JPH0782938B2 - 超電導マグネット装置 - Google Patents
超電導マグネット装置Info
- Publication number
- JPH0782938B2 JPH0782938B2 JP62183615A JP18361587A JPH0782938B2 JP H0782938 B2 JPH0782938 B2 JP H0782938B2 JP 62183615 A JP62183615 A JP 62183615A JP 18361587 A JP18361587 A JP 18361587A JP H0782938 B2 JPH0782938 B2 JP H0782938B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting coil
- helium container
- superconducting
- cushion
- helium
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Fee Related
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は極低温に冷却されたヘリウム容器内に超電導コ
イルを収容した超電導マグネット装置に関する。
イルを収容した超電導マグネット装置に関する。
（従来の技術） 一般に超電導コイルは電流密度の大きな導体に、大電流
を流し、強磁界を発生させるため、導体に作用する電磁
力も非常に大きなものとなる。この電磁力を導体自身で
受けると導体の円周方向に作用する応力σθは概略次の
（１）式で与えられる。
を流し、強磁界を発生させるため、導体に作用する電磁
力も非常に大きなものとなる。この電磁力を導体自身で
受けると導体の円周方向に作用する応力σθは概略次の
（１）式で与えられる。
ここでJ:電流密度 B:磁束密度 D:導体の直径 そして、このような超電導コイルを用いた超電導マグネ
ット装置では高磁界すなわち高磁束密化、高電流密度
化、大形化の要望が増々高まっている。このために導体
の円周方向に作用する応力σθはますます大きな値とな
り、近年では導体の許容応力を超える程になってきてい
る。一方、従来は第４図乃至第６図に示すような構成に
より、ヘリウム容器と超電導コイルとを一体化しコイル
に作用する電磁力をヘリウム容器に全体に分散させ、コ
イル導体自体に作用する応力を低減するようにしてい
る。
ット装置では高磁界すなわち高磁束密化、高電流密度
化、大形化の要望が増々高まっている。このために導体
の円周方向に作用する応力σθはますます大きな値とな
り、近年では導体の許容応力を超える程になってきてい
る。一方、従来は第４図乃至第６図に示すような構成に
より、ヘリウム容器と超電導コイルとを一体化しコイル
に作用する電磁力をヘリウム容器に全体に分散させ、コ
イル導体自体に作用する応力を低減するようにしてい
る。
第４図は従来の超電導マグネット装置の一実施例を示す
断面図、第５図は第４図V-V線矢示断面図で図中１は例
えばニオブチタン（Nb-Ti）合金、ニオブサンスズ（Nb3
Sn）合金等の超電導線と安定化材から成超電導体を巻回
して構成した超電導コイル、２は超電導コイル１を極低
温（4.2°ｋ）に冷却する液体ヘリウム、３は超電導コ
イル１および液体ヘリウム２を内部に収納するヘリウム
容器、4a,4bは一対のコッターで、超電導コイル１の外
周とヘリウム容器２の内壁との間に挿入し、両者の一体
化を図っている。第６図はコッター4a,4bの部分の詳細
を示す拡大図である。すなわち、超電導コイル１は超電
導体を巻回積層しているため内側のコッター4bとの当り
面となる外周面は凹凸状になることは避けられない。し
たがって凹凸状の超電導コイル１の外周面をコッター4
a,4bを介してヘリウム容器３の内壁に１体化するため
に、内コッター4bの内側面を超電導コイル１の外周面の
形状に合せて製作し、組立てる必要がある。
断面図、第５図は第４図V-V線矢示断面図で図中１は例
えばニオブチタン（Nb-Ti）合金、ニオブサンスズ（Nb3
Sn）合金等の超電導線と安定化材から成超電導体を巻回
して構成した超電導コイル、２は超電導コイル１を極低
温（4.2°ｋ）に冷却する液体ヘリウム、３は超電導コ
イル１および液体ヘリウム２を内部に収納するヘリウム
容器、4a,4bは一対のコッターで、超電導コイル１の外
周とヘリウム容器２の内壁との間に挿入し、両者の一体
化を図っている。第６図はコッター4a,4bの部分の詳細
を示す拡大図である。すなわち、超電導コイル１は超電
導体を巻回積層しているため内側のコッター4bとの当り
面となる外周面は凹凸状になることは避けられない。し
たがって凹凸状の超電導コイル１の外周面をコッター4
a,4bを介してヘリウム容器３の内壁に１体化するため
に、内コッター4bの内側面を超電導コイル１の外周面の
形状に合せて製作し、組立てる必要がある。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら内コッター4bの合せ加工面を超電導コイル
１の外周面の凹凸に完全に一致させることは極めて困難
で、超電導コイル１と内コッター4bとの間にギャップを
生じることは避けられない。そしてこのギャップのため
に超電導コイル１に作用する電磁力をヘリウム容器３へ
確実に伝達することができなくなり、導体に作用する応
力が増し、超電導性能を低下させる。また内コッター4b
と超電導コイル１との接触面を合せ加工するために多く
の労力を要し、コストが高くなる原因にもなる。
１の外周面の凹凸に完全に一致させることは極めて困難
で、超電導コイル１と内コッター4bとの間にギャップを
生じることは避けられない。そしてこのギャップのため
に超電導コイル１に作用する電磁力をヘリウム容器３へ
確実に伝達することができなくなり、導体に作用する応
力が増し、超電導性能を低下させる。また内コッター4b
と超電導コイル１との接触面を合せ加工するために多く
の労力を要し、コストが高くなる原因にもなる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので超電導コイ
ルとヘリウム容器とを機械的に確実かつ強固に一体化で
き、それによって超電導性能を向上でき、極低温におい
ても超電導コイルに働く電磁力に充分耐えることができ
コストも安価な超電導マグネット装置を提供することを
目的とする。
ルとヘリウム容器とを機械的に確実かつ強固に一体化で
き、それによって超電導性能を向上でき、極低温におい
ても超電導コイルに働く電磁力に充分耐えることができ
コストも安価な超電導マグネット装置を提供することを
目的とする。
〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） すなわち本発明はヘリウム容器内に超電導コイルを収納
するものにおいて、超電導コイルの外周に、袋状の外皮
に熱硬度化性樹脂を充填したクッションスペーサを配置
しこのクッションスペーサというヘリウム容器との間の
複数個所にそれぞれ一対のコッターを介挿して上記熱硬
化性樹脂を加熱硬化させた上記超電導コイルを保持する
ようにしたものである。
するものにおいて、超電導コイルの外周に、袋状の外皮
に熱硬度化性樹脂を充填したクッションスペーサを配置
しこのクッションスペーサというヘリウム容器との間の
複数個所にそれぞれ一対のコッターを介挿して上記熱硬
化性樹脂を加熱硬化させた上記超電導コイルを保持する
ようにしたものである。
（作用） 本発明によれば超電導コイルとヘリウム容器との一体化
を確実に行なえるので超電導コイルに作用する電磁力を
ヘリウム容器へ確実に伝達でき、それによって超電導性
能を著るしく向上することができる。またクッションス
ペーサは強化繊維等を添付し加熱硬化することにより極
低温で使用できる強度を容易に得られる。したがってコ
ッターの合せ加工を行なう必要がなくそれによってコス
トを低減することができる。
を確実に行なえるので超電導コイルに作用する電磁力を
ヘリウム容器へ確実に伝達でき、それによって超電導性
能を著るしく向上することができる。またクッションス
ペーサは強化繊維等を添付し加熱硬化することにより極
低温で使用できる強度を容易に得られる。したがってコ
ッターの合せ加工を行なう必要がなくそれによってコス
トを低減することができる。
（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照して詳
細に説明する。第１図は本発明の一実施例を示す断面図
で図中１は例えばニオブチタン（Nb-Ti）合金、ニオブ
サンスズ（Nb3Sn）等の超電導線と安定化材から成る超
電導コイル、２は超電導コイル１を極低温（4.2°ｋ）
に冷却する液体ヘリウム、３は超電導コイル１および液
体ヘリウム２を収納するヘリウム容器、4a,4bは超電導
コイル１の外周とヘリウム容器３の内壁との間に介挿し
た一対のコッターである。
細に説明する。第１図は本発明の一実施例を示す断面図
で図中１は例えばニオブチタン（Nb-Ti）合金、ニオブ
サンスズ（Nb3Sn）等の超電導線と安定化材から成る超
電導コイル、２は超電導コイル１を極低温（4.2°ｋ）
に冷却する液体ヘリウム、３は超電導コイル１および液
体ヘリウム２を収納するヘリウム容器、4a,4bは超電導
コイル１の外周とヘリウム容器３の内壁との間に介挿し
た一対のコッターである。
これら各コッター4a,4bは、いずれも全体としてほぼ直
方体であって、一方の外側面の軸方向に沿ってテーパ形
状をなしており、この一対のコッター4a,4bが、ヘリウ
ム容器３の内壁に接する面とクッションスペーサ５に接
する面が互いに略平行となるように配置されている。５
は超電導コイル１の外周と内コッター4bとの間に介挿し
たクッションスペーサである。
方体であって、一方の外側面の軸方向に沿ってテーパ形
状をなしており、この一対のコッター4a,4bが、ヘリウ
ム容器３の内壁に接する面とクッションスペーサ５に接
する面が互いに略平行となるように配置されている。５
は超電導コイル１の外周と内コッター4bとの間に介挿し
たクッションスペーサである。
このクッションスペーサ５は、外皮内に充填された熱硬
化性樹脂を硬化してなるもので、ヘリウム容器３と超電
導コイル１間であって、超電導コイル１の外周面の軸方
向で、且つ互いに周方向に所定間隔を存して配置され
る。第２図はクッションスペーサの一例を示す斜視図で
ある。第２図において5aはコイル組立時にはコイルの外
形形状になじむ程度の粘性を有し、加熱することによっ
て硬化し、極低温状態において電磁力に耐える充分な強
度を発揮する熱硬化性樹脂からなる充填材である。した
がってこの充填材は例えばエポキシ樹脂にガラス繊維等
の強化材や粘度調整材等を混入した熱硬化性樹脂を用い
ればよい。そして5bは充填材5aを内部に封入するために
袋状をなす外皮で、例えばガラススリーブの両端をヒモ
5cで縛って袋状にしたものである。第３図は第１図のII
I−III線矢示断面図で超電導コイル１の外周形状にクッ
ションスペーサ５は容易になじむためにその間にギャッ
プを生じるようなこともない。このような構成であれば
クッションスペーサ15は内コッター4bの挿入圧により、
超電導コイル１の表面の凹凸に従って変形し、超電導コ
イル１の外周全面に均一かつ密に接触する。この際クッ
ションスペーサ５に加わる圧力により、超電導コイル１
の表面に良くなじむ程度に熱硬化性樹脂の粘度を選定し
ている。又クッションスペーサ５の袋状の外皮5bは内部
の充填材5aが外部へ漏れ出ないような強度を有するもの
を用いる。
化性樹脂を硬化してなるもので、ヘリウム容器３と超電
導コイル１間であって、超電導コイル１の外周面の軸方
向で、且つ互いに周方向に所定間隔を存して配置され
る。第２図はクッションスペーサの一例を示す斜視図で
ある。第２図において5aはコイル組立時にはコイルの外
形形状になじむ程度の粘性を有し、加熱することによっ
て硬化し、極低温状態において電磁力に耐える充分な強
度を発揮する熱硬化性樹脂からなる充填材である。した
がってこの充填材は例えばエポキシ樹脂にガラス繊維等
の強化材や粘度調整材等を混入した熱硬化性樹脂を用い
ればよい。そして5bは充填材5aを内部に封入するために
袋状をなす外皮で、例えばガラススリーブの両端をヒモ
5cで縛って袋状にしたものである。第３図は第１図のII
I−III線矢示断面図で超電導コイル１の外周形状にクッ
ションスペーサ５は容易になじむためにその間にギャッ
プを生じるようなこともない。このような構成であれば
クッションスペーサ15は内コッター4bの挿入圧により、
超電導コイル１の表面の凹凸に従って変形し、超電導コ
イル１の外周全面に均一かつ密に接触する。この際クッ
ションスペーサ５に加わる圧力により、超電導コイル１
の表面に良くなじむ程度に熱硬化性樹脂の粘度を選定し
ている。又クッションスペーサ５の袋状の外皮5bは内部
の充填材5aが外部へ漏れ出ないような強度を有するもの
を用いる。
この状態で超電導マグネット全体を加熱すれば、クッシ
ョンスペーサ５は超電導コイル１の表面になじんだ形状
で硬化するので、この後は極低温下の電磁力に耐え得る
強度を発揮することができる。すなわち超電導コイル１
の表面はクッションスペーサ５および一対のコッター4
a,4bを介してヘリウム容器３の内壁へギャップを生じる
ことなく一体化でき電磁力の伝達を完全に行なうことが
できる。このため超電導特性の低下を防ぐことができ、
超電導コイル１の表面の形状に合せて内コッター4bの内
側面を加工する必要がなく、工数を節減できそれによっ
てコストの安価な超電導マグネット装置を提供すること
ができる。
ョンスペーサ５は超電導コイル１の表面になじんだ形状
で硬化するので、この後は極低温下の電磁力に耐え得る
強度を発揮することができる。すなわち超電導コイル１
の表面はクッションスペーサ５および一対のコッター4
a,4bを介してヘリウム容器３の内壁へギャップを生じる
ことなく一体化でき電磁力の伝達を完全に行なうことが
できる。このため超電導特性の低下を防ぐことができ、
超電導コイル１の表面の形状に合せて内コッター4bの内
側面を加工する必要がなく、工数を節減できそれによっ
てコストの安価な超電導マグネット装置を提供すること
ができる。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、た
とえば上記実施例のクッションスペーサ５の外皮5bはガ
ラススリーブの両端をヒモ5cで縛ったものを示したが、
内部の充填材5aが外部へ洩れ出ない袋状のものであれば
適宜に用い得ることは勿論である。また内コッター4bと
クッションスペーサ５との間に絶縁板を挿入して絶縁強
度を増すようにしてもよい。
とえば上記実施例のクッションスペーサ５の外皮5bはガ
ラススリーブの両端をヒモ5cで縛ったものを示したが、
内部の充填材5aが外部へ洩れ出ない袋状のものであれば
適宜に用い得ることは勿論である。また内コッター4bと
クッションスペーサ５との間に絶縁板を挿入して絶縁強
度を増すようにしてもよい。
以上詳述したように本発明によれば超電導コイルとヘリ
ウム容器との一体化を確実に行なえるので超電導コイル
に作用する電磁力をヘリウム容器へ確実に伝達でき、そ
れによって超電導性能を著るしく向上することができ
る。またクッションスペーサは強化繊維等を添付し加熱
硬化することにより極低温で使用できる強度を容易に得
られる。したがってコッターの合せ加工を行なう必要が
なくそれによってコストを低減することができる超電導
マグネット装置を提供することができる。
ウム容器との一体化を確実に行なえるので超電導コイル
に作用する電磁力をヘリウム容器へ確実に伝達でき、そ
れによって超電導性能を著るしく向上することができ
る。またクッションスペーサは強化繊維等を添付し加熱
硬化することにより極低温で使用できる強度を容易に得
られる。したがってコッターの合せ加工を行なう必要が
なくそれによってコストを低減することができる超電導
マグネット装置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は上記
実施例のクッションスペーサの一例を示す斜視図、第３
図は第１図のIII−III線矢示断面図、第４図は従来の超
電導マグネット装置の一例を示す断面図、第５図は第４
図のＶ−Ｖ線矢示断面図、第６図は第５図の要部を示す
断面図である。 １…超電導コイル、２…液体ヘリウム、３…ヘリウム容
器、4a,4b…コッター、５…クッションスペーサ。
実施例のクッションスペーサの一例を示す斜視図、第３
図は第１図のIII−III線矢示断面図、第４図は従来の超
電導マグネット装置の一例を示す断面図、第５図は第４
図のＶ−Ｖ線矢示断面図、第６図は第５図の要部を示す
断面図である。 １…超電導コイル、２…液体ヘリウム、３…ヘリウム容
器、4a,4b…コッター、５…クッションスペーサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島本 進 茨城県那珂郡東海村舟石川833の12 (72)発明者 佐々木 克時 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (56)参考文献 特公 昭56−161608（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】略円筒形状のヘリウム容器と、 このヘリウム容器内に収納され、軸方向に垂直な断面が
円形の超電導コイルと、 前記ヘリウム容器と前記超電導コイル間であって、前記
超電導コイルの外周面の軸方向で、且つ周方向に互いに
所定間隔を存して配置され、外皮内に充填された熱硬化
性樹脂を硬化してなる複数のクッションスペーサと、 前記ヘリウム容器内壁と前記各クッションスペーサ間で
あって、前記各クッションスペーサに沿ってそれぞれ挿
入され、前記クッションスペーサに接する面と前記ヘリ
ウム容器内壁に接する面が互いに略平行となるように配
置された少なくとも一対のテーパ状のコッターと を具備したことを特徴とする超電導マグネット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183615A JPH0782938B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 超電導マグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62183615A JPH0782938B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 超電導マグネット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428903A JPS6428903A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0782938B2 true JPH0782938B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=16138882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62183615A Expired - Fee Related JPH0782938B2 (ja) | 1987-07-24 | 1987-07-24 | 超電導マグネット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782938B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57201804U (ja) * | 1981-06-17 | 1982-12-22 | ||
| IN163797B (ja) * | 1984-07-20 | 1988-11-12 | Hoechst Ag |
-
1987
- 1987-07-24 JP JP62183615A patent/JPH0782938B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6428903A (en) | 1989-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |