JPH0464165B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0464165B2 JPH0464165B2 JP58182749A JP18274983A JPH0464165B2 JP H0464165 B2 JPH0464165 B2 JP H0464165B2 JP 58182749 A JP58182749 A JP 58182749A JP 18274983 A JP18274983 A JP 18274983A JP H0464165 B2 JPH0464165 B2 JP H0464165B2
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- JP
- Japan
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- spacer
- superconducting
- conductor
- turn
- inter
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 15
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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)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
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等に使用する超電導磁石に
係り、特に超電導磁石本体を冷却するための流路
を形成するスペーサの改良に関するものである。
係り、特に超電導磁石本体を冷却するための流路
を形成するスペーサの改良に関するものである。
近年、超電導現象を利用した装置は磁石浮上列
車、エネルギー貯蔵、回転電機、核融合装置等広
い範囲にわたつて採用されつつある。特に核融合
装置は実用化に向けて装置の大型化が著しく、こ
れに使用される大型超電導磁石の開発が必要不可
欠となつている。
車、エネルギー貯蔵、回転電機、核融合装置等広
い範囲にわたつて採用されつつある。特に核融合
装置は実用化に向けて装置の大型化が著しく、こ
れに使用される大型超電導磁石の開発が必要不可
欠となつている。
一般に超電導状態を作り出すためには、超電導
線材で成形された磁石本体を液体ヘリウムまたは
超臨介ヘリウム等の冷媒によつて極低温に冷却す
る必要がある。このため、超電導磁石本体は通常
真空断熱された容器の中に収納されている。
線材で成形された磁石本体を液体ヘリウムまたは
超臨介ヘリウム等の冷媒によつて極低温に冷却す
る必要がある。このため、超電導磁石本体は通常
真空断熱された容器の中に収納されている。
ところで従来の超電導磁石としては、超電導導
体を所定回数巻回するとともにその各導体間に複
数個のターン間スペーサを適宜の間隔を存して挿
入して単位コイルを成形し、この単位コイルを複
数個軸方向に積層するとともにその各積層間に複
数個の層間スペーサを適宜の間隔を存して介挿し
た超電導磁石本体を構成し、この超電導磁石本体
を真空断熱された極低温容器内に液体ヘリウム等
の冷媒とともに収納するようにしたものがある。
体を所定回数巻回するとともにその各導体間に複
数個のターン間スペーサを適宜の間隔を存して挿
入して単位コイルを成形し、この単位コイルを複
数個軸方向に積層するとともにその各積層間に複
数個の層間スペーサを適宜の間隔を存して介挿し
た超電導磁石本体を構成し、この超電導磁石本体
を真空断熱された極低温容器内に液体ヘリウム等
の冷媒とともに収納するようにしたものがある。
第１図乃至第３図はかかる超電導磁石におい
て、その基本構成要素となる単位コイルの成形過
程の状態をそれぞれ示すものである。すなわち、
第１図乃至第３図に示すように巻枠１の外周面に
複数個のターン間スペーサ２を適宜の間隔を存し
て配設し、その上に帯状の超電導導体３を巻枠１
を図示矢印方向に回転させて１ターン巻き付け、
次いで超電導導体３を引張つた状態で前述と同様
のターン間スペーサ２を順次挿入しながら巻枠１
を回転させることにより各導体間にターン間スペ
ーサを挿入した単位コイル４を成形している。
て、その基本構成要素となる単位コイルの成形過
程の状態をそれぞれ示すものである。すなわち、
第１図乃至第３図に示すように巻枠１の外周面に
複数個のターン間スペーサ２を適宜の間隔を存し
て配設し、その上に帯状の超電導導体３を巻枠１
を図示矢印方向に回転させて１ターン巻き付け、
次いで超電導導体３を引張つた状態で前述と同様
のターン間スペーサ２を順次挿入しながら巻枠１
を回転させることにより各導体間にターン間スペ
ーサを挿入した単位コイル４を成形している。
この単位コイル４の各導体間に介在するターン
間スペーサ２は各導体間の電気絶縁、電磁力に対
する支持および超電導導体３を冷却する液体ヘリ
ウム等の冷媒流路を形成するためのものである。
間スペーサ２は各導体間の電気絶縁、電磁力に対
する支持および超電導導体３を冷却する液体ヘリ
ウム等の冷媒流路を形成するためのものである。
したがつて、電磁力に対する支持特性を向上さ
せるにはスペーサ率（超電導導体３のターン方向
表面積に対するターン間スペーサ２のターン方向
表面積の割合）を上げればよいが、超電導磁石を
安定に運転するためには前記スペーサ率を下げ冷
却流路を充分にとる必要がある。そこで、通常は
このスペーサ率を50％以下になるようにしてい
る。
せるにはスペーサ率（超電導導体３のターン方向
表面積に対するターン間スペーサ２のターン方向
表面積の割合）を上げればよいが、超電導磁石を
安定に運転するためには前記スペーサ率を下げ冷
却流路を充分にとる必要がある。そこで、通常は
このスペーサ率を50％以下になるようにしてい
る。
しかしこのように単位コイル４の各超電導導体
３間にスペーサ率が50％以下になるようにターン
間スペーサ２を介在させる場合、第２図からも明
らかなようにターン間スペーサ２の導体巻回方向
の長さに対してスペーサ間隔が大きく、しかも各
ターン間におけるスペーサの配置位置が径方に同
一線上に並ばないため、超電導導体３の巻き付け
時にそのターン間に挿入されたターン間スペーサ
２が強く押圧されるとその内側の超電導導体３に
対して曲げ応力、剪断応力を与える結果となる。
このため、超電導導体３の絶縁特性が劣化するば
かりでなく、極端な場合には第３図に点線にて示
すように内側の超電導導体３がスペーサ間に落ち
込み、ターン間絶縁不良を生ずる等の欠点があつ
た。
３間にスペーサ率が50％以下になるようにターン
間スペーサ２を介在させる場合、第２図からも明
らかなようにターン間スペーサ２の導体巻回方向
の長さに対してスペーサ間隔が大きく、しかも各
ターン間におけるスペーサの配置位置が径方に同
一線上に並ばないため、超電導導体３の巻き付け
時にそのターン間に挿入されたターン間スペーサ
２が強く押圧されるとその内側の超電導導体３に
対して曲げ応力、剪断応力を与える結果となる。
このため、超電導導体３の絶縁特性が劣化するば
かりでなく、極端な場合には第３図に点線にて示
すように内側の超電導導体３がスペーサ間に落ち
込み、ターン間絶縁不良を生ずる等の欠点があつ
た。
本発明は上記のような欠点を除去すべくなされ
たもので、その目的は単位コイルのスペーサ率を
下げても超電導導体間に挿入されるターン間スペ
ーサの押圧力による超電導導体の曲げ応力、剪断
応力の発生をなくすことができる堅牢かつ特性に
優れた超電導磁石を提供するにある。
たもので、その目的は単位コイルのスペーサ率を
下げても超電導導体間に挿入されるターン間スペ
ーサの押圧力による超電導導体の曲げ応力、剪断
応力の発生をなくすことができる堅牢かつ特性に
優れた超電導磁石を提供するにある。
本発明はかかる目的を達成するため、超電導導
体を同心円状に所定回数巻回し且つ各導体間に複
数個のターン間スペーサを適宜の間隔を存して挿
入してなる単位コイルを基本構成要素とする超電
導磁石本体を真空断熱された容器内に液体ヘリウ
ム等の冷媒とともに収納した超電導磁石におい
て、前記単位コイルを構成する各超電導導体間に
挿入されるターン間スペーサの導体巻回方向長さ
をスペーサ間隔より長くし且つそのスペーサの一
部に切り欠き部を設けてスペーサ率を小さくした
ことを特徴としている。
体を同心円状に所定回数巻回し且つ各導体間に複
数個のターン間スペーサを適宜の間隔を存して挿
入してなる単位コイルを基本構成要素とする超電
導磁石本体を真空断熱された容器内に液体ヘリウ
ム等の冷媒とともに収納した超電導磁石におい
て、前記単位コイルを構成する各超電導導体間に
挿入されるターン間スペーサの導体巻回方向長さ
をスペーサ間隔より長くし且つそのスペーサの一
部に切り欠き部を設けてスペーサ率を小さくした
ことを特徴としている。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第４図は本発明による超電導磁石の基本構成要
素となる単位コイルの部分的な構成例を示すもの
で、その成形手段は第１図の場合と同様なのでそ
の説明を省略し、ここでは異なる点について述べ
る。すなわち、本実施例では第４図ａ，ｂに示す
ように超電導導体３が同心円状に所定回数巻回さ
れ且つその各導体間に挿入される複数個のターン
間スペーサ２１として、導体巻回方向のスペーサ
長さｌがスペーサ間隔ｐより大きく（ｌ＞ｐ）
し、且つその一部を切り欠いてコの字形状のスペ
ーサとしたものである。
素となる単位コイルの部分的な構成例を示すもの
で、その成形手段は第１図の場合と同様なのでそ
の説明を省略し、ここでは異なる点について述べ
る。すなわち、本実施例では第４図ａ，ｂに示す
ように超電導導体３が同心円状に所定回数巻回さ
れ且つその各導体間に挿入される複数個のターン
間スペーサ２１として、導体巻回方向のスペーサ
長さｌがスペーサ間隔ｐより大きく（ｌ＞ｐ）
し、且つその一部を切り欠いてコの字形状のスペ
ーサとしたものである。
したがつて、このようなスペーサ長さを有する
コの字形状のターン間スペーサ２１を図示する如
く超電導導体３を巻回しながらスペーサ間隔ｐを
存して挿入していくことにより、内側の超電導導
体３間に挿入されたターン間スペーサ２１と外側
の超電導導体３間に挿入されたターン間２１とは
その導体巻回方向両端部がラツプするような位置
関係となる。このため、超電導導体３の巻き付け
時に外側のターン間スペーサ２１が押圧されても
その内側の超電導導体３に曲げ応力や剪断応力を
生じるようなことがなく、この超電導導体３がそ
の下側のスペーサ間に落ち込むこともないので、
ターン間の絶縁特性が損なわれることがない。ま
た、単にスペーサ長さｌをスペーサ間隔ｐよりも
大きく（ｌ＞ｐ）したのではスペーサ率が50％以
上となり、冷却効率の悪いものになつてしまう
が、本実施例では矩形状のスペーサの一部を切り
欠いてコの字形としスペーサ率が50％以下になる
ようにしているので、冷却流路を充分確保するこ
とができ、冷却効率を向上させることができる。
コの字形状のターン間スペーサ２１を図示する如
く超電導導体３を巻回しながらスペーサ間隔ｐを
存して挿入していくことにより、内側の超電導導
体３間に挿入されたターン間スペーサ２１と外側
の超電導導体３間に挿入されたターン間２１とは
その導体巻回方向両端部がラツプするような位置
関係となる。このため、超電導導体３の巻き付け
時に外側のターン間スペーサ２１が押圧されても
その内側の超電導導体３に曲げ応力や剪断応力を
生じるようなことがなく、この超電導導体３がそ
の下側のスペーサ間に落ち込むこともないので、
ターン間の絶縁特性が損なわれることがない。ま
た、単にスペーサ長さｌをスペーサ間隔ｐよりも
大きく（ｌ＞ｐ）したのではスペーサ率が50％以
上となり、冷却効率の悪いものになつてしまう
が、本実施例では矩形状のスペーサの一部を切り
欠いてコの字形としスペーサ率が50％以下になる
ようにしているので、冷却流路を充分確保するこ
とができ、冷却効率を向上させることができる。
上記実施例ではターン間スペーサ２１としてコ
の字形のものを用いる場合について述べたが、第
５図ａ〜ｈに示すように矩形状のスペーサの一部
を切り欠いて図示形状のターン間スペーサとして
もよいことは勿論である。要するにスペーサの導
体巻回方向の長さｌがスペーサ間隔ｐの長さより
も大きく、しかもその一部を切り欠いてスペーサ
率が50％以下にできればその形状は如何なるもの
であつてもよい。
の字形のものを用いる場合について述べたが、第
５図ａ〜ｈに示すように矩形状のスペーサの一部
を切り欠いて図示形状のターン間スペーサとして
もよいことは勿論である。要するにスペーサの導
体巻回方向の長さｌがスペーサ間隔ｐの長さより
も大きく、しかもその一部を切り欠いてスペーサ
率が50％以下にできればその形状は如何なるもの
であつてもよい。
以上述べたように本発明によれば、単位コイル
のスペーサ率を下げても超電導導体間に挿入され
るターン間スペーサの押圧力による超電導導体の
曲げ応力、剪断応力の発生をなくすことができる
堅牢かつ特性に優れた超電導磁石が提供できる。
のスペーサ率を下げても超電導導体間に挿入され
るターン間スペーサの押圧力による超電導導体の
曲げ応力、剪断応力の発生をなくすことができる
堅牢かつ特性に優れた超電導磁石が提供できる。
第１図乃至第３図は従来の超電導磁石の基本構
成要素となる単位コイルの構成およびその成形過
程の説明図、第４図ａ，ｂは本発明の一実施例に
おける単位コイルの一部を示す構成説明図、第５
図ａ〜ｈは本発明で用いられるターン間スペーサ
のそれぞれ異なる形状例を示す平面図である。 １……巻枠、２１……ターン間スペーサ、３…
…超電導導体、４……単位コイル。
成要素となる単位コイルの構成およびその成形過
程の説明図、第４図ａ，ｂは本発明の一実施例に
おける単位コイルの一部を示す構成説明図、第５
図ａ〜ｈは本発明で用いられるターン間スペーサ
のそれぞれ異なる形状例を示す平面図である。 １……巻枠、２１……ターン間スペーサ、３…
…超電導導体、４……単位コイル。
Claims (1)
- １ 超電導体を同心円状に所定回数巻回し且つ各
導体間に複数個のターン間スペーサを適宜の間隔
を存して挿入してなる単位コイルを基本構成要素
として超電導磁石本体を構成し、この超電導磁石
本体を真空断熱された容器内に液体ヘリウム等の
冷媒とともに収納した超電導磁石において、前記
単位コイルを構成する超電導導体に挿入されるタ
ーン間スペーサの導体巻回方向長さをスペーサ間
隔より長くし且つそのスペーサの一部に切り欠き
部を設けてスペーサ率を小さくしたことを特徴と
する超電導磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58182749A JPS6074605A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 超電導磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58182749A JPS6074605A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 超電導磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074605A JPS6074605A (ja) | 1985-04-26 |
| JPH0464165B2 true JPH0464165B2 (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=16123760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58182749A Granted JPS6074605A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 超電導磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074605A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016206573A1 (de) * | 2016-04-19 | 2017-10-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Spulenwicklung |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58182749A patent/JPS6074605A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6074605A (ja) | 1985-04-26 |
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