JPS63316408A - 超電導電磁石及びその着磁方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、７５温動作の超電導体セラミックスを用いた
超電導電磁石に関する。

（従来の技術） 液体ヘリウムに浸）へした水銀の電気抵抗が全く消失づ
る超電導現争が発見されて以来、超゛七導を示づ物質ど
して、金属元素９合金及び金属間化合物系１０００種類
をｌ！１づ物質が知られるようになっている。この超電
導現蒙を利用して作られる超電導磁石は、従来Ｎｂ−Ｔ
ｉの合金系及びＮｂ３Ｓｎ又はＶ３Ｇａの金属間化合物
系の超電導線が用いられていた。しかしながら、近時、
比較的高温で超電導現客を示す希土類酸化物系のセラミ
ックスが発見されたことを契ｎとして、液体窒素の温度
で動作する超電導体セラミックスが開発され、更に高温
で超電専用９を示す物質に対するＩｔ’Ｊ　ｌ＃が大き
なしのとなっている。

（発明が解決しようとづ゛る問題点） このようにして、高温の超２Ｍ　６体セラミックスが開
発され、超電導物質による電磁石が、温度的にも経済的
に５従来に比し容易に利用し得る時代の到来の曙光が見
えて来ている。しかしながら、超電導物質を容９に１り
ることがでさてら１虫り用としてし、発送雪男どしてし
その実用化に１ｊ次の点の実現に関して月間を抱えてい
る。

（１）　４．Ｉ　Ｆ’ｌが線側どして使用できろこと。

〈２）流せる。η流の許容限界を向上させること。

１Ｍ］ら、細いＩ！Ｉ！をレラミックスで作ることには
困却があり、叉、超電導磁石に用いられる第２ＦＦ超電
導１木で１４臨Ｗ電流は導体の所面積に比例するので・
細い線を用いる七■凸では流す電流に限度があって充力
な１社束の“１し磁石を１ｑることはでき４丁い。

次に、超１ｕ導電Ｌ６Ｇにり・１覆る谷…の方法は第２
図のＪ、うむ方？人て・従来７ｊわれていた。即ら、超
り８う遣（川石１０に閉路用スインｆ１１を問いｌこ状
態で定電流電源１２から電流を供給し、閉路用スイッチ
１１を閉じて超電導電噴石に電流を流す方法を取ってい
た。イのためスイッチら超電導材を使用Ｊる必要があっ
た。

本発明は上記の点にＷみてなされたもので、その［］的
は、現在開光されている超電導物質の有づろ形状の自由
度と、臨界電流音度に関する性質等を勘スして実用可能
な例えば…気共ｌＩ！２断層■影装置の静磁場発生用の
超雷導雷！ｉ石を実現することにある。

又、他の目的は超知ンク電ＩＡ１石に定する簡便な肴（
１の方法を実１ｒ２することにある。

（問題点を解決するための手段） １１ａ記の問題点を解決する本発明は１．’り温動作の
超１［ｉ入り体セラミックスを用いた超電４電磁石にＪ
３いて、線径の大きな線材を用いた少なくとも１周の１
ターンのコイルリングから成ることを特徴どするもので
ある。

（実箱例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に２（明づ
る。

ｍ１図は本発明の一実施例の電磁石及びその着磁装置を
示す断面図である。図において、１は超：Ｕ　ｉｎ体ビ
ラミックスで作られた１ターンのコイルリングで、液体
窒素を封入した液体窒素容器２の１＋に収容されている
。３は液体窒素を液体窒素容器２の中に注入する注入口
、４は液体窒素容器２を囲んで熱を遮断している断熱材
である。５は励１０用の着磁用外付コイル６を巻いであ
るコイルボビンで、７は着磁用外付コイル６に電流を供
給するリード線である。

上記のように構成された実施例の電磁石及び着磁装置の
動作を第３図を参照しながら説明する。

第３図は第１図の着磁装置によってけう着磁の模式的説
明図である。図において、第１図、第２図と同じ部分に
は同じ符号を付しである。その着磁の方法は、定電流電
源１２を着磁用外付コイル６に接続して電流を供給し、
保持すべき磁界の強さＮｏを発生させてＪ′３き、その
コイルボビン５の中（こ、！２捧窒累容に１２中に収容
されたコイルリング１を入れた状態で、液体窒素注入口
３から液体窒素ｄ各２に欣（Ａ窒素をと１人して冷却し
、コイルリング１が臨界温度以下になった後、着磁用外
付コイルの電流を断つ。このようにすると、超電導体又
＋、ｔ　ＪｊＵ電導体のコイルが有する完全反磁性、換
言すれば鎖交する磁束の変化を拒絶ザる性質から、電流
が所たれてもコイルリング１内には…弄の強さ１−１　
ｏが保１ｙ、保存され、磁界の強さ目０を発生するに定
る電流がコイルリング１内に発生、保存される。

この電磁気学的なモデルを第４図に示す。図において、
第１図と同″！ｒな部分には同じ符号を付しである。既
述の第３図による着磁の方法は７人４図の１−ランス結
合体の場合に相当しており、１次側回路中の電流１によ
り２次側コイルリング１の１１］るエネルギーは相互イ
ンダクタンスＭによって（りられるエネルギー　ｅ＝（
１／２）Ｍｉ２　が保）ｉされて定電流電源遮断後もそ
の電流分が流れ続（）ることで理解されるであろう。

このｈ田の方法において、重要な点は次の諸点である。

（１）贅…用外（＝Ｊコイル６に電流を流して＋１０の
１社界を発生させた後、コイルリング１を；令却（１ろ
。

（２）着磁用外付コイル６は常温、常伝導体で−できて
いるので、実際トは電流を流す時間はさほど長＜　ｉｔ
できないため、コイルリングをｆ１′？＜臨界温度以下
に冷却する。

１ス上がポイントと＜ｒる。蟻気Ｊｌ：鳴断帝囮影装首
川の静磁場用としての磁界の保持手段としては均一度の
良い磁界の強さト１ｏを１するためにはコイルリング１
を２個、４個又は６個用いる必要がある。

以上説明したように、現在発表されている高温超電導セ
ラミックスによる超電導材で磁気共鳴断層踊影装置の静
磁場用磁界の保持１一段が容易に実現できる。又、次の
ような電磁石に応用できる。

（１）電導機や発電別等の界… （２）サイクロ［・ロン等の粒子加速器（３）電子ビー
ム発生幅面系等に付随するフォーカス用、ビーム曲げ用 第４図の回路で、超電導状態のコイルリング１に磁界１
−１０を保持させたまま加熱等してクエンチさせると１
次側のコイルに電圧パルスが現われる。

これは先に注入した（１／２）Ｍｉ　２のエネルギーの
一部が回収可能であることを意味する。これは結合係数
に大きく支配され、結合係数が大きい程、回収効率は良
い。従って、将来常温において超電導現象を呈する物質
が実用化されれば、電力貯１ｉ［としても有効に用いら
れるものと考える。

尚、本発明は前記実ＩＭ例に限定されるものではなく、
例えば、着磁用外イ・１コイルは液体窓Ａ；の外側に設
ける必要はなく、内側に設けるようにしても良い。

（発明の９〕宋） 以上、ｚＴ細に説明したように本発明によれば、超電′
６ｔ−ラミックスにＪ：る血中な構造の電Ｈ１石が実現
でき、且つループ構造の電磁石にも容易に４磁する方法
が実現できて、実用−Ｅの効果は大さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電磁石及び着磁装置の所面
図、第２図は従来の超電導電磁石に対する着磁力法の説
明図、第３図は木呪明のコイルリングの超電導電磁石に
ム１ｉｆ１する方法の模式的説明図、第４図ｔよ閉回路
のコイルリングに対しエネル１デーを供給する方法の原
Ｆｌ！　説明図である。 １・・・コイルリング　　２・・・液体窒素容器３・・
・液体窒素注入口　４・・・断熱材５・・・コイルボビ
ン　　６・・・着磁用、外付コイル７・・・リード線　
　　　１０・・・超・電Ｓ電磁石１１・・・スイッチ　
　　１２・・・定ｆｆｉ流Ｔｉ源特許出願人　横河メデ
ィカルシステム株式会社第　１　国司 筒２図 第３　国司 角等４　図 ＥＴ”−一続−７’１ｌｉ−’ｊＥ−Ｕ：Ｆ（自（ａ）
（円）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
昭和６３年８月３１目−一竜榊 ″１．’ｊ、ｒｌ’庁長官　Ｌシン １　事ｆ’ｌのに示　　昭ＪＬ１６２年特許即第１５２
２５０号２　発明の名（４；　　　　超電導電磁石及び
その着硅）Ｊ法３　抽圧をする者 事件との関係　　　　　１．？許出願人住所　　東京Ｍ
（立川市栄町６丁目１番３号電ご占　０４２５　　（３
５）８３８３名　称　　　横河メディカルシステム株式
会社代表者　取締役社長　杉　山　　　卓　。 ・１　補正命令の日イ（１自　発 ５　油止によりハ勃１「４°る発明の数　　　　　０６
　油止の対象 （１）明輔１曲り発明の詳細な説明の欄。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温動作の超電導体セラミックスを用いた超電導
   電磁石において、線径の大きな線材を用いた少なくとも
   １個の１ターンのコイルリングから成ることを特徴とす
   る超電導電磁石。
2. （２）超電導電磁石に着磁するに際し、 （イ）着磁用コイルに電流を流して磁場を作り、 （ロ）該磁場中の超電導電磁石を臨界温度以下に冷却し
   、 （ハ）着磁用コイルに流している電流を断つことを特徴
   とする超電導電磁石の着磁方法。