JPH06349632A - 常電導高磁場用コイル装置 - Google Patents
常電導高磁場用コイル装置Info
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- JPH06349632A JPH06349632A JP13426693A JP13426693A JPH06349632A JP H06349632 A JPH06349632 A JP H06349632A JP 13426693 A JP13426693 A JP 13426693A JP 13426693 A JP13426693 A JP 13426693A JP H06349632 A JPH06349632 A JP H06349632A
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- cooling water
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ほぼ飽和状態にある磁場分布を乱すことがな
く、小型で省電力かつ経済性に優れた常電導高磁場用コ
イル装置を提供すること。 【構成】 第１のコイルユニット１２は、その中心部に
通水孔１３が形成された絶縁導体１１が同一平面上で所
定の方向に巻回されて、前記通水孔内に冷却水を流通さ
せるように構成される。第２のコイルユニット１６は、
同じく中心部に通水孔１３が形成された絶縁導体１１が
同一平面上で前記所定の方向と反対方向に巻回されて、
前記通水孔内に冷却水を流通させるように構成される。
これらの第１及び第２のコイルユニットを交互に重ね合
わせることによりコイル装置が構成される。
く、小型で省電力かつ経済性に優れた常電導高磁場用コ
イル装置を提供すること。 【構成】 第１のコイルユニット１２は、その中心部に
通水孔１３が形成された絶縁導体１１が同一平面上で所
定の方向に巻回されて、前記通水孔内に冷却水を流通さ
せるように構成される。第２のコイルユニット１６は、
同じく中心部に通水孔１３が形成された絶縁導体１１が
同一平面上で前記所定の方向と反対方向に巻回されて、
前記通水孔内に冷却水を流通させるように構成される。
これらの第１及び第２のコイルユニットを交互に重ね合
わせることによりコイル装置が構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は常電導高磁場発生用コイ
ル装置に関し、特に小型サイクロトロン用の電磁石コイ
ル装置に関するものである。
ル装置に関し、特に小型サイクロトロン用の電磁石コイ
ル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】常電導高磁場、例えば最大３テスラの高
磁場を発生するサイクロトロンの精密な磁場分布は、そ
の磁場が鉄心の飽和領域に達しているために、コイル導
体部分の形状の精度に大きく影響を受ける。このような
サイクロトロンに適用される従来の電磁石用のコイル装
置では、主として導体の巻き成型方法に起因する形状誤
差があった。
磁場を発生するサイクロトロンの精密な磁場分布は、そ
の磁場が鉄心の飽和領域に達しているために、コイル導
体部分の形状の精度に大きく影響を受ける。このような
サイクロトロンに適用される従来の電磁石用のコイル装
置では、主として導体の巻き成型方法に起因する形状誤
差があった。
【０００３】図５は従来のコイル装置の構成を示す概略
図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は図（Ａ）における
直線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。すなわち、従来のコ
イル装置は、図５（Ａ）に示されるように、絶縁導体４
１が同一平面上で半径Ｒｏの最外径部から半径Ｒｉの最
内径部に至るまで所定の方向に巻回され、最内径部にお
いて絶縁導体４１の直径分だけ下に下がった平面におい
て今度は最内径部から最外径部に至るまで前記の巻き方
向と同じ方向に巻回される。このようにして、図５
（Ｂ）に示されるように、絶縁導体４１が上下２層重ね
で巻かれた、いわゆるパンケーキ状のコイルユニット４
２が構成される。
図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は図（Ａ）における
直線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。すなわち、従来のコ
イル装置は、図５（Ａ）に示されるように、絶縁導体４
１が同一平面上で半径Ｒｏの最外径部から半径Ｒｉの最
内径部に至るまで所定の方向に巻回され、最内径部にお
いて絶縁導体４１の直径分だけ下に下がった平面におい
て今度は最内径部から最外径部に至るまで前記の巻き方
向と同じ方向に巻回される。このようにして、図５
（Ｂ）に示されるように、絶縁導体４１が上下２層重ね
で巻かれた、いわゆるパンケーキ状のコイルユニット４
２が構成される。
【０００４】絶縁導体４１には、図５（Ｂ）に示される
ように、導体中心部に通水孔４３が形成され，この通水
孔４３を介して冷却水が流通されるようになっている。
すなわち、冷却水は図５（Ａ）に示されるように、最外
径部の絶縁導体４１の巻き始め端部の冷却水入口部４４
から導入され、最外径部の絶縁導体４１の巻き終り端部
の冷却水出口部４５から導出されるように構成されてい
る。そして、全体のコイル装置は、図５（Ｂ）にその一
部が示されるように、上記のようなコイルユニット４２
が多数積み重ねられて完成されている。
ように、導体中心部に通水孔４３が形成され，この通水
孔４３を介して冷却水が流通されるようになっている。
すなわち、冷却水は図５（Ａ）に示されるように、最外
径部の絶縁導体４１の巻き始め端部の冷却水入口部４４
から導入され、最外径部の絶縁導体４１の巻き終り端部
の冷却水出口部４５から導出されるように構成されてい
る。そして、全体のコイル装置は、図５（Ｂ）にその一
部が示されるように、上記のようなコイルユニット４２
が多数積み重ねられて完成されている。
【０００５】次に、常電導高磁場型サイクロトロンの経
済性と小形化を実現するためには、コイルの大きさと消
費電力の兼ね合いを考慮しながら設計する必要がある。
同じ起磁力で同じ平均径を持つコイル断面においては、
その消費電力は、断面の総面積に反比例する。すなわ
ち、図６に示される通水孔４３の断面積（等価径ｄ）を
小さくすればするほど、総断面積が増えて、消費電力の
少ないコイルを実現できる。一方、圧力損失をＰ、通水
孔４３の水路長をＬとすると、その流量Ｑは次の数式１
で表される。
済性と小形化を実現するためには、コイルの大きさと消
費電力の兼ね合いを考慮しながら設計する必要がある。
同じ起磁力で同じ平均径を持つコイル断面においては、
その消費電力は、断面の総面積に反比例する。すなわ
ち、図６に示される通水孔４３の断面積（等価径ｄ）を
小さくすればするほど、総断面積が増えて、消費電力の
少ないコイルを実現できる。一方、圧力損失をＰ、通水
孔４３の水路長をＬとすると、その流量Ｑは次の数式１
で表される。
【０００６】
【数１】
【０００７】また、コイルの通水孔４３部分の発熱量を
Ｗとするとき、冷却水の水温上昇をΔＴとすると、ΔＴ
は次の数式２で表される。
Ｗとするとき、冷却水の水温上昇をΔＴとすると、ΔＴ
は次の数式２で表される。
【０００８】
【数２】
【０００９】この数式１、数式２から、通水孔４３の等
価径ｄを小さくすれば、流量Ｑが減少して水温の上昇Δ
Ｔが大きくなる。通常、ΔＴは、冷却水の出口温度Ｔｏ
が、コイル部分や配管部品の許容温度である約６０℃以
下になるように制限される。従来はこの消費電力と温度
上昇値との兼ね合いから適当な通水孔の等価径ｄが決め
られていた。
価径ｄを小さくすれば、流量Ｑが減少して水温の上昇Δ
Ｔが大きくなる。通常、ΔＴは、冷却水の出口温度Ｔｏ
が、コイル部分や配管部品の許容温度である約６０℃以
下になるように制限される。従来はこの消費電力と温度
上昇値との兼ね合いから適当な通水孔の等価径ｄが決め
られていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記の常電導高磁場用
コイル装置においては、図５（Ａ）に示されるように、
コイルユニット４２における絶縁導体４１の巻き始めと
巻き終り部分が存在する中心角度αの範囲内には、次の
ような種々の巻線の形状誤差が存在する。すなわち、最
内径部においては、図７（Ａ）に示されるような２層構
造の巻線の上層６１から下層６２への移り変わりが存在
し、また上下の各層における巻線が形成する列（図７
（Ｂ）の６３）間の移り変わりが存在する。この列間の
移動は、コイルユニット４２の最内径部においては図５
（Ａ）、（Ｂ）に示される第１列６４から第２列６５へ
の移動として図７（Ｂ）に示されている。このような巻
線の層間及び列間の移り変わりにより、図７（Ａ）にδ
ｈで示されるコイルの屈曲部における表面平面度の誤
差、各列の半径Ｒαのばらつき、図７（Ｂ）に示される
巻線断面形状の理想形状（図７（Ｃ）に示される）から
のずれなどである。
コイル装置においては、図５（Ａ）に示されるように、
コイルユニット４２における絶縁導体４１の巻き始めと
巻き終り部分が存在する中心角度αの範囲内には、次の
ような種々の巻線の形状誤差が存在する。すなわち、最
内径部においては、図７（Ａ）に示されるような２層構
造の巻線の上層６１から下層６２への移り変わりが存在
し、また上下の各層における巻線が形成する列（図７
（Ｂ）の６３）間の移り変わりが存在する。この列間の
移動は、コイルユニット４２の最内径部においては図５
（Ａ）、（Ｂ）に示される第１列６４から第２列６５へ
の移動として図７（Ｂ）に示されている。このような巻
線の層間及び列間の移り変わりにより、図７（Ａ）にδ
ｈで示されるコイルの屈曲部における表面平面度の誤
差、各列の半径Ｒαのばらつき、図７（Ｂ）に示される
巻線断面形状の理想形状（図７（Ｃ）に示される）から
のずれなどである。
【００１１】なお、図７（Ａ）は図５（Ａ）のコイルユ
ニット４２を最内径部において矢印Ａ−Ａの方向に見た
図、図７（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図５（Ａ）のコイ
ルユニット４２を矢印Ｂ及びＣの部分で切断して示す断
面図である。
ニット４２を最内径部において矢印Ａ−Ａの方向に見た
図、図７（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図５（Ａ）のコイ
ルユニット４２を矢印Ｂ及びＣの部分で切断して示す断
面図である。
【００１２】また、従来のコイル装置における冷却水の
水路構成では、隣接する導体層間の放熱及び受熱によ
り、冷却水入口部４４と冷却水出口部４５間の水路の間
で、コイルを構成する絶縁導体４１表面の温度が図８に
示すような分布を示し、コイル内部に出口温度Ｔｏより
さらに高い温度Ｔｍａｘを示す部分が生ずる。このこと
から、従来のコイル装置における冷却構造は冷却水によ
る冷却効果を十分に生かし切れていない構造といえる。
水路構成では、隣接する導体層間の放熱及び受熱によ
り、冷却水入口部４４と冷却水出口部４５間の水路の間
で、コイルを構成する絶縁導体４１表面の温度が図８に
示すような分布を示し、コイル内部に出口温度Ｔｏより
さらに高い温度Ｔｍａｘを示す部分が生ずる。このこと
から、従来のコイル装置における冷却構造は冷却水によ
る冷却効果を十分に生かし切れていない構造といえる。
【００１３】更に、コイルを構成する絶縁導体４１は通
常、ガラス基布やエポキシ樹脂などの絶縁材により被覆
されており、この絶縁材の耐熱性への影響も問題であっ
た。
常、ガラス基布やエポキシ樹脂などの絶縁材により被覆
されており、この絶縁材の耐熱性への影響も問題であっ
た。
【００１４】従って本発明の目的は、上記従来の常電導
高磁場用コイル装置の問題点を除去し、ほぼ飽和状態に
ある高磁場分布精度を攪乱することがなく、小型で省電
力かつ経済性に優れた常電導高磁場用コイル装置を提供
することにある。
高磁場用コイル装置の問題点を除去し、ほぼ飽和状態に
ある高磁場分布精度を攪乱することがなく、小型で省電
力かつ経済性に優れた常電導高磁場用コイル装置を提供
することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、中心部
に通水孔が形成された絶縁導体が同一平面上で所定の方
向に巻回されて、前記通水孔内に冷却水を流通させるよ
うに構成された第１のコイルユニットと、同じく中心部
に通水孔が形成された絶縁導体が同一平面上で前記所定
の方向と反対方向に巻回されて、前記通水孔内に冷却水
を流通させるように構成された第２のコイルユニットと
を備え、これらの第１及び第２のコイルユニットを交互
に重ね合わせることにより構成されることを特徴とする
常電導高磁場用コイル装置が得られる。
に通水孔が形成された絶縁導体が同一平面上で所定の方
向に巻回されて、前記通水孔内に冷却水を流通させるよ
うに構成された第１のコイルユニットと、同じく中心部
に通水孔が形成された絶縁導体が同一平面上で前記所定
の方向と反対方向に巻回されて、前記通水孔内に冷却水
を流通させるように構成された第２のコイルユニットと
を備え、これらの第１及び第２のコイルユニットを交互
に重ね合わせることにより構成されることを特徴とする
常電導高磁場用コイル装置が得られる。
【００１６】本発明によればまた、前記第１及び第２の
コイルユニットを構成する絶縁導体の冷却水入口部がそ
れぞれ、これらのコイルユニットの外径側であって前記
第１及び第２のコイルユニットが巻回されている平面上
におけるこれらのコイルユニットの中心を通る直線に関
して互いに対称の位置に配置されていることを特徴とす
る常電導高磁場用コイル装置が得られる。
コイルユニットを構成する絶縁導体の冷却水入口部がそ
れぞれ、これらのコイルユニットの外径側であって前記
第１及び第２のコイルユニットが巻回されている平面上
におけるこれらのコイルユニットの中心を通る直線に関
して互いに対称の位置に配置されていることを特徴とす
る常電導高磁場用コイル装置が得られる。
【００１７】本発明によれば更に、前記第１及び第２の
コイルユニットを構成する絶縁導体の冷却水出口部がそ
れぞれ、これらのコイルユニットの内径側であって前記
直線に関して前記冷却水入口部とは反対側かつ互いに対
称の位置に配置されていることを特徴とする常電導高磁
場用コイル装置が得られる。
コイルユニットを構成する絶縁導体の冷却水出口部がそ
れぞれ、これらのコイルユニットの内径側であって前記
直線に関して前記冷却水入口部とは反対側かつ互いに対
称の位置に配置されていることを特徴とする常電導高磁
場用コイル装置が得られる。
【００１８】
【実施例】以下に図１〜図４を用いて本発明の実施例を
説明する。図１は本発明による常電導高磁場用コイル装
置の構成を示す概略図で、（Ａ）及び（Ｂ）はその平面
図、（Ｃ）は図（Ａ）及び（Ｂ）における直線Ｘ−Ｘに
沿った断面図である。すなわち、本発明のコイル装置に
おいては、図１（Ａ）に示されるように、絶縁導体１１
が同一平面上で半径Ｒｏの最外径部から半径Ｒｉの最内
径部に至るまで所定の方向に巻回された第１のコイルユ
ニット１２が形成される。絶縁導体１１にはその中心部
に通水孔１３が形成され、この通水孔１３内を外径から
内径に向かって冷却水が流通される。すなわち、冷却水
は、図１（Ａ）に示されるように、最外径部の絶縁導体
１１の巻き始め端部の冷却水入口部１４から導入され、
最内径部の絶縁導体１１の巻き終り端部の冷却水出口部
１５から導出されるように構成されている。
説明する。図１は本発明による常電導高磁場用コイル装
置の構成を示す概略図で、（Ａ）及び（Ｂ）はその平面
図、（Ｃ）は図（Ａ）及び（Ｂ）における直線Ｘ−Ｘに
沿った断面図である。すなわち、本発明のコイル装置に
おいては、図１（Ａ）に示されるように、絶縁導体１１
が同一平面上で半径Ｒｏの最外径部から半径Ｒｉの最内
径部に至るまで所定の方向に巻回された第１のコイルユ
ニット１２が形成される。絶縁導体１１にはその中心部
に通水孔１３が形成され、この通水孔１３内を外径から
内径に向かって冷却水が流通される。すなわち、冷却水
は、図１（Ａ）に示されるように、最外径部の絶縁導体
１１の巻き始め端部の冷却水入口部１４から導入され、
最内径部の絶縁導体１１の巻き終り端部の冷却水出口部
１５から導出されるように構成されている。
【００１９】次に、本発明のコイル装置においては、図
１（Ｂ）に示されるように、絶縁導体１１が同一平面上
で最外径部から最内径部に至るまで、前記第１のコイル
ユニット１２の巻回方向と反対方向に巻回された第２の
コイルユニット１６が形成される。絶縁導体１１には、
第１のコイルユニット１２と同様に、その中心部に通水
孔１３が形成され、この通水孔１３内を外径から内径に
向かって冷却水が流通される。すなわち、冷却水は、図
１（Ｂ）に示されるように、最外径部の絶縁導体１１の
巻き始め端部の冷却水入口部１７から導入され、最内径
部の絶縁導体１１の巻き終り端部の冷却水出口部１８か
ら導出されるように構成されている。これらの第１及び
第２のコイルユニット１２及び１６を図１（Ｃ）の断面
図に示されるように、交互に多層に重ね合わせることに
より全体のコイル装置が構成される。
１（Ｂ）に示されるように、絶縁導体１１が同一平面上
で最外径部から最内径部に至るまで、前記第１のコイル
ユニット１２の巻回方向と反対方向に巻回された第２の
コイルユニット１６が形成される。絶縁導体１１には、
第１のコイルユニット１２と同様に、その中心部に通水
孔１３が形成され、この通水孔１３内を外径から内径に
向かって冷却水が流通される。すなわち、冷却水は、図
１（Ｂ）に示されるように、最外径部の絶縁導体１１の
巻き始め端部の冷却水入口部１７から導入され、最内径
部の絶縁導体１１の巻き終り端部の冷却水出口部１８か
ら導出されるように構成されている。これらの第１及び
第２のコイルユニット１２及び１６を図１（Ｃ）の断面
図に示されるように、交互に多層に重ね合わせることに
より全体のコイル装置が構成される。
【００２０】従って、本発明のコイル装置においては、
コイルユニット１２及び１６は１層のみで構成されるた
め、従来のコイル装置に見られる絶縁導体の最内径部に
おける上下層間あるいは列間の移り変わりによる巻線の
形状誤差が減少する。
コイルユニット１２及び１６は１層のみで構成されるた
め、従来のコイル装置に見られる絶縁導体の最内径部に
おける上下層間あるいは列間の移り変わりによる巻線の
形状誤差が減少する。
【００２１】図２はこのように構成された本発明のコイ
ル装置の絶縁導体の巻始め部分及び巻き終り部分と冷却
水入口部及び冷却水出口部の構成を示す図で、同図
（Ａ）は部分平面図、同図（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、
冷却水入口部及び冷却水出口部の構成を示す側面図であ
る。同図には第１のコイルユニット１２の上に第３のコ
イルユニット１９が、第２のコイルユニット１６の下に
は第４のコイルユニット２０がそれぞれ積層されてい
る。そして、第１及び第２のコイルユニット１２、１６
を構成する絶縁導体４１の冷却水入口部１４、１７はそ
れぞれ、外径側であってこれらのコイルユニットが巻回
されている平面上におけるこれらのコイルユニットの中
心を通る直線に関して互いに対称の位置に配置されてい
る。一方、冷却水出口部１５、１８はそれぞれ、コイル
ユニットの内径側であって前記直線に関して前記冷却水
入口部１４、１７とは反対側かつ互いに対称の位置に配
置されている。
ル装置の絶縁導体の巻始め部分及び巻き終り部分と冷却
水入口部及び冷却水出口部の構成を示す図で、同図
（Ａ）は部分平面図、同図（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、
冷却水入口部及び冷却水出口部の構成を示す側面図であ
る。同図には第１のコイルユニット１２の上に第３のコ
イルユニット１９が、第２のコイルユニット１６の下に
は第４のコイルユニット２０がそれぞれ積層されてい
る。そして、第１及び第２のコイルユニット１２、１６
を構成する絶縁導体４１の冷却水入口部１４、１７はそ
れぞれ、外径側であってこれらのコイルユニットが巻回
されている平面上におけるこれらのコイルユニットの中
心を通る直線に関して互いに対称の位置に配置されてい
る。一方、冷却水出口部１５、１８はそれぞれ、コイル
ユニットの内径側であって前記直線に関して前記冷却水
入口部１４、１７とは反対側かつ互いに対称の位置に配
置されている。
【００２２】図３は本発明のコイル装置における冷却水
の水路構成を示すコイル装置の断面図である。本発明の
水路構成は、コイルユニット１２及び１６それぞれの最
外径部から周回しながら最内径部に冷却水が流れ、前述
した従来のコイル装置に比べて、水路長が半分になって
いる。このため、従来のコイル装置の水路構成と同一圧
力損失、同一水路径の場合、前記数式１から、本発明の
水路構成を流れる冷却水の量Ｑは、従来のコイル装置の
それに比べて約１．５倍（＝２0.57）となる。従って、
前記数式２から、本発明のコイル装置における冷却水の
水温上昇ΔＴを従来装置の場合に比較して低く抑えるこ
とができる。
の水路構成を示すコイル装置の断面図である。本発明の
水路構成は、コイルユニット１２及び１６それぞれの最
外径部から周回しながら最内径部に冷却水が流れ、前述
した従来のコイル装置に比べて、水路長が半分になって
いる。このため、従来のコイル装置の水路構成と同一圧
力損失、同一水路径の場合、前記数式１から、本発明の
水路構成を流れる冷却水の量Ｑは、従来のコイル装置の
それに比べて約１．５倍（＝２0.57）となる。従って、
前記数式２から、本発明のコイル装置における冷却水の
水温上昇ΔＴを従来装置の場合に比較して低く抑えるこ
とができる。
【００２３】また、本発明のコイル装置における冷却水
構造は、冷却水の水路長が短く、隣接する水路間の熱の
授受がない。このため、コイル導体表面の全水路長に沿
った温度分布は、図４に示されるように、入口温度Ｔｉ
から出口温度Ｔｏに直線的に変化し、出口温度Ｔｏより
高い部分が存在しなくなり、冷却効果が十分に生かされ
ていることが解る。
構造は、冷却水の水路長が短く、隣接する水路間の熱の
授受がない。このため、コイル導体表面の全水路長に沿
った温度分布は、図４に示されるように、入口温度Ｔｉ
から出口温度Ｔｏに直線的に変化し、出口温度Ｔｏより
高い部分が存在しなくなり、冷却効果が十分に生かされ
ていることが解る。
【００２４】
【発明の効果】前述したように、常電導高磁場型サイク
ロトロンは、ほとんど飽和領域の磁場により、精密な磁
界分布が要求されるため、コイル自体の形状及び位置の
精度が要求される。そして、イオン加速の等時性等を確
保するための理論的な磁場分布に調整するために、実際
上は、磁場測定を行いながら、鉄心の形状を局部的に変
化させる。これに対し、本発明のコイル装置において
は、コイルの形状誤差が減少したため、上記のような調
整の作業を大幅に省略することができ、必要な磁場分布
の再現性が確保しやすくなる。
ロトロンは、ほとんど飽和領域の磁場により、精密な磁
界分布が要求されるため、コイル自体の形状及び位置の
精度が要求される。そして、イオン加速の等時性等を確
保するための理論的な磁場分布に調整するために、実際
上は、磁場測定を行いながら、鉄心の形状を局部的に変
化させる。これに対し、本発明のコイル装置において
は、コイルの形状誤差が減少したため、上記のような調
整の作業を大幅に省略することができ、必要な磁場分布
の再現性が確保しやすくなる。
【００２５】また、本発明のコイル装置における冷却水
構造は、冷却水の水路長が短く、隣接する水路間の熱の
授受が無いので、コイル導体表面の全水路長に沿った温
度分布は、入口温度かＴｉから出口温度Ｔｏに直線的に
変化し、出口温度Ｔｏより高い部分が存在しなくなり、
冷却効果が十分に生かされる。
構造は、冷却水の水路長が短く、隣接する水路間の熱の
授受が無いので、コイル導体表面の全水路長に沿った温
度分布は、入口温度かＴｉから出口温度Ｔｏに直線的に
変化し、出口温度Ｔｏより高い部分が存在しなくなり、
冷却効果が十分に生かされる。
【００２６】更に、本発明のコイル装置における冷却水
構造は、冷却水の水路長が従来装置に比較して半減する
ため、従来装置と同じ冷却効果を得る場合には、通水孔
の等価径ｄを小さくすることができる。このことはコイ
ル断面の総面積を大きくすることができ、これによって
消費電力を小さくでき、経済性を向上できることを意味
する。
構造は、冷却水の水路長が従来装置に比較して半減する
ため、従来装置と同じ冷却効果を得る場合には、通水孔
の等価径ｄを小さくすることができる。このことはコイ
ル断面の総面積を大きくすることができ、これによって
消費電力を小さくでき、経済性を向上できることを意味
する。
【図１】 本発明の常電導高磁場用コイル装置の構成を
示す概略図で、（Ａ）及び（Ｂ）はその平面図、（Ｃ）
は図（Ａ）及び（Ｂ）における直線Ｘ−Ｘに沿った断面
図である。
示す概略図で、（Ａ）及び（Ｂ）はその平面図、（Ｃ）
は図（Ａ）及び（Ｂ）における直線Ｘ−Ｘに沿った断面
図である。
【図２】 本発明の常電導高磁場用コイル装置の絶縁導
体の巻始め部分及び巻き終り部分と冷却水入口部及び冷
却水出口部の構成を示す図で、同図（Ａ）は部分平面
図、同図（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれで冷却水入口部及び
冷却水出口部の構成を示す側面図である。
体の巻始め部分及び巻き終り部分と冷却水入口部及び冷
却水出口部の構成を示す図で、同図（Ａ）は部分平面
図、同図（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれで冷却水入口部及び
冷却水出口部の構成を示す側面図である。
【図３】 本発明の常電導高磁場用コイル装置における
冷却水の水路構成を示すコイル装置の断面図である。
冷却水の水路構成を示すコイル装置の断面図である。
【図４】 本発明の常電導高磁場用コイル装置における
全水路長に沿った導体表面の温度分布を示す図である。
全水路長に沿った導体表面の温度分布を示す図である。
【図５】 従来の常電導高磁場用コイル装置の構成を示
す概略図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は図（Ａ）に
おける直線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
す概略図で、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は図（Ａ）に
おける直線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
【図６】 従来の常電導高磁場用コイル装置における冷
却水の水路構成を示すコイル装置の断面図である。
却水の水路構成を示すコイル装置の断面図である。
【図７】 従来の常電導高磁場用コイル装置におけるコ
イルの形状誤差の例を説明するための図で、同図（Ａ）
は図５（Ａ）のコイルユニット４２を最内径部において
矢印Ａ−Ａの方向に見た図、図７（Ｂ）、（Ｃ）はそれ
ぞれ図５（Ａ）のコイルユニット４２を矢印Ｂ及びＣの
部分で切断して示す断面図である。
イルの形状誤差の例を説明するための図で、同図（Ａ）
は図５（Ａ）のコイルユニット４２を最内径部において
矢印Ａ−Ａの方向に見た図、図７（Ｂ）、（Ｃ）はそれ
ぞれ図５（Ａ）のコイルユニット４２を矢印Ｂ及びＣの
部分で切断して示す断面図である。
【図８】 従来の常電導高磁場用コイル装置における全
水路長に沿った導体表面の温度分布を示すグラフであ
る。
水路長に沿った導体表面の温度分布を示すグラフであ
る。
１１ 絶縁導体 １２ 第１のコイルユニット １３ 通水孔 １４、１７ 冷却水入口部 １５、１８ 冷却水出口部 １６ 第２のコイルユニット １９ 第３のコイルユニット ２０ 第４のコイルユニット
Claims (3)
- 【請求項１】 中心部に通水孔が形成された絶縁導体が
同一平面上で所定の方向に巻回されて、前記通水孔内に
冷却水を流通させるように構成された第１のコイルユニ
ットと、同じく中心部に通水孔が形成された絶縁導体が
同一平面上で前記所定の方向と反対方向に巻回されて、
前記通水孔内に冷却水を流通させるように構成された第
２のコイルユニットとを備え、これらの第１及び第２の
コイルユニットを交互に重ね合わせることにより構成さ
れることを特徴とする常電導高磁場用コイル装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の常電導高磁場用コイル装
置において、前記第１及び第２のコイルユニットを構成
する絶縁導体の冷却水入口部はそれぞれ、これらのコイ
ルユニットの外径側であって前記第１及び第２のコイル
ユニットが巻回されている平面上におけるこれらのコイ
ルユニットの中心を通る直線に関して互いに対称の位置
に配置されていることを特徴とする常電導高磁場用コイ
ル装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の常電導高磁場用コイル装
置において、前記第１及び第２のコイルユニットを構成
する絶縁導体の冷却水出口部はそれぞれ、これらのコイ
ルユニットの内径側であって前記直線に関して前記冷却
水入口部とは反対側かつ互いに対称の位置に配置されて
いることを特徴とする常電導高磁場用コイル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13426693A JP3482564B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 常電導高磁場用コイル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13426693A JP3482564B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 常電導高磁場用コイル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06349632A true JPH06349632A (ja) | 1994-12-22 |
| JP3482564B2 JP3482564B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=15124285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13426693A Expired - Fee Related JP3482564B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 常電導高磁場用コイル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3482564B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116959840A (zh) * | 2022-07-26 | 2023-10-27 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 水冷磁体装置的磁体线圈总成 |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP13426693A patent/JP3482564B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116959840A (zh) * | 2022-07-26 | 2023-10-27 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 水冷磁体装置的磁体线圈总成 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3482564B2 (ja) | 2003-12-22 |
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