JPS6050328B2 - 超電導コイル - Google Patents
超電導コイルInfo
- Publication number
- JPS6050328B2 JPS6050328B2 JP7987079A JP7987079A JPS6050328B2 JP S6050328 B2 JPS6050328 B2 JP S6050328B2 JP 7987079 A JP7987079 A JP 7987079A JP 7987079 A JP7987079 A JP 7987079A JP S6050328 B2 JPS6050328 B2 JP S6050328B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting wire
- superconducting
- heat flux
- cooling
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、特に冷却効果を改良した超電導コイルに関
するものである。
するものである。
第１図に、従来の超電導コイルを示す。
図において、２は、超電導線１を巻回して作つた複数の
円板状のパンケーキコイルであり、これらパンケーキコ
イル２間には第２図のようにスペーサ４を介して冷却チ
ャンネル３が形成されている。この超電導コイルは、冷
媒（一般に液体ヘリウム）によつて冷却される。冷媒は
冷却チャンネル３に入り込んて超電導線１に冷却する。
第３図は、コイル巻線部の一部を拡大して示したもので
あり、５はターン間スペーサを示す。
円板状のパンケーキコイルであり、これらパンケーキコ
イル２間には第２図のようにスペーサ４を介して冷却チ
ャンネル３が形成されている。この超電導コイルは、冷
媒（一般に液体ヘリウム）によつて冷却される。冷媒は
冷却チャンネル３に入り込んて超電導線１に冷却する。
第３図は、コイル巻線部の一部を拡大して示したもので
あり、５はターン間スペーサを示す。
ターン間スペーサー５には図示したように１面に凹凸を
設けている。この凹部に冷媒が入り込み超電導線１を冷
却している。また超電導線１の４面の表面のうち冷媒が
触れる３面の表面には凹凸が作られている。このように
超電導線１の表面に凹凸が作られているのは超電導線１
の冷却効果を高めるためてある。次に、超電導線１の冷
却と超電導線１に流す電流との関係について述べる。
設けている。この凹部に冷媒が入り込み超電導線１を冷
却している。また超電導線１の４面の表面のうち冷媒が
触れる３面の表面には凹凸が作られている。このように
超電導線１の表面に凹凸が作られているのは超電導線１
の冷却効果を高めるためてある。次に、超電導線１の冷
却と超電導線１に流す電流との関係について述べる。
一般に大形超電導線１に流す電流が大きさは次のような
基準の下に決定される。すなわち瞬時的な外乱により超
電導線１の超電導性が破壊され、超電導線１が抵抗を発
生（常電導状態になる）したとしても、外乱消滅後は超
電導線１に生じているジュール発熱は冷媒により取り去
られて、超電導線１の温度は超電導線１の臨界温度Ｔｃ
以下になり、ただちに超電導特性が回復するという基準
である。この基準は次式て表わされる。ＲＩ２くＱ（Ｔ
ｃ−ＴＢ）゜゜゛゜゜゜（１）ただしＲ■超電導線１の
単位長当りの常電導抵抗Ｉ■超電導線１に通電されてい
る電流 （超電導コイルの運転電流） Ｑ（Ｔ）＝冷媒が超電導線１から奪う熱流束Ｔｃ■超電
導線１の臨界温度ＴＢ■冷媒の温度 式（１）を書き直すと、次のようになる。
基準の下に決定される。すなわち瞬時的な外乱により超
電導線１の超電導性が破壊され、超電導線１が抵抗を発
生（常電導状態になる）したとしても、外乱消滅後は超
電導線１に生じているジュール発熱は冷媒により取り去
られて、超電導線１の温度は超電導線１の臨界温度Ｔｃ
以下になり、ただちに超電導特性が回復するという基準
である。この基準は次式て表わされる。ＲＩ２くＱ（Ｔ
ｃ−ＴＢ）゜゜゛゜゜゜（１）ただしＲ■超電導線１の
単位長当りの常電導抵抗Ｉ■超電導線１に通電されてい
る電流 （超電導コイルの運転電流） Ｑ（Ｔ）＝冷媒が超電導線１から奪う熱流束Ｔｃ■超電
導線１の臨界温度ＴＢ■冷媒の温度 式（１）を書き直すと、次のようになる。
１≦＝ ・・・・・・・・・（２）
式（２）から明らかなように、Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）が大き
い程超電導コイルの公転電流は大きくできる。
い程超電導コイルの公転電流は大きくできる。
すなわち、超電導線１の電流密度は高くなる。こ・れは
、超電導コイルの発生磁場を強くできることを意味する
。あるいは、発生磁場を一定にするなら超電導線１の量
を減らすことができるということを意味する。この意味
で、冷媒が超電導線１から奪う熱流束Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）
を大きくすることは非常に重要なことである。発明者の
実験データを用いて熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）について詳
述する。
、超電導コイルの発生磁場を強くできることを意味する
。あるいは、発生磁場を一定にするなら超電導線１の量
を減らすことができるということを意味する。この意味
で、冷媒が超電導線１から奪う熱流束Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）
を大きくすることは非常に重要なことである。発明者の
実験データを用いて熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）について詳
述する。
第４図は、熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）を測定するための試
料である。１は超電導線、６は超電導線１を埋ている熱
絶縁物である。
料である。１は超電導線、６は超電導線１を埋ている熱
絶縁物である。
超電導線１の表面には第３図で既に示したように、冷却
効果を高めるために凹凸が設けられている。超電導線１
の内部にはヒータと温度計測素子を埋め込んだ。この試
料を冷媒に浸してヒータの入力を徐々に増加させる。超
電導線１の温度がＴＯになつた時のヒータ入力は冷媒が
超電導線１の１つの表面から奪う熱流束Ｑ（ＴＯ−Ｔ８
）に等しい。そして試料を回転させながら熱流束Ｑ（Ｔ
ｃ−ＴＢ）の様子を調べた。第４図の断面Ａ一Ａを示し
たものが第５図てある。第５図のａは超電導線１の冷却
表面が上方を向いている。この状態を傾斜角θ＝０面と
する。第５図のｂは超電導線１の冷却表面が側方にθだ
け傾むいた図である。すなわち、傾斜角がθの場合を表
わしている。傾斜角θを変化させながら熱流束Ｑ（ＴＯ
一ＴＢ）を測定した。測定結果をグラフにしたものが第
６図中の実線て示した曲線である。次に超電導線１の冷
却表面が平滑面である場合についても傾斜角θと熱流束
Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）の関係を測定した。この結果を示した
ものが第６図中の破線の曲線である。この２本の曲線か
ら次のことがわかる。１傾斜角θが１３０の程度より小
さい場合は、超電導線１の冷却表面凹凸を設けることに
より熱流束Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）が増加している。
効果を高めるために凹凸が設けられている。超電導線１
の内部にはヒータと温度計測素子を埋め込んだ。この試
料を冷媒に浸してヒータの入力を徐々に増加させる。超
電導線１の温度がＴＯになつた時のヒータ入力は冷媒が
超電導線１の１つの表面から奪う熱流束Ｑ（ＴＯ−Ｔ８
）に等しい。そして試料を回転させながら熱流束Ｑ（Ｔ
ｃ−ＴＢ）の様子を調べた。第４図の断面Ａ一Ａを示し
たものが第５図てある。第５図のａは超電導線１の冷却
表面が上方を向いている。この状態を傾斜角θ＝０面と
する。第５図のｂは超電導線１の冷却表面が側方にθだ
け傾むいた図である。すなわち、傾斜角がθの場合を表
わしている。傾斜角θを変化させながら熱流束Ｑ（ＴＯ
一ＴＢ）を測定した。測定結果をグラフにしたものが第
６図中の実線て示した曲線である。次に超電導線１の冷
却表面が平滑面である場合についても傾斜角θと熱流束
Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）の関係を測定した。この結果を示した
ものが第６図中の破線の曲線である。この２本の曲線か
ら次のことがわかる。１傾斜角θが１３０の程度より小
さい場合は、超電導線１の冷却表面凹凸を設けることに
より熱流束Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）が増加している。
２一方、傾斜角θが１３０加程度より大きくなると、超
電導線１の冷却表面に凹凸を設けることはかえつて熱流
束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）を減少させる。
電導線１の冷却表面に凹凸を設けることはかえつて熱流
束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）を減少させる。
このように、常識的には考え難いような結論が得られる
。
。
ここで、第１図、第２図、第３図に示した従来の超電導
コイルについて考えてみると、熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）
を増加させるために超電導コイル巻線部の全冷却表面に
凹凸を設けることは熱流束Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）を効率良く
増加させたことにはならない。
コイルについて考えてみると、熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）
を増加させるために超電導コイル巻線部の全冷却表面に
凹凸を設けることは熱流束Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）を効率良く
増加させたことにはならない。
下方（傾斜角でいえばθ＝１８０との方向）を向いた冷
却表面に凹凸を設けることは熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）を
かえつて減少させている。従来の電導コイルは以上のよ
うに構成されているので、コイルの運転電流を決定する
重要な因子の１つである熱流束が効果的には増加してい
ないという欠点があつた。この発明は上記のような従来
のものの欠点を除・去するためになされたもので、超電
導コイル巻線部の冷却面のうちほぼ下方（傾斜角θで表
現すればθが１３００程度以上の方向）を向いた冷却面
は平滑面とし、それ以外の冷却面のうち少なくとも１つ
の冷却面には凹凸を設けて、熱流束を効果的に増加でき
る超電導コイルを提供することを目的とするものである
。
却表面に凹凸を設けることは熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）を
かえつて減少させている。従来の電導コイルは以上のよ
うに構成されているので、コイルの運転電流を決定する
重要な因子の１つである熱流束が効果的には増加してい
ないという欠点があつた。この発明は上記のような従来
のものの欠点を除・去するためになされたもので、超電
導コイル巻線部の冷却面のうちほぼ下方（傾斜角θで表
現すればθが１３００程度以上の方向）を向いた冷却面
は平滑面とし、それ以外の冷却面のうち少なくとも１つ
の冷却面には凹凸を設けて、熱流束を効果的に増加でき
る超電導コイルを提供することを目的とするものである
。
以下、この発明の一実施例を第７図について説明する。
コイル巻線部の冷却面のうち上方向の面及び横方向の面
には凹凸を設けるが、下方向の面゜は平滑面である。こ
のように構成すれば、前述の熱流束の実験結果で述べた
ように、下方の冷却面が熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）を減少
させるということはなく、超電導コイル巻線部の熱流束
Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）は効率よく増加する。その結果、（２
）式から明らかなように超電導線１の電流密度を高くで
きる。その他の部分の構成は従来と同様てある。以上の
ように、この発明によれば超電導コイル巻線部の冷却面
のうちほぼ下方を向いた冷却面は平滑面とし、それ以外
の冷却面のうち少なくとも１つの冷却面には凹凸を設け
るように構成したので、熱流束が効果的に増加して電流
密度の高い超電導コイルが得られる効果がある。
には凹凸を設けるが、下方向の面゜は平滑面である。こ
のように構成すれば、前述の熱流束の実験結果で述べた
ように、下方の冷却面が熱流束Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）を減少
させるということはなく、超電導コイル巻線部の熱流束
Ｑ（ＴＯ−ＴＢ）は効率よく増加する。その結果、（２
）式から明らかなように超電導線１の電流密度を高くで
きる。その他の部分の構成は従来と同様てある。以上の
ように、この発明によれば超電導コイル巻線部の冷却面
のうちほぼ下方を向いた冷却面は平滑面とし、それ以外
の冷却面のうち少なくとも１つの冷却面には凹凸を設け
るように構成したので、熱流束が効果的に増加して電流
密度の高い超電導コイルが得られる効果がある。
第１図は従来の超電導コイルの斜視図、第２図は２枚の
パンケーキコイルの斜視図、第３図はコイル巻線部の一
部の拡大斜視図、第４図は熱流束の測定用試料の斜視図
、第５図Ａ，ｂはその断面図、第６図は熱流束と傾斜角
の関係を示すグラフ、第７図はこの発明の一実施例を示
す超電導コイル巻線部の拡大斜視図である。 １・・・・・・超電導線、２・・・・・・パンケーキコ
イル、３・・・冷却チャンネル。
パンケーキコイルの斜視図、第３図はコイル巻線部の一
部の拡大斜視図、第４図は熱流束の測定用試料の斜視図
、第５図Ａ，ｂはその断面図、第６図は熱流束と傾斜角
の関係を示すグラフ、第７図はこの発明の一実施例を示
す超電導コイル巻線部の拡大斜視図である。 １・・・・・・超電導線、２・・・・・・パンケーキコ
イル、３・・・冷却チャンネル。
Claims (1)
- １ パンケーキ状に巻かれた超電導線と、この超電導線
の冷却面のほぼ下方に形成された平滑面と、上記超電導
線の冷却面の上記下方部以外の部分に形成された凹凸面
とからなる超電導コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7987079A JPS6050328B2 (ja) | 1979-06-22 | 1979-06-22 | 超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7987079A JPS6050328B2 (ja) | 1979-06-22 | 1979-06-22 | 超電導コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS564212A JPS564212A (en) | 1981-01-17 |
| JPS6050328B2 true JPS6050328B2 (ja) | 1985-11-08 |
Family
ID=13702239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7987079A Expired JPS6050328B2 (ja) | 1979-06-22 | 1979-06-22 | 超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6050328B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296052A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-05-02 | Kawakami Tekkosho:Kk | 手延べ麺線の麺掛け棒への巻掛け方法とその装置 |
| JPH081228U (ja) * | 1994-11-21 | 1996-08-09 | 株式会社川上鉄工所 | 手延べ麺線の麺掛け棒への巻掛け装置 |
-
1979
- 1979-06-22 JP JP7987079A patent/JPS6050328B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS564212A (en) | 1981-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100623812B1 (ko) | 자기저항 기록 헤드에서의 센서 온도 감소 | |
| JP2980097B2 (ja) | 超電導コイル | |
| JP4720960B2 (ja) | 超電導コイルの運転システム | |
| JPH0232762B2 (ja) | ||
| Fetisov et al. | HTS tapes cooled by liquid nitrogen at current overloads | |
| Nakamura et al. | Transport coefficients of InSb in a strong magnetic field | |
| US6473265B1 (en) | High frequency writer with sliced core topology | |
| JPS6244366B2 (ja) | ||
| JPS6123306A (ja) | 超電導コイルの冷却装置 | |
| Butta et al. | Bi-metallic magnetic wire with insulating layer as core for orthogonal fluxgate | |
| JPS608610B2 (ja) | 超電導コイル | |
| Iwasa et al. | Stability and quenching in high-temperature superconductors | |
| JPH0250608B2 (ja) | ||
| Okada et al. | Numerical analysis of thermal stability of an immersion-cooled, pancake type superconducting coil | |
| JPH048885B2 (ja) | ||
| Tanaka et al. | Thermal runaway and resistive properties of a Bi2223 pancake coil subjected to overcurrent | |
| JPH01196802A (ja) | 常電導マグネット | |
| JPH05234750A (ja) | 超電導装置 | |
| JP2887022B2 (ja) | 冷却機の蓄冷器 | |
| JP2653451B2 (ja) | 超電導導体の絶縁厚み決定方法 | |
| JPS6388809A (ja) | パンケ−キ型交流用超電導コイル | |
| Imagawa et al. | Estimation of Effective Heat Transfer of the LHD Helical Coils in Comparison with Its Model Coil | |
| JPH04120778A (ja) | 永久電流スイッチ | |
| JPH06163249A (ja) | 超電導コイル用巻枠 | |
| JPS6191805A (ja) | 強制冷却型超電導線 |