JPS608610B2 - 超電導コイル - Google Patents
超電導コイルInfo
- Publication number
- JPS608610B2 JPS608610B2 JP54082410A JP8241079A JPS608610B2 JP S608610 B2 JPS608610 B2 JP S608610B2 JP 54082410 A JP54082410 A JP 54082410A JP 8241079 A JP8241079 A JP 8241079A JP S608610 B2 JPS608610 B2 JP S608610B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- superconducting wire
- coil
- pancake
- cooling
- 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
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は超電導コイルに関するもので、特に超電導コ
イルの冷却効果の改良に関するものである。
イルの冷却効果の改良に関するものである。
第１図は一般的な超電導コイルの斜視図である。
図において、１は超電導線、２は超電導線１を巻回して
作ったパンケーキコィル、３はパンケーキコィル２間の
冷却チャンネルである。超電導コイルは冷媒（一般に液
体ヘリウム）によって冷却されている。冷煤は冷却チャ
ンネル３に入り込んで超電導線１を冷却している。第２
図は第１図の超電導コイルを構成するパンケーキコィル
２を２枚だけ取り出した概念斜視図である。４は冷却チ
ャンネル３を作る為のスベーサである。
作ったパンケーキコィル、３はパンケーキコィル２間の
冷却チャンネルである。超電導コイルは冷媒（一般に液
体ヘリウム）によって冷却されている。冷煤は冷却チャ
ンネル３に入り込んで超電導線１を冷却している。第２
図は第１図の超電導コイルを構成するパンケーキコィル
２を２枚だけ取り出した概念斜視図である。４は冷却チ
ャンネル３を作る為のスベーサである。
このスべーサ４の厚さにほぼ等しい冷却チャンネル３が
パンケーキコィル２間に形成され、そこに袷媒が入り込
む。第３図は第２図のＡ−Ａ線における断面を示したも
のである。第３図中の超電導線１の部分を拡大して示し
たものが第４図である。ここで、５は超電導線１の各タ
ーン間に入れられターン間絶縁物である。同図から明ら
かな様に、超電導線が袷煤によって冷却されている部分
は超電導線１の両側面である。超電導線１の上面と下面
はターン間絶縁物５によって蔽われており冷媒によって
直接冷却されることはできない。以上では冷蝶により冷
却される超電導線１の部分は超電導線１の両側面である
ことを述べた。
パンケーキコィル２間に形成され、そこに袷媒が入り込
む。第３図は第２図のＡ−Ａ線における断面を示したも
のである。第３図中の超電導線１の部分を拡大して示し
たものが第４図である。ここで、５は超電導線１の各タ
ーン間に入れられターン間絶縁物である。同図から明ら
かな様に、超電導線が袷煤によって冷却されている部分
は超電導線１の両側面である。超電導線１の上面と下面
はターン間絶縁物５によって蔽われており冷媒によって
直接冷却されることはできない。以上では冷蝶により冷
却される超電導線１の部分は超電導線１の両側面である
ことを述べた。
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。一般に大形超電導コイルでは、超電
導線１に流す電流の大きさは次の様な基準（完全安定化
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が冷煤により
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。この基準は次式で表わされる。
係について述べる。一般に大形超電導コイルでは、超電
導線１に流す電流の大きさは次の様な基準（完全安定化
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が冷煤により
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。この基準は次式で表わされる。
Ｒ１２ミＱ（Ｔｃ−ＴＢ）Ｓ ……………｛１｝た
だし、Ｒ＝超電導線１の単位長当りの常電導抵抗、１＝
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）＝袷媒が超電導線１から奪 う熱流東、 Ｔｃ＝超電導線１の臨界温度、 ＴＢ＝袷媒の温度、 Ｓ＝単位長当り投影面面積。
だし、Ｒ＝超電導線１の単位長当りの常電導抵抗、１＝
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）＝袷媒が超電導線１から奪 う熱流東、 Ｔｃ＝超電導線１の臨界温度、 ＴＢ＝袷媒の温度、 Ｓ＝単位長当り投影面面積。
式ｍを書き直す。
，ミだ○青ＴＢ） …肌側
式■から明らかな様に、Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）が大きい程超
電導コイルの運転電流は大きくできる。
電導コイルの運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。かかる意味で
、袷煤が超電導線１から熱流東Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）を大き
くすることは非常に重要なことである。第５図は従来の
超電導線の拡大斜視図で、Ｂ，Ｄが冷却面である。
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。かかる意味で
、袷煤が超電導線１から熱流東Ｑ（Ｔｃ−ＴＢ）を大き
くすることは非常に重要なことである。第５図は従来の
超電導線の拡大斜視図で、Ｂ，Ｄが冷却面である。
第６図はこの超電導線を巻回した従来のパンケーキコィ
ルの平面図である。このように従来の超電導コイルは従
来のパンケーキコィル２を複数枚積み重ねて形成されて
いた。このパンケーキコィルの冷却面は第５図のＢ，Ｄ
で示した平滑面であるため単位面積当りの熱流東Ｑ（Ｔ
ｃ−ＴＢ）はある一定値以上にはなり得なかった。この
ため、先行技術として第７図に示すように超電導線１の
冷却面Ｂ，Ｄに、互いに交差する２方向の紬溝７を多数
設けることにより、超電導線１から冷煤が奪う熱流東の
量を従来のそれと比較して約２弦音‘こ増加可能にする
ことが考えられている。
ルの平面図である。このように従来の超電導コイルは従
来のパンケーキコィル２を複数枚積み重ねて形成されて
いた。このパンケーキコィルの冷却面は第５図のＢ，Ｄ
で示した平滑面であるため単位面積当りの熱流東Ｑ（Ｔ
ｃ−ＴＢ）はある一定値以上にはなり得なかった。この
ため、先行技術として第７図に示すように超電導線１の
冷却面Ｂ，Ｄに、互いに交差する２方向の紬溝７を多数
設けることにより、超電導線１から冷煤が奪う熱流東の
量を従来のそれと比較して約２弦音‘こ増加可能にする
ことが考えられている。
しかし、先行技術における細溝７を最尺の超電導線１に
切削加工やローレツト加工により施すことは工作上かな
り困難を伴なう。また、仮りに切削加工やローレット加
工により上記先行技術の紬溝加工が施こされ、長尺の超
電導線が得られたとしても、この加工面を傷つけること
なくパンケーキコィルを巻線し、冷却特性に富む通電容
量の大きな超電導コイルを得ることは非常にむづかしい
ことであった。この発明は上記従釆のものの欠点を解消
するために成されたもので、超電導コイルを構成するパ
ソケーキコィルの冷却表面に互いに交差する少なくとも
２方向の溝を多数施すことにより、冷却特性に優れ、し
かも加工が容易な超電導コイルを提供することを目的と
している。
切削加工やローレツト加工により施すことは工作上かな
り困難を伴なう。また、仮りに切削加工やローレット加
工により上記先行技術の紬溝加工が施こされ、長尺の超
電導線が得られたとしても、この加工面を傷つけること
なくパンケーキコィルを巻線し、冷却特性に富む通電容
量の大きな超電導コイルを得ることは非常にむづかしい
ことであった。この発明は上記従釆のものの欠点を解消
するために成されたもので、超電導コイルを構成するパ
ソケーキコィルの冷却表面に互いに交差する少なくとも
２方向の溝を多数施すことにより、冷却特性に優れ、し
かも加工が容易な超電導コイルを提供することを目的と
している。
以下、この発明の−実施例を図について説明する。
第８図において、超電導線１、パンケーキコィル２、ス
ベーサ４、ターン間絶縁物５は第６図における従来のも
のと同様であり、８はパンケーキコィル２の冷却表面に
互いにほぼ９００で交差する様に２方向に多数本設けら
れた溝で、溝の間隔は１．５側以下でしかもその深さは
間隔より大に形成されている。上記のように構成される
この発明の一実施例においては、先行技術におけるもの
と同様、従来の超電導コイルに比べて著しい通電電流の
拡大が図られると共に、パンケーキコィルの冷却表面に
溝８を加工するようにしたので、最尺線での溝加工の困
難性や、超電導線１巻回時における溝加工面の傷つきと
いった問題が避けられるため、コイル製作の面からも著
しい改良が図られる。
ベーサ４、ターン間絶縁物５は第６図における従来のも
のと同様であり、８はパンケーキコィル２の冷却表面に
互いにほぼ９００で交差する様に２方向に多数本設けら
れた溝で、溝の間隔は１．５側以下でしかもその深さは
間隔より大に形成されている。上記のように構成される
この発明の一実施例においては、先行技術におけるもの
と同様、従来の超電導コイルに比べて著しい通電電流の
拡大が図られると共に、パンケーキコィルの冷却表面に
溝８を加工するようにしたので、最尺線での溝加工の困
難性や、超電導線１巻回時における溝加工面の傷つきと
いった問題が避けられるため、コイル製作の面からも著
しい改良が図られる。
すなわち、パンケーキ巻線時、加工された冷却面がこす
られたり圧縮されたりして加工面が傷つくと熱伝達特性
が劣化することが知られていたが、この巻線時の加工面
の保護の問題は、本発明により一挙に解結されることに
なった。なお、上記実施例では、パンケーキ巻線後の冷
却面の表面加工として、切削による紬溝加工について主
に述べたが、このパンケーキ巻線後の冷却面における表
面加工として、例えば、ひつかき（ブラッシング）や穴
あげ（ホーリング）等を用いても上記実施例と同様の効
果を奏することができる。以上のように、この発明によ
れば超電導コイルを構成するパンケーキコィルの冷却表
面に、互いに交差する少なくとも２方向の溝を多数施す
ことにより、冷却特性が優れしかも加工が容易な超電導
コイルを提供することができて実用の効果は大である。
られたり圧縮されたりして加工面が傷つくと熱伝達特性
が劣化することが知られていたが、この巻線時の加工面
の保護の問題は、本発明により一挙に解結されることに
なった。なお、上記実施例では、パンケーキ巻線後の冷
却面の表面加工として、切削による紬溝加工について主
に述べたが、このパンケーキ巻線後の冷却面における表
面加工として、例えば、ひつかき（ブラッシング）や穴
あげ（ホーリング）等を用いても上記実施例と同様の効
果を奏することができる。以上のように、この発明によ
れば超電導コイルを構成するパンケーキコィルの冷却表
面に、互いに交差する少なくとも２方向の溝を多数施す
ことにより、冷却特性が優れしかも加工が容易な超電導
コイルを提供することができて実用の効果は大である。
第１図は一般的な超電導コイルの斜視図、第２図は２枚
のパンケーキコィルの概念斜視図、第３図はパンケーキ
コィルの部分断面図、第４図はパンケーキコィルの部分
断面拡大図、第５図は従来の超電導線の拡大斜視図、第
６図は従来の超電導コイルを構成する超電導パンケーキ
コィルの平面図、第７図は先行技術における超電導線の
拡大斜視図、第８図はこの発明の−実施例における超電
導コイルを構成する超電導パンケーキコイルの平面図で
ある。 図において、２はパンケーキコィル、８は溝である。 尚、各図中同一符号はそれぞれ同一又は相当部分を示す
。第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
のパンケーキコィルの概念斜視図、第３図はパンケーキ
コィルの部分断面図、第４図はパンケーキコィルの部分
断面拡大図、第５図は従来の超電導線の拡大斜視図、第
６図は従来の超電導コイルを構成する超電導パンケーキ
コィルの平面図、第７図は先行技術における超電導線の
拡大斜視図、第８図はこの発明の−実施例における超電
導コイルを構成する超電導パンケーキコイルの平面図で
ある。 図において、２はパンケーキコィル、８は溝である。 尚、各図中同一符号はそれぞれ同一又は相当部分を示す
。第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数枚のパンケーキコイルを積重して構成するもの
において、上記各パンケーキコイルの冷却表面に互いに
交差する少なくとも２方向の溝を多数施したことを特徴
とする超電導コイル。 ２ 溝の深さは間隔より大であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超電導コイル。 ３ 溝の間隔は１．５ｍｍ以下であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の超電導コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54082410A JPS608610B2 (ja) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | 超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54082410A JPS608610B2 (ja) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | 超電導コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS567409A JPS567409A (en) | 1981-01-26 |
| JPS608610B2 true JPS608610B2 (ja) | 1985-03-04 |
Family
ID=13773810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54082410A Expired JPS608610B2 (ja) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | 超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608610B2 (ja) |
-
1979
- 1979-06-28 JP JP54082410A patent/JPS608610B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS567409A (en) | 1981-01-26 |
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