JPH11233335A - 超伝導コイル装置 - Google Patents
超伝導コイル装置Info
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- JPH11233335A JPH11233335A JP14807398A JP14807398A JPH11233335A JP H11233335 A JPH11233335 A JP H11233335A JP 14807398 A JP14807398 A JP 14807398A JP 14807398 A JP14807398 A JP 14807398A JP H11233335 A JPH11233335 A JP H11233335A
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 事故等により冷凍機の稼動が突然停止して超
伝導コイルが冷却されなくなった場合にも、クエンチの
発生を極力抑えることのできる超伝導コイル装置を提供
する。 【解決手段】 超伝導コイル１１と、冷却部２２を有
し、前記冷却部を介して前記超伝導コイルを冷却するた
めの冷却装置２０と、前記超伝導コイルの温度上昇を抑
制する蓄冷部６０とを具備する。
伝導コイルが冷却されなくなった場合にも、クエンチの
発生を極力抑えることのできる超伝導コイル装置を提供
する。 【解決手段】 超伝導コイル１１と、冷却部２２を有
し、前記冷却部を介して前記超伝導コイルを冷却するた
めの冷却装置２０と、前記超伝導コイルの温度上昇を抑
制する蓄冷部６０とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超伝導コイル装置
に関し、特に冷凍機を備えた伝導冷却型の超伝導コイル
装置に関する。
に関し、特に冷凍機を備えた伝導冷却型の超伝導コイル
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超伝導コイル装置としては、例え
ば、図４に示されるものが知られている。この装置は、
超伝導コイル１と、この超伝導コイル１を冷却する冷凍
機２と、超伝導コイル１の外周部に設けられ冷凍機２に
よる冷却作用を伝達するための冷却板３と、冷凍機２に
より冷却された超伝導コイル１の環境を保持すべく中間
温度層を形成するための単数または複数のサーマルシー
ルド４と、超伝導コイル１を外気から遮断するための真
空容器５とを備えている。
ば、図４に示されるものが知られている。この装置は、
超伝導コイル１と、この超伝導コイル１を冷却する冷凍
機２と、超伝導コイル１の外周部に設けられ冷凍機２に
よる冷却作用を伝達するための冷却板３と、冷凍機２に
より冷却された超伝導コイル１の環境を保持すべく中間
温度層を形成するための単数または複数のサーマルシー
ルド４と、超伝導コイル１を外気から遮断するための真
空容器５とを備えている。
【０００３】超伝導コイル１は、冷凍機２の稼動により
冷却板３を介して冷却され、臨界温度（遷移温度）Ｔｃ
（critical temperature）以下まで冷却されることで超
伝導状態とされる。この場合、冷却板３は、超伝導コイ
ル１の外周部全域に亘って設けられていることから、温
度分布は周方向略均一となる。また、超伝導コイル１が
配設される真空容器５の内部は、真空状態とされること
で空気による熱伝導が行われないようになっている。
冷却板３を介して冷却され、臨界温度（遷移温度）Ｔｃ
（critical temperature）以下まで冷却されることで超
伝導状態とされる。この場合、冷却板３は、超伝導コイ
ル１の外周部全域に亘って設けられていることから、温
度分布は周方向略均一となる。また、超伝導コイル１が
配設される真空容器５の内部は、真空状態とされること
で空気による熱伝導が行われないようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、超伝導コイ
ル１が超伝導状態とされた後、停電により冷凍機２の稼
動が停止したり、冷凍機２の故障等により通常通りに稼
動しなくなる場合がある。その場合、超伝導コイル１の
温度は、侵入熱の影響を受けて急速に上昇し、臨界温度
Ｔｃよりも高温となってクエンチすることがあった。そ
して、クエンチすると、超伝導コイル１は、大量の熱を
発して損傷するおそれがあった。
ル１が超伝導状態とされた後、停電により冷凍機２の稼
動が停止したり、冷凍機２の故障等により通常通りに稼
動しなくなる場合がある。その場合、超伝導コイル１の
温度は、侵入熱の影響を受けて急速に上昇し、臨界温度
Ｔｃよりも高温となってクエンチすることがあった。そ
して、クエンチすると、超伝導コイル１は、大量の熱を
発して損傷するおそれがあった。
【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、事故等により冷凍機の稼動が突然停止して超伝導
コイルが冷却されなくなった場合にも、クエンチの発生
を極力抑えることのできる超伝導コイル装置を提供する
ことを目的としている。
ので、事故等により冷凍機の稼動が突然停止して超伝導
コイルが冷却されなくなった場合にも、クエンチの発生
を極力抑えることのできる超伝導コイル装置を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の超伝導コイル装
置は、超伝導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介
して前記超伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前
記超伝導コイルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを具備し
ている。
置は、超伝導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介
して前記超伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前
記超伝導コイルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを具備し
ている。
【０００７】また、本発明の超伝導コイル装置は、超伝
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記蓄冷部
は、前記超伝導コイルと熱伝導可能に設けられ該超伝導
コイルよりも大きな熱容量を有している。
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記蓄冷部
は、前記超伝導コイルと熱伝導可能に設けられ該超伝導
コイルよりも大きな熱容量を有している。
【０００８】また、本発明の超伝導コイル装置は、超伝
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記蓄冷部
は、前記超伝導コイルの少なくとも外周部に前記超伝導
コイルと熱伝導可能に設けられている。
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記蓄冷部
は、前記超伝導コイルの少なくとも外周部に前記超伝導
コイルと熱伝導可能に設けられている。
【０００９】また、本発明の超伝導コイル装置は、超伝
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記蓄冷部
は、前記超伝導コイルと熱伝導可能に設けられＥｒＮｉ
系、ＥｕＳ系、ＧｄＲｈ系、ＨｏＣｕ系、ＨｏＥｒＲｕ
系、ＥｒＮｉＣｏ系およびＰｂのうちのいずれかの材料
からなっている。
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記蓄冷部
は、前記超伝導コイルと熱伝導可能に設けられＥｒＮｉ
系、ＥｕＳ系、ＧｄＲｈ系、ＨｏＣｕ系、ＨｏＥｒＲｕ
系、ＥｒＮｉＣｏ系およびＰｂのうちのいずれかの材料
からなっている。
【００１０】また、本発明の超伝導コイル装置は、超伝
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記冷却部
は、前記超伝導コイルおよび前記蓄冷部の双方と直接接
触している。
導コイルと、冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超
伝導コイルを冷却するための冷却装置と、前記超伝導コ
イルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え、前記冷却部
は、前記超伝導コイルおよび前記蓄冷部の双方と直接接
触している。
【００１１】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して、本発明によ
る超伝導コイル装置を以下に説明する。
る超伝導コイル装置を以下に説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施の形態による超伝
導コイル装置を示す図である。超伝導コイル装置１０
は、超伝導コイル１１と、冷凍機（冷却装置）２０と、
冷却板３０と、サーマルシールド４０と、真空断熱容器
５０と、蓄冷部６０とを備えている。
導コイル装置を示す図である。超伝導コイル装置１０
は、超伝導コイル１１と、冷凍機（冷却装置）２０と、
冷却板３０と、サーマルシールド４０と、真空断熱容器
５０と、蓄冷部６０とを備えている。
【００１３】超伝導コイル１１の発生する磁場の向き
は、水平方向に限定するものでなく垂直方向でもよい。
また、冷凍機２０の設置場所や方向も任意の場所、方向
でよい。超伝導コイル１１は、酸化物系高温超伝導物質
からなる線材がボビン状の巻枠に巻回されてなり、その
全体は中空円柱状に形成されている。超伝導コイル１１
の前記線材の各端部には、それぞれ、電源（図示せず）
から供給される電流を流すためのリード線が接続されて
いる。
は、水平方向に限定するものでなく垂直方向でもよい。
また、冷凍機２０の設置場所や方向も任意の場所、方向
でよい。超伝導コイル１１は、酸化物系高温超伝導物質
からなる線材がボビン状の巻枠に巻回されてなり、その
全体は中空円柱状に形成されている。超伝導コイル１１
の前記線材の各端部には、それぞれ、電源（図示せず）
から供給される電流を流すためのリード線が接続されて
いる。
【００１４】超伝導コイル１１は、常温空間からの熱侵
入を減少させるため、真空断熱容器５０の中に設置され
る。真空断熱容器５０の中には、中空円柱状のサーマル
シールド４０が設けられ、超伝導コイル１１は、このサ
ーマルシールド４０で覆われている。サーマルシールド
４０内は、常温と臨界温度Ｔｃとの中間の温度に保持さ
れるようになっている。
入を減少させるため、真空断熱容器５０の中に設置され
る。真空断熱容器５０の中には、中空円柱状のサーマル
シールド４０が設けられ、超伝導コイル１１は、このサ
ーマルシールド４０で覆われている。サーマルシールド
４０内は、常温と臨界温度Ｔｃとの中間の温度に保持さ
れるようになっている。
【００１５】冷凍機２０は、蓄冷式のＧＭ（ギフォード
・マクマホン）冷凍機である。冷凍機２０は、冷凍機本
体２１と、この冷凍機本体２１に設けられた冷却部２２
とを備えている。冷却部２２は、被冷却物との接触によ
る熱伝導を通じて、被冷却物を冷却する。冷却部２２を
駆動する冷凍機本体２１は、真空断熱容器５０の外部に
設置され、冷却部２２のみが真空断熱容器５０の内部に
配設されている。
・マクマホン）冷凍機である。冷凍機２０は、冷凍機本
体２１と、この冷凍機本体２１に設けられた冷却部２２
とを備えている。冷却部２２は、被冷却物との接触によ
る熱伝導を通じて、被冷却物を冷却する。冷却部２２を
駆動する冷凍機本体２１は、真空断熱容器５０の外部に
設置され、冷却部２２のみが真空断熱容器５０の内部に
配設されている。
【００１６】超伝導コイル１１の外周部１２には、全域
に亘って冷却板３０が設けられている。冷却板３０は、
冷凍機２０の冷却部２２と直接接触して、冷却部２２に
熱を放出し、また、超伝導コイル１１から熱を放出させ
る。このため、冷却板３０は、良熱伝導性の材料から構
成される。冷却板３０が、超伝導コイル１１の外周部１
２全域に設けられることにより、冷却温度分布が略均一
になり、また冷却効率も上昇する。
に亘って冷却板３０が設けられている。冷却板３０は、
冷凍機２０の冷却部２２と直接接触して、冷却部２２に
熱を放出し、また、超伝導コイル１１から熱を放出させ
る。このため、冷却板３０は、良熱伝導性の材料から構
成される。冷却板３０が、超伝導コイル１１の外周部１
２全域に設けられることにより、冷却温度分布が略均一
になり、また冷却効率も上昇する。
【００１７】冷却板３０は、超伝導コイル１１に対する
伝導熱量を増やす（伝熱効率を高める）べく、超伝導コ
イル１１との伝熱（接触）面積がより多くなるように密
着した状態で設けられている。このため、冷却板３０と
超伝導コイル１１との間に、良熱伝導性の低温グリース
を充填してもよい。あるいは、冷却板３０と超伝導コイ
ル１１との間に、インジウム等の良熱伝導性のやわらか
い金属シートを設けてもよい。
伝導熱量を増やす（伝熱効率を高める）べく、超伝導コ
イル１１との伝熱（接触）面積がより多くなるように密
着した状態で設けられている。このため、冷却板３０と
超伝導コイル１１との間に、良熱伝導性の低温グリース
を充填してもよい。あるいは、冷却板３０と超伝導コイ
ル１１との間に、インジウム等の良熱伝導性のやわらか
い金属シートを設けてもよい。
【００１８】冷却板３０の外周部には、冷却部２２との
接触部３１を除く全域に、蓄冷部６０が設けられてい
る。蓄冷部６０は、例えば、Ｅｒ３Ｎｉ、ＥｒＮｉ、Ｅ
ｒＮｉ２等のＥｒＮｉ系、またはＥｕＳ系、またはＧｄ
Ｒｈ系、またはＨｏＣｕ系、またはＨｏＥｒＲｕ系、ま
たはＥｒＮｉＣｏ系、またはＰｂの材料からなるもの
で、その比熱は、２０Ｊ／ｋｇ・Ｋ程度である。この材
料は、超伝導コイル１１の臨界温度Ｔｃ以下の極低温領
域での比熱が大きく、同温度領域で熱を受けても、温度
が上昇し難い性質を備えている。すなわち、蓄冷部６０
の材質は、前記性質に着目して、冷凍機２０の故障時等
に超伝導コイル１１の温度上昇を抑制する蓄冷材として
機能し易いように選択されたものである。
接触部３１を除く全域に、蓄冷部６０が設けられてい
る。蓄冷部６０は、例えば、Ｅｒ３Ｎｉ、ＥｒＮｉ、Ｅ
ｒＮｉ２等のＥｒＮｉ系、またはＥｕＳ系、またはＧｄ
Ｒｈ系、またはＨｏＣｕ系、またはＨｏＥｒＲｕ系、ま
たはＥｒＮｉＣｏ系、またはＰｂの材料からなるもの
で、その比熱は、２０Ｊ／ｋｇ・Ｋ程度である。この材
料は、超伝導コイル１１の臨界温度Ｔｃ以下の極低温領
域での比熱が大きく、同温度領域で熱を受けても、温度
が上昇し難い性質を備えている。すなわち、蓄冷部６０
の材質は、前記性質に着目して、冷凍機２０の故障時等
に超伝導コイル１１の温度上昇を抑制する蓄冷材として
機能し易いように選択されたものである。
【００１９】すなわち、具体的に示せば、以下の通りで
ある。まず、蓄冷部６０を設けない従来のケース（図４
参照）について説明する。超伝導コイル１の重量が５０
０ｋｇで、その比熱が０．１Ｊ／ｋｇ・Ｋである場合
に、侵入熱を０．０５Ｗとして温度が１Ｋ上昇するまで
の時間を計算すると、 ５００ｋｇ×０．１Ｊ／ｋｇ・Ｋ×１Ｋ÷０．０５Ｗ＝
１０００ｓ となり、約１６分となる。次に、蓄冷部６０を設けた本
実施の形態の場合（図１参照）について説明する。超伝
導コイル１１の重量とその比熱および侵入熱を上記と同
じ条件にして、蓄冷部６０の比熱が２０Ｊ／ｋｇ・Ｋで
その重量が５０ｋｇであるとして計算すると、 （５００ｋｇ×０．１Ｊ／ｋｇ・Ｋ＋５０ｋｇ×２０Ｊ
／ｋｇ・Ｋ）×１Ｋ÷０．０５Ｗ＝２１０００ｓ となり、約６時間となる。
ある。まず、蓄冷部６０を設けない従来のケース（図４
参照）について説明する。超伝導コイル１の重量が５０
０ｋｇで、その比熱が０．１Ｊ／ｋｇ・Ｋである場合
に、侵入熱を０．０５Ｗとして温度が１Ｋ上昇するまで
の時間を計算すると、 ５００ｋｇ×０．１Ｊ／ｋｇ・Ｋ×１Ｋ÷０．０５Ｗ＝
１０００ｓ となり、約１６分となる。次に、蓄冷部６０を設けた本
実施の形態の場合（図１参照）について説明する。超伝
導コイル１１の重量とその比熱および侵入熱を上記と同
じ条件にして、蓄冷部６０の比熱が２０Ｊ／ｋｇ・Ｋで
その重量が５０ｋｇであるとして計算すると、 （５００ｋｇ×０．１Ｊ／ｋｇ・Ｋ＋５０ｋｇ×２０Ｊ
／ｋｇ・Ｋ）×１Ｋ÷０．０５Ｗ＝２１０００ｓ となり、約６時間となる。
【００２０】超伝導コイル１１の温度が１Ｋ上昇すると
超伝導状態が維持されなくなる場合を想定すると、上記
のことから、蓄冷部６０を設けた場合には、上記６時間
の間、超伝導状態を維持できることになる。したがっ
て、その間に超伝導コイル１１の温度上昇の原因の解消
（例えば、停電の回復や冷凍機２０の故障の修理）を行
うことが十分可能であり、これにより、超伝導状態を維
持した運転の継続が可能となる。または、上記６時間の
間に、超伝導コイル１１を消磁して安全に運転を停止さ
せることも可能となる。
超伝導状態が維持されなくなる場合を想定すると、上記
のことから、蓄冷部６０を設けた場合には、上記６時間
の間、超伝導状態を維持できることになる。したがっ
て、その間に超伝導コイル１１の温度上昇の原因の解消
（例えば、停電の回復や冷凍機２０の故障の修理）を行
うことが十分可能であり、これにより、超伝導状態を維
持した運転の継続が可能となる。または、上記６時間の
間に、超伝導コイル１１を消磁して安全に運転を停止さ
せることも可能となる。
【００２１】上記の式から明らかなように、蓄冷部６０
を用いて、超伝導コイル１１の温度上昇を抑制する場合
に、その抑制効果は、蓄冷部６０の熱容量（Ｊ／Ｋ）に
左右される。すなわち、蓄冷部６０の比熱（Ｊ／ｋｇ・
Ｋ）が大きいのは勿論のこと、蓄冷部６０の重量（質
量）（ｋｇ）も大きいほど、超伝導コイル１１の温度上
昇を抑制する効果は大きくなる。したがって、蓄冷部６
０の材料の選択と共に、蓄冷部６０の重量（ｋｇ）の設
定もまた、温度上昇抑制手段としての性能を決定する要
素である。また、所定の温度上昇抑制性能を発揮させる
場合には、蓄冷部６０を比熱の大きい材料で形成すれ
ば、その分、重量を小さくできる。
を用いて、超伝導コイル１１の温度上昇を抑制する場合
に、その抑制効果は、蓄冷部６０の熱容量（Ｊ／Ｋ）に
左右される。すなわち、蓄冷部６０の比熱（Ｊ／ｋｇ・
Ｋ）が大きいのは勿論のこと、蓄冷部６０の重量（質
量）（ｋｇ）も大きいほど、超伝導コイル１１の温度上
昇を抑制する効果は大きくなる。したがって、蓄冷部６
０の材料の選択と共に、蓄冷部６０の重量（ｋｇ）の設
定もまた、温度上昇抑制手段としての性能を決定する要
素である。また、所定の温度上昇抑制性能を発揮させる
場合には、蓄冷部６０を比熱の大きい材料で形成すれ
ば、その分、重量を小さくできる。
【００２２】図１に示すように、冷凍機２０の冷却部２
２と冷却板３０とは、接触部３１において直接接触して
おり、その両者２２，３０の間に蓄冷部６０は介在して
いない。上記のように、蓄冷部６０は、冷凍機２０の故
障時等の超伝導コイル１１の温度上昇を抑制するために
熱容量が大きくなるように設定されている。したがっ
て、蓄冷部６０は、熱容量が大きい分、冷却され難く、
仮に冷却部２２と冷却板３０との間に蓄冷部６０を介在
させた場合には、冷却部２２が冷却板３０の熱を奪う
（放出させる）までに時間がかかり、よって、超伝導コ
イル１１を臨界温度Ｔｃ以下まで冷却（初期冷却）する
のに長時間必要となる。このことから、冷却部２２は、
蓄冷部６０が設けられていない部位から、直接的に冷却
板３０を冷却するようになっている。
２と冷却板３０とは、接触部３１において直接接触して
おり、その両者２２，３０の間に蓄冷部６０は介在して
いない。上記のように、蓄冷部６０は、冷凍機２０の故
障時等の超伝導コイル１１の温度上昇を抑制するために
熱容量が大きくなるように設定されている。したがっ
て、蓄冷部６０は、熱容量が大きい分、冷却され難く、
仮に冷却部２２と冷却板３０との間に蓄冷部６０を介在
させた場合には、冷却部２２が冷却板３０の熱を奪う
（放出させる）までに時間がかかり、よって、超伝導コ
イル１１を臨界温度Ｔｃ以下まで冷却（初期冷却）する
のに長時間必要となる。このことから、冷却部２２は、
蓄冷部６０が設けられていない部位から、直接的に冷却
板３０を冷却するようになっている。
【００２３】本実施形態では、図１に示すように、蓄冷
部６０が冷却部２２に接触していることから、冷却部２
２による超伝導コイル１１の冷却時に、蓄冷部６０も同
時に冷却される。冷凍機２０の事故等により稼動が停止
した場合には、超伝導コイル１１の温度は次第に上昇す
る。この場合、蓄冷部６０の温度も同様に上昇するが、
蓄冷部６０は、比熱の大きな前記材料で形成され超伝導
コイル１１よりも熱容量が大きく設定されているため、
超伝導コイル１１に比べて温度変化を起し難く、温度上
昇し難い。すなわち、超伝導コイル１１および蓄冷部６
０の冷却後に冷却が停止されて超伝導コイル１１および
蓄冷部６０が同時に同一熱量の侵入熱を受けた場合、両
者１１，６０の同一熱量に対する温度変化のし難さに起
因して、蓄冷部６０と超伝導コイル１１との間に温度差
が生じ、蓄冷部６０は超伝導コイル１１を相対的に冷却
する。これにより、蓄冷部６０は、超伝導コイル１１の
温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段として機能する。
部６０が冷却部２２に接触していることから、冷却部２
２による超伝導コイル１１の冷却時に、蓄冷部６０も同
時に冷却される。冷凍機２０の事故等により稼動が停止
した場合には、超伝導コイル１１の温度は次第に上昇す
る。この場合、蓄冷部６０の温度も同様に上昇するが、
蓄冷部６０は、比熱の大きな前記材料で形成され超伝導
コイル１１よりも熱容量が大きく設定されているため、
超伝導コイル１１に比べて温度変化を起し難く、温度上
昇し難い。すなわち、超伝導コイル１１および蓄冷部６
０の冷却後に冷却が停止されて超伝導コイル１１および
蓄冷部６０が同時に同一熱量の侵入熱を受けた場合、両
者１１，６０の同一熱量に対する温度変化のし難さに起
因して、蓄冷部６０と超伝導コイル１１との間に温度差
が生じ、蓄冷部６０は超伝導コイル１１を相対的に冷却
する。これにより、蓄冷部６０は、超伝導コイル１１の
温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段として機能する。
【００２４】本実施形態では、上記のように、蓄冷部６
０を、冷却板３０の外周部のうち冷却部２２との接触部
３１を除く全域に設けたが、本発明において、蓄冷部６
０の配置位置はこれに限定される訳ではないことは勿論
である。超伝導コイル１１の周辺など、蓄冷部６０が超
伝導コイル１１の温度上昇を抑制し易い場所であれば何
処でもよい。例えば、図２に示すように、蓄冷部６１
は、冷却板３０の外周部のみならず、超伝導コイル１１
の左右側部１３，１４を覆うように設けてもよい。また
更に、超伝導コイル１１の内周部１５に設けてもよい
（不図示）。
０を、冷却板３０の外周部のうち冷却部２２との接触部
３１を除く全域に設けたが、本発明において、蓄冷部６
０の配置位置はこれに限定される訳ではないことは勿論
である。超伝導コイル１１の周辺など、蓄冷部６０が超
伝導コイル１１の温度上昇を抑制し易い場所であれば何
処でもよい。例えば、図２に示すように、蓄冷部６１
は、冷却板３０の外周部のみならず、超伝導コイル１１
の左右側部１３，１４を覆うように設けてもよい。また
更に、超伝導コイル１１の内周部１５に設けてもよい
（不図示）。
【００２５】また、図３に示すように、蓄冷部６２を冷
却板３０の外周部の全域に設け、蓄冷部６２と冷却部２
２とを直接接触させ、蓄冷部６２を介して冷却板３０を
冷却してもよい。
却板３０の外周部の全域に設け、蓄冷部６２と冷却部２
２とを直接接触させ、蓄冷部６２を介して冷却板３０を
冷却してもよい。
【００２６】なお、冷却板３０は、本発明においては必
須ではなく省略可能である。冷却板３０を省略した場
合、例えば、超伝導コイル１１に対して、蓄冷部を直接
接触させた状態で設け、その蓄冷部の外周部に冷却部２
２を直接接触させてもよい。
須ではなく省略可能である。冷却板３０を省略した場
合、例えば、超伝導コイル１１に対して、蓄冷部を直接
接触させた状態で設け、その蓄冷部の外周部に冷却部２
２を直接接触させてもよい。
【００２７】以上述べたように、本実施形態によれば、
超伝導コイル１１の温度上昇を抑制する蓄冷部６０，６
１，６２等を備えているため、事故等により冷凍機２０
の稼動が突然停止して超伝導コイル１１が冷却されなく
なった場合にも、前記蓄冷部６０，６１，６２等により
超伝導コイル１１の温度上昇が抑制され、これにより、
クエンチの発生を極力抑えることができる。
超伝導コイル１１の温度上昇を抑制する蓄冷部６０，６
１，６２等を備えているため、事故等により冷凍機２０
の稼動が突然停止して超伝導コイル１１が冷却されなく
なった場合にも、前記蓄冷部６０，６１，６２等により
超伝導コイル１１の温度上昇が抑制され、これにより、
クエンチの発生を極力抑えることができる。
【００２８】また、前記蓄冷部６０，６１，６２等は、
超伝導コイル１１の温度上昇を抑制するに際して、超伝
導コイル１１との熱容量の差を利用するため、外部電源
等を必要としない。したがって、仮に、停電が起こり冷
凍機２０のみならず一切の装置に供電されなくなった場
合にも、前記蓄冷部６０，６１，６２等は何らの影響を
受けずに機能する。
超伝導コイル１１の温度上昇を抑制するに際して、超伝
導コイル１１との熱容量の差を利用するため、外部電源
等を必要としない。したがって、仮に、停電が起こり冷
凍機２０のみならず一切の装置に供電されなくなった場
合にも、前記蓄冷部６０，６１，６２等は何らの影響を
受けずに機能する。
【００２９】さらに、前記蓄冷部６０，６１，６２等
は、前記超伝導コイル１１の少なくとも外周部１２に設
けられている。冷凍機２０が停止した場合、真空断熱容
器５０の外側から侵入する熱は、超伝導コイル１１の外
側から作用する。しかも、略円筒形状に形成される超伝
導コイル１１は、その全表面積のうち外周部１２の表面
積が占める割合が大きい。したがって、超伝導コイル１
１は、その外周部１２から受ける熱の影響が特に大き
く、前記外周部１２に蓄冷部６０，６１，６２等を設け
ることにより、超伝導コイル１１の温度上昇を効果的に
抑制することができる。
は、前記超伝導コイル１１の少なくとも外周部１２に設
けられている。冷凍機２０が停止した場合、真空断熱容
器５０の外側から侵入する熱は、超伝導コイル１１の外
側から作用する。しかも、略円筒形状に形成される超伝
導コイル１１は、その全表面積のうち外周部１２の表面
積が占める割合が大きい。したがって、超伝導コイル１
１は、その外周部１２から受ける熱の影響が特に大き
く、前記外周部１２に蓄冷部６０，６１，６２等を設け
ることにより、超伝導コイル１１の温度上昇を効果的に
抑制することができる。
【００３０】また、前記蓄冷部６０，６１，６２等は、
特に超伝導コイル１１の臨界温度Ｔｃ近傍の極低温で比
熱の大きい、ＥｒＮｉ系、またはＥｕＳ系、またはＧｄ
Ｒｈ系、またはＨｏＣｕ系、またはＨｏＥｒＲｕ系、ま
たはＥｒＮｉＣｏ系、またはＰｂの材料から構成されて
いる。したがって、熱容量の大きな蓄冷部６０，６１，
６２等を構成するに際しては、その比熱が大きい分、そ
の重量（質量）を小さくすることができ、蓄冷部６０，
６１，６２等の小型・軽量化を図ることができる。これ
により、超伝導コイル１１等に対する重量面等での負担
を軽減することができる。
特に超伝導コイル１１の臨界温度Ｔｃ近傍の極低温で比
熱の大きい、ＥｒＮｉ系、またはＥｕＳ系、またはＧｄ
Ｒｈ系、またはＨｏＣｕ系、またはＨｏＥｒＲｕ系、ま
たはＥｒＮｉＣｏ系、またはＰｂの材料から構成されて
いる。したがって、熱容量の大きな蓄冷部６０，６１，
６２等を構成するに際しては、その比熱が大きい分、そ
の重量（質量）を小さくすることができ、蓄冷部６０，
６１，６２等の小型・軽量化を図ることができる。これ
により、超伝導コイル１１等に対する重量面等での負担
を軽減することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、超伝導コイルの温度上
昇を抑制する蓄冷部を備えており、停電や事故等により
冷凍機の稼動が突然停止して超伝導コイルが冷却されな
くなった場合にも、侵入熱に抗して蓄冷部が超伝導コイ
ルの温度上昇を抑制するため、クエンチの発生を極力抑
えることができる。これに伴い、クエンチにより超伝導
コイルが大量の熱を発して損傷するおそれも最小限に抑
えることができる。
昇を抑制する蓄冷部を備えており、停電や事故等により
冷凍機の稼動が突然停止して超伝導コイルが冷却されな
くなった場合にも、侵入熱に抗して蓄冷部が超伝導コイ
ルの温度上昇を抑制するため、クエンチの発生を極力抑
えることができる。これに伴い、クエンチにより超伝導
コイルが大量の熱を発して損傷するおそれも最小限に抑
えることができる。
【図１】 本発明の超伝導コイル装置の一実施の形態を
示す概略側断面図である。
示す概略側断面図である。
【図２】 図１に示した超伝導コイル装置の一実施の形
態の変形例を示す概略側断面図である。
態の変形例を示す概略側断面図である。
【図３】 図１に示した超伝導コイル装置の一実施の形
態の他の変形例を示す概略側断面図である。
態の他の変形例を示す概略側断面図である。
【図４】 従来の超伝導コイル装置の一例を示す概略側
断面図である。
断面図である。
１０ 超伝導コイル装置 １１ 超伝導コイル １２ 超伝導コイルの外周部 ２０ 冷凍機（冷却装置） ２２ 冷却部 ６０ 蓄冷部 ６１ 蓄冷部 ６２ 蓄冷部
Claims (5)
- 【請求項１】 超伝導コイルと、 冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超伝導コイルを
冷却するための冷却装置と、 前記超伝導コイルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備え
た超伝導コイル装置。 - 【請求項２】 超伝導コイルと、 冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超伝導コイルを
冷却するための冷却装置と、 前記超伝導コイルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備
え、 前記蓄冷部は、前記超伝導コイルと熱伝導可能に設けら
れ該超伝導コイルよりも大きな熱容量を有している超伝
導コイル装置。 - 【請求項３】 超伝導コイルと、 冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超伝導コイルを
冷却するための冷却装置と、 前記超伝導コイルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備
え、 前記蓄冷部は、前記超伝導コイルの少なくとも外周部に
前記超伝導コイルと熱伝導可能に設けられている超伝導
コイル装置。 - 【請求項４】 超伝導コイルと、 冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超伝導コイルを
冷却するための冷却装置と、 前記超伝導コイルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備
え、 前記蓄冷部は、前記超伝導コイルと熱伝導可能に設けら
れＥｒＮｉ系、ＥｕＳ系、ＧｄＲｈ系、ＨｏＣｕ系、Ｈ
ｏＥｒＲｕ系、ＥｒＮｉＣｏ系およびＰｂのうちのいず
れかの材料からなる超伝導コイル装置。 - 【請求項５】 超伝導コイルと、 冷却部を有し、前記冷却部を介して前記超伝導コイルを
冷却するための冷却装置と、 前記超伝導コイルの温度上昇を抑制する蓄冷部とを備
え、 前記冷却部は、前記超伝導コイルおよび前記蓄冷部の双
方と直接接触している超伝導コイル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14807398A JPH11233335A (ja) | 1997-12-08 | 1998-05-28 | 超伝導コイル装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35419597 | 1997-12-08 | ||
| JP9-354195 | 1997-12-08 | ||
| JP14807398A JPH11233335A (ja) | 1997-12-08 | 1998-05-28 | 超伝導コイル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233335A true JPH11233335A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=26478414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14807398A Withdrawn JPH11233335A (ja) | 1997-12-08 | 1998-05-28 | 超伝導コイル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233335A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244109A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル装置 |
| JP2005353931A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Japan Superconductor Technology Inc | 超電導コイルの伝熱構造及び超電導マグネット |
| WO2006040850A1 (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Japan Science And Technology Agency | 多価イオン発生源およびこの発生源を用いた荷電粒子ビーム装置 |
-
1998
- 1998-05-28 JP JP14807398A patent/JPH11233335A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001244109A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル装置 |
| JP2005353931A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Japan Superconductor Technology Inc | 超電導コイルの伝熱構造及び超電導マグネット |
| WO2006040850A1 (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Japan Science And Technology Agency | 多価イオン発生源およびこの発生源を用いた荷電粒子ビーム装置 |
| JP2006108054A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Japan Science & Technology Agency | 多価イオン発生源およびこの発生源を用いた荷電粒子ビーム装置 |
| US7544952B2 (en) | 2004-10-08 | 2009-06-09 | Japan Science And Technology Agency | Multivalent ion generating source and charged particle beam apparatus using such ion generating source |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |