JPH08111310A - 超電導マグネット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱侵入の少ない超電導マグネットを提供す
る。 【構成】 複数個の超電導コイル１、２が作る磁界の和
が略ゼロとなる場所に超電導体からなる電流リード８を
配置した。さらに永久電流スイッチ４１を上記磁界の和
が略ゼロとなる場所に配置した。また電流リードまたは
永久電流スイッチは高温超電導体からなる。さらに超電
導コイルは冷凍機で冷却され、冷凍機を上記磁界の和が
略ゼロとなる場所に配置した。さらに冷凍機は２段式で
あり、超電導コイルおよび永久電流スイッチが２段式冷
凍機の低温ステージによって冷却される。さらに超電導
コイルは熱シールドで囲まれており、超電導コイルは冷
凍機で冷却され、熱シールドは熱シールドに接して配置
された配管を介して液体窒素で冷却される。さらに、冷
凍機は２段式であり、超電導コイルは２段式冷凍機の低
温ステージで冷却され、液体窒素は高温ステージで冷却
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、超電導マグネットに
関し、特に超電導コイルへの熱侵入の低減に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９は、特開平６−１３２１２３号公報
に示された従来の超電導マグネットの断面図である。図
において、１は超電導コイル、３は超電導コイル１を囲
む熱シールド、４は外槽で通常内部は真空に保たれてい
る。９は常電導材からなる電流リード、１０は高温超電
導体からなる電流リード、１１は２段式冷凍機、１２は
高温ステージ、１３は低温ステージ、１０３は超電導コ
イル１が発生する磁束、１０４は超電導コイルの励磁電
源である。

【０００３】図１０は、特開平６−２２４４７８号公報
に示された別の従来の超電導マグネットの断面図であ
る。図において、１、２は超電導コイル、６、７は支持
材、９は電流リード、４１は永久電流スイッチである。
この例では超電導コイル１、２、電流リード９、永久電
流スイッチ４１はそれぞれ冷媒容器に収納されて冷却さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の超電導マグネッ
トは上記のように構成されており、図９の場合には、高
温超電導電流リード８が磁束１０３にさらされるため、
臨界電流密度が低下し、高温超電導電流リード８の断面
積を大きくする必要があり、超電導コイル１への熱侵入
が大きいという問題点があった。また、図１０の場合に
は、電流リード９が常電導材からなる場合には、通電時
に発熱し超電導コイル１への熱侵入が大く、非通電時に
おいても、通電時に発熱するため電流リード９の断面積
を大きくする必要があり、超電導コイル１への熱侵入が
大きいという問題点があった。さらに、図１０で電流リ
ード９が超電導体からなる場合には図９の場合と同様に
電流リード９が超電導コイル１、２の磁束にさらされる
ため、臨界電流密度が低下し、高温超電導電流リード９
の断面積を大きくする必要があり、超電導コイル１、２
への熱侵入が大きいという問題点があった。

【０００５】また、図９の従来例において、熱シールド
３が高温ステージ１２からの熱伝導で冷却されていたた
め、熱シールド３の温度分布が大きく超電導コイル１へ
の熱侵入が大きいという問題点があった。

【０００６】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、熱侵入が小さい超電導マグネット
を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る超電導マグネットは、複数個の超電導コイルと上記超
電導コイルの端部に接続された超電導体からなる電流リ
ードを備えるものにおいて、上記複数個の超電導コイル
が作る磁界の和が略ゼロとなる場所に上記電流リードを
配置したものである。

【０００８】請求項２記載の発明に係る超電導マグネッ
トは、請求項１記載のものにおいて、超電導コイルを励
消磁するための永久電流スイッチを備え、上記永久電流
スイッチを複数個の上記超電導コイルが作る磁界の和が
略ゼロとなる場所に配置したものである。

【０００９】請求項３記載の発明に係る超電導マグネッ
トは、請求項１または２記載のものにおいて、電流リー
ドまたは永久電流スイッチは、高温超電導体からなるも
のである。

【００１０】請求項４記載の発明に係る超電導マグネッ
トは、超電導コイルは冷凍機で冷却され、上記冷凍機を
複数個の上記超電導コイルが作る磁界の和が略ゼロとな
る場所に配置したものである。

【００１１】請求項５記載の発明に係る超電導マグネッ
トは、請求項４記載のものにおいて、冷凍機は２段式で
あり、超電導コイルおよび永久電流スイッチが上記２段
式冷凍機の低温ステージによって冷却されるように構成
したものである。

【００１２】請求項６記載の発明に係る超電導マグネッ
トは、超電導コイルは熱シールドで囲まれており、上記
超電導コイルは冷凍機で冷却され、上記熱シールドは上
記熱シールドに接して配置された配管を介して液体窒素
で冷却されるように構成したものである。

【００１３】請求項７記載の発明に係る超電導マグネッ
トは、請求項６記載のものにおいて、冷凍機は２段式で
あり、超電導コイルは上記２段式冷凍機の低温ステージ
で冷却され、液体窒素は高温ステージで冷却されるよう
に構成したものである。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明においては、複数個の超電
導コイルが作る磁界の和が略ゼロとなる場所に超電導体
からなる電流リードを配置したので、電流リードの臨界
電流密度が高いため、電流リードの断面積を小さくでき
熱侵入の少ない超電導マグネットが得られる。

【００１５】請求項２記載の発明においては、複数個の
超電導コイルが作る磁界の和が略ゼロとなる場所に永久
電流スイッチを配置したので、永久電流スイッチの臨界
電流が高い超電導マグネットが得られる。

【００１６】請求項３記載の発明においては、電流リー
ドまたは永久電流スイッチは、高温超電導体からなるの
で、高温超電導体の臨界電流密度が高いため電流リード
の断面積を小さくでき、さらに高温超電導体の熱伝導率
は一般的に低いため、熱侵入の少ない超電導マグネット
が得られる。また、永久電流スイッチの臨界電流が高い
マグネットが得られる。

【００１７】請求項４記載の発明においては、超電導コ
イルは冷凍機で冷却され、上記冷凍機を複数個の上記超
電導コイルが作る磁界の和が略ゼロとなる場所に配置し
たので、液体ヘリウムが不要でマグネットへの熱侵入が
少なく、さらに冷凍機が超電導コイルが作る磁界の影響
を受けないので信頼性が向上する。

【００１８】請求項５記載の発明においては、上記請求
項４記載の冷凍機は２段式であり、超電導コイルおよび
永久電流スイッチは上記２段式冷凍機の低温ステージに
よって冷却されるように構成したので、永久電流スイッ
チの臨界電流が高いマグネットが得られる。

【００１９】請求項６記載の発明においては、超電導コ
イルは熱シールドで囲まれており、上記超電導コイルは
冷凍機で冷却され、上記熱シールドは上記熱シールドに
接して配置された配管を介して液体窒素で冷却されるよ
うに構成したので、熱シールドが均一に冷却され熱侵入
の少ない超電導マグネットが得られる。

【００２０】請求項７記載の発明においては、請求項６
記載の液体窒素は２段式冷凍機の高温ステージで冷却さ
れるので、液体窒素の蒸発を防止して熱シールドがより
均一に冷却され、熱侵入の少ない超電導マグネットが得
られる。

【００２１】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の実施例１による超電導マグネ
ットの要部を上下左右および手前の熱シールドと外槽を
取り除いて示す正面図である。図において、１、２は例
えばＮｂＴｉをＣｕ中に埋め込んだ導体を用いて巻線さ
れ、それぞれ逆向きの磁界を発生する超電導コイル、３
は熱シールドで例えばアルミニウムやカーボン繊維強化
プラスチック（ＣＦＲＰ）からなる。４は外槽で例えば
ステンレススチールやアルミニウムやアルミニウム合金
からなる。７、８は超電導コイル１、２および熱シール
ド３を固定するための支持材で例えばガラス繊維強化プ
ラスチック（ＧＦＲＰ）からなる。８は超電導体で形成
された超電導電流リード、９は例えば銅、銅合金、アル
ミニウムおよびステンレス材よりなる電流リード、１０
は超電導コイル１、２の端線、２１は液体窒素タンク、
２１ａは液体窒素、２２は液体窒素熱伝導材であり、例
えば銅やアルミニウムやセラミックス（例えばＡｌＮ）
からなり、超電導電流リード８の高温部をほぼ液体窒素
温度に冷却している。３１は液体ヘリウムタンク、３１
ａは液体ヘリウム、３２は液体ヘリウム熱伝導材であ
り、液体窒素熱伝導材２２と同様の材質からなり、超電
導コイル１、２を液体ヘリウム温度に冷却している。４
１は超電導コイル１、２を励消磁するための永久電流ス
イッチである。また、液体ヘリウム熱伝導材３２をステ
ンレススチール等のパイプとし、液体ヘリウム３１ａを
超電導コイル１、２に導き液体ヘリウム温度に冷却して
も良い。この例では超電導体からなる電流リード８およ
び永久電流スイッチ４１はそれぞれ逆向きの磁界を発生
する２個の超電導コイル１、２のほぼ対称線上に設置さ
れている。また、この例では超電導電流リード８および
永久電流スイッチ４１は共に、例えばＮｂ₃Ｓｎ（転移
温度１８Ｋ）やＮｂＴｉ（転移温度９Ｋ）等の超電導体
がＣｕやＣｕＮｉ中に埋め込まれた導体が用いられ、液
体ヘリウム温度（４．２Ｋ）と液体窒素温度（７７Ｋ）
の間の温度で超電導に転移する。

【００２２】図２は実施例１を説明するための図であ
り、それぞれ逆向きの磁界を発生する２個の超電導コイ
ル１、２の近傍の磁界分布を示す。図中、矢印は電流の
流れる方向を示し、Ｘ軸は各超電導コイル１、２におけ
る図面縦方向の中心線、Ｙ軸は２個の超電導コイル１、
２の対称線を示す。また、表は各座標上での磁界の大き
さを示し、単位はテスラである。各超電導コイル１、２
に流れる電流は７００ｋＡであり、超電導コイル１、２
の発生する磁界はそれぞれの超電導コイル１、２の中心
（Ｘ＝６２．５ｃｍ、Ｙ＝０ｃｍ）で約１．３テスラで
ある。超電導コイル１、２のほぼ対称線上（Ｘ＝０）で
は、それぞれ逆向きの磁界を発生する超電導コイル１、
２の磁界の和はゼロとなり、対称線上から５ｃｍ離れた
場所（Ｘ＝５）においても磁界の和の最大は０．６テス
ラ（Ｘ＝５、Ｙ＝０の場合）程度と小さいことがわか
る。超電導電流リード８が臨界温度から液体窒素温度の
間の温度の場所では、電流は超電導電流リード８のＣｕ
やＣｕＮｉを流れ、電流リード９と同様の働きをする。
超電導電流リード８が臨界温度から液体ヘリウム温度の
間の温度の場所では、電流は超電導電流リード８の超電
導体を流れ、ジュール発熱しない。磁界が高いほど、超
電導体の転移温度と臨界電流密度は低くなる。よって、
超電導電流リード８を超電導コイル１、２のほぼ対称線
上に設置した場合、超電導電流リード８に及ぼす磁界は
ほぼゼロとなり、臨界温度が高いためジュール発熱しな
い領域が大きくなると同時に臨界電流密度が高いため超
電導電流リード８の断面積を小さく出来、熱侵入の少な
い超電導マグネットが得られる。

【００２３】また、永久電流スイッチ４１を２個の超電
導コイル１、２のほぼ対称線上に設置した場合も、各超
電導コイル１、２の発生する磁界の和がほぼゼロである
ため、永久電流スイッチ４１の臨界電流密度を高くで
き、永久電流スイッチ４１の臨界電流を高くできる。

【００２４】実施例２．上記実施例１では超電導電流リ
ード８および永久電流スイッチ４１が例えばＮｂ₃Ｓｎ
（転移温度１８Ｋ）やＮｂＴｉ（転移温度９Ｋ）等の転
移温度の低い超電導体をＣｕ中に埋め込んだりＣｕＮｉ
（キュプロニッケル）中に埋め込んだりしたものからな
る場合について説明したが、超電導体の中でも、例えば
Ｂｉ系２２２３相（転移温度１０７Ｋ）、Ｂｉ系２２１
２相（転移温度８０Ｋ）、Ｙ系（転移温度９０Ｋ）、Ｔ
ｌ系、Ｈｇ系の転移温度の比較的高い高温超電導体から
なる場合について説明する。なお、この例では、超電導
マグネットの全体的な構成は図１と同じである。

【００２５】図３に、Ｂｉ系２２２３相高温超電導体の
バルク材の臨界電流密度の磁界依存性を示す。Ｂｉ系２
２２３相高温超電導バルク材の熱伝導率は、銅合金の１
／１００程度と小さい。また、Ｂｉ系２２２３相高温超
電導体の液体窒素温度（７７Ｋ）付近の臨界電流密度
は、０．５Ｔ程度の磁界によりほぼゼロに低下し実用的
でないが、２０Ｋ程度以下の温度では磁界による臨界電
流密度の低下はわずかである。なお、Ｂｉ系２２２３相
高温超電導体以外の例えば上述の高温超電導体について
もほぼ同様の特性を有する。

【００２６】高温超電導体からなる高温超電導電流リー
ド８の長さを２０ｃｍとし、図２において、超電導コイ
ル１、２の対称線上から５ｃｍ離れた位置（Ｘ＝５）
で、Ｙ＝１０から３０ｃｍの間に高温超電導電流リード
８を設置すれば、高温超電導電流リード１０の高温部
（Ｙ＝３０）の磁界は０．１テスラ程度とすることがで
きる。また、高温超電導電流リード８の低温部（Ｙ＝１
０）の磁界は０．５テスラ程度となるが、低温端部での
臨界電流密度は、高温端部の臨界電流密度に比べ十分に
高い。これより、高温超電導電流リード８の臨界電流密
度が高いため、高温超電導電流リード８の断面積を小さ
く出来、また、高温超電導バルク材の熱伝導率が小さい
ため、熱侵入の少ない超電導マグネットが得られる。

【００２７】また、永久電流スイッチ４１を高温超電導
体で構成したので、液体ヘリウム温度よりも永久電流ス
イッチ４１の温度が上昇しても動作が可能である。ま
た、高温超電導体で構成した永久電流スイッチ４１は、
高温超電導電流リード８の高温端部に設置することも可
能である。

【００２８】実施例３．図４は本発明の実施例３による
超電導マグネットの要部を上下左右および手前の熱シー
ルドと外槽を取り除いて示す正面図であり、図におい
て、１１は冷凍機、１２は冷凍機１１の高温ステージ、
１３は低温ステージ、１４はコイル熱伝導材、１７は高
温ステージ熱伝導材である。コイル熱伝導材１４、高温
ステージ熱伝導材１７は共に、銅やアルミニウムやセラ
ミックス（例えばＡｌＮ）からなる。冷凍機１１の低温
ステージ１３によりコイル熱伝導材１４を介して永久電
流スイッチ４１およびそれぞれ逆向きの磁界を発生する
超電導コイル１、２を冷却し、冷凍機１１の高温ステー
ジ１２により高温ステージ熱伝導材１７を介して高温超
電導電流リード８を冷却している。例えば、冷凍機１１
の高温ステージ１２の温度は４０Ｋ〜８０Ｋ、低温ステ
ージ１３の温度は３Ｋ〜４０Ｋである。超電導コイル
１、２が冷凍機１１による伝導で冷却されている場合、
電流リード８からの熱侵入が大きいと超電導コイル１、
２の温度が上昇し、超電導コイル１、２は超電導破壊
（クエンチ）する。

【００２９】図２で示したように、高温超電導電流リー
ド８および永久電流スイッチ４１を設置している空間の
磁界はほぼゼロであるため、高温超電導電流リード８の
臨界電流密度が高いため高温超電導電流リード８の断面
積を小さく出来、超電導コイル１、２への熱侵入の少な
い超電導マグネットが得られ、超電導コイル１、２の温
度を低くでき、超電導コイル１、２はクエンチしない。

【００３０】また、冷凍機１１を２個の超電導コイル
１、２のほぼ対称線上に配置すると、磁界はほぼゼロで
あるので、冷凍機１１の駆動部に働く磁界による力が小
さく、冷凍機１１の信頼性が向上する。図４では、冷凍
機１１は２個の超電導コイル１、２の対称線上から図面
に向かって左右の位置に少しずれて配置されているが、
図面に向かって前後の方向にずらしてもよい。また、電
流リード８あるいは冷凍機１１のいずれかを図面に向か
って下側に配置してもよい。なお、これは図５〜図８で
示す以下の実施例においても同様である。

【００３１】また、高温超電導電流リード８の高温端と
冷凍機１１の高温ステージ１２とを高温ステージ熱伝導
材１７で熱的に接続したので、高温超電導電流リード８
の高温端の温度を低く出来るため、高温超電導電流リー
ド８の臨界電流密度が高く、その断面積を小さく出来、
その結果、超電導コイル１、２への熱侵入の少ない超電
導マグネットが得られ、超電導コイル１、２の温度を低
くできるため、超電導コイル１、２はクエンチしない。

【００３２】また、永久電流スイッチ４１と冷凍機１１
の低温ステージ１３とをコイル熱伝導材１４を介して熱
的に接続したので、永久電流スイッチ４１の温度を低く
できる。このため、永久電流スイッチ４１の臨界電流密
度を高くでき、臨界電流を高くできる。なお、この場
合、永久電流スイッチ４１は転移温度の低い超電導体で
形成されていてもよいし、超電導体の中でも転移温度の
比較的高い高温超電導体で形成されていてもよい。

【００３３】実施例４．図５は本発明の実施例４による
超電導マグネットの要部を上下左右および手前の熱シー
ルドと外槽を取り除いて示す正面図である。図におい
て、２３は熱シールド３を冷却する液体窒素配管であ
り、この例では熱シールド３の外壁側に接触させてい
る。２段式冷凍機１１の低温ステージ１３により、コイ
ル熱伝導材１４を介してそれぞれ逆向きの磁界を発生す
る超電導コイル１、２を冷却し、２段式冷凍機１１の高
温ステージ１２により、高温ステージ熱伝導材１７を介
して超電導電流リード８の高温端を冷却し、熱シールド
３をこれに接触させた液体窒素配管２１に液体窒素２１
ａを導入して冷却したものである。熱シールド３の温度
分布が大きいと、コイル支持材６、７を通しての熱伝導
および熱シールド３からの輻射熱が大きく、超電導コイ
ル１、２への熱侵入が大きくなって不都合であるが、熱
シールド３を液体窒素配管２３を介して冷却することに
より、温度分布を小さく出来、熱侵入の少ない超電導マ
グネットが得られる。

【００３４】なお、図５では永久電流スイッチが無い場
合を示したが、永久電流スイッチを設けてもよく同様の
効果が得られる。

【００３５】実施例５．図６は本発明の実施例５による
超電導マグネットの要部を上下左右および手前の熱シー
ルドと外槽を取り除いて示す正面図である。図におい
て、１５は液体窒素容器２１内のを冷却する１段式冷凍
機である。蒸発した液体窒素のガスは、１段式冷凍機１
５で冷却されて再び液体窒素２１ａに戻るため、液体窒
素２１ａを補充する必要がなく、熱シールド３の温度分
布を小さく出来、熱侵入の少ない超電導マグネットが得
られる。なお、この実施例の場合も永久電流スイッチを
設けてもよく、同様の効果が得られる。

【００３６】実施例６．図７は本発明の実施例６による
超電導マグネットの要部を上下左右および手前の熱シー
ルドと外槽を取り除いて示す正面図である。この例では
超電導コイルを４個備えている。図において、１０２、
１０２はそれぞれ逆向きの磁界を発生する超電導コイ
ル、１１１は２段式冷凍機、１１２は高温ステージ、１
１３は低温ステージ、１１４はコイル熱伝導材、１１７
は高温ステージ熱伝導材である。超電導コイル１、２を
２段式冷凍機１１の低温ステージ１３で冷却し、２段式
冷凍機１１の高温ステージ１２により、高温ステージ熱
伝導材１７を介して超電導電流リード８の高温端を冷却
し、また、超電導コイル１０１、１０２を別の２段式冷
凍機１１１の低温ステージ１１３でコイル熱伝導材１１
４を介して冷却し、高温ステージ１１２により、高温ス
テージ熱伝導材１７を介して超電導電流リード８の高温
端を冷却している。また、熱シールド３は、熱シールド
３に接触させた液体窒素配管２３に液体窒素タンク２１
から液体窒素２１ａを導入して冷却している。この実施
例の場合も、上記実施例４および５と同様に熱シールド
３の温度分布を小さく出来、熱侵入の少ない超電導マグ
ネットが得られる。なお、この実施例の場合も永久電流
スイッチを設けてもよく、同様の効果が得られる。

【００３７】実施例７．図８は本発明の実施例７による
超電導マグネットの要部を上下左右および手前の熱シー
ルドと外槽を取り除いて示す正面図である。図におい
て、２４は液体窒素熱伝導材である。２段式冷凍機１１
の低温ステージ１３によりコイル熱伝導材１４を介して
それぞれ逆向きの磁界を発生する超電導コイル１、２を
冷却し、２段式冷凍機１１の高温ステージ１２により、
高温ステージ熱伝導材１７を介して超電導電流リード８
の高温端を冷却すると共に、液体窒素熱伝導材２４を介
して液体窒素タンク２１中の液体窒素２１ａを冷却して
いる。蒸発した液体窒素のガスは、液体窒素熱伝導材２
４により再び液体窒素２１ａに戻されるため、図６に示
したような１段式冷凍機１５が無くても、液体窒素２１
ａを補充する必要がなく、熱シールド３の温度分布を小
さく出来、しかも熱侵入の少ない超電導マグネットが得
られる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、複数個の超電導コイルが作る磁界の和が略ゼロと
なる場所に超電導体からなる電流リードを配置したの
で、電流リードの臨界電流密度が高いため、電流リード
の断面積を小さくでき熱侵入の少ない超電導マグネット
が得られる。

【００３９】また、請求項２記載の発明によれば、超電
導コイルを励消磁するための永久電流スイッチを備え、
複数個の超電導コイルが作る磁界の和が略ゼロとなる場
所に上記永久電流スイッチを配置したので、永久電流ス
イッチの臨界電流が高い超電導マグネットが得られる。

【００４０】また、請求項３記載の発明によれば、電流
リードまたは永久電流スイッチは、高温超電導体からな
るので、高温超電導体の臨界電流密度が高いため電流リ
ードの断面積を小さくでき、さらに高温超電導体の熱伝
導率は一般的に低いため、熱侵入の少ない超電導マグネ
ットが得られる。また、永久電流スイッチの臨界電流が
高いマグネットが得られる。

【００４１】また、請求項４記載の発明によれば、超電
導コイルは冷凍機で冷却され、上記冷凍機を複数個の上
記超電導コイルが作る磁界の和が略ゼロとなる場所に配
置したので、液体ヘリウムが不要でマグネットへの熱侵
入が少なく、さらに冷凍機の信頼性が向上する。

【００４２】また、請求項５記載の発明によれば、超電
導コイルおよび永久電流スイッチは２段式冷凍機の低温
ステージによって冷却されるように構成したので、永久
電流スイッチの臨界電流が高いマグネットが得られる。

【００４３】また、請求項６記載の発明によれば、超電
導コイルは熱シールドで囲まれており、上記超電導コイ
ルは冷凍機で冷却され、上記熱シールドは上記熱シール
ドに接して配置された配管を介して液体窒素で冷却され
るように構成したので、熱シールドが均一に冷却され熱
侵入の少ない超電導マグネットが得られる。

【００４４】また、請求項７記載の発明によれば、上記
請求項６記載の液体窒素は２段式冷凍機の高温ステージ
で冷却されるので、液体窒素の蒸発を防止して熱シール
ドがより均一に冷却され、熱侵入の少ない超電導マグネ
ットが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１による超電導マグネットの
要部を上下左右および手前の熱シールドと外槽を取り除
いて示す正面図である。

【図２】 実施例１を説明するための説明図である。

【図３】 実施例２を説明するための説明図である。

【図４】 本発明の実施例３による超電導マグネットの
要部を上下左右および手前の熱シールドと外槽を取り除
いて示す正面図である。

【図５】 本発明の実施例４による超電導マグネットの
要部を上下左右および手前の熱シールドと外槽を取り除
いて示す正面図である。

【図６】 本発明の実施例５による超電導マグネットの
要部を上下左右および手前の熱シールドと外槽を取り除
いて示す正面図である。

【図７】 本発明の実施例６による超電導マグネットの
要部を上下左右および手前の熱シールドと外槽を取り除
いて示す正面図である。

【図８】 本発明の実施例７による超電導マグネットの
要部を上下左右および手前の熱シールドと外槽を取り除
いて示す正面図である。

【図９】 従来の超電導マグネットの構成を示す断面図
である。

【図１０】 従来の別の超電導マグネットの要部の構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２、１０１、１０２ 超電導コイル、 ３ 熱シー
ルド、 ４ 外槽、６、７ 支持材、 ８ 超電導電流
リード、 ９ 電流リード、 １１、１１１２段式冷凍
機、 １２、１１２ 高温ステージ、 １３、１１３
低温ステージ、 １４、１１４ コイル熱伝導材、 １
５ １段式冷凍機、 １７、１１７高温ステージ熱伝導
材、 ２１ 液体窒素タンク、 ２１ａ 液体窒素、
２２、２４ 液体窒素熱伝導材、 ２３ 液体窒素配
管、 ３１ 液体ヘリウムタンク、 ３１ａ 液体ヘリ
ウム、 ４１ 永久電流スイッチ、 １０３ 磁束、１
０４ 励磁電源。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の超電導コイルと上記超電導コイ
   ルの端部に接続された超電導体からなる電流リードを備
   えるものにおいて、上記複数個の超電導コイルが作る磁
   界の和が略ゼロとなる場所に上記電流リードを配置した
   ことを特徴とする超電導マグネット。
2. 【請求項２】 超電導コイルを励消磁するための永久電
   流スイッチを備え、上記永久電流スイッチを複数個の上
   記超電導コイルが作る磁界の和が略ゼロとなる場所に配
   置し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. 【請求項３】 電流リードまたは永久電流スイッチは、
   高温超電導体からなることを特徴とする請求項１または
   ２記載の超電導マグネット。
4. 【請求項４】 超電導コイルは冷凍機で冷却され、上記
   冷凍機を複数個の上記超電導コイルが作る磁界の和が略
   ゼロとなる場所に配置したことを特徴とする請求項１な
   いし３の何れかに記載の超電導マグネット。
5. 【請求項５】 冷凍機は２段式であり、超電導コイルお
   よび永久電流スイッチが上記２段式冷凍機の低温ステー
   ジによって冷却されるように構成したことを特徴とする
   請求項４記載の超電導マグネット。
6. 【請求項６】 超電導コイルは熱シールドで囲まれてお
   り、上記超電導コイルは冷凍機で冷却され、上記熱シー
   ルドは上記熱シールドに接して配置された配管を介して
   液体窒素で冷却されるように構成したことを特徴とする
   超電導マグネット。
7. 【請求項７】 冷凍機は２段式であり、超電導コイルは
   上記２段式冷凍機の低温ステージで冷却され、液体窒素
   は高温ステージで冷却されるように構成したことを特徴
   とする請求項６記載の超電導マグネット。