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「超電導電磁推進装置の高出力化に関する調査研究」の報告書

 事業名 超電導電磁推進装置の高出力化に関する調査研究
 団体名 シップ・アンド・オーシャン財団  


■事業の内容

(1)「ヤマト1」図書の刊行
 「ヤマト1」の設計、建造およびその過程で得られた問題点や成果などについて総合的なとりまとめを行い、図書として刊行した。また、図書の刊行に際しては、別途編集会を設け実施した。
(2)調査研究
[1] 調査研究項目
a.超電導電磁推進装置の高出力化調査
 高磁界用超電導コイルを製作する際の化合物系超電導線材の性能劣化等の原因を調査するため、張力等を変えた系統的な巻線が可能な「超電導コイル巻線機」の製作および大電流・高安定性を目指した「Nb3Sn永久電流スイッチ」の開発を行った。
 また、超電導技術に関する専門家を招いて講演会を開催し、最新の超電導技術に関する情報収集調査を行った。
(a)超電導コイル巻線機の製作
 高磁界用超電導コイルの開発課題である化合物系超電導線材の性能劣化の原因を究明するため、張力等の巻線条件を系統的に設定し、各種形式のコイル製作が可能な超電導コイル巻線機を設計・製作した。
(b)Nb3Sn永久電流スイッチの関発
 高磁界超電導磁石を永久電流モードで便用する際に必要な、10,000A級高安定性永久電流スイッチを開発するための第一段階として、Nb3Sn線材による1,000A永久電流スイッチを開発し、通電試験および加振試験を行った。
b.超電導技術専門家による講演
(a)「永久電流スイッチの開発動向」
講演日   平成7年6月6日(火)
講演概要  PCS開発の歴史、種類、役割、開発の現状と今後の開発動向および開発課題等について
(b)「高磁場応用を目指した高温超電導材料プロセス研究の進展」
講演日平成7年7月19日(水)
講演概要  酸化物系超電導体の種類、特性、開発の現状と高磁界への応用および開発課題等について
(c)「高磁場用超電導材料」
講演日   平成7年7月19日(水)
講演概要  Nb3Sn・Nb3Al等化合物系超電導体の現状、強磁界超電導磁石の現状、化合物系超電導体の特性・種類、製造の問題点、今後の開発計画等について
(d)「新しい永久磁石の開発」─現状と将来─
講演日   平成8年2月7日(水)
講演概要  永久磁石開発の歴史、現状、希土類永久磁石開発の現状・特性と永久磁石の応用、永久磁石の経済性および今後の開発動向等について
c.海外における開発状況の調査
 海外における超電導磁石や超電導電磁推進関連装置の開発状況等について、国際シンポジュームに参加し、情報収集および調査を行った。
・第一回調査
会 議 名  第14回国際磁石会議(MT14)および第9回国際磁気測定会議(IMMW9、MT14に付随した会議)
開 催 日  1995年6月11日〜16日
場   所  Finland タンペレ市
会議内容   MT14→エネルギー貯蔵、浮上式鉄道、強磁場発生、生体磁場、高温超電導、核融合、加速器、超電導基礎等IMMW9→ホール素子、磁気共鳴法、磁場測定等
・第二回調査
会 議 名  第14回電磁流体力学国際リガ会議(MAHYD’95)
開 催 日  1995年8月24日〜26日
場   所  Latvia Jurmala
会議内容   MHD発電、MHD数値計算、MHD電気伝導度、液体金属等
(3)委員会の開催
開催日および主な審議事項(6回開催)
○第1回 平成7年6月6日(火)
・平成7年度事業の事業計画について
・特別講演
 「永久電流スイッチの開発動向」
○第2回 平成7年7月19日(水)
・平成7年度事業経過報告
・特別講演
 「高磁場応用を目指した高温超電導材料プロセス研究の進展」
 「高磁場用超電導材料」
○第3回 平成7年9月7日(木)
・平成7年度事業経過報告
・平成8年度事業計画(案)
○第4回 平成7年12月15日(金)
・平成7年度事業経過報告
(a)Nb3Sn永久電流スイッチの研究開発について
(b)Nb3Snの巻線技術の研究開発について
○第5回 平成8年2月7日(水)
・平成7年度事業経過報告
(a)「Nb3Sn永久電流スイッチの開発」進捗状況
(b)「超電導コイル巻線機の製作」進捗状況
・特別講演
 「新しい永久磁石の開発」─現状と将来─
○第6回 平成8年3月18日(月)
 「超電導コイル巻線機の製作」進捗状況
 「Nb3Sn永久電流スイッチの開発」の試験結果
 「超電導電磁推進装置の高出力化に関する調査研究」事業報告書(案)について
※本事業は平成8年9月30日完了予定である。
■事業の成果

世界初の海上航走に成功した超電導電磁推進船「ヤマト1」の設計・建造および実験の過程で得られた貴重な成果をとりまとめ図書として刊行し、超電導電磁推進船のみならず、広く超電導技術応用に関する研究を促進させると共に青少年の研究心の高揚を図った。
 一方、超電導電磁推進船の実用化のためには、高磁界・大口径超電導磁石の開発を始めとして、励磁システムや冷凍システムなど開発すべき技術課題が数多くあるが、本年度は、Nb3Snの巻線技術を開発するために「超電導コイル巻線機」の製作を行った。また、10,000級大電流・高安定性永久電流スイッチの開発を目指し、第一段階として1,000級「Nb3Sn永久電流スイッチ」の設計・製作を行った。
(1)超電導コイル巻線機の製作
 張力等の巻線条件を設定できる「超電導コイル巻線機」を製作した。これにより、形状や張力などを変えたコイルを効率よく製作することが可能になり、Nb3Snコイルの性能劣化原因の究明が促進される。
(2)Nb3Sn永久電流スイッチの開発
 通電容量1,000Aで小型・高安定性の「Nb3Sn永久電流スイッチ」を設計・製作し、通電試験・加振試験の結果、計画どおりの性能が確認された。
 その結果、目標10,000A級永久電流スイッチ開発を行う第2段階として、2〜3,000A級「Nb3Sn永久電流スイッチ」を開発するための設計資料を得た。
(3)情報収集および海外調査
 超電導に関する国際会議への出席および超電導技術の専門家による講演会を開催したことにより、高温超電導、高磁界超電導技術、大電流永久電流スイッチ、高磁界永久磁石等に関する国内外の情報・資料が得られ、新たな知見を得た。





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