JPS6059726B2 - 超電導コイル装置 - Google Patents
超電導コイル装置Info
- Publication number
- JPS6059726B2 JPS6059726B2 JP6800979A JP6800979A JPS6059726B2 JP S6059726 B2 JPS6059726 B2 JP S6059726B2 JP 6800979 A JP6800979 A JP 6800979A JP 6800979 A JP6800979 A JP 6800979A JP S6059726 B2 JPS6059726 B2 JP S6059726B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- superconducting
- base material
- stabilizing base
- coil device
- 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.)
- Expired
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)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超電導コイル装置に係り、特にグレーデング
構造を改良した超電導コイル装置に関する。
構造を改良した超電導コイル装置に関する。
超電導線の不安定性を解消するには一般に電気伝導度の
高い常電導金属、たとえば銅やアルミニウムなどの、い
わゆる安定化母材で超電導線を被覆する必要がある。
高い常電導金属、たとえば銅やアルミニウムなどの、い
わゆる安定化母材で超電導線を被覆する必要がある。
安定化母材の量は、超電導線が常電導状態に転移したと
きの発熱流束をある一定の値（たとえば０．３〜０．４
Ｗ／ｃ逍）以内に抑え得る値だけ必要とする。このよう
な、安定化母材内を伝わる熱流束は安定化母材の量によ
つても左右されるが安定化母材の電気抵抗率にも左右さ
れる。
きの発熱流束をある一定の値（たとえば０．３〜０．４
Ｗ／ｃ逍）以内に抑え得る値だけ必要とする。このよう
な、安定化母材内を伝わる熱流束は安定化母材の量によ
つても左右されるが安定化母材の電気抵抗率にも左右さ
れる。
そして、上記電気抵抗率は磁気抵抗効果に左右され磁界
に依存する。すなわち、磁界が小さいほど電気抵抗率は
小さい。したがつて、磁界の小さいところでは少量の安
定化母材で超電導線の安定化を図ることができる。とこ
ろで、超電導線を安定化母材で被覆してなる超電導導体
を使つて超電導コイル装置を構成する場合、コイル内の
磁界は通常不均一であるため、たとえば同一の導体て巻
線するときには最強磁界において発熱熱流束を一定の値
以内に抑え得るだけの量の安定化母材を備えた超電導導
体が選ばれることになる。
に依存する。すなわち、磁界が小さいほど電気抵抗率は
小さい。したがつて、磁界の小さいところでは少量の安
定化母材で超電導線の安定化を図ることができる。とこ
ろで、超電導線を安定化母材で被覆してなる超電導導体
を使つて超電導コイル装置を構成する場合、コイル内の
磁界は通常不均一であるため、たとえば同一の導体て巻
線するときには最強磁界において発熱熱流束を一定の値
以内に抑え得るだけの量の安定化母材を備えた超電導導
体が選ばれることになる。
しカルこのうな導体でコイル本体を構成すると、最強磁
界以外の位置では発熱熱流束に余裕がありすぎ不経済化
を免れ得ない。また、このような導体でたとえば核融合
炉の卜■１イダルコイルを構成した場合、巨大な電磁力
を支持するための補強部材を組込むことが不可能となる
。そこで、トロイダルコイルのように大形の超電導コイ
ル装置を構成する場合には、一般にコイル内の磁界分布
に応じて磁界の強いところでは安定化母材の量を多くし
、磁界の弱いところでは安定化母材の量を少なくし、こ
れによつて生じたスペースに補強部材を組込むようにし
ている。
界以外の位置では発熱熱流束に余裕がありすぎ不経済化
を免れ得ない。また、このような導体でたとえば核融合
炉の卜■１イダルコイルを構成した場合、巨大な電磁力
を支持するための補強部材を組込むことが不可能となる
。そこで、トロイダルコイルのように大形の超電導コイ
ル装置を構成する場合には、一般にコイル内の磁界分布
に応じて磁界の強いところでは安定化母材の量を多くし
、磁界の弱いところでは安定化母材の量を少なくし、こ
れによつて生じたスペースに補強部材を組込むようにし
ている。
これは、通常グレーデング構造と呼ばれている。Ｊ 第
１図は従来のグレーデング構造を採用した超電導コイル
装置のコイル体構成要素を二層分だけを取り出して示す
ものである。実際にはこの要素を何枚か重ねて１つの超
電導コイル装置が構成される。５ 同図において、１は
ステンレス鋼板などで形成された環状の補強板であり、
この補強板１の両面に形成された条溝１１、１２、・・
・１５および２１、２２、・・・２５に超電導線４１と
安定化母材４２とからなる導体４３がそれぞれ電気絶縁
物を介して埋め込まれている。
１図は従来のグレーデング構造を採用した超電導コイル
装置のコイル体構成要素を二層分だけを取り出して示す
ものである。実際にはこの要素を何枚か重ねて１つの超
電導コイル装置が構成される。５ 同図において、１は
ステンレス鋼板などで形成された環状の補強板であり、
この補強板１の両面に形成された条溝１１、１２、・・
・１５および２１、２２、・・・２５に超電導線４１と
安定化母材４２とからなる導体４３がそれぞれ電気絶縁
物を介して埋め込まれている。
そして、上記条溝１１〜１５，２１〜２５のコイルの径
方向の幅を変えることによつて安定化母材４２の埋め込
み量を変え、これによつてグレーデング構造が構成され
ている。しかしながら、上記のようなグレーデング構造
を採用した従来の超電導コイル装置にあつては、次のよ
うな問題があつた。
方向の幅を変えることによつて安定化母材４２の埋め込
み量を変え、これによつてグレーデング構造が構成され
ている。しかしながら、上記のようなグレーデング構造
を採用した従来の超電導コイル装置にあつては、次のよ
うな問題があつた。
すなわち、安定化母材４２の量を調整するために各条溝
のコイル径方向の幅を変えるようにしているので、超電
導線４１は必然的にコイルの外側に近いほど密に、また
コイルの内側に近いほど阻に配設されることになる。こ
のため、コイル断面の各部に与えられるフープ電磁力の
勾配が急峻となり、結果として、多量の補強材を必要と
する不具合がある。また、コイルの径方向に沿つて超電
導線４１相互の間隔が場所によつて異なるのでコイルの
内径等を変更する都度、発生磁界の分布計算や測定など
を行なわなければならない不便さもある。さらに、別の
層との接続が非常に困難であるなどの問題もあつた。本
発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、補強材の減少化を図れることは勿
論のこと製作の容易化および接一続の容易化を図れるグ
レーデング構造の超電導コイル装置を提供することにあ
る。
のコイル径方向の幅を変えるようにしているので、超電
導線４１は必然的にコイルの外側に近いほど密に、また
コイルの内側に近いほど阻に配設されることになる。こ
のため、コイル断面の各部に与えられるフープ電磁力の
勾配が急峻となり、結果として、多量の補強材を必要と
する不具合がある。また、コイルの径方向に沿つて超電
導線４１相互の間隔が場所によつて異なるのでコイルの
内径等を変更する都度、発生磁界の分布計算や測定など
を行なわなければならない不便さもある。さらに、別の
層との接続が非常に困難であるなどの問題もあつた。本
発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、補強材の減少化を図れることは勿
論のこと製作の容易化および接一続の容易化を図れるグ
レーデング構造の超電導コイル装置を提供することにあ
る。
以下、本発明の詳細な説明の実施例によつて説明する。
第２図は本発明に係る装置におけるコイル本体ζを構成
する要素を二層分たけ取り出して示すもので、この要素
は、ステンレス鋼などで環状に形成された補強板５１と
、この補強板５１の両面に径方向へ等間隔にかつ、コイ
ルの中心に近づくにしたがつて徐々にその深さが増すよ
うに形成されたこ幅一定の条溝６１，６２，・・・６５
および７１，７２，・・・７５と、これら各条溝６１，
６２，・・・６５および７１，７２，・・・７５にそれ
ぞれ絶縁材を介して埋め込まれた超電導線８１および安
定化母材８２からなる導体８３とで構成されている。そ
し・て、このように構成された要素が何枚か重ねられ接
続されてコイル本体が形成されている。このように、各
溝６１〜６５および７１〜７５の幅を一定にし、深さを
コイルの径方向へ順次変化させ、この深さで安定化母材
８２の必要量を確保するようにし、かつ各条溝６１〜６
５および７１〜７５内に埋設される超電導線８１のコイ
ル径方向の間隔を一定に保つようにしている。
する要素を二層分たけ取り出して示すもので、この要素
は、ステンレス鋼などで環状に形成された補強板５１と
、この補強板５１の両面に径方向へ等間隔にかつ、コイ
ルの中心に近づくにしたがつて徐々にその深さが増すよ
うに形成されたこ幅一定の条溝６１，６２，・・・６５
および７１，７２，・・・７５と、これら各条溝６１，
６２，・・・６５および７１，７２，・・・７５にそれ
ぞれ絶縁材を介して埋め込まれた超電導線８１および安
定化母材８２からなる導体８３とで構成されている。そ
し・て、このように構成された要素が何枚か重ねられ接
続されてコイル本体が形成されている。このように、各
溝６１〜６５および７１〜７５の幅を一定にし、深さを
コイルの径方向へ順次変化させ、この深さで安定化母材
８２の必要量を確保するようにし、かつ各条溝６１〜６
５および７１〜７５内に埋設される超電導線８１のコイ
ル径方向の間隔を一定に保つようにしている。
したがつて、安定化母材８２に十分な機能を発揮させる
ことができることは勿論のこと、超電導線８１のコイル
径方向の間隔を一定にできるので、発生するフープ電磁
力の分布も比較的ゆるやかなものとノすることができ、
この結果、補強材の必要量を減少させることができる。
また、条溝６１〜６５および７１〜７５の幅を一定にし
かつ等間隔に設けていることは、第３図に示すように補
強材５１を断面Ｈ形に分割した断面層の等しい複数の導
電素子９１を同心円状に配列したことと等価になる。し
たがつて、第３図に示すように構成しても何ら支障がな
いことになり、このように構成することによつて導電素
子９１相互の接続の容易化を図れることになる。また超
電導線８１相互間の間隔を等しくできるので、発生磁界
の分布も関連したものとなり、たとえばコイルの内径等
を変化させた場合であつてもその都度計算たり、あるい
は実測することなしに分布状況を正確に知ることができ
、コイル製作の容易化を図ることができる。なお、上述
した実施例では断面角形の条溝を形成しているが台形あ
るいは半円形にしてもよい。また、上述した実施例では
補強板の両面に導体を埋設しているが片面だけ、つまソ
ー層分だけ埋設するようにしてもよい。以上詳述したよ
うに本発明によれば、補強材の減少化、接続の容易化お
よび製作の容易化を図れるグレーデング構造の超電導コ
イル装置を提供できる。
ことができることは勿論のこと、超電導線８１のコイル
径方向の間隔を一定にできるので、発生するフープ電磁
力の分布も比較的ゆるやかなものとノすることができ、
この結果、補強材の必要量を減少させることができる。
また、条溝６１〜６５および７１〜７５の幅を一定にし
かつ等間隔に設けていることは、第３図に示すように補
強材５１を断面Ｈ形に分割した断面層の等しい複数の導
電素子９１を同心円状に配列したことと等価になる。し
たがつて、第３図に示すように構成しても何ら支障がな
いことになり、このように構成することによつて導電素
子９１相互の接続の容易化を図れることになる。また超
電導線８１相互間の間隔を等しくできるので、発生磁界
の分布も関連したものとなり、たとえばコイルの内径等
を変化させた場合であつてもその都度計算たり、あるい
は実測することなしに分布状況を正確に知ることができ
、コイル製作の容易化を図ることができる。なお、上述
した実施例では断面角形の条溝を形成しているが台形あ
るいは半円形にしてもよい。また、上述した実施例では
補強板の両面に導体を埋設しているが片面だけ、つまソ
ー層分だけ埋設するようにしてもよい。以上詳述したよ
うに本発明によれば、補強材の減少化、接続の容易化お
よび製作の容易化を図れるグレーデング構造の超電導コ
イル装置を提供できる。
第１図は従来の超電導コイル装置におけるコイル本体を
構成する要素の縦断面図、第２図は本発明の一実施例に
係る超電導コイル装置におけるコイル本体を構成する要
素の縦断面図、第３図はその変形例である。 ５１・・・・・・補強板、６１，６２・・・６５，７１
，７２，・・・７５・・・・・・条溝、８１・・・・・
・超電導線、８２・・・・・安定化母材、８３・・・・
・導体、９１・・・・・・導電素子。
構成する要素の縦断面図、第２図は本発明の一実施例に
係る超電導コイル装置におけるコイル本体を構成する要
素の縦断面図、第３図はその変形例である。 ５１・・・・・・補強板、６１，６２・・・６５，７１
，７２，・・・７５・・・・・・条溝、８１・・・・・
・超電導線、８２・・・・・安定化母材、８３・・・・
・導体、９１・・・・・・導電素子。
Claims (1)
- １ 補強部材に安定化母材と超電導線とを埋込んだ電気
導体によつてコイル本体が構成される超電導コイル装置
において、前記電気導体の安定化母材は、コイル本体の
軸心線から遠ざかるにしたがつてコイル本体の径方向と
直交する方向の厚みが変化してなることを特徴とする超
電導コイル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6800979A JPS6059726B2 (ja) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | 超電導コイル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6800979A JPS6059726B2 (ja) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | 超電導コイル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55160405A JPS55160405A (en) | 1980-12-13 |
| JPS6059726B2 true JPS6059726B2 (ja) | 1985-12-26 |
Family
ID=13361419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6800979A Expired JPS6059726B2 (ja) | 1979-05-31 | 1979-05-31 | 超電導コイル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059726B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159109U (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-09 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5925105A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-09 | 昭和電線電纜株式会社 | 超電導線 |
| JPS6165407A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導装置 |
| DE3923456A1 (de) * | 1989-07-15 | 1991-01-24 | Bruker Analytische Messtechnik | Supraleitende homogene hochfeldmagnetspule |
| JP2560561B2 (ja) * | 1991-04-26 | 1996-12-04 | 株式会社日立製作所 | 超電導コイル装置 |
-
1979
- 1979-05-31 JP JP6800979A patent/JPS6059726B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159109U (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55160405A (en) | 1980-12-13 |
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