JPS61104603A - 超電導装置 - Google Patents

超電導装置

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JPS61104603A
JPS61104603A JP22513384A JP22513384A JPS61104603A JP S61104603 A JPS61104603 A JP S61104603A JP 22513384 A JP22513384 A JP 22513384A JP 22513384 A JP22513384 A JP 22513384A JP S61104603 A JPS61104603 A JP S61104603A
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superconducting
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vacuum
superconducting coil
thin plate
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JP22513384A
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Takamasa Fujinaga
藤永 高正
Hiroshi Hashimoto
宏 橋本
Tatsuo Saito
斎藤 龍生
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor

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  • Power Engineering (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超電導装置に係+1、特に該装置にj′ノける
超電導コイルの補強と−・1真空(1の改良に関する6
〔発明の背景〕 超電導磁v1発生装置は、t1℃来から多用されできた
常電導の銅線と鉄心による電磁石に比I・で、極めて小
さい電力で強力な磁弄を発生することができる。例えば
、直径約1mの空間に6.5テスラの磁界を発生する場
合、従来の常電導銅線による装置では、約10メガワツ
トの電力を必要とするのに対して超電導を利用すれば導
体を極低温にするための冷凍電力を含めても100キロ
ワツト程度の電力を必要とするに過ぎず、消費電力は1
00分の1程度になる。このようなことから、例えば核
融合発電用磁界発生装置のような大形の磁界発生装置に
は超電導コイルが使用される。
第3図は核融合発電装置の摸弐図で、ドーナツ状のプラ
ズマ1を包囲して真空容器2、断熱真空層3a、3b、
磁界発生用超電導コイル4、断熱容器5が配置されてい
る。
磁界発生用超電導コイル4は超電導導体を巻回]、ノー
もσ)′7・あり、第4図お、i:び第5図に示すよう
な強制御+ji環冷却(以−ド強制冷却という)形の超
電導導体か使用される。@4図に示した強制冷却形M電
導導f4\(3目、超電導物質で作られた導線7をステ
ン1ノヌ綱等のさや8で包囲シ5.空間0に冷却用の油
f1.ヘリ「5)、k圧送循環し、C導kg7が超電導
状態にへ゛る土てこt(を冷Jiltするものである。
また第5図に示した強制冷却形超電導導体10は、超電
導物質て゛作られた導線IIを銅等の安定化基材12に
埋設り、、 ’?T Q状に配置し、空間13に冷却用
の液体へり1ツノ、を圧送循環し、てI!!線11が超
電導状態に−4・る1C−7犯を冷却するものである。
第1j図け:、V+ような強制冷却形超電導導体を巻回
【で構IA Lだ前記6Ji界発生用超電導コイル4の
−・例を示している7導体どしては第4図に示したよう
な強制冷却形超電導導体6をターン間絶縁層14で被覆
シ、Lものが使用され、外周に1j対地絶縁層15か設
(Jら打ている。
ところで、二の十うな超*導コイル4些使月1した大形
の装置では、超電導コイル4に作用する電磁力が数千ト
ンにも達することから超電導導体自身の強度ではこの力
に耐えろことができず、コイルの補強対策が必要である
。この補強対策とし、で、特開昭56−4213号公報
に開示さオしたように5コイルを二のコイルを包囲する
容器で支えろことが知られている5、 第7図は前述した超電導コイル4を補強部材16a、1
6b、16c、16dを溶接して形成し、た補強部材容
器16で包囲した補強例を示し、ている。この補強部材
容器16は、溶接部17a。
17h、+7c、17dにおいて十分な強度を得るため
に、補強部材16a〜16dの厚さとほぼ等しい深さま
で開先を加工して不活性ガヌ溶接などの溶接を施してい
る。そして溶接部17a〜+7dが超電導コイル4の対
地絶縁層15に接近しているので、この対地絶縁層15
が溶接熱で焼損あるいは劣化しないように、溶接部]、
 7 a〜17dと超電導コイル4の間には断熱シート
18a、18b、18c、18dを介在させている。
しかしながらこの断熱シート18 a −18dはii
!+ ’)it 石綿h!i Hテ柔’:) 71’ 
L 1 p d)1.、=型くずしL/ 弓<。
ま、I−袖強部41容器16の内側に保持さ才【るので
外h);:、 +1+’、 l+−でIJ−態々確認す
るこヒができず、従って品質管理に1・勺に行うことが
むずかしく2し、かlr 4−分な断熱効用を得うたぬ
には相当に分厚いシー1−を使用しな!′1.4tげ、
す゛らず、形状が人形化する欠点かぁ−)た、 また、袖強部材容鮨16け#1真空性であることが要求
さtする。【−7かLながら、溶接に、する超電導TI
rル4t−の熱影!#を軽減するために、飛び飛びに溶
接1.なからM終的に連続形状となるような溶接Jf法
を用いろ必要があり、二の溶接方法は溶接部に−j M
 ’:)ピノホールtJ・どの欠陥を発生し、しく、耐
′w、空性とするための補修に要人IJ、労力を必要と
する間+iiiがIr+−)だ、 〔発明σ1[1的] 従″:)で本発明の目的1:1.超tk!、導コイルの
絶縁等を劣化さlろごどなく、補強と耐真空性を容易に
得ろ二とができろ超電I!I装置を提供する二とにある
〔発明の概要〕
本発明は、強制冷却形超電導導体を巻回してなる超電導
コイルを補強部材容器で包囲し・て補強1.・た超電導
装置において、前記超電導コ、イルと補強部材容器の間
に薄板材で形成百わた耐真空容器を介在させたことを特
徴とし、溶接熱量の小さい薄板で耐真空容器を構成する
ことで耐真空性の高い連続溶接を可能にし、目1補強の
ための補強部材容器に耐真空性をもたせないですむよ)
にすることで該補強部材容器のDo工を容易にしたもの
である。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
超電導コイル4は、前述しまた従来装置と同様に、強制
冷却形!0電電導体6をターン間絶縁層14で被覆した
ものを巻回し、その外周を対地絶縁層15で被[した構
成である。耐真空容器20は。
断面コ状の金属薄板20aと両側縁が折曲げられた帯状
の金属薄板20bを用いて超電導=」イル4に密接して
これを包囲し、金属薄板20に+の両側縁の1斤曲げ部
分を外側に向けて金属薄板20aの開放縁に重合させた
リップ状の溶接部21a。
211〕において結合しC構成したものである。溶接部
2]a、21bは、薄板材同志の接合eあるので少ない
溶接熱量で足り、従って超電導コイル4を劣化させ乙こ
となく、耐真空性の高い連M 7+!f1妾JJ法で・
形成する。耐真空容器20の外面にけこオlと熱的に密
着り、た冷却g 22 a、 22 b、 22c +
 22 d l 22 e 122 f + 22 g
 、22 hが設けられる。この冷却管22a〜22h
は、後述する補強m口(容器加工部の溶接熱から超電導
コイル4をより確実に保護するための、また装置運転時
の冷却111間短縮のだめの冷媒通路としで使用するも
の−Cある。
耐直・ハ・容器20の外側は補強部材容器23によって
密に包囲される。この補強部材容器23は前を2溶接部
21a、21bおよび冷却管218〜2 t2 h t
L収容する逃げ溝を股番゛」た補強部材23a123 
b 、 23 c 、 23 dをこの耐真空W )J
 20と密接さ1して配wc、第接部24a、24b、
24(・、24dにJjいて溶接1・て(J成される。
溶接部24 b −’ z! 4 dは補強のための機
械的強度が得ら才りるものてあJ+、 lJ十< 、 
Fif !ス立1′]、け要求さhノJ・いからねL結
合に変えと・ことも7′きる。才た溶接仕業117Iに
け前記冷却管22a〜2211に玲却Aパまたは冷却ガ
スを流してtJ頁空′8器2()を冷却し、超電導コイ
ル4を溶接熱力臼す保護する8リウl\が圧送循環さJ
する。これにより超電導コイル4の温度1j第2図の曲
線Aに示すように低下する。このどき、耐直空容器20
と補強部t]容滞23髪超電導コイル4への熱伝導で冷
却しようとすると、対地縁絶層15の熱低抗が大きいの
で虚]直空容■20と補強部材容器23の温度11tト
は曲線I3のようになつ一]組吐温の定′1ψ准転温度
1’ oに達16までに時間遅、tIを生ずる。人形の
磁1Rff!生装置の場合、二の遅れ時間は、超電導コ
イル4が定°材運転温度T’ oに達した後も四に数週
間の冷却を必要とする程である。
しかし冷却管22 a−・221+にも極低温の液体ヘ
リウ13を循環【5て耐真空容器20と補強部材容器2
3を冷却することに)−、4,,1、これrlの容器2
0゜23の温度低下特性は曲線Aとほぼ等し、くなり、
=、i+、らか定゛((を運転温度に達するまでの冷却
運転時間を大幅に短縮することができる5 〔発明の効果〕 121.1このように本発明によれば、少ない溶接熱量
で足りろ薄板材で形成された#1真空容器で超電導コイ
ルを包囲して耐真空性をもた仕、更にその外側も補強部
材容器で包囲して補強したものであるので、超市廊コイ
ルの絶縁等を劣化させることなく容易に補強と耐真空性
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る超電導コイル装置の縦
断斜視図、第2図はその冷却特性図、第3図は核融合発
電装置の模式図、第4図および第5図は強制冷却形超電
導導体の縦断斜視図、第6図1ノ1;び第7図は従来の
超電導コーfル装置の縦断斜視図でIi)る。 −8= 4 ・超電導コイル、6 ・・・強制冷却形超v′4i
導導体、  14・・・・・ターン間絶縁層、  15
  対地絶縁層、  20 ・・耐真空容器、  2 
n rl +20b・・・・・・金属薄板、  23・
・・補強部14′容器、23a〜23d・・・・補強部
材。 ? 1 組 7B  圀 fΔ2 l ぷ カ 才 乙 ロ      オ 5 ロ ア 6 区 オフ0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、強制冷却形超電導導体を巻回してなる超電導コイル
    と、この超電導コイルを包囲する補強部材容器とを備え
    た超電導装置において、前記超電導コイルを包囲するよ
    うに薄板材で形成された耐真空容器を前記補強部材容器
    の内側に配置したことを特徴とする超電導装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記耐真空容器の
    薄板材は前記超電導コイルと密着して設けられたことを
    特徴とする超電導装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記耐真空容器は
    薄板材の外面に熱的に密着して設けられた冷却管を備え
    たことを特徴とする超電導装置。 4、特許請求の範囲第1項において、前記耐真空容器の
    薄板材の接合縁はリップ状に形成されて耐真空性溶接さ
    れたことを特徴とする超電導装置。
JP59225133A 1984-10-27 1984-10-27 超電導装置 Expired - Lifetime JPH0648644B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0495254U (ja) * 1990-12-28 1992-08-18

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5896704A (ja) * 1981-12-04 1983-06-08 Toshiba Corp 超電導電磁石とその製造方法
JPS5947717A (ja) * 1982-09-10 1984-03-17 Toshiba Corp 超電導マグネツト
JPS5961007A (ja) * 1982-09-29 1984-04-07 Toshiba Corp 超電導コイル

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