JP2009170565A - 磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、励磁静磁場中での着磁方法において、バルク超電導磁石の長さを短くして、バルク超電導磁石を小型化できる超電導バルク磁石の着磁システムと、このシステムで着磁した小型バルク超電導磁石を提供することにある。
【解決手段】
励磁用磁場発生手段を、他の励磁用バルク超電導体を内蔵した励磁用超電導バルク磁石で構成し、着磁された前記励磁用超電導バルク磁石が発生する静磁場空間内に、着磁前の被着磁バルク超電導体を挿入し、挿入後被着磁バルク超電導体を超電導温度以下に前記冷却手段で冷却したのち、前記励磁用超電導バルク磁石の静磁場を消滅せしめ、被着磁バルク超電導体を着磁する。
【選択図】図５

Description

本発明は磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石に関するものである。

励磁用磁石の従来技術として、例えばコイル式超電導磁石を使用し、冷凍機で冷却する対象のバルク超電導体を備えたものがある。
この励磁用磁石は、コイル式超電導磁石の磁場中心が極低温に冷却された超電導磁石の中心部にあり、この超電導磁石は断熱真空容器内に配置されている。着磁する対象のバルク超電導体を冷凍機極低温に冷却する場合、バルク超電導体を断熱真空容器内に配置し、バルク超電導体の一端を熱伝導体を介して冷却用の冷凍機の冷却ステージと間接的に熱的に一体化してバルク超電導磁石を構成している。

着磁する方法は、以下の（１）〜（４）のステップで構成されている。
（１）励磁用のコイル式超電導磁石を極低温に冷却した後、励磁電源から電流を流し所定の静磁場を発生させる。
（２）冷却前のバルク超電導磁石のバルク超電導体を励磁用のコイル式超電導磁石の室温ボアー内の磁場中心位置に配置する。ここでバルク超電導体内に着磁用の磁束が貫通する。
（３）バルク超電導磁石の冷凍機の電源をＯＮにし、バルク超電導体を超電導温度以下の極低温に冷却し、静磁場中でバルク超電導体を超電導状態にする。
（４）励磁用のコイル式超電導磁石を消磁する。バルク超電導体は貫通していた磁束を捕捉し、着磁が完了してバルク超電導磁石は磁場を発生する。バルク超電導磁石を室温ボアー内から取り出し、以後バルク超電導磁石の冷凍機は運転を継続する。

ここで、上記（３）で説明したように、バルク超電導磁石の冷凍機は励磁用のコイル式超電導磁石が磁場を発生している状態で運転する必要がある。
一般的に前記冷凍機は、ヘリウムガスを作動媒体として圧縮・膨張行程を持つ冷凍サイクルで運転されるので、ヘリウムガスを圧縮するために圧縮機と膨張機を備えている。冷凍機のタイプとしては圧縮機と膨張機を直結した圧縮機一体型と、両者を細管で連結しそれぞれを離したスプリット型がある。
スプリット型は細管内に無駄な空間が存在することと、ガスが細管内を流動する際に圧力損失が生じるため冷却効率が圧縮機一体型より低下する。冷却効率の低下と消費電量の増加のため、スプリット型を使用することは省エネルギーの観点から得策ではない。そこで、圧縮機一体型冷凍機を使用する場合について以下に説明する。

圧縮機のモータには磁性体である電磁鋼板や永久磁石が使用されているため、高い磁場空間内では運転ができない。一般には０.１テスラ以下の低磁場空間で運転しなければならない。一方、励磁用のコイル式超電導磁石の中心部にはバルク超電導体により、高い磁場を着磁させるために５テスラ〜１０テスラのように非常に高い磁場を発生させる必要がある。このため、圧縮機が配置されるコイル式超電導磁石の端部近傍空間においては、数テスラの漏れ磁場が存在し上記圧縮機を配置できない。配置可能な０.１テスラ以下の空間は端部から０.４ｍか０.７ｍ離れた位置となる。また、磁石が真空断熱空間内に配置されるため、コイル式超電導磁石の磁場中心部と真空容器端部との距離は０.３ｍ程度有する。これは以下の理由によるものである。

高磁場を発生させるためには超電導コイルを超電導線材を多数巻きつけて構成し、ここで金属の熱容量で極低温での超電導コイル冷却の安定性を増すために、銅製の蓄冷体を芯にして超電導線材を多数巻きつけるので磁石重量は重たくなる。その重量を真空空間で断熱支持体で支え、室温部からの熱侵入を防ぐために断熱支持体は長くなり、超電導コイルと真空断熱用容器端部の距離が離れる。よって、冷凍機の圧縮機部とバルク超電導体との距離は励磁静磁場が５テスラの場合、約０.７ｍとなり、励磁静磁場が１０テスラの場合、約１.０ｍとなる。

特開平１０−１１６７２号公報

前記の従来技術において、バルク超電導体の直径を小さくして小型のバルク超電導磁石を作成する場合、前記の冷凍機の圧縮機部とバルク超電導体との距離はバルク超電導体の直径にかかわらず、圧縮機を低磁場空間に配置するため短くならない。よって、断熱真空容器には、バルク超電導体と冷凍機を離すために、長い熱伝導体を内蔵する必要があり長い真空容器が必要となる。

したがって、従来の励磁静磁場中での着磁方法では、バルク超電導磁石の長さを短くできず、バルク超電導磁石を小型化できないという問題がある。

本発明の目的は、バルク超電導磁石の長さを短くして、バルク超電導磁石全体を小型化できる超電導バルク磁石の着磁システムと、このシステムで着磁した小型バルク超電導磁石を提供することにある。

上記目的は、静磁場の発生と消磁を行う励磁用磁場発生手段と、この励磁用磁場発生手段から発生する前記静磁場中に電動モータを有する冷却手段と、この冷却手段の低温部に熱的に接続された被着磁バルク超電導体とで構成され、これらの構成部材で被着磁超電導磁石を着磁する磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、前記励磁用磁場発生手段を他の励磁用バルク超電導体を内蔵した励磁用超電導バルク磁石で形成し、着磁された前記励磁用超電導バルク磁石が発生する静磁場空間内に着磁前の前記被着磁バルク超電導体を挿入し、挿入された被着磁バルク超電導体を超電導温度以下に冷却する前記冷却手段で前記励磁用超電導バルク磁石の静磁場を消滅させて前記被着磁バルク超電導体を着磁することにより達成される。

また上記目的は、前記励磁用バルク超電導体の温度を昇温させる昇温手段を設け、着磁された前記励磁用超電導バルク磁石の励磁用バルク超電導体が発生する静磁場空間で、前記冷却手段で冷却される前記被着磁バルク超電導体を着磁した後、前記昇温手段で前記励磁用バルク超電導体の温度を昇温させて前記励磁用超電導バルク磁石が発生する静磁場を消磁することにより達成される。

また上記目的は、前記励磁用磁場発生手段を、静磁場を発生，消磁できるコイル式超電導磁石で着磁させ、前記コイル式超電導磁石の磁石に誘導電流発生抑制手段を設けたことにより達成される。

また上記目的は、前記誘導電流発生抑制手段を超電導コイルに熱的に一体化した加熱ヒータで構成したことにより達成される。

また上記目的は、前記誘導電流発生抑制手段を、超電導コイルの励磁電流非閉回路に切り替える機構で構成したことにより達成される。

また上記目的は、前記誘導電流発生抑制手段を、超電導コイルの励磁電流回路に逆誘導電流供給回路に切り替える機構で構成したことにより達成される。

また上記目的は、前記励磁用磁場発生手段を、変動磁場を発生，消磁できるパルス式常電導磁石で着磁することにより達成される。

本発明によれば、バルク超電導磁石の長さを短くして、バルク超電導磁石全体を小型化できる超電導バルク磁石の着磁システムと、このシステムで着磁した小型バルク超電導磁石を提供できる。

本発明の一実施例を図にしたがって説明する。

以下、本発明の一実施例を図１〜図５により説明する。
図１は、着磁用超電導バルク磁石を着磁するための超電導磁石の断面図である。
図１において、例えばＮｂＴｉ超電導線材を銅製のボビン１に巻きつけた超電導コイル２はギフォード・マクマホン型のヘリウム冷凍機３の温度４Ｋの冷却ステージ４にフレキシブルな銅網線群５を介して熱的に連結され、ＮｂＴｉ線の超電導温度以下の約４Ｋに冷却されている。ヘリウム冷凍機３の作動ガスは圧縮機ユニット６から導管７を通じて高圧ガスを供給され、冷凍機内で膨張した後の低圧ガスが導管８を通じて回収される。

極低温の超電導コイル２の周囲は温度約５０Ｋに冷却される熱シールド筒９で囲われ、熱的に保護されている。熱シールド筒９はヘリウム冷凍機３の温度４０Ｋの冷却ステージ１０にフレキシブルな銅網線群１１を介して熱的に連結されて冷却される。これら低温の構成要素は真空断熱するために真空容器１２内に配置され、重量が数十キロ以上に達する超電導コイル２およびボビン１は真空容器１２の室温の壁からプラスチック材等の熱伝導率が小さな材料で構成された複数本の断熱支持部材１３で支持固定されている。超電導コイル２への１００Ａ以上の励磁電流は、室温に設けた電流電源装置１４から極太で重たい２本の電源ケーブル１５で供給回収される。ボビン１に熱的に一体化したヒータ１００に配線１０１を通じて電流電源１０２から加熱電流が供給され、超電導コイル２を温度約１０Ｋの超電導温度を超える温度に加温される。

超電導コイル２に励磁電流が供給されると、コイル中央部の室温ボアー空間１６の中央部に所定の高磁場を発生させることができる。しかし、この超電導コイルでは広範囲に磁場が漏れるため、例えば室温ボアー空間１６の直径が１００mmで、中央部に１０Ｔの磁場を発生させる場合を想定すると、室温空間１６の端部１７から６００mmも離れた位置１８で漏れ磁場は０.１Ｔになる。このように広いエリアに渡って高い漏れ磁場が発生することが分かる。

次に、着磁用超電導バルク磁石１９の構成を図２で説明する。
図２は本発明の一実施例を備えた着磁用超電導バルク磁石の構成図である。

図２において、着磁用の磁場を捕捉するバルク超電導体２０は筒状の形状を形成しており、その周囲はステンレス鋼やアルミニウムの保護筒体２１と接着剤や低融点のウッドメタル等でお互いの接触部を固定されて熱的にも一体化されている。保護筒体２１の底部は、冷却のために銅製やアルミニウム製の熱伝導体２２のフラン時２３とインジュームシート等を介してボルト（図示せず）で熱的に一体化されている。熱伝導体２２の他端部のフランジ２４は、冷却用の小型ヘリウム冷凍機２５の冷却温度約３５Ｋの冷却ステージフランジ２６とインジュームシート等を介してボルト（図示せず）で熱的に一体化されている。

極低温部の周囲は積層断熱材２７で覆われ、極低温部は真空断熱のために真空容器２８内に配置されている。真空容器フランジ２９は小型ヘリウム冷凍機２５のフランジ３０と、例えば真空リング（図示せず）を介してボルト（図示せず）等で気密一体化されている。小型ヘリウム冷凍機２５は作動ガスのヘリウムの圧縮機３１を内蔵してその端部に配置されており、電源装置３２から数アンペアの電流を電源ケーブル３３によって供給されて低温運転される。圧縮機でのヘリウムガスの圧縮で発する圧縮熱は、圧縮機の廃熱部に設けた冷却ジャケット３４で冷凍機外に排出され、冷却ジャケット３４の作動流体の例えば冷却水は、例えばビニール製の配管３５で冷却ユニット３６に回収され、冷却ユニット３６内で他の冷媒で冷却運転される冷凍機３７や空気との熱交換器のラジエータ（図示せず）等で冷却された後、ポンプ３８で加圧されて例えばビニール製の配管３９で冷却ジャケット３４に送られる。

また極低温に冷却され、量が数キログラムのバルク超電導体２０は室温の真空容器２８と非接触に保持され、熱侵入が増加しないようにすることが重要である。本実施例では、エポキシ樹脂製や、アルミニウム製のリング４０にネジで半径方向に移動可能なエポキシ樹脂等の熱伝導率が小さな材料で製作したロッド４１で熱伝導体２２外面と真空容器２８の間を周囲４箇所もしくは３箇所を支持している。熱伝導体２２の直径はバルク超電導体２０の直径よりも小さいので、温度差のある熱伝導体２２外面と真空容器２８の間を長い距離を有して断熱支持できるので、熱侵入量を低減できる。

真空容器２８内はノズル４２，真空弁４３，配管４４を介して真空ポンプ４５で真空排気される。熱伝導体２２の冷凍機の冷却ステージフランジ２６側の側面には、ガス吸着用の活性炭等のガス吸着剤４６を接着剤等で貼付している。冷凍機３１でバルク超電導体２０を極低温に冷却した後、ガス吸着剤４６が吸着温度以下に冷却された後は真空弁４３を締め切り、配管４４，真空ポンプ４５と分離して移送することが容易になる。

真空容器２８の先端部は凹部の室温空間４７を有している。さらに、熱伝導体２２に熱的に一体化したヒータ４８，配線４９と電流電源５０を設け、電流電源５０から加熱電流を供給してバルク超電導体２０をすばやく超電導温度を超える温度に加温できる構造にしている。

図３は本発明の一実施例を備えた着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。

図３において、極低温に冷却された超電導コイル２に電流電源装置１４から所定の励磁電流を供給し、コイル中央部の室温ボアー空間１６の中央部に所定の例えば直径の１００mmの室温ボアー空間１６の中央部に１０Ｔの高磁場を発生させる。この時、室温空間１６の端部１７から６００mmは離れた位置１８で漏れ磁場は０.１Ｔになる。よって、位置１８に着磁用超電導バルク磁石１９の圧縮機３１が位置し、室温のバルク超電導体２０が室温ボアー空間１６の中央部に配置されるようにセットする。真空弁４３を開き真空ポンプ４５で真空容器２８内を真空排気し、電源装置３２から数アンペアの電流を電源ケーブル３３から供給し冷凍機１９を低温運転する。この時点で、超電導温度に達していないバルク超電導体２０に室温空間１６内の１０Ｔの磁束が貫通する。

バルク超電導体２０が超電導温度以下に冷却され、温度が定常状態になった後、電流電源装置１４から励磁電流を掃引し超電導コイル２の電流を低減するとバルク超電導体２０には誘導電流が生じる。この誘導電流はバルク超電導体２０が超電導状態であるために減衰することなく流れ続け、磁場が発生し磁場が捕捉される。超電導コイル２内の電流がなくなった時点でバルク超電導体２０の着磁が終了する。その後、冷凍機３の運転を停止し、さらにボビン１に熱的に一体化したヒータ１００に配線１０１を通じて電流電源１０２から加熱電流が供給され、超電導コイル２を温度約１０Ｋの超電導温度を超える温度に加温する。

この状態で着磁用超電導バルク磁石１９を室温空間１６から引き抜く。この時、超電導コイル２にはバルク超電導体２０が発生する磁場により、この磁場を室温空間１６に閉じ込めようとする向きの磁場を形成する誘導電流が発生するため、着磁用超電導バルク磁石１９に吸引力が発生し、抜けにくくなってヘリウム冷凍機２５に引張り力が発生する。しかし、超電導コイル２は加温されて超電導状態では無いので、発生した誘導電流はジュール熱により消滅し、引き抜き抵抗が小さくなり容易に、短時間で室温空間１６から抜くことができる。

図４は本発明の一実施例を備えた被小型超電導バルク磁石の構造を説明する図である。 図４において、磁場を捕捉する小型超電導バルク磁石５１は円柱形状を形成しており、その周囲はステンレス鋼やアルミニウムの保護筒体５２と接着剤や低融点のウッドメタル等でお互いの接触部を固定し、熱的にも一体化されている。保護筒体５２の底部は、冷却のためにインジュームシート等を介して冷却用の小型ヘリウム冷凍機５３の冷却温度約４０Ｋの冷却ステージフランジ５４とボルト（図示せず）で熱的に一体化されている。

極低温部の周囲は積層断熱材５４で覆われている。また、極低温部は真空断熱のために真空容器５５内に配置されている。真空容器フランジ５６は小型ヘリウ冷凍機５３のフランジ５７と、例えば真空リング（図示せず）を介してボルト（図示せず）等で気密一体化されている。小型ヘリウ冷凍機５３は作動ガスのヘリウムの圧縮機５８を内蔵してその端部に配置されており、電源装置５９から数アンペアの電流を電源ケーブル６０を介して供給されることで低温運転される。圧縮機５８でのヘリウムガスの圧縮で発する圧縮熱は圧縮機５８の廃熱部に設けた冷却ジャケット６１で冷凍機外に排出され、冷却ジャケット６１の作動流体の冷却水は、例えばビニール製の配管６２で冷却ユニット６３に回収される。回収された冷却水は冷却ユニット６３内で他の冷媒で冷却運転される冷凍機６４や、空気との熱交換器のラジエータ（図示せず）等で冷却された後、ポンプ６５で加圧され、例えばビニール製の配管６６で冷却ジャケット６１に送られる。

真空容器５５内は、ノズル６７，真空弁６８，配管６９を介して真空ポンプ７０で真空排気される。また、冷凍機の冷却ステージ５４近傍には、ガス吸着用の活性炭等のガス吸着剤７１を接着剤等で貼付している。冷凍機５３で小型超電導バルク磁石５１を極低温に冷却した後、ガス吸着剤７１が吸着温度以下に冷却された後は、真空弁６８を締め切り、配管６９，真空ポンプ７０と分離して移送することが容易になる。

図５は、着磁用超電導バルク磁石で小型超電導バルク磁石を着磁させる構成を説明する図である。
図５において、図３で説明した方法で着磁された着磁用超電導バルク磁石１９は、着磁されたバルク超電導体２０で捕捉された磁束が室温空間４７内に約７Ｔの強磁場空間を形成される。しかし、その漏れ磁場空間は狭く、磁石端面７１から約６０mm離れた位置７２が０.１Ｔの漏れ磁場の境界となる。したがって、小型超電導バルク磁石５１の圧縮機５８を０.１Ｔ以下の磁場空間に配置するとともに、室温の小型超電導バルク磁石５１が室温空間４７内に配置されるようにセットする。真空弁６８を開き真空ポンプ７０で真空容器５５（図４に示す）内を真空排気し、電源装置５９から数アンペアの電流を電源ケーブル６０から供給し冷凍機５３（図４に示す）を低温運転する。この時点で、超電導温度に達していない小型超電導バルク磁石５１に室温空間４７内の７Ｔの磁束が貫通する。

小型超電導バルク磁石５１が超電導温度以下に冷却されて温度が定常状態になった後、着磁用超電導バルク磁石１９のヘリウム冷凍機２５の冷凍運転を停止し、電流電源装置５０から加温電流を供給しヒータ４８を加温されてバルク超電導体２０の温度を超電導温度以上の１００Ｋ以上に加熱される。バルク超電導体２０の温度が１００Ｋ以上に加熱されるとバルク超電導体２０が捕捉した磁束は消滅する。室温空間４７内の磁場が減少すると小型超電導バルク磁石５１には誘導電流が生じ、その誘導電流は小型超電導バルク磁石５１が超電導状態であるために減衰することなく流れ続けられて磁場が発生し磁場が捕捉される。バルク超電導体２０の磁場がなくなった時点で小型超電導バルク磁石５１の着磁が終了する。

この状態で、小型超電導バルク磁石８０を着磁用超電導バルク磁石１９の室温空間４７から引き抜く。この時バルク超電導体２０は超電導状態ではないので絶縁体であり、誘導電流の発生は無く容易に室温空間４７から抜くことができる。

このようにして、小型超電導バルク磁石８０の小型超電導バルク磁石５１は約６Ｔの磁場を捕捉することができる。したがって、着磁用超電導バルク磁石１９の場合のように、冷凍機の圧縮機を漏れ磁場の０.１Ｔの磁場外に配置するために必要であった長尺の熱伝導体２２に相当する部材が不必要であるため、冷凍機冷却型超電導磁石の本体長さを短くできる。したがって、軽量で低コストな磁石で表面に強磁場を発生することができる効果がある。

このように、本実施例においては、超電導バルク磁石の着磁運転方法において、磁石外部の漏れ磁場の範囲を狭くできる着磁用磁石として着磁用の超電導バルク磁石を予めコイル式の磁石で着磁して提供できるため、着磁する別の冷凍機冷却型超電導バルク磁石の冷凍機を含む磁石長さを短くすることができ、冷凍機冷却型超電導バルク磁石の小型・軽量化を図ることができる効果がある。

また、本実施例では冷凍機冷却型超電導バルク磁石の低温部の長さを短くして表面積を小さくできるので室温部からの熱侵入量を小さくでき、このため所定の温度に冷却するために一体化する冷凍機の冷凍容量を小さくできる。これによって、冷凍機のコストを低減でき、冷凍機冷却型超電導バルク磁石のコストを低減ですることができる。

図６は第２の実施例を備えた着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。

図６において、本実施例が図３と異なる点はバルク超電導体２０が超電導温度以下に冷却され、温度が定常状態になった後、電流電源装置７２から励磁電流を掃引し超電導コイル２の電流を低減するとバルク超電導体２０には誘導電流が生じ、その誘導電流はバルク超電導体２０が超電導状態であるために減衰することなく流れ続け、磁場が発生し磁場が捕捉される。超電導コイル２内の電流がなくなった時点でバルク超電導体２０の着磁が終了する。その後冷凍機３の運転を停止する。

ここで、電流電源装置７２の励磁電流回路に開放回路（図示せず）となる回路構成を作成し、その開放回路への切り替えスイッチ（図示せず）を設ける。冷凍機３の運転を停止した後、励磁電流回路を開放回路への切り替える。この状態で着磁用超電導バルク磁石１９を室温空間１６から引き抜く。この時、超電導コイル２にはバルク超電導体２０が発生する磁場によりこの磁場を室温空間１６に閉じ込めようとする向きの磁場を形成する誘導電流が発生しようとする。しかし励磁電流回路を開放回路にすることによりこの誘導電流が流れず、引き抜き抵抗が小さくなり容易に短時間で室温空間１６から抜くことができる効果がある。

図７は第３の実施例を備えた着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。

図７において、本実施例が図６と異なる点は、バルク超電導体２０が超電導温度以下に冷却され、温度が定常状態になった後、電流電源装置７３から励磁電流を掃引し超電導コイル２の電流を低減するとバルク超電導体２０には誘導電流が生じ、その誘導電流はバルク超電導体２０が超電導状態であるために減衰することなく流れ続け、磁場が発生し磁場が捕捉される。超電導コイル２内の電流がなくなった時点で、バルク超電導体２０の着磁が終了する。その後、冷凍機３の運転を停止する。ここで、電流電源装置７２の励磁電流回路に発生しようとする誘導電流等は逆向きの方向に流れる逆誘導電流回路（図示せず）となる回路構成を作成し、その開放回路への切り替えスイッチ（図示せず）を設ける。冷凍機３の運転を停止した後、励磁電流回路を逆誘導電流回路へ切り替える。この状態で、着磁用超電導バルク磁石１９を室温空間１６から引き抜く。この時、超電導コイル２には、着磁されたバルク超電導体２０を室温空間１６から押し出そうとする向きの磁気力が形成されるので引き抜きが容易となり、短時間で室温空間１６から抜くことができる効果がある。

図８は第４の実施例を備えた着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。
図８において、本実施例が図３と異なる点は、バルク超電導体２０が超電導温度以下に冷却されたのち、液体窒素温度に冷却されたバルク超電導体２０から常電導コイル７４に、配線７５を通じてパルス電流電源７６からパルス状の電流を供給し、超電導状態のバルク超電導体２０にパルス的に磁束を強制的に入れ込む方法により、バルク超電導体２０を着磁する着磁方法の構成を示したところにある。

本実施例によれば、バルク超電導体２０に着磁できる磁場は小さいが、着磁用コイルを常電導磁石で構成できるので、構成品のコストを低減できる効果がある。

このように、本実施例によれば超電導バルク磁石の着磁運転方法において、磁石外部の漏れ磁場の範囲を狭くできる着磁用磁石として着磁用の超電導バルク磁石を予めコイル式の磁石で着磁して提供するため、漏洩磁場の範囲が狭い磁石を提供でき、これによって、着磁する別の冷凍機冷却型超電導バルク磁石の冷凍機を含む磁石長さが短い超電導バルク磁石を着磁することができる効果があり、かつ、この着磁運転方法によって、短尺で軽量な小型の冷凍機冷却型超伝導バルク磁石を提供できる効果がある。

以上のごとく、本発明は着磁用超電導バルク磁石を使用すれば漏れ磁場が小さいので、被着磁超電導バルク磁石の冷凍機の圧縮機を漏れ磁場の０.１Ｔの磁場外に配置するために必要であった長尺の熱伝導体２２に相当する部材が不必要であるため、被着磁超電導バルク磁石の本体長さを短くでき、このためより軽量で、低コストな磁石で、表面に強磁場を発生することができる効果がある。

本発明の一実施例を備えた着磁用超電導バルク磁石を着磁するための超電導磁石を説明する図である。 本発明の一実施例を備えた着磁用超電導バルク磁石を説明する図である。 本発明の一実施例を備えた図１の超電導磁石で図２の着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。 本発明の一実施例を備えた被小型超電導バルク磁石の構造を説明する図である。 本発明の一実施例を備えた図３で着磁された着磁用超電導バルク磁石で図４の被小型超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。 本発明の他の実施例を備えた超電導磁石で図２の着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。 本発明の他の実施例を備えた超電導磁石で図２の着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。 本発明の他の実施例を備えた常電導磁石で図２の着磁用超電導バルク磁石を着磁する構成を説明する図である。

符号の説明

２０ バルク超電導体
２１ 保護筒体
２２ 熱伝導体
２５ ヘリウム冷凍機
２６ 冷却ステージフランジ
４７ 室温空間
５１，８０ 小型超電導バルク磁石
５９ 電源装置

Claims (7)

1. 静磁場の発生と消磁を行う励磁用磁場発生手段と、この励磁用磁場発生手段から発生する前記静磁場中に電動モータを有する冷却手段と、この冷却手段の低温部に熱的に接続された被着磁バルク超電導体とで構成され、これらの構成部材で被着磁超電導磁石を着磁する磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、
   前記励磁用磁場発生手段を他の励磁用バルク超電導体を内蔵した励磁用超電導バルク磁石で形成し、着磁された前記励磁用超電導バルク磁石が発生する静磁場空間内に着磁前の前記被着磁バルク超電導体を挿入し、挿入された被着磁バルク超電導体を超電導温度以下に冷却する前記冷却手段で前記励磁用超電導バルク磁石の静磁場を消滅させて前記被着磁バルク超電導体を着磁することを特徴とする磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石。
2. 請求項１記載の磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、
   前記励磁用バルク超電導体の温度を昇温させる昇温手段を設け、着磁された前記励磁用超電導バルク磁石の励磁用バルク超電導体が発生する静磁場空間で、前記冷却手段で冷却される前記被着磁バルク超電導体を着磁した後、前記昇温手段で前記励磁用バルク超電導体の温度を昇温させて前記励磁用超電導バルク磁石が発生する静磁場を消磁することを特徴とする磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石。
3. 請求項１記載の磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、
   前記励磁用磁場発生手段を、静磁場を発生，消磁できるコイル式超電導磁石で着磁させ、前記コイル式超電導磁石の磁石に誘導電流発生抑制手段を設けたことを特徴とする磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石。
4. 請求項３記載の磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、
   前記誘導電流発生抑制手段を超電導コイルに熱的に一体化した加熱ヒータで構成したことを特徴とする磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石。
5. 請求項３記載の磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、
   前記誘導電流発生抑制手段を、超電導コイルの励磁電流非閉回路に切り替える機構で構成したことを特徴とする磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石。
6. 請求項３記載の磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、
   前記誘導電流発生抑制手段を、超電導コイルの励磁電流回路に逆誘導電流供給回路に切り替える機構で構成したことを特徴とする磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石。
7. 請求項１記載の磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石において、
   前記励磁用磁場発生手段を、変動磁場を発生，消磁できるパルス式常電導磁石で着磁することを特徴とする磁石着磁システムおよび被着磁超電導磁石。

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