JPS60218808A - 磁場発生装置 - Google Patents
磁場発生装置Info
- Publication number
- JPS60218808A JPS60218808A JP7498284A JP7498284A JPS60218808A JP S60218808 A JPS60218808 A JP S60218808A JP 7498284 A JP7498284 A JP 7498284A JP 7498284 A JP7498284 A JP 7498284A JP S60218808 A JPS60218808 A JP S60218808A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- coil
- superconducting
- main coil
- welding
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
- G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
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- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は磁場発生装置に係シ、特に超電導マグネットを
使用して構成するに好適な磁場発生装置に関する。
使用して構成するに好適な磁場発生装置に関する。
磁場発生装置に採用される超電導マグネッ）Ｕ、殆んど
電力を消費することなく、強磁場を高い安定度で得られ
るというメリットを数多く有しておシ、近年、その需要
な多種、多数に増大している。
電力を消費することなく、強磁場を高い安定度で得られ
るというメリットを数多く有しておシ、近年、その需要
な多種、多数に増大している。
この超電導マグネットを構成する最も重要な構成要素で
ある超電導線材も著しく進歩しておシ、これが超電導マ
グネットの性能向上に大きく寄与している。
ある超電導線材も著しく進歩しておシ、これが超電導マ
グネットの性能向上に大きく寄与している。
ところで、超電導マグネットにおいては、コイルの電気
抵抗が動作状態で殆んど０であることが最大の特徴であ
シ、この特徴をフルに活かすためにｄ、コイルの仝再π
嫂つイ謬留道幼ムに位性イ用いることが望よしい。しか
し、超電導線を無接続で製作できる長さには限界がある
。しかも、実用に供すべき超電導マグネットは一般に巻
数が多く、使用する超電導線の全長は極めて長いので、
コイル全長に渡って無接続とすることは多くの場合不可
能である。従って、超電導線を接続して使用する必要が
ある。
抵抗が動作状態で殆んど０であることが最大の特徴であ
シ、この特徴をフルに活かすためにｄ、コイルの仝再π
嫂つイ謬留道幼ムに位性イ用いることが望よしい。しか
し、超電導線を無接続で製作できる長さには限界がある
。しかも、実用に供すべき超電導マグネットは一般に巻
数が多く、使用する超電導線の全長は極めて長いので、
コイル全長に渡って無接続とすることは多くの場合不可
能である。従って、超電導線を接続して使用する必要が
ある。
従来の超電導線の接続法としては、接続すべき２本の超
電導線の安定化材（銅、アルミニウム等）同志、または
超電導線そのものを半田によシ接続する方法が用いられ
てきた。この方法によれば、例えば、直径散開程度の超
電導線同志を半田で接続した場合の接続抵抗ｔｉＩＯ−
’Ω程度にもなる。
電導線の安定化材（銅、アルミニウム等）同志、または
超電導線そのものを半田によシ接続する方法が用いられ
てきた。この方法によれば、例えば、直径散開程度の超
電導線同志を半田で接続した場合の接続抵抗ｔｉＩＯ−
’Ω程度にもなる。
一方、同様な超電導線を溶接（スポット溶接、電子ビー
ム溶接、レーザ溶接等）によって接続すれば、その接続
抵抗は１０−１２ Ω以下とすることができ、半田接続
より有利である。
ム溶接、レーザ溶接等）によって接続すれば、その接続
抵抗は１０−１２ Ω以下とすることができ、半田接続
より有利である。
しかしながら、上記溶接法によって超電導線を接続する
と、溶接部付近の超電導線が高熱にさらされるため、超
電導物質が熱的変態を起こし、その超電導線としての特
性が劣化してしまう。この例を第１図を用いて説明する
。線図の曲線１は、ある超電導線の本来の磁場における
臨界電流特性（ＨＩｃ特性）であシ、曲線２は同じ超電
導線、を溶接によシ接続した場合の溶接部付近のＨＩｃ
特性である。第１図に見られる如く、溶接により接続し
た場合には、加熱によるＨＩｃ特性の劣化は非常に大き
く、仮に点Ｐ（磁場Ｈ＝１．２Ｔ。
と、溶接部付近の超電導線が高熱にさらされるため、超
電導物質が熱的変態を起こし、その超電導線としての特
性が劣化してしまう。この例を第１図を用いて説明する
。線図の曲線１は、ある超電導線の本来の磁場における
臨界電流特性（ＨＩｃ特性）であシ、曲線２は同じ超電
導線、を溶接によシ接続した場合の溶接部付近のＨＩｃ
特性である。第１図に見られる如く、溶接により接続し
た場合には、加熱によるＨＩｃ特性の劣化は非常に大き
く、仮に点Ｐ（磁場Ｈ＝１．２Ｔ。
電流Ｉ＝１ＯＡ）を設計点に選ぶと溶接部付近では超電
導状態を保持し得なくなり、実際の通電時（Ｉ＝１ＯＡ
）の電気抵抗は、接続部の抵抗１Ｏ−Ｉ２Ωよシはるか
に大きくなってしまい、これでコイルを形成するとコイ
ル全体としての電気抵抗が大きくなるため、超電導マグ
ネットの利点が損なわれてしまう。即ち、溶接部付近の
電気抵抗により通電時ジュール損失が発生し、コイル冷
却用の冷媒である液体ヘリウムの消費量が多くなったシ
、永久電流モードで動作する場合には、抵抗分による電
流減衰が大きく一定電流保持時間が短かくなってしまう
。
導状態を保持し得なくなり、実際の通電時（Ｉ＝１ＯＡ
）の電気抵抗は、接続部の抵抗１Ｏ−Ｉ２Ωよシはるか
に大きくなってしまい、これでコイルを形成するとコイ
ル全体としての電気抵抗が大きくなるため、超電導マグ
ネットの利点が損なわれてしまう。即ち、溶接部付近の
電気抵抗により通電時ジュール損失が発生し、コイル冷
却用の冷媒である液体ヘリウムの消費量が多くなったシ
、永久電流モードで動作する場合には、抵抗分による電
流減衰が大きく一定電流保持時間が短かくなってしまう
。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、超電導線同志を溶接接続して超電導コイル
を形成したものであっても、この動作状態下における電
気抵抗を最小とし、熱損失が少なく、かつ、永久電流モ
ードにおいて一定電流保持時間を長くすることのできる
磁場発生装置を提供するにある。
るところは、超電導線同志を溶接接続して超電導コイル
を形成したものであっても、この動作状態下における電
気抵抗を最小とし、熱損失が少なく、かつ、永久電流モ
ードにおいて一定電流保持時間を長くすることのできる
磁場発生装置を提供するにある。
本発明は超電導線を所定数巻回して形成する超電導コイ
ルを複数個同軸上に配置すると共に、各超電導コイルを
、その超電導線同志を溶接によシ接続する際、この溶接
接続部分を超電導コイルによって作られる磁場が最も小
さい位置に設置することによシ、所期の目的を達成する
ようになしたものである。即ち、上記構成とすることに
よシ溶接部付近の超電導状態を保って、接続部の抵抗を
溶接部分の抵抗のみとし、コイル全体の抵抗を最小にし
たものである。
ルを複数個同軸上に配置すると共に、各超電導コイルを
、その超電導線同志を溶接によシ接続する際、この溶接
接続部分を超電導コイルによって作られる磁場が最も小
さい位置に設置することによシ、所期の目的を達成する
ようになしたものである。即ち、上記構成とすることに
よシ溶接部付近の超電導状態を保って、接続部の抵抗を
溶接部分の抵抗のみとし、コイル全体の抵抗を最小にし
たものである。
以下、図面の実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
。
。
第２図は本発明の一実施例として、同軸上に３つの超電
導ソレノイドコイルが配置されて構成する高均一磁場発
生装置を示す。線図において、３は主となるソレノイド
コイル（メインコイル）、４、及び５は副となるソレノ
イドコイル（サブコイル）で、メインコイル３の軸方向
両端に配置されている。これらはいずれも超電導線が所
定数巻回して形成される。そして、これら３個のコイル
によシ中心軸（Ｙ軸）上に均一度の高い磁場を発生する
ことができる。３個のソレノイドコイル３と４、及び５
は、第３図に結線図を示すように直列に接続されておシ
、全体で５箇所の接続部６を有する。本実施例では、こ
の接続部６を上記コイル３゜４．５によって作られる磁
場が最も小さい位置に設置する。
導ソレノイドコイルが配置されて構成する高均一磁場発
生装置を示す。線図において、３は主となるソレノイド
コイル（メインコイル）、４、及び５は副となるソレノ
イドコイル（サブコイル）で、メインコイル３の軸方向
両端に配置されている。これらはいずれも超電導線が所
定数巻回して形成される。そして、これら３個のコイル
によシ中心軸（Ｙ軸）上に均一度の高い磁場を発生する
ことができる。３個のソレノイドコイル３と４、及び５
は、第３図に結線図を示すように直列に接続されておシ
、全体で５箇所の接続部６を有する。本実施例では、こ
の接続部６を上記コイル３゜４．５によって作られる磁
場が最も小さい位置に設置する。
今、第２図に示すコイルＦＣ′６Ｌ流１０Ａを通電する
とＹ軸上に０゜５Ｔの磁場が発生する。この時のコイル
付近の磁場分布は第４図のようになる。即ち、メインコ
イル３、及びサブコイル４，５の内部の磁場は約１．２
Ｔに達する。これに対して、メインコイル３の外径側
（第４図のＡ点近傍）では約０、０３ Ｔの磁場しかな
い。そこで、本実施例では、溶接によって接続した接続
部６を、メインコイル３及びサブコイル４，５によって
作られる磁場が最も小さい位置として、嬉５図に示すよ
うにメインコイル３の外径側に設置している。
とＹ軸上に０゜５Ｔの磁場が発生する。この時のコイル
付近の磁場分布は第４図のようになる。即ち、メインコ
イル３、及びサブコイル４，５の内部の磁場は約１．２
Ｔに達する。これに対して、メインコイル３の外径側
（第４図のＡ点近傍）では約０、０３ Ｔの磁場しかな
い。そこで、本実施例では、溶接によって接続した接続
部６を、メインコイル３及びサブコイル４，５によって
作られる磁場が最も小さい位置として、嬉５図に示すよ
うにメインコイル３の外径側に設置している。
このように、溶接接続部６をメインコイル３の外径側に
配置すれば、溶接によってＨ−Ｉｃ％性が第１図の如く
劣化した超電導線の経験磁場は約０、０３ Ｔである。
配置すれば、溶接によってＨ−Ｉｃ％性が第１図の如く
劣化した超電導線の経験磁場は約０、０３ Ｔである。
この時、通電電流がＩＯＡなので設計点はＱ（磁場Ｈ＝
０．０・３Ｔｚ Ｉ ＝ １０ ＆ ）となシ、劣化し
た後でも光分超電導特性を発揮し得る。従って、接続部
１箇所当シの電気抵抗は溶接部分の１０−１２Ω以下と
なシ、コイル全体の電気抵抗を最小ならしめることがで
きる。即ち、半田によって接続する場合（ｉｏ−’Ω）
の１／１０００以下とすることができる。よって、通電
時のジュール損失を最小とすることができ、冷却用の液
体へリウムの消費量を軽減できると共に、永久電流モー
ドにおいては一定電流を長時間保持できるので、経済的
に優れた磁場発生装置とすることができる。
０．０・３Ｔｚ Ｉ ＝ １０ ＆ ）となシ、劣化し
た後でも光分超電導特性を発揮し得る。従って、接続部
１箇所当シの電気抵抗は溶接部分の１０−１２Ω以下と
なシ、コイル全体の電気抵抗を最小ならしめることがで
きる。即ち、半田によって接続する場合（ｉｏ−’Ω）
の１／１０００以下とすることができる。よって、通電
時のジュール損失を最小とすることができ、冷却用の液
体へリウムの消費量を軽減できると共に、永久電流モー
ドにおいては一定電流を長時間保持できるので、経済的
に優れた磁場発生装置とすることができる。
以上説明した本発明の磁場発生装置によれば、超電導線
を所定数巻回して形成する超電導コイルを複数個同軸上
に配置すると共に、各超電導コイルを、その超電導線同
志を溶接によシ接続する際この溶接接続部分を、超電導
コイルによって作られる磁場の最も小さい位置に設置し
たものであるから、接続部分の抵抗を小さくでき、超電
導コイルの動作状態における電気抵抗を最小とし、熱損
失が少なく、かつ、永久電流モードにおいては一定電流
保持時間の長い超電導コイルを得ることができ、此種磁
場発生装置には非常に有効である。
を所定数巻回して形成する超電導コイルを複数個同軸上
に配置すると共に、各超電導コイルを、その超電導線同
志を溶接によシ接続する際この溶接接続部分を、超電導
コイルによって作られる磁場の最も小さい位置に設置し
たものであるから、接続部分の抵抗を小さくでき、超電
導コイルの動作状態における電気抵抗を最小とし、熱損
失が少なく、かつ、永久電流モードにおいては一定電流
保持時間の長い超電導コイルを得ることができ、此種磁
場発生装置には非常に有効である。
第１図は超電導線における磁場に対する臨界電流（ＨＩ
ｃ）特性図、第２図は本発明の一実施例を説明するため
の磁場発生装置におけるコイルの配置図、第３図は第２
図のコイルの結線図、第４図は第２図のコイル配置にお
ける磁場分布図、第５図は超電導線接続部の配置状態の
一実施例を示す図である。 ３・・・メインコイル、４．５・・・サブコイル、６・
・・接続部。 代理人 弁理士 高橋明夫 竿 １ 図 ￥；Ｚ、、Ｖ Ｙ ′＄ ３ 図 ＄ ４ 図 ＄ ５ コ
ｃ）特性図、第２図は本発明の一実施例を説明するため
の磁場発生装置におけるコイルの配置図、第３図は第２
図のコイルの結線図、第４図は第２図のコイル配置にお
ける磁場分布図、第５図は超電導線接続部の配置状態の
一実施例を示す図である。 ３・・・メインコイル、４．５・・・サブコイル、６・
・・接続部。 代理人 弁理士 高橋明夫 竿 １ 図 ￥；Ｚ、、Ｖ Ｙ ′＄ ３ 図 ＄ ４ 図 ＄ ５ コ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、超電導線を所定数巻回して形成する超電導コイルを
、複数個同軸上に配置すると共に、各前記超電導コイル
を、その超電導線同志を溶接によ多接続して構成する磁
場発生装置において、前記溶接接続部分を、前記超電導
コイルによって作られる磁場が最も小さい位置に設置し
たことを特徴とする磁場発生装置。 ２ 前記同軸上に配置される超電導コイルは、ンレノイ
１゛ド状の主磁束を発生するメインコイルと、該メイン
コイルの軸方向両端近傍に配置され、このメインコイル
で発生する磁束を補正するソレノイド状のサブコイルと
から構成され、該メインコイルとサブコイルが溶接によ
シ直列に接続されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の磁場発生装置。 ３、前記メインコイルとサブコイルとの溶接接続部分メ
インコイルのＫｆｉ＆側ｆ積骨古才今とシか酪徴とする
特許請求の範囲第１項記載の磁場発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7498284A JPS60218808A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 磁場発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7498284A JPS60218808A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 磁場発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60218808A true JPS60218808A (ja) | 1985-11-01 |
| JPH032325B2 JPH032325B2 (ja) | 1991-01-14 |
Family
ID=13562995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7498284A Granted JPS60218808A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | 磁場発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60218808A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011029557A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Hitachi Ltd | 超電導回路、超電導接続部の作製方法、超電導マグネット、及び、超電導マグネットの製造方法 |
| JP2012114162A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Kobe Steel Ltd | 酸化物超電導ソレノイド巻きコイルおよびその製造方法 |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP7498284A patent/JPS60218808A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011029557A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Hitachi Ltd | 超電導回路、超電導接続部の作製方法、超電導マグネット、及び、超電導マグネットの製造方法 |
| US8513527B2 (en) | 2009-07-29 | 2013-08-20 | Hitachi, Ltd. | Superconducting circuit, production method of superconducting joints, superconducting magnet, and production method of superconducting magnet |
| JP2012114162A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Kobe Steel Ltd | 酸化物超電導ソレノイド巻きコイルおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH032325B2 (ja) | 1991-01-14 |
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