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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024008849
(43)【公開日】2024-01-19
(54)【発明の名称】超電導機械内の超電導コイル支持構造
(51)【国際特許分類】
H01F 6/06 20060101AFI20240112BHJP
A61B 5/055 20060101ALI20240112BHJP
H01F 6/02 20060101ALI20240112BHJP
【ＦＩ】
H01F6/06 110
A61B5/055 331
A61B5/055 ZAA
H01F6/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023098164
(22)【出願日】2023-06-15
(31)【優先権主張番号】17/858,334
(32)【優先日】2022-07-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】513131419
【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック レノバブレス エスパーニャ， エセ．エレ．
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー・ケイガン
(72)【発明者】
【氏名】イェ・バイ
(72)【発明者】
【氏名】アンボ・ウー
(72)【発明者】
【氏名】ミンフェン・シュ
(72)【発明者】
【氏名】ダーロン・リー
【テーマコード（参考）】
4C096
【Ｆターム（参考）】
4C096AB44
4C096AD08
4C096CA02
4C096CA15
4C096CA32
4C096FB09
(57)【要約】
【課題】超電導機械内の超電導コイル支持構造を提供する。
【解決手段】超電導機械は、少なくとも１つの超電導コイルと、少なくとも１つの超電導コイルと共に配置されたコイル支持構造とを含む。コイル支持構造は、少なくとも１つの超電導コイルに取り付けられた少なくとも１つの複合部品と、少なくとも１つの超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、少なくとも１つの複合部品と摩擦接触するインターフェース部品と、を含む。
【選択図】図５
【解決手段】超電導機械は、少なくとも１つの超電導コイルと、少なくとも１つの超電導コイルと共に配置されたコイル支持構造とを含む。コイル支持構造は、少なくとも１つの超電導コイルに取り付けられた少なくとも１つの複合部品と、少なくとも１つの超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、少なくとも１つの複合部品と摩擦接触するインターフェース部品と、を含む。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
超電導機械であって、
少なくとも１つの超伝導コイル
前記少なくとも１つの超電導コイルとともに配置されたコイル支持構造であって、
コイル支持構造は、
少なくとも１つの超電導コイルに取り付けられた少なくとも１つの複合部品と、
少なくとも１つの超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、少なくとも１つの複合部品と摩擦接触するインターフェース部品とを含む、超電導機械。
少なくとも１つの超伝導コイル
前記少なくとも１つの超電導コイルとともに配置されたコイル支持構造であって、
コイル支持構造は、
少なくとも１つの超電導コイルに取り付けられた少なくとも１つの複合部品と、
少なくとも１つの超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、少なくとも１つの複合部品と摩擦接触するインターフェース部品とを含む、超電導機械。
【請求項2】
少なくとも１つの超電導コイルおよびコイル支持構造は、支持フレームによって支持され、支持フレームは、少なくとも１つの超電導コイルおよびコイル支持構造を支持するためのベースおよび少なくとも１つの支持プレートを画定する、請求項１に記載の超電導機械。
【請求項3】
支持フレームは、応力緩和のために、その内部に形成された１以上の溝を含む、請求項２に記載の超電導機械。
【請求項4】
少なくとも１つの複合部品は、少なくとも、第１の複合部品と第２の複合部品を含み、第１の複合部品は、少なくとも１つの超電導コイルの第１の側面と支持プレート上部のインターフェース部品の間に取り付けられ、第２の複合部品は少なくとも１つの超電導コイルの第２の側面とベースの間に取り付けられる、請求項２に記載の超電導機械。
【請求項5】
少なくとも１つの超電導コイルとコイル支持構造は、ギャップによって支持フレームの内部部分から分離されている、請求項２に記載の超電導機械。
【請求項6】
第１の複合部品と第２の複合部品は、接着材で構成されている、請求項４に記載の超電導機械。
【請求項7】
インターフェース部品が高圧ガラス繊維積層板で構成されている、請求項１に記載の超電導機械。
【請求項8】
少なくとも１つの超電導コイルが、インターフェース部品と少なくとも１つの複合部品との間の摩擦コンタクトによる温度上昇を低減するために、その外面に少なくとも１つのリブを含んでいる、請求項２に記載の超電導機械。
【請求項9】
超電導機械は、風力発電機である、請求項２に記載の超電導機械。
【請求項10】
超電導機械であって、
少なくとも第１の超電導コイルと第２の超電導コイルとを含む複数の超電導コイルと、
第１及び第２の超電導コイルの間に配置されたコイル支持構造とを含み、コイル支持構造は、
第１の超電導コイルまたは第２の超電導コイルの一方に取り付けられた少なくとも１つの複合部品と
複数の超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、少なくとも１つの複合部品に隣接して配置されたスライドインターフェース部品と、を備える、超電導機械。
少なくとも第１の超電導コイルと第２の超電導コイルとを含む複数の超電導コイルと、
第１及び第２の超電導コイルの間に配置されたコイル支持構造とを含み、コイル支持構造は、
第１の超電導コイルまたは第２の超電導コイルの一方に取り付けられた少なくとも１つの複合部品と
複数の超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、少なくとも１つの複合部品に隣接して配置されたスライドインターフェース部品と、を備える、超電導機械。
【請求項11】
少なくとも１つの複合部品は、少なくとも、第１の複合部品と第２の複合部品とを含む、請求項１０に記載の超電導機械。
【請求項12】
第１の複合部品は、第１の超電導コイルに接着材を介して貼付され、複合部品は、第２の超電導コイルに接着材を介して貼付される、請求項１１に記載の超電導機械。
【請求項13】
スライドインターフェース部品は、第１の複合部品と第２の複合部品との間に積層配置される、請求項１１に記載の超電導機械。
【請求項14】
スライドインターフェース部品は、無摩擦である、請求項１１に記載の超電導機械。
【請求項15】
複数の超電導コイルとコイル支持構造は、支持フレームによって支持される、請求項１１に記載の超電導機械。
【請求項16】
複数の超電導コイルが支持フレームに固定され、コイル支持構造が支持フレームからギャップによって分離されている、請求項１５に記載の超電導機械。
【請求項17】
第１の複合部品は、繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）材料または銅材料の少なくとも１つで構成されている、請求項１１に記載の超電導機械。
【請求項18】
第２の複合部品は、繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）材料で構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の超電導機械。
【請求項19】
インターフェース部品は、高圧ガラス繊維ラミネートで構成されている、請求項１０に記載の超電導機械。
【請求項20】
超電導装置は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置である、請求項１０に記載の超電導機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に超電導機械に関し、より詳細には、超電導機械における超電導コイルの応力／歪みを低減するためのコイル支持構造に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、超電導発電機や超電導モータなどの超電導回転機械（以下、まとめて電気機械；electric machinesと呼ぶ）は、通常、静磁場または回転磁場の少なくとも一方を発生するための複数の超電導コイルを含む。超電導回転機は、電気抵抗のある常電導材料（銅、アルミニウムなど）の代わりに超電導材料（「超電導体：superconductor」）で界磁コイル（field coils、通常は直流電流を流す）を構成することによって作られている。超伝導材料の超伝導状態での通電容量（current-carrying capacity）は、特に直流動作や低周波において、室温でのアルミニウムや銅などの従来の導体よりも、一般的に１桁以上高い。したがって、超伝導体を使用することで、電力用途に幅広い用途を持つことができる。
【0003】
例えば、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：magnetic resonance imagin）は、放射線医学において、侵襲的な処置を必要とせずに、身体の解剖学的および／または生理学的プロセスの画像を形成するために用いられる医療画像技術である。より詳細には、ＭＲＩ装置は、様々な物理的原理（磁気の原理、プロトンの領域が十分な強さの磁場に整列する現象、および高周波電流を導入するとプロトンの領域内の選択されたプロトンが磁場との整列から押し出される現象など）に依存してデータを取得し、画像を構築するかまたはその他の方法で身体の観察された内部特徴を表現することができる。
【0004】
さらに、ＭＲＩは、一次磁場、高周波（ＲＦ：radiofrequency）磁場、時間変化する磁気勾配磁場と患者などの被写体内のジャイロ磁性体（gyromagnetic material）との相互作用に基づいている。水分子中の水素原子核など、ある種のジャイロ磁性体は、外部磁場に応答して特徴的な挙動を示す。これらの原子核のスピンの歳差運動（precession）は、磁場の操作によって影響を受けることができ、検出、処理、有用な画像の再構成に使用できるＲＦ信号を生成することができる。
【0005】
撮像シーケンス中、時間的に変化する勾配磁場とＲＦ磁場は、それぞれ一連の勾配コイルとＲＦコイルに電流を流すことで発生する。さらに、一次磁場は、永久磁石または一組の一次コイルへの電流の印加によって生成される。一次磁場は一般に均一であり、かなりの強度（例えば、０．５テスラ（Ｔ）、１Ｔ、２Ｔなど）である。超伝導コイルは、１．５Ｔ、３Ｔ、７Ｔ、またはそれ以上のような高強度の磁場を生成するために使用されることがある。
【0006】
別の例では、風力発電機に使用されるような超伝導発電機は、超伝導磁界コイルによって確立される交互の磁気極性を利用する。つまり、Ｎ極がＳ極の間に位置し、規則的なＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓなどの磁界パターンが形成される。このような交互の磁極は、相反する方向に電流を流す超伝導体からなる超伝導界磁巻線に依存して生成される。界磁コイルが発生する磁界は、１以上の電機子コイルの磁極と相互作用してトルクを発生させる。トルクは、２つの磁場が一致しようとする相互作用によって発生する。トルクの大きさは、磁界の強さとそれらが相互作用する半径に関連している。安定した運動を行うためには、２つの磁場が同じ速度で動く必要がある。そのためには、交流電流を流す巻線を使って、一方の磁場を空間内に移動させる必要がある。本書で説明する超電導機械では、界磁の巻線は直流電流を流す。電機子巻線は交流電流を流すが、その周波数は固定部材と回転部材の相対運動によって設定される。界磁コイルによって生成される磁場は、超電導線材のはるかに高い通電能力により、機械のトルク密度を向上させる。
【0007】
超電導マグネットは、その用途に関わらず、冷却時や通電時に大きな力を受けるのが一般的である。さらに、超電導マグネットは、冷却および通電の段階で膨張および収縮する可能性がある。極低温では、超電導導体コイルおよびコイル支持構造の比熱は非常に小さい。したがって、超伝導コイルの内部および／またはコイル支持構造に、ある種のマイクロクラックまたはマイクロスティック・スリップ（microcracking or micro stick-slip）が発生する可能性がある。さらに、超電導マグネットの伸縮によって微小な動きが生じ、超電導マグネットに熱を発生させる摩擦力が発生することがある。そして、これらのマイクロクラックやマイクロスティック・スリップや摩擦力は、超伝導コイルを直ちマイクロスティック・スリップププギーを放出し、コイル全体をクエンチさせる（quench、すなわち、超伝導状態から抜け出す（exit））か、抵抗特性（resistive properties）を増大させるかのいずれかである。
【0008】
したがって、産業界は、前述の問題に対処する新規かつ改良された超電導機械を継続的に求めている。したがって、本開示は、超電導機械における高磁場超電導コイル用のインターフェース部品に向けられている。
【発明の概要】
【0009】
本開示の態様および利点は、以下の説明において部分的に規定されるか、または説明から明らかであるか、または本開示の実施を通じて理解され得るであろう。
【0010】
一態様において、本開示は、超電導機械に向けられている。超電導機械は、少なくとも１つの超電導コイルと、少なくとも１つの超電導コイルと共に配置されたコイル支持構造とを含む。コイル支持構造は、少なくとも１つの超電導コイルに取り付けられた少なくとも１つの複合部品と、少なくとも１つの超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、少なくとも１つの複合部品（composite component）と摩擦コンタクト（frictional contact）するインターフェース部品（interface component）と、を含む。
【0011】
さらなる実施形態では、少なくとも１つの超電導コイルおよびコイル支持構造は、支持フレームによって支持され、支持フレームは、少なくとも１つの超電導コイルおよびコイル支持構造を支持するためのベースおよび少なくとも１つの支持プレート（support plate）を規定する。
【0012】
追加の実施形態では、支持フレームは、応力を緩和するためにその中に形成された１つまたは複数の溝を含む。
【0013】
特定の実施形態において、少なくとも１つの複合部品は、少なくとも、第１の複合部品および第２の複合部品を含み、第１の複合部品は、少なくとも１つの超伝導コイルの第１の側面と支持プレートの上部のインターフェース部品との間に取り付けられ、第２の複合部品は、少なくとも１つの超伝導コイルの第２の側面とベースとの間に取り付けられる。
【0014】
他の実施形態では、少なくとも１つの超伝導コイルとコイル支持構造は、支持フレームの内部部分からギャップによって分離されている。
【0015】
さらなる実施形態では、第１の複合部品および第２の複合部品は、接着性材料で構成される。
【0016】
追加の実施形態では、インターフェース部品は、高圧ガラス繊維ラミネート（high-pressure fiberglass laminate）で構成されている。
【0017】
特定の実施形態では、少なくとも１つの超伝導コイルは、インターフェース部品と少なくとも１つの複合部品との間の摩擦コンタクトによる温度上昇を低減するために、その外面に少なくとも１つのリブを含む。
【0018】
他の実施形態では、超電導機械は風力発電機である。
【0019】
別の態様において、本開示は、超伝導機械に向けられている。超電導機械は、複数の超電導コイルを含む。複数の超電導コイルは、少なくとも第１の超電導コイルと第２の超電導コイルを含む。超電導機械は、第１および第２の超電導コイルの間に配置されたコイル支持構造をさらに含む。コイル支持構造は、複数の超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、第１の超電導コイルまたは第２の超電導コイルの一方に貼り付けられた少なくとも１つの複合部品と、少なくとも１つの複合部品に隣接して配置されたスライドインターフェース部品（sliding interface compone）と、を含む。
【0020】
本開示のこれらおよび他の特徴、側面および利点は、以下の説明および添付の請求項を参照することにより、よりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を示し、説明とともに、本開示の原理を説明するのに役立つ。
【0021】
当業者に向けられた、その最良の態様を含む本開示の完全かつ有効な開示は、添付の図を参照する明細書に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本開示による超電導発電機を有する風力発電機の一実施形態を示す側面透視図である。
【図4】本開示によるのコイル構造の一実施形態を示す断面図である。
【図6】超電導機械、特に、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）機械の一実施形態を示す側面概略図であり、特に、本開示によるＭＲＩ磁石構造、スキャナ、および画像再構成ユニットを示している。
【発明を実施するための形態】
【0023】
ここで、本開示の実施形態について詳細に言及するが、その１つ以上の例は図面に示されている。各例は、本開示の説明のために提供されるものであり、本開示を限定するものではない。実際、本開示の範囲または精神から逸脱することなく、本開示において様々な修正および変形がなされ得ることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として図示または説明された特徴は、別の実施形態と共に使用され、さらに別の実施形態をもたらすことができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内に入るような修正および変形をカバーすることが意図される。
【0024】
本明細書で使用する場合、「第１」、「第２」及び「第３」という用語は、１つの構成要素を別の構成要素から区別するために互換的に使用することができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図しない。
【0025】
「結合」、「固定」、「接合」などの用語は、本明細書で特に指定しない限り、直接的な結合、固定、または接合と、１つまたは複数の中間コンポーネントまたは機能を介した間接的な結合、固定、または接合の両方を意味する。
【0026】
本明細書および特許請求の範囲を通じて使用される近似語は、それが関連する基本的な機能の変化をもたらすことなく許容できるように変化し得るあらゆる定量的表現を修正するために適用されるものである。従って、「約」、「およそ」、「実質的に」などの用語によって修正された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似語は、値を測定するための機器の精度、又は構成要素及び／又はシステムを構築若しくは製造するための方法若しくは機械の精度に対応することがある。例えば、近似値とは、１０％以内の誤差であることを意味する場合がある。
【0027】
本明細書および特許請求の範囲において、範囲の限定は組み合わされ、交換され、そのような範囲は、文脈または言語がそうでないことを示さない限り、特定され、そこに含まれるすべてのサブレンジを含む。例えば、本明細書に開示される全ての範囲は、終点を含み、終点は、互いに独立して組み合わせることが可能である。
【0028】
一般に、本開示は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置または超伝導発電機のような超伝導機械に向けられている。本開示は、一般に超伝導機械、より詳細にはＭＲＩ機械または風力タービン超伝導発電機のいずれかを参照して本明細書に記載されるが、このような例に限定されるものではない。例えば、本開示は、第１の超伝導コイル及び第２の超伝導コイルと、第１及び第２の超伝導コイルの間に配置されたコイル支持構造とを含む、ＭＲＩ機械などの超伝導機械に向けられるものである。コイル支持構造は、複合部品またはスライドインターフェース部品（摺動インターフェース部品）を含み得る。さらに、本開示は、超電導コイルと、超電導コイルと共に配置されたコイル支持構造とを含む、風力タービンの超電導発電機などの超電導機械に向けられる。コイル支持構造は、超電導コイルに取り付けられた複合部品と、複合部品と摩擦コンタクトするインターフェース部品とを含み得る。
【0029】
このように複合部品とインターフェース部品と超電導コイルを利用することで、超電導コイルと支持フレームの間にギャップ（隙間）を作り、超電導コイルのクエンチの可能性を低減することができる場合がある。また、複合部品およびインターフェース部品は、ＭＲＩ装置のように、インターフェース部品で発生する摩擦エネルギーを低減することにより、超電導コイルの動きを制御することができる場合がある。さらに、複合部品とインターフェース部品は、風力発電機の超伝導発電機のように、移動を阻止する摩擦コンタクトを提供することによって、超伝導コイルの移動を制御することが可能であろう。
【0030】
したがって、本開示の超電導機械は、超電導コイルと超電導機械の表面および／または部品との間の応力および摩擦エネルギー放出を低減するように構成されており、それによって、超電導機械におけるトレーニングクエンチ（training quenches）の原因を低減する。したがって、超電導コイルと超電導機械の表面および／または部品との間の応力および摩擦エネルギー放出を低減する際に、超電導コイルが過熱してクエンチする危険性を低減することができる。したがって、クエンチ回復（quench recovery）およびシステムダウンタイムに関連する全体的なメンテナンスが低減される可能性がある。これらの構成および利点は、後述するように、ＭＲＩ装置または風力タービン超電導発電機に関連して上述した一般的な原理を適用する際に、少なくとも見出すことができる。
【0031】
ここで図面を参照すると、図１は、本開示による超伝導発電機を有する風力タービンなどの別の超伝導機械の一実施形態の側面透視図である。図示のように、風力タービン２００は、一般に、支持面から延びるタワー２０８と、タワー２０８に取り付けられたナセル２０２と、ナセル２０２に結合されたロータ２０４とを含む。ロータ２０４は、回転可能なハブ２１０と、ハブ２１０に結合されてハブ２１０から外側に延びる少なくとも１つのロータブレード２１２（３つが示されている）とを含む。各ロータブレード２１２は、回転軸２０６を中心にロータ２０４を回転させて、運動エネルギーを風から使用可能な機械エネルギー、次いで電気エネルギーに変換できるようにするために、ハブ２１０に対して間隔を空けて配置することができる。この目的のために、ロータ２０４は、ロータシャフト２１６を介して発電機２１４に結合される。本開示の目的のために、発電機２１４は、直接駆動超伝導発電機（direct drive superconducting generator）である。
【0032】
ここで図２を参照すると、図１に示された風力タービン２００のナセル２０２の実施形態の簡略化された内部図が、本開示に従って図示されている。示されるように、発電機２１４は、ナセル２０２内に収容され、界磁アセンブリ２２０および電機子（armature：アーマチュア）２１８を含む。さらに、図示のように、発電機２１４は、ロータ２０４によって生成された回転エネルギーから電力を生成するためにロータ２０４に概ね結合される。例えば、図示の実施形態に示すように、ロータ２０４は、それと共に回転するようにハブ２１０に結合されたロータシャフト２１６を含むことができる。ロータシャフト２１６は、順に、発電機２１４の電機子２１８に回転可能に結合されることがある。一般に理解されるように、ロータシャフト２１６は、ロータブレード２１２およびハブ２１０の回転に応答して、発電機２１４の電機子にトルク入力を提供することができる。
【0033】
実施形態では、次いで、発電機２１４の電機子２１８にトルク入力を加えることによって、一般に知られている電磁誘導の原理を用いて電力を発生させることができる。電機子２１８は、その後、発電機２１４のフィールドアセンブリ（field assembly）２２０によって提供される磁場内で（例えば、内部ロータ構成で）回転することができる。
【0034】
ここで図３を参照すると、本開示による、風力タービン１０などの超電導機械用のコイル構造体３００の一実施形態の透視図が図示されている。図示のように、コイル構造体３００は、支持フレーム３０２と超伝導コイル３０４とを含む。特定の実施形態では、支持フレーム３０２は、超電導コイル３０４を収容し支持するために設けられる。支持フレーム３０２はまた、取り付け部（attachment portion）３１０を有することができる。取り付け部分３１０は、所望により、支持フレーム３０２を発電機２１４または別の支持フレームに取り付けることを可能にし得る。
【0035】
さらに、支持フレーム３０２は、様々な材料で構成することができる。例えば、特定の実施形態では、支持フレーム３０２は、繊維、ポリマー、繊維強化ポリマー、またはアルミニウムのような金属（a fiber, a polymer, a fiber-reinforced polymer, or a metal such as an aluminum）から形成されることがある。このような材料は、そうでなければ超伝導コイルのクエンチング及び／又は抵抗の増加につながる可能性のある熱を放散するのに有益であり得る。この熱の放散は、支持フレーム３０２の外面に配置された１つまたは複数のリブ（第１のリブ３０６および第２のリブ３０８など）を含むことによってさらに補助され得る。放熱のための複数の経路を設けることにより、１つ以上の超伝導コイル３０４の温度上昇を低減することができる。
【0036】
ここで図４を参照すると、図３のコイル構造体の一実施形態の断面図が示されている。前述のように、支持フレーム３０２は、超電導コイル３０４を収容することができる。図７に示すようなＭＲＩ装置の超電導コイル１０２と同様に、超電導発電機の超電導コイル３０４は、本明細書に記載するような同様の超電導特性を有していてもよい。
【0037】
さらに、実施形態では、１つ以上の超伝導コイル３０４は、励磁電流を流すことができ、そこを流れる電流は磁場（例えば、第１の共通極性：first common polarity）を生成し、電機子コイルは、出力電流および電力出力を行うために発電機２１４の出力に（例えば、出力端子を通じて）接続される。１つのコイルのみが描かれているが、例えば、発電機２１４の極数を構成し、それによって発電機２１４の発電周波数および／または他の動作特性を構成するために、様々な実施形態において電機子２１８およびフィールドアセンブリ（field assembly：界磁アセンブリ）２２０のまわりにいくつかのコイルを配置することができる。この生成される磁場の極性は、電流の流れを方向に設定することによって構成することができる。次いで、磁場の極性は、逆方向の電流の流れを逆転させることによって、反対の極性に切り替えられることがある。例えば、一実施形態では、電流の流れの結果として、１組のコイルの極性がＮに設定されることがある。別の実施形態では、電流の流れの結果として、第２のコイルのセットの極性がＳに設定されることがある。
【0038】
ここで図５を参照すると、図３～４のコイル構造体３００の実施形態の詳細な断面図と、超伝導発電機のコイル支持構造の実施形態の断面図とがそれぞれ示されている。図示のように、コイル構造３００は、一般に、支持フレーム３０２と、超伝導コイル３０４と、第１の複合部品３３６、インターフェース部品（ interface component）３３８、摩擦コンタクト（frictional contact：摩擦接触）３４０、及び第２の複合部品３４２を含むコイル支持構造３３４とを含む。支持フレーム３０２は、ベース３３０と、ベース３３０に取り付けられた別個の支持プレート３２８の両方から形成されてもよい。支持プレート３２８は、任意の数の手段を用いてベース３３０に取り付けられてもよい。例えば、支持プレート３２８は、ボルト、ネジ、リベット、溶接、またはそれらの組合せを用いてベース３３０に取り付けられてもよい。支持プレート３２８を別体としてベース３３０に取り付けることにより、ベース３３０は支持プレート３２８によって覆われる（カバーされる）ことができる。さらに、支持プレート３２８を別体として取り付けることにより、超電導コイル３０４、第１の複合部品３３６、インターフェース部品３３８、摩擦コンタクト３４０、及び第２の複合部品３４２は、支持プレート３２８をベース３３０に取り付ける前にベース３３０内又は支持プレート３２８上のいずれかに配置することができる。このようにすることで、全体的なコイル構造体３００をより容易に組み立てることができる。
【0039】
上述のように、コイル支持構造３３４は、第１の複合部品３３６、インターフェース部品３３８、摩擦コンタクト３４０、および第２の複合部品３４２を含むことができる。第１の複合部品３３６は、エポキシまたは樹脂のうちの少なくとも１つで構成されてもよい。
【0040】
インターフェース部品３３８は、繊維、ポリマー、ガラス、エポキシ、またはそれらの単一材料の多層材料の組み合わせのうちの少なくとも１つで構成することができる。
【0041】
摩擦コンタクト３４０は、複合部品３３６と支持フレーム３０２、より具体的には支持フレーム３０２の支持プレート３２８との間にインターフェース部品３３８を配置することから生じる場合がある。あるいは、摩擦コンタクトは、インターフェース部品３３８と支持フレーム３０２との間に配置される別個の材料であってもよい。
【0042】
第１の複合部品３３６は、超伝導コイル３０４に取り付けられることができる。例えば、第１の複合部品３３６は、超伝導コイル３０４とインターフェース部品３３８の間に固定されてもよい。さらに、図示のように、インターフェース部品３３８は、第１の複合部品３３６に固定されてもよい。摩擦コンタクト３４０が別個の材料である場合、摩擦コンタクト３４０はインターフェース部品３３８に固定されてもよい。摩擦コンタクトでの摩擦エネルギー放出を最小化し、超伝導コイル３０４が急冷する潜在的リスクを低減するために、摩擦コンタクト３４０の摩擦係数を最小化する必要がある。このため、摩擦コンタクト３４０として、テフロン（登録商標）やマイラー（Teflon and Mylar：商標）のような高分子材料のような材料を適用することができる。さらに、摩擦係数をさらに低減するために、摩擦コンタクト３４０を複数層設けることができる。
【0043】
コイル支持構造３３４の第１の複合部品３３６、インターフェース部品３３８、および（提供される場合）摩擦コンタクト３４０は、互いに対して横方向３３５に積層構成で配置されてもよい。しかしながら、積層構成または横方向（lateral direction：左右方向）３３５は、第１の複合部品３３６、インターフェース部品３３８、および摩擦コンタクト３４０が配置され得る唯一の方法ではないことを理解されたい。
【0044】
依然として図５を参照すると、支持フレーム３０２は、ベース３３０と、ベース３３０に取り付けられた別個の支持プレート３２８とを含むことができる。支持フレーム３０２のベース３３０は、天井３３０および壁３３２を含むこともある。支持フレーム３０２が支持プレート３２８、天井３３０、及び壁３３２を含む場合、インターフェース部品３３８又は摩擦コンタクト３４０（設けられる場合）は、上述のように、支持プレート３２８に取り付けられることがある。さらに、第２の複合部品３４２は、壁３３２の表面と超電導コイル３０４の表面の両方に取り付けられることがある。例えば、第２の複合部品３４２は、少なくとも１つの超伝導コイル３０４の第２の面と支持フレーム３０２の壁３３２との間に取り付けられることがある。第１の複合部品３３６と同様に、第２の複合部品３４２は、エポキシや樹脂などの接着材料の少なくとも１つで構成されてもよい。超電導コイル３０４を、壁３３２の表面に取り付けられた第２の複合部品３４２に取り付けることにより、超電導コイル３０４と壁３３２の表面との間に、超電導コイル３０４が支持フレーム３０２の天井３３０に向かって移動して摩擦力により発熱することを防止することができる結合を形成することができる。また、接合部は、超電導コイルが摩擦が発生するような壁３３２に対して移動することを防止することができるものであってもよい。
【0045】
さらに、コイル構造３００は、超伝導コイル３０４と天井３３０との間にギャップ３４４を含む。そのような実施形態では、ギャップ３４４は、１つ以上の超伝導コイル３０４が支持フレーム３０２に接触し、その後超伝導コイル３０４のクエンチにつながり得る摩擦力を介する熱が発生することを防止することを支援する。
【0046】
支持フレーム３０２は、１つまたは複数の応力緩和溝（ stress relieving grooves）３４８をさらに含むことができる。このような実施形態では、応力緩和溝３４８は、１つ以上の超伝導コイル３０４と支持フレーム３０２との間の応力を分散させるのに役立つ。さらに、応力緩和溝３４８は、超伝導コイル３０４と支持フレーム３０２との間の応力を分散させることができる一方で、支持フレーム３０２の前述の熱分散特性（heat dispersing properties）に大きな影響を与えないこともできる。さらに、実施形態では、応力緩和溝３４８は、（図３に示すように）支持フレーム３０２の内周（inner perimeter）３１９の湾曲部分に設けられてもよい。内周３１９の湾曲部分に応力緩和溝３４８を設けることにより、超電導コイル３０４が伸縮する結果、湾曲部分に発生する最大の応力を分散させつつ、支持フレーム３０２の熱分散特性に最小限の影響を及ぼすことができる。しかしながら、応力緩和溝３４８の位置及び形状は、必要に応じて、支持フレーム３０２、超伝導コイル３０４、又はコイル構造３００の他の構成要素の全体形状に基づいて異なることができることを理解されたい。例えば、超電導コイル３０４が実質的に長方形の形状を有する場合、応力緩和溝３４８は、超電導コイル３０４の角に沿って配置することができる。
【0047】
ここで図６を参照すると、本開示による磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１０などの超伝導機械の一実施形態が示されている。特に、図６のイメージングシステムは、スキャナ１２、スキャナ制御回路１４、及びシステム制御回路１６を含む。
【0048】
イメージングシステム１０は、イメージングシステム１０によって取得されたデータにオンサイト又はオフサイトでアクセスできるように、リモートアクセス及びストレージシステム１８及び／又は画像アーカイブ及び通信システム（ＰＡＣＳ：picture archiving and communication systems）などの装置、又は遠隔ラジオロジー装置（teleradiology equipment）などの他の装置を追加で含む。このようにして、ミルデータ（Mill data）を取得し、その後、オンサイト又はオフサイトで処理及び評価することができる。イメージングシステム１０は、任意の適切なスキャナ又は検出器を含むことができるが、図示の実施形態では、イメージングシステム１０は、ボアチューブ２２を収容するための開口（例えば、環状開口）が形成されているハウジング２０を有する全身スキャナ１２を含む。ボアチューブ２２は、非金属及び／又は非磁性材料のような任意の適切な材料で作られてもよい。テーブル２４は、患者内の選択された解剖学的構造を撮像するために患者２６をその中に配置することを可能にするために、ボアチューブ２２の中に移動可能である。いくつかの実施形態では、ボアチューブ２２は、対象全体又はその一部（例えば、患者の頭部、胸部、又は四肢）を囲むことができる。いくつかの実施形態では、ボアチューブ２２は、テーブル２４及び／又は関節構成要素（articulation components、例えば、モータ、プーリ、及び／又はスライド：motor, pulley, and/or slides）を支持することができる。
【0049】
スキャナ１２は、撮像される被験者の解剖学的構造内のジャイロ磁性体を励起するための制御された電磁場を生成するための一連の関連する導電性コイル（a series of associated conductive coils）を含むことができる。具体的には、一次磁石コイル（primary magnetic coils）２８は、ボアチューブ２２と概ね整列している一次磁場（primary magnetic field）を生成するために提供される。一次磁石コイル２８及び遮蔽コイル（shielding coils）３２は、超伝導体で作られてもよく、動作中、一次磁場を１テスラより大きい強さに発生させることができる。コイル２８、３２の超伝導特性が適切に機能するための温度を維持するために、いくつかの実施形態では、熱シールド３４及び真空容器３６がコイル２８、３２を包囲する。真空容器３６は、コイル２８、３２および極低温に維持される必要があるハウジング２０内の他の構造体への対流熱を低減するために、熱シールド３４を取り囲むことができる。熱シールド３４（例えば、放射線シールド）は、極低温（cryogenic temperature、例えば、４０～６０Ｋ）を維持し、動作に極低温を必要とするハウジング２０内のコイル２８、３２および他の構造物への輻射熱負荷（radiation heat load）を軽減する役割を果たす。また、ヘリウムバス冷却磁石などの一部のＭＲ磁石では、クライオゲン（cryogen：寒剤、例えば、ヘリウム）容器３０が、コイルが低温（例えば、４．２Ｋ）を維持するのを助ける場合がある。伝導冷却磁石または熱サイフォン冷却磁石などのＭＲＩ磁石の他の実施形態では、ヘリウム容器３０は、極低温を維持するために必要でない場合がある。
【0050】
一連の勾配コイル（A series of gradient coils）３８は、検査シーケンス中に患者２６内の特定のジャイロ磁性核の位置エンコードのために制御された磁気勾配場を生成することを集合的に可能にする。さらに、ＲＦコイル４０は、患者２６内の特定のジャイロ磁性核を励起するための無線周波数パルス（radio frequency pulses）を生成することができる。スキャナ１２に局所的に配置され得るコイルに加えて、イメージングシステム１０は、患者２６の近位に（例えば、患者に対して）配置されるための受信コイル４２のセット（例えば、コイルのアレイ：array of coils）を含むこともできる。一例として、受信コイル４２は、頸部／胸部／腰部（ＣＴＬ：cervical/thoracic/lumbar）コイル、頭部コイル、片側脊椎コイル（single-sided spine coils）などを含むことができる。一般に、受信コイル４２は、患者２６内の特定の回旋核がリラックス状態に戻るときに発生する弱いＲＦ信号（例えば、スキャナコイルによって発生する送信パルスに対して弱い）を受信するように、患者２６の近く又は上に置かれる。いくつかの実施形態では、ＲＦコイル４０は、受信コイル４２の役割を達成するＲＦ信号の送信及び受信の両方を行うことができる。他の実施形態では、受信コイル４２は、ＲＦコイル４０にＲＦ信号を送信することができる場合がある。
【0051】
イメージングシステム１０の様々なコイルは、スキャナ１２のハウジング２０内に位置してもよく、外部回路によって制御されて、所望の磁場及びパルスを生成し、ジャイロ磁性体からのエミッションを制御して読み取る。図示された実施形態では、主電源４４が、一次磁場を発生させるために、一次磁気コイル２８に電力を供給する。ドライバ回路５０は、スキャナ制御回路１４によって出力されるデジタル化されたパルスシーケンスによって定義されるようにコイルに電流を供給するための増幅回路及び制御回路を含むことができる。
【0052】
ＲＦコイル４０の動作を調節するためのＲＦ制御回路５２が提供される。ＲＦ制御回路５２は、ＲＦコイル４０が信号を送信するアクティブモードと信号を送信しないインアクティブモードとをそれぞれ交互に切り替えるためのスイッチングデバイスを含む。ＲＦ制御回路５２は、ＲＦパルスを生成するための増幅回路を含むこともできる。同様に、受信コイル４２、または別個の受信コイル４２が実装されていない場合はＲＦコイル４０は、受信コイル４２を受信モードと非受信モードの間で切り替えることができるスイッチ５４に接続される。したがって、受信コイル４２は、受信モードにある間は、患者２６内からジャイロ磁性核を弛緩させることによって生じるＲＦ信号と共鳴し、非受信モードにある間はＲＦ信号と共鳴するのを避けることができる。さらに、受信回路５６は、受信コイル４２によって検出されたデータを受信してもよく、１つまたは複数の多重化回路および／または増幅回路（ multiplexing and/or amplification circuits）を含んでもよい。
【0053】
スキャナ１２と上述の制御／増幅回路は、単一のラインによって接続されているように図示されているが、実装に応じて１つ以上のケーブルまたはコネクタが使用され得ることに留意されたい。例えば、制御、データ通信、電力伝送などのために別個のラインが使用されてもよい。さらに、データ及び電流／電圧を適切に取り扱うために、各タイプの線路に沿って適切なハードウェアを配置することができる。実際、スキャナ１２とスキャナ制御回路１４および／またはシステム制御回路１６との間に、様々なフィルタ、デジタイザ、およびプロセッサ（filters, digitizers, and processors）が配置されてもよい。
【0054】
図示されるように、スキャナ制御回路１４は、勾配磁場コイル３８及びＲＦコイル４０を駆動するための信号を出力し、検査シーケンスにおいて生成される磁気共鳴信号を示すデータ（data representative of the magnetic resonance signals）を受信するためのインターフェイス構成回路（interface component circuit）５８を含む。インターフェース構成回路５８は、制御／解析回路６０に接続されてもよい。制御／解析回路６０は、システム制御回路１６を介して選択された定義されたプロトコルに基づいて、ドライバ回路５０及びＲＦ制御回路５２へのコマンドを実行する。
【0055】
制御／解析回路６０は、磁気共鳴信号を受信し、データをシステム制御回路１６に送信する前に後続の処理を行う役割も果たすことができる。スキャナ制御回路１４は、動作中に構成パラメータ、パルスシーケンス記述、検査結果（configuration parameters, pulse sequence descriptions, examination results）などを記憶する１つ以上のメモリ回路６２を含むこともできる。
【0056】
インターフェース構成回路６４は、スキャナ制御回路１４とシステム制御回路１６との間でデータを交換するために、制御／解析回路６０をシステム制御回路６６に接続してもよい。システム制御回路１６は、スキャナ制御回路１４からデータを受信し、データおよびコマンドをスキャナ制御回路１４に送り返す第３のインターフェース構成回路６８を含んでもよい。制御及び分析回路６０と同様に、システム制御回路６６は、多目的又は特定用途のコンピュータ又はワークステーション内のコンピュータ処理装置（ＣＰＵ）を含んでもよい。システム制御回路６６は、イメージングシステム１０の動作のためのプログラミングコードを記憶し、後の再構成、表示及び送信のために処理されたコイルデータを記憶するための第２のメモリ回路７０を含むか又はそれに接続されてもよい。プログラミングコードは、プロセッサによって実行されると、取得されたデータの再構成を実行するように構成された１つ以上のアルゴリズムを実行してもよい。
【0057】
リモートアクセス及び記憶システム１８のような外部システム構成要素とコイルデータ、構成パラメータなどを交換するために、追加の入力出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース構成要素７２が提供される場合がある。最後に、システム制御回路６６は、オペレータインターフェース構成要素を容易（facilitate）にし、再構成された画像のハードコピーを作成するための様々な周辺機器に通信可能に結合されることがある。図示された実施形態では、これらの周辺機器は、プリンタ７４、モニタ７６、および、例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン（例えば、モニタ７６と一体化されている）等のデバイスを含むユーザインターフェース構成要素７８を含む。
【0058】
いくつかの実施形態では、再構成モジュール８０は、コイルデータを閲覧可能な画像に再構成するために実装されてもよい。さらに、再構成モジュール８０は、コンピュータシステムの１つまたは複数のプロセッサによって実行されるソフトウェアとして実装されることがある。さらに又は代替的に、再構成モジュールは、ソフトウェアモジュールが実行され得るメモリ及び１つ又は複数のプロセッサを含むコンピュータを含むことができる。再構成された画像は、例えば、ストレージシステム１８および／またはモニタ７６に送信され、閲覧することができる。
【0059】
ここで図７を参照すると、本開示による図６のイメージングシステム１０のＭＲＩ磁石構造の一実施形態の断面図が示されている。特に、図示のように、ＭＲＩ磁石構造１００は、支持フレーム１０４及びコイル支持構造１０６によって支持された少なくとも１つの超伝導コイル１０２を含み得る。
【0060】
さらに、磁石構造体１００は、複数の超伝導コイル１０２を含んでよく、各コイル１０２は、特定の幅（例えば、Ｗ１、Ｗ２など）および高さ（例えば、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３など）を有する。このように、複数の超電導コイル１０２を採用する場合、ＭＲＩスキャンを行う際に特に有用な特定の向きの磁場を発生させるように、個々の超電導コイル１０２間で幅および高さを変化させることができる。
【0061】
本明細書に記載される１つ以上の超伝導コイル１０２は、低温、磁場、及び／又は電流密度において超伝導特性を有することがある。したがって、超電導コイル１０２は、選択された超電導体に適した１つまたは複数の低温ゾーン内で動作させることができる。動作温度は、超伝導線材の臨界温度よりも低い必要がある。例えば、実施形態では、超伝導コイルの動作温度は、７７ケルビン（Ｋ）と等しいか、またはそれ以下であってもよい。ここで使用されるように、７７Ｋは、一般に、大気圧で気体から液体状態への窒素の遷移に関連する基準点を指す。別の実施形態では、動作温度は、大気圧における液体水素の沸騰温度である２０ケルビンに近い場合がある。別の実施形態では、動作温度は、大気圧での液体ヘリウムの沸騰温度である４．２ケルビンに近い場合もある。この目的のために、超伝導コイル１０２は、任意の数の材料で構成することができる。例えば、超電導コイル１０２は、ニオブチタン（ＮｂＴｉ）、ニオブスズ（Ｎｂ３Ｓｎ）、マグネシウムジボライド（ＭｇＢ２）などの低温超電導材料や、イットリウムバリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）、希土類バリウム銅酸化物（ＲｅＢＣＯ）などの高温超電導材料で構成されていても良い。
【0062】
依然として図７を参照すると、支持フレーム１０４は、超伝導コイル１０２の支持を提供することができる。このように、超伝導コイルは、ＭＲＩスキャン中に使用するために、支持フレーム１０４によって取り付けられ、または他の方法で固定され、所定の位置に保持されることがある。支持フレーム１０４は、ＭＲＩ装置１０内で移動可能であってもよいし、ＭＲＩスキャンで使用するために必要に応じて静止していてもよい。支持フレーム１０４は、超伝導コイルに支持を与えるのに有用であると同時に、磁場を提供するのに十分な電気を伝導するというその機能を妨げない様々な材料で構成することができる。
【0063】
さらに、図示のように、コイル支持構造１０６は、少なくとも１つの複合部品１０６、１０８をさらに含んでもよい。例えば、図示のように、コイル支持構造１０６、１０８は、第１の複合部品１０８と第２の複合部品１１０を含み、その間にインターフェース部品１１２が配置されていてもよい。したがって、特定の実施形態では、コイル支持構造１０６は、第１の複合部品１０８、インターフェース部品１１２、および第２の複合部品１１０を横方向１１６に積層された構成で互いに取り付けることによって形成されてもよい。インターフェース部品１１２における摩擦エネルギー放出を最小化し、超伝導コイル１０２のクエンチの潜在的リスクを低減するために、インターフェース部品１１２の摩擦係数は最小化されることが必要である。コイル支持構造１０６は、摩擦コンタクトによって発生する熱を回避するように、超伝導コイル１０２が互いに接触するのを防止するのを補助することを理解されたい。このような防止は、超電導機械の効率を低下させ、及び／又は過熱して急冷し、超電導コイル１０２に損傷を与える可能性がある。
【0064】
依然として図７を参照すると、コイル支持構造１０６は、高さＨ２を有することもある。コイル支持構造１０６の高さＨ２は、１つ以上の超伝導コイル１０２の高さＨ１と異なっていてもよいことに留意されたい。したがって、図示のように、コイル支持構造１０６を支持フレーム１０４から分離するように、支持フレーム１０４とコイル支持構造１０６との間にギャップ１１４が形成される場合がある。このように、特定の実施形態では、ギャップ１１４は、結果として摩擦熱が発生するのを防ぐように、支持フレーム１０４と接触することなく、第１の複合部品１０８と第２の複合部品１１０との間の相対的摺動（相対スライド）を可能にするように（後述されるように、）構成される。ギャップ１１４は、約２ミリメートル（ｍｍ）～約１０センチメートル（ｃｍ）、例えば約５ｍｍ～約９ｃｍ、例えば約１０ｍｍ～約８ｃｍ、例えば約２５ｍｍ～約７ｃｍ、例えば約５０ｍｍ～約６ｃｍ、例えば約７５ｍｍ～約５ｃｍ、例えば約１ｃｍ～約４ｃｍ、例えば約２ｃｍ～約３ｃｍの範囲の高さＨ３を持ってよい。
【0065】
さらなる実施形態では、第１の複合部品１０８、第２の複合部品１１０、及びインターフェース部品１１２は、様々な材料を用いて互いに取り付けられることができる。例えば、第１の複合部品１０８、第２の複合部品１１０、及びインターフェース部品１１２は、エポキシ又は樹脂のような接着材料（adhesive material）を用いて互いに取り付けられることができる。
【0066】
さらに、第１の複合部品１０８及び第２の複合部品１１０は、超伝導機械に有用な材料で構成することもできる。例えば、第１及び第２の複合部品１０８、１１０は、繊維材料、テフロン（登録商標）やマイラーのようなポリマー材料、エポキシ、又はそれらの組み合わせで構成することができる。特に、第１および第２の複合部品１０８、１１０は、繊維強化ポリマー（ＦＲＰ：fiber-reinforced polymer）材料または銅材料で構成されてもよい。特に、前述の材料の利点は、そのような材料が、第１の複合部品１０８及び第２の複合部品１１０から超伝導コイルへの熱伝達を防止することができ、その結果、超伝導コイルにおけるクエンチの可能性を減少させることができることである。
【0067】
インターフェース部品１１２は、第１の複合部品１０８と第２の複合部品１１０との間の緩衝材として提供される。したがって、このような実施形態では、インターフェース部品１１２は、摩擦のないスライドインターフェース部品であってよい。例えば、インターフェース部品１１２は、第１及び第２の複合部品１０８、１１０の間をスライド（摺動）して、摩擦エネルギー放出がその間に発生する可能性を低減することが可能である。この目的のために、インターフェース部品１１２は、強化繊維材料、テフロン（登録商標）やマイラーのようなポリマー材料、エポキシ、または単層材料の代わりに多層材料の組み合わせなどの材料で構成することができる。
【0068】
特に、インターフェース部品１１２は、Ｇ１０またはＧ１１スペーサ（G10 or G11 spacer）などの高圧ガラス繊維ラミネート（high-pressure fiberglass laminate）で構成することができる。 このような材料は、インターフェース部品１１２を介して、第１及び第２の複合構成要素１０８、１１０及び／又は超伝導コイル１０２に熱が伝達されるリスクを低減するのに役立つ断熱性を提供することもできる。これらの材料はまた、ＭＲＩまたは超伝導発電機の通常の動作中に、それらのインターフェースにおける高い接触圧力および摩滅による摩擦係数の変化を防止することができる場合がある。
【0069】
本開示の様々な態様および実施形態は、以下の番号付けされた実施態様によって定義される。
［実施態様１］
超電導機械であって、
少なくとも１つの超伝導コイルと、
前記少なくとも１つの超電導コイルとともに配置されたコイル支持構造とを含み、
前記コイル支持構造は、
前記少なくとも１つの超電導コイルに取り付けられ（affixed）た少なくとも１つの複合部品と、
前記少なくとも１つの超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、前記少なくとも１つの複合部品と摩擦接触するインターフェース部品と、を備える、超電導機械。
［実施態様２］
前記少なくとも１つの超電導コイルおよび前記コイル支持構造が、支持フレームによって支持され、前記支持フレームは、前記少なくとも１つの超電導コイルおよび前記コイル支持構造を支持するためのベースおよび少なくとも１つの支持プレートを画定する、実施態様１に記載の超電導機械。
［実施態様３］
前記支持フレームは、応力を緩和するためにその中に形成された１つまたは複数の溝を含む、実施態様２に記載の超電導機械。
［実施態様４］
前記少なくとも１つの複合部品は、少なくとも、第１の複合部品と第２の複合部品とを含み、前記第１の複合部品は、少なくとも１つの超電導コイルの第１の側面と前記支持プレート上部の前記インターフェース部品との間に取り付けられ、前記第２の複合部品は、前記少なくとも１つの超電導コイルの第２の側面と前記ベースとの間に取り付けられる、実施態様２または３に記載の超電導機械。
［実施態様５］
前記少なくとも１つの超電導コイルと前記コイル支持構造は、前記支持フレームの内部部分からギャップによって分離されている、実施態様２乃至４のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様６］
前記第１の複合部品と前記第２の複合部品は、接着材で構成されている、実施態様４に記載の超電導機械。
［実施態様７］
前記インターフェース部品は、高圧ガラス繊維積層板で構成されている、実施態様１乃至６のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様８］
前記少なくとも１つの超電導コイルが、前記インターフェース部品と前記少なくとも１つの複合部品との間の摩擦コンタクトからの温度上昇を低減するために、その外面に少なくとも１つのリブを含む、実施態様１乃至７のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様９］
前記超電導機械が風力発電機である、実施態様１乃至８のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１０］
超電導機械であって、
少なくとも第１の超電導コイルと第２の超電導コイルとを含む、複数の超電導コイルと、
前記第１及び第２の超電導コイルの間に配置されたコイル支持構造とを含み、
前記コイル支持構造は、
前記第１の超電導コイルまたは前記第２の超電導コイルの一方に取り付けられた少なくとも１つの複合部品と、
前記複数の超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、前記少なくとも１つの複合部品に隣接して配置されたスライドインターフェース部品と、を備える、超電導機械。
［実施態様１１］
前記少なくとも１つの複合部品は、少なくとも第１の複合部品と第２の複合部品とを含む、実施態様１０に記載の超電導機械。
［実施態様１２］
前記第１の複合部品が接着材を介して第１の超電導コイルに貼付され、前記複合部品が接着材を介して第２の超電導コイルに貼付されている、実施態様１１に記載の超電導機械。
［実施態様１３］
前記スライドインターフェース部品は、前記第１の複合部品と前記第２の複合部品との間に積層配置されている、実施態様１１または１２に記載の超電導機械。
［実施態様１４］
前記スライドインターフェース部品が無摩擦（frictionless）である、実施態様１１乃至１３のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１５］
前記複数の超電導コイルと前記コイル支持構造は、支持フレームによって支持される、実施態様１１乃至１４のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１６］
前記複数の超電導コイルは、前記支持フレームに固定され、前記コイル支持構造は、前記支持フレームからギャップによって分離されている、実施態様１５に記載の超電導機械。
［実施態様１７］
前記第１の複合部品は、繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）材料または銅材料の少なくとも１つで構成されている、実施態様１１乃至１６のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１８］
前記第２の複合部品は、繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）材料で構成されている、実施態様１１乃至１７のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１９］
前記インターフェース部品は、高圧ガラス繊維積層体で構成されている、実施態様１０乃至１８のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様２０］
前記超電導機械が磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置である、実施態様１０乃至１９のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１］
超電導機械であって、
少なくとも１つの超伝導コイルと、
前記少なくとも１つの超電導コイルとともに配置されたコイル支持構造とを含み、
前記コイル支持構造は、
前記少なくとも１つの超電導コイルに取り付けられ（affixed）た少なくとも１つの複合部品と、
前記少なくとも１つの超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、前記少なくとも１つの複合部品と摩擦接触するインターフェース部品と、を備える、超電導機械。
［実施態様２］
前記少なくとも１つの超電導コイルおよび前記コイル支持構造が、支持フレームによって支持され、前記支持フレームは、前記少なくとも１つの超電導コイルおよび前記コイル支持構造を支持するためのベースおよび少なくとも１つの支持プレートを画定する、実施態様１に記載の超電導機械。
［実施態様３］
前記支持フレームは、応力を緩和するためにその中に形成された１つまたは複数の溝を含む、実施態様２に記載の超電導機械。
［実施態様４］
前記少なくとも１つの複合部品は、少なくとも、第１の複合部品と第２の複合部品とを含み、前記第１の複合部品は、少なくとも１つの超電導コイルの第１の側面と前記支持プレート上部の前記インターフェース部品との間に取り付けられ、前記第２の複合部品は、前記少なくとも１つの超電導コイルの第２の側面と前記ベースとの間に取り付けられる、実施態様２または３に記載の超電導機械。
［実施態様５］
前記少なくとも１つの超電導コイルと前記コイル支持構造は、前記支持フレームの内部部分からギャップによって分離されている、実施態様２乃至４のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様６］
前記第１の複合部品と前記第２の複合部品は、接着材で構成されている、実施態様４に記載の超電導機械。
［実施態様７］
前記インターフェース部品は、高圧ガラス繊維積層板で構成されている、実施態様１乃至６のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様８］
前記少なくとも１つの超電導コイルが、前記インターフェース部品と前記少なくとも１つの複合部品との間の摩擦コンタクトからの温度上昇を低減するために、その外面に少なくとも１つのリブを含む、実施態様１乃至７のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様９］
前記超電導機械が風力発電機である、実施態様１乃至８のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１０］
超電導機械であって、
少なくとも第１の超電導コイルと第２の超電導コイルとを含む、複数の超電導コイルと、
前記第１及び第２の超電導コイルの間に配置されたコイル支持構造とを含み、
前記コイル支持構造は、
前記第１の超電導コイルまたは前記第２の超電導コイルの一方に取り付けられた少なくとも１つの複合部品と、
前記複数の超電導コイルのクエンチの可能性を低減するように、前記少なくとも１つの複合部品に隣接して配置されたスライドインターフェース部品と、を備える、超電導機械。
［実施態様１１］
前記少なくとも１つの複合部品は、少なくとも第１の複合部品と第２の複合部品とを含む、実施態様１０に記載の超電導機械。
［実施態様１２］
前記第１の複合部品が接着材を介して第１の超電導コイルに貼付され、前記複合部品が接着材を介して第２の超電導コイルに貼付されている、実施態様１１に記載の超電導機械。
［実施態様１３］
前記スライドインターフェース部品は、前記第１の複合部品と前記第２の複合部品との間に積層配置されている、実施態様１１または１２に記載の超電導機械。
［実施態様１４］
前記スライドインターフェース部品が無摩擦（frictionless）である、実施態様１１乃至１３のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１５］
前記複数の超電導コイルと前記コイル支持構造は、支持フレームによって支持される、実施態様１１乃至１４のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１６］
前記複数の超電導コイルは、前記支持フレームに固定され、前記コイル支持構造は、前記支持フレームからギャップによって分離されている、実施態様１５に記載の超電導機械。
［実施態様１７］
前記第１の複合部品は、繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）材料または銅材料の少なくとも１つで構成されている、実施態様１１乃至１６のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１８］
前記第２の複合部品は、繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）材料で構成されている、実施態様１１乃至１７のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様１９］
前記インターフェース部品は、高圧ガラス繊維積層体で構成されている、実施態様１０乃至１８のいずれかに記載の超電導機械。
［実施態様２０］
前記超電導機械が磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置である、実施態様１０乃至１９のいずれかに記載の超電導機械。
【0070】
本書では、最良の態様を含む本開示を開示するため、また、任意の装置またはシステムの製造および使用、ならびに組み込まれた任意の方法の実行を含む本開示を当業者が実践できるようにするために、例を用いて説明する。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に思い浮かぶ他の例を含むことができる。そのような他の例は、請求項の文言と異ならない構造要素を含む場合、または請求項の文言と実質的でない差異を有する同等の構造要素を含む場合、請求項の範囲に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【0071】
１０：磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム １２：スキャナ １４：スキャナ制御回路 １６：システム制御回路 １８：リモートアクセスおよび記憶システム ２０：ハウジング ２２：ボアチューブ ２４：テーブル ２６：患者 ２８：一次磁石コイル ３０：ヘリウム容器 ３２：遮蔽コイル ３４：熱シールド ３６：真空容器 ３８：勾配コイル ４０：ＲＦコイル ４２：受信コイル ４４：主電源 ５０：ドライバ回路 ５２：ＲＦ制御回路 ５４：スイッチ ５６：受信回路 ５８、６４、６８、７２：インターフェース構成回路 ６０：制御／解析回路 ６２、７０：メモリ回路 ６６：システム制御回路 ７４：プリンタ ７６：モニタ ７８：ユーザインターフェース ８０：再構成モジュール １００：ＭＲＩ磁石構造 １０２：超伝導コイル １０４：支持フレーム １０６、１０８：コイル支持構造 １０８、１１０：複合部品 １１２：インターフェース部品 １１４：ギャップ １１６：横方向 ２００：風力タービン ２０２：ナセル ２０４：ロータ ２０６：回転軸 ２０８：タワー ２１０：ハブ ２１２：ロータブレード ２１４：発電機 ２１６：ロータシャフト ２１８：電機子 ２２０：フィールドアセンブリ ３００：コイル構造体 ３０２：支持フレーム ３０４：超伝導コイル ３０６、３０８：リブ ３１０：取り付け部 ３１９：内周 ３２８：支持プレート ３３０：天井 ３３２：壁 ３３４：コイル支持構造 ３３５：横方向 ３３６：第１の複合部品 ３３８：インターフェース部品 ３４０：摩擦コンタクト ３４２：第２の複合部品 ３４４：ギャップ ３４８：応力緩和溝
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【外国語明細書】