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高温超伝導アルミ高速溶解装置のための高安定・高信頼HTSコイル技術の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K04347
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

福井 聡  新潟大学, 自然科学系, 教授 (70293199)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード誘導加熱 / 高温超伝導コイル
研究開始時の研究の概要

本研究では,申請者が提案する高温超伝導コイルを用いた回転型アルミ誘導加熱装置の実用化に向けて,そのキーコンポーネントであるHTSコイルシステムに関する技術的課題を解決するため研究を行う。本提案装置に使用するHTSコイルシステムに要求される高安定性・高運転信頼性を得るために,我々の提案する集合導体を用いた無絶縁コイル方式(集合導体NIコイル)を適用することにより,実用コイルが見通せる規模のモデルコイルを開発し,高安定性・高運転信頼性を確保してつつも,装置に必要な磁界安定性が得られるHTSコイル構成技術を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では,申請者が提案するHTSコイルを用いた回転型アルミ誘導加熱装置の実用化に向けて,その最重要要素であるHTSコイルシステムに要求される高安定性・高運転信頼性を得るために,提案する集合導体を用いた無絶縁コイル方式の有用性を検証するとともに,HTSコイルを用いた誘導加熱装置可能な実用コイルシステムを例証することを目的とする。小型コイルによる局所的常伝導転移時の通電特性を実験・解析の両面から検証した。その結果,本手法の非円形コイルへの適用が可能であることを示した。また,市販ベースの線材を利用するという条件下で,実用装置に適用可能なHTSコイルシステムの開発及び性能評価を行ことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,市販ベースの線材と一般的な冷却システムの利用という条件下で,HTSコイルを用いた誘導加熱装置に適用可能な実用コイルシステムの開発及び性能評価を行ことができた。本成果は,一般の産業応用HTS機器に広く適用可能なものであり,HTS応用機器の実用化・普及に大きく貢献できると期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Fabrication and Test of HTS Magnet for Induction Heating Device in Aluminum Extrusion Processing2022

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, S. Fukui, H. Kawashima, Y. Ogata, M. Furuse, T. Watanabe, S. Nagaya, J. Ogawa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 32 号: 4 ページ: 4600205-4600205

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3136801

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] HTSマグネットを用いたアルミビレット加熱装置の開発2022

    • 著者名/発表者名
      伊東徹也,福井聡,小川純,河島裕,緒方康博,杉本志郎,正孝幸,古瀬充穂,渡部智則,長屋重夫
    • 学会等名
      2022年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of DC Induction Heater of Aluminum Billets for Heat Extrusion Processes Using HTS magnet2021

    • 著者名/発表者名
      S. Fukui, T. Ito, H. Kawashima, Y. Ogata, M. Furuse, T. Watanabe, S. Nagaya
    • 学会等名
      12th International Forum on Magnetic Force Control
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Induction Heating Device Using HTS Magnet in Aluminum Extrusion Processing2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, S. Fukui, H. Kawashima, Y. Ogata, T. Sho, M. Furuse, T. Watanabe, S. Nagaya, J. Ogawa
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and Test of HTS Magnet for Induction Heating Device in Aluminum Extrusion Processing2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, S. Fukui, H. Kawashima, Y. Ogata, M. Furuse, T. Watanabe, S. Nagaya, J. Ogawa
    • 学会等名
      15th European Conference on Applied Superconductivity
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Induction Heating Device of Aluminum Billets Using HTS magnet2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, S. Fukui, H. Kawashima, Y. Ogata, T. Sho, M. Furuse, T. Watanabe, S. Nagaya, J. Ogawa, Y. Morishita, T. Nagaoka, N. Fuyama, N. Nawachi
    • 学会等名
      34th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アルミ押出成形用磁気加熱装置の開発(2) - HTS マグネットの製作と試験2021

    • 著者名/発表者名
      伊東徹也,河島裕,緒方康博,福井聡,古瀬充穂,渡辺智則,長屋重夫
    • 学会等名
      2021年度春季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アルミ押出成形用磁気加熱装置の開発(3) - 加熱試験の概要2021

    • 著者名/発表者名
      伊東徹也,河島裕,緒方康博,正孝幸,杉本志郎,福井聡,小川純,古瀬充穂,渡部智則,長屋重夫,森下勇樹,長岡孝,府山伸行,縄稚典生
    • 学会等名
      2021年度秋季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無絶縁の並列集合導体を用いた高温超伝導コイルの局所的常伝導転移/復帰特性2020

    • 著者名/発表者名
      大関宥也,田澤一輝,福井聡,小川純
    • 学会等名
      令和2年(第30回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 無絶縁の並列集合導体を用いた高温超伝導コイルの通電特性2020

    • 著者名/発表者名
      小野寺巧,山本拓朗,福井 聡,小川 純,長屋重夫,渡部智則
    • 学会等名
      令和2年(第30回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アルミ押出成形用磁気加熱装置の開発(1)2020

    • 著者名/発表者名
      伊東 徹也,河島 裕,緒方 康博,福井 聡,古瀬 充穂,渡部 智則,長屋 重夫
    • 学会等名
      2020年度春季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Test Device for Aluminum Metal Melting by Induction Heating Using DC HTS Coils2019

    • 著者名/発表者名
      S. Fukui, J. Ogawa, T. Watanabe, S. Nagaya, M. Furuse
    • 学会等名
      32nd International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HTS Coils Wound by Bundle Conductor Composed of No-insulated REBCO Tapes2019

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, S. Nagaya, S. Fukui, A. Ishiyama
    • 学会等名
      14th European Conference on Applied Superconductivity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 磁場発生装置2021

    • 発明者名
      福井聡,川島裕,伊藤徹也
    • 権利者名
      国立大学法人 新潟大学,テラル株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-071385
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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