KR20120134047A

KR20120134047A - 초전도 코일 및 초전도 자석

Info

Publication number: KR20120134047A
Application number: KR1020120056574A
Authority: KR
Inventors: 다케시 가토; 에이사쿠 우에노
Original assignee: 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2012-12-11
Also published as: JP2012248730A; TWI517188B; TW201314717A; KR101891348B1; JP5708254B2

Abstract

코일부(10)는, 초전도선이 권회되는 것에 의해 형성되어 있다. 냉각 헤드(20)는 코일부(10)를 냉각하기 위한 것이다. 전열부(30)는 코일부(10) 및 냉각 헤드(20)를 서로 연결하고 있다. 전열부(30)는 제 1 전열판(31a) 및 제 2 전열판(31e)을 갖는다. 제 1 전열판(31a)은 코일부(10)에 제 1 위치에서 부착되어 있다. 제 2 전열판(31e)은 코일부(10)에, 제 1 위치로부터 떨어진 제 2 위치에서 부착되어 있다. 제 1 전열판(31a)은 제 2 전열판(31e)보다도 두껍다. 이에 의해, 냉각 헤드(20)의 고장을 방지하면서 코일부(10)의 냉각 효율을 높일 수 있다.

Description

초전도 코일 및 초전도 자석{SUPERCONDUCTING COIL AND SUPERCONDUCTING MAGNET}

본 발명은, 초전도 코일 및 초전도 자석에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

일본 특허 공개 제11-186025호 공보에 의하면, 적층된 제 1 및 제 2 펜케이크 코일(pancake coil)과, 제 1 펜케이크 코일 및 제 2 펜케이크 코일의 사이에 개재하도록 설치된 냉각판을 갖는 초전도 코일이 개시되어 있다. 냉각판은 열전도 바를 거쳐서 냉각 헤드에 접속되어 있다.

상기 공보에 기재의 기술에 있어서는, 적층된 제 1 및 제 2 코일(코일부)와, 냉각 헤드의 사이가, 냉각판(전열판) 및 열전도 바에 의해서 연결되어 있다. 코일부와 냉각 헤드의 사이의 상대 위치는, 다양한 요인에 의해서 변동한다. 이 요인은, 예컨대, 열팽창 수축의 차이, 냉각 헤드를 구동하기 위한 압축기에 의한 진동, 코일부와, 코일부에 의해서 자계가 인가되는 대상과의 자기적 상호 작용 등이다. 이 상대 위치의 변동에 기인하여, 코일부로부터 냉각 헤드로 하중이 가해진다.

코일부를 효율적으로 냉각하기 위해서는, 전열판의 열 저항을 작게 할 필요가 있다. 이를 위한 단순한 방법으로서, 전열판의 두께를 두껍게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 전열판의 두께를 단순히 두껍게 하면, 코일부와 냉각 헤드의 사이의 상대 위치가 변화하기 어렵게 되기 때문에, 코일부로부터 냉각 헤드로 가해지는 하중이 커진다. 일반적으로 냉각 헤드는 외부로부터의 하중에 약하고, 이 하중이 과도하게 커지면 냉각 헤드가 고장나는 경우가 있다.

그래서, 본 발명의 목적은, 냉각 헤드의 고장을 방지하면서 코일부의 냉각 효율을 높일 수 있는 초전도 코일 및 초전도 자석을 제공하는 것이다.

본 발명의 초전도 코일은, 코일부와, 냉각 헤드와, 전열부를 갖는다. 코일부는, 초전도선이 권회되는 것에 의해 형성되어 있다. 냉각 헤드는 코일부를 냉각하기 위한 것이다. 전열부는 코일부 및 냉각 헤드를 서로 연결하고 있다. 전열부는 제 1 전열판 및 제 2 전열판을 갖는다. 제 1 전열판은 코일부에 제 1 위치에서 부착되어 있다. 제 2 전열판은 코일부에, 제 1 위치로부터 떨어진 제 2 위치에서 부착되어 있다. 제 1 전열판은 제 2 전열판보다도 두껍다.

본 발명의 초전도 코일에 의하면, 제 1 전열판이 두꺼운 것에 의해 그 열 저항을 작게 할 수 있다. 이에 의해 코일부에 생기는 열을 냉각 헤드에 의해서 보다 효율적으로 제거할 수 있다. 또한 제 2 전열판이 얇은 것에 의해 그 가요성(可撓性)이 커지기 때문에, 제 2 전열판을 거쳐서 냉각 헤드가 코일부로부터 받는 하중을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 코일부로부터의 하중이 가해지는 것에 의한 냉각 헤드의 고장을 방지할 수 있다. 이상과 같이, 냉각 헤드의 고장을 방지하면서 냉각 효율을 높일 수 있다.

코일부는 자속이 통과하는 단부를 갖더라도 좋고, 이 경우, 상기 제 1 위치는 상기 제 2 위치에 비해 코일부의 단부에 가까운 것이 바람직하다.

이에 의해, 수직 자장에 기인한 발열이 많아지기 쉬운 코일부의 단부로부터, 열 저항이 작은 제 1 전열판에 의해서 효율적으로 열을 제거할 수 있다.

제 1 전열판은, 복수의 단층판이 적층시키는 것에 의해 형성되어 있더라도 좋다.

이에 의해, 제 1 전열판이 하나의 단층판에 의해서 구성되는 경우에 비해, 제 1 전열판의 가요성이 커지기 때문에, 제 1 전열판을 거쳐서 냉각 헤드가 코일부로부터 받는 하중을 작게 할 수 있다. 따라서, 코일부로부터의 하중이 가해지는 것에 의한 냉각 헤드의 고장을 방지할 수 있다.

전열부는 고정구를 갖는다. 고정구는, 냉각 헤드에 부착되어 있고, 또한 제 1 전열판 및 제 2 전열판을 함께 파지하고 있다.

이에 의해, 제 1 및 제 2 전열판의 각각의 냉각 헤드로의 접속을, 열 저항을 억제하면서 간단한 구조에 의한 것으로 할 수 있다.

냉각 헤드는 냉각 가능한 단부를 갖는다. 냉각 헤드의 단부는 단면 및 단면을 둘러싸는 측면을 갖는다. 고정구는 냉각 헤드의 측면과 접촉하고 있다.

이에 의해, 냉각 헤드의 단부를 보다 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 냉각 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 초전도 자석은, 상기 초전도 코일과, 단열 용기를 갖는다. 단열 용기는 초전도 코일을 수용하고 있다.

본 발명의 초전도 자석에 의하면, 냉각 헤드의 고장을 방지하면서 냉각 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 초전도 자석의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 초전도 자석이 갖는 초전도 코일의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3의 선 II-II에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 초전도 코일의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2의 초전도 코일이 갖는 더블 펜케이크 코일의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 선 V-V에 따른 개략 단면도이다.
도 6은 도 4의 더블 펜케이크 코일에 사용되고 있는 초전도선의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 사시도이다.
도 7은 도 2의 초전도 코일이 갖는 냉각 헤드의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 사시도이다.
도 8은 도 2의 초전도 코일이 갖는 적층판으로 이루어지는 전열판의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 단면도이다.
도 9는 도 2의 초전도 코일이 갖는 단층판으로 이루어지는 전열판의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 단면도이다.
도 10은 변형예의 초전도 코일의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 실시 형태의 초전도 자석(100)은, 초전도 코일(91)과, 단열 용기(111)와, 냉각 장치(121)와, 호스(122)와, 압축기(123)와, 케이블(131)과, 전원(132)을 갖는다. 단열 용기(111)는 초전도 코일(91)을 수용하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 자장이 인가되는 시료(도시하지 않음)를 수용하기 위한 자장 인가 영역 SC가 단열 용기(111) 내에 설치되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 초전도 코일(91)은, 코일부(10)와, 냉각 헤드(20)와, 전열부(30)와, 코어부(81)를 갖는다. 전열부(30)는 전열판군(31) 및 고정구(32)를 갖는다. 전열판군(31)은 전열판(31a 내지 31e)으로 구성되어 있다.

코일부(10)는, 초전도선(14)(도 6)이 권회되는 것에 의해 형성되어 있고, 자속 MF를 발생시키기 위한 것이다. 또한 코일부(10)는, 자속 MF가 통과하는 단부(도 2에 있어서의 상단 또는 하단)를 갖는다. 또한 코일부(10)는, 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m)을 갖는다. 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m)은, 이 순서로 배열하도록 적층되어 있다. 축방향 Aa(도 2)는 적층 방향에 대응하고 있고, 직경 방향 Ar는 적층 방향으로 수직 방향에 대응하고 있다.

냉각 헤드(20)는, 코일부(10)를 냉각하기 위한 것이며, 냉각 가능한 단부(21)와, 단부(21) 및 냉각 장치(121)(도 1)를 연결하는 접속부(22)를 갖는다.

전열판군(31)의 각각은 코일부(10)에 부착되어 있다. 고정구(32)는 냉각 헤드(20)의 단부(21)에 부착되어 있다. 고정구(32)는 전열판군(31)을 파지하고 있다. 전열판군(31) 중 고정구(32)에 파지되어 있는 부분에서, 전열판(31a) 내지 전열판(31e)은 서로 직접 적층되어 있다. 이러한 구조에 의해서, 전열부(30)는 코일부(10) 및 냉각 헤드(20)를 서로 연결하고 있다.

코일부(10)와 냉각 헤드(20)의 사이의 상대 위치는, 다양한 요인에 의해서 변동할 수 있다. 이 요인은, 예컨대, 열팽창 수축의 차이, 냉각 헤드(20)를 구동하기 위한 압축기(123)(도 1)에 의한 진동, 코일부(10)와 코일부(10)에 의해서 자계가 인가되는 시료의 자기적 상호 작용 등이다. 이 변동에 기인하여 코일부(10)로부터 냉각 헤드(20)로 하중이 가해질 수 있다. 냉각 헤드(20)가 견딜 수 있는 하중은, 예컨대, 100(N) 정도까지이다.

코일부(10)와, 전열판군(31)의 코일부(10)에 부착된 부분은, 전도판과 펜케이크 코일이 교대로 적층된 구성을 갖고 있다. 전열판(31a)은, 코일부(10)의 양단에 있어서, 더블 펜케이크 코일(11a 및 11m)의 각각의 위치에 부착되어 있다. 전열판(31b)은, 더블 펜케이크 코일(11a 및 11b)의 사이와, 더블 펜케이크 코일(11m 및 11l)의 사이의 각각의 위치에 부착되어 있다. 전열판(31c)은, 더블 펜케이크 코일(11b 및 11c)의 사이와, 더블 펜케이크 코일(11l 및 11k)의 사이의 각각의 위치에 부착되어 있다. 전열판(31d)은, 더블 펜케이크 코일(11c 및 11d)의 사이와, 더블 펜케이크 코일(11k 및 11j)의 사이의 각각의 위치에 부착되어 있다. 전열판(31e)은, 더블 펜케이크 코일(11e 및 11f)의 사이와, 더블 펜케이크 코일(11j 및 11i)의 사이와, 더블 펜케이크 코일(11f 및 11g)의 사이의 각각의 위치에 부착되어 있다.

환언하면, 전열판(31a 내지 31e)은 이 순서로, 코일부(10)의 보다 단부에 가까운 위치에 부착되어 있다. 또한 전열판(31a 내지 31e)의 각각은, 코일부(10)에 있어서의 서로 떨어진 위치에 부착되어 있다.

전열판(31a 내지 31e)의 재료는, 열 전도율 및 가요성이 큰 재료가 바람직하고, 예컨대, 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)이다. Al(또는 cu)의 순도는 99.9% 이상이 바람직하다.

전열판(31a 내지 31e)은, 고정구(32)까지 연장될 수 있도록, 절곡부 FD를 갖더라도 좋다.

고정구(32)는, 부재(32a 및 32b)와, 나사(34a 및 34b)를 갖는다. 나사(34a)는, 부재(32a 및 32b)의 사이의 간극을 조정할 수 있도록 설치되어 있다. 부재(32a 및 32b)의 사이의 간극에 전열판군(31)이 개재되어 있고, 또한 나사(34a)가 단단히 조여져 있는 것에 의해, 전열판군(31)이 고정구(32)에 파지되어 있다. 즉, 전열판(31a 내지 31e)이 함께 고정구(32)에 파지되어 있다. 나사(34b)는, 부재(32a 및 32b)의 각각이 냉각 헤드(20)의 단부(21)의 측면 SD를 단단히 조일 수 있도록 설치되어 있다. 이에 의해 고정구(32)는 냉각 헤드(20)의 단부(21)에 부착되어 있다.

도 4 및 도 5을 참조하면, 더블 펜케이크 코일(11a)은, 서로 적층된 펜케이크 코일(12a 및 12b)을 갖는다. 펜케이크 코일(12a)에서의 초전도선(14)의 권회 방향 Wa와, 펜케이크 코일(12b)에서의 초전도선(14)의 권회 방향 Wb와는 서로 반대이다. 펜케이크 코일(12a)의 내주측에 위치하는 초전도선(14)의 단부 ECi와, 펜케이크 코일(12b)의 내주측에 위치하는 초전도선의 단부 ECi는, 서로 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 펜케이크 코일(12a)의 외주측에 위치하는 초전도선(14)의 단부 ECo와, 펜케이크 코일(12b)의 외주측에 위치하는 초전도선(14)의 단부 ECo의 사이에서, 펜케이크 코일(12a 및 12b)은 서로 직렬로 접속되어 있다.

더블 펜케이크 코일(11b 내지 11m)의 각각도 더블 펜케이크 코일(11a)와 동일한 구성을 갖는다. 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m) 중 서로 인접하지만 각각의 단부 ECo는 서로 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m)은 서로 직렬로 접속되어 있다.

도 6을 참조하면, 초전도선(14)은, 두께 방향 At에 있어서의 치수인 두께 Dt와, 축방향 Aa에 있어서의 치수인 폭 Dw를 갖고, 연장 방향 Ae를 따라 연장하고 있다. 폭 Dw는 두께 Dt보다도 크고, 따라서 초전도선(14)은 폭 Dw를 갖는 고리 형상면 SF를 갖는다. 초전도선(14)은, 고리 형상면 SF에 수직한 자장(수직 자장)이 인가될수록 교류 손실이 증대하는 것과 같은 특성을 갖는다.

예컨대, 두께 Dt는 0.2mm 정도, 폭 Dw는 4mm 정도이다. 또한, 예컨대, 초전도선(14)은, 연장 방향으로 연장되는 Bi계 초전도체와, 이 초전도체를 피복하는 시스(sheath)를 갖는다. 시스는, 예컨대, 은이나 은 합금으로 되어 있다.

도 7을 참조하면, 냉각 헤드(20)의 단부(21)는 단면 BM 및 단면 BM을 둘러싸는 측면 SD를 갖는다. 냉각 헤드(20)는, 예컨대 원통 형상을 갖는다.

도 8을 참조하면, 전열판(31a)은, 두께 T31a를 갖는 적층판이더라도 좋고, 바람직하게는, 동일한 두께를 갖는 단층판(11)이 적층되는 것에 의해 형성되어 있다. 또는 전열판(31a)은, 두께 T31a를 갖는 단층판이더라도 좋다. 전열판(31b 내지 31d)(도 2)의 각각도 마찬가지이다. 전열판(31a 내지 31d)의 각각의 두께는, 코일부(10)의 단부(도 2에 있어서의 상단 또는 하단)에 가까울수록 크다. 전열판(31a 내지 31d)으로서 적층판이 사용되는 경우, 전열판(31a 내지 31d)의 두께는, 예컨대, 각 적층판을 구성하는 단층판(11)의 수에 의해서 조정할 수 있다. 이 경우, 전열판(31a 내지 31d) 각각의 적층 수는, 코일부(10)의 단부에 가까울수록 크다.

각 단층판(11)의 두께는, 충분한 가요성을 확보하기 위해서, 바람직하게는 1mm 이하이며, 보다 바람직하게는 0.5mm 이하이다.

도 9를 참조하면, 전열판(31e)은, 상기 두께 T31a보다도 작은 두께 T31e를 갖는 단층판이다. 바람직하게는 전열판(31e)은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 단독의 단층판(11)에 의해서 구성되어 있다.

도 10을 참조하면, 상술한 전열판(31a)(도 3) 대신에, 소용돌이 손실(渦損) 억제를 위한 절연부(41 및 42)가 삽입된 전열판(31aV)이 사용되더라도 좋다. 절연부(41)는, 코일부(10)의 직경 방향을 따라 전열판(31aV)에 형성된 슬릿에 삽입되어 있다. 절연부(42)는, 코일부(10)의 주위 방향을 따라 전열판(31aV)에 형성된 슬릿에 삽입되어 있다. 절연부(41 및 42)의 재료는, 예컨대, 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP)이다.

본 실시 형태에 의하면, 전열판군(31)은, 제 1 전열판과, 이 제 1 전열판보다도 얇은 제 2 전열판을 갖는다. 예컨대, 전열판(31a)이 제 1 전열판이라고 하면, 전열판(31b 내지 31e)의 각각이 제 2 전열판에 대응한다. 또는 전열판(31b)이 제 1 전열판이라고 하면, 전열판(31c 내지 31e)의 각각이 제 2 전열판에 대응한다. 제 1 전열판이 제 2 전열판에 비해 두꺼운 것에 의해, 제 1 전열판의 열 저항을 작게 할 수 있다. 이에 의해 코일부(10)에 생기는 열을 냉각 헤드에 의해서 보다 효율적으로 제거할 수 있다. 또한 제 2 전열판이 얇은 것에 의해 그 가요성이 커지기 때문에, 제 2 전열판을 거쳐서 냉각 헤드가 코일부(10)로부터 받는 하중을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 코일부(10)로부터의 하중이 가해지는 것에 의한 냉각 헤드(20)의 고장을 방지할 수 있다. 이상과 같이, 냉각 헤드(20)의 고장을 방지하면서 냉각 효율을 높일 수 있다.

또한 코일부(10)의 단부에 가까운 위치에는, 두께가 두꺼운 것에 의해 열 저항이 작게 된 제 1 전열판이 부착되어 있다. 이에 의해, 수직 자장에 기인한 발열이 많아지기 쉬운 코일부(10)의 단부로부터, 열 저항이 작은 제 1 전열판에 의해서 효율적으로 열을 제거할 수 있다.

제 1 전열판은, 복수의 단층판이 적층되는 것에 의해 형성되어 있더라도 좋다. 이에 의해, 제 1 전열판이 하나의 단층판에 의해서 구성되는 경우에 비해, 제 1 전열판의 가요성이 커지기 때문에, 제 1 전열판을 거쳐서 냉각 헤드(20)가 코일부(10)로부터 받는 하중을 작게 할 수 있다. 따라서, 코일부(10)로부터의 하중이 가해지는 것에 의한 냉각 헤드(20)의 고장을 방지할 수 있다.

또한 고정구(32)는, 냉각 헤드(20)에 부착되어 있고, 또한 전열판(31a 내지 31e)을 함께 파지하고 있다. 이에 의해, 전열판(31a 내지 31e)의 냉각 헤드(20)로의 접속을, 열 저항을 억제하면서 간단한 구조에 의한 것으로 할 수 있다.

또한 고정구(32)는 냉각 헤드(20)의 측면 SD와 접촉하고 있다. 이에 의해, 냉각 헤드(20)의 단부(21)를 보다 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 냉각 효율을 높일 수 있다.

실시예 1

코일부(10)를 구성하는 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m)의 각각에서 발생하는 열량을 시뮬레이션했다. 또한 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m)의 각각과, 냉각 헤드(20)에 부착된 고정구(32)의 사이의 온도 차이를 시뮬레이션했다. 이 온도 차이가 큰 더블 펜케이크 코일은, 보다 고온으로 된다. 또 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m)의 온도는, 전열판군(31)이 끌어 당겨져 있는 측(도 2에 있어서의 코일부(10) 우측면)에 있어서의 값을 이용했다.

전열판군(31)(도 2)은, 두께 0.5mm의 Al 판을 이용하여 준비했다. 전열판(31a 내지 31d)으로서는, Al 판을 적층함으로써 형성된 적층판을 이용했다. 전열판(31a 내지 31d) 각각의 적층 수는, 7, 5, 3 및 2로 되었다. 전열판(31e)으로서는, Al 판의 단층판을 이용했다. Al 판의 재료로서는 순도 99.999%의 Al을 이용했다. 코일부(10) 및 고정구(32)의 사이에서, 전열판(31a 내지 31e)의 각각의 폭(도 10에 있어서의 세로 방향의 치수)은 50mm, 길이(도 10에 있어서의 가로 방향의 치수)는 200mm로 되었다.

시뮬레이션의 결과를 이하에 나타낸다.

더블 펜케이크 코일(11a 내지 11m)은, 코일부(10)의 단부에 의해 가까울수록(표 1에 있어서 가장 위의 행 또는 가장 아래의 행에 가까울수록) 열량이 커졌다. 이 이유는, 도 2의 자속 MF의 방향으로부터 알 수 있는 바와 같이, 코일부(10)의 단부에 가까울수록 수직 자장이 커지는 것에 기인한다고 생각된다.

더블 펜케이크 코일(11a 내지 11e) 각각의 온도 차이는 대략 10(K) 정도이며, 큰 차이는 없었다. 즉, 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11e) 각각의 열량이 크게 상이함에도 불구하고, 더블 펜케이크 코일(11a 내지 11e)의 사이의 온도 차이를 억제할 수 있었다.

또한 상기 전열판군(31)과, 고정구(32)의 각각의 열 저항의 시뮬레이션도 행했다. 고정구(32)(도 2) 중 전열판군(31)을 파지하는 부분에 있어서, 부재(32a 및 32b)의 각각은, 두께 42mm 및 길이 50mm의 치수를 갖는 것으로 했다. 또한 고정구(32)의 재료는 구리로 했다. 이 결과, 전열판군(31)의 열 저항은 0.055(K/W)이며, 고정구(32)의 열 저항은 0.005(K/W)였다. 즉, 고정구(32)에 의한 열 저항은 충분히 작게 할 수 있었다.

실시예 2

코일부(10)와 냉각 헤드(20)의 사이의 거리가 1mm 변동한 경우에 냉각 헤드(20)에 가해지는 하중을 시뮬레이션했다. 본 시뮬레이션은 전열판군(31)에 있어서 적층판이 사용되는 것의 영향을 조사하는 것을 목적으로 행해졌기 때문에, 각 시뮬레이션 조건에 있어서 전열판(31a 내지 31e) 각각은 마찬가지의 구성을 갖는 것으로 되었다.

또한 본 시뮬레이션은 전열판군(31)으로서, 상술한 Al 판을 이용한 경우에 부가하여, Cu 판을 이용한 경우에 관해서도 행해졌다. 적층 수의 조건은 3개로 되었다. 제 1 조건은 적층 수가 6이며, 두께 0.5mm의 단층판을 6개 갖는 적층판에 대응한다. 제 2 조건은 적층 수가 3이며, 두께 1.0mm의 단층판을 3개 갖는 적층판에 대응한다. 제 3 조건은 적층 수가 1이며, 두께 3.0mm의 단층판에 대응한다. 결과를 이하에 나타낸다.

이 결과로부터, 각 전열판의 전체 두께를 확보하면서(이 경우, 두께 3mm을 유지하면서), 적층 수를 늘리는 것에 의해, 냉각 헤드(20)에 가해지는 하중을 작게 할 수 있음을 알았다.

본 발명을 구체적으로 설명하여 나타내었지만, 이것은 예시를 위한 것으로서, 한정으로 되는 것은 아니며, 발명의 범위는 첨부의 청구 범위에 의해서 해석된다는 것이 분명히 이해될 것이다.

10 : 코일부 11a 내지 11m : 더블 펜케이크 코일
11 : 단층판 12a, 12b : 펜케이크 코일
14 : 초전도선 20 : 냉각 헤드
21 : 단부 22 : 접속부
30 : 전열부 31 : 전열판군
31a 내지 31e, 31aV : 전열판 32 : 고정구
32a, 32b : 부재 41, 42 : 절연부
81 : 코어부 91 : 초전도 코일
100 : 초전도 자석 111 : 단열 용기
121 : 냉각 장치 123 : 압축기
132 : 전원 BM : 단면
FD : 절곡부 SC : 자장 인가 영역
SD : 측면 SF : 고리 형상면

Claims

초전도선(14)이 권회되는 것에 의해 형성된 코일부(10)와,
상기 코일부를 냉각하기 위한 냉각 헤드(20)와,
상기 코일부 및 상기 냉각 헤드를 서로 연결하는 전열부(30)를 구비하며,
상기 전열부는, 상기 코일부에 제 1 위치에서 부착된 제 1 전열판(31a)과, 상기 코일부에 상기 제 1 위치로부터 떨어진 제 2 위치에서 부착된 제 2 전열판(31e)을 포함하고, 상기 제 1 전열판은 상기 제 2 전열판보다도 두꺼운
초전도 코일.
제 1 항에 있어서,
상기 코일부는 자속(MF)이 통과하는 단부를 갖고, 상기 제 1 위치는 상기 제 2 위치에 비해 상기 단부에 가까운 초전도 코일.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전열판은, 복수의 단층판(單層板)(11)이 적층되는 것에 의해 형성되어 있는 초전도 코일.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전열부는, 상기 냉각 헤드에 부착되고 또한 상기 제 1 전열판 및 상기 제 2 전열판을 함께 파지하는 고정구(32)를 갖는 초전도 코일.
제 4 항에 있어서,
상기 냉각 헤드는 냉각 가능한 단부(21)를 갖고, 상기 단부는 단면(BM) 및 상기 단면을 둘러싸는 측면(SD)을 갖고,
상기 고정구는 상기 냉각 헤드의 상기 측면과 접촉하고 있는 초전도 코일.
청구항 1에 기재의 초전도 코일과,
상기 초전도 코일이 수용되는 단열 용기(111)를 구비하는 초전도 자석.