JPH07320928A - 超伝導磁石 - Google Patents
超伝導磁石Info
- Publication number
- JPH07320928A JPH07320928A JP11324194A JP11324194A JPH07320928A JP H07320928 A JPH07320928 A JP H07320928A JP 11324194 A JP11324194 A JP 11324194A JP 11324194 A JP11324194 A JP 11324194A JP H07320928 A JPH07320928 A JP H07320928A
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- JP
- Japan
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- magnet
- conductor
- superconducting
- coil
- stress
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- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エポキシ等の充填材を用いずに導体の動きに
よる機械的擾乱を発生せず、励磁途中でクエンチ現象を
起こさずに、コイルに使用されている超伝導導体のクエ
ンチ電流を達成し、性能劣化のないソレノイド状超伝導
磁石を提供する。 【構成】 本発明の超伝導磁石は、巻枠１にホルマール
被覆を施した導体２を、熱収縮により発生する磁石内応
力を巻線張力による応力で補償し、前記磁石冷却後に磁
石内応力が僅かに圧縮状態になるように巻線張力を調整
して巻き付けてコイル３として構成する。
よる機械的擾乱を発生せず、励磁途中でクエンチ現象を
起こさずに、コイルに使用されている超伝導導体のクエ
ンチ電流を達成し、性能劣化のないソレノイド状超伝導
磁石を提供する。 【構成】 本発明の超伝導磁石は、巻枠１にホルマール
被覆を施した導体２を、熱収縮により発生する磁石内応
力を巻線張力による応力で補償し、前記磁石冷却後に磁
石内応力が僅かに圧縮状態になるように巻線張力を調整
して巻き付けてコイル３として構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴画像診断装置
（ＭＲＩ）等に使用されるソレノイド状に巻回した超伝
導磁石に関する。
（ＭＲＩ）等に使用されるソレノイド状に巻回した超伝
導磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】超伝導磁石は、無損失で高磁界を安定的
に維持できるため核磁気共鳴を利用した医療用画像診断
装置（ＭＲＩ）を始めとして、超伝導エネルギー貯蔵装
置（ＳＭＥＳ）や超伝導発電機等に応用が広がってきて
いる。
に維持できるため核磁気共鳴を利用した医療用画像診断
装置（ＭＲＩ）を始めとして、超伝導エネルギー貯蔵装
置（ＳＭＥＳ）や超伝導発電機等に応用が広がってきて
いる。
【０００３】超伝導磁石の性能の上限は、超伝導現象が
破れ常電導状態に転移するいわゆるクエンチ現象により
規定されるが、磁石のクエンチ点は種々の擾乱により、
コイルに使用されている超伝導導体のクエンチ電流（臨
界電流）に到達しない場合が多い。
破れ常電導状態に転移するいわゆるクエンチ現象により
規定されるが、磁石のクエンチ点は種々の擾乱により、
コイルに使用されている超伝導導体のクエンチ電流（臨
界電流）に到達しない場合が多い。
【０００４】これら擾乱には、導体接続部の発熱や、交
流損失やフラックスジャンプの様に導体に起因する擾乱
や、導体が動くことによる機械的擾乱がある。接続部の
発熱は設計手法により、また導体に起因するものは導体
開発が進むにつれて解決されており、現在、高性能超伝
導マグネットの性能を制限する最大の原因は機械的擾乱
となっている。
流損失やフラックスジャンプの様に導体に起因する擾乱
や、導体が動くことによる機械的擾乱がある。接続部の
発熱は設計手法により、また導体に起因するものは導体
開発が進むにつれて解決されており、現在、高性能超伝
導マグネットの性能を制限する最大の原因は機械的擾乱
となっている。
【０００５】図５に従来の超伝導磁石の縦断面図を示
す。同図に示すように、超伝導磁石は、巻枠１に導体２
を巻き付けてコイル３とし、導体２が動くことによる機
械的擾乱を低減するためにエポキシ等の充填材４を用い
て導体同志を接着して導体の動きを抑制する手法が採ら
れている。
す。同図に示すように、超伝導磁石は、巻枠１に導体２
を巻き付けてコイル３とし、導体２が動くことによる機
械的擾乱を低減するためにエポキシ等の充填材４を用い
て導体同志を接着して導体の動きを抑制する手法が採ら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、エポキシ
等の充填材４を用いて導体同志を接着して導体の動きを
抑制する手法を用いた磁石では、エポキシ等の充填材４
に亀裂が生じたりして特性が劣化したり、経年的に性能
が低下する問題点がある上、含浸剤を用いるため材料費
や製造過程が複雑になり高価となる問題があった。
等の充填材４を用いて導体同志を接着して導体の動きを
抑制する手法を用いた磁石では、エポキシ等の充填材４
に亀裂が生じたりして特性が劣化したり、経年的に性能
が低下する問題点がある上、含浸剤を用いるため材料費
や製造過程が複雑になり高価となる問題があった。
【０００７】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、エポキシ等の充填材を用いずに導体の
動きによる機械的擾乱を発生せず、励磁途中で超伝導現
象が破れ常電導状態に転移するいわゆるクエンチ現象を
起こさずに、コイルに使用されている超伝導導体のクエ
ンチ電流（臨界電流）を達成し、経年的に性能が劣化せ
ずに安価に製造できるソレノイド状超伝導磁石を提供す
る事を目的とする。
れたものであり、エポキシ等の充填材を用いずに導体の
動きによる機械的擾乱を発生せず、励磁途中で超伝導現
象が破れ常電導状態に転移するいわゆるクエンチ現象を
起こさずに、コイルに使用されている超伝導導体のクエ
ンチ電流（臨界電流）を達成し、経年的に性能が劣化せ
ずに安価に製造できるソレノイド状超伝導磁石を提供す
る事を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明においては超伝導
磁石は、超伝導線材をソレノイド状に巻回し、エポキシ
等の充填材による固定法を用いず、熱収縮により発生す
る磁石内応力を巻線張力による応力で補償し、前記磁石
冷却後に磁石内応力が僅かに圧縮状態になるように巻線
張力を調整して構成する。
磁石は、超伝導線材をソレノイド状に巻回し、エポキシ
等の充填材による固定法を用いず、熱収縮により発生す
る磁石内応力を巻線張力による応力で補償し、前記磁石
冷却後に磁石内応力が僅かに圧縮状態になるように巻線
張力を調整して構成する。
【０００９】
【作用】上記のような手段を講ずることにより、所定の
運転電流を通電した際には磁石コイルが巻枠から浮き上
がり離型し、コイル内の径方向応力による超伝導導体に
径方向に作用する力と、電磁力等により軸方向に作用す
る力の比が、導線同志の静止摩擦係数より大きくなり、
励磁初期に軸方向の導体の動きが容易に発生する。
運転電流を通電した際には磁石コイルが巻枠から浮き上
がり離型し、コイル内の径方向応力による超伝導導体に
径方向に作用する力と、電磁力等により軸方向に作用す
る力の比が、導線同志の静止摩擦係数より大きくなり、
励磁初期に軸方向の導体の動きが容易に発生する。
【００１０】これにより、巻枠１とコイル３は離型する
ために機械的に擦れて発熱する事がなく、機械的擾乱が
発生しない。また導体同志の動きは、上記の力の比が静
止摩擦係数より大きくなっているため、超伝導導体の臨
界温度に対する裕度の大きい励磁初期に発生する。この
ため励磁途中でクエンチ現象を発生せずに、コイルに使
用されている超伝導導体のクエンチ電流（臨界電流）を
達成する。また、経年的に性能が劣化せずに、製造費も
安価となる。
ために機械的に擦れて発熱する事がなく、機械的擾乱が
発生しない。また導体同志の動きは、上記の力の比が静
止摩擦係数より大きくなっているため、超伝導導体の臨
界温度に対する裕度の大きい励磁初期に発生する。この
ため励磁途中でクエンチ現象を発生せずに、コイルに使
用されている超伝導導体のクエンチ電流（臨界電流）を
達成する。また、経年的に性能が劣化せずに、製造費も
安価となる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例を、ホルマール被覆が施
されたＮｂＴｉ超伝導導体を用いて構成する場合の図面
を参照して説明する。図１は、本発明によるソレノイド
状超伝導磁石の縦断面を示す図である。
されたＮｂＴｉ超伝導導体を用いて構成する場合の図面
を参照して説明する。図１は、本発明によるソレノイド
状超伝導磁石の縦断面を示す図である。
【００１２】同図に示すように超伝導磁石は、巻枠１に
ホルマール被覆を施した導体２を、図２に示す様に、熱
収縮により発生する磁石内応力を巻線張力による応力で
補償し、前記磁石冷却後に磁石内応力が僅かに圧縮状態
になるように巻線張力を調整して巻き付けてコイル３と
して構成する。
ホルマール被覆を施した導体２を、図２に示す様に、熱
収縮により発生する磁石内応力を巻線張力による応力で
補償し、前記磁石冷却後に磁石内応力が僅かに圧縮状態
になるように巻線張力を調整して巻き付けてコイル３と
して構成する。
【００１３】このような構成による超伝導磁石を励磁す
ると、図３に示すように、コイル内の径方向応力による
超伝導導体に径方向に作用する力で、電磁力等により軸
方向に作用する力を除した比が、ホルマール被覆を施し
た導線同志の静止摩擦係数０．２６より大きくなり、励
磁初期に軸方向の導体の動きが容易に発生する。また、
図２に示したように励磁初期にコイル内径側の径方向応
力が零となり磁石コイルが巻枠から浮き上がり、所定の
運転電流を通電した際には磁石コイルが巻枠から離型す
る。
ると、図３に示すように、コイル内の径方向応力による
超伝導導体に径方向に作用する力で、電磁力等により軸
方向に作用する力を除した比が、ホルマール被覆を施し
た導線同志の静止摩擦係数０．２６より大きくなり、励
磁初期に軸方向の導体の動きが容易に発生する。また、
図２に示したように励磁初期にコイル内径側の径方向応
力が零となり磁石コイルが巻枠から浮き上がり、所定の
運転電流を通電した際には磁石コイルが巻枠から離型す
る。
【００１４】これにより、巻枠１とコイル３は離型する
ために、機械的に擦れて発熱する事がなくなり、機械的
擾乱が発生しない。また導体同志の動きは、上記のよう
に、超伝導導体の臨界温度に対する裕度の大きい励磁初
期に発生するため励磁途中でクエンチ現象を発生せず
に、図４に示すようにコイルに使用されている超伝導導
体のクエンチ電流（臨界電流）を達成する。また、従来
のように導体の動きを抑制するためにエポキシ等の充填
材を用いないので、エポキシ等の充填材の亀裂の発生で
特性が劣化したり、経年的に性能が低下することがな
く、製造費も安価となる。
ために、機械的に擦れて発熱する事がなくなり、機械的
擾乱が発生しない。また導体同志の動きは、上記のよう
に、超伝導導体の臨界温度に対する裕度の大きい励磁初
期に発生するため励磁途中でクエンチ現象を発生せず
に、図４に示すようにコイルに使用されている超伝導導
体のクエンチ電流（臨界電流）を達成する。また、従来
のように導体の動きを抑制するためにエポキシ等の充填
材を用いないので、エポキシ等の充填材の亀裂の発生で
特性が劣化したり、経年的に性能が低下することがな
く、製造費も安価となる。
【００１５】尚、本発明は以上のホルマル被覆のＮｂＴ
ｉ超伝導導体を用いた場合の実施例に限定されるもので
はなく、例えば酸化皮膜や、金属皮膜を用いたＮｂＴｉ
導体やＮｂ3 Ｓｎ導体、さらに円形断面を有する導体
等、その要旨を変更しない範囲で種々変形して実施でき
ることは勿論である。
ｉ超伝導導体を用いた場合の実施例に限定されるもので
はなく、例えば酸化皮膜や、金属皮膜を用いたＮｂＴｉ
導体やＮｂ3 Ｓｎ導体、さらに円形断面を有する導体
等、その要旨を変更しない範囲で種々変形して実施でき
ることは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、エポ
キシ等の充填材を用いずに導体の動きによる機械的擾乱
を発生せず、励磁途中で超伝導現象が破れ常電導状態に
転移するいわゆるクエンチ現象を起こさずに、コイルに
使用されている超伝導導体のクエンチ電流（臨界電流）
を達成し、経年的に性能が劣化せずに安価に製造できる
ソレノイド状超伝導磁石を提供する事ができる。
キシ等の充填材を用いずに導体の動きによる機械的擾乱
を発生せず、励磁途中で超伝導現象が破れ常電導状態に
転移するいわゆるクエンチ現象を起こさずに、コイルに
使用されている超伝導導体のクエンチ電流（臨界電流）
を達成し、経年的に性能が劣化せずに安価に製造できる
ソレノイド状超伝導磁石を提供する事ができる。
【図１】本発明による超伝導磁石の縦断面。
【図２】本発明の一実施例のホルマール被覆を施した超
伝導導体を用いた際のコイル内の半径方向成分応力の半
径方向分布図。
伝導導体を用いた際のコイル内の半径方向成分応力の半
径方向分布図。
【図３】実施例の磁石を励磁した際のコイル内径位置で
の磁界を横軸に取った、コイル内の径方向応力による超
伝導導体に径方向に作用する力で、電磁力等により軸方
向に作用する力を除した比。
の磁界を横軸に取った、コイル内の径方向応力による超
伝導導体に径方向に作用する力で、電磁力等により軸方
向に作用する力を除した比。
【図４】実施例の磁石を励磁した際の励磁回数と、使用
したＮｂＴｉ超伝導導体の臨界電流に対する到達割合を
示したもの。
したＮｂＴｉ超伝導導体の臨界電流に対する到達割合を
示したもの。
【図５】従来のエポキシ等の充填材を用いて導体の動き
による機械的擾乱を抑制した超伝導磁石の縦断面図。
による機械的擾乱を抑制した超伝導磁石の縦断面図。
１…コイル巻枠 ２…超伝導導体 ３…超伝導磁石 ４…エポキシ等充填材
Claims (1)
- 【請求項１】 超伝導線材をソレノイド状に巻回し、含
浸剤による固定法を用いない超伝導磁石に於いて、熱収
縮による磁石内応力を巻線張力による応力で補償し、前
記磁石冷却後に磁石内応力が僅かに圧縮状態になるよう
にし、所定の運転電流を通電した際には磁石コイルが巻
枠から浮上し離型し、コイル内の径方向応力による超伝
導導体に径方向に作用する力で、電磁力等による軸方向
に作用する力を除した比が、使用冷媒温度での導線同志
の静止摩擦係数より大きく、励磁初期に軸方向の導体の
動きが容易に発生するよう巻線張力の調整を行うことを
特徴とする超伝導磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11324194A JPH07320928A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 超伝導磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11324194A JPH07320928A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 超伝導磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320928A true JPH07320928A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14607151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11324194A Pending JPH07320928A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 超伝導磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07320928A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443702B1 (ko) * | 2002-05-18 | 2004-08-09 | 한국표준과학연구원 | 자기장 안정화 장치 |
| JP2008140905A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイル |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11324194A patent/JPH07320928A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443702B1 (ko) * | 2002-05-18 | 2004-08-09 | 한국표준과학연구원 | 자기장 안정화 장치 |
| JP2008140905A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導コイル |
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