JPH06224037A - 超電導コイル - Google Patents
超電導コイルInfo
- Publication number
- JPH06224037A JPH06224037A JP1191793A JP1191793A JPH06224037A JP H06224037 A JPH06224037 A JP H06224037A JP 1191793 A JP1191793 A JP 1191793A JP 1191793 A JP1191793 A JP 1191793A JP H06224037 A JPH06224037 A JP H06224037A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconductor
- copper
- wire
- current
- quenched
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導体のクエンチの発生を抑制すると共
に、コイルに流すことのできる電流量を多く確保するこ
と。 【構成】 超電導体１３及び銅１４を含有する線材１２
が積み重なるように巻かれてなる超電導コイル１０。こ
れにより、クエンチ時に銅１４の内部に流れる電流が周
りに分散して流れると共に、銅１４内の熱が周りに分散
される。
に、コイルに流すことのできる電流量を多く確保するこ
と。 【構成】 超電導体１３及び銅１４を含有する線材１２
が積み重なるように巻かれてなる超電導コイル１０。こ
れにより、クエンチ時に銅１４の内部に流れる電流が周
りに分散して流れると共に、銅１４内の熱が周りに分散
される。
Description
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導コイルに関する
ものである。
ものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、この種の超電導コイルとしては、
第４７回低温工学・超電導学会Ｃ３−１３に示されるも
のが知られている。これは、超電導体及び銅を含有する
線材の表面に絶縁材を被覆した巻線が積み重なるように
何回も巻かれたものである。又、リード線の接触部は、
含浸材を介して接着されている。
第４７回低温工学・超電導学会Ｃ３−１３に示されるも
のが知られている。これは、超電導体及び銅を含有する
線材の表面に絶縁材を被覆した巻線が積み重なるように
何回も巻かれたものである。又、リード線の接触部は、
含浸材を介して接着されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のコイルに電流を
流すと、磁界が発生するが、この磁界の影響で巻線の隣
接した部分で摩擦熱が発生してその熱により線材内の超
電導体の一部の超電導現象が消滅する（以下、クエンチ
する，と称する。）。その場合、超電導体のクエンチし
た部分の抵抗が大きくなるので、今まで超電導体内を流
れていた電流は超電導体のクエンチした部分を避けて周
りの銅内を流れる。上記のコイルにおいては、線材の周
りに絶縁材が被覆されているので、電流は隣接した巻線
には全く伝達されず、殆どクエンチした巻線内の銅内を
流れる。その結果、銅内にて発生する発熱量が過大なも
のとなり、その過大な熱は、絶縁材の影響で隣接した巻
線には殆ど伝達されず、超電導体のクエンチしていない
他の部分に伝えられ、その部分がクエンチしてしまう恐
れがある。
流すと、磁界が発生するが、この磁界の影響で巻線の隣
接した部分で摩擦熱が発生してその熱により線材内の超
電導体の一部の超電導現象が消滅する（以下、クエンチ
する，と称する。）。その場合、超電導体のクエンチし
た部分の抵抗が大きくなるので、今まで超電導体内を流
れていた電流は超電導体のクエンチした部分を避けて周
りの銅内を流れる。上記のコイルにおいては、線材の周
りに絶縁材が被覆されているので、電流は隣接した巻線
には全く伝達されず、殆どクエンチした巻線内の銅内を
流れる。その結果、銅内にて発生する発熱量が過大なも
のとなり、その過大な熱は、絶縁材の影響で隣接した巻
線には殆ど伝達されず、超電導体のクエンチしていない
他の部分に伝えられ、その部分がクエンチしてしまう恐
れがある。
【０００５】又、超電導体の一部がクエンチすると、前
述の如く殆どの電流が銅内を流れ、、銅内にて発生する
発熱量が過大なものとなり、その熱により超電導体のク
エンチした部分の温度が更に上昇する。その結果、コイ
ルが冷媒により冷却されていても、超電導体のクエンチ
した部分が再び超電導転移温度以下に下がることはな
い。従って、コイルが断線等の損傷を受ける恐れがあ
る。
述の如く殆どの電流が銅内を流れ、、銅内にて発生する
発熱量が過大なものとなり、その熱により超電導体のク
エンチした部分の温度が更に上昇する。その結果、コイ
ルが冷媒により冷却されていても、超電導体のクエンチ
した部分が再び超電導転移温度以下に下がることはな
い。従って、コイルが断線等の損傷を受ける恐れがあ
る。
【０００６】そこで、以上の問題点を解消するために、
銅の超電導体に対する比率（銅比）を大きくすることが
考えられ、その場合、銅の抵抗が小さくなり、電流によ
る発熱量は前述に比べて少なくなる。ところが、超電導
体の銅に対する比率が小さくなり、コイルに流すことの
できる電流量が少なくなる。従って、高磁場が発生でき
なくなる。尚、線材を太くすることも考えられるが、そ
の場合、コイル全体が大型化してしまい、大きな冷媒容
器等が必要になる。
銅の超電導体に対する比率（銅比）を大きくすることが
考えられ、その場合、銅の抵抗が小さくなり、電流によ
る発熱量は前述に比べて少なくなる。ところが、超電導
体の銅に対する比率が小さくなり、コイルに流すことの
できる電流量が少なくなる。従って、高磁場が発生でき
なくなる。尚、線材を太くすることも考えられるが、そ
の場合、コイル全体が大型化してしまい、大きな冷媒容
器等が必要になる。
【０００７】故に、本発明は、超電導体のクエンチの発
生を少なくすると共に、コイルに流すことのできる電流
値をより多く確保することを、その技術的課題とするも
のである。
生を少なくすると共に、コイルに流すことのできる電流
値をより多く確保することを、その技術的課題とするも
のである。
【０００８】
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために本発明において講じた技術的手段は、超電導体
及び銅又は銅合金を含有する線材を積み重なるように巻
いたことであり、好ましくは、隣接する線材の間に超電
導特性を有した低融点金属を充填したことである。
るために本発明において講じた技術的手段は、超電導体
及び銅又は銅合金を含有する線材を積み重なるように巻
いたことであり、好ましくは、隣接する線材の間に超電
導特性を有した低融点金属を充填したことである。
【００１０】
【作用】上記技術的手段は、以下のように作用する。
【００１１】コイルに流れる電流により発生した磁界の
影響で、線材の隣接部分で摩擦熱が発生してその熱によ
り線材内の超電導体の一部がクエンチした場合におい
て、超電導体のクエンチした部分の抵抗が大きくなるの
で、今まで超電導体内を流れていた電流は超電導体のク
エンチした部分を避けて周りの銅内を流れようとする。
影響で、線材の隣接部分で摩擦熱が発生してその熱によ
り線材内の超電導体の一部がクエンチした場合におい
て、超電導体のクエンチした部分の抵抗が大きくなるの
で、今まで超電導体内を流れていた電流は超電導体のク
エンチした部分を避けて周りの銅内を流れようとする。
【００１２】そこで、上記技術的手段によれば、線材同
志が接触するように配置した即ち線材の周りに絶縁材を
被覆していないので、電流はその接触部分を介して周囲
に配置される隣接した線材に分散されて流れる。その
分、銅内を流れる電流密度が少なくなり、銅内にて発生
する発熱量が従来技術と比較して抑えられる。更に、そ
の熱は、隣接した線材に伝達されて超電導体のクエンチ
していない他の部分に伝達され難くなり、クエンチの発
生が防がれる。
志が接触するように配置した即ち線材の周りに絶縁材を
被覆していないので、電流はその接触部分を介して周囲
に配置される隣接した線材に分散されて流れる。その
分、銅内を流れる電流密度が少なくなり、銅内にて発生
する発熱量が従来技術と比較して抑えられる。更に、そ
の熱は、隣接した線材に伝達されて超電導体のクエンチ
していない他の部分に伝達され難くなり、クエンチの発
生が防がれる。
【００１３】又、超電導体の一部がクエンチした場合に
おいて、前述の如く銅内を流れる電流密度が少なくな
り、銅内にて発生する発熱量が抑えられ、その熱が分散
されるので、超電導体のクエンチした部分の温度の上昇
が抑制される。その結果、超電導体のクエンチした部分
が直ちに超電導転移温度以下まで下がり、直ちに超電導
現象が回復する。
おいて、前述の如く銅内を流れる電流密度が少なくな
り、銅内にて発生する発熱量が抑えられ、その熱が分散
されるので、超電導体のクエンチした部分の温度の上昇
が抑制される。その結果、超電導体のクエンチした部分
が直ちに超電導転移温度以下まで下がり、直ちに超電導
現象が回復する。
【００１４】このように、クエンチ時に銅内に流れる電
流が分散されると共に、銅内にて発生する発熱量が分散
されるので、超電導体の銅に対する比率を大きく確保す
ることが可能になる。その結果、コイルに流すことので
きる電流量が従来よりも多く確保され、高磁場を発生す
ることが可能になる。
流が分散されると共に、銅内にて発生する発熱量が分散
されるので、超電導体の銅に対する比率を大きく確保す
ることが可能になる。その結果、コイルに流すことので
きる電流量が従来よりも多く確保され、高磁場を発生す
ることが可能になる。
【００１５】更に、隣接する線材の間に超電導特性を有
した低融点金属を充填したので、線材内の超電導体の一
部がクエンチした際に、電流がその低融点金属内にも流
れることになり、より一層クエンチの発生が防がれる。
した低融点金属を充填したので、線材内の超電導体の一
部がクエンチした際に、電流がその低融点金属内にも流
れることになり、より一層クエンチの発生が防がれる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１７】図１は、本実施例に係る超電導コイルの簡
略図である。図２は、図１のＡ部における拡大断面図で
ある。
略図である。図２は、図１のＡ部における拡大断面図で
ある。
【００１８】図１及び図２に示されるように、本実施例
に係る超電導コイル１０は、超電導体１３及び銅１４を
含有する線材１２をボビン１１に巻いたものである。コ
イル１０に流す電流は、抵抗が零である超電導体１３の
内部を流れ、超電導体１３がクエンチした場合において
は、そのクエンチした部分を避けて周りに配置された銅
１４の内部を流れるようになっている。超電導コイル１
０は、液体ヘリウム等の超電導転移温度以下の冷媒が収
容された冷媒容器（図示せず）内に配設され、常時超電
導転移温度以下に冷却されるようになっている。
に係る超電導コイル１０は、超電導体１３及び銅１４を
含有する線材１２をボビン１１に巻いたものである。コ
イル１０に流す電流は、抵抗が零である超電導体１３の
内部を流れ、超電導体１３がクエンチした場合において
は、そのクエンチした部分を避けて周りに配置された銅
１４の内部を流れるようになっている。超電導コイル１
０は、液体ヘリウム等の超電導転移温度以下の冷媒が収
容された冷媒容器（図示せず）内に配設され、常時超電
導転移温度以下に冷却されるようになっている。
【００１９】図２に示されるように、線材１２は、積み
重ねられるように巻かれており、巻く際の張力によって
多角形形状（例えば、六角形形状）を呈している。従っ
て、線材１２は、互いに接触して隣接部１５を有するよ
うになっており、その隣接部１５を介して超電導体１３
の一部がクエンチした際に周りに配置された銅１４内を
流れる電流が分散されると共に銅１４内の熱も分散され
るようになっている。
重ねられるように巻かれており、巻く際の張力によって
多角形形状（例えば、六角形形状）を呈している。従っ
て、線材１２は、互いに接触して隣接部１５を有するよ
うになっており、その隣接部１５を介して超電導体１３
の一部がクエンチした際に周りに配置された銅１４内を
流れる電流が分散されると共に銅１４内の熱も分散され
るようになっている。
【００２０】各線材１２の間には、ハンダ（低融点金
属）１６が充填されており、ハンダ１６は、超電導特性
を有し且つ銅１４との接着性に優れている。ハンダ１６
は、線材１２を巻く前に塗布され、巻いた後、熱処理さ
れる。
属）１６が充填されており、ハンダ１６は、超電導特性
を有し且つ銅１４との接着性に優れている。ハンダ１６
は、線材１２を巻く前に塗布され、巻いた後、熱処理さ
れる。
【００２１】コイル１０に流れる電流により発生した磁
界の影響で、線材１２の隣接部１５で摩擦熱が発生して
その熱により線材１２内の超電導体１３の一部がクエン
チした場合において、超電導体１３のクエンチした部分
の抵抗が大きくなるので、今まで超電導体１３内を流れ
ていた電流は超電導体１３のクエンチした部分を避けて
周りに配置された銅１４の内部を流れようとする。そこ
で、本実施例においては、線材１２同志は隣接部１５を
介して接触しているので、電流はその隣接部１５を介し
て周囲に配置される隣接した線材１２に分散されて流れ
る。その分、銅１４の内部を流れる電流量が少なくな
り、銅１４の内部にて発生する発熱量が従来技術と比較
して抑えられる。更に、その熱は、隣接部１５を介して
隣接した線材１２に伝達されて超電導体１３のクエンチ
していない他の部分に伝達され難くなり、クエンチの発
生が防がれる。
界の影響で、線材１２の隣接部１５で摩擦熱が発生して
その熱により線材１２内の超電導体１３の一部がクエン
チした場合において、超電導体１３のクエンチした部分
の抵抗が大きくなるので、今まで超電導体１３内を流れ
ていた電流は超電導体１３のクエンチした部分を避けて
周りに配置された銅１４の内部を流れようとする。そこ
で、本実施例においては、線材１２同志は隣接部１５を
介して接触しているので、電流はその隣接部１５を介し
て周囲に配置される隣接した線材１２に分散されて流れ
る。その分、銅１４の内部を流れる電流量が少なくな
り、銅１４の内部にて発生する発熱量が従来技術と比較
して抑えられる。更に、その熱は、隣接部１５を介して
隣接した線材１２に伝達されて超電導体１３のクエンチ
していない他の部分に伝達され難くなり、クエンチの発
生が防がれる。
【００２２】又、超電導体１３の一部がクエンチ場合に
おいて、前述の如く銅１４の内部を流れる電流量が少な
くなり、銅１４の内部にて発生する発熱量が抑えられ、
その熱が分散されるので、超電導体１３のクエンチした
部分の温度の上昇が抑制される。その結果、超電導体１
３のクエンチした部分が直ちに超電導転移温度以下まで
下がり、直ちに超電導現象が回復する。
おいて、前述の如く銅１４の内部を流れる電流量が少な
くなり、銅１４の内部にて発生する発熱量が抑えられ、
その熱が分散されるので、超電導体１３のクエンチした
部分の温度の上昇が抑制される。その結果、超電導体１
３のクエンチした部分が直ちに超電導転移温度以下まで
下がり、直ちに超電導現象が回復する。
【００２３】このように、クエンチ時に銅１４の内部に
流れる電流が分散されると共に、銅１４の内部にて発生
する発熱量が分散されるので、超電導体１３の銅１４に
対する比率を大きく確保することが可能になる。その結
果、コイル１０に流すことのできる電流量を従来技術よ
りも多く確保でき、高磁場を発生することが可能にな
る。
流れる電流が分散されると共に、銅１４の内部にて発生
する発熱量が分散されるので、超電導体１３の銅１４に
対する比率を大きく確保することが可能になる。その結
果、コイル１０に流すことのできる電流量を従来技術よ
りも多く確保でき、高磁場を発生することが可能にな
る。
【００２４】又、従来の超電導コイルにおいて、本実施
例と同等の高磁場を発生するためには、超電導体の断面
積を大きくして超電導コイルを大型化する必要性があっ
たが、それに対して、本実施例においては、超電導コイ
ル１０を大型化する必要は全くない。従って、コイル１
０が小型化し、小型の冷媒容器で済む。
例と同等の高磁場を発生するためには、超電導体の断面
積を大きくして超電導コイルを大型化する必要性があっ
たが、それに対して、本実施例においては、超電導コイ
ル１０を大型化する必要は全くない。従って、コイル１
０が小型化し、小型の冷媒容器で済む。
【００２５】隣接する線材１２の間に超電導特性を有し
たハンダ１６を充填したので、線材１２内の超電導体１
３の一部がクエンチした際に、電流がこのハンダ１６内
にも流れることになり、より一層クエンチの発生が防が
れる。又、このハンダ１６により各線材１２は強固に結
合され、振動等の影響で各線材１２が動くことが防が
れ、クエンチの発生を一層低減できる。
たハンダ１６を充填したので、線材１２内の超電導体１
３の一部がクエンチした際に、電流がこのハンダ１６内
にも流れることになり、より一層クエンチの発生が防が
れる。又、このハンダ１６により各線材１２は強固に結
合され、振動等の影響で各線材１２が動くことが防が
れ、クエンチの発生を一層低減できる。
【００２６】尚、クエンチ時の銅１４の内部を流れる電
流が分散されると、磁界が崩れてしまうということが考
えられるが、本実施例においては、分散された電流は、
隣接した線材１２内のクエンチしてしない超電導体１３
に合流するので、そのような心配はなくなる。
流が分散されると、磁界が崩れてしまうということが考
えられるが、本実施例においては、分散された電流は、
隣接した線材１２内のクエンチしてしない超電導体１３
に合流するので、そのような心配はなくなる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、以下の如く効果を有する。
【００２８】超電導体のクエンチの発生を抑制できる。
又、コイルに流すことのできる電流量を従来よりも多く
確保でき、高磁場を発生することが可能になる。
又、コイルに流すことのできる電流量を従来よりも多く
確保でき、高磁場を発生することが可能になる。
【図１】本実施例に係る超電導コイルの簡略図である。
【図２】図１のＡ部における拡大断面図である。
１０ 超電導コイル １２ 線材 １３ 超電導体 １４ 銅 １５ 隣接部 １６ ハンダ（低融点金属）
Claims (2)
- 【請求項１】 超電導体及び銅又は銅合金を含有する線
材が積み重なるように巻かれてなる超電導コイル。 - 【請求項２】 前記線材の間に超電導特性を有した低融
点金属が充填されてなる請求項１記載の超電導コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1191793A JPH06224037A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1191793A JPH06224037A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 超電導コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224037A true JPH06224037A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11791056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1191793A Pending JPH06224037A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06224037A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6467151B1 (en) | 1998-11-30 | 2002-10-22 | Tohoku University | Method of producing a superconducting magnet |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP1191793A patent/JPH06224037A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6467151B1 (en) | 1998-11-30 | 2002-10-22 | Tohoku University | Method of producing a superconducting magnet |
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