JPH0159725B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0159725B2 JPH0159725B2 JP57025517A JP2551782A JPH0159725B2 JP H0159725 B2 JPH0159725 B2 JP H0159725B2 JP 57025517 A JP57025517 A JP 57025517A JP 2551782 A JP2551782 A JP 2551782A JP H0159725 B2 JPH0159725 B2 JP H0159725B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating disk
- magnetic field
- strong magnetic
- pair
- rotating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/20—Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures
- H01F7/202—Electromagnets for high magnetic field strength
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、強磁場を発生させるための装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for generating strong magnetic fields.
近年、物質の特性を調べるために、超高温や超
低温あるいは超高圧や超真空のほか超強磁場のよ
うな極限条件のもとでの、いわゆる物性科学の研
究が盛んに行なわれ、更にこのような極限状態を
つくり出す手段にも各種の提案がなされている。 In recent years, in order to investigate the properties of materials, research in so-called condensed matter science has been actively conducted under extreme conditions such as ultra-high temperatures, ultra-low temperatures, ultra-high pressures, ultra-vacuum, and ultra-strong magnetic fields. Various proposals have been made for means of creating extreme conditions.
ところで、従来の強磁場発生手段としては、次
のようなものがある。すなわち瞬間的に強磁場を
発生させるクネール法や爆縮法があり、更には比
較的時間の長いパルス状の強磁場を発生させる多
重層コイル方式(大阪大学方式)やMIT方式
(マサチユーセツツ工科大学方式)があり、また
連続的に強磁場を発生させる超伝導コイル方式が
ある。 By the way, as conventional strong magnetic field generating means, there are the following. In other words, there are the Quenelle method and the implosion method, which generate a strong magnetic field instantaneously, and the multilayer coil method (Osaka University method) and the MIT method (Massachusetts Institute of Technology method), which generate a relatively long pulsed strong magnetic field. ), and there is also a superconducting coil system that continuously generates a strong magnetic field.
クネール法は、第1図に示すように充電したコ
ンデンサバンクC1により、スイツチSW1を閉
じて、単巻きコイルL1に大電流(約100万アン
ペア)を流し、その電磁力により内部のライナー
(アルミ管)aを圧縮して、その結果、ライナー
a内部の磁束を濃縮して瞬間的に強磁場を得る方
法であり、この方法では約100万分の1秒の間だ
け約280T(テスラ)の強磁場を発生させることが
できる。 In the quenelle method, as shown in Figure 1, a charged capacitor bank C1 closes a switch SW1, and a large current (approximately 1 million amperes) is passed through a single-turn coil L1. ) is a method of compressing liner a and, as a result, concentrating the magnetic flux inside liner a to instantaneously obtain a strong magnetic field. In this method, a strong magnetic field of about 280 T (Tesla) is generated for only about one millionth of a second. can be generated.
また爆縮法は、第2図に示すようにコンデンサ
バンクC2により、スイツチSW2を閉じて、コ
イルL2に電流を流し磁束を発生させ、次に火薬
bを爆発させて磁束を濃縮し、瞬間的に強磁場を
得る方法で、この方法では約100万分の1秒の間
だけ約300Tの強磁場を発生させることができる。 In the implosion method, as shown in Figure 2, switch SW2 is closed using capacitor bank C2, a current is passed through coil L2 to generate magnetic flux, and then gunpowder b is detonated to concentrate the magnetic flux and instantaneously This method can generate a strong magnetic field of about 300 T for about one millionth of a second.
さらに、多重層コイル方式(大阪大学方式)
は、各層ごとに独自な形状、寸法のコイルを用い
て、各層に作用する電磁力を均一化し、その結
果、数10万アンペアの電流により非破壊型で、比
較的時間の長いパルス状強磁場を得ることができ
るようにしたもので、この方式では、パルス幅
100μs(マイクロ秒)で最大値100Tの強磁場を得
ることができる。 Furthermore, the multilayer coil method (Osaka University method)
uses coils with unique shapes and dimensions for each layer to equalize the electromagnetic force acting on each layer.As a result, a current of several hundred thousand amperes generates a non-destructive, relatively long pulsed strong magnetic field. In this method, the pulse width
A strong magnetic field of maximum 100T can be obtained in 100μs (microseconds).
また、MIT方式は、特別な形状のコイルを用
いて、パルス幅100μsで最大値40Tの強磁場を得
ることができるようにしたものである、なお普通
の鉄心入り電磁石でも連続磁場が得られるが、そ
の最大値は数T程度である。 In addition, the MIT method uses a specially shaped coil to obtain a strong magnetic field of maximum value 40T with a pulse width of 100μs.Although a continuous magnetic field can be obtained with an ordinary iron-core electromagnet, , its maximum value is about several T.
さらに超伝導コイル方式は、超伝導コイルに電
流を流し、連続した一定の強磁場を得る方法であ
り現在、15T程度の強磁場を得ているが、理論的
には17.2Tが上限である。 Furthermore, the superconducting coil method is a method of passing a current through a superconducting coil to obtain a continuous, constant strong magnetic field, and currently obtains a strong magnetic field of about 15 T, but the theoretical upper limit is 17.2 T.
ここで、上記の各方式によつて得られた強磁場
を比較したグラフを第3図に示すが、この第3図
において符号Aはクネール法により得られる特
性、Bは爆縮法により得られる特性、Cは多重層
コイル方式により得られる特性、DはMIT方式
により得られる特性、Eは超伝導コイル方式によ
り得られる特性を示している。 Here, a graph comparing the strong magnetic fields obtained by each of the above methods is shown in Fig. 3. In this Fig. 3, symbol A is the characteristic obtained by the Quenelle method, and B is the characteristic obtained by the implosion method. Characteristics: C shows the characteristics obtained by the multilayer coil method, D shows the characteristics obtained by the MIT method, and E shows the characteristics obtained by the superconducting coil method.
しかしながら、従来の手段では次のような各種
の問題点がある。すなわちクネール法や爆縮法で
は、最高値はかなり高いが、その持続時間が極め
て短く、更にコイルや試料が強磁場をかけるたび
に破壊されるという問題点がある。 However, conventional means have the following various problems. In other words, in the Quenelle method and the implosion method, although the maximum value is quite high, the duration is extremely short, and furthermore, there is a problem that the coil or sample is destroyed every time a strong magnetic field is applied.
また、多重層コイル方式やMIT方式では、パ
ルス幅が比較的長く、非破壊型であるなど種々の
特長を有しているが、研究課題によつてはその持
続時間が短く、また一定の強磁場を得ることがで
きないという問題点がある。 In addition, the multilayer coil method and the MIT method have various advantages such as relatively long pulse width and non-destructive properties, but depending on the research topic, the duration may be short and the pulse may have a certain intensity. The problem is that it is not possible to obtain a magnetic field.
さらに、超伝導コイル方式では、連続した一定
の強磁場を得ることはできるが、大規模な設備を
要するわりには、17T以上の強磁場を得ることが
できないという問題点がある。 Furthermore, although it is possible to obtain a continuous and constant strong magnetic field with the superconducting coil method, it requires large-scale equipment and has the problem of not being able to obtain a strong magnetic field of 17 T or higher.
本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、高速回転円板の有する運動エネルギーを
電磁エネルギーに変換し、これまで実現が困難で
あつた20〜30Tの一定強磁場を数秒以上持続させ
て発生できるようにした高速回転円板型強磁場発
生装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve these problems by converting the kinetic energy of a high-speed rotating disk into electromagnetic energy and maintaining a constant strong magnetic field of 20 to 30 T for more than a few seconds, which has been difficult to achieve in the past. An object of the present invention is to provide a high-speed rotating disk-type strong magnetic field generating device that can generate magnetic fields at high speed.
このため、本発明の高速回転円板型強磁場発生
装置は、同一平面上で第1スリツトを形成すべく
周縁部を近接して配設された2枚の金属製回転円
板から成る第1回転円板対と、上記平面とレベル
の異なる他の平面における同一レベル上で上記第
1スリツトと直交する方向の第2スリツトを形成
すべく周縁部を近接して配設された2枚の金属製
回転円板から成る第2回転円板対とをそなえると
ともに、上記第1および第2スリツトにより上記
回転円板の軸方向に対して形成される小ホールを
磁極間に介在させるように配設された磁石をそな
え、上記磁石による磁場を上記小ホール中におい
て収束して強磁場を発生させるべく、上記第1お
よび第2回転円板対における各回転円板を高速回
転駆動しうる駆動装置が設けられたことを特徴と
している。 Therefore, the high-speed rotating disk-type strong magnetic field generating device of the present invention has a first rotating disk made of two metal rotating disks disposed with their peripheral edges close to each other so as to form a first slit on the same plane. A pair of rotating disks, and two metal sheets disposed with their peripheral edges close to each other to form a second slit in a direction orthogonal to the first slit on the same level on another plane different from the above-mentioned plane. a second pair of rotating disks made of rotating disks, and a small hole formed in the axial direction of the rotating disk by the first and second slits is arranged so as to be interposed between the magnetic poles. a driving device capable of driving each rotating disk in the first and second rotating disk pair to rotate at high speed in order to generate a strong magnetic field by converging the magnetic field generated by the magnet in the small hole. It is characterized by the fact that it was established.
以下、図面により本発明の一実施例としての高
速回転円板型強磁場発生装置について説明する
と、第4図はその第1および第2回転円板対の配
置状態を説明するための模式図、第5図はその全
体の概略構成を第2回転円板対を省略して示す説
明図、第6図はその磁極部分を第2回転円板対を
省略して示す拡大図、第7図はその磁極部の一部
を更に詳細に示す拡大図、第8図はその作用を説
明するための模式図、第9,10図はそれぞれそ
の作用を説明するためのグラフ、第11図はその
原理を説明するための模式図、第12図はその作
用を説明するために磁極部分を拡大して示す模式
図、第13図a〜cはそれぞれの作用を説明する
ためのグラフである。 Hereinafter, a high-speed rotating disk-type strong magnetic field generator as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the first and second rotating disk pairs; FIG. 5 is an explanatory diagram showing the overall schematic configuration with the second pair of rotating disks omitted, FIG. 6 is an enlarged view showing the magnetic pole part with the second pair of rotating disks omitted, and FIG. An enlarged view showing a part of the magnetic pole part in more detail, Figure 8 is a schematic diagram to explain its action, Figures 9 and 10 are graphs to explain its action, and Figure 11 is its principle. FIG. 12 is a schematic diagram showing an enlarged magnetic pole portion to explain the effect thereof, and FIGS. 13 a to 13 c are graphs to explain the respective effects.
第4図に示すように、第1スリツトS1を形成
すべく2枚の金属回転円板1,2が、同一平面上
において、各周縁部1a,2aを近接せしめられ
るようにして配設されており、これらの回転円板
1,2で第1回転円板対5が構成される。 As shown in FIG. 4, two metal rotating disks 1 and 2 are arranged on the same plane so that their peripheral edges 1a and 2a are brought close together to form the first slit S1. These rotating disks 1 and 2 constitute a first rotating disk pair 5.
また、第1スリツトS1と直交する方向の第2
スリツトS2を形成すべく、2枚の金属回転円板
3,4が、上記第1回転円板対配設平面に近接し
た下方平面上において、各周縁部3a,4aを近
接せしめられるようにして配設されており、これ
らの回転円板3,4で第2回転円板対6が構成さ
れる。 In addition, a second slit in a direction perpendicular to the first slit S1
In order to form the slit S2, the two metal rotating disks 3 and 4 are arranged so that their peripheral edges 3a and 4a are brought close to each other on a lower plane close to the first rotating disk pair arrangement plane. These rotating disks 3 and 4 constitute a second rotating disk pair 6.
これにより第1および第2回転円板対5,6が
相互に直交し且つ近接して設けられていることに
なり、その結果第1および第2スリツトS1,S
2により、回転円板1〜4の軸方向に対して小ホ
ールHが形成される。 As a result, the first and second pairs of rotating disks 5 and 6 are disposed perpendicularly and close to each other, and as a result, the first and second slits S1 and S
2, small holes H are formed in the axial direction of the rotating disks 1 to 4.
なお、回転円板2の周縁部2aは、第7図に示
すごとく、良導電材としての銅材で構成されてい
るが、他の回転円板1,3,4の周縁部1a,3
a,4aについても同様である。 As shown in FIG. 7, the peripheral edge 2a of the rotating disk 2 is made of copper as a good conductive material, but the peripheral edge 2a of the other rotating disks 1, 3, 4 is
The same applies to a and 4a.
また、回転円板1〜4の他の部分は十分な機械
的強度を有する鉄材で構成されている。 Further, other parts of the rotating disks 1 to 4 are made of iron material having sufficient mechanical strength.
ところで、第5,6図に示すごとく、小ホール
Hを磁極N,Sのギヤツプ間に介在させるよう
に、直流電磁石が設けられている。 By the way, as shown in FIGS. 5 and 6, a DC electromagnet is provided so that a small hole H is interposed between the gaps of magnetic poles N and S.
なお、この電磁石7の成層鉄心(磁心)7aに
は、コイル7bが巻回されており、このコイル7
bにはスイツチSWを介して直流電源Eが接続さ
れている。 Note that a coil 7b is wound around a layered iron core (magnetic core) 7a of this electromagnet 7.
A DC power supply E is connected to b via a switch SW.
さらに、磁極N,Sは、その対向面が球状凹面
形状を有しており、また磁極N側に試料挿入穴8
が形成されている。 Furthermore, the opposing surfaces of the magnetic poles N and S have a spherical concave shape, and a sample insertion hole 8 is provided on the magnetic pole N side.
is formed.
また第1および第2回転円板対5,6の各回転
円板1〜4を高速回転駆動しうる駆動装置9が設
けられており、この駆動装置9としては、例えば
誘導電動機が使用される。 Further, a drive device 9 capable of driving each of the rotating disks 1 to 4 of the first and second rotating disk pairs 5 and 6 to rotate at high speed is provided, and as this drive device 9, for example, an induction motor is used. .
なお、駆動装置9による回転円板1〜4の回転
方向は第4〜6図に示すとおりである。 Note that the rotation directions of the rotating disks 1 to 4 by the drive device 9 are as shown in FIGS. 4 to 6.
上述の構成により、回転円板1〜4を高速回転
させると、電磁石7の鉄心7a中に生じた磁束φ
を、第6図に示すように、磁極N,S間では小ホ
ールH中へ収束して、この小ホールH中に強磁場
を発生させることができるが、その原理につい
て、以下説明する。 With the above-described configuration, when the rotating disks 1 to 4 are rotated at high speed, the magnetic flux φ generated in the iron core 7a of the electromagnet 7
As shown in FIG. 6, it is possible to converge into a small hole H between the magnetic poles N and S and generate a strong magnetic field in this small hole H. The principle thereof will be explained below.
今、説明を簡単にするために、1枚の金属製回
転円板(この円板に代表して符号1を付ける。)
による作用につき説明する。 Now, to simplify the explanation, we will use one metal rotating disk (this disk will be designated with the symbol 1 to represent it).
The effect will be explained below.
さて、第11図に示すように、相対する半円弧
状の極面をもつた電磁石7の磁極N,S間に、高
速回転中の円板1があるとして、この状態でスイ
ツチSWを投入すると、直流電源Eから直流電流
iが流れて電磁石7が励磁され、磁極N,S間に
磁束φが生じ、その結果回転中の円板1には、う
ず電流が流れて制動力が生じる。 Now, as shown in Fig. 11, suppose that there is a disk 1 rotating at high speed between the magnetic poles N and S of the electromagnet 7 having opposing semi-circular arc-shaped pole faces, and if the switch SW is turned on in this state, A DC current i flows from the DC power supply E to excite the electromagnet 7, and a magnetic flux φ is generated between the magnetic poles N and S. As a result, an eddy current flows in the rotating disc 1, and a braking force is generated.
しかし、この場合、磁極N,S間にある円板1
の周辺速度v(m/s)が十分に高速であると、円
板1中のうず電流により生じた磁束が、磁極N,
S間の磁束φと方向が反対で大きさが等しくな
り、そのため磁極N,S間の磁束は直進して円板
1を貫くことができなくなつて、第12図に示す
ごとく、曲進して円板1の縁の外側を通ることに
なる。 However, in this case, the disk 1 between the magnetic poles N and S
When the peripheral velocity v (m/s) of is sufficiently high, the magnetic flux generated by the eddy current in the disk 1
The magnetic flux φ between the magnetic poles S is opposite in direction and equal in magnitude, so the magnetic flux between the magnetic poles N and S cannot go straight and penetrate the disk 1, but instead travels in a curved manner as shown in Figure 12. It passes along the outside of the edge of the disk 1.
そして、そのような状態は円板1の周辺速度v
(m/s)が十分に高い間続き、制動力により速度
が低くなると、磁束は直進して円板1を貫き、以
後は単に制動力として作用する。すなわち、円板
1が高速回転し、大きな慣性モーメントを持つて
いると、かなりの時間、磁極N,S間の磁束は曲
進し、円板1の縁の外側を通る状態が続くことに
なる。 In such a state, the peripheral velocity v of the disk 1
(m/s) continues for a sufficiently high time, and when the speed decreases due to the braking force, the magnetic flux travels straight and penetrates the disk 1, and thereafter acts simply as a braking force. In other words, if the disk 1 rotates at high speed and has a large moment of inertia, the magnetic flux between the magnetic poles N and S will continue to curve and pass outside the edge of the disk 1 for a considerable time. .
なお、磁極N,Sにおける各寸法m、n(第8
図参照)を適宜変えると、円板1の周辺速度v
(m/s)に対する通過磁束量および制動力はそれ
ぞれ第9,10図に示すようになる。これらのグ
ラフから、通過磁束量は寸法nが小さい程、小さ
い速度で磁束を曲進させることができることがわ
かり、制動力は、寸法mが大きいと、比較的小さ
な速度で制動力にピークが生じ、このピークより
も大きい速度で円板1を回せば、小さい制動力に
することが可能であることを示唆している。 In addition, each dimension m, n (8th
(see figure) is changed appropriately, the peripheral velocity v of the disk 1 is
The amount of passing magnetic flux and braking force with respect to (m/s) are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. From these graphs, it can be seen that the smaller the dimension n of the amount of passing magnetic flux, the more the magnetic flux can be curved at a lower speed.As for the braking force, when the dimension m is large, the braking force peaks at a relatively small speed. , suggests that it is possible to reduce the braking force by rotating the disk 1 at a speed greater than this peak.
したがつて、磁極N,Sの寸法m、nを適宜の
値に設定すれば、小さな制動力の範囲でしかも磁
束を曲げうることを示唆しているのである。 This suggests that by setting the dimensions m and n of the magnetic poles N and S to appropriate values, it is possible to bend the magnetic flux within a small braking force range.
以上の動作は磁極N,S間に、4枚の高速回転
円板1〜4において小ホールHを構成した場合に
も変わらず、その結果、第6図に示すように鉄心
7a中では一様に分布している磁束φが、磁極
N,S間では小ホールH中に収束され、小ホール
H中では、一定の強磁場を発生する結果になるの
である。 The above operation remains the same even when the small holes H are formed between the magnetic poles N and S in the four high-speed rotating disks 1 to 4, and as a result, as shown in FIG. 6, the operation is uniform in the iron core 7a. The magnetic flux φ distributed between the magnetic poles N and S is converged into the small hole H, and a constant strong magnetic field is generated in the small hole H.
第13図は本装置による強磁場発生の経過を示
したグラフであり、同図aはスイツチSW投入後
の電流iと鉄心7a中の磁束φの変化を示し、同
図bはうず電流の制動作用による円板の回転速度
の減衰状態を示す。 Fig. 13 is a graph showing the progress of strong magnetic field generation by this device; Fig. 13 a shows the change in current i and magnetic flux φ in the iron core 7a after the switch SW is turned on, and Fig. 13 b shows the braking of eddy current. It shows the attenuation state of the rotational speed of the disk due to the action.
この第13図b中のvnioは磁束を小ホールH中
に収束するために必要な最低速度であり、円板の
周辺速度がvnioより低くなると磁束は円板中を直
進し、磁束の収束力が急速に低下するのである。
第13図cは小ホールH中に収束された磁束の密
度特性であり、このグラフからスイツチ投入後、
電流が増加して鉄心7aが飽和する時刻t1から、
円板の回転速度がvnioより低くなる時刻T3までの
間、小ホールH中の強磁場がほぼ一定値に保たれ
ることがわかる。 v nio in Fig. 13b is the minimum speed required to converge the magnetic flux into the small hole H, and when the peripheral speed of the disk is lower than v nio , the magnetic flux travels straight through the disk, and the magnetic flux The convergence power decreases rapidly.
Figure 13c shows the density characteristics of the magnetic flux converged in the small hole H, and from this graph, after the switch is turned on,
From time t 1 when the current increases and the iron core 7a becomes saturated,
It can be seen that the strong magnetic field in the small hole H is kept at a nearly constant value until time T 3 when the rotational speed of the disk becomes lower than v nio .
なお、実験装置用の各部材の寸法は第7図に示
すように設定された。すなわち、円板の直径は
700mmであり、円板の銅製周縁部はその板厚が20
mm、幅150mmである。 Note that the dimensions of each member for the experimental apparatus were set as shown in FIG. That is, the diameter of the disk is
700 mm, and the copper peripheral part of the disk has a thickness of 20 mm.
mm, width 150mm.
また磁極N,Sの断面は50〜50(mm2)で、球状
磁極面の内径は50mmである。 The cross sections of the magnetic poles N and S are 50 to 50 (mm 2 ), and the inner diameter of the spherical magnetic pole surface is 50 mm.
さらに、磁極と円板との最小距離は10mmであ
る。 Furthermore, the minimum distance between the magnetic pole and the disk is 10 mm.
また、円板回転速度は3600rpm(周辺速度は132
m/s)であつて、回転部分の重量は約450Kgであ
る。 In addition, the disc rotation speed is 3600 rpm (peripheral speed is 132
m/s), and the weight of the rotating part is approximately 450 kg.
さらに、本発明によつて得られる強磁場特性F
を、従来の各種の手段によつて得られる強磁場特
性A〜Eと比較するために示すと、第3図のよう
になる。 Furthermore, the strong magnetic field characteristics F obtained by the present invention
FIG. 3 shows the results for comparison with the strong magnetic field characteristics A to E obtained by various conventional means.
なお、回転円板対は上下に亘つて3組以上設け
てもよく、例えば4組の回転円板対の設ける場合
は、第1および第3回転円板対を同位相にして設
け、第2および第4回転円板対を同位相にして設
けると、第1および第3回転円板対の円板回転軸
を共通化できるとともに、第2および第4回転円
板対の円板回転軸を共通化できる。 Note that three or more pairs of rotating disks may be provided vertically. For example, when four pairs of rotating disks are provided, the first and third pairs of rotating disks are provided in the same phase, and the second By providing the fourth pair of rotating disks in the same phase, the first and third pair of rotating disks can have a common disk rotation axis, and the second and fourth pair of rotating disks can have a common disk rotation axis. Can be shared.
また、回転円板の周縁部に良導電材を用いる代
わりに、良透磁率をもつ部材を用いてもよい。 Furthermore, instead of using a highly conductive material at the peripheral edge of the rotating disk, a member having good magnetic permeability may be used.
さらに、うず電流の発生により円板が高温にな
るおそれがある場合は、適宜の冷却手段が使用さ
れる。 Furthermore, if there is a risk that the disc will become hot due to the generation of eddy currents, appropriate cooling means will be used.
以上詳述したように、本発明の高速回転円板型
強磁場発生装置によれば、次のような効果ないし
利点が得られる。 As detailed above, according to the high speed rotating disk type strong magnetic field generator of the present invention, the following effects and advantages can be obtained.
(1) 高速回転円板のもつている運動エネルギーを
電磁エネルギーに変換するだけですむため、従
来手段のごとく大規模な電源設備は不要であ
り、例えば数秒間20〜30T程度の連続強磁場を
得るために、数百アンペア程度の電流で十分で
ある。(1) Since it is only necessary to convert the kinetic energy possessed by the high-speed rotating disk into electromagnetic energy, there is no need for large-scale power supply equipment as with conventional methods. A current on the order of a few hundred amperes is sufficient to obtain this.
(2) 比較的長時間(数秒以上)一定の強磁場を保
つことができるため、瞬間的パルス状強磁場に
よる物理的研究のみならず、工学的研究も可能
であり、例えば強磁場中における溶解中の固体
の再結晶や弱磁性体金属間の摩擦現象等につい
ての研究も可能となる。(2) Since it is possible to maintain a constant strong magnetic field for a relatively long time (several seconds or more), it is possible to conduct not only physical research using instantaneous pulsed strong magnetic fields, but also engineering research, such as dissolution in strong magnetic fields. It will also be possible to study recrystallization of solids inside and friction phenomena between weakly magnetic metals.
第1,2図はそれぞれ従来の強磁場発生手段を
説明するための模式図、第3図は各種方式により
得られる強磁場特性を比較して示すグラフであ
り、第4〜13図は本発明の一実施例としての高
速回転円板型強磁場発生装置を示すもので、第4
図はその第1および第2回転円板対の配置状態を
説明するための模式図、第5図はその全体の概略
構成を第2回転円板対を省略して示す説明図、第
6図はその磁極部分を第2回転円板対を省略して
示す拡大図、第7図はその磁極部の一部を更に詳
細に示す拡大図、第8図はその作用を説明するた
めの模式図、第9,10図はそれぞれその作用を
説明するためのグラフ、第11図はその原理を説
明するための模式図、第12図はその作用を説明
するために磁極部分を拡大して示す模式図、第1
3図a〜cはそれぞれその作用を説明するための
グラフである。
1〜4……回転円板、1a,2a,3a,4a
……回転円板の周縁部、5……第1回転円板対、
6……第2回転円板対、7……電磁石、7a……
鉄心、7b……コイル、8……試料挿入穴、9…
…駆動装置、E……直流電源、H……小ホール、
N,S……磁極、S1……第1スリツト、S2…
…第2スリツト、SW……スイツチ。
Figures 1 and 2 are schematic diagrams for explaining conventional strong magnetic field generation means, Figure 3 is a graph comparing the strong magnetic field characteristics obtained by various methods, and Figures 4 to 13 are graphs showing the characteristics of the strong magnetic field generated by the present invention. This figure shows a high-speed rotating disk-type strong magnetic field generator as an example of the fourth embodiment.
The figure is a schematic diagram for explaining the arrangement of the first and second pairs of rotating disks, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the overall configuration with the second pair of rotating disks omitted, and FIG. 7 is an enlarged view showing the magnetic pole part with the second pair of rotating disks omitted, FIG. 7 is an enlarged view showing a part of the magnetic pole part in more detail, and FIG. 8 is a schematic diagram for explaining its function. , Figures 9 and 10 are graphs to explain the effect, Figure 11 is a schematic diagram to explain the principle, and Figure 12 is a schematic diagram showing the magnetic pole part enlarged to explain the effect. Figure, 1st
Figures 3a to 3c are graphs for explaining the effects, respectively. 1 to 4...Rotating disk, 1a, 2a, 3a, 4a
...Periphery of the rotating disk, 5...First rotating disk pair,
6...Second rotating disk pair, 7...Electromagnet, 7a...
Iron core, 7b...Coil, 8...Sample insertion hole, 9...
...Drive device, E...DC power supply, H...Small hall,
N, S...magnetic pole, S1...first slit, S2...
...Second slit, SW...switch.
Claims (1)
部を近接して配設された2枚の金属製回転円板か
ら成る第1回転円板対と、上記平面とレベルの異
なる他の平面における同一レベル上で上記第1ス
リツトと直交する方向の第2スリツトを形成すべ
く周縁部を近接して配設された2枚の金属製回転
円板から成る第2回転円板対とをそなえるととも
に、上記第1および第2スリツトにより上記回転
円板の軸方向に対して形成される小ホールを磁極
間に介在させるように配設された磁石をそなえ、
上記磁石による磁場を上記小ホール中において収
束して強磁場を発生させるべく、上記第1および
第2回転円板対における各回転円板を高速回転駆
動しうる駆動装置が設けられたことを特徴とす
る、高速回転円板型強磁場発生装置。 2 上記第1および第2回転円板対における各回
転円板の周縁部が良導電材で構成された特許請求
の範囲第1項に記載の高速回転円板型強磁場発生
装置。 3 上記第1および第2回転円板対が近接して設
けられた特許請求の範囲第1項に記載の高速回転
円板型強磁場発生装置。 4 上記磁石の磁極面が曲凹面を有している特許
請求の範囲第1項に記載の高速回転円板型強磁場
発生装置。 5 上記磁石が電磁石として構成された特許請求
の範囲第1項または第4項に記載の高速回転円板
型強磁場発生装置。[Scope of Claims] 1. A first rotating disk pair consisting of two metal rotating disks disposed with their peripheral edges close to each other so as to form a first slit on the same plane, and a first pair of rotating metal disks arranged on the same plane so as to form a first slit; a second rotating circle consisting of two metal rotating disks disposed with their peripheral edges close together to form a second slit in a direction perpendicular to the first slit on the same level in another plane with a different angle; a pair of plates, and a magnet disposed such that a small hole formed in the axial direction of the rotating disk by the first and second slits is interposed between the magnetic poles,
A driving device capable of driving each rotating disk in the first and second rotating disk pair to rotate at high speed is provided to converge the magnetic field of the magnet in the small hole to generate a strong magnetic field. A high-speed rotating disk type strong magnetic field generator. 2. The high speed rotating disk type strong magnetic field generating device according to claim 1, wherein the peripheral edge of each rotating disk in the first and second rotating disk pair is made of a highly conductive material. 3. The high speed rotating disk type strong magnetic field generating device according to claim 1, wherein the first and second rotating disk pairs are provided close to each other. 4. The high speed rotating disk type strong magnetic field generator according to claim 1, wherein the magnetic pole surface of the magnet has a curved concave surface. 5. The high-speed rotating disk type strong magnetic field generator according to claim 1 or 4, wherein the magnet is configured as an electromagnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57025517A JPS58142508A (en) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | High speed rotating disc type strong magnetic field generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57025517A JPS58142508A (en) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | High speed rotating disc type strong magnetic field generating device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58142508A JPS58142508A (en) | 1983-08-24 |
JPH0159725B2 true JPH0159725B2 (en) | 1989-12-19 |
Family
ID=12168247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57025517A Granted JPS58142508A (en) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | High speed rotating disc type strong magnetic field generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58142508A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01226125A (en) * | 1988-03-07 | 1989-09-08 | Kanazawa Univ | Stratified eddy current type coil for alternate current strong magnetic field |
-
1982
- 1982-02-19 JP JP57025517A patent/JPS58142508A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58142508A (en) | 1983-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6175178B1 (en) | Low inductance electrical machine for flywheel energy storage | |
US4211452A (en) | Inertia wheel | |
JP3786420B2 (en) | Magnetic bearing cell having a rotor and a stator | |
US4339874A (en) | Method of making a wedge-shaped permanent magnet rotor assembly | |
Kumagai et al. | Development and control of a three DOF spherical induction motor | |
EP1226645A1 (en) | Low inductance electrical machine for flywheel energy storage | |
US2193602A (en) | Device for accelerating electrons to very high velocities | |
US4300807A (en) | Method and device for balancing rotary bodies with passive radial and active axial magnetic suspension and for orienting their axis of rotation | |
US4242610A (en) | Wedge-shaped permanent magnet rotor assembly | |
US3564307A (en) | Rotary electric ac generator utilizing the magnetic shielding and trapping by superconducting plates | |
JPS61500296A (en) | AC synchronous servo motor | |
US5319336A (en) | Levitation device | |
US3421053A (en) | Tumbler system to provide random motion | |
US3673444A (en) | Rotary electric machine | |
JPS60220220A (en) | Radial magnetic bearing with integral rotor | |
US5525848A (en) | Magnetic bearing system including a generator | |
US2391313A (en) | Pyromagnetic motor | |
JPS58501800A (en) | Synchronous electric machine with superconducting inductor | |
JPH0159725B2 (en) | ||
WO1988008636A1 (en) | Eddy-currents machine for drive and braking purposes | |
US7592727B1 (en) | Quiet load for motor testing | |
JPH0320887B2 (en) | ||
US3524092A (en) | Synchronous motor | |
JPH05122896A (en) | Thrust magnetic bearing device | |
JPS6213143B2 (en) |