JPS60249306A - 超電導磁石 - Google Patents
超電導磁石Info
- Publication number
- JPS60249306A JPS60249306A JP59104681A JP10468184A JPS60249306A JP S60249306 A JPS60249306 A JP S60249306A JP 59104681 A JP59104681 A JP 59104681A JP 10468184 A JP10468184 A JP 10468184A JP S60249306 A JPS60249306 A JP S60249306A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnetic field
- refrigerant
- layer side
- temperature
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/04—Cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Particle Accelerators (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、核融合装置、高エネルギー物理用加速器等極
低温冷媒によって強制冷却される超電導磁石に関する。
低温冷媒によって強制冷却される超電導磁石に関する。
超電導磁石に用いられる超電導線は第２図に示す特性図
において臨界電流密度Ｊ、臨界温度Ｔ、臨界磁界Ｈな結
ぶ曲面に囲まれた内側に於てのみ超電導特性を示す。
において臨界電流密度Ｊ、臨界温度Ｔ、臨界磁界Ｈな結
ぶ曲面に囲まれた内側に於てのみ超電導特性を示す。
このような超電導線をコンジット内に収納した超電導線
材を用いて大形の強制冷却超電導磁石を製作する場合、
従来は一般にダブルパンケーキ巻と呼ばれる巻回方式で
製作し、超電導線材の口出し部は入口、出口共にコイル
外層側に設けていた。
材を用いて大形の強制冷却超電導磁石を製作する場合、
従来は一般にダブルパンケーキ巻と呼ばれる巻回方式で
製作し、超電導線材の口出し部は入口、出口共にコイル
外層側に設けていた。
従って極低温冷媒は低磁界側即ち外層側から注入され、
超電線を冷却しながら温度上昇した極低温冷媒がコイル
内層側即ち高磁界コイル側に供給されていた。したがっ
て内層側はど臨界電流密度Ｊが低下してしまう不都合が
あった。
超電線を冷却しながら温度上昇した極低温冷媒がコイル
内層側即ち高磁界コイル側に供給されていた。したがっ
て内層側はど臨界電流密度Ｊが低下してしまう不都合が
あった。
又、巻回したコイルの発生する磁界分布はコイル最内層
に於て最大となりコイル外層側で低磁界となる。
に於て最大となりコイル外層側で低磁界となる。
つまり同一超電導線材を用いた場合、たとえ極低温冷媒
の温度がコイル内・外層で同一であったとしてもコイル
内層はど臨界電流密度低い。
の温度がコイル内・外層で同一であったとしてもコイル
内層はど臨界電流密度低い。
従来これらの不都合を除却する為にコイル内層と外層で
超電線材をグレーディングしていた。すなわち種々の超
電導線を条件によって使い分けていた。つまり、単純に
言えば極低温冷媒の温度上昇及び磁界増加による内層側
超電導線側の臨界電流密度低下を超電導線材の太さすな
わち内層側はど太くすることでカバーしていた。したが
って従来技術ではグレーディングの箇所が多くなり機械
的強度が低下し、また不経済であった。
超電線材をグレーディングしていた。すなわち種々の超
電導線を条件によって使い分けていた。つまり、単純に
言えば極低温冷媒の温度上昇及び磁界増加による内層側
超電導線側の臨界電流密度低下を超電導線材の太さすな
わち内層側はど太くすることでカバーしていた。したが
って従来技術ではグレーディングの箇所が多くなり機械
的強度が低下し、また不経済であった。
本発明は線材のグレーディングの必要性が低減された超
電導磁石を提供することを目的とする。
電導磁石を提供することを目的とする。
本発明の超電導磁石においては極低温冷媒をコイル内層
側から注入し、コイル外層側から排出することにより同
一超電導線材を用いながら、温度差によりコイル内層側
の臨界電流密度を外層側に近づけあるいは同じ程度にな
るようにする。
側から注入し、コイル外層側から排出することにより同
一超電導線材を用いながら、温度差によりコイル内層側
の臨界電流密度を外層側に近づけあるいは同じ程度にな
るようにする。
本発明の一実施例を第１図に示す。第１図に於てｌは高
磁界側超電導コイル、２は低磁界側超電導コイルであり
、これらは互いに接続し、電気及び極低温冷媒がコイル
１．２で直列に流れるようにする。
磁界側超電導コイル、２は低磁界側超電導コイルであり
、これらは互いに接続し、電気及び極低温冷媒がコイル
１．２で直列に流れるようにする。
第１図に於て、３は超電導コイル１．２を収納するコイ
ル容器であり、超電導コイル１．２の電磁力をこのコイ
ル容器３で受けもつ構造をとる。一方、超電導コイル１
．２への電流、極低温冷媒の供給はコイル容器３の上部
に設けた電流リード兼冷媒出入口４．５を介して行う。
ル容器であり、超電導コイル１．２の電磁力をこのコイ
ル容器３で受けもつ構造をとる。一方、超電導コイル１
．２への電流、極低温冷媒の供給はコイル容器３の上部
に設けた電流リード兼冷媒出入口４．５を介して行う。
極低温冷媒は第１図に示す如く電流リード兼冷媒人口４
から注入し、コイル内層側即ち高磁界側より冷却しなが
らコイル外層側即ち低磁界側へと循環する。極低温冷媒
はコイル内層から外層に向って流れながらコイル内の発
熱なうばい温度上昇する。高磁界側超電導コイル１に於
て極低温冷媒の温度なＴ１、低磁界側超電導コイル２に
於て極低温冷媒の温度なＴ、（但し、Ｔ＋ ＜ Ｔ！
）とすると超電導コイルｌ、 ２を形成する超電導線材
の臨界電流密度Ｊ−臨界磁界Ｈの関係は温度Ｔをパラメ
ータとして第３図のようになる。ここで、コイル１．２
のうける磁界が同一であればコイル外層側導体を太くし
なければならないことになるが幸いなことに、 ゛第２
図に示す如く、コイル内磁界分布はコイル外層側で低下
する。高磁界側超電導コイル１のうける磁界なＨｌ、コ
イル２のうける磁界なＨｌとすると、理想的な場合には
第３図に示す如く、極低温冷媒の温度上昇（Ｔ２− ’
ｒ、 ）にょるＪ−Ｈ特性の劣下を経験磁界の減少（Ｈ
ｌ−Ｈ２）により補い、同一導体を用いた内・外層コイ
ルにたいして同一の臨界電流密度Ｊｏを得ることができ
る。したがって従来内・外層コイルで行なっていたグレ
ーティングと同一の効果が得られ、従来技術に比較して
グレーディングによる導体接続がなくなるので導体発熱
の減少、極低温冷媒の循環がスムーズになる、機械的強
度が増す、機器がコンパクトになる等種々の利点が得ら
れる。
から注入し、コイル内層側即ち高磁界側より冷却しなが
らコイル外層側即ち低磁界側へと循環する。極低温冷媒
はコイル内層から外層に向って流れながらコイル内の発
熱なうばい温度上昇する。高磁界側超電導コイル１に於
て極低温冷媒の温度なＴ１、低磁界側超電導コイル２に
於て極低温冷媒の温度なＴ、（但し、Ｔ＋ ＜ Ｔ！
）とすると超電導コイルｌ、 ２を形成する超電導線材
の臨界電流密度Ｊ−臨界磁界Ｈの関係は温度Ｔをパラメ
ータとして第３図のようになる。ここで、コイル１．２
のうける磁界が同一であればコイル外層側導体を太くし
なければならないことになるが幸いなことに、 ゛第２
図に示す如く、コイル内磁界分布はコイル外層側で低下
する。高磁界側超電導コイル１のうける磁界なＨｌ、コ
イル２のうける磁界なＨｌとすると、理想的な場合には
第３図に示す如く、極低温冷媒の温度上昇（Ｔ２− ’
ｒ、 ）にょるＪ−Ｈ特性の劣下を経験磁界の減少（Ｈ
ｌ−Ｈ２）により補い、同一導体を用いた内・外層コイ
ルにたいして同一の臨界電流密度Ｊｏを得ることができ
る。したがって従来内・外層コイルで行なっていたグレ
ーティングと同一の効果が得られ、従来技術に比較して
グレーディングによる導体接続がなくなるので導体発熱
の減少、極低温冷媒の循環がスムーズになる、機械的強
度が増す、機器がコンパクトになる等種々の利点が得ら
れる。
以上説明したように本発明においては極低温冷媒を超電
導磁石内層側から注入し外層側へ排出するようにしたの
で高磁界部のコイルが低磁界部のコイルよりもよく冷却
され、線材のグレーディングの必要性の低減された強制
冷却超電導磁石を提供することが出来る。
導磁石内層側から注入し外層側へ排出するようにしたの
で高磁界部のコイルが低磁界部のコイルよりもよく冷却
され、線材のグレーディングの必要性の低減された強制
冷却超電導磁石を提供することが出来る。
第１図は本発明の一実施例の超電導磁石の断面図、第２
図は超電導線材の特性図、第３図は本発明の詳細な説明
する曲線図である。 １・・高磁界側超電導コイル、 ２・・・低磁界側超電導コイル、 ３・コイル容器、 ４・・・電流リード兼冷媒入口、 ５・・・電流リード兼冷媒出口、 Ｊ・・・臨界電流密度、 Ｔ・・臨界温度、 Ｈ・・・臨界磁界、 Ｔ、・・・内層側超電導コイル冷媒温度、Ｔ２・・・外
層側超電導コイル冷媒温度。
図は超電導線材の特性図、第３図は本発明の詳細な説明
する曲線図である。 １・・高磁界側超電導コイル、 ２・・・低磁界側超電導コイル、 ３・コイル容器、 ４・・・電流リード兼冷媒入口、 ５・・・電流リード兼冷媒出口、 Ｊ・・・臨界電流密度、 Ｔ・・臨界温度、 Ｈ・・・臨界磁界、 Ｔ、・・・内層側超電導コイル冷媒温度、Ｔ２・・・外
層側超電導コイル冷媒温度。
Claims (1)
- 極低温冷媒を強制的に循環することにより超電導コイル
を冷却する超電導磁石において、極低温冷媒を超電導コ
イルの高磁界側から注入し、超電導コイルの低磁界側か
ら排出するようにしたことを特徴とする超電導磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59104681A JPS60249306A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超電導磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59104681A JPS60249306A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超電導磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249306A true JPS60249306A (ja) | 1985-12-10 |
| JPH0458161B2 JPH0458161B2 (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=14387213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59104681A Granted JPS60249306A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超電導磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60249306A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5629309A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-24 | Toshiba Corp | Superconductive magnet device |
| JPS56104681A (en) * | 1980-01-07 | 1981-08-20 | Isabel John Robert | Golf club bag |
| JPS57148819U (ja) * | 1981-03-12 | 1982-09-18 |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP59104681A patent/JPS60249306A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5629309A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-24 | Toshiba Corp | Superconductive magnet device |
| JPS56104681A (en) * | 1980-01-07 | 1981-08-20 | Isabel John Robert | Golf club bag |
| JPS57148819U (ja) * | 1981-03-12 | 1982-09-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458161B2 (ja) | 1992-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0877395B1 (en) | Superconducting coil | |
| JP2023518842A (ja) | 渦巻溝付き積重板非絶縁超伝導磁石のための導体および冷却剤体系 | |
| US20020018327A1 (en) | Multi-winding fault-current limiter coil with flux shaper and cooling for use in an electrical power transmission/distribution application | |
| Barzi et al. | Research and Development of ${\rm Nb} _ {3}{\rm Sn} $ Wires and Cables for High-Field Accelerator Magnets | |
| EP0011267B1 (en) | Superconductive electromagnet apparatus | |
| US4151498A (en) | Combined superconducting coil | |
| WO2020049284A1 (en) | Bent toroidal field coils | |
| JPH10335137A (ja) | 超電導体の冷却方法および通電方法 | |
| Lubell | State-of-the-art of superconducting magnets | |
| JP2001093721A (ja) | 高温超電導マグネット | |
| US4277769A (en) | Arrangement for cooling a superconduction magnet coil winding | |
| Lee et al. | Design of HTS modular magnets for a 2.5 MJ toroidal SMES: ReBCO vs. BSCCO | |
| JPS60249306A (ja) | 超電導磁石 | |
| US4623862A (en) | Thermally stabilized superconductors | |
| Park et al. | Conceptual design of HTS magnet for a 5 MJ class SMES | |
| JP2001126916A (ja) | 高温超電導コイルおよびそれを利用した高温超電導マグネット | |
| KR101618977B1 (ko) | 초전도 전자석 | |
| Kim et al. | Development of Short-Period ${\rm Nb} _ {3}{\rm Sn} $ Superconducting Undulators for the APS | |
| Morandi et al. | Design, Manufacturing and Preliminary Tests of a Conduction Cooled 200 kJ Nb-Ti $\mu\hbox {SMES} $ | |
| JP4906182B2 (ja) | コンジット型強制冷却超電導導体および超電導磁石 | |
| EP0110400A2 (en) | Superconducting wire and method of producing the same | |
| Zhang | The Potential Superconducting Materials in MRI Scanner—Comparison Between NbTi and MgB2 | |
| Matsushita | Current high-temperature superconducting coils and applications in Japan | |
| Mulder et al. | A fast operating magnetically controlled switch for 1 kA | |
| WO2003044813A1 (en) | Superconductive coil device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |