JPS63299210A - 超電導磁石のコイル担体 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は超電導磁石のコイル担体の製造方法に関し、
液体ヘリウムに浸漬することなく冷却することができる
コイル担体を容易に製造しようとするものである。

〔従来の技術〕

超電導材料やヘリウムの液化技術の研究開発の進展にと
もない、＾エネルギ物理学の分野や電気機械、あるいは
エネルギ関連分野などに超電導磁石を利用するととが考
えられている。

この超電導磁石はコイル担体に超電導材料で作られたコ
イルを巻回したものであり、通常、その超電導状態を保
持するため極低温に冷却しなければならず、液体ヘリウ
ムに浸漬して使用される。

このため、コイル担体に巻回されたコイル全体を液体ヘ
リウム容器で囲むようにし、液体ヘリウム容器内に入れ
た液体ヘリウムに浸漬するようにしている。

このような液体ヘリウム容器は、円筒状や環状の二重円
筒状等の密閉容器としなければならず、しかも液体ヘリ
ウム等の充填用のノズル等が必要で、その設計や製作が
難しく非常に高価になってしまう。

そこで、直接液体ヘリウムに浸漬することなく、熱伝導
を利用して冷却することが宇宙空間で使用する超電導磁
石の冷却法として研究され、他分野への応力も考えられ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような熱伝導を利用し、超電導磁石を収納する液体
ヘリウム容器を不要とする冷１１システムに採用する場
合は、冷熱を移送するコイル担体を良熱伝導体で形成し
なければならないが、例えばコイル担体を全て高純度ア
ルミニウムで作ろうとすると、強度上も経済的にも好ま
しくないという問題がある。

この発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたも
ので、超電導磁石のコイルを効率良く熱伝導で冷却する
ことができる安価なコイル担体の製造方法を提供しよう
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためこの発明は、超電導磁石のコ
イルが巻回されるコイル担体を製造するに際し、コイル
担体を構成する強度部材を所定の形状に加工したのち、
この強度部材のコイルが巻回される表面に良熱伝導体の
薄膜を形成するようにしたことを特徴とするものである
。

〔作　用〕 アルミニウム合金やステンレス鋼等の強度部材を機械加
工等で所定の形状に加工したのち、この強度部材のコイ
ルが巻かれる表面、コイルを外巻きとする場合には外表
面、コイルを内巻きとする場合には内表面に、高純度ア
ルミニウム等の良熱伝導体の薄膜を真空蒸着法等の薄膜
成形法で成膜するようにしており、強度を強度部材にも
たすとともに、冷熱移送を良熱伝導の薄膜で行なうこと
ができるようにし、性佳の良いコイル担体を簡単に製造
できるようにしている。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図はこの発明の超電導磁石のコイル担体の製造方法
の一実施例にかかる工程図である。

この超電導磁石のコイル担体１０は、超電導、磁石のコ
イルを外巻きとするものであり、強度部材１１と、この
外周の良熱伝導体の薄膜１２とで構成されている。

まず、機械加工等により、超電導磁石の大きさに応じて
ステンレス鋼やアルミニウム合金等で円筒状の強度部材
１１を製作する。

この強度部材１１の製作にあたっては、次工程で形成す
る１ｌｉｌ１１２が寸法精度にほとんど影響しないこと
から、コイル担体１０として必要な所定の寸法に加工し
ておくことができ、必要に応じコイルを巻回するための
位置決め用のコイル溝（図示せず）を予め加工し、所定
の寸法にしておくこともできる。

こののち、円筒状の強度部材１１のコイルが巻回される
表面となる外周面に高純度アルミニウム、例えば純度９
９．９９％程度のアルミニウム等を真空蒸着するため、
兵学Ｍｅ装置にセットし、外周面に例えば厚さ１００μ
の高純度アルミニウムの簿膜１２を均一に成形する。

この１Ｆ１１２として高純度のアルミニウムを用いるこ
とで、４に程度まで冷却した状態で、その熱伝導度が４
．０００賛／ｍ　−Ｋ程度の値になり、さらに純度が高
くなれば一層熱伝導度を大きく確保することができる。

この１ｌＦ１１２の真空蒸着にあたっては、超電導磁石
として使用した場合にこのＳ膜１２内に渦電流損による
発熱が生じないよう周方向等間に軸方向と平行に複数（
図示例では、４本）のスリット１３を形成しておくこと
が有効であることから、これらスリット１３を形成する
部分にマスキングを行なって蒸着を行なう。

なお、この薄膜１２としては高純度アルミニウムに限ら
ず、良熱伝導体であれば良く、高純度の銅等を用いるこ
ともでき、成膜法も真空蒸着法にかぎらず、めっき法、
スパッタリング、イオンブレーティング等の薄膜成形法
によって成膜するようにしても良い。

こうして、円筒状の強度部材１１の外周面に高純度アル
ミニウムの１ｐａ１２を設けたコイル担体１０に超電導
磁石のコイルを巻回して行く。

こうして超電導磁石のコイルが巻回されたコイル担体１
０では、強度部材１１によって電磁力等に対する強度が
確保され、コイルの冷却に必要な薄膜１２は、熱伝導度
の大きい材料で、しかも均一に形成できるので、ヒート
スポットのない均一な温度分布で冷却することができる
。

そして、超電導磁石の使用にあたっては、コイル担体１
０の薄膜１２の一端部等を液体ヘリウムに浸漬したり、
液体ヘリウムと同一温度となっている液体ヘリウムタン
クと接触させるようにし、熱伝導によって液体ヘリウム
のもつ冷熱を移送して冷却を行なうことで、超電導状態
を保持する。

また、超電導磁石の使用によりコイル担体１０の表面に
渦電流が生じようとしてもスリット１３が形成しである
ので、渦Ｎ流が生ずることがなく、性能の良いコイル担
体となる。

〔発明の効果〕

以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの発
明の超電導磁石のコイル担体の製造方法によれば、強度
部材を所定の形状に加工したのち、コイルが巻回される
表面に良熱伝導体の薄膜を形成するようにしたので、強
度部材で強度を確保しながら１膜で熱伝導に必要な高熱
伝導度を確保することができ、高性能なコイル担体が容
易に製造できる。

また、強度部材のコイル巻回表面に薄膜を形成してコイ
ル担体とするので、強度部材の加工精度がコイル担体の
加工精度として決定され、簡単に寸法精度の良いコイル
担体が製造できる。

そして、製造されたコイル担体のｉ１！膜は均一な厚さ
に形成されるので、超電導磁石として使用する場合にも
ヒートスポットのない均一な温度分布で冷却できる。

また、コイル担体に渦電流防止用スリット等必要な加工
を行なう場合にも薄膜形成の際、マスキングを行なうだ
けで良く、簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の超電導磁石のコイル担体の製造方法
の一実施例にかかる工程図である。 １０・・・コイル担体、１１・・・強度部材、１２・・
・薄膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超電導磁石のコイルが巻回されるコイル担体を製造する
   に際し、コイル担体を構成する強度部材を所定の形状に
   加工したのち、この強度部材のコイルが巻回される表面
   に良熱伝導体の薄膜を形成するようにしたことを特徴と
   する超電導磁石のコイル担体の製造方法。