JPH04335505A - 複合超電導マグネット - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、合金系または化合物
系超電導線のコイルの内側に酸化物超電導線のコイルを
設けた複合超電導マグネットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】酸化物超電導体として知られている高温
超電導材料は、たとえば、これを金属被覆し、塑性加工
することによりテープ状の線材として用いることができ
る。この酸化物超電導線材は、液体ヘリウム温度領域で
は、従来の合金系や化合物系の超電導線材よりも高磁場
における特性が優れている。

【０００３】図７は、合金系、化合物系および酸化物超
電導線の臨界電流密度の磁場依存性を示す図である。図
７から明らかなように、ＮｂＴｉのような合金系超電導
線およびＮｂ３　Ｓｎのような化合物系超電導線に比べ
、銀被覆したＢｉ系超電導線は、高い磁場下であっても
、高い臨界電流密度を示している。

【０００４】このように、酸化物超電導線は、高い磁場
において合金系および化合物系の超電導線よりも優れた
特性を有しているため、合金系および化合物系超電導コ
イルのインナーコイルとして、酸化物超電導線のコイル
を複合化することにより、合金系および化合物系超電導
線では達成できなかった、より高い磁場を発生する超高
磁場マグネットを実現することができる。

【０００５】しかしながら、酸化物超電導線は、その性
質上、機械的歪みに弱いという問題があり、高い磁場を
発生するコイルとして用いる場合は、そのコイルを非磁
性体の容器に収納し、その中にエポキシ系樹脂またはセ
ラミックスを充填する方法が考えられる。

【０００６】図８は、従来の複合超電導コイルを示す断
面図である。図８を参照して、第１の巻枠１１には、化
合物系超電導コイル１１ａが巻き付けられており、第１
の巻枠１１内に、酸化物超電導コイル１２ａを巻き付け
た第２の巻枠１２が配置されている。第２の巻枠１２は
、非磁性容器１４内に収納されており、非磁性容器１４
内には、エポキシ系樹脂が注入され、含浸されてエポキ
シ系樹脂部１３が形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の複合超電導コイルにおいては、インナーコイ
ルである酸化物超電導コイル１２ａと外側の化合物系超
電導コイル１１ａの中心軸とを完全に一致させることが
難しく、もし中心軸にずれが生じた場合には、電磁力の
不均衡によって第１の巻枠１１と非磁性容器１４との間
のクリアランスの部分に振動を生じ、安定した磁場を発
生することができないという問題を生じる。

【０００８】また、第１の巻枠１１内に第２の巻枠１２
を収納した非磁性体容器１４を挿入する必要があるため
、クリアランスの部分を確保する必要があり、コイル全
体をコンパクト化することができないという問題もあっ
た。

【０００９】この発明の目的は、このような従来の問題
点を解消し、安定した磁場を確保することができ、かつ
コイル全体の大きさをコンパクト化することのできる複
合超電導マグネットを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の複合超電導マ
グネットは、合金系または化合物系超電導コイルの内側
に、酸化物超電導線のコイルを設けた複合超電導マグネ
ットであり、合金系または化合物系超電導線のコイルを
巻き付けた第１の巻枠と、第１の巻枠の内側に設けられ
酸化物超電導コイルを巻き付けた第２の巻枠と、第１の
巻枠と第２の巻枠とを固定するためそれらの間に充填さ
れる充填固定部とを備えている。

【００１１】

【作用】この発明では、第１の巻枠と第２の巻枠を固定
するための充填固定部が設けられている。このため、第
１の巻枠と第２の巻枠とが一体化して固定されているの
で、電磁力によるコイルの振動が発生せず、安定した高
磁場を得ることができる。

【００１２】この発明の複合超電導マグネットでは、従
来のように第１の巻枠内に第２の巻枠を挿入するための
クリアランスを確保する必要がない。このため、コイル
全体の大きさをコンパクト化することができる。

【００１３】

【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す断面図で
ある。図１を参照して、第１の巻枠１には化合物系超電
導コイル１ａが巻き付けられている。第１の巻枠１内に
は、第２の巻枠２が配置されており、第２の巻枠２には
、酸化物超電導コイル２ａが巻き付けられている。第１
の巻枠１と第２の巻枠２との間には、樹脂が充填され、
充填固定部３が形成されている。充填固定部３としては
、樹脂の他に、たとえばセラミックスやセメントなどを
充填固定部として用いることもできる。

【００１４】図１に示すような複合超電導マグネットは
、種々の方法で作製することができる。図２は、酸化物
超電導コイルを巻き付けた第２の巻枠を示す断面図であ
る。図２に示す第２の巻枠２を第１の巻枠１内に配置し
、第１の巻枠１と第２の巻枠２の間にエポキシ系樹脂な
どの樹脂を注入し含浸した状態を示すのが図３である。 このような状態の第１の巻枠１に化合物系超電導線を巻
付けてコイルとした状態が図４である。

【００１５】樹脂またはセラミックスなどを第１の巻枠
１と第２の巻枠２の間に充填する工程は、第１の巻枠に
化合物系超電導線を巻付けてコイルにした後であっても
よい。

【００１６】さらにもう１つの作製方法について説明す
る。図５は、化合物系超電導コイル１ａを巻き付けた第
１の巻枠１を示す図である。このような状態の第１の巻
枠１に、図２に示すような第２の巻枠２を挿入し、第１
の巻枠１と第２の巻枠２との間に、図６に示すようにエ
ポキシ系樹脂などの樹脂を注入し含浸して作製すること
もできる。

【００１７】以上のような作製において、必要であるな
らば熱処理を施すこともできる。銀被覆したＢｉ系超電
導線を酸化物超電導線として用い、これをステンレス製
の第２の巻枠に巻き付けてコイル状にし、熱処理した。 また、化合物系超電導線Ｎｂ３　Ｓｎをステンレス製の
第１の巻枠に巻付けコイル状にした。第１の巻枠内に酸
化物超電導線を巻き付けた第２の巻枠を入れ、第１の巻
枠と第２の巻枠をその接する部分で溶接した。次に、第
１の巻枠と第２の巻枠との間にエポキシ系樹脂（グレー
スジャパン株式会社製：スタイキャスト２８５０ＧＦ）
を流し込んで、含浸させ、その後硬化させた。

【００１８】このようにして図１に示すような複合超電
導マグネットを作製し、Ｎｂ３　Ｓｎコイルに１８テス
ラー、Ｂｉ系超電導コイルに５テスラー発生させたとこ
ろ、従来の合金系および化合物系超電導線で達成できな
かった超高磁場の２３テスラーを発生させることができ
た。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に従えば
、第１の巻枠と第２の巻枠とが充填固定部により一体化
されるため、従来のような電磁力によるコイルの振動が
発生せず、安定した高磁場を得ることができる。

【００２０】また、第１の巻枠と第２の巻枠との間にク
リアランスを必要としないので、コイル全体としての大
きさをコンパクト化することができる。また、合金系ま
たは化合物系超電導コイルの巻き初めの径を小さくする
ことができるので、線材の長さの低減化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】酸化物超電導コイルを巻き付けた第２の巻枠を
示す断面図である。

【図３】図２に示す第２の巻枠を第１の巻枠内に配置し
、樹脂を注入し含浸した状態を示す断面図である。

【図４】図３に示す第１の巻枠に化合物系超電導コイル
を巻き付けた状態を示す断面図である。

【図５】化合物系超電導コイルを巻き付けた状態を示す
断面図である。

【図６】図５に示す第１の巻枠内における図２に示す第
２の巻枠を配置し、樹脂を注入含浸した状態を示す断面
図である。

【図７】合金系、化合物系および酸化物超電導線の磁場
依存性を示す図である。

【図８】従来の複合超電導コイルを示す断面図である。

【符号の説明】

１　　第１の巻枠 １ａ　　化合物系超電導コイル ２　　第２の巻枠 ２ａ　　酸化物超電導コイル ３　　充填固定部 １１　　第１の巻枠 １１ａ　　化合物系超電導コイル １２　　第２の巻枠 １２ａ　　酸化物超電導コイル １３　　エポキシ系樹脂部 １４　　非磁性容器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　合金系または化合物系超電導線のコイ
   ルの内側に、酸化物超電導線のコイルを設けた複合超電
   導マグネットであって、前記合金系または化合物系超電
   導線のコイルを巻き付けた第１の巻枠と、前記第１の巻
   枠の内側に設けられ、前記酸化物超電導線のコイルを巻
   き付けた第２の巻枠と、前記第１の巻枠と前記第２の巻
   枠とを固定するため、それらの間に充填される充填固定
   部とを備える、複合超電導マグネット。