JPS5961007A - 超電導コイル - Google Patents
超電導コイルInfo
- Publication number
- JPS5961007A JPS5961007A JP17032482A JP17032482A JPS5961007A JP S5961007 A JPS5961007 A JP S5961007A JP 17032482 A JP17032482 A JP 17032482A JP 17032482 A JP17032482 A JP 17032482A JP S5961007 A JPS5961007 A JP S5961007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- solenoid
- cylinder
- container
- superconducting
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は液体〜リウム等の極低温冷媒を用いて冷却し、
強力な磁界を発生する超電導コイルの改良に関する。
強力な磁界を発生する超電導コイルの改良に関する。
超電導コイルには、液体ヘリウム中にコイルを浸漬する
浸漬冷却式コイルと、超電導導体の内外に液体ヘリウム
を強制的（Ｃ流して冷苅１する強制冷却式コイルとがあ
る。このうち、強制冷却式コイルは第１図に示すようし
て、超電導導体１に中空の導体を用いて、コイルを双成
円板状あるいは円筒状に巻回してコイルを形成し、中空
部２に冷媒を供給して冷却する構成のものが一般的であ
る。大型超電導コイルでは、強大な電磁力を支えるため
に、中空導体コイル全体をステンレス等のコイル容器３
内に収納し、電磁力をコイル導体と容器で分担して導体
に過大な応力が作用しないようにして 然乍ら、コイルはどのような巻き方であっても巻線の終
端部はフリーとなるため、一定張力で一強固なコイルを
巻上げようとしても無理であり、双成円板コイルの場合
は巻回後導体間に挾んだ半硬化樹脂を加熱固定させて一
体化したものであっても、コイルの外半径に同かうにし
たかって張力（−１，弱くなっている。外側のコーｆル
容器３と、コイル外周部を焼パメあるいはしく１示しな
いクサビ等で締付け、可能な限り密接させてもコイルの
外周部がゆるんでいるため、締付けの影響は外周にとど
まり電磁力をコイル容器３に十分伝えることができず、
超喧万・寥桿体１に予想外の過大な応力を発生させる懸
念がある。
浸漬冷却式コイルと、超電導導体の内外に液体ヘリウム
を強制的（Ｃ流して冷苅１する強制冷却式コイルとがあ
る。このうち、強制冷却式コイルは第１図に示すようし
て、超電導導体１に中空の導体を用いて、コイルを双成
円板状あるいは円筒状に巻回してコイルを形成し、中空
部２に冷媒を供給して冷却する構成のものが一般的であ
る。大型超電導コイルでは、強大な電磁力を支えるため
に、中空導体コイル全体をステンレス等のコイル容器３
内に収納し、電磁力をコイル導体と容器で分担して導体
に過大な応力が作用しないようにして 然乍ら、コイルはどのような巻き方であっても巻線の終
端部はフリーとなるため、一定張力で一強固なコイルを
巻上げようとしても無理であり、双成円板コイルの場合
は巻回後導体間に挾んだ半硬化樹脂を加熱固定させて一
体化したものであっても、コイルの外半径に同かうにし
たかって張力（−１，弱くなっている。外側のコーｆル
容器３と、コイル外周部を焼パメあるいはしく１示しな
いクサビ等で締付け、可能な限り密接させてもコイルの
外周部がゆるんでいるため、締付けの影響は外周にとど
まり電磁力をコイル容器３に十分伝えることができず、
超喧万・寥桿体１に予想外の過大な応力を発生させる懸
念がある。
一方、超″屯専導体１の中空部に冷媒を供給する従来の
コイルでｔよ、中空導体は７−４９気的に直列に、冷媒
供給路としては圧力損失の低ｌ域のために並列に構成し
なけ扛ばならない。従って、多数の極低温丁での絶縁継
手を２・要として、リーク等による信顧性の著しい低下
が予懇さｎるし、構成上も極めて複雑で製作費も増大す
る。
コイルでｔよ、中空導体は７−４９気的に直列に、冷媒
供給路としては圧力損失の低ｌ域のために並列に構成し
なけ扛ばならない。従って、多数の極低温丁での絶縁継
手を２・要として、リーク等による信顧性の著しい低下
が予懇さｎるし、構成上も極めて複雑で製作費も増大す
る。
本発明は上記のような事情に鐸みて成さ几友もので、そ
のＬ１的はコイルに働く電磁力をコイルに配置した支持
円筒により分散支持して超電導導体に作用する力を軽減
し、しかも円筒に埋設した冷媒供給管によりコイルを間
接的に冷却することが可能な構成のｆｆ４小な強制冷却
式の超電導コイルを提供することにある。
のＬ１的はコイルに働く電磁力をコイルに配置した支持
円筒により分散支持して超電導導体に作用する力を軽減
し、しかも円筒に埋設した冷媒供給管によりコイルを間
接的に冷却することが可能な構成のｆｆ４小な強制冷却
式の超電導コイルを提供することにある。
上記目的を達成するために本発明では、超電導コイル本
体と、その半径方間の適宜の位置に極低２ｉＡ冷媒供給
路を有しかつＭｆＪ配超′４導コイル本体を外側から強
固に締付ける復数の円筒リングと、前記極低温冷媒供給
路を有−ｒるコイル容器と４具備して成ることを特徴と
する。
体と、その半径方間の適宜の位置に極低２ｉＡ冷媒供給
路を有しかつＭｆＪ配超′４導コイル本体を外側から強
固に締付ける復数の円筒リングと、前記極低温冷媒供給
路を有−ｒるコイル容器と４具備して成ることを特徴と
する。
以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
第２図は、本発明による超電導コイルの断面構成例を示
すものである。図において、超電導導体１を外側のステ
ンレス等のコイル容器３の巻枠邪に嵌合するように、双
成円板状あるいけ円筒巻線状に巻き、予め冷河Ｊ特性、
電磁力支持特性を満足する大きさのソレノイドを形成す
る。超電導導体ＩＶｉ、夫々が独立して電気的に絶縁さ
ｎる。つぎに、この第１のソレノイドをコイル容器３に
絶縁物４を介して挿入し、このソレノイドの円筒の外周
に予め冷媒供給着５力ｒ （ｉｌ設さ２した金属製の支
持円筒６を、焼パメ、クサビ等の方法で密接に嵌合゛ｆ
る。つぎに、この支持円筒６に内接するように第２のソ
レノイドを形成し、同様に支持円筒をソレノイドの外周
に￥ｆｊ接し、複数個のソレノイドを同心状に車ね、最
後のソレノイドの外周にコイル容器３を支持円筒と同様
の方法で密接に取付けて超電導コイルを構成する。なお
、コイル容器３には必要に応じて、冷媒供給管７を容器
壁に直接あるいは間接的に収付けておく。
すものである。図において、超電導導体１を外側のステ
ンレス等のコイル容器３の巻枠邪に嵌合するように、双
成円板状あるいけ円筒巻線状に巻き、予め冷河Ｊ特性、
電磁力支持特性を満足する大きさのソレノイドを形成す
る。超電導導体ＩＶｉ、夫々が独立して電気的に絶縁さ
ｎる。つぎに、この第１のソレノイドをコイル容器３に
絶縁物４を介して挿入し、このソレノイドの円筒の外周
に予め冷媒供給着５力ｒ （ｉｌ設さ２した金属製の支
持円筒６を、焼パメ、クサビ等の方法で密接に嵌合゛ｆ
る。つぎに、この支持円筒６に内接するように第２のソ
レノイドを形成し、同様に支持円筒をソレノイドの外周
に￥ｆｊ接し、複数個のソレノイドを同心状に車ね、最
後のソレノイドの外周にコイル容器３を支持円筒と同様
の方法で密接に取付けて超電導コイルを構成する。なお
、コイル容器３には必要に応じて、冷媒供給管７を容器
壁に直接あるいは間接的に収付けておく。
このようＰこして構成さｆした超電導コイルは、万一超
電導導体１の間にゆるみがあっても、支持円筒６で外側
から押え込めるため、従来のように外側のコイル容器で
押え込むよりもはるかに効率的に押さえら扛、コイルの
剛性は格段に高まる。コイルに作用する電磁力は、中心
軸から近い程強く遠くなる程弱くなるが、この電磁力の
配分と冷却特性を勘藁して、支持円筒の肉厚、配置を合
理的に決定することも出来る。また、近年コイルの磁界
の分布に応じて超（Ｈｑ導２！下体の特性を変える、い
わゆるグレーディングと称するコイル設計法も実施さ７
１ているが、この支持円筒を異なった導体を区分する境
稈に配置へし、焼パメ代を１！Ｓ整して導体に作用する
′峨磁力２熱応力の−？！Ａを打消すことにより、導体
の最適設ｇｔの臭施が可Ｗ’Ｑである。
電導導体１の間にゆるみがあっても、支持円筒６で外側
から押え込めるため、従来のように外側のコイル容器で
押え込むよりもはるかに効率的に押さえら扛、コイルの
剛性は格段に高まる。コイルに作用する電磁力は、中心
軸から近い程強く遠くなる程弱くなるが、この電磁力の
配分と冷却特性を勘藁して、支持円筒の肉厚、配置を合
理的に決定することも出来る。また、近年コイルの磁界
の分布に応じて超（Ｈｑ導２！下体の特性を変える、い
わゆるグレーディングと称するコイル設計法も実施さ７
１ているが、この支持円筒を異なった導体を区分する境
稈に配置へし、焼パメ代を１！Ｓ整して導体に作用する
′峨磁力２熱応力の−？！Ａを打消すことにより、導体
の最適設ｇｔの臭施が可Ｗ’Ｑである。
一方、従来の強制冷却式コイルに比べて冷媒供給管路が
少なく、しかも導体と電気的に独立した管路であるので
電気絶縁の流体継手が不要であり、リーク等の信頼性の
低下やほう大なリーク検査の作業に気を使うこともない
。さら（ｃ１超ベレ琢導体１の安定化が問題であるが、
もともと強制冷却式コイルの冷媒保有拷は少７χく、超
電導状態が破ｎてジュール熱が発生した場合の温度上昇
は、本実施例の場合も従来のものに比してあ号り差がな
い。このような場合でも、超電導導体１が焼損しないよ
うにコイル全体の熱容量、熱移動性を考えることができ
る点でも従来のコイルと同様である。
少なく、しかも導体と電気的に独立した管路であるので
電気絶縁の流体継手が不要であり、リーク等の信頼性の
低下やほう大なリーク検査の作業に気を使うこともない
。さら（ｃ１超ベレ琢導体１の安定化が問題であるが、
もともと強制冷却式コイルの冷媒保有拷は少７χく、超
電導状態が破ｎてジュール熱が発生した場合の温度上昇
は、本実施例の場合も従来のものに比してあ号り差がな
い。このような場合でも、超電導導体１が焼損しないよ
うにコイル全体の熱容量、熱移動性を考えることができ
る点でも従来のコイルと同様である。
仄に、第３図は本発明の他の実施例（・Ｍ成火示すもの
である。つまり、本例は超電）ｓｆコイルをその輛方回
に支持円筒６で複数個に分？ｊｌＪし之もので、第２図
のようにコイルの半径方間の（やるみン押さえる効果は
殆んど有さないが、双成円板コイルを樹脂で含浸硬化さ
せた単位ソレノイドを・予め作っておき、コイル容器３
に容器に収納可能なｆｌＪ点を有する超′ル導コイルで
ある。
である。つまり、本例は超電）ｓｆコイルをその輛方回
に支持円筒６で複数個に分？ｊｌＪし之もので、第２図
のようにコイルの半径方間の（やるみン押さえる効果は
殆んど有さないが、双成円板コイルを樹脂で含浸硬化さ
せた単位ソレノイドを・予め作っておき、コイル容器３
に容器に収納可能なｆｌＪ点を有する超′ル導コイルで
ある。
また、上記では超電導導体１は半硬化性イも１脂のテー
プ等で絶縁さｎ加熱硬化して互いに接着したが、この７
Ｊ−法では導体−間を全面接着することはできない。従
って、導体間には隙間を生じ、冷媒供給管５，７からの
冷熱の伝導が妨げら几て冷却特性が低下するし、コイル
全体の剛体も低下する。そこで、焼パメ、その他の方法
で支持円筒６を嵌押後、コイル全体の一体化をさらに増
進させるため例、この支持円筒６．コイル容器３．超電
導導体１の間に形成さ扛る望間に、真空含浸法等によっ
て樹脂を注入し、加熱硬化させで構成してもよい。この
場金、コイル空間が支持円筒６で区切ら扛ており、夫々
につし１て含浸できるので確実な含浸が行なえる。
プ等で絶縁さｎ加熱硬化して互いに接着したが、この７
Ｊ−法では導体−間を全面接着することはできない。従
って、導体間には隙間を生じ、冷媒供給管５，７からの
冷熱の伝導が妨げら几て冷却特性が低下するし、コイル
全体の剛体も低下する。そこで、焼パメ、その他の方法
で支持円筒６を嵌押後、コイル全体の一体化をさらに増
進させるため例、この支持円筒６．コイル容器３．超電
導導体１の間に形成さ扛る望間に、真空含浸法等によっ
て樹脂を注入し、加熱硬化させで構成してもよい。この
場金、コイル空間が支持円筒６で区切ら扛ており、夫々
につし１て含浸できるので確実な含浸が行なえる。
以上説明したように本発明によｎば、下目己の効果４ζ
有する超電導コイルが提供できる。
有する超電導コイルが提供できる。
（ａ） コイルのゆるみを効果的に除去して ４１ｊ
性の高いコイルが得ら扛る０ （ｂ） ＩＫ磁力を分散して支持できるので、；ＳＸ
＜本の応力設計が行ない易い。
性の高いコイルが得ら扛る０ （ｂ） ＩＫ磁力を分散して支持できるので、；ＳＸ
＜本の応力設計が行ない易い。
（Ｃ）？！＃、体の応力の緩和と均一化７５Ｋ１図ｎる
ので、導体の経済設計が可能である。
ので、導体の経済設計が可能である。
（ｄｌ 冷媒供給回路が簡単となり、圧力１員失のイ
氏減、信頼性の向上を図ることができる。
氏減、信頼性の向上を図ることができる。
（ｅ） いくつかの空間に分けて行なし）得るので、
樹脂の含浸を確実に行なうことができる。
樹脂の含浸を確実に行なうことができる。
第１図は従来の強制冷却式超′ｔλ導コイルを示す断面
図、第２図および第３図は水元１男の一ヲ６施例および
他の実施例を示す断面図である。 １・・・超電導導体、３・・・コイル容器１．５，７・
・・冷媒供給・１゛）、６・・・支持円筒。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図
図、第２図および第３図は水元１男の一ヲ６施例および
他の実施例を示す断面図である。 １・・・超電導導体、３・・・コイル容器１．５，７・
・・冷媒供給・１゛）、６・・・支持円筒。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）超電導コイル本体と、その半径方向の適宜の位置
に極低温冷媒供給路を有しかつ前記超電導コイル本体を
外側から強固に締付ける複数の円筒リングと、前記極低
温冷媒供給路を有するコイル容器とを具備して成ること
を特徴とする超電導コイル。 - （２）締付用円筒リングで超電導コイル本体を締付けた
後、コイル本体２同筒リング、コイル容器間の隙間に樹
脂を注入固化して一体化するようにした特許請求の範囲
第（１）項記載の超電導コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17032482A JPS5961007A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17032482A JPS5961007A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 超電導コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961007A true JPS5961007A (ja) | 1984-04-07 |
Family
ID=15902841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17032482A Pending JPS5961007A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961007A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104603A (ja) * | 1984-10-27 | 1986-05-22 | Hitachi Ltd | 超電導装置 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP17032482A patent/JPS5961007A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61104603A (ja) * | 1984-10-27 | 1986-05-22 | Hitachi Ltd | 超電導装置 |
| JPH0648644B2 (ja) * | 1984-10-27 | 1994-06-22 | 株式会社日立製作所 | 超電導装置 |
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