JPH04217377A - 熱式永久電流スイッチ - Google Patents
熱式永久電流スイッチInfo
- Publication number
- JPH04217377A JPH04217377A JP2403226A JP40322690A JPH04217377A JP H04217377 A JPH04217377 A JP H04217377A JP 2403226 A JP2403226 A JP 2403226A JP 40322690 A JP40322690 A JP 40322690A JP H04217377 A JPH04217377 A JP H04217377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current switch
- current
- persistent current
- thermal
- superconducting wire
- 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.)
- Withdrawn
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば磁気浮上式列
車などに用いる熱式永久電流スイッチに関する。
車などに用いる熱式永久電流スイッチに関する。
【０００３】
【従来の技術】超電導技術の特徴の一つとして永久電流
が挙げられる。たとえば磁気浮上式列車に搭載される超
電導磁石においては、推進に必要な起磁力を出すため、
走行中ずっと別設の電源によらず所用の電流が流れるこ
とを要する。つまり、一旦推進に必要な起磁力を得るた
め超電導磁石に流れる電流は、磁気浮上式列車が走行す
る間中ずっと、別設の電源からの給電によらず永久的に
前記電流が流れている必要がある。
が挙げられる。たとえば磁気浮上式列車に搭載される超
電導磁石においては、推進に必要な起磁力を出すため、
走行中ずっと別設の電源によらず所用の電流が流れるこ
とを要する。つまり、一旦推進に必要な起磁力を得るた
め超電導磁石に流れる電流は、磁気浮上式列車が走行す
る間中ずっと、別設の電源からの給電によらず永久的に
前記電流が流れている必要がある。
【０００４】図５ａ〜ｆは前記超電導磁石に永久電流を
流す方法を模式的に示したもので、１は超電導コイル、
２は高抵抗母材の超電導線を無誘導に巻回して構成され
た永久電流スイッチ、３は電源、４はスイッチで図５ａ
に図示するような回路構成を成している。そして図５ｂ
に図示するようにスイッチ４を閉じ（投入する）電流を
流し、設定電位値に達した時点で、図５ｃに図示するよ
うに永久電流スイッチ２を投入する。その後、電源電流
を徐々に下げて行くと、図５ｄに図示するように超電導
コイル１の電流は設定値のままで、電源３へ行く電流と
の差の電流だけ永久電流スイッチ２（超電導状態：電気
抵抗ゼロ）の方に流れる。こうして、電源３からの電流
をゼロに下げると、図５ｅに図示するように超電導コイ
ル１と永久電流スイッチ２の閉ループの中で永久電流が
循環し続ける。この状態でスイッチ４を開き、電源３を
切り離すと、図５ｆに図示するように超電導磁石を永久
磁石として利用し得る。なお、超電導磁石の永久電流状
態を解除して消磁するには、前記の操作を逆に行えばよ
い。
流す方法を模式的に示したもので、１は超電導コイル、
２は高抵抗母材の超電導線を無誘導に巻回して構成され
た永久電流スイッチ、３は電源、４はスイッチで図５ａ
に図示するような回路構成を成している。そして図５ｂ
に図示するようにスイッチ４を閉じ（投入する）電流を
流し、設定電位値に達した時点で、図５ｃに図示するよ
うに永久電流スイッチ２を投入する。その後、電源電流
を徐々に下げて行くと、図５ｄに図示するように超電導
コイル１の電流は設定値のままで、電源３へ行く電流と
の差の電流だけ永久電流スイッチ２（超電導状態：電気
抵抗ゼロ）の方に流れる。こうして、電源３からの電流
をゼロに下げると、図５ｅに図示するように超電導コイ
ル１と永久電流スイッチ２の閉ループの中で永久電流が
循環し続ける。この状態でスイッチ４を開き、電源３を
切り離すと、図５ｆに図示するように超電導磁石を永久
磁石として利用し得る。なお、超電導磁石の永久電流状
態を解除して消磁するには、前記の操作を逆に行えばよ
い。
【０００５】また、前記永久電流スイッチの一形式とし
て、上記図５ａなどに図示した回路構成の永久電流スイ
ッチ２に、抵抗発熱ヒータを付設した構成の熱式永久電
流スイッチがある。この熱式永久電流スイッチの場合は
、付設した抵抗発熱ヒータの駆動、換言すると抵抗発熱
ヒータへの電流のオン、オフによって、永久電流スイッ
チ２の両端子側Ａ，Ｂに電圧を発生させたり消去したり
して超電導コイル１に流れる電流を調節し易くし得る。
て、上記図５ａなどに図示した回路構成の永久電流スイ
ッチ２に、抵抗発熱ヒータを付設した構成の熱式永久電
流スイッチがある。この熱式永久電流スイッチの場合は
、付設した抵抗発熱ヒータの駆動、換言すると抵抗発熱
ヒータへの電流のオン、オフによって、永久電流スイッ
チ２の両端子側Ａ，Ｂに電圧を発生させたり消去したり
して超電導コイル１に流れる電流を調節し易くし得る。
【０００６】前記超電導磁石に永久電流を流すため用い
る永久電流スイッチにおいては、電流容量を稼ぐ手段と
して、複数個の小要素スイッチを並列に接続する方法が
採られている。そして、この場合各要素スイッチに平等
に電流を流すため、バランス抵抗と呼ばれる微少抵抗を
各要素スイッチに取り付け、大電流を安定した状態で流
すように構成している。
る永久電流スイッチにおいては、電流容量を稼ぐ手段と
して、複数個の小要素スイッチを並列に接続する方法が
採られている。そして、この場合各要素スイッチに平等
に電流を流すため、バランス抵抗と呼ばれる微少抵抗を
各要素スイッチに取り付け、大電流を安定した状態で流
すように構成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記高抵抗母
材の超電導線を無誘導に巻回して構成された熱式永久電
流スイッチの場合、実用上次のような不都合が認められ
る。すなわち、熱式永久電流スイッチの主要部を成す無
誘導に巻回された高抵抗母材の超電導線は、構成過程で
起こる劣化などにより、小要素スイッチ間に性能のバラ
ツキが生じ易いため、並列に接続した構成において全体
としの通電容量が低下するという問題がある。さらに、
複数個の小要素スイッチを並列接続する構成のため、構
造が複雑になり、製造に多くの時間と労力とを必要とす
る。また、小要素スイッチを並列接続した構成であるた
め、振動などの影響によって外部接続リード部分（入出
力端部）が常電導化する傾向もあり、所要の機能を十分
に果たし得ないという問題がある。
材の超電導線を無誘導に巻回して構成された熱式永久電
流スイッチの場合、実用上次のような不都合が認められ
る。すなわち、熱式永久電流スイッチの主要部を成す無
誘導に巻回された高抵抗母材の超電導線は、構成過程で
起こる劣化などにより、小要素スイッチ間に性能のバラ
ツキが生じ易いため、並列に接続した構成において全体
としの通電容量が低下するという問題がある。さらに、
複数個の小要素スイッチを並列接続する構成のため、構
造が複雑になり、製造に多くの時間と労力とを必要とす
る。また、小要素スイッチを並列接続した構成であるた
め、振動などの影響によって外部接続リード部分（入出
力端部）が常電導化する傾向もあり、所要の機能を十分
に果たし得ないという問題がある。
【０００８】本発明は上記問題の解決を図ったもので、
安定な通電が可能なばかりでなく、構造も簡単で振動な
どの影響も受け難く、常に所要の機能を呈する熱式永久
電流スイッチの提供を目的とする。
安定な通電が可能なばかりでなく、構造も簡単で振動な
どの影響も受け難く、常に所要の機能を呈する熱式永久
電流スイッチの提供を目的とする。
【０００９】
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、無誘導に巻回
された高抵抗母材の超電導線と、前記無誘導に巻回され
た超電導線を加熱するヒーターとを具備して成る熱式永
久電流スイッチにおいて、前記巻回された超電導線の入
出力用端部の高抵抗母材を剥き出しにし、この剥き出し
部分を銅のスリーブに嵌挿しかつこの銅のスリーブを加
圧一体化して入出力用端部が構成されていることを特徴
とする。
された高抵抗母材の超電導線と、前記無誘導に巻回され
た超電導線を加熱するヒーターとを具備して成る熱式永
久電流スイッチにおいて、前記巻回された超電導線の入
出力用端部の高抵抗母材を剥き出しにし、この剥き出し
部分を銅のスリーブに嵌挿しかつこの銅のスリーブを加
圧一体化して入出力用端部が構成されていることを特徴
とする。
【００１１】
【作用】本発明によれば、常電導化する傾向のある超電
導線の外部接続リード部分（入出力端部）…電流端子…
が改善され、電流端子から無誘導に巻回された高抵抗母
材製超電導線への電流がスムースに流れ（接続抵抗が小
）、スイッチ自体の電流容量も容易に図られる。すなわ
ち、本発明に係る熱式永久電流スイッチは、前記電流端
子の改良・改善により、安定な通電が可能で、振動など
の影響も受け難くなり、常に所要の機能を呈する。
導線の外部接続リード部分（入出力端部）…電流端子…
が改善され、電流端子から無誘導に巻回された高抵抗母
材製超電導線への電流がスムースに流れ（接続抵抗が小
）、スイッチ自体の電流容量も容易に図られる。すなわ
ち、本発明に係る熱式永久電流スイッチは、前記電流端
子の改良・改善により、安定な通電が可能で、振動など
の影響も受け難くなり、常に所要の機能を呈する。
【００１２】
【実施例】以下図１〜図４を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１３】図１は本発明に係る熱式永久電流スイッチ
の概略構成を斜視的に示したもので、スイッチ本体５は
極低温用に構成され、このスイッチ本体５内には、たと
えばＣｕ−１０％ Ｎｉ合金などをマトリックスとした
超電導線、すなわち、高抵抗母材の超電導線を無誘導に
巻回して成るコイルと、このコイルを抵抗発熱によって
加熱するヒータとがそれぞれ入出力用端子６，７を導出
して内蔵されている。なお、前記コイルは、高抵抗母材
の超電導線をほぼ中央で折返し、並列させた形で巻装す
ることによって、発生する誘導を相互に打ち消す（無誘
導）構造を成しており、基本的には従来の熱式永久電流
スイッチと同様な構造を成している。
の概略構成を斜視的に示したもので、スイッチ本体５は
極低温用に構成され、このスイッチ本体５内には、たと
えばＣｕ−１０％ Ｎｉ合金などをマトリックスとした
超電導線、すなわち、高抵抗母材の超電導線を無誘導に
巻回して成るコイルと、このコイルを抵抗発熱によって
加熱するヒータとがそれぞれ入出力用端子６，７を導出
して内蔵されている。なお、前記コイルは、高抵抗母材
の超電導線をほぼ中央で折返し、並列させた形で巻装す
ることによって、発生する誘導を相互に打ち消す（無誘
導）構造を成しており、基本的には従来の熱式永久電流
スイッチと同様な構造を成している。
【００１４】本発明に係る熱式永久電流スイッチは、前
記スイッチ本体５内に内蔵された、無誘導に巻回して成
るコイルから導出された入出力用端子（電流端子）６を
、次のように構成した点で特徴付けられる。すなわち、
入出力用端子として導出された高抵抗母材の超電導線端
部を、たとえばＨＮＯ３ エッチング処理して高抵抗母
材の一部をエッチング除去して、微細線状の超電導体を
剥き出しにして、これら剥き出しされた微細線状の超電
導体を、たとえば銅（Ｃｕ）スリーブ８に嵌挿し、加圧
一体化することによって、入出力用端子６を構成したこ
とを骨子とする。
記スイッチ本体５内に内蔵された、無誘導に巻回して成
るコイルから導出された入出力用端子（電流端子）６を
、次のように構成した点で特徴付けられる。すなわち、
入出力用端子として導出された高抵抗母材の超電導線端
部を、たとえばＨＮＯ３ エッチング処理して高抵抗母
材の一部をエッチング除去して、微細線状の超電導体を
剥き出しにして、これら剥き出しされた微細線状の超電
導体を、たとえば銅（Ｃｕ）スリーブ８に嵌挿し、加圧
一体化することによって、入出力用端子６を構成したこ
とを骨子とする。
【００１５】図２は前記内蔵されているコイルの入出力
用端子６の断面を拡大して模式的に示したもので、この
入出力用端子６の構造例では、Ｃｕスリーブ８は断面コ
の字型の鞘状片８ａと、鞘状片８ａの開口部に嵌合して
開口部を液密に閉塞する閉塞片８ｂとで形成されており
、前記剥き出しされた微細線状の超電導体９を嵌挿し、
加圧一体化して構成されている。しかして、この入出力
用端子６と外部接続リード１０との接続は、たとえば互
いに端面を対接させて半田付けすることによって達成さ
れる。
用端子６の断面を拡大して模式的に示したもので、この
入出力用端子６の構造例では、Ｃｕスリーブ８は断面コ
の字型の鞘状片８ａと、鞘状片８ａの開口部に嵌合して
開口部を液密に閉塞する閉塞片８ｂとで形成されており
、前記剥き出しされた微細線状の超電導体９を嵌挿し、
加圧一体化して構成されている。しかして、この入出力
用端子６と外部接続リード１０との接続は、たとえば互
いに端面を対接させて半田付けすることによって達成さ
れる。
【００１６】図３は前記構成の本発明に係る熱式永久電
流スイッチの使用例を斜視的に示したものである。すな
わち、上記入出力用端子６を外部接続リード１０と電気
的に接続した形態を示したもので、前記熱式永久電流ス
イッチの入出力用端子６の端面を、外部接続リード１０
の端面に対接させて半田付けした構成、つまりこの部分
に引き出され剥き出しされている微細線状の超電導線９
と固相拡散的な接合で電気的に接続された構成としてい
る。
流スイッチの使用例を斜視的に示したものである。すな
わち、上記入出力用端子６を外部接続リード１０と電気
的に接続した形態を示したもので、前記熱式永久電流ス
イッチの入出力用端子６の端面を、外部接続リード１０
の端面に対接させて半田付けした構成、つまりこの部分
に引き出され剥き出しされている微細線状の超電導線９
と固相拡散的な接合で電気的に接続された構成としてい
る。
【００１７】前記のように構成され、また接続した本発
明に係る熱式永久電流スイッチについて、所定の強磁界
下での前記電流端子６部における耐クエンチ電流をそれ
ぞれ測定したところ図４に曲線ａで示すごとくであった
。なお、図４には比較のため従来の方式で接続した（導
出された高抵抗母材の超電導線端部を外部接続リードと
オーバーラップさせ半田付けした場合）電流端子の場合
を曲線ｂで示す。図４から分かるように、本発明に係る
熱式永久電流スイッチの電流端子の構成を採った場合、
５テラス程度以下の強磁界下での耐クエンチ性が改善さ
れ、３テラス以下の強磁界下では大幅に耐クエンチ性が
改善・向上されている。
明に係る熱式永久電流スイッチについて、所定の強磁界
下での前記電流端子６部における耐クエンチ電流をそれ
ぞれ測定したところ図４に曲線ａで示すごとくであった
。なお、図４には比較のため従来の方式で接続した（導
出された高抵抗母材の超電導線端部を外部接続リードと
オーバーラップさせ半田付けした場合）電流端子の場合
を曲線ｂで示す。図４から分かるように、本発明に係る
熱式永久電流スイッチの電流端子の構成を採った場合、
５テラス程度以下の強磁界下での耐クエンチ性が改善さ
れ、３テラス以下の強磁界下では大幅に耐クエンチ性が
改善・向上されている。
【００１８】
【発明の効果】上記説明したように、本発明に係る熱式
永久電流スイッチは、常電導化する傾向のある超電導線
の外部接続リードとの接続部分（入出力用端部）、換言
すると電流端子の構成を、無誘導に巻回された超電導線
の高抵抗母材を剥き出しにし、この剥き出し部分の微細
線状の超電導線を銅のスリーブに嵌挿して加圧一体化し
た形とすることによって、入出力用端子から無誘導に巻
回された高抵抗母材製超電導線への電流がスムースに流
れるようになり（接続抵抗が小）、スイッチ自体の電流
容量の増大も容易に図られる。しかも、本発明に係る熱
式永久電流スイッチは、前記電流端子の構成により、安
定な通電が可能で、振動などの影響も受け難くなり、常
に所要の機能を呈する。
永久電流スイッチは、常電導化する傾向のある超電導線
の外部接続リードとの接続部分（入出力用端部）、換言
すると電流端子の構成を、無誘導に巻回された超電導線
の高抵抗母材を剥き出しにし、この剥き出し部分の微細
線状の超電導線を銅のスリーブに嵌挿して加圧一体化し
た形とすることによって、入出力用端子から無誘導に巻
回された高抵抗母材製超電導線への電流がスムースに流
れるようになり（接続抵抗が小）、スイッチ自体の電流
容量の増大も容易に図られる。しかも、本発明に係る熱
式永久電流スイッチは、前記電流端子の構成により、安
定な通電が可能で、振動などの影響も受け難くなり、常
に所要の機能を呈する。
【図１】 本発明に係る熱式永久電流スイッチの構成
例を示す斜視図、
例を示す斜視図、
【図２】 本発明に係る熱式永久電流スイッチの電流
端子の構成例を示す拡大断面図、
端子の構成例を示す拡大断面図、
【図３】 本発明に係る熱式永久電流スイッチの使用
例を示す斜視図、
例を示す斜視図、
【図４】 本発明に係る熱式永久電流スイッチを外部
接続リードに接続した場合における耐クエンチ性と磁界
との関係例を従来の熱式永久電流スイッチを外部接続リ
ードに接続した場合と比較して示す曲線図、
接続リードに接続した場合における耐クエンチ性と磁界
との関係例を従来の熱式永久電流スイッチを外部接続リ
ードに接続した場合と比較して示す曲線図、
【図５】
ａ〜ｆは超電導磁石において永久電流を流す方法を説
明するための模式図である。
ａ〜ｆは超電導磁石において永久電流を流す方法を説
明するための模式図である。
１…超電導コイル ２…永久電流スイッチ
３…電源 ４…スイッチ５…スイッチ本体
６…入出力用端子（電流端子） ７…ヒータ
端子８…Ｃｕスリーブ ９…高抵抗母材製超電導
線の剥き出し部１０…外部接続リード
３…電源 ４…スイッチ５…スイッチ本体
６…入出力用端子（電流端子） ７…ヒータ
端子８…Ｃｕスリーブ ９…高抵抗母材製超電導
線の剥き出し部１０…外部接続リード
Claims (1)
- 【請求項１】 無誘導に巻回された高抵抗母材の超電
導線と、前記無誘導に巻回された超電導線を加熱するヒ
ーターとを具備して成る熱式永久電流スイッチにおいて
、前記巻回された超電導線の入出力端部の高抵抗母材を
剥き出しにし、この剥き出し部分を銅製スリーブに嵌挿
しかつこの銅製スリーブを加圧一体化して入出力端部が
構成されていることを特徴とする熱式永久電流スイッチ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403226A JPH04217377A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 熱式永久電流スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2403226A JPH04217377A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 熱式永久電流スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217377A true JPH04217377A (ja) | 1992-08-07 |
Family
ID=18512980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2403226A Withdrawn JPH04217377A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 熱式永久電流スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04217377A (ja) |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP2403226A patent/JPH04217377A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |