JPH0439909A - 超電導マグネット - Google Patents
超電導マグネットInfo
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- JPH0439909A JPH0439909A JP14622790A JP14622790A JPH0439909A JP H0439909 A JPH0439909 A JP H0439909A JP 14622790 A JP14622790 A JP 14622790A JP 14622790 A JP14622790 A JP 14622790A JP H0439909 A JPH0439909 A JP H0439909A
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- Pending
Links
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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、極低温流体で冷却して高磁界を発生する超電
導マグネットに関する。
導マグネットに関する。
（従来の技術）
大型の超電導マグネットを製作する場合、パンケーキ巻
きにしろ、ソレノイド巻きにしろ超電導導体の全長が数
百ｍから数−におよぶので接続なしで構成することは不
可能である。この為、超電導マグネットは、パンケーキ
間の渡り、もしくはソレノイド間の渡りにおいて導体を
接続して構成する。
きにしろ、ソレノイド巻きにしろ超電導導体の全長が数
百ｍから数−におよぶので接続なしで構成することは不
可能である。この為、超電導マグネットは、パンケーキ
間の渡り、もしくはソレノイド間の渡りにおいて導体を
接続して構成する。
この場合、接続部の構造は、超電導線どうし接続するの
は難しいため、接続する超電導導体どうしをラップさせ
、間に半田等の電気良導体を介在させて、一体構成とし
て接続する。
は難しいため、接続する超電導導体どうしをラップさせ
、間に半田等の電気良導体を介在させて、一体構成とし
て接続する。
（発明が解決しようとする課題）
以上のように超電導導体間の接続に常電導体が介在して
いるため、超電導マグネット運転時においては、接続部
の常電導部分においてジュール発熱が生じ、冷媒、及び
導体の温度上昇をまねく。
いるため、超電導マグネット運転時においては、接続部
の常電導部分においてジュール発熱が生じ、冷媒、及び
導体の温度上昇をまねく。
その結果、ＮｂＴｉ導体を用いて製作した超電導マグネ
ットにおいては、臨界温度が低いために電流分流開始温
度までの許容温度上昇がｌＪＸさくなり、クエンチが発
生し易い。
ットにおいては、臨界温度が低いために電流分流開始温
度までの許容温度上昇がｌＪＸさくなり、クエンチが発
生し易い。
従来の超電導マグネットにおいては、上記問題点に対し
、冷媒の温度を下げて過冷却又は、超流動冷却にしたり
、接続部の電気抵抗が小さくなる接続方法等を開発して
いるが、これらの方法は冷却システムが複雑になったり
、侵入熱、コスト作業性などの点で問題があった。
、冷媒の温度を下げて過冷却又は、超流動冷却にしたり
、接続部の電気抵抗が小さくなる接続方法等を開発して
いるが、これらの方法は冷却システムが複雑になったり
、侵入熱、コスト作業性などの点で問題があった。
そこで本発明の目的は、マグネットの渡りでの接続箇所
で発熱による温度上昇を生じてもクエンチしにくい超電
導マグネットを提供することにある。
で発熱による温度上昇を生じてもクエンチしにくい超電
導マグネットを提供することにある。
（１１題を解決するための手段〉
すなわち本発明の超電導マグネットにおいては、パンケ
ーキもしくはソレノイド間の渡り部の接続部分に、より
臨界温度の高い超電導導体を用いて接続した構成とする
。
ーキもしくはソレノイド間の渡り部の接続部分に、より
臨界温度の高い超電導導体を用いて接続した構成とする
。
（作用）
上記技術手段をとることにより、マグネットの渡りでの
接続箇所で超電導導体がクエンチしにくくなるので冷媒
及び導体の大きい温度上昇を許容することができる。
接続箇所で超電導導体がクエンチしにくくなるので冷媒
及び導体の大きい温度上昇を許容することができる。
（実施例）
以下本発明を第１図から第３図に示す実施例について説
明する。超電導マグネット１は、数十のパンケーキコイ
ル２から構成されるパンケーキコイル間の接続部３は、
パンケーキコイル２ｂの超電導導体４及びパンケーキコ
イル２ａの超電導導体５を、超電導導体６ではさみこん
で半田で接続している。ここで超電導導体４，５は、例
えばＮｂＴｉ線材のような臨界温度の低い合金系超電導
線から成る導体である。一方超電導導体６は、例えばＮ
ｂ、Ｓｎ線材のような臨界温度の高い化合物系超電導線
から成る導体である。
明する。超電導マグネット１は、数十のパンケーキコイ
ル２から構成されるパンケーキコイル間の接続部３は、
パンケーキコイル２ｂの超電導導体４及びパンケーキコ
イル２ａの超電導導体５を、超電導導体６ではさみこん
で半田で接続している。ここで超電導導体４，５は、例
えばＮｂＴｉ線材のような臨界温度の低い合金系超電導
線から成る導体である。一方超電導導体６は、例えばＮ
ｂ、Ｓｎ線材のような臨界温度の高い化合物系超電導線
から成る導体である。
第３図は、接続部３の詳細である。浸漬冷却コイルの場
合冷却は、４．２にの液体ヘリウムによっておこなわれ
る。超電導マグネットが運転されると電流の流れは、接
続部３では超電導導体４から超電導導体６へ半田７を介
して流れ、超電導導体６を通って再び半田７を介して超
電導導体５へと流れていく。接続部での発熱により超電
導状態がこわれ、１部常電導状態となる（クエンチ）時
の導体の温度を電流分流開始温度Ｔｃｓと呼び次式で表
わされる。
合冷却は、４．２にの液体ヘリウムによっておこなわれ
る。超電導マグネットが運転されると電流の流れは、接
続部３では超電導導体４から超電導導体６へ半田７を介
して流れ、超電導導体６を通って再び半田７を介して超
電導導体５へと流れていく。接続部での発熱により超電
導状態がこわれ、１部常電導状態となる（クエンチ）時
の導体の温度を電流分流開始温度Ｔｃｓと呼び次式で表
わされる。
ここで工。Ｐ：コイル通電電流、工。：任意磁界下での
臨界電流、Ｔｏ：任意磁界下での使用超電導線材の臨界
温度、Ｔｂ：冷媒温度である。
臨界電流、Ｔｏ：任意磁界下での使用超電導線材の臨界
温度、Ｔｂ：冷媒温度である。
今、磁界８Ｔ、■。Ｐ／Ｉ。＝０．５のロードライン上
で超電導マグネットを運転するものとする。従来の接続
方法を用いた超電導マグネットでは、丁ｂ＝４．２にと
してＴ。ｓ＝５．ＯＫ。−力木発明を用いた超電導マグ
ネットでは、接続部の超電導導体６にＮｂ、 Ｓｎを、
又導体の構成を同一とすると、臨界電流が９．４倍に、
また臨界温度が２．６倍になるためＴｃ５＝１４．４Ｋ
と約３倍になる。この結果、接続部で発熱して冷媒の
温度が上昇しても、許容する温度上昇が大きいため、ク
エンチしにくい超電導マグネットを得ることができる。
で超電導マグネットを運転するものとする。従来の接続
方法を用いた超電導マグネットでは、丁ｂ＝４．２にと
してＴ。ｓ＝５．ＯＫ。−力木発明を用いた超電導マグ
ネットでは、接続部の超電導導体６にＮｂ、 Ｓｎを、
又導体の構成を同一とすると、臨界電流が９．４倍に、
また臨界温度が２．６倍になるためＴｃ５＝１４．４Ｋ
と約３倍になる。この結果、接続部で発熱して冷媒の
温度が上昇しても、許容する温度上昇が大きいため、ク
エンチしにくい超電導マグネットを得ることができる。
更に、Ｎｂ３Ｓｎとして内部拡散法を用い、Ｎｂパイプ
の肉厚の薄いものを使用する。今Ｎｂの電気抵抗ρＮｂ
＋ Ｃｕの電気抵抗ρ。０とするとρＮｂ＞ρｃｕであ
り、この比α＝ρＮｂ／ρ。、＞１である。Ｎｂ、 Ｓ
ｎ導体の安定化銅の面積をＡｃｕ＋Ｎｂの面積をＡＮｂ
としてＡｃｕ＞αＡＮｂを満たすよう構成することによ
り。
の肉厚の薄いものを使用する。今Ｎｂの電気抵抗ρＮｂ
＋ Ｃｕの電気抵抗ρ。０とするとρＮｂ＞ρｃｕであ
り、この比α＝ρＮｂ／ρ。、＞１である。Ｎｂ、 Ｓ
ｎ導体の安定化銅の面積をＡｃｕ＋Ｎｂの面積をＡＮｂ
としてＡｃｕ＞αＡＮｂを満たすよう構成することによ
り。
常電導転移した際のジュール発熱も、ＮｂＴｉ導体に比
へて減少させることができる。これにより温度上昇をお
さえることが可能である。
へて減少させることができる。これにより温度上昇をお
さえることが可能である。
（他の実施例）
式の超電導マグネットにおいても適用できる。第４図は
強制冷却方式の超電導マグネットへの本発明の適用例で
、導体として内部冷却型を用いた場合を示したものであ
る。ＮｂＴｉのような臨界温度の低い超電導導体４，５
は、ともに冷媒を強制的に流す流路を確保するためコン
ジット９に収納されている。接続部３では、ともにコン
ジット９をとりのぞき超電導導体４，５の素線を例えば
銅やアルミニウムなどの低抵抗を有する接続端子８を介
してＮｂ、Ｓｎのような臨界温度の高い超電導導体６に
半田７で接続しである。接続部３は図示していない押さ
えを介してその外周を両港体のコンジット９にラップす
るようにした半割れのコンジット９ｂを上下からかぶせ
、気密性を保つよう溶接する。
強制冷却方式の超電導マグネットへの本発明の適用例で
、導体として内部冷却型を用いた場合を示したものであ
る。ＮｂＴｉのような臨界温度の低い超電導導体４，５
は、ともに冷媒を強制的に流す流路を確保するためコン
ジット９に収納されている。接続部３では、ともにコン
ジット９をとりのぞき超電導導体４，５の素線を例えば
銅やアルミニウムなどの低抵抗を有する接続端子８を介
してＮｂ、Ｓｎのような臨界温度の高い超電導導体６に
半田７で接続しである。接続部３は図示していない押さ
えを介してその外周を両港体のコンジット９にラップす
るようにした半割れのコンジット９ｂを上下からかぶせ
、気密性を保つよう溶接する。
本実施例のような構造、構成をとることにより本発明は
、浸漬冷却方式の超電導マグネットに適用した場合と同
等の効果を得ることができる。
、浸漬冷却方式の超電導マグネットに適用した場合と同
等の効果を得ることができる。
以上説明したように本発明によれば、超電導マグネット
内の渡りでの接続箇所で、超電導導体の臨界温度を上昇
させることによって、冷媒及び導体の温度上昇を許容し
クエンチしにくい超電導マグネットを提供することがで
きる。
内の渡りでの接続箇所で、超電導導体の臨界温度を上昇
させることによって、冷媒及び導体の温度上昇を許容し
クエンチしにくい超電導マグネットを提供することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例の超電導マグネットの平面図
、第２図は第１図の■−■線による断面図、第３図は上
記実施例の接続部の詳細図、第４図は他の実施例を示す
斜視図である６４．５・・・超電導導体（合金系）、 ６・・・超電導導体（化合物系）、 ７・・・半田、８
・・・接続端子、 ９，９ｂ・・・コンジット。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 Ｊｉａ図
、第２図は第１図の■−■線による断面図、第３図は上
記実施例の接続部の詳細図、第４図は他の実施例を示す
斜視図である６４．５・・・超電導導体（合金系）、 ６・・・超電導導体（化合物系）、 ７・・・半田、８
・・・接続端子、 ９，９ｂ・・・コンジット。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 Ｊｉａ図
Claims (3)
- （１）臨界温度が比較的低い超電導導体を巻回した複数
のパンケーキまたはソレノイドからなる超電導マグネッ
トにおいて、前記パンケーキもしくはソレノイド間の接
続部分に臨界温度が比較的高い超電導導体を用いたこと
を特徴とする超電導マグネット。 - （２）臨界温度が比較的低い超電導導体としてＮｂＴｉ
導体、臨界温度が比較的高い超電導導体としてＮｂ＿３
Ｓｎ導体を用いたことを特徴とする請求項（１）記載の
超電導マグネット。 - （３）Ｎｂ＿３Ｓｎ導体を内部拡散法を用いて製作した
ことを特徴とする請求項２記載の超電導マグネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14622790A JPH0439909A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 超電導マグネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14622790A JPH0439909A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 超電導マグネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0439909A true JPH0439909A (ja) | 1992-02-10 |
Family
ID=15402987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14622790A Pending JPH0439909A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 超電導マグネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0439909A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0786141A4 (en) * | 1994-10-13 | 1997-12-17 | American Superconductor Corp | SUPRAL-CONDUCTING MAGNETIC COIL WITH VARIABLE PROFILE |
| JP2012114162A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Kobe Steel Ltd | 酸化物超電導ソレノイド巻きコイルおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP14622790A patent/JPH0439909A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0786141A4 (en) * | 1994-10-13 | 1997-12-17 | American Superconductor Corp | SUPRAL-CONDUCTING MAGNETIC COIL WITH VARIABLE PROFILE |
| JP2012114162A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Kobe Steel Ltd | 酸化物超電導ソレノイド巻きコイルおよびその製造方法 |
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