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JP2002222709A - Magnet field generating coil device - Google Patents

Magnet field generating coil device

Info

Publication number
JP2002222709A
JP2002222709A JP2001018847A JP2001018847A JP2002222709A JP 2002222709 A JP2002222709 A JP 2002222709A JP 2001018847 A JP2001018847 A JP 2001018847A JP 2001018847 A JP2001018847 A JP 2001018847A JP 2002222709 A JP2002222709 A JP 2002222709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
magnetic field
field generating
refrigerant
coil device
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.)
Pending
Application number
JP2001018847A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Ito
佳孝 伊藤
Yosuke Yanagi
陽介 柳
Masaaki Yoshikawa
雅章 吉川
Tetsuo Oka
徹雄 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IMURA ZAIRYO KAIHATSU KENKYUSH
IMRA Material R&D Co Ltd
Original Assignee
IMURA ZAIRYO KAIHATSU KENKYUSH
IMRA Material R&D Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IMURA ZAIRYO KAIHATSU KENKYUSH, IMRA Material R&D Co Ltd filed Critical IMURA ZAIRYO KAIHATSU KENKYUSH
Priority to JP2001018847A priority Critical patent/JP2002222709A/en
Publication of JP2002222709A publication Critical patent/JP2002222709A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic field generating coil device which is easily handled, entails a low refrigerant cost, and is highly safe. SOLUTION: A coil 2 which generate a magnetic field when a current is applied is housed in a cryostat 3 for the formation of a magnetic field generating coil unit. The coil 2 is composed of a bobbin 21 and a coil winding 22, and the cryostat 3 is equipped with an opening 30 and a refrigerant inlet 31. Provided that the inner volume of the cryostat is represented by V1, and the volume of the coil 2 is represented by V2, the volume ratio V1/V2 ranges from 1.5 to 10. Provided that the area of the refrigerant inlet, the maximum thickness of the cryostat 3 in a center axial direction, and the maximum length of the cryostat 3 in a radial direction vertical to the center axis are represented by S [mm2], L1 [mm2], and L2 [mm2], respectively; S, L1, and L2 are so set as to satisfy a formula, 10<=S<=(L1×L2).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は,磁場処理装置,着磁装置,磁気
分離装置等,強磁場を必要とする各種装置において磁場
の直接の発生源,またはその励磁用として用いられる磁
場発生コイル装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic field generating coil device used as a direct source of a magnetic field in various devices requiring a strong magnetic field, such as a magnetic field processing device, a magnetizing device, a magnetic separation device, and the like.

【0002】[0002]

【従来技術】バルク形状(塊状)の高温超電導体に磁場
を着磁して強力な磁石となす,つまり高温超電導体の超
電導バルク磁石への応用が検討されている。超電導バル
ク磁石の励磁方法及び応用機器として,例えば,特開平
11−283822(文献1),特開2000−277
333(文献2)等が開示されている。
2. Description of the Related Art A magnetic field is magnetized in a bulk (bulk) high-temperature superconductor to form a strong magnet, that is, application of the high-temperature superconductor to a superconducting bulk magnet is being studied. As a method of exciting a superconducting bulk magnet and applied equipment, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-283822 (Reference 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-277
333 (Document 2) and the like are disclosed.

【0003】文献1には,冷凍機で超電導体を冷却し,
着磁コイルを用いて超電導バルク磁石を励磁する磁場発
生コイル装置が示されている。また,文献2において,
強磁性体を超電導体に近接させた状態とし,着磁コイル
にパルス電流を通電して磁場を発生させる。強磁性体が
発生した磁場のヨークとして機能し,超電導体が着磁さ
れ,超電導バルク磁石を得ることができる。
[0003] Reference 1 discloses that a superconductor is cooled by a refrigerator,
1 shows a magnetic field generating coil device that excites a superconducting bulk magnet using a magnetizing coil. In Reference 2,
The ferromagnetic material is brought close to the superconductor, and a pulse current is applied to the magnetizing coil to generate a magnetic field. The ferromagnetic material functions as a yoke for the generated magnetic field, the superconductor is magnetized, and a superconducting bulk magnet can be obtained.

【0004】上記文献1及び2において,超電導体の着
磁は着磁コイルを利用する。この着磁コイルはコイル部
が冷媒容器の内部に収納されて構成された磁場発生コイ
ル装置よりなる。上記コイル部はボビンと該ボビンに巻
回されたコイル巻線とよりなる。
In the above-mentioned documents 1 and 2, the magnetizing of the superconductor utilizes a magnetizing coil. This magnetized coil is composed of a magnetic field generating coil device having a coil portion housed inside a refrigerant container. The coil unit includes a bobbin and a coil winding wound around the bobbin.

【0005】[0005]

【解決しようとする課題】しかしながら,上記文献1及
び2に記載された着磁コイルは冷媒容器が外部に対して
開放されているため,着磁コイルの使用(設置)方向が
限定され,取り扱いが面倒であった。また,上記着磁コ
イルは,蒸発・発散により冷媒が減少しやすく,冷媒容
器の開放された箇所から冷媒が飛散する等危険であり,
使い易さ,経済性,安全性の点で問題があった。
However, in the magnetizing coils described in the above-mentioned documents 1 and 2, since the refrigerant container is open to the outside, the use (installation) direction of the magnetizing coils is limited, and handling is difficult. It was troublesome. In addition, the above-mentioned magnetized coil is liable to decrease the refrigerant due to evaporation and divergence, and there is a danger that the refrigerant is scattered from an open portion of the refrigerant container.
There were problems with ease of use, economy, and safety.

【0006】本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので,取り扱い容易で,冷媒コストが安価,安
全性に優れた磁場発生コイル装置を提供しようとするも
のである。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to provide a magnetic field generating coil device which is easy to handle, has a low refrigerant cost, and is excellent in safety.

【0007】[0007]

【課題の解決手段】請求項1に記載の発明は,通電によ
り磁場を発生するコイル部が冷媒容器に収納されてなる
磁場発生コイル装置であって,上記コイル部はボビンと
該ボビンに巻回されたコイル巻線とよりなり,上記冷媒
容器は開口部と該開口部に対し形成された冷媒注入口と
を備えてなり,上記冷媒容器の内容積V1,上記コイル
部の体積V2とした場合,両者の比V1/V2は1.5
〜10の範囲内にあり,かつ上記冷媒注入口面積S[m
2]は,冷媒容器の中心軸方向に沿った最大厚みをL
1[mm],中心軸と垂直な径方向の最大長さをL2
[mm]とした場合,10≦S≦(L1×L2)である
ことを特徴とする磁場発生コイル装置にある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic field generating coil device in which a coil unit for generating a magnetic field when energized is housed in a refrigerant container, wherein the coil unit is wound around a bobbin. The refrigerant container is provided with an opening and a refrigerant inlet formed to the opening, wherein the internal volume of the refrigerant container is V1 and the volume of the coil is V2. , The ratio V1 / V2 of both is 1.5
-10 and the refrigerant inlet area S [m
m 2 ] is the maximum thickness of the refrigerant container along the central axis direction, L
1 [mm], the maximum length in the radial direction perpendicular to the central axis is L2
When [mm], 10 ≦ S ≦ (L1 × L2).

【0008】本発明にかかる磁場発生コイル装置は,冷
媒容器の内容積V1とコイル部の体積V2との間に上述
の関係が成立する。このため,コイル部の体積に対し,
冷媒の量が十分となり,冷媒によってコイル部を十分に
冷却することができる。よって,コイル部は安定して磁
場を発生することができる。
In the magnetic field generating coil device according to the present invention, the above relationship is established between the internal volume V1 of the refrigerant container and the volume V2 of the coil portion. Therefore, the volume of the coil
The amount of the refrigerant is sufficient, and the coil can be sufficiently cooled by the refrigerant. Therefore, the coil section can stably generate a magnetic field.

【0009】また,冷媒の過度の蒸発等が生じ難いた
め,冷媒が無駄なく消費され,経済的である。また,必
要以上に冷媒容器が大型化しないことから,磁場発生コ
イル装置の全体サイズがコンパクトであり,取り扱い容
易である。さらに,開口部に対し冷媒注入口が設けてあ
ることから,冷媒の注入作業も容易に行え,安全であ
る。なお,上記冷媒容器の内容積V1とは冷媒容器その
ものの内容積であって,冷媒注入口の内容積は含まな
い。
Further, since the refrigerant is unlikely to evaporate excessively, the refrigerant is consumed without waste and is economical. Further, since the size of the refrigerant container is not increased more than necessary, the overall size of the magnetic field generating coil device is compact and easy to handle. Further, since the refrigerant injection port is provided at the opening, the operation of injecting the refrigerant can be easily performed, and the operation is safe. The internal volume V1 of the refrigerant container is the internal volume of the refrigerant container itself, and does not include the internal volume of the refrigerant inlet.

【0010】V1/V2が1.5未満である場合は,コ
イル部を冷却すべき冷媒量が少なくなり,コイル部の冷
却に時間を要し,磁場発生コイル装置の起動時間が長く
なるおそれがある。また,通電時にコイル部を十分に冷
却できず,発熱によりコイル部を電流が流れ難くなるお
それがある。また,コイル部の発熱により,コイル巻線
の断線が生じるおそれがある。さらに,コイル部の発熱
により冷媒が蒸発しやすくなり,冷媒供給を頻繁に行な
う必要が生じるおそれがある。一方,V1/V2が10
より大きい場合は,磁場発生コイル装置が大型化し,取
り扱い困難となるおそれがある。
If V1 / V2 is less than 1.5, the amount of refrigerant to be cooled in the coil portion is reduced, and it takes time to cool the coil portion, and the start-up time of the magnetic field generating coil device may be lengthened. is there. In addition, the coil portion cannot be sufficiently cooled at the time of energization, and it may be difficult for current to flow through the coil portion due to heat generation. Further, the heat generated in the coil portion may cause a break in the coil winding. Further, the refrigerant is likely to evaporate due to the heat generated by the coil portion, and it may be necessary to supply the refrigerant frequently. On the other hand, V1 / V2 is 10
If it is larger, the size of the magnetic field generating coil device may be large and handling may be difficult.

【0011】また,本発明にかかる磁場発生コイル装置
は,冷媒容器の冷媒注入口面積S[mm2]が上述の関
係を満たすため,冷媒の注入が容易であり,サイズがコ
ンパクトで取り扱い容易な磁場発生コイル装置を得るこ
とができる。なお,冷媒注入口面積Sとは,後述する図
2に示すごとく,冷媒注入口の入り口となる箇所の面積
である。
Further, in the magnetic field generating coil device according to the present invention, since the area S [mm 2 ] of the refrigerant inlet of the refrigerant container satisfies the above relationship, the refrigerant can be easily injected, the size is compact, and the handling is easy. A magnetic field generating coil device can be obtained. The coolant inlet area S is an area of a portion serving as an inlet of the coolant inlet, as shown in FIG. 2 described later.

【0012】冷媒注入口面積Sが10[mm2]未満で
ある場合,冷媒が注入し難く,注入作業に時間を要した
り,注入作業操作が面倒となるおそれがある。また,面
積SがL1×L2よりも大である場合は,冷媒注入口が
コイル部に比べてはるかに大きくなるため,冷媒容器が
大型化し,取り扱い困難となるおそれがある。更に,冷
媒の蒸発量が増大したり,冷媒注入時に冷媒の飛散が生
じやすくなるおそれがある。
If the area S of the refrigerant inlet is less than 10 [mm 2 ], it is difficult to inject the refrigerant, so that the injection operation takes time and the operation of the injection may be troublesome. Further, when the area S is larger than L1 × L2, the refrigerant injection port is much larger than the coil portion, so that the refrigerant container may be large and difficult to handle. Furthermore, there is a possibility that the amount of evaporation of the refrigerant may increase or that the refrigerant may be easily scattered when the refrigerant is injected.

【0013】以上,本発明によれば,取り扱い容易で,
冷媒コストが安価,安全性に優れた磁場発生コイル装置
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, handling is easy.
It is possible to provide a magnetic field generating coil device having a low refrigerant cost and excellent safety.

【0014】上記冷媒容器は,コイル巻線に沿ってドー
ナツ状にコイル部を取り囲むように構成することができ
る。この場合,コイル部の内側に冷媒のない空間を作る
ことができ,ここを磁場作用空間として利用することが
できる(図1参照)。また,上記冷媒容器は,コイル部
全体を取り囲むような円筒形として構成することができ
る。この場合,コイル部は渦巻き形状(内径ゼロのソレ
ノイド形状)にすることができ,コイル部と磁場作用空
間とを対向する位置関係とすることができる(図11,
図13参照)。また,上記冷媒容器の外観形状は円筒形
の他,断面多角形の筒状等,任意の形状をとることがで
きる(図2(b)参照)。
The refrigerant container may be configured to surround the coil portion in a donut shape along the coil winding. In this case, a space without refrigerant can be created inside the coil portion, and this space can be used as a magnetic field working space (see FIG. 1). Further, the refrigerant container may be formed in a cylindrical shape surrounding the entire coil portion. In this case, the coil portion can be formed in a spiral shape (solenoid shape having a zero inner diameter), and the coil portion and the magnetic field acting space can be in a positional relationship facing each other (FIG. 11).
See FIG. 13). The external shape of the refrigerant container may be any shape such as a cylindrical shape or a cylindrical shape having a polygonal cross section (see FIG. 2B).

【0015】上記冷媒容器は磁場発生コイル装置使用時
に液体冷媒で満たされており,これによってコイル部を
冷却することができる。液体冷媒としては,例えば液体
窒素,液体酸素,液体空気等の低温冷媒を用いることが
できる。このような低温冷媒を用いることでコイル巻線
の電気抵抗を低下させ,室温で流せる電流よりも更に大
きな電流を通電することができる。この場合,小型のコ
イル部でより大きな強磁場を発生することができる。
The refrigerant container is filled with a liquid refrigerant when the magnetic field generating coil device is used, so that the coil portion can be cooled. As the liquid refrigerant, for example, a low-temperature refrigerant such as liquid nitrogen, liquid oxygen, and liquid air can be used. By using such a low-temperature refrigerant, the electric resistance of the coil winding can be reduced, and a current larger than the current that can flow at room temperature can be supplied. In this case, a larger strong magnetic field can be generated by the small coil unit.

【0016】上記冷媒容器の材質としては,ステンレ
ス,繊維強化プラスチック,ポリイミド,発泡樹脂等の
各種の金属材料,樹脂材料等が利用できる。金属等の断
熱性に劣る材料の場合は冷媒容器の表面等を断熱材で覆
うことが好ましい。また,上記冷媒容器は,コイル部と
一体的に構成することができる。この場合,コイル部を
組み立てた後に,溶接等を利用して,冷媒容器をコイル
部に固定することで実現できる。
As the material of the refrigerant container, various metal materials such as stainless steel, fiber reinforced plastic, polyimide, and foamed resin, and resin materials can be used. In the case of a material having poor heat insulating properties, such as a metal, it is preferable to cover the surface of the refrigerant container with a heat insulating material. Further, the refrigerant container can be formed integrally with the coil unit. In this case, it can be realized by fixing the refrigerant container to the coil portion by using welding or the like after assembling the coil portion.

【0017】上記冷媒容器の開口部に対し冷媒注入口が
設けてあり,この部分を冷媒の流入・流出口,コイル部
におけるコイル巻線との外部電源との相互接続の出入り
口等に利用することができる。また,上記冷媒注入口の
断面形状は円,楕円,多角形等,任意の形状に構成する
ことができる。
A refrigerant inlet is provided at the opening of the refrigerant container, and this part is used as an inlet / outlet for the refrigerant, an inlet / outlet for interconnection between the coil winding and an external power supply in the coil part, and the like. Can be. Further, the cross-sectional shape of the refrigerant injection port can be configured in any shape such as a circle, an ellipse, and a polygon.

【0018】次に,請求項2記載の発明のように,上記
コイル部は,心棒と該心棒の両端にそれぞれ設けられた
フランジ部とより構成されたボビンと,上記心棒の外周
に巻回されたコイル巻線と,巻回されたコイル巻線の外
方に配置された筒状カバーとよりなり,上記フランジ部
には,上記コイル部を上記冷媒容器に対し固定するため
の固定部が設けてあると共に,該固定部において,上記
磁場発生コイル装置が所望の位置に支持されるよう構成
されていることが好ましい。
Next, as in the second aspect of the present invention, the coil portion is wound around a bobbin composed of a mandrel and flange portions provided at both ends of the mandrel, and an outer periphery of the mandrel. And a cylindrical cover disposed outside of the wound coil winding. The flange has a fixing portion for fixing the coil to the refrigerant container. Preferably, the fixed portion is configured to support the magnetic field generating coil device at a desired position.

【0019】上記固定部において,冷媒容器を介するこ
となくコイル部を直接外部から固定することができ,コ
イル部に対する通電時の衝撃が直接冷媒容器に及ばぬよ
うに構成することができる。このため,冷媒容器の肉厚
を薄くして軽量にすることができる。また,冷媒容器の
コイル部に対する固定と,コイル部を所望の位置に支持
することを,共用の固定部を介して実現できる。そのた
め,コイル部への冷媒容器外部からの熱侵入を最小限に
抑えることができ,冷媒の蒸発を抑制できる。
In the fixing portion, the coil portion can be directly fixed from the outside without the intervention of the refrigerant container, so that a shock when energizing the coil portion does not directly reach the refrigerant container. For this reason, the thickness of the refrigerant container can be reduced to reduce the weight. Further, the fixing of the refrigerant container to the coil portion and the support of the coil portion at a desired position can be realized through the common fixing portion. Therefore, heat intrusion into the coil from the outside of the refrigerant container can be minimized, and evaporation of the refrigerant can be suppressed.

【0020】次に,請求項3記載の発明のように,上記
固定部は,上記コイル部の中心軸方向と平行な方向に設
けてあることが好ましい。ここで本請求項にかかる磁場
発生コイル装置の磁場作用空間に磁場作用の対象となる
対象物が存在する場合について考える。なお,磁場作用
空間とは磁場発生コイル装置から発生する磁場が存在す
る空間であって,例えば本発明にかかる磁場発生コイル
装置を超電導体の着磁に使用する際は,超電導体を磁場
作用空間に配置して磁場を作用させる。
Next, it is preferable that the fixing portion is provided in a direction parallel to a central axis direction of the coil portion. Here, a case where an object to be subjected to a magnetic field action exists in the magnetic field action space of the magnetic field generating coil device according to the present invention will be considered. The magnetic field acting space is a space in which a magnetic field generated from the magnetic field generating coil device exists. For example, when the magnetic field generating coil device according to the present invention is used for magnetizing a superconductor, the superconductor is connected to the magnetic field acting space. And apply a magnetic field.

【0021】対象物がコイル部の厚み方向(図2に示す
長さL1と同一方向)の中心からずれた位置に配置され
たり(後述する図1で超電導体591の厚みが変わった
場合等),コイル部に対向する位置に配置された場合に
は(後述する図11等),通電時にコイル部は主として
中心軸方向の力を受ける。本請求項にかかる磁場発生コ
イル装置では,固定部がコイル部の中心軸方向と平行な
方向を向いているので,固定部は曲げの力ではなく圧縮
力又は引張力を受ける形でコイル部を固定できる。従っ
て,固定部を小さくすることができ,磁場発生コイル装
置全体を小型軽量にすることができる。
An object is placed at a position shifted from the center of the coil portion in the thickness direction (the same direction as the length L1 shown in FIG. 2) (for example, when the thickness of the superconductor 591 changes in FIG. 1 described later). If the coil portion is arranged at a position facing the coil portion (FIG. 11 to be described later), the coil portion mainly receives a force in the direction of the central axis during energization. In the magnetic field generating coil device according to the present invention, since the fixed portion is oriented in a direction parallel to the central axis direction of the coil portion, the fixed portion is configured to receive not the bending force but the compressive force or the tensile force. Can be fixed. Therefore, the fixed portion can be made smaller, and the entire magnetic field generating coil device can be made smaller and lighter.

【0022】次に,請求項4記載の発明のように,上記
コイル部は外部電源に対しコイル巻線の電気的接続を図
るための端子部を有し,該端子部は上記冷媒容器におけ
る冷媒注入口に配置されていることが好ましい。着磁コ
イルにおいて,外部電源からのケーブル類とコイル巻線
とを直接接続した場合,接続時にコイル巻線に応力がか
かったり,例えばパルス電流をコイル巻線に通電した時
にケーブルが振動する等して,コイル巻線が断線する恐
れがある。
Next, according to a fourth aspect of the present invention, the coil portion has a terminal portion for electrically connecting the coil winding to an external power supply, and the terminal portion is connected to the refrigerant in the refrigerant container. Preferably, it is located at the inlet. In the magnetized coil, when the cables from the external power supply and the coil winding are directly connected, stress is applied to the coil winding at the time of connection, and the cable vibrates when a pulse current is applied to the coil winding. As a result, the coil winding may be disconnected.

【0023】本請求項にかかる構成のように,端子部を
設け,コイル巻線を端子部を介して外部電源に接続する
ことで,通電時の衝撃によるコイル巻線の断線を生じ難
くすることができる。また,端子部を冷媒注入口に設け
ることで,外部電源からの配線の着脱が容易に実現でき
るため,コイル部全体の着脱操作を容易とすることがで
きる。
By providing the terminal portion and connecting the coil winding to an external power supply via the terminal portion as in the configuration according to the present invention, it is possible to prevent the coil winding from being disconnected due to an impact during energization. Can be. In addition, by providing the terminal portion at the coolant inlet, the connection and disconnection of the wiring from the external power supply can be easily realized, so that the attachment and detachment operation of the entire coil portion can be facilitated.

【0024】次に,請求項5記載の発明のように,上記
コイル部は外部電源に対しコイル巻線の電気的接続を図
るための端子部を有し,該端子部は上記冷媒容器の外部
に設けてあることが好ましい。この場合,外部電源から
の配線の着脱を冷媒容器内で行なう必要がないため,コ
イル部全体の着脱操作を容易とすることができる。
Next, as in the fifth aspect of the present invention, the coil section has a terminal section for electrically connecting the coil winding to an external power supply, and the terminal section is provided outside the refrigerant container. Is preferably provided. In this case, since it is not necessary to attach / detach the wiring from the external power source in the refrigerant container, the attaching / detaching operation of the entire coil unit can be facilitated.

【0025】次に,請求項6記載の発明のように,上記
冷媒注入口は,上記コイル部の中心軸に垂直な端面を含
む平面よりも外側で,上記コイル部の外周面を含む筒面
よりも外側において冷媒容器外部に開口するよう設けて
あることが好ましい。上述する位置関係に冷媒注入口を
配置することで,コイル部の中心軸をコイル部の設置箇
所における鉛直方向に配置することができると共に,コ
イル部の中心軸が水平となった状態でもコイル部を完全
に冷媒で浸漬することが可能となる。つまり,磁場発生
方向が鉛直方向となるような位置関係でも水平方向とな
るような位置関係でもコイル部を使用することができ
る。よって,本請求項にかかる磁場発生コイルは,冷媒
で冷却したまま縦向きから横向きまで自由な角度に配置
して使用することができる。
Next, as in the invention according to claim 6, the refrigerant inlet is located outside a plane including an end surface perpendicular to a central axis of the coil portion and a cylindrical surface including an outer peripheral surface of the coil portion. It is preferable that the opening is provided outside the refrigerant container outside. By arranging the coolant inlets in the above-described positional relationship, the center axis of the coil section can be arranged in the vertical direction at the installation location of the coil section, and the coil section can be arranged even when the center axis of the coil section is horizontal. Can be completely immersed in the refrigerant. In other words, the coil unit can be used in a positional relationship where the magnetic field generation direction is vertical or in a horizontal relationship. Therefore, the magnetic field generating coil according to the present invention can be used by being arranged at any angle from vertical to horizontal while being cooled by the refrigerant.

【0026】なお,「コイル部の中心軸に垂直な端面」
及び「外周面」とは,通電されるコイル巻線が冷却され
れば良いことから,コイル部の外形の凹凸に関わらず,
実質的には,それぞれ「コイル巻線の端面」,「外周
面」のことを指す。これらの「端面」,「外周面」の具
体的位置は図10等に記載した。例えば図10にかかる
磁場発生コイル装置において,「端面」はフランジ部の
内面を含む平面となり,「外周面」は「筒状カバー」の
内面を含む筒面となる。
The "end face perpendicular to the central axis of the coil portion"
And “outer peripheral surface” means that the coil winding to be energized only needs to be cooled.
Substantially, it means the “end surface of the coil winding” and the “outer peripheral surface”, respectively. Specific positions of these “end face” and “outer peripheral face” are described in FIG. 10 and the like. For example, in the magnetic field generating coil device according to FIG. 10, the “end surface” is a plane including the inner surface of the flange portion, and the “outer peripheral surface” is a cylindrical surface including the inner surface of the “cylindrical cover”.

【0027】次に,請求項7記載の発明のように,上記
コイル部は,上記冷媒容器の外部により強力な磁場作用
空間が形成されるように,上記冷媒容器の内壁により近
い位置となるように配置されることが好ましい。これに
より,コイル部から発生する磁場を効率よく冷媒容器の
外部に伝えることができ,磁場作用空間での磁場の強度
を強くすることができる。なお,磁場作用空間とは,磁
場発生コイル装置において磁場が形成される空間で,後
述する実施形態例1のように超電導体を着磁する場合
は,ここに超電導体を配置する。
Next, as in the present invention, the coil portion is located closer to the inner wall of the refrigerant container so that a strong magnetic field action space is formed outside the refrigerant container. It is preferable to arrange them. Thus, the magnetic field generated from the coil portion can be efficiently transmitted to the outside of the refrigerant container, and the strength of the magnetic field in the magnetic field working space can be increased. The magnetic field acting space is a space in which a magnetic field is formed in the magnetic field generating coil device. When a superconductor is magnetized as in Embodiment 1 described later, the superconductor is arranged here.

【0028】次に,請求項8記載の発明のように,上記
磁場発生コイル装置は外部ヨークを有し,該外部ヨーク
は上記コイル部に対し着脱部材を介して上記磁場発生コ
イル装置に対し着脱可能に設置されていることが好まし
い。外部ヨークを設けることで,該外部ヨーク付近を中
心に磁場が集中するため,より強度が強く,集中した磁
場を得ることができる。
Next, the magnetic field generating coil device has an external yoke, which is attached to and detached from the magnetic field generating coil device via an attaching / detaching member. Preferably, it is installed as possible. By providing the external yoke, the magnetic field is concentrated around the vicinity of the external yoke, so that a stronger and more concentrated magnetic field can be obtained.

【0029】そして,外部ヨークを利用して対象物を着
磁する場合は(後述する図1に示すごとき超電導体の着
磁を例として挙げることができる。),着磁された対象
物と外部ヨークとが強く引き合うこととなる。このた
め,着磁終了後に磁場発生コイル装置を対象物から外す
時に強い力が必要で,作業に手間がかかった。また,強
い力で引き合う対象物と外部ヨークとの間で作業員が手
や指を挟む危険があった。更に,安全に磁場発生コイル
装置を外すために特別な治工具・装置が必要となること
もあった。
When the object is magnetized using the external yoke (magnetization of a superconductor as shown in FIG. 1 to be described later can be given as an example), the magnetized object and the external The yoke will be strongly attracted. For this reason, a strong force is required when removing the magnetic field generating coil device from the object after the magnetization is completed, and the work is troublesome. In addition, there is a risk that the worker may pinch his or her hand between the object to be attracted by a strong force and the outer yoke. In addition, special jigs and tools were sometimes required to safely remove the magnetic field generating coil device.

【0030】本発明にかかる構成によれば,外部ヨーク
を着脱可能となる構成を予めコイル部に対して設けるこ
とで,対象物の取り外しの際の磁場発生コイル装置の取
り扱いを容易とすることができる。
According to the structure of the present invention, by providing a structure in which the external yoke can be attached and detached to and from the coil portion in advance, it is easy to handle the magnetic field generating coil device when removing the object. it can.

【0031】なお,上記外部ヨークは,コイル部に対し
種々の位置関係で配設することができる。例えば,図1
に示すように,ソレノイド状のコイル部の中心に配設す
ることができる。また,図13に示すように,コイル部
と外部ヨークとで対象物を挟みこむ位置関係で配設する
ことができる。
The external yoke can be arranged in various positions with respect to the coil portion. For example, FIG.
As shown in the figure, it can be arranged at the center of the solenoid-shaped coil. In addition, as shown in FIG. 13, the object can be disposed in such a manner that the object is sandwiched between the coil portion and the external yoke.

【0032】上記外部ヨークの構成材料としては,飽和
磁化,又は残留磁化が大きいパーメンジュール,電磁軟
鉄,ケイ素鋼等の高透磁率材料,Sm−Co,Nd−F
e−B等の永久磁石材料が利用できる。
As the constituent material of the outer yoke, high permeability materials such as permendur having high saturation magnetization or large residual magnetization, soft magnetic iron and silicon steel, Sm-Co, Nd-F
A permanent magnet material such as eB can be used.

【0033】次に,請求項9記載の発明のように,上記
磁場発生コイル装置は外部ヨークを有し,該外部ヨーク
は上記冷媒容器に固定されたベース部に対し着脱部材を
介して上記コイル部と共に上記磁場発生コイル装置に対
し着脱可能に設置されていることが好ましい。上記着脱
部材により,上記コイル部と上記外部ヨークとを一体の
状態で取り外すことができるので,磁場作用空間の対象
物が磁化され,外部ヨークと強く引き合った状態にある
場合でも,コイル部共々外部ヨークとを容易に少ない手
順で安全に行なうことができる。
Next, as in the ninth aspect of the present invention, the magnetic field generating coil device has an external yoke, and the external yoke is connected to the base fixed to the refrigerant container via a detachable member. It is preferable that the magnetic field generating coil device and the magnetic field generating coil device are detachably installed together with the unit. The coil portion and the external yoke can be detached integrally by the attaching / detaching member. Therefore, even when the object in the magnetic field working space is magnetized and strongly attracted to the external yoke, both the coil portions and the external yoke are externally connected. The yoke can be easily and safely performed with a small number of procedures.

【0034】次に,請求項10記載の発明のように,上
記着脱部材はネジ構造を有することが好ましい。これに
より,簡単な工具を使用することにより,手作業で容易
に外部ヨークを着脱することができる。
Next, it is preferable that the detachable member has a screw structure. Thus, the external yoke can be easily attached and detached manually by using a simple tool.

【0035】上記着脱部材の構成の一例として,後述す
る図1等に示すように,棒材の先端にネジ部を設けた構
造等が挙げられる。この構造は,棒の途中に切り欠きを
設けたり,棒の先端に六角穴,+溝,−溝等を設けたり
することにより,簡単な工具で棒を回して,外部ヨーク
やコイル部を取外すことを実現できる。また,上記着脱
部材の一例として,後述する図12等に示すように,ボ
ルトとナットとを組合せた構造等を挙げることもでき
る。
As an example of the structure of the detachable member, there is a structure in which a thread is provided at the tip of a rod as shown in FIG. With this structure, a notch is provided in the middle of the rod, and a hexagonal hole, + groove,-groove, etc. are provided at the end of the rod, and the rod is turned with a simple tool to remove the external yoke or coil. Can be realized. Further, as an example of the detachable member, a structure in which a bolt and a nut are combined as shown in FIG.

【0036】次に,請求項11記載の発明のように,上
記コイル部はパルス電流の通電により磁場を発生するよ
う構成されていることが好ましい。パルス電流は定常電
流よりも大きな電流を流すことができるため,より強い
磁場を発生させることができる。また,この時のパルス
電流としては,正弦波,短形波,鋸波,コンデンサ放電
波等の各種主類の波形の電流を利用することができる。
Next, as in the eleventh aspect of the present invention, it is preferable that the coil section is configured to generate a magnetic field by applying a pulse current. Since the pulse current can flow a current larger than the steady current, a stronger magnetic field can be generated. Further, as the pulse current at this time, various types of currents such as a sine wave, a square wave, a sawtooth wave, and a capacitor discharge wave can be used.

【0037】次に,請求項12記載の発明のように,上
記筒状カバーの内半径をR1[mm],引張強さをF
[MPa],上記コイル部のコイル定数をα[T/
A],上記コイル部に通電する電流の最大値をImax
[A]とする場合,上記筒状カバーの厚みt[mm]
は,0.4×(R1/F)×(α×Imax)2≦t≦
8×(R1/F)×(α×Imax)2という関係が成
立することが好ましい。
Next, the inner radius of the cylindrical cover is set to R1 [mm] and the tensile strength is set to F.
[MPa], and the coil constant of the coil unit is α [T /
A], the maximum value of the current flowing through the coil unit is Imax
In the case of [A], the thickness t [mm] of the cylindrical cover
Is 0.4 × (R1 / F) × (α × Imax) 2 ≦ t ≦
It is preferable that the relationship of 8 × (R1 / F) × (α × Imax) 2 is established.

【0038】パルス着磁の際は瞬間的に高い電流をコイ
ル巻線に流すことが可能となるが,この場合,通電した
瞬間にコイル巻線が膨張する。そのため,筒状カバーは
コイル巻線の膨張に耐えられる程に強固でなくてはなら
ない。筒状カバーの厚みを上記範囲内とすることで,パ
ルス電流印加時にコイル部の損傷が生じ難く,より大き
な電流でもってパルス電流を流すことが可能なコイル部
を得ることができる。
At the time of pulse magnetization, a high current can be instantaneously passed through the coil winding. In this case, the coil winding expands at the moment when the current is supplied. Therefore, the cylindrical cover must be strong enough to withstand the expansion of the coil winding. By setting the thickness of the cylindrical cover within the above range, it is possible to obtain a coil portion in which the coil portion is less likely to be damaged when a pulse current is applied and a pulse current can be supplied with a larger current.

【0039】筒状カバーの厚みt[mm]が0.4×
(R1/F)×(α×Imax)2未満である場合は,
筒状カバーの強度が弱く,パルス電流の印加時に亀裂や
破裂が発生して,コイル部が損傷するおそれがある。
The thickness t [mm] of the cylindrical cover is 0.4 ×
If it is less than (R1 / F) × (α × Imax) 2 ,
The strength of the cylindrical cover is weak, and when a pulse current is applied, cracks or ruptures may occur, and the coil portion may be damaged.

【0040】一方,筒状カバーの厚みt[mm]が8×
(R1/F)×(α×Imax)2より厚い場合は,コ
イル部が大きくなり,従って,磁場発生コイル装置全体
が大型化,重量が重くなり,取り扱いが困難となるおそ
れがある。また,コイル部の熱容量が大きくなるので,
冷媒による冷却に時間がかかるようになり,冷媒の消費
量が増大するおそれもある。なお,上記コイル定数と
は,コイル部に対し1Aの電流を流した時に,コイル部
の中心に発生する磁場をT(テスラ)の単位であらわし
た数値である。
On the other hand, when the thickness t [mm] of the cylindrical cover is 8 ×
When the thickness is larger than (R1 / F) × (α × Imax) 2 , the coil portion becomes large, and therefore, the entire magnetic field generating coil device becomes large, heavy, and may be difficult to handle. Also, since the heat capacity of the coil part increases,
The cooling by the refrigerant takes a long time, and the consumption of the refrigerant may increase. Note that the coil constant is a numerical value representing a magnetic field generated at the center of the coil unit when a current of 1 A flows through the coil unit in units of T (tesla).

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】実施形態例1 本発明の実施形態例にかかる磁場発生コイル装置につ
き,図1〜図9を用いて説明する。図1に示すごとく,
本例の磁場発生コイル装置1は,通電により磁場を発生
するコイル部2と,該コイル部2を収納した冷媒容器3
とよりなる。上記コイル部2はボビン21と該ボビン2
1に巻回されたコイル巻線22とよりなる。また,上記
冷媒容器3は開口部30と該開口部30に対し形成され
た冷媒注入口31とを備えてなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 A magnetic field generating coil device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG.
The magnetic field generating coil device 1 according to the present embodiment includes a coil unit 2 for generating a magnetic field when energized, and a refrigerant container 3 containing the coil unit 2.
And The coil unit 2 includes a bobbin 21 and the bobbin 2
And a coil winding 22 wound around the coil winding 22. Further, the refrigerant container 3 includes an opening 30 and a refrigerant inlet 31 formed for the opening 30.

【0042】そして,上記冷媒容器3の内容積V1,上
記コイル部2の体積V2とした場合,両者の比V1/V
2は1.5〜10の範囲内にある。また,図2に示すご
とく,上記冷媒注入口面積S[mm2]は,冷媒容器3
の中心軸方向に沿った最大厚みをL1[mm],中心軸
と垂直な径方向の最大長さをL2[mm]とした場合,
10≦S≦(L1×L2)である。
When the internal volume V1 of the refrigerant container 3 and the volume V2 of the coil portion 2 are set, the ratio V1 / V
2 is in the range of 1.5 to 10. Further, as shown in FIG. 2, the refrigerant inlet area S [mm 2 ] is
When the maximum thickness along the central axis direction is L1 [mm] and the maximum length in the radial direction perpendicular to the central axis is L2 [mm],
10 ≦ S ≦ (L1 × L2).

【0043】以下,詳細に説明する。本例の磁場発生コ
イル装置1は,図3に示すごとく,超電導磁石装置5
(超電導体を励磁して強力な磁場を発生させる装置)に
おける超電導体591を励磁する際の励磁用コイルとし
て使用される。図3に示すごとく,2台の磁場発生コイ
ル装置1,19がケース50の天板テーブル500の上
に左右に対向するよう配置されている。
The details will be described below. As shown in FIG. 3, the magnetic field generating coil device 1 of the present embodiment has a superconducting magnet device 5.
It is used as an exciting coil when exciting the superconductor 591 in (a device for exciting a superconductor to generate a strong magnetic field). As shown in FIG. 3, two magnetic field generating coil devices 1 and 19 are arranged on a top plate table 500 of a case 50 so as to face left and right.

【0044】また,ケース50内には,冷却装置51,
真空排気装置52,冷却装置51と真空排気装置52の
制御ユニット53,図示を略した各種配管類等が一体に
収納されている。冷却装置51はGM冷凍機であり,真
空排気装置52は,粗引き用真空ポンプとして用いる油
回転ポンプ,高真空ポンプとして用いるターボ分子ポン
プとよりなる。
In the case 50, a cooling device 51,
A vacuum exhaust device 52, a control unit 53 of the cooling device 51 and the vacuum exhaust device 52, and various pipes (not shown) are housed integrally. The cooling device 51 is a GM refrigerator, and the evacuation device 52 includes an oil rotary pump used as a roughing vacuum pump and a turbo molecular pump used as a high vacuum pump.

【0045】磁場発生コイル装置1におけるコイル部2
と冷媒容器3の形状は共に環状であり,冷媒容器3の内
周の空間が磁場発生空間となる。この磁場発生空間に
は,上記冷却装置51によって冷却され,真空断熱容器
59に格納された超電導体591が配置されている。該
超電導体591は磁場発生コイル装置1からの磁場によ
って着磁される。
Coil unit 2 in magnetic field generating coil device 1
The refrigerant container 3 and the refrigerant container 3 are both annular in shape, and the inner space of the refrigerant container 3 is a magnetic field generation space. In this magnetic field generating space, a superconductor 591 cooled by the cooling device 51 and stored in the vacuum heat insulating container 59 is arranged. The superconductor 591 is magnetized by a magnetic field from the magnetic field generating coil device 1.

【0046】なお,超電導体591は15重量%のAg
2O(酸化銀)と0.5重量%のPt(白金)を添加し
て溶融法で作製したSm−Ba−Cu−O系を用いた。
サイズは,直径36mm×高さ16mmの円柱状であ
る。超電導体591は,冷却や電磁力によるクラックの
発生を防ぐため,ステレンレスリングとスタイキャスト
により補強した(図示略)。この超電導体591は,冷
却装置51と連通した真空断熱容器59の内部に配置さ
れ,図1に示すごとく,真空断熱容器59内部のコール
ドヘッド593の先端に内部ヨーク592を介して取り
付けられている。
The superconductor 591 contains 15% by weight of Ag.
An Sm-Ba-Cu-O system prepared by a melting method by adding 2 O (silver oxide) and 0.5% by weight of Pt (platinum) was used.
The size is a column with a diameter of 36 mm and a height of 16 mm. The superconductor 591 was reinforced by stellen wrestling and stycasting (not shown) in order to prevent cracks due to cooling and electromagnetic force. This superconductor 591 is disposed inside a vacuum heat insulating container 59 communicating with the cooling device 51, and is attached to the tip of a cold head 593 inside the vacuum heat insulating container 59 via an internal yoke 592 as shown in FIG. 1. .

【0047】図1に示すごとく,コイル部2にはパーメ
ンジュール製の強磁性体よりなる外部ヨーク40が超電
導体591と対向するように配置されている。この外部
ヨーク40をコイル部2に対して着脱可能に設置する着
脱部材について説明する。
As shown in FIG. 1, an outer yoke 40 made of a fermented body made of permendur is arranged in the coil portion 2 so as to face the superconductor 591. A description will be given of a detachable member for detachably installing the external yoke 40 with respect to the coil unit 2.

【0048】図1,図5に示すごとく,上記冷媒容器3
の真空断熱容器59側にはリング状のベースプレート4
3が配置され,図1,図4に示すごとく,上記冷媒容器
4の他方の側にはリング状の固定プレート41が配置さ
れている。図4に示すごとく,固定プレート41は軽量
化のために打ち抜き穴410が設けてある。
As shown in FIG. 1 and FIG.
The ring-shaped base plate 4 is provided on the vacuum insulation container 59 side.
A ring-shaped fixing plate 41 is disposed on the other side of the refrigerant container 4 as shown in FIGS. As shown in FIG. 4, the fixing plate 41 is provided with a punched hole 410 for weight reduction.

【0049】図1に示すごとく,ベースプレート43は
コイル部2に設けた固定部224にスタッドボルト44
をねじ込むことで真空断熱容器59に接続される。ま
た,ベースプレート43の外縁部と固定プレート41の
外縁部との間は,着磁後に磁化した超電導体591との
引力に打ち勝って外部ヨーク40と固定プレート41の
全体をコイル部2から分離するための着脱部材である取
り外しボルト42が設けてある。なお,取り外しボルト
42の中央にはスパナ等でボルトを容易に回転できるよ
うに切り欠きが設けてある。
As shown in FIG. 1, the base plate 43 is provided with a stud bolt 44 on a fixing portion 224 provided on the coil portion 2.
Is connected to the vacuum insulated container 59 by screwing. In addition, between the outer edge of the base plate 43 and the outer edge of the fixed plate 41, the external yoke 40 and the entire fixed plate 41 are separated from the coil portion 2 by overcoming the attractive force of the superconductor 591 magnetized after magnetization. A detaching bolt 42 is provided as a detachable member. A notch is provided at the center of the removal bolt 42 so that the bolt can be easily rotated with a spanner or the like.

【0050】取り外しボルト42の固定プレート41側
は段のついた丸棒状で回転できるように固定プレート4
1に嵌められており,ベースプレート43側はねじにな
っており,ベースプレート43にねじ込まれている。取
り外しボルト42を回すと,固定プレート41がベース
プレート43に対して引き離される。
The fixing plate 41 side of the removal bolt 42 is a round bar with steps so that the fixing plate 4 can rotate.
1 is screwed on the base plate 43 side and screwed into the base plate 43. When the removal bolt 42 is turned, the fixing plate 41 is separated from the base plate 43.

【0051】また,固定プレート41の中央には外部ヨ
ーク40が固定ボルト401により固定され,コイル部
2の固定部223に対し固定プレート41は固定ボルト
411により固定されている。外部ヨーク40の超電導
体591と対向する面の反対側は凸部になっており,固
定プレート41の表面と同一平面となるように構成され
ている。
The external yoke 40 is fixed to the center of the fixing plate 41 by fixing bolts 401, and the fixing plate 41 is fixed to the fixing portion 223 of the coil unit 2 by fixing bolts 411. The opposite side of the surface of the outer yoke 40 facing the superconductor 591 is a convex portion, and is configured to be flush with the surface of the fixed plate 41.

【0052】次は,コイル部2について説明する。図6
〜図9に示すごとく,上記コイル部2は,ステンレス製
のボビン21に対し,コイル巻線22が112ターン巻
かれて構成されており,また上記ボビン21は,内部が
中空の心棒23と該心棒23の両端にそれぞれ設けられ
たフランジ部221,222とより構成されている。図
6(a)に示すごとく,上記心棒23の外周にはコイル
巻線22が巻回され,コイル巻線22の外方には高熱伝
導性のスタイキャストよりなる充填材20を介して筒状
カバー25が配置される。
Next, the coil section 2 will be described. FIG.
As shown in FIG. 9, the coil portion 2 is configured by winding a coil winding 22 around a stainless steel bobbin 21 for 112 turns, and the bobbin 21 has a hollow mandrel 23 having a hollow inside. It is composed of flange portions 221 and 222 provided at both ends of the mandrel 23, respectively. As shown in FIG. 6 (a), a coil winding 22 is wound around the mandrel 23, and a tubular member is formed outside the coil winding 22 via a filler 20 made of stycast having high thermal conductivity. The cover 25 is arranged.

【0053】図6,図7,図8に示すごとく,上記フラ
ンジ部221,222には,上記コイル部2に対し上記
冷媒容器3を固定するための固定部223,224が設
けてあると共に,該固定部223,224において,上
記コイル部2が外部から所望の位置に支持されるよう構
成されている。上記固定部223,224は図7(b)
に示すごとく,フランジ部221,222に対する突出
部として設けてあり,図7(a)に示すごとく,ボビン
21の周方向に等間隔に4つ設けてある。
As shown in FIGS. 6, 7 and 8, fixing portions 223 and 224 for fixing the refrigerant container 3 to the coil portion 2 are provided on the flange portions 221 and 222, respectively. The fixed portions 223 and 224 are configured so that the coil portion 2 is supported at a desired position from outside. The fixing portions 223 and 224 are shown in FIG.
As shown in FIG. 7, four protruding portions are provided for the flange portions 221 and 222. As shown in FIG. 7A, four protruding portions are provided at equal intervals in the circumferential direction of the bobbin 21.

【0054】また,図7(b)に示すごとく,固定部2
23,224は上述した固定ビス411,スタッドボル
ト44を螺合するためのビス穴225,226が設けて
ある。また,図8(a),(b)に示すごとく,上記筒
状カバー25の側面には充填材20用の充填穴250が
4つ,コイル巻線の導線を通すための端子穴が1つ設け
てある。
Further, as shown in FIG.
23 and 224 are provided with screw holes 225 and 226 for screwing the fixing screw 411 and the stud bolt 44 described above. As shown in FIGS. 8A and 8B, four filling holes 250 for the filling material 20 and one terminal hole for passing the conductor of the coil winding are provided on the side surface of the cylindrical cover 25. It is provided.

【0055】次に,上記冷媒容器3について説明する。
図1,図6に示すごとく,冷媒容器3はリング型で図6
(a)に示すような開口部30が設けてあり,開口部3
0に対し,図6(b)に示すごとき断面円形の冷媒注入
口31が設けてある。また,冷媒容器3の周囲には冷媒
の蒸発を最小限に抑えるための断熱材(図示略)が巻か
れている。
Next, the refrigerant container 3 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 6, the refrigerant container 3 is of a ring type.
An opening 30 as shown in FIG.
For 0, a coolant injection port 31 having a circular cross section as shown in FIG. 6B is provided. A heat insulating material (not shown) is wound around the refrigerant container 3 to minimize the evaporation of the refrigerant.

【0056】上記スタットボルト43の一端は上述した
ごとく,上記コイル部2の固定部224に固定されてお
り,他方は真空断熱容器59の側面に設けられた固定部
594に対し固定されている。更に,図5に示すごと
く,上記コイル部2における固定部224,223に対
し,上記冷媒容器3は固定されている。従って,上記ス
タッドボルト44を介して,冷媒容器3ごとコイル部2
が真空断熱容器59に対し脱着可能に支持される。
As described above, one end of the stat bolt 43 is fixed to the fixing portion 224 of the coil portion 2, and the other end is fixed to the fixing portion 594 provided on the side surface of the vacuum heat insulating container 59. Further, as shown in FIG. 5, the refrigerant container 3 is fixed to the fixing portions 224, 223 of the coil portion 2. Therefore, the refrigerant container 3 and the coil portion 2 are connected via the stud bolts 44.
Is detachably supported on the vacuum insulated container 59.

【0057】上記コイル部2のアセンブリについて説明
すると,ボビン21の心棒23に対しコイル巻線22を
巻き,次いで筒状カバー25をボビン21の外周に嵌め
て溶接する。筒状カバー25の外部から,充填穴250
を通じて充填材20であるスタイキャストを注入し,固
化させる。次いで,充填穴250を筒状カバーと同材質
のステンレスカバーで溶接して塞ぐ。これにより実質的
にコイル巻線22が密閉されてコイル部2が完成する。
To explain the assembly of the coil part 2, the coil winding 22 is wound around the mandrel 23 of the bobbin 21, and then the cylindrical cover 25 is fitted on the outer periphery of the bobbin 21 and welded. From the outside of the cylindrical cover 25, the filling holes 250
The stycast, which is the filler 20, is injected through the through hole and solidified. Next, the filling hole 250 is closed by welding with a stainless steel cover of the same material as the cylindrical cover. Thereby, the coil winding 22 is substantially sealed, and the coil portion 2 is completed.

【0058】図6(a)に示すごとく,溶接により冷媒
容器3の下本体部311,外筒部313,内筒部31
2,冷媒注入口31とを一体に組み立てて,冷媒容器3
の下方を構成する片側部分となす。次いで,コイル部2
の固定部224が冷媒容器3の外部に露出するように上
記片側部分をコイル部2の所定の位置に組付けた後,両
者を溶接する。最後に冷却容器3の残りの上本体部31
4をコイル部2に組付けると共に,冷却容器3の片側部
分と溶接する。
As shown in FIG. 6 (a), the lower body 311, the outer cylinder 313, and the inner cylinder 31 of the refrigerant container 3 are welded.
2. Assemble the refrigerant inlet 31 integrally with the refrigerant container 3
Is formed on one side of the lower part. Next, coil part 2
After the above-mentioned one side portion is assembled at a predetermined position of the coil portion 2 so that the fixing portion 224 of the coil portion 2 is exposed to the outside of the refrigerant container 3, the two portions are welded. Finally, the upper body 31 of the remaining cooling container 3
4 is assembled to the coil part 2 and welded to one side of the cooling vessel 3.

【0059】なお,本例にかかるコイル部2の体積は5
47cm3で,冷媒容器3の内容積は1467cm3で,
V1/V2は2.68倍である。また,冷媒注入口面積
S2は2827mm2で,コイル部2のL1は70m
m,L2は182mmである。
The volume of the coil section 2 according to this embodiment is 5
In 47cm 3, the internal volume of the refrigerant vessel 3 is 1467Cm 3,
V1 / V2 is 2.68 times. In addition, the refrigerant inlet area S2 is 2827 mm 2 , and L1 of the coil part 2 is 70 m
m and L2 are 182 mm.

【0060】また,コイル部2のボビン21において,
図8に示すごとき,筒状カバー25の内半径(同図に示
したR1)は70mm,厚み(同図に示したt)は2m
m,引張強さFは520MPaである。コイル部2のコ
イル定数αは1.2×10-3T/Aで,上記コイル部2
に対し通電する電流の最大値Imaxは4000Aであ
る。従って,,0.4×(R1/F)×(α×Ima
x)2=1.24mm,8×(R1/F)×(α×Im
ax)2=24.8mmでとなり,筒状カバー25の厚
みtは両数値の間にある。
In the bobbin 21 of the coil unit 2,
As shown in FIG. 8, the inner radius (R1 shown in the figure) of the cylindrical cover 25 is 70 mm, and the thickness (t shown in the figure) is 2 m.
m and tensile strength F are 520 MPa. The coil constant α of the coil unit 2 is 1.2 × 10 −3 T / A.
The maximum value Imax of the current to be supplied is 4000 A. Therefore, 0.4 × (R1 / F) × (α × Ima
x) 2 = 1.24 mm, 8 × (R1 / F) × (α × Im
ax) 2 = 24.8 mm, and the thickness t of the tubular cover 25 is between the two values.

【0061】次に,磁場発生コイル装置1の作動につい
て説明する。真空排気装置52の運転スイッチをONに
し,真空断熱容器59内を高真空まで排気する。次い
で,冷却装置51の運転スイッチをONにし,コールド
ヘッド593を32K以下まで冷却する。
Next, the operation of the magnetic field generating coil device 1 will be described. The operation switch of the vacuum evacuation device 52 is turned ON, and the inside of the vacuum insulated container 59 is evacuated to a high vacuum. Next, the operation switch of the cooling device 51 is turned on to cool the cold head 593 to 32K or less.

【0062】同時に,冷媒容器3に液体窒素を注入し,
コイル部2を77Kに冷却した後,図示を略したパルス
電源よりコイル部2にパルス電流を通電する。これによ
り発生したパルス磁場で超電導体591を着磁する。
At the same time, liquid nitrogen is injected into the refrigerant container 3,
After cooling the coil unit 2 to 77K, a pulse current is supplied to the coil unit 2 from a pulse power supply (not shown). The superconductor 591 is magnetized by the generated pulse magnetic field.

【0063】着磁終了後,磁場発生コイル装置1を真空
断熱容器59から取り外すには次の手順にて行なう。外
部ヨーク40と超電導体591との間は強い引力が作用
した状態にある。まず,固定ボルト411を外した後,
取り外しボルト42を回すことにより外部ヨーク40と
固定プレート41を対向している超電導体591から引
き離す。スタッドボルト44のナットを外して冷媒容器
3及びベースプレート43ごとコイル部2を真空断熱容
器59から取り外す。以上により,磁場発生コイル装置
1による超電導磁石装置5の励磁が完了する。
After the magnetization is completed, the magnetic field generating coil device 1 is removed from the vacuum insulation container 59 by the following procedure. A strong attractive force acts between the outer yoke 40 and the superconductor 591. First, after removing the fixing bolt 411,
By turning the removal bolt 42, the outer yoke 40 and the fixing plate 41 are separated from the facing superconductor 591. The nuts of the stud bolts 44 are removed, and the coil unit 2 together with the refrigerant container 3 and the base plate 43 is removed from the vacuum heat insulating container 59. Thus, the excitation of the superconducting magnet device 5 by the magnetic field generating coil device 1 is completed.

【0064】本例にかかる磁場発生コイル装置1の作用
効果について説明する。本例の磁場発生コイル装置1
は,冷媒容器3の内容積V1とコイル部2の体積V2と
の間に,V1/V2=2.68という関係が成立する。
このため,コイル部2に対して十分な冷媒が存在するた
め,コイル部2を十分に冷却でき,安定して磁場を発生
することができる。また,冷媒の過度の蒸発等が生じ難
く,経済的である。必要以上に冷媒容器3が大型化しな
いため,装置サイズがコンパクトで,取り扱い容易であ
る。さらに,開口部30に対し冷媒注入口31が設けて
あることから,冷媒の注入作業も容易で,安全である。
The operation and effect of the magnetic field generating coil device 1 according to this embodiment will be described. Magnetic field generating coil device 1 of this example
Satisfies the relationship of V1 / V2 = 2.68 between the internal volume V1 of the refrigerant container 3 and the volume V2 of the coil unit 2.
For this reason, since sufficient refrigerant exists in the coil part 2, the coil part 2 can be cooled sufficiently and a magnetic field can be generated stably. In addition, excessive evaporation of the refrigerant hardly occurs, which is economical. Since the size of the refrigerant container 3 is not increased more than necessary, the size of the apparatus is compact and the handling is easy. Further, since the refrigerant inlet 31 is provided for the opening 30, the operation of injecting the refrigerant is easy and safe.

【0065】また,冷媒容器3の冷媒注入口面積Sは2
827mm2で,10mm2以上でL1×L2の大きさ以
下である。よって,本例の磁場発生コイル装置1におけ
る冷媒の注入は容易で,装置サイズがコンパクトで取り
扱い容易である。
The area S of the refrigerant inlet of the refrigerant container 3 is 2
In 827mm 2, it is less than or equal to the size of 10 mm 2 or more L1 × L2. Therefore, it is easy to inject the refrigerant into the magnetic field generating coil device 1 of the present example, and the device size is compact and easy to handle.

【0066】また,ボビン21のフランジ部221,2
22に設けた固定部223,224がコイル部2に対す
る冷媒容器3の固定と,真空断熱容器59に対するコイ
ル部2の固定を行なうため,通電時の衝撃が直接冷媒容
器3に及ばない。よって,冷媒容器3を軽量にすること
ができる。また,コイル部2への冷媒容器3外部からの
熱侵入を最小限に抑えることができる。また固定部22
3,224は,コイル部2の中心軸方向と平行な方向に
設けてあり,固定部223,224は圧縮力又は引張力
を受ける形でコイル部2を固定できる。このため,固定
部223,224を小さくすることができる。
The flange portions 221 and 221 of the bobbin 21
Since the fixing portions 223 and 224 provided on the fixing portion 22 fix the refrigerant container 3 to the coil portion 2 and fix the coil portion 2 to the vacuum heat insulating container 59, an impact upon energization does not directly reach the refrigerant container 3. Therefore, the weight of the refrigerant container 3 can be reduced. Further, heat intrusion from the outside of the refrigerant container 3 into the coil portion 2 can be minimized. Also, the fixing part 22
3, 224 are provided in a direction parallel to the central axis direction of the coil portion 2, and the fixing portions 223, 224 can fix the coil portion 2 in a form receiving a compressive force or a tensile force. For this reason, the fixed portions 223 and 224 can be reduced.

【0067】また,外部ヨーク40は着脱部材である取
り外しボルト42を介して磁場発生コイル装置1に対し
着脱可能に設置されており,超電導体591着磁終了後
に外部ヨーク40を取り外す際の作業を容易とすること
ができる。また,筒状カバー25の厚みtを0.4×
(R1/F)×(α×Imax)2〜8×(R1/F)
×(α×Imax)2の範囲内にしているため,パルス
電流印加時にコイル部2の損傷が生じ難い。
The external yoke 40 is detachably mounted on the magnetic field generating coil device 1 via a detachable bolt 42 as a detachable member, so that when the superconductor 591 is magnetized, the external yoke 40 is removed. Can be easy. The thickness t of the cylindrical cover 25 is set to 0.4 ×
(R1 / F) × (α × Imax) 2 -8 × (R1 / F)
Since it is within the range of × (α × Imax) 2 , the coil portion 2 is hardly damaged when a pulse current is applied.

【0068】以上,本例によれば,取り扱い容易で,冷
媒コストが安価,安全性に優れた磁場発生コイル装置を
提供することができる。なお,本例の冷媒容器3は,図
2(a)に示すごとき円筒状であるが,図2(b)に示
すごとく,四角状としても同様の効果を得ることができ
る。
As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a magnetic field generating coil device which is easy to handle, has a low refrigerant cost, and is excellent in safety. Although the refrigerant container 3 of this example is cylindrical as shown in FIG. 2A, the same effect can be obtained by forming it as a square as shown in FIG. 2B.

【0069】実施形態例2 本例は,図10に示すごとく,開口部を外部ヨーク40
のある方向へ向けて構成した磁場発生コイル装置1であ
る。本例の磁場発生コイル装置1は,ボビン21のフラ
ンジ221にのみ固定部223が設けてある。フランジ
222の側にはなにもない。そして,開口部30は,こ
こから斜め方向に向かって伸びる冷媒注入口31を有す
る。上記冷媒注入口31は,コイル部2の中心軸M0に
垂直な端面を含む平面M1よりも外側で,コイル部2の
外周面を含む筒面M2よりも外側において開口するよう
設けてある。
Embodiment 2 In this embodiment, as shown in FIG.
The magnetic field generating coil device 1 is configured in a certain direction. In the magnetic field generating coil device 1 of the present example, the fixing portion 223 is provided only on the flange 221 of the bobbin 21. There is nothing on the side of the flange 222. The opening 30 has a coolant inlet 31 extending obliquely from the opening 30. The coolant inlet 31 is provided so as to open outside a plane M1 including an end surface perpendicular to the central axis M0 of the coil portion 2 and outside a cylindrical surface M2 including an outer peripheral surface of the coil portion 2.

【0070】なお,本例にかかる磁場発生コイル装置1
において,取り外しボルト42は先端側に六角穴が設け
てあり,ここに六角レンチを挿入して,取り外しボルト
42を容易に回転させることが可能となるよう構成され
ている。また,端子部29は,開口部30から冷媒注入
口31にかけて配置され,外部電源(図示略)からの配
線をボルト,ナットにより容易に着脱できるよう構成さ
れている。その他詳細は実施形態例1と同様の構造を有
する。
The magnetic field generating coil device 1 according to this embodiment
In the above, the removal bolt 42 is provided with a hexagonal hole at the tip end side, and a hexagon wrench is inserted into the hexagonal hole so that the removal bolt 42 can be easily rotated. The terminal portion 29 is arranged from the opening 30 to the coolant inlet 31 and is configured so that wiring from an external power supply (not shown) can be easily attached and detached with bolts and nuts. Other details have the same structure as the first embodiment.

【0071】本例の磁場発生コイル装置1は,上述する
位置関係に冷媒注入口31を配置しているため,冷媒で
冷却したまま縦向きから横向きまで自由な角度に配置し
て使用可能とすることができる。その他詳細は実施形態
例1と同様であり,同様の作用効果を有する。
In the magnetic field generating coil device 1 of this embodiment, since the refrigerant inlets 31 are arranged in the above-described positional relationship, the magnetic field generating coil device 1 can be used at any angle from the vertical direction to the horizontal direction while being cooled by the refrigerant. be able to. Other details are the same as those of the first embodiment, and have the same functions and effects.

【0072】実施形態例3 本例は,図11に示すごとく,円筒形の冷媒容器3に,
中実のソレノイド状のコイル部2を設けた構造を持つ磁
場発生コイル装置1である。コイル部2の中心軸M0に
垂直な端面を含む平面M1より外側,コイル部2の外周
面を含む筒面M2よりも外側において開口する冷媒注入
口31が冷媒容器3の開口部30に設けてある。また,
コイル巻線22が接続された端子部29は冷媒容器3外
部に配置されている。
Embodiment 3 In this embodiment, as shown in FIG.
This is a magnetic field generating coil device 1 having a structure provided with a solid solenoidal coil portion 2. A refrigerant inlet 31 is provided in the opening 30 of the refrigerant container 3 and opens outside a plane M1 including an end surface perpendicular to the central axis M0 of the coil portion 2 and outside a cylindrical surface M2 including an outer peripheral surface of the coil portion 2. is there. Also,
The terminal portion 29 to which the coil winding 22 is connected is arranged outside the refrigerant container 3.

【0073】また,コイル部2の固定部223はコイル
部2の片側に中心軸と平行方向に設けられ,冷却容器3
をここにおいてコイル部2に固定すると共に,この固定
部223は冷媒容器3の外部に露出した状態にある。
The fixed part 223 of the coil part 2 is provided on one side of the coil part 2 in a direction parallel to the central axis.
Is fixed here to the coil portion 2, and the fixing portion 223 is exposed to the outside of the refrigerant container 3.

【0074】また,本例の磁場発生コイル装置1におけ
る磁場発生空間は,同図における磁束線Gを記載した近
傍の空間で,該磁場発生空間に磁場の作用対象物599
を配置する。コイル部2は磁場発生空間ともっとも近い
壁面309に対しもっとも近接するよう冷媒容器3内に
配置されている。両者の間は冷媒がすり抜けられる程度
の空隙しか空いていない。その他詳細は実施形態例1に
記載した磁場発生コイル装置1と同様であり,同様の作
用効果を有する。なお,本例にかかる磁場発生コイル装
置1は汎用の磁場発生源として使用することができる。
The magnetic field generating space in the magnetic field generating coil device 1 of this embodiment is a space near the magnetic flux line G in FIG.
Place. The coil unit 2 is disposed in the refrigerant container 3 so as to be closest to the wall surface 309 closest to the magnetic field generation space. There is only a gap between the two so that the refrigerant can pass through. Other details are the same as those of the magnetic field generating coil device 1 described in the first embodiment, and have the same functions and effects. The magnetic field generating coil device 1 according to the present embodiment can be used as a general-purpose magnetic field generating source.

【0075】実施形態例4 本例は,図12に示すごとく,ドーナツ型の冷媒容器3
にソレノイド状のコイル部2を配置し,冷媒容器3の内
周部分の空間に外部ヨーク60を配置した構成の磁場発
生コイル装置1である。また,コイル部2の固定部22
3はコイル部2の片側に中心軸と平行方向に設けられ,
冷却容器3をここにおいてコイル部2に固定すると共
に,この固定部223は冷媒容器3の外部に露出した状
態にある。
Fourth Embodiment As shown in FIG. 12, the present embodiment employs a
The magnetic field generating coil device 1 has a configuration in which a solenoid-shaped coil portion 2 is disposed in a space, and an external yoke 60 is disposed in a space of an inner peripheral portion of the refrigerant container 3. Also, the fixing part 22 of the coil part 2
3 is provided on one side of the coil section 2 in a direction parallel to the central axis,
Here, the cooling container 3 is fixed to the coil portion 2, and the fixing portion 223 is exposed to the outside of the refrigerant container 3.

【0076】また,本例の磁場発生コイル装置1におけ
る磁場発生空間は,同図における磁束線Gを記載した近
傍の空間で,該磁場発生空間に磁場の作用対象物599
を配置する。コイル部2は磁場発生空間ともっとも近い
面309に対しもっとも近接するよう冷媒容器3内に配
置されている。両者の間は冷媒がすり抜けられる程度の
空隙しか空いていない。
The magnetic field generating space in the magnetic field generating coil device 1 of this embodiment is a space in the vicinity of the magnetic flux lines G shown in FIG.
Place. The coil unit 2 is disposed in the refrigerant container 3 so as to be closest to the surface 309 closest to the magnetic field generation space. There is only a gap between the two so that the refrigerant can pass through.

【0077】外部ヨーク60は冷媒容器3の磁場発生空
間と反対側に配置された固定プレート61に固定ナット
611によって固定される。この時,外部ヨーク60の
面609と冷媒容器3の磁場発生空間側の面309は揃
うようにする。固定プレート61は,コイル部2のフラ
ンジ221に設けた固定部223に対し挿入された固定
ボルト621に,取り外しナット622を挟んで固定ナ
ット623により,着脱可能に固定されている。
The external yoke 60 is fixed by a fixing nut 611 to a fixing plate 61 disposed on the side of the refrigerant container 3 opposite to the magnetic field generating space. At this time, the surface 609 of the outer yoke 60 and the surface 309 of the refrigerant container 3 on the magnetic field generation space side are aligned. The fixing plate 61 is detachably fixed to a fixing bolt 621 inserted into a fixing portion 223 provided on the flange 221 of the coil portion 2 by a fixing nut 623 with a removal nut 622 interposed therebetween.

【0078】この構成で外部ヨーク60を取り外すに
は,固定ナット623を緩め,取り外しナット622を
回すと,固定プレート61がコイル部2から引き離され
て,外部ヨーク60ごとコイル部2から分離することが
できる。その他詳細は実施形態例1に記載した磁場発生
コイル装置1と同様であり,同様の作用効果を有する。
なお,本例にかかる磁場発生コイル装置1は汎用の磁場
発生源として使用することができる。
In order to remove the external yoke 60 in this configuration, the fixing nut 623 is loosened, and when the removing nut 622 is turned, the fixing plate 61 is separated from the coil portion 2 and separated from the coil portion 2 together with the external yoke 60. Can be. Other details are the same as those of the magnetic field generating coil device 1 described in the first embodiment, and have the same functions and effects.
The magnetic field generating coil device 1 according to the present embodiment can be used as a general-purpose magnetic field generating source.

【0079】実施形態例5 本例は,図13に示すごとく,円筒形の冷媒容器3に中
実のソレノイド状のコイル部2を配置し,冷媒容器3の
磁場発生空間側の面309と対向する位置に外部ヨーク
60を配置した構成の磁場発生コイル装置1である。外
部ヨーク60と面309との間は,本例においては磁場
作用対象物599を配置できる程度の空間が空いてい
る。また,コイル部2の固定部223はコイル部2の片
側に中心軸と平行方向に設けられ,冷却容器3をここに
おいてコイル部2に固定すると共に,この固定部223
は冷媒容器3の外部に露出した状態にある。
Embodiment 5 In this embodiment, as shown in FIG. 13, a solid solenoid-shaped coil portion 2 is disposed in a cylindrical refrigerant container 3 so as to face a surface 309 of the refrigerant container 3 on the magnetic field generation space side. The magnetic field generating coil device 1 has a configuration in which an external yoke 60 is disposed at a position where the magnetic field is generated. In this example, a space is provided between the outer yoke 60 and the surface 309 such that the magnetic field target 599 can be arranged. The fixing portion 223 of the coil portion 2 is provided on one side of the coil portion 2 in a direction parallel to the central axis, and fixes the cooling vessel 3 to the coil portion 2 here.
Is in a state exposed to the outside of the refrigerant container 3.

【0080】また,本例の磁場発生コイル装置1におけ
る磁場発生空間は,同図における磁束線Gを記載した近
傍の空間である。なお,コイル部2は磁場発生空間とも
っとも近い面309に対しもっとも近接するよう冷媒容
器3内に配置されている。両者の間は冷媒がすり抜けら
れる程度の空隙しか空いていない。
The magnetic field generating space in the magnetic field generating coil device 1 of this embodiment is a space near the magnetic flux line G in FIG. The coil section 2 is disposed in the refrigerant container 3 so as to be closest to the surface 309 closest to the magnetic field generation space. There is only a gap between the two so that the refrigerant can pass through.

【0081】外部ヨーク60は冷媒容器3の磁場発生空
間の側に設けられた固定プレート61に対し固定ボルト
611にて固定されている。また,冷媒容器3の磁場作
用空間と反対側にはベースプレート65が配置されてい
る。このベースプレート65はスタッドボルト652に
より,コイル部2の固定部223に対し固定されてい
る。ベースプレート65に対し取り外しボルト651を
介して固定プレート61が取り外し可能に固定されてい
る。
The external yoke 60 is fixed to a fixing plate 61 provided on the side of the magnetic field generating space of the refrigerant container 3 by fixing bolts 611. A base plate 65 is disposed on the side of the refrigerant container 3 opposite to the magnetic field acting space. The base plate 65 is fixed to the fixing part 223 of the coil part 2 by stud bolts 652. The fixing plate 61 is detachably fixed to the base plate 65 via a detachment bolt 651.

【0082】取り外しボルト651の中央は切り欠きが
設けてあり,スパナ等でボルトを回転しやすいように構
成されている。取り外しボルト651を回転させること
で,外部ヨーク60を固定プレート61ごと超電導体5
91より分離することができる。その他詳細は実施形態
例1に記載した磁場発生コイル装置1と同様であり,同
様の作用効果を有する。なお,本例にかかる磁場発生コ
イル装置1は汎用の磁場発生源として使用することがで
きる。
A notch is provided at the center of the removal bolt 651 so that the bolt can be easily rotated with a spanner or the like. By rotating the removal bolt 651, the external yoke 60 and the fixing plate 61 are moved together with the superconductor 5.
91 can be separated. Other details are the same as those of the magnetic field generating coil device 1 described in the first embodiment, and have the same functions and effects. The magnetic field generating coil device 1 according to the present embodiment can be used as a general-purpose magnetic field generating source.

【0083】[0083]

【発明の効果】上述のごとく,本発明によれば,取り扱
い容易で,冷媒コストが安価,安全性に優れた磁場発生
コイル装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic field generating coil device which is easy to handle, has a low refrigerant cost, and is excellent in safety.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例1における,磁場発生コイル装置の
要部断面説明図。
FIG. 1 is an explanatory sectional view of a main part of a magnetic field generating coil device according to a first embodiment.

【図2】実施形態例1における,冷媒容器における冷媒
注入口面積とL1及びL2を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a refrigerant inlet area and L1 and L2 in a refrigerant container in the first embodiment.

【図3】実施形態例1における,超電導磁石装置の説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a superconducting magnet device according to the first embodiment.

【図4】実施形態例1における,磁場発生コイル装置を
固定プレート側からみた説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the magnetic field generating coil device according to the first embodiment as viewed from a fixed plate side.

【図5】実施形態例1における,磁場発生コイル装置を
ベースプレート側からみた説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the magnetic field generating coil device according to the first embodiment as viewed from a base plate side.

【図6】実施形態例1における,(a)磁場発生コイル
装置の断面説明図(図5にかかるA1−O1−A2切断
面)及び(b)冷媒注入口の説明図。
6A and 6B are explanatory diagrams of a cross section of the magnetic field generating coil device (A1-O1-A2 cut surface in FIG. 5) and (b) a refrigerant injection port in the first embodiment.

【図7】実施形態例1における,(a)ボビンの平面
図,(b)ボビンの断面説明図(図7(a)にかかるB
1−O2−B2切断面)。
7A is a plan view of a bobbin, and FIG. 7B is an explanatory cross-sectional view of the bobbin according to the first embodiment (B in FIG. 7A).
1-O2-B2 cut surface).

【図8】実施形態例1における,(a)ボビンの筒状カ
バーの平面図,(b)ボビンの筒状カバーの側面図。
8A is a plan view of a tubular cover of a bobbin, and FIG. 8B is a side view of the tubular cover of the bobbin.

【図9】実施形態例1における,ボビンの斜視展開図。FIG. 9 is a perspective developed view of the bobbin in the first embodiment.

【図10】実施形態例2における,磁場発生コイル装置
の断面説明図。
FIG. 10 is an explanatory sectional view of a magnetic field generating coil device according to the second embodiment.

【図11】実施形態例3における,端子部が冷媒容器の
外部にある磁場発生コイル装置の断面説明図。
FIG. 11 is an explanatory sectional view of a magnetic field generating coil device having a terminal portion outside a refrigerant container in a third embodiment.

【図12】実施形態例4における,外部ヨークが冷媒容
器の内周側の空間に配置された磁場発生コイル装置の断
面説明図。
FIG. 12 is an explanatory sectional view of a magnetic field generating coil device according to a fourth embodiment in which an external yoke is arranged in a space on the inner peripheral side of a refrigerant container.

【図13】実施形態例5における,外部ヨークが磁場作
用空間と対向する位置に配置された磁場発生コイル装置
の断面説明図。
FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view of a magnetic field generating coil device according to a fifth embodiment, in which an external yoke is arranged at a position facing a magnetic field acting space.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...磁場発生コイル装置, 2...コイル部, 21...ボビン, 22...コイル巻線, 29...端子部, 3...冷媒容器, 30...開口部, 31...冷媒注入口, 40...外部ヨーク, 1. . . 1. magnetic field generating coil device; . . Coil part, 21. . . Bobbin, 22. . . Coil winding, 29. . . Terminal part, 3. . . Refrigerant container, 30. . . Opening, 31. . . Refrigerant inlet, 40. . . Outer yoke,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 雅章 愛知県刈谷市八軒町5丁目50番地 株式会 社イムラ材料開発研究所内 (72)発明者 岡 徹雄 愛知県刈谷市八軒町5丁目50番地 株式会 社イムラ材料開発研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaaki Yoshikawa 5-50, Hachigencho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside the Imura Materials Development Laboratory (72) Inventor Tetsuo Oka 5-50, Hachigencho, Kariya-shi, Aichi Address Inside Imla Materials Development Laboratory Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通電により磁場を発生するコイル部が冷
媒容器に収納されてなる磁場発生コイル装置であって,
上記コイル部はボビンと該ボビンに巻回されたコイル巻
線とよりなり,上記冷媒容器は開口部と該開口部に対し
形成された冷媒注入口とを備えてなり,上記冷媒容器の
内容積V1,上記コイル部の体積V2とした場合,両者
の比V1/V2は1.5〜10の範囲内にあり,かつ上
記冷媒注入口面積S[mm2]は,冷媒容器の中心軸方
向に沿った最大厚みをL1[mm],中心軸と垂直な径
方向の最大長さをL2[mm]とした場合,10≦S≦
(L1×L2)であることを特徴とする磁場発生コイル
装置。
1. A magnetic field generating coil device comprising a coil portion for generating a magnetic field by energization stored in a refrigerant container,
The coil unit includes a bobbin and a coil winding wound around the bobbin. The refrigerant container has an opening and a refrigerant inlet formed with respect to the opening. V1 and the volume V2 of the coil portion, the ratio V1 / V2 of the two is in the range of 1.5 to 10, and the coolant inlet area S [mm 2 ] is in the central axis direction of the coolant container. When the maximum thickness along the axis is L1 [mm] and the maximum length in the radial direction perpendicular to the central axis is L2 [mm], 10 ≦ S ≦
(L1 × L2). A magnetic field generating coil device.
【請求項2】 請求項1において,上記コイル部は,心
棒と該心棒の両端にそれぞれ設けられたフランジ部とよ
り構成されたボビンと,上記心棒の外周に巻回されたコ
イル巻線と,巻回されたコイル巻線の外方に配置された
筒状カバーとよりなり,上記フランジ部には,上記コイ
ル部を上記冷媒容器に対し固定するための固定部が設け
てあると共に,該固定部において,上記磁場発生コイル
装置が所望の位置に支持されるよう構成されていること
を特徴とする磁場発生コイル装置。
2. The coil according to claim 1, wherein the coil comprises a bobbin formed of a mandrel and flanges provided at both ends of the mandrel, a coil winding wound around the outer periphery of the mandrel, A cylindrical cover disposed outside the wound coil winding; a fixing portion for fixing the coil portion to the refrigerant container is provided on the flange portion; Wherein the magnetic field generating coil device is configured to be supported at a desired position.
【請求項3】 請求項2において,上記固定部は,上記
コイル部の中心軸方向と平行な方向に設けてあることを
特徴とする磁場発生コイル装置。
3. The magnetic field generating coil device according to claim 2, wherein the fixing portion is provided in a direction parallel to a center axis direction of the coil portion.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
上記コイル部は外部電源に対しコイル巻線の電気的接続
を図るための端子部を有し,該端子部は上記冷媒容器に
おける冷媒注入口に配置されていることを特徴とする磁
場発生コイル装置。
4. The method according to claim 1, wherein:
The magnetic field generating coil device according to claim 1, wherein the coil portion has a terminal portion for electrically connecting a coil winding to an external power supply, and the terminal portion is disposed at a refrigerant inlet of the refrigerant container. .
【請求項5】 請求項1〜3のいずれか一項において,
上記コイル部は外部電源に対しコイル巻線の電気的接続
を図るための端子部を有し,該端子部は上記冷媒容器の
外部に設けてあることを特徴とする磁場発生コイル装
置。
5. The method according to claim 1, wherein:
The coil unit has a terminal unit for electrically connecting a coil winding to an external power supply, and the terminal unit is provided outside the refrigerant container.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項において,
上記冷媒注入口は,上記コイル部の中心軸に垂直な端面
を含む平面よりも外側で,上記コイル部の外周面を含む
筒面よりも外側において冷媒容器外部に開口するよう設
けてあることを特徴とする磁場発生コイル装置。
6. The method according to claim 1, wherein:
The refrigerant injection port is provided so as to open to the outside of the refrigerant container outside a plane including an end surface perpendicular to a central axis of the coil portion and outside a cylindrical surface including an outer peripheral surface of the coil portion. Characteristic magnetic field generating coil device.
【請求項7】 請求項1〜6のいずいれか一項におい
て,上記コイル部は,上記冷媒容器の外部により強力な
磁場作用空間が形成されるように,上記冷媒容器の内壁
により近い位置となるように配置されることを特徴とす
る磁場発生コイル装置。
7. The refrigerant container according to any one of claims 1 to 6, wherein the coil portion is located closer to an inner wall of the refrigerant container so that a strong magnetic field action space is formed outside the refrigerant container. A magnetic field generating coil device, wherein the magnetic field generating coil device is arranged so that:
【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一項において,
上記磁場発生コイル装置は外部ヨークを有し,該外部ヨ
ークは上記コイル部に対し着脱部材を介して上記磁場発
生コイル装置に対し着脱可能に設置されていることを特
徴とする磁場発生コイル装置。
8. The method according to claim 1, wherein:
The magnetic field generating coil device has an external yoke, and the external yoke is detachably attached to the coil portion via a detachable member with respect to the magnetic field generating coil device.
【請求項9】 請求項1〜7のいずれか一項において,
上記磁場発生コイル装置は外部ヨークを有し,該外部ヨ
ークは上記冷媒容器に固定されたベース部に対し着脱部
材を介して上記コイル部と共に上記磁場発生コイル装置
に対し着脱可能に設置されていることを特徴とする磁場
発生コイル装置。
9. The method according to claim 1, wherein:
The magnetic field generating coil device has an external yoke, and the external yoke is detachably mounted to the magnetic field generating coil device together with the coil portion via a detachable member with respect to a base portion fixed to the refrigerant container. A magnetic field generating coil device, characterized in that:
【請求項10】 請求項8及び9において,上記着脱部
材はネジ構造を有することを特徴とする磁場発生コイル
装置。
10. The magnetic field generating coil device according to claim 8, wherein the detachable member has a screw structure.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれか一項におい
て,上記コイル部はパルス電流の通電により磁場を発生
するよう構成されていることを特徴とする磁場発生コイ
ル装置。
11. The magnetic field generating coil device according to claim 1, wherein the coil unit is configured to generate a magnetic field by applying a pulse current.
【請求項12】 請求項2〜11のいずれか一項におい
て,上記筒状カバーの内半径をR1[mm],引張強さ
をF[MPa],上記コイル部のコイル定数をα[T/
A],上記コイル部に通電する電流の最大値をImax
[A]とする場合,上記筒状カバーの厚みt[mm]
は,0.4×(R1/F)×(α×Imax)2≦t≦
8×(R1/F)×(α×Imax)2という関係が成
立することを特徴とする磁場発生コイル装置。
12. The cylindrical cover according to claim 2, wherein the inner radius of the cylindrical cover is R1 [mm], the tensile strength is F [MPa], and the coil constant of the coil portion is α [T /
A], the maximum value of the current flowing through the coil unit is Imax
In the case of [A], the thickness t [mm] of the cylindrical cover
Is 0.4 × (R1 / F) × (α × Imax) 2 ≦ t ≦
A magnetic field generating coil device, wherein a relationship of 8 × (R1 / F) × (α × Imax) 2 is established.
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