系超電導線
を巻回しているので、冷却時巻枠と超電導コイルとの間
に半径方向の隙間が生じることがなく、通常時、超電導
コイルが移動してクエンチが生じ、超電導状態が破られ
ることはなくなる。しかも、熱収縮量の差は巻枠がステ
ンレスの場合０．０１％、アルミの場合０．１２％であ
り、この程度の歪であれば、巻回の際巻線張力により超
電導線に与えられてもその特性が劣化すくことはない、
更に、巻枠の両端部にそれぞれ設けられた固定および可
動フランジを介して超電導コイルの軸方向に圧縮力をか
け、超電導線を巻回する際生じた超電導線間の軸方向の
隙間をなくするようしたので、通電時、超電導コイルに
かかる軸方向の圧縮力によって超電導線が軸方向に移動
することもなくなり、従って、クエンチが発生すること
か防止される。なお、通電時、超電導コイ“ルにかかる
半径方向の拡張力は外周側にある超電導線はどより大き
い変位を受８ｆるので、超電導線間に周方向の摩擦はな
く、これによってクエンチの発生はない。
第１図は本発明の一実施例における高磁界用の超電導磁
石の断面図である。ステンレスあるいはアルミなど非磁
性材料で作られた筒状の巻枠２には、一方の端部に非磁
性のフランジ３Ｂが固定され、他方の端部には非磁性の
フランジ３Ａが、巻枠２の輪方向に移動可能なよう設け
である。１は超電導コイルで、筒状の巻枠２の上に化合
物系超電導線ｌ＾を巻回して作られる。化合物系超電導
線ＩＡは、例えば、Ｎｂ箔の表面をＳｎ被覆し、熱処理
によってＳｆｌをＮｂ中に拡散させ、Ｎｂ表面にＮｂ５
Ｓａの薄い層を作り、Ｍｌ）ｓｓａの表面を更に銅で被
覆して低磁界での安定性を高めるとともにＮｂ、Ｓｎの
表面を保護したテープ状の超電導線であり、Ｎｂ５Ｓｎ
の層が薄いので、コイル巻きが可能である。しかしなが
ら、通常行われているように、化合物系超電導線に強い
巻線張力をかけて、完全に固定するよう巻回したのでは
、化合物系超電導線に歪がかかり、例えば、０．６％程
度の歪でも、臨界電流値が約半分にまで劣化してしまう
。
石の断面図である。ステンレスあるいはアルミなど非磁
性材料で作られた筒状の巻枠２には、一方の端部に非磁
性のフランジ３Ｂが固定され、他方の端部には非磁性の
フランジ３Ａが、巻枠２の輪方向に移動可能なよう設け
である。１は超電導コイルで、筒状の巻枠２の上に化合
物系超電導線ｌ＾を巻回して作られる。化合物系超電導
線ＩＡは、例えば、Ｎｂ箔の表面をＳｎ被覆し、熱処理
によってＳｆｌをＮｂ中に拡散させ、Ｎｂ表面にＮｂ５
Ｓａの薄い層を作り、Ｍｌ）ｓｓａの表面を更に銅で被
覆して低磁界での安定性を高めるとともにＮｂ、Ｓｎの
表面を保護したテープ状の超電導線であり、Ｎｂ５Ｓｎ
の層が薄いので、コイル巻きが可能である。しかしなが
ら、通常行われているように、化合物系超電導線に強い
巻線張力をかけて、完全に固定するよう巻回したのでは
、化合物系超電導線に歪がかかり、例えば、０．６％程
度の歪でも、臨界電流値が約半分にまで劣化してしまう
。
ところで、ステンレスあるいはアルミなどの材料で作ら
れた巻枠の熱収縮量は常温から４．２にの極低温でステ
ンレスの場合０．３１％、アルミの場合０．４２％であ
り、一方、化合物超電導線は０．３％である。従って冷
却による巻枠の熱収縮量は化合物系超電導線の熱収縮量
より大きい０本発明では超電導コイルはこの熱収縮量の
差を補償するよう巻線張力をかけて化合物系超電導線を
巻回する。これにより、超電導磁石を冷却した時に、巻
枠と超電導コイルとの間に半径方向の隙間が生じること
はない、しかも、熱収縮量の差は巻枠がステンレスの場
合０．０１％、アルミの場合０．１２％であり、この程
度の歪であれば巻回の際、巻線張力により化合物系超電
導線に与えられても、その特性が劣化することはない。
れた巻枠の熱収縮量は常温から４．２にの極低温でステ
ンレスの場合０．３１％、アルミの場合０．４２％であ
り、一方、化合物超電導線は０．３％である。従って冷
却による巻枠の熱収縮量は化合物系超電導線の熱収縮量
より大きい０本発明では超電導コイルはこの熱収縮量の
差を補償するよう巻線張力をかけて化合物系超電導線を
巻回する。これにより、超電導磁石を冷却した時に、巻
枠と超電導コイルとの間に半径方向の隙間が生じること
はない、しかも、熱収縮量の差は巻枠がステンレスの場
合０．０１％、アルミの場合０．１２％であり、この程
度の歪であれば巻回の際、巻線張力により化合物系超電
導線に与えられても、その特性が劣化することはない。
また、超電導コイルに電流を流すと電磁力によってこの
コイルには軸方向に圧縮力がかかり、半径方向に拡張力
がかかる０本発明によれば、更に巻枠２の両端部にそれ
ぞれに設けられた固定フランジ３Ｂと可動フランジ２Ａ
の間を第１図でＰで示すように軸方向に加圧し、超電導
コイルに軸方向の圧縮力をかけ、超電導線を巻回する原
生じた超電導線間の軸方向の隙間をな（した上で可動フ
ランジ３Ａを巻枠２に固定するこれによって、通電時、
超電導コイルにかかる軸方向の圧縮力によって、超電導
線が軸方向に移動することはな（なり、従って、超電導
状態にクエンチが発生することが防止される。また、通
電時、超電導コイルにかかる半径方向の拡張力は外周側
にある超電導線はどより大きい変位を受けるので、超電
導線間の周方向の摩擦はなく、これによってクエンチの
発生はない、また、冷却による巻枠２と超電導コイル１
との軸方向の熱収縮量は巻枠２の方が超電導コイル１よ
り僅か大きいので、この熱収縮量の差によって生じる応
力は、超電導コイルｌを圧縮する方向に働くので、冷却
時に超電導線ＩＡ間に軸方向の隙間が生じることはない
。
コイルには軸方向に圧縮力がかかり、半径方向に拡張力
がかかる０本発明によれば、更に巻枠２の両端部にそれ
ぞれに設けられた固定フランジ３Ｂと可動フランジ２Ａ
の間を第１図でＰで示すように軸方向に加圧し、超電導
コイルに軸方向の圧縮力をかけ、超電導線を巻回する原
生じた超電導線間の軸方向の隙間をな（した上で可動フ
ランジ３Ａを巻枠２に固定するこれによって、通電時、
超電導コイルにかかる軸方向の圧縮力によって、超電導
線が軸方向に移動することはな（なり、従って、超電導
状態にクエンチが発生することが防止される。また、通
電時、超電導コイルにかかる半径方向の拡張力は外周側
にある超電導線はどより大きい変位を受けるので、超電
導線間の周方向の摩擦はなく、これによってクエンチの
発生はない、また、冷却による巻枠２と超電導コイル１
との軸方向の熱収縮量は巻枠２の方が超電導コイル１よ
り僅か大きいので、この熱収縮量の差によって生じる応
力は、超電導コイルｌを圧縮する方向に働くので、冷却
時に超電導線ＩＡ間に軸方向の隙間が生じることはない
。
なお、本発明はＮｂＴｉなど歪によって特性の劣化が比
較的少ない合金系超電導線を用いた超電導磁石に適用し
ても、作用から明らかなように、それなりの効果がある
。
較的少ない合金系超電導線を用いた超電導磁石に適用し
ても、作用から明らかなように、それなりの効果がある
。
本発明の高磁界用の超電導磁石は、非磁性の巻枠とこの
巻枠の両端部にそれぞれ設けられた非磁性の固定および
可動フランジと前記巻枠に化合物系超電導線を巻回して
なる超電導コイルとからなり、前記超電導コイルは極低
温に冷却された時に巻枠との間に生じる熱収縮量の差を
補償する巻線張力をかけて化合物系超電導線が巻回され
前記固定および可動フランジを介し、化合物系超電導線
を巻回する原生じた超電導線間の軸方向の隙間をなくす
よう軸方向に圧縮力が加えられてなるようにした。これ
によって、化合物系超電導線には、例えば、０．６％に
達するような大きな歪が与えられることはな（、確実に
固定されるので超電状態にクエンチが発生することはな
く、歪によって劣化しやすい化合物系超電導線を直接巻
回して、大形の１０Ｔｅｓｌａ以上の高磁界用の超電導
磁石を得ることができる。なお、歪によって特性劣化が
比較的少ない合金系超電導線を用いた超電導磁石に適用
しても、作用から明らかなように、それなりの効果があ
る。
巻枠の両端部にそれぞれ設けられた非磁性の固定および
可動フランジと前記巻枠に化合物系超電導線を巻回して
なる超電導コイルとからなり、前記超電導コイルは極低
温に冷却された時に巻枠との間に生じる熱収縮量の差を
補償する巻線張力をかけて化合物系超電導線が巻回され
前記固定および可動フランジを介し、化合物系超電導線
を巻回する原生じた超電導線間の軸方向の隙間をなくす
よう軸方向に圧縮力が加えられてなるようにした。これ
によって、化合物系超電導線には、例えば、０．６％に
達するような大きな歪が与えられることはな（、確実に
固定されるので超電状態にクエンチが発生することはな
く、歪によって劣化しやすい化合物系超電導線を直接巻
回して、大形の１０Ｔｅｓｌａ以上の高磁界用の超電導
磁石を得ることができる。なお、歪によって特性劣化が
比較的少ない合金系超電導線を用いた超電導磁石に適用
しても、作用から明らかなように、それなりの効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例になる超電導磁石の断面図で
ある。 ｌ：超電導コイル、ＩＡ＝超電導線（例えば、化合物系
超電導線）、２：１１枠、３Ａ：可動フランジ、２ｐ轡 第１図
ある。 ｌ：超電導コイル、ＩＡ＝超電導線（例えば、化合物系
超電導線）、２：１１枠、３Ａ：可動フランジ、２ｐ轡 第１図
Claims (1)
- １）非磁性の巻枠とこの巻枠の両端部にそれぞれ設けら
れた非磁性の固定および可動フランジと前記巻枠に超電
導線を巻回してなる超電導コイルとからなり、前記超電
導コイルは極低温に冷却された時に前記巻枠との間に生
じる熱収縮量の差を補償するよう巻線張力をかけて前記
超電導線が巻回され、前記固定および可動フランジを介
し前記超電導線を巻回する際に生じた該超電導線間の軸
方向の隙間をなくすよう軸方向に圧縮力が加えられてな
ることを特徴とする超電導磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13926190A JP2745780B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 超電導磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13926190A JP2745780B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 超電導磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432207A true JPH0432207A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2745780B2 JP2745780B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=15241170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13926190A Expired - Lifetime JP2745780B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 超電導磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2745780B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010258201A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Railway Technical Res Inst | 磁気浮上式鉄道用地上コイルの製作方法 |
| DE102010040272A1 (de) * | 2010-09-06 | 2012-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperatur-Supraleiter (HTS)-Spule |
| US10527737B2 (en) | 2015-12-01 | 2020-01-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dose calculation device, dose calculation method, and measurement device with dose calculation function |
| US11967458B2 (en) | 2015-12-02 | 2024-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting coil and superconducting coil device |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP13926190A patent/JP2745780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010258201A (ja) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Railway Technical Res Inst | 磁気浮上式鉄道用地上コイルの製作方法 |
| DE102010040272A1 (de) * | 2010-09-06 | 2012-03-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperatur-Supraleiter (HTS)-Spule |
| EP2601660A1 (de) * | 2010-09-06 | 2013-06-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperatur-supraleiter (hts)-spule |
| DE102010040272B4 (de) * | 2010-09-06 | 2018-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperatur-Supraleiter (HTS)-Spule |
| US10527737B2 (en) | 2015-12-01 | 2020-01-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dose calculation device, dose calculation method, and measurement device with dose calculation function |
| US11967458B2 (en) | 2015-12-02 | 2024-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting coil and superconducting coil device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2745780B2 (ja) | 1998-04-28 |
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