JPH0797528B2 - 超電導マグネット装置 - Google Patents
超電導マグネット装置Info
- Publication number
- JPH0797528B2 JPH0797528B2 JP60050292A JP5029285A JPH0797528B2 JP H0797528 B2 JPH0797528 B2 JP H0797528B2 JP 60050292 A JP60050292 A JP 60050292A JP 5029285 A JP5029285 A JP 5029285A JP H0797528 B2 JPH0797528 B2 JP H0797528B2
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- JP
- Japan
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- superconducting
- superconducting coil
- magnet device
- electromagnetic force
- coil
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超電導マグネツト装置に関し、特に超電導
線を巻枠上に一層または複数層巻回してなる超電導コイ
ルを備えた超電導マグネツト装置に関するものである。
線を巻枠上に一層または複数層巻回してなる超電導コイ
ルを備えた超電導マグネツト装置に関するものである。
超電導マグネツト装置により高磁界を得ようとする場
合、超電導コイルに流し得る電流値は、超電導コイルに
巻回されている超電導線自体の臨界電流値よりも低い値
になることは周知のこと（デグラデーション）である。
また、このデグラデーションの原因の一つが、超電導マ
グネツト装置の励磁時の超電導線の微少変動（マイクロ
スリツプ）に起因することも周知のことである。このた
め、従来、超電導コイル製作時にこのマイクロスリツプ
を減少すべく種々の方策が考えられてきた。また、NMR
−CT用起電動マグネツト装置のように、磁界の高均一度
を必要とする超電導マグネツト装置においては、磁界特
性上からも超電導線のマイクロスリツプを制限しなけれ
ばならなかつた。
合、超電導コイルに流し得る電流値は、超電導コイルに
巻回されている超電導線自体の臨界電流値よりも低い値
になることは周知のこと（デグラデーション）である。
また、このデグラデーションの原因の一つが、超電導マ
グネツト装置の励磁時の超電導線の微少変動（マイクロ
スリツプ）に起因することも周知のことである。このた
め、従来、超電導コイル製作時にこのマイクロスリツプ
を減少すべく種々の方策が考えられてきた。また、NMR
−CT用起電動マグネツト装置のように、磁界の高均一度
を必要とする超電導マグネツト装置においては、磁界特
性上からも超電導線のマイクロスリツプを制限しなけれ
ばならなかつた。
第２図は従来の超電導マグネツト装置の一例を示す断面
図であつて、中空円柱状のクライオスタツト（１）内に
は、液体ヘリウムが入つている。液体ヘリウム内には超
電導コイル（２）が浸漬されている。超電導コイル
（２）は、巻枠（３）に超電導線（４）を多層ソレノイ
ド状に巻回して構成されている。
図であつて、中空円柱状のクライオスタツト（１）内に
は、液体ヘリウムが入つている。液体ヘリウム内には超
電導コイル（２）が浸漬されている。超電導コイル
（２）は、巻枠（３）に超電導線（４）を多層ソレノイ
ド状に巻回して構成されている。
第３図は超電導コイル（２）の断面図であつて、超電導
線（４）間にはエポキシ樹脂等からなる充填材（５）が
含浸されている。この充填材（５）は超電導線（４）間
の絶縁性を高め、また超電導線（４）どうしを固定する
作用をしている。
線（４）間にはエポキシ樹脂等からなる充填材（５）が
含浸されている。この充填材（５）は超電導線（４）間
の絶縁性を高め、また超電導線（４）どうしを固定する
作用をしている。
第４図は励磁時における超電導コイル（２）の電磁力分
布を模式的に示したもので、矢印（Ａ）は、矢印（Ａ）
の基点での電磁力のベクトルを示すものである。図から
解るように、超電導コイル（２）の中心部においては、
ほとんど径方向の電磁力（F1）が作用するのに対し、超
電導コイル（２）の両側では、電磁力（F1）とともに軸
方向の電磁力（F2）も大きな割合を占めている。
布を模式的に示したもので、矢印（Ａ）は、矢印（Ａ）
の基点での電磁力のベクトルを示すものである。図から
解るように、超電導コイル（２）の中心部においては、
ほとんど径方向の電磁力（F1）が作用するのに対し、超
電導コイル（２）の両側では、電磁力（F1）とともに軸
方向の電磁力（F2）も大きな割合を占めている。
このような電磁力による超電導線のマイクロスリツプを
避けるために、一般的には径方向の電磁力（F1）に対し
ては、超電導線の張力が電磁力（F1）に匹敵するかまた
はそれ以上になるように、超電導線が巻枠に巻回されて
いる。また、軸方向の電磁力（F2）に対しては、一般的
に巻き張力による摩擦力で対抗するか、第３図に示すよ
うに超電導線（４）間に充填材（５）を含浸して超電導
線（４）間を固定して対抗している。
避けるために、一般的には径方向の電磁力（F1）に対し
ては、超電導線の張力が電磁力（F1）に匹敵するかまた
はそれ以上になるように、超電導線が巻枠に巻回されて
いる。また、軸方向の電磁力（F2）に対しては、一般的
に巻き張力による摩擦力で対抗するか、第３図に示すよ
うに超電導線（４）間に充填材（５）を含浸して超電導
線（４）間を固定して対抗している。
上記のような従来の超電導マグネツト装置においては、
超電導線（４）間に充填材（５）を含浸しようとした場
合、超電導コイル（２）が大形化あるい軸長が大きくな
ると、超電導線（４）どうしを含浸固定する含浸装置が
大形にならざるを得なかつた。また、電磁力が大きくな
つた場合には、充填材（５）の選定および充填材（５）
の固定方法によつてはマイクロスリツプの発生をみた。
特に、高均一磁界分布が必要なNMR−CT用超電導マグネ
ツト装置のように、超電導線（４）の位置の微小変動が
臨界電流値に対してのみならず、超電導コイル（２）の
磁界分布特性にまで影響を与えるような場合、超電導線
（４）どうしを含浸固定する方法のみでは、超電導線
（４）の軸方向の移動幅が大きくなり、良好な磁界特性
が得られないという問題点があつた。
超電導線（４）間に充填材（５）を含浸しようとした場
合、超電導コイル（２）が大形化あるい軸長が大きくな
ると、超電導線（４）どうしを含浸固定する含浸装置が
大形にならざるを得なかつた。また、電磁力が大きくな
つた場合には、充填材（５）の選定および充填材（５）
の固定方法によつてはマイクロスリツプの発生をみた。
特に、高均一磁界分布が必要なNMR−CT用超電導マグネ
ツト装置のように、超電導線（４）の位置の微小変動が
臨界電流値に対してのみならず、超電導コイル（２）の
磁界分布特性にまで影響を与えるような場合、超電導線
（４）どうしを含浸固定する方法のみでは、超電導線
（４）の軸方向の移動幅が大きくなり、良好な磁界特性
が得られないという問題点があつた。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、超電導コイルの励磁時におけるマイクロスリツプを
押え、臨界電流特性的にも磁界分布特性的にも安定化し
た超電導マグネツト装置を得ることを目的とする。
で、超電導コイルの励磁時におけるマイクロスリツプを
押え、臨界電流特性的にも磁界分布特性的にも安定化し
た超電導マグネツト装置を得ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る超電導マグネット装置は、超電導線を巻
枠上に充填材を含浸して巻回してなる超電導コイルと、
この超電導コイルを冷却するためのクライオスタットと
を備え、前記超電導コイルは、軸方向の電磁力を支持す
る支持部がそれぞれ前記巻枠の端部側に設けられて形成
された端部超電導コイルと、中間部超電導コイルとを有
するものである。
枠上に充填材を含浸して巻回してなる超電導コイルと、
この超電導コイルを冷却するためのクライオスタットと
を備え、前記超電導コイルは、軸方向の電磁力を支持す
る支持部がそれぞれ前記巻枠の端部側に設けられて形成
された端部超電導コイルと、中間部超電導コイルとを有
するものである。
［作用］ この発明においては、超電導線に電流が流れ、超電導コ
イルが励磁されると、超電導コイルの両側には、径方向
とともに軸方向にも大きな電磁力が作用する。この電磁
力は、巻枠の端部側に形成された支持部で支持されるこ
とと、超電導線が支持部で分割されて電磁力が分散され
ることとが相俟って、超電導コイルの励磁時における軸
方向のマイクロスリップは抑えられる。
イルが励磁されると、超電導コイルの両側には、径方向
とともに軸方向にも大きな電磁力が作用する。この電磁
力は、巻枠の端部側に形成された支持部で支持されるこ
とと、超電導線が支持部で分割されて電磁力が分散され
ることとが相俟って、超電導コイルの励磁時における軸
方向のマイクロスリップは抑えられる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す断面図であつて、第２図
ないし第４図と同一または相当部分は同一符号を付し、
その説明は省略する。超電導コイル（10）は、その両端
部からそれぞれ全長に対して1/5〜1/4のところで分離さ
れ、端部超電導コイル（11）と中間部超電導コイル（1
2）とから構成されている。端部超電導コイル（11）
は、巻枠（13）に超電導線（４）を多層ソレノイド状に
巻回して構成されている。中間部超電導コイル（12）は
巻枠（14）に超電導線（４）を多層ソレノイド状に巻回
して構成されている。端部超電導コイル（11）、中間部
超電導コイル（12）とも超電導線（４）間には充填材が
含浸されている。中間部超電導コイル（12）の巻枠（1
4）の両フランジ部（15）と端部超電導コイル（11）の
巻枠（13）の一方のフランジ部（16）とは互いに当接し
て超電導コイル（10）の支持部（17）を形成している。
図はこの発明の一実施例を示す断面図であつて、第２図
ないし第４図と同一または相当部分は同一符号を付し、
その説明は省略する。超電導コイル（10）は、その両端
部からそれぞれ全長に対して1/5〜1/4のところで分離さ
れ、端部超電導コイル（11）と中間部超電導コイル（1
2）とから構成されている。端部超電導コイル（11）
は、巻枠（13）に超電導線（４）を多層ソレノイド状に
巻回して構成されている。中間部超電導コイル（12）は
巻枠（14）に超電導線（４）を多層ソレノイド状に巻回
して構成されている。端部超電導コイル（11）、中間部
超電導コイル（12）とも超電導線（４）間には充填材が
含浸されている。中間部超電導コイル（12）の巻枠（1
4）の両フランジ部（15）と端部超電導コイル（11）の
巻枠（13）の一方のフランジ部（16）とは互いに当接し
て超電導コイル（10）の支持部（17）を形成している。
上記のように構成された超電導マグネツト装置において
は、超電導コイル（10）に作用する電磁力の方向を考慮
して、超電導コイル（10）は端部超電導コイル（11）と
中間部超電導コイル（12）とに分割されている。そし
て、軸方向に作用する電磁力は超電導コイル（10）の巻
枠（18）の補強を兼ねる支持部（17）で支持されている
ので、超電導線（４）の軸方向のマイクロスリツプを最
小限に抑えることができる。また、超電導コイル（10）
が三分割されているので、超電導線（４）をエポキシ樹
脂等を含浸する際の含浸装置は小形のものでよい。
は、超電導コイル（10）に作用する電磁力の方向を考慮
して、超電導コイル（10）は端部超電導コイル（11）と
中間部超電導コイル（12）とに分割されている。そし
て、軸方向に作用する電磁力は超電導コイル（10）の巻
枠（18）の補強を兼ねる支持部（17）で支持されている
ので、超電導線（４）の軸方向のマイクロスリツプを最
小限に抑えることができる。また、超電導コイル（10）
が三分割されているので、超電導線（４）をエポキシ樹
脂等を含浸する際の含浸装置は小形のものでよい。
なお、上記実施例では、中間部超電導コイル（12）にも
充填材が含浸されているが、この中間部超電導コイル
（12）には径方向の電磁力が主に作用するので、この電
磁力に対しては超電導線（４）の巻き張力で対抗するこ
ともできる。そのため、この中間超電導コイルについて
は充填材を除いたスペース巻きが可能となり、中間超電
導コイルの製作作業は簡単になる。また、巻枠（18）を
支持部（17）で分割しないで、両端部の内側に支持部を
形成するように巻枠を一体成形してもよい。
充填材が含浸されているが、この中間部超電導コイル
（12）には径方向の電磁力が主に作用するので、この電
磁力に対しては超電導線（４）の巻き張力で対抗するこ
ともできる。そのため、この中間超電導コイルについて
は充填材を除いたスペース巻きが可能となり、中間超電
導コイルの製作作業は簡単になる。また、巻枠（18）を
支持部（17）で分割しないで、両端部の内側に支持部を
形成するように巻枠を一体成形してもよい。
以上説明したように、この発明の超電導マグネット装置
によれば、軸方向の電磁力を支持する支持部をそれぞれ
巻枠の端部側に設けて端部超電導コイルと中間部超電導
コイルとを形成したので、巻枠の端部に作用する大きな
電磁力は支持部で支持されることと、超電磁線が支持部
で分割されて電磁力が分散されることとが相俟って、超
電導コイルの励磁時における軸方向のマイクロスリップ
は抑えられ、安定した臨界電流特性、磁界分布特性を得
ることができるという効果がある。また、超電導線を巻
枠に巻回するときに、例えば支持部に密接して巻回しな
ければならないといった面倒なことはないという効果も
ある。
によれば、軸方向の電磁力を支持する支持部をそれぞれ
巻枠の端部側に設けて端部超電導コイルと中間部超電導
コイルとを形成したので、巻枠の端部に作用する大きな
電磁力は支持部で支持されることと、超電磁線が支持部
で分割されて電磁力が分散されることとが相俟って、超
電導コイルの励磁時における軸方向のマイクロスリップ
は抑えられ、安定した臨界電流特性、磁界分布特性を得
ることができるという効果がある。また、超電導線を巻
枠に巻回するときに、例えば支持部に密接して巻回しな
ければならないといった面倒なことはないという効果も
ある。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は従
来の超電導マグネツト装置の断面図、第３図は第２図中
の超電導コイルの要部断面図、第４図は超電導コイル内
の電磁力分布図である。 （１）……クライオスタツト、（４）……超電導線、
（10）……超電導コイル、（11）……端部超電導コイ
ル、（12）……中間部超電導コイル、（13），（14），
（18）……巻枠、（17）……支持部。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
来の超電導マグネツト装置の断面図、第３図は第２図中
の超電導コイルの要部断面図、第４図は超電導コイル内
の電磁力分布図である。 （１）……クライオスタツト、（４）……超電導線、
（10）……超電導コイル、（11）……端部超電導コイ
ル、（12）……中間部超電導コイル、（13），（14），
（18）……巻枠、（17）……支持部。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−2605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−158505（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−111304（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】超電導線を巻枠上に充填材を含浸して巻回
してなる超電導コイルと、この超電導コイルを冷却する
ためのクライオスタットとを備え、前記超電導コイル
は、軸方向の電磁力を支持する支持部がそれぞれ前記巻
枠の端部側に設けられて形成された端部超電導コイル
と、中間部超電導コイルとを有することを特徴とする超
電導マグネット装置。 - 【請求項２】巻枠が支持部で分割されてなる特許請求の
範囲第１項記載の超電導マグネット装置。 - 【請求項３】巻枠が一体成形されている特許請求の範囲
第１項記載の超電導マグネット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050292A JPH0797528B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 超電導マグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050292A JPH0797528B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 超電導マグネット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210602A JPS61210602A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0797528B2 true JPH0797528B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=12854832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050292A Expired - Lifetime JPH0797528B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 超電導マグネット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797528B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2444508B (en) * | 2006-12-06 | 2010-09-29 | Siemens Magnet Technology Ltd | Method of centralising and retaining moulded end coils in magnet formers |
| CN117292933B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-09-20 | 中国科学院电工研究所 | 一种防侧滑高温超导线圈绕制装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55111304U (ja) * | 1979-01-30 | 1980-08-05 | ||
| JPS562605A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Superconductive split magnet |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60050292A patent/JPH0797528B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61210602A (ja) | 1986-09-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |