JPH11135318A - 超電導磁石 - Google Patents
超電導磁石Info
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- JPH11135318A JPH11135318A JP9294710A JP29471097A JPH11135318A JP H11135318 A JPH11135318 A JP H11135318A JP 9294710 A JP9294710 A JP 9294710A JP 29471097 A JP29471097 A JP 29471097A JP H11135318 A JPH11135318 A JP H11135318A
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- superconducting coil
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Abstract
(57)【要約】
【課題】大きな応力を加えて形成しなくとも、交流損失
に伴う発熱が効果的に除去され、常電導転移を生じるこ
となく安定して運転できるものとする。 【解決手段】冷却ボビン５に超電導線１０を巻回し、両
端を冷却フランジ４Ａ，４Ｂで、外周を冷却板６で支持
し、冷却フランジ４Ａの端部を冷凍機で冷却することに
よって超電導線１０を冷却して用いる超電導コイルにお
いて、層間に良熱伝導性樹脂１２を介在させつつ超電導
線１０を巻回することにより超電導コイルを形成する。
に伴う発熱が効果的に除去され、常電導転移を生じるこ
となく安定して運転できるものとする。 【解決手段】冷却ボビン５に超電導線１０を巻回し、両
端を冷却フランジ４Ａ，４Ｂで、外周を冷却板６で支持
し、冷却フランジ４Ａの端部を冷凍機で冷却することに
よって超電導線１０を冷却して用いる超電導コイルにお
いて、層間に良熱伝導性樹脂１２を介在させつつ超電導
線１０を巻回することにより超電導コイルを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強磁界を利用する
成分分析用やエネルギ貯蔵用等に用いられる超電導磁
石、特に冷凍機を用いて熱伝導により冷却する超電導磁
石に関する。
成分分析用やエネルギ貯蔵用等に用いられる超電導磁
石、特に冷凍機を用いて熱伝導により冷却する超電導磁
石に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷凍機の冷凍能力の向上に伴っ
て、超電導コイルに冷凍機を付設し、熱伝導によって超
電導コイルを冷却する冷凍機冷却方式の超電導磁石の開
発が盛んに進められている。図４は、従来の冷凍機冷却
方式の超電導磁石の基本構成を模式的に示す断面図で、
中央部に常温の高磁界空間を備えた超電導磁石について
中央軸を通る断面を示したものである。図において、１
は、超電導線をソレノイド状に巻回して構成された超電
導コイル、２は、超電導コイル１の周囲に配され、外部
からの熱輻射を遮断して断熱する輻射シールド、３は、
これらを取り囲み内部を真空に保持して断熱する真空容
器である。また、７は、超電導コイル１を冷却する冷凍
機、８は、冷凍機７に圧縮ヘリウムガスを供給し運転制
御する圧縮機、９は、超電導コイル１を図示しない電源
へと連結し、電源より電流を供給して励磁するための電
流リードである。図に見られるように、冷凍機７は、超
電導コイル１を支持する冷却フランジ４と、輻射シール
ド２とに熱的に接続されており、超電導コイル１を極低
温に、また輻射シールド２を低温に冷却するよう運転さ
れる。
て、超電導コイルに冷凍機を付設し、熱伝導によって超
電導コイルを冷却する冷凍機冷却方式の超電導磁石の開
発が盛んに進められている。図４は、従来の冷凍機冷却
方式の超電導磁石の基本構成を模式的に示す断面図で、
中央部に常温の高磁界空間を備えた超電導磁石について
中央軸を通る断面を示したものである。図において、１
は、超電導線をソレノイド状に巻回して構成された超電
導コイル、２は、超電導コイル１の周囲に配され、外部
からの熱輻射を遮断して断熱する輻射シールド、３は、
これらを取り囲み内部を真空に保持して断熱する真空容
器である。また、７は、超電導コイル１を冷却する冷凍
機、８は、冷凍機７に圧縮ヘリウムガスを供給し運転制
御する圧縮機、９は、超電導コイル１を図示しない電源
へと連結し、電源より電流を供給して励磁するための電
流リードである。図に見られるように、冷凍機７は、超
電導コイル１を支持する冷却フランジ４と、輻射シール
ド２とに熱的に接続されており、超電導コイル１を極低
温に、また輻射シールド２を低温に冷却するよう運転さ
れる。
【０００３】図５は、超電導コイル１の巻線の細部を示
す拡大断面図である。図に見られるように、円筒状の冷
却ボビン５に超電導線１０を層状に巻回し、両側面に冷
却フランジ４Ａ，４Ｂを、また外周に冷却板６を配して
コイルが構成されている。図の下側の冷却フランジ４Ａ
を冷凍機７に接続して冷却すると、冷却フランジ４Ａに
連結された冷却ボビン５、冷却板６、上側の冷却フラン
ジ４Ｂが熱伝導によって冷却され、さらにこれらの部材
によって取り囲まれた超電導線１０が臨界温度以下に冷
却されて超電導状態に保持される。超電導状態におい
て、電流リード９を用いて超電導コイル１に電流を供給
すると、強磁界が生じ、同時に磁気エネルギが超電導コ
イル１に蓄えられることとなる。
す拡大断面図である。図に見られるように、円筒状の冷
却ボビン５に超電導線１０を層状に巻回し、両側面に冷
却フランジ４Ａ，４Ｂを、また外周に冷却板６を配して
コイルが構成されている。図の下側の冷却フランジ４Ａ
を冷凍機７に接続して冷却すると、冷却フランジ４Ａに
連結された冷却ボビン５、冷却板６、上側の冷却フラン
ジ４Ｂが熱伝導によって冷却され、さらにこれらの部材
によって取り囲まれた超電導線１０が臨界温度以下に冷
却されて超電導状態に保持される。超電導状態におい
て、電流リード９を用いて超電導コイル１に電流を供給
すると、強磁界が生じ、同時に磁気エネルギが超電導コ
イル１に蓄えられることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図５に示したように、
従来の超電導コイルにおいては、冷凍機によって冷却フ
ランジ４Ａ，４Ｂ、冷却ボビン５、冷却板６を冷却し、
これらによって囲まれた超電導コイルが熱伝導によって
冷却されることとなる。超電導コイルを構成する超電導
線１０は、通電特性の安定化のため、あるいは長尺線を
形成するための製造上の必要性から、通常、銅や銀等の
熱伝導性の良い材料を併せて組み込んで構成されてお
り、超電導線１０自体の熱伝導性は極めて良好である。
したがって、超電導コイルの冷却性能は、超電導線１０
相互の間の熱伝導性能、すなわち相互の接触面を通して
の熱伝導により定まることとなる。接触面における熱伝
導は、接触面の表面粗さに依存し、加圧して接触させれ
ば有効な接触面積が増大して熱伝導性能が向上するの
で、巻回しの際、超電導線１０に大きな張力を加え、さ
らには、巻回し後、冷却板６により超電導コイルを加圧
圧縮することにより、超電導線１０を相互に加圧圧縮し
て保持している。
従来の超電導コイルにおいては、冷凍機によって冷却フ
ランジ４Ａ，４Ｂ、冷却ボビン５、冷却板６を冷却し、
これらによって囲まれた超電導コイルが熱伝導によって
冷却されることとなる。超電導コイルを構成する超電導
線１０は、通電特性の安定化のため、あるいは長尺線を
形成するための製造上の必要性から、通常、銅や銀等の
熱伝導性の良い材料を併せて組み込んで構成されてお
り、超電導線１０自体の熱伝導性は極めて良好である。
したがって、超電導コイルの冷却性能は、超電導線１０
相互の間の熱伝導性能、すなわち相互の接触面を通して
の熱伝導により定まることとなる。接触面における熱伝
導は、接触面の表面粗さに依存し、加圧して接触させれ
ば有効な接触面積が増大して熱伝導性能が向上するの
で、巻回しの際、超電導線１０に大きな張力を加え、さ
らには、巻回し後、冷却板６により超電導コイルを加圧
圧縮することにより、超電導線１０を相互に加圧圧縮し
て保持している。
【０００５】しかしながら、超電導線１０として酸化物
超電導線を用いる超電導コイルの場合には、酸化物超電
導線は脆く、機械的特性に劣るため、大きな応力を加え
ることが困難で、超電導コイルの加圧量も微少に制限さ
れることとなり、熱伝導特性が悪くなる。したがって、
冷凍機を用いての初期冷却に際して、所定温度への冷却
に長時間を要するばかりでなく、超電導コイルの高速励
磁、高速消磁のとき、あるいは交流成分をもつ電流を通
電して運転する場合には、超電導体に生じる特有の交流
損失による発熱を効果的に除去することができず、超電
導コイルの内部の温度が臨界温度以上となり、超電導線
１０が超電導状態から常電導状態へと移行する常電導転
移（クエンチ）を引き起こす恐れがある。
超電導線を用いる超電導コイルの場合には、酸化物超電
導線は脆く、機械的特性に劣るため、大きな応力を加え
ることが困難で、超電導コイルの加圧量も微少に制限さ
れることとなり、熱伝導特性が悪くなる。したがって、
冷凍機を用いての初期冷却に際して、所定温度への冷却
に長時間を要するばかりでなく、超電導コイルの高速励
磁、高速消磁のとき、あるいは交流成分をもつ電流を通
電して運転する場合には、超電導体に生じる特有の交流
損失による発熱を効果的に除去することができず、超電
導コイルの内部の温度が臨界温度以上となり、超電導線
１０が超電導状態から常電導状態へと移行する常電導転
移（クエンチ）を引き起こす恐れがある。
【０００６】図６は、このような常電導転移の危険性を
抑制する超電導コイルの構成例として特願平９―２１６
１６４に提示されている超電導コイルの断面図である。
本構成においては、冷却ボビン５に層状に巻回された超
電導線１０の層間に、銅あるいは銅合金等の良熱伝導性
材料よりなる伝導冷却板１１が組み込まれており、伝導
冷却板１１の両端は、冷却フランジ４Ｃおよび冷却フラ
ンジ４Ｄに備えられた溝中に挿入されている。したがっ
て本構成では、超電導コイルの内部が伝導冷却板１１を
介しての伝熱により臨界温度以下の所定温度へと冷却さ
れるので、常電導転移を生じることなく運転できること
となる。
抑制する超電導コイルの構成例として特願平９―２１６
１６４に提示されている超電導コイルの断面図である。
本構成においては、冷却ボビン５に層状に巻回された超
電導線１０の層間に、銅あるいは銅合金等の良熱伝導性
材料よりなる伝導冷却板１１が組み込まれており、伝導
冷却板１１の両端は、冷却フランジ４Ｃおよび冷却フラ
ンジ４Ｄに備えられた溝中に挿入されている。したがっ
て本構成では、超電導コイルの内部が伝導冷却板１１を
介しての伝熱により臨界温度以下の所定温度へと冷却さ
れるので、常電導転移を生じることなく運転できること
となる。
【０００７】本発明の目的は、上記と異なる構成によっ
て前述のごとき課題を解決し、酸化物超電導線を用いる
もののごとく大きな応力を加えることが困難な超電導コ
イルにおいても、交流損失に伴う発熱が効果的に除去さ
れ、常電導転移を生じることなく安定して運転できる超
電導磁石を提供することにある。
て前述のごとき課題を解決し、酸化物超電導線を用いる
もののごとく大きな応力を加えることが困難な超電導コ
イルにおいても、交流損失に伴う発熱が効果的に除去さ
れ、常電導転移を生じることなく安定して運転できる超
電導磁石を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、超電導線を巻枠に巻回しフラ
ンジで支持してなる超電導コイルと、超電導コイルを断
熱して収納する真空容器とを備え、超電導コイルを、付
設した冷凍機を用いて熱伝導によって冷却し、極低温に
保持して用いる超電導磁石において、 （１）超電導線の線間に、例えば良熱伝導性の粉末を分
散混入した樹脂よりなる、良熱伝導性樹脂を介在させて
巻回することにより超電導コイルを形成することとす
る。
めに、本発明においては、超電導線を巻枠に巻回しフラ
ンジで支持してなる超電導コイルと、超電導コイルを断
熱して収納する真空容器とを備え、超電導コイルを、付
設した冷凍機を用いて熱伝導によって冷却し、極低温に
保持して用いる超電導磁石において、 （１）超電導線の線間に、例えば良熱伝導性の粉末を分
散混入した樹脂よりなる、良熱伝導性樹脂を介在させて
巻回することにより超電導コイルを形成することとす
る。
【０００９】（２）さらに、層間に良熱伝導性材料から
なる伝熱冷却板を備え、伝熱冷却板と超電導線との間に
良熱伝導性樹脂を介在させて巻回することにより超電導
コイルを形成することとする。上記の（１）のごとく、
超電導線を線間に良熱伝導性樹脂を介在させて巻回する
こととすれば、超電導線が表面に良熱伝導性樹脂を密に
配して巻回されるので、熱伝導に有効な接触面積が大き
くなる。また、介在する樹脂は良熱伝導性であるので、
超電導線の線間の熱伝導性が良好に維持されることとな
る。したがって、酸化物超電導線を用いる超電導コイル
のように、巻回時の張力や外部からの圧縮力により大き
な応力を加えることが困難な超電導コイルにおいても、
線間の熱伝導が良好に維持され、交流損失を伴う場合に
あっても安定して運転できることとなる。
なる伝熱冷却板を備え、伝熱冷却板と超電導線との間に
良熱伝導性樹脂を介在させて巻回することにより超電導
コイルを形成することとする。上記の（１）のごとく、
超電導線を線間に良熱伝導性樹脂を介在させて巻回する
こととすれば、超電導線が表面に良熱伝導性樹脂を密に
配して巻回されるので、熱伝導に有効な接触面積が大き
くなる。また、介在する樹脂は良熱伝導性であるので、
超電導線の線間の熱伝導性が良好に維持されることとな
る。したがって、酸化物超電導線を用いる超電導コイル
のように、巻回時の張力や外部からの圧縮力により大き
な応力を加えることが困難な超電導コイルにおいても、
線間の熱伝導が良好に維持され、交流損失を伴う場合に
あっても安定して運転できることとなる。
【００１０】さらに（２）のごとく超電導線の層間に良
熱伝導性材料からなる伝熱冷却板を備えれば、線間の良
熱伝導性樹脂を介するのみならず、伝熱冷却板を介して
も熱が伝えられるので、内部の超電導線がより効果的に
冷却されることとなり、酸化物超電導線を用いる超電導
コイルにあっても、さらに交流損失を伴う場合にあって
も安定して運転できることとなる。
熱伝導性材料からなる伝熱冷却板を備えれば、線間の良
熱伝導性樹脂を介するのみならず、伝熱冷却板を介して
も熱が伝えられるので、内部の超電導線がより効果的に
冷却されることとなり、酸化物超電導線を用いる超電導
コイルにあっても、さらに交流損失を伴う場合にあって
も安定して運転できることとなる。
【００１１】
＜実施例１＞図１は、本発明の超電導磁石の第１の実施
例の超電導コイル部を拡大して示す断面図で、図５、図
６の従来例に対比して図示したものである。本実施例の
超電導コイルは、図の向かって左側に図示しない中心軸
を有する銅からなる冷却ボビン５に、超電導線１０を層
状に巻回し、線間に銅の粉末をエポキシ樹脂に分散混入
してなる良熱伝導性樹脂１２を塗布して形成されてお
り、形成された超電導コイルの線間には良熱伝導性樹脂
１２が密に介在している。巻回された超電導コイルの両
端は、冷却ボビン５と熱的接触を保って連結された冷却
フランジ４Ａ，４Ｂにより支持され、外周側には冷却フ
ランジ４Ａに熱的接触を保って連結された冷却板６が配
されている。冷却フランジ４Ａの図示しない端部は、図
４に示した従来例と同様に、冷凍機の極低温端に接続さ
れており、超電導線１０は、冷却フランジ４Ａ、冷却ボ
ビン５、冷却板６、冷却フランジ４Ｂ、並びに良熱伝導
性樹脂１２を介して冷却され、極低温に保持される。特
に、本構成においては線間に良熱伝導性樹脂１２が配さ
れているので、コイル内部の熱伝導が良好に維持され
る。したがって、交流損失を伴う運転に際しても、発熱
が効果的に除去され、超電導コイルの内部の温度上昇が
抑えられるので、安定して運転できることとなる。
例の超電導コイル部を拡大して示す断面図で、図５、図
６の従来例に対比して図示したものである。本実施例の
超電導コイルは、図の向かって左側に図示しない中心軸
を有する銅からなる冷却ボビン５に、超電導線１０を層
状に巻回し、線間に銅の粉末をエポキシ樹脂に分散混入
してなる良熱伝導性樹脂１２を塗布して形成されてお
り、形成された超電導コイルの線間には良熱伝導性樹脂
１２が密に介在している。巻回された超電導コイルの両
端は、冷却ボビン５と熱的接触を保って連結された冷却
フランジ４Ａ，４Ｂにより支持され、外周側には冷却フ
ランジ４Ａに熱的接触を保って連結された冷却板６が配
されている。冷却フランジ４Ａの図示しない端部は、図
４に示した従来例と同様に、冷凍機の極低温端に接続さ
れており、超電導線１０は、冷却フランジ４Ａ、冷却ボ
ビン５、冷却板６、冷却フランジ４Ｂ、並びに良熱伝導
性樹脂１２を介して冷却され、極低温に保持される。特
に、本構成においては線間に良熱伝導性樹脂１２が配さ
れているので、コイル内部の熱伝導が良好に維持され
る。したがって、交流損失を伴う運転に際しても、発熱
が効果的に除去され、超電導コイルの内部の温度上昇が
抑えられるので、安定して運転できることとなる。
【００１２】なお、本実施例においては良熱伝導性樹脂
１２として、銅の粉末を分散混入したエポキシ樹脂を用
いることとしているが、本効果は銅粉末の使用に限るも
のではなく、銅合金等の良熱伝導性金属材料の粉末を分
散混入したエポキシ樹脂でもよい。また、電気絶縁被覆
を備えていない超電導線を用いる超電導コイルの場合
や、高電圧で運転される超電導コイルの場合には、電気
絶縁性を備えた良熱伝導性材料であるアルミナ（Al
2O3 ）や窒化アルミニウム（AlN ）、あるいは酸化マグ
ネシウム（MgO ）等のセラミックス粉末をエポキシ樹脂
に分散混入した良熱伝導性樹脂を用いることとすればよ
い。
１２として、銅の粉末を分散混入したエポキシ樹脂を用
いることとしているが、本効果は銅粉末の使用に限るも
のではなく、銅合金等の良熱伝導性金属材料の粉末を分
散混入したエポキシ樹脂でもよい。また、電気絶縁被覆
を備えていない超電導線を用いる超電導コイルの場合
や、高電圧で運転される超電導コイルの場合には、電気
絶縁性を備えた良熱伝導性材料であるアルミナ（Al
2O3 ）や窒化アルミニウム（AlN ）、あるいは酸化マグ
ネシウム（MgO ）等のセラミックス粉末をエポキシ樹脂
に分散混入した良熱伝導性樹脂を用いることとすればよ
い。
【００１３】＜実施例２＞図２は、本発明の超電導磁石
の第２の実施例の超電導コイル部を拡大して示す断面図
である。本構成の第１の実施例との差は、超電導線１０
を層状に巻回し、線間に良熱伝導性樹脂１２を介在させ
て形成する超電導コイルにおいて、さらに層間に良熱伝
導性材料の銅材よりなる伝熱冷却板１３が配されている
ことにある。本超電導コイルは、超電導線１０を冷却ボ
ビン５に層状に巻回し、各層毎に良熱伝導性樹脂１２を
塗布したのち伝熱冷却板１３を介装し、その上にさらに
良熱伝導性樹脂１２を塗布することにより形成されてお
り、超電導線１０と超電導線１０との間、あるいは超電
導線１０と伝熱冷却板１３との間に、良熱伝導性樹脂１
２が密に介在するよう形成されている。巻回された伝熱
冷却板１３は、その両端を冷却フランジ４Ａ，４Ｂに熱
的に接して配されており、超電導コイルの内部と冷却フ
ランジ４Ａ，４Ｂとの間を熱的に連結する役割を果たす
ので、図１に示した第１の実施例の構成に比べて、より
一段と伝熱性能が高く、内部の発熱が効果的に除去され
ることとなるので、例えば交流損失が大きい超電導コイ
ルに適用すると効果的である。
の第２の実施例の超電導コイル部を拡大して示す断面図
である。本構成の第１の実施例との差は、超電導線１０
を層状に巻回し、線間に良熱伝導性樹脂１２を介在させ
て形成する超電導コイルにおいて、さらに層間に良熱伝
導性材料の銅材よりなる伝熱冷却板１３が配されている
ことにある。本超電導コイルは、超電導線１０を冷却ボ
ビン５に層状に巻回し、各層毎に良熱伝導性樹脂１２を
塗布したのち伝熱冷却板１３を介装し、その上にさらに
良熱伝導性樹脂１２を塗布することにより形成されてお
り、超電導線１０と超電導線１０との間、あるいは超電
導線１０と伝熱冷却板１３との間に、良熱伝導性樹脂１
２が密に介在するよう形成されている。巻回された伝熱
冷却板１３は、その両端を冷却フランジ４Ａ，４Ｂに熱
的に接して配されており、超電導コイルの内部と冷却フ
ランジ４Ａ，４Ｂとの間を熱的に連結する役割を果たす
ので、図１に示した第１の実施例の構成に比べて、より
一段と伝熱性能が高く、内部の発熱が効果的に除去され
ることとなるので、例えば交流損失が大きい超電導コイ
ルに適用すると効果的である。
【００１４】なお、本構成においては、各層毎に伝熱冷
却板１３を介装しているが、内部の温度上昇の分布を考
慮して伝熱冷却板１３を介装するよう構成すればよく、
伝熱冷却板１３と伝熱冷却板１３との間の超電導線１０
の層数は限定されるものではない。 ＜実施例３＞図３は、本発明の超電導磁石の第３の実施
例の超電導コイル部を拡大して示す断面図である。
却板１３を介装しているが、内部の温度上昇の分布を考
慮して伝熱冷却板１３を介装するよう構成すればよく、
伝熱冷却板１３と伝熱冷却板１３との間の超電導線１０
の層数は限定されるものではない。 ＜実施例３＞図３は、本発明の超電導磁石の第３の実施
例の超電導コイル部を拡大して示す断面図である。
【００１５】本構成は、通電電流容量を大きくするため
に多数の超電導線１０を２層に束ねて超電導線束を構成
し、束ねた超電導線束を層状に巻回して構成される超電
導コイルに本発明を適用したものである。本構成の超電
導コイルは、予め良熱伝導性樹脂１２を塗布して線間に
満たした、多数の超電導線１０を２層に配してなる超電
導線束を、層状に巻回し、超電導線束と超電導線束との
層間に、良熱伝導性樹脂１２を塗布したのち伝熱冷却板
１３を介装し、さらに良熱伝導性樹脂１２を塗布するこ
とにより、線間および層間に良熱伝導性樹脂１２を密に
介在させて構成されている。本構成においては、良熱伝
導性樹脂１２によって超電導線１０の線間の熱伝導性
が、また、良熱伝導性樹脂１２と伝熱冷却板１３によっ
て超電導線束の間の熱伝導性が向上することとなり、コ
イル内部の発熱が冷却フランジ４Ａ，４Ｂへと効果的に
除去される。したがって、交流損失による発熱が生じる
運転条件においても、超電導コイルの温度上昇が抑制さ
れ、常電導を生じることなく安定して運転できることと
なる。
に多数の超電導線１０を２層に束ねて超電導線束を構成
し、束ねた超電導線束を層状に巻回して構成される超電
導コイルに本発明を適用したものである。本構成の超電
導コイルは、予め良熱伝導性樹脂１２を塗布して線間に
満たした、多数の超電導線１０を２層に配してなる超電
導線束を、層状に巻回し、超電導線束と超電導線束との
層間に、良熱伝導性樹脂１２を塗布したのち伝熱冷却板
１３を介装し、さらに良熱伝導性樹脂１２を塗布するこ
とにより、線間および層間に良熱伝導性樹脂１２を密に
介在させて構成されている。本構成においては、良熱伝
導性樹脂１２によって超電導線１０の線間の熱伝導性
が、また、良熱伝導性樹脂１２と伝熱冷却板１３によっ
て超電導線束の間の熱伝導性が向上することとなり、コ
イル内部の発熱が冷却フランジ４Ａ，４Ｂへと効果的に
除去される。したがって、交流損失による発熱が生じる
運転条件においても、超電導コイルの温度上昇が抑制さ
れ、常電導を生じることなく安定して運転できることと
なる。
【００１６】なお、本構成においては、超電導線１０を
２層に束ねて超電導線束を構成しているが、層の数は通
電電流容量により決定すればよく、２層に限定されるも
のではない。
２層に束ねて超電導線束を構成しているが、層の数は通
電電流容量により決定すればよく、２層に限定されるも
のではない。
【００１７】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、超電導
線を巻枠に巻回しフランジで支持してなる超電導コイル
と、超電導コイルを断熱して収納する真空容器とを備
え、超電導コイルを、付設した冷凍機を用いて熱伝導に
よって冷却し、極低温に保持して用いる超電導磁石にお
いて、 （１）超電導線の線間に、例えば良熱伝導性の粉末を分
散混入した樹脂よりなる良熱伝導性樹脂を介在させて巻
回することにより超電導コイルを形成することとしたの
で、酸化物超電導線を用いる超電導コイルのごとく巻線
の許容応力が低い値に制限されるものにあっても、交流
損失に伴う発熱が効果的に除去され、常電導転移を生じ
ることなく安定して運転できる超電導磁石が得られるこ
ととなった。
線を巻枠に巻回しフランジで支持してなる超電導コイル
と、超電導コイルを断熱して収納する真空容器とを備
え、超電導コイルを、付設した冷凍機を用いて熱伝導に
よって冷却し、極低温に保持して用いる超電導磁石にお
いて、 （１）超電導線の線間に、例えば良熱伝導性の粉末を分
散混入した樹脂よりなる良熱伝導性樹脂を介在させて巻
回することにより超電導コイルを形成することとしたの
で、酸化物超電導線を用いる超電導コイルのごとく巻線
の許容応力が低い値に制限されるものにあっても、交流
損失に伴う発熱が効果的に除去され、常電導転移を生じ
ることなく安定して運転できる超電導磁石が得られるこ
ととなった。
【００１８】（２）さらに、層間に良熱伝導性材料から
なる伝熱冷却板を備え、伝熱冷却板と超電導線との間に
良熱伝導性樹脂を介在させて巻回することにより超電導
コイルを形成することとすれば、超電導コイル内部の発
熱がより効果的に除去されるので、交流損失を伴う運転
操作を、常電導転移を生じることなく、安定して行う超
電導磁石として好適である。
なる伝熱冷却板を備え、伝熱冷却板と超電導線との間に
良熱伝導性樹脂を介在させて巻回することにより超電導
コイルを形成することとすれば、超電導コイル内部の発
熱がより効果的に除去されるので、交流損失を伴う運転
操作を、常電導転移を生じることなく、安定して行う超
電導磁石として好適である。
【図１】本発明の超電導磁石の第１の実施例の超電導コ
イル部を拡大して示す断面図
イル部を拡大して示す断面図
【図２】本発明の超電導磁石の第２の実施例の超電導コ
イル部を拡大して示す断面図
イル部を拡大して示す断面図
【図３】本発明の超電導磁石の第３の実施例の超電導コ
イル部を拡大して示す断面図
イル部を拡大して示す断面図
【図４】従来の冷凍機冷却方式の超電導磁石の基本構成
を模式的に示す断面図
を模式的に示す断面図
【図５】図４に示した超電導磁石の超電導コイル部を拡
大して示す拡大断面図
大して示す拡大断面図
【図６】超電導磁石の他の従来例の超電導コイル部を拡
大して示す拡大断面図
大して示す拡大断面図
１ 超電導コイル ４ 冷却フランジ ４Ａ，４Ｂ 冷却フランジ ４Ｃ，４Ｄ 冷却フランジ ５ 冷却ボビン ６ 冷却板 １０ 超電導線 １１ 伝熱冷却板 １２ 良熱伝導性樹脂 １３ 伝熱冷却板
フロントページの続き (72)発明者 船木 和夫 福岡県福岡市東区みどりが丘１丁目１番７ 号 (72)発明者 岩熊 成卓 福岡県大野城市下大利団地26─402 (72)発明者 富岡 章 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 坊野 敬昭 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 榊 喜善 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 今野 雅行 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】超電導線を巻枠に巻回しフランジで支持し
てなる超電導コイルと、超電導コイルを断熱して収納す
る真空容器とを備え、超電導コイルを、付設した冷凍機
を用いて熱伝導によって冷却し、極低温に保持して用い
る超電導磁石において、 超電導コイルが、超電導線の線間に良熱伝導性樹脂を介
在させて巻回されてなることを特徴とする超電導磁石。 - 【請求項２】前記の超電導コイルが、層間に良熱伝導性
材料からなる伝熱冷却板を備え、伝熱冷却板と超電導線
との間に良熱伝導性樹脂を介在させて巻回されてなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の超電導磁石。 - 【請求項３】前記の良熱伝導性樹脂が、良熱伝導性材料
の粉末を分散混入した樹脂よりなることを特徴とする請
求項１、または２に記載の超電導磁石。 - 【請求項４】前記の良熱伝導性材料が、銅、あるいは銅
合金等の良熱伝導性金属材料であることを特徴とする請
求項３に記載の超電導磁石。 - 【請求項５】前記の良熱伝導性材料が、アルミナ、窒化
アルミニウム、あるいは酸化マグネシウム等の良熱伝導
性セラミックス材料であることを特徴とする請求項３に
記載の超電導磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9294710A JPH11135318A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 超電導磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9294710A JPH11135318A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 超電導磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11135318A true JPH11135318A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17811314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9294710A Pending JPH11135318A (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 超電導磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11135318A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-10-28 JP JP9294710A patent/JPH11135318A/ja active Pending
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