JPH03174706A - 超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置 - Google Patents

超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置

Info

Publication number
JPH03174706A
JPH03174706A JP1314595A JP31459589A JPH03174706A JP H03174706 A JPH03174706 A JP H03174706A JP 1314595 A JP1314595 A JP 1314595A JP 31459589 A JP31459589 A JP 31459589A JP H03174706 A JPH03174706 A JP H03174706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
container
coil device
superconducting
superconducting coil
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.)
Pending
Application number
JP1314595A
Other languages
English (en)
Inventor
Shohei Suzuki
昌平 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1314595A priority Critical patent/JPH03174706A/ja
Publication of JPH03174706A publication Critical patent/JPH03174706A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及び
エネルギ貯蔵装置に関し、特に大型の超伝導コイル巻線
を固定支持するのに最適な取イ」け構造であって、高い
精度の磁場を作ることが可能な超伝導コイル装置とこれ
を含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
超伝導コイル装置の従来例として特公昭6050329
号公報に開示されたものを挙げることができる。この先
行技術によれば、その第1図に示されるように、超伝導
コイル巻線がコイル容器に収容され、超伝導コイル巻線
とコイル容器の間に楔部材を打ち込んでコイル容器内で
超伝導コイル巻線を固定するようにした構造が従来技術
として開示されている。当該コイル容器は、その内部に
超伝導コイル巻線とこの巻線を所定の極低温に保持する
ための冷媒を収容する機能と、超伝導コイル巻線を励磁
する時に発生する強大な電磁力に対抗して超伝導コイル
巻線を固定支持する機能とを有している。従って、コイ
ル容器は図示例では一枚の容器壁部を有しているが、前
記後者の機能を達成するため、かなり厚肉にて形成され
ている。
超伝導コイル装置が大型化が進めば進むほど、容器壁部
の厚肉化は顕著になり、例えば70〜90mm程度とな
る場合もある。また前記前者の機能によれば、コイル容
器の内部に液体ヘリウム等の極低温冷媒を収納するため
、コイル容器は溶接によって完全な密閉状態に作られる
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来の超伝導コイル装置のコイル巻線固定構造で
は、コイル容器作製時の溶接によって発生するコイル容
器の歪みについて何等の配慮もされていない。すなわち
、超伝導コイル装置が大型化した場合において、上記の
コイル容器構造を採用して溶接によってコイル容器の密
閉化を行うときには、容器壁部の厚みが相当に大きなも
のとなっているため、組立て溶接時にコイル容器の壁部
が歪み、それによってコイル容器の内部に収容、固定さ
れた超伝導コイル巻線が変形し、設計された所定の磁場
性能を得ることができないという不具合が発生する。
本発明の目的は、上記従来の超伝導コイル装置の問題点
に鑑みこれを有効に解決すべくなされたものであり、組
立て時の溶接でほとんど歪みが発生しないようにし、溶
接による変形が発生しない超伝導コイル巻線取付は構造
を有し、そのため高い磁場性能を発揮する超伝導コイル
装置を提供することにある。
また本発明の目的は、上記の如く高い磁場性能を有した
超伝導コイル装置を備えた核融合装置及びエネルギ貯蔵
装置を提供することにある。
〔課題を達成するための手段〕
本発明に係る第1の超伝導コイル装置は、超伝導導体を
巻いて形成したコイル巻線と、このコイル巻線を冷却す
るための冷媒とを収容したコイル容器を備える超伝導コ
イル装置において、前記コイル容器を、薄肉部材で形成
され且つ溶接結合手段で密閉構造に組立てた第1のコイ
ル容器と、厚肉部材で形成され且つ少なくとも主要部を
機械的結合手段で組立てた第2のコイル容器とから形成
するように構成される。
本発明に係る第2の超伝導コイル装置は、前記第1の構
成において、第1のコイル容器がコイル巻線と冷媒を収
容し、第2のコイル容器が第1のコイル容器を収容する
ように構成される。
本発明に係る第3の超伝導コイル装置は、前記第1の構
成において、第2のコイル容器がコイル巻線と冷媒を収
容し、第↑のコイル容器が第2のコイル容器を収容する
ように構成される。
本発明に係る第4の超伝導コイル装置は、前記第1〜3
のいずれか↑つの構成において、第↓及び第2のコイル
容器の断面が多角形である場合に、第↓及び第2のコイ
ル容器の径方向内側の壁部材を共通にしたことを特徴と
する。
本発明に係る前記超伝導コイル装置において、第2のコ
イル容器は機械的結合手段と溶接結合手段とを併用して
組立てたことを特徴とする。
本発明に係る前記超伝導コイル装置において、冷媒が液
体ヘリウム又は液体窒素であることを特徴とする。
本発明に係る前記の超伝導コイル装置において、第2の
コイル装置の機械的結合手段として、ボルト締結手段又
は嵌合結合手段が用いられることを特徴とする。
本発明に係る核融合装置は、前記構成を有する超伝導コ
イル装置をトロイダルコイル装置又はポロイダルコイル
装置の少な(ともいずれか一方に使用するように構成さ
れる。
本発明に係るエネルギ貯蔵装置は、前記構成を有する超
伝導コイル装置をコイル装置として使用するように構成
される。
〔作用〕
本発明による超伝導コイル装置では、コイル巻線と冷媒
を収容するコイル容器を内外二重とし、第1のコイル容
器は薄肉部祠で形成し、完全密閉構造となるように溶接
結合で組立て、第2のコイル容器は厚肉部材で形成し、
少なくとも主要部は機械的結合手段を用いて結合し組立
てるように構成する。第1のコイル容器は薄肉で形成さ
れるため溶接を用いても歪みの発生が小さく、組立て溶
接による歪みが減少して超伝導コイルの磁場性能を低減
させることがない。また第2のコイル容器は超伝導コイ
ルの発生する電磁力を支持し、十分な剛性を確保してい
る。
本発明による核融合装置及びエネルギ貯蔵装置では、本
発明による超伝導コイル装置を利用しているため磁場性
能を高く保持でき、核融合装置及びエネルギ貯蔵装置の
本来の全体性能を高くすることができる。
〔実施例〕
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
第1図は本発明に係る超伝導コイル装置の要部断面図を
示す。本発明による超伝導コイル装置では超伝導コイル
巻線を収容するコイル容器を内外二重構造とした点に特
徴がある。
第1図において、1はリング形状の超伝導コイル巻線で
あり、2は内側に位置するリング形状の内側コイル容器
であり、3は外側に位置するリング形状の外側コイル容
器である。超伝導コイル巻線1は周知の如く多数の基本
のコイル巻線を相互に隙間を設けて配設することにより
構成されるものである。隙間の間には超伝導コイル巻線
1を極低温に冷却するための液体ヘリウムや液体窒素等
の冷媒が流れる。この隙間は通常クーリングチャンネル
と呼ばれる。かかる超伝導コイル巻線1を収容する内側
コイル容器2は薄肉の金属板部祠によって形成されてい
る。内側コイル容器2は、超伝導コイル巻線1と前記冷
媒を収容する。冷媒を収容しなければならないため、内
側コイル容器2は溶接を用いて完全な密閉構造に形成さ
れる。内側コイル容器2は可能な範囲で薄肉に形成され
ているため、溶接によって組み立てられても溶接によっ
て生じる歪みは極小となる。また、外側コイル容器3は
超伝導コイル巻線王の発生する電磁力に耐え超伝導コイ
ル巻線1を固定支持することができるように厚肉の金属
板部材で形成されている。
超伝導コイル巻線1の励磁時には例えば長さ1mあたり
に1000)ンの電磁力が加わる。このような電磁力で
超伝導コイル巻線↓が変形しないように外側コイル容器
3は強大な支持構造の機能を発揮する必要がある。かか
る条件を満足するように外側コイル容器3は厚肉構造に
て形成される。
またこのような厚肉構造を有する外側コイル容器3の組
立てには、全部又は主要部について機械的結合手段が使
用される。なお、主要部について機械的結合手段が使用
される場合、外側コイル容器3にもその他の部分には差
障りがない範囲内で溶接を使用することが可能である。
このように外側コイル容器3については主たる組立て手
段として溶接を使用しないため、組立て溶接による歪み
の問題は発生しない。
なお、前記の外側コイル容器3の外側は、極低温冷媒へ
の外熱の侵入と、侵入による蒸発量の増大とを抑制する
ため断熱真空雰囲気て構成されている。
第2図は上記実施例の具体的組立て構造を断面図にて示
す。第2図によれば、超伝導コイル巻線1を組立て、そ
の外側に内側コイル容器2を取付ける。内側コイル容器
2は溶接によって組み立てられ、完全な密閉構造を有し
、冷媒をシールすることができる。全体的にリング状に
形成された超伝導コイル巻線1と内側コイル容器2の組
立て体1 に対し、厚肉の例えば内筒部利3A及び外筒部材3Bを
それぞれ内側、外側に配置し、且つかかる内筒部材3A
と外筒部材3Bを嵌合せしめる構造を有する厚肉の側板
部材3Cを両側(図中」二重の位置)に配置し、ボルト
4で所定の複数箇所を結合し、内筒部材3Aと外筒部材
3Bと側板部組3Cを一体化する。
上記実施例では、外側コイル容器3を組立てる機械的結
合手段としてボルトを使用したが、単に嵌合結合によっ
て組み付けるように構成することも可能である。
第3図は本発明の他の実施例を示す。この実施例では、
前記実施例において、外側コイル容器3の径方向におけ
る内側の壁部を省略するような構造を有している。すな
わち、超伝導コイル装置における励磁時の電磁力荷重は
径方向の外方に向かって強(作用し、内方に向かっては
それ程強く作用しないので、超伝導コイル巻線工の内径
側の箇所は内側コイル容器2のみとし、−重構造とした
ものである。その他の構造については第1図に示された
構造と同じである。この実施例による超伝導コイル装置
でも、従来の装置に比較して、組立てのための溶接量は
大幅に減少しており、溶接歪みの少ない高性能な超伝導
コイル装置としての機能を発揮する。
第4図は前記他の実施例の具体的な構成例を示す。前記
の内筒部+4’ 3 Aが不要になっただけであり、そ
の他の構成については第2図に示した構成と同じである
前記各実施例では、内側コイル容器を薄肉で溶接を用い
て形成し、外側コイル容器を厚肉で機械的結合手段を用
いて形成したが、内外のコイル容器の構造を反対にする
ことも可能である。この場合には、外側の薄肉の溶接結
合構造を有するコイル容器が厚肉の内側コイル容器を収
容する構造となる。
本発明に係る超伝導コイル装置の適用例を第5図及び第
6図に示す。第5図は核融合装置の一部断面平面図、第
6図は第5図中のVI−VI線断面図である。この核融
合装置では、プラズマ11を所定の空間に閉じ込めるた
めにそれぞれ複数のトロイダルコイル12やポロイダル
コイルエ3が配設されている。これらのトロイダルコイ
ル12とポロイダルコイル13に前記実施例で示した構
造を有する超伝導コイル装置を用いることができる。
前記実施例の超伝導コイル装置を使用すれば、プラズマ
↑1を閉じ込める磁場の精度を向上させ、性能の高い核
融合装置を実現することができる。
なお第5図中、1つのトロイダルコイルの断面だけ内外
二重のコイル容器構造を示し、その他の断面については
通常の断面表示で示し、詳細な図示を省略した。
本発明に係る超伝導コイル装置は、同様に、エネルギ貯
蔵装置のコイル装置としても用いることができる。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように、本発明によれば次のよう
な効果が発生する。
超伝導コイル巻線を収容するコイル容器を、薄肉部材で
形成され且つ溶接で組立てられる第1のコイル容器と厚
肉部材で形成され且つ機械的結合手段で組立てる第2の
コイル容器とによる内外二重構造としたため、組立て溶
接量が少なくなり、溶接歪みを低減することができ、溶
接歪みによる超伝導コイル装置の変形が小さくなり、も
って装置全体の寸法精度が高くなり、磁場性能を高くす
ることができる。
高い磁場性能を有する本発明による超伝導コイル装置を
使用して核融合装置及びエネルギ貯蔵装置を作製したた
め、核融合装置及びエネルギ貯蔵装置は本来の機能に関
し高い性能をを発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る超伝導コイル装置を
示す縦断面図、第2図は第1実施例の超伝導コイル装置
の具体的組立て構造を示す縦断面図、第3図は本発明の
他の実施例を示す第1図と同様な図、第4図は前記性の
実施例の超伝導コイル装置の具体的組立て構造を示す第
2図と同様な図、第5図は本発明を適用した核融合装置
の一部5 第6図は第5図中のVI−VI線断面図断面平面図、 である。 〔符号の説明〕 1・・・・ 2・・・・ 3・・・・ 4・・・・ 12・・・ 13・・・ ・超伝導コイル巻線 ・内側コイル容器 ・外側コイル容器 ・ボルト ・トロイダルコイル ・ポロイダルコイル

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超伝導導体を巻いて形成したコイル巻線とこのコ
    イル巻線を冷却するための冷媒とを収容したコイル容器
    を備える超伝導コイル装置において、前記コイル容器を
    、薄肉部材で形成され且つ溶接結合手段で密閉構造に組
    立てた第1のコイル容器と、厚肉部材で形成され且つ少
    なくとも主要部を機械的結合手段で組立てた第2のコイ
    ル容器とから形成したことを特徴とする超伝導コイル装
    置。
  2. (2)請求項1記載の超伝導コイル装置において、前記
    第1のコイル容器は前記コイル巻線と前記冷媒を収容し
    、前記第2のコイル容器は前記第1のコイル容器を収容
    することを特徴とする超伝導コイル装置。
  3. (3)請求項1記載の超伝導コイル装置において、前記
    第2のコイル容器は前記コイル巻線と前記冷媒を収容し
    、前記第1のコイル容器は前記第2のコイル容器を収容
    することを特徴とする超伝導コイル装置。
  4. (4)請求項1〜3のいずれか1項に記載の超伝導コイ
    ル装置において、前記第1及び第2のコイル容器の断面
    が多角形である場合に、前記第1及び第2のコイル容器
    の径方向内側の壁部材を共通にしたことを特徴とする超
    伝導コイル装置。
  5. (5)請求項1記載の超伝導コイル装置において、前記
    第2のコイル容器は機械的結合手段と溶接結合手段とを
    併用して組立てたことを特徴とする超伝導コイル装置。
  6. (6)請求項1記載の超伝導コイル装置において、前記
    冷媒が液体ヘリウムであることを特徴とする超伝導コイ
    ル装置。
  7. (7)請求項1記載の超伝導コイル装置において、前記
    冷媒が液体窒素であることを特徴とする超伝導コイル装
    置。
  8. (8)請求項1記載の超伝導コイル装置において、前記
    第2のコイル装置の機械的結合手段としてボルト締結手
    段が用いられることを特徴とする超伝導コイル装置。
  9. (9)請求項1記載の超伝導コイル装置において、前記
    第2のコイル装置の機械的結合手段として嵌合結合手段
    が用いられることを特徴とする超伝導コイル装置。
  10. (10)核融合装置において、請求項1〜9のいずれか
    1項に記載された超伝導コイル装置をトロイダルコイル
    装置又はポロイダルコイル装置の少なくともいずれか一
    方に使用したことを特徴とする核融合装置。
  11. (11)コイル装置を備えたエネルギ貯蔵装置において
    、請求項1〜9のいずれか1項に記載された超伝導コイ
    ル装置を前記コイル装置に使用したことを特徴とするエ
    ネルギ貯蔵装置。
JP1314595A 1989-12-04 1989-12-04 超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置 Pending JPH03174706A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1314595A JPH03174706A (ja) 1989-12-04 1989-12-04 超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1314595A JPH03174706A (ja) 1989-12-04 1989-12-04 超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03174706A true JPH03174706A (ja) 1991-07-29

Family

ID=18055191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1314595A Pending JPH03174706A (ja) 1989-12-04 1989-12-04 超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03174706A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013219195A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Chubu Electric Power Co Inc 超電導コイルの伝導冷却板及び超電導コイル装置
JP2014013877A (ja) * 2012-03-26 2014-01-23 Chubu Electric Power Co Inc 超電導パンケーキコイル及びその製造方法
JP2020021901A (ja) * 2018-08-03 2020-02-06 住友重機械工業株式会社 超伝導電磁石
JP2021077811A (ja) * 2019-11-12 2021-05-20 住友重機械工業株式会社 超電導コイル装置
JP2021077810A (ja) * 2019-11-12 2021-05-20 住友重機械工業株式会社 超電導コイル装置、および超電導コイルの電流リード構造

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014013877A (ja) * 2012-03-26 2014-01-23 Chubu Electric Power Co Inc 超電導パンケーキコイル及びその製造方法
JP2013219195A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Chubu Electric Power Co Inc 超電導コイルの伝導冷却板及び超電導コイル装置
JP2020021901A (ja) * 2018-08-03 2020-02-06 住友重機械工業株式会社 超伝導電磁石
JP2021077811A (ja) * 2019-11-12 2021-05-20 住友重機械工業株式会社 超電導コイル装置
JP2021077810A (ja) * 2019-11-12 2021-05-20 住友重機械工業株式会社 超電導コイル装置、および超電導コイルの電流リード構造

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8305173B2 (en) Superconductive magnet
EP1739446B1 (en) A MRI superconductive magnet
US6011454A (en) Superconducting magnet suspension assembly
EP0971240B1 (en) Helium vessel for open architecture magnetic resonance imaging superconducting magnet
US5696476A (en) Open architecture magnetic resonance imaging superconducting magnet assembly
US5736859A (en) Cryogenic MRI magnets
US5701112A (en) Cryogenic MRI magnets
JPH03174706A (ja) 超伝導コイル装置とこれを含む核融合装置及びエネルギ貯蔵装置
US5225782A (en) Eddy current free MRI magnet with integrated gradient coils
JPS6118349A (ja) 超電導回転電機の回転子
JP3824412B2 (ja) 結晶引上装置用超電導磁石装置
JPH04294503A (ja) コイル体
JP2569165B2 (ja) 核磁気共鳴撮像装置用超電導磁石
JPH0442511A (ja) 超電導マグネット
JP2006041259A (ja) 冷却装置
JP3260497B2 (ja) Mri装置用超電導磁石
JP2002093616A (ja) 開放型超電導磁石装置及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置
JPS5856242B2 (ja) 超電導マグネツト装置
JPS63164205A (ja) 超電導磁石装置
JPS603555Y2 (ja) 超電導コイル
JPH0727816B2 (ja) 超電導コイル
JPH11211269A (ja) 極低温装置
JPH031507A (ja) 超電導マグネット
JPH04122003A (ja) 超電導コイル装置
JPS63184089A (ja) トカマク型核融合装置