JPH0582844A - 超電導永久電流スイツチ - Google Patents
超電導永久電流スイツチInfo
- Publication number
- JPH0582844A JPH0582844A JP3241689A JP24168991A JPH0582844A JP H0582844 A JPH0582844 A JP H0582844A JP 3241689 A JP3241689 A JP 3241689A JP 24168991 A JP24168991 A JP 24168991A JP H0582844 A JPH0582844 A JP H0582844A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current switch
- superconducting wire
- insulator
- superconducting
- permanent current
- 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.)
- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】金属巻枠１，絶縁物２，含浸剤３，超電導線４
などの熱収縮率がほぼ同一のものを使用し、永久電流ス
イッチの使用時（冷却時）における熱歪みの発生を防止
する。大きな熱歪みの発生がないため、使用中における
絶縁物２や含浸剤３のクラック発生がなく、クエンチが
発生しない。 【効果】本発明の永久電流スイッチを用いることによっ
て、極めて安定に動作する永久電流を使用する超電導装
置を得ることができる。また、電流容量を大きくできる
ので、並列接続で使用する場合の個数を減少させること
ができる。
などの熱収縮率がほぼ同一のものを使用し、永久電流ス
イッチの使用時（冷却時）における熱歪みの発生を防止
する。大きな熱歪みの発生がないため、使用中における
絶縁物２や含浸剤３のクラック発生がなく、クエンチが
発生しない。 【効果】本発明の永久電流スイッチを用いることによっ
て、極めて安定に動作する永久電流を使用する超電導装
置を得ることができる。また、電流容量を大きくできる
ので、並列接続で使用する場合の個数を減少させること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導コイルに永久電
流を流して利用する用途、例えば、理科学機器用ＮＭＲ
や医療用ＭＲＩ装置・電力貯蔵装置などに用いられる永
久電流スイッチの構造に関する。
流を流して利用する用途、例えば、理科学機器用ＮＭＲ
や医療用ＭＲＩ装置・電力貯蔵装置などに用いられる永
久電流スイッチの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久電流スイッチに使用する超電導線
は、オフ時の電気抵抗を高くするために、例えば、キュ
プロニッケルのような高抵抗の金属マトリックスの中の
超電導フィラメントが埋め込まれている。このため、こ
の超電導線は極めて安定度が低く僅かな外乱が超電導線
に加わっただけでもクエンチを起こしてしまう。
は、オフ時の電気抵抗を高くするために、例えば、キュ
プロニッケルのような高抵抗の金属マトリックスの中の
超電導フィラメントが埋め込まれている。このため、こ
の超電導線は極めて安定度が低く僅かな外乱が超電導線
に加わっただけでもクエンチを起こしてしまう。
【０００３】永久電流スイッチに使用する超電導線には
上記のような性質があるため、クエンチを起こさせず安
定に使用するために従来から種々の考案がなされてお
り、特開昭53−99794 号公報では巻回されている超電導
線部分を合成樹脂で含浸して、外乱となる超電導線の機
械的な動きを防止している。また、特開昭61−247081号
公報では樹脂で含浸したソレノイド型永久電流スイッチ
の巻線部を、内部から押し広げて超電導線にテンション
を加えて超電導線の動きを防止している。
上記のような性質があるため、クエンチを起こさせず安
定に使用するために従来から種々の考案がなされてお
り、特開昭53−99794 号公報では巻回されている超電導
線部分を合成樹脂で含浸して、外乱となる超電導線の機
械的な動きを防止している。また、特開昭61−247081号
公報では樹脂で含浸したソレノイド型永久電流スイッチ
の巻線部を、内部から押し広げて超電導線にテンション
を加えて超電導線の動きを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、超電
導線を巻回する巻枠あるいは超電導線を含浸する樹脂と
超電導線との熱収縮（膨張）率の差について考慮がされ
ていない。一般に樹脂の熱収縮率は金属のそれに比較し
て数倍以上の大きさであり、冷却した場合に超電導線と
収縮量の違いによって大きな歪みが発生し、樹脂にクラ
ックが発生する。このクラック発生時の熱、あるいはク
ラックが生じたことによる超電導線の動きによって永久
電流スイッチがクエンチを起こすなどの問題があった。
本発明の目的は、永久電流スイッチを構成する材料の熱
収縮率を調整し、実際の使用状態でもクエンチを起こさ
ない永久電流スイッチを提供することにある。
導線を巻回する巻枠あるいは超電導線を含浸する樹脂と
超電導線との熱収縮（膨張）率の差について考慮がされ
ていない。一般に樹脂の熱収縮率は金属のそれに比較し
て数倍以上の大きさであり、冷却した場合に超電導線と
収縮量の違いによって大きな歪みが発生し、樹脂にクラ
ックが発生する。このクラック発生時の熱、あるいはク
ラックが生じたことによる超電導線の動きによって永久
電流スイッチがクエンチを起こすなどの問題があった。
本発明の目的は、永久電流スイッチを構成する材料の熱
収縮率を調整し、実際の使用状態でもクエンチを起こさ
ない永久電流スイッチを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、超電導線を巻回する巻枠を金属製としたものであ
る。また、金属巻枠に固着させる、あるいは超電導線部
分を含浸させる樹脂の熱収縮率を調整し、樹脂にクラッ
クが生じないようにしたものである。
に、超電導線を巻回する巻枠を金属製としたものであ
る。また、金属巻枠に固着させる、あるいは超電導線部
分を含浸させる樹脂の熱収縮率を調整し、樹脂にクラッ
クが生じないようにしたものである。
【０００６】
【作用】巻枠に金属製のものを用いると、その熱収縮率
は超電導線のそれとかなり近いため、極低温に冷却され
た場合でも収縮量はほぼ等しく歪みはほとんど発生しな
い。また、樹脂に適当なフィラーを混入することによっ
て熱収縮率を小さくして金属のそれに近付けることがで
き、従って冷却時の歪みが小さくなって樹脂にクラック
が発生することがなくなる。
は超電導線のそれとかなり近いため、極低温に冷却され
た場合でも収縮量はほぼ等しく歪みはほとんど発生しな
い。また、樹脂に適当なフィラーを混入することによっ
て熱収縮率を小さくして金属のそれに近付けることがで
き、従って冷却時の歪みが小さくなって樹脂にクラック
が発生することがなくなる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１により説明す
る。この図は本発明によって製作した超電導永久電流ス
イッチの断面を示すものである。金属巻枠１は、永久電
流スイッチを設置する場所の磁場の影響を受けないよう
に、また磁場分布に影響を与えないように、非磁性のス
テンレス鋼でできている。金属巻枠１と、超電導線４お
よびヒータ線６との電気絶縁を行うために、金属巻枠１
に絶縁物２を固着させたが、これにはフィラーを混入し
て熱収縮率を金属のそれに近付けたエポキシ樹脂を用い
た。金属巻枠１と絶縁物２とで巻枠を構成することにな
る。ヒータ線６にはエナメル絶縁付きのマンガニン線を
用い無誘導巻で巻枠に巻回した。無誘導巻にするため
に、必要長さに切断したヒータ線６の中央部分のところ
でヘヤピン状に折り曲げて往復２本とし、ヒータ線口出
し部７を巻枠に彫り込んだ溝を固定した後で巻枠に巻回
した。なお、ヒータ線６の巻回部分は含浸剤３によって
含浸したが、この含浸剤３は絶縁物２と同じフィラー入
りエポキシ樹脂を用いた。このためヒータ線６の巻回後
に含浸させることが困難であるので、ヒータ線６の巻回
時に含浸剤３を塗り付けながら巻回することによって含
浸を行った。ヒータ線６の巻回終了後に、ヒータ線６と
超電導線４との電気絶縁を強化するために含浸剤３を浸
透させたガラス布を巻付けた。その上に超電導線４を無
誘導巻に巻回したが、その方法および含浸の方法はヒー
タ線６のときと同様にした。なお、超電導線４にはＣｕ
ＮｉマトリックスのＮｂＴｉ極細多芯超電導線を用い
た。超電導線４の巻回終了後、含浸剤３を浸透させたガ
ラス布を巻付けて、含浸剤３が硬化する前に流出するの
を防いだ。図１では、絶縁物２と含浸剤３を分けて描い
てあるが、実際には同一のものを使用しているので境界
はなくなって一体のものとなり、極めて強固な構造とす
ることができる。
る。この図は本発明によって製作した超電導永久電流ス
イッチの断面を示すものである。金属巻枠１は、永久電
流スイッチを設置する場所の磁場の影響を受けないよう
に、また磁場分布に影響を与えないように、非磁性のス
テンレス鋼でできている。金属巻枠１と、超電導線４お
よびヒータ線６との電気絶縁を行うために、金属巻枠１
に絶縁物２を固着させたが、これにはフィラーを混入し
て熱収縮率を金属のそれに近付けたエポキシ樹脂を用い
た。金属巻枠１と絶縁物２とで巻枠を構成することにな
る。ヒータ線６にはエナメル絶縁付きのマンガニン線を
用い無誘導巻で巻枠に巻回した。無誘導巻にするため
に、必要長さに切断したヒータ線６の中央部分のところ
でヘヤピン状に折り曲げて往復２本とし、ヒータ線口出
し部７を巻枠に彫り込んだ溝を固定した後で巻枠に巻回
した。なお、ヒータ線６の巻回部分は含浸剤３によって
含浸したが、この含浸剤３は絶縁物２と同じフィラー入
りエポキシ樹脂を用いた。このためヒータ線６の巻回後
に含浸させることが困難であるので、ヒータ線６の巻回
時に含浸剤３を塗り付けながら巻回することによって含
浸を行った。ヒータ線６の巻回終了後に、ヒータ線６と
超電導線４との電気絶縁を強化するために含浸剤３を浸
透させたガラス布を巻付けた。その上に超電導線４を無
誘導巻に巻回したが、その方法および含浸の方法はヒー
タ線６のときと同様にした。なお、超電導線４にはＣｕ
ＮｉマトリックスのＮｂＴｉ極細多芯超電導線を用い
た。超電導線４の巻回終了後、含浸剤３を浸透させたガ
ラス布を巻付けて、含浸剤３が硬化する前に流出するの
を防いだ。図１では、絶縁物２と含浸剤３を分けて描い
てあるが、実際には同一のものを使用しているので境界
はなくなって一体のものとなり、極めて強固な構造とす
ることができる。
【０００８】以上のようにして製作した永久電流スイッ
チを、単体で通電試験を行ったところ、超電導線５のも
つ電流容量の９０％以上の電流値までクエンチなしに通
電することができた。永久電流スイッチを構成する各部
の熱収縮率を考慮せず、巻枠にガラスエポキシ樹脂性の
ものを用い、含浸剤にフィラーを含まないエポキシ樹脂
を用いた従来の永久電流スイッチでは５０％程度の電流
でクエンチするのに対し、極めてよい特性を示した。本
永久電流スイッチをＭＲＩ用超電導マグネットと組み合
わせて使用したところ、極めて安定に動作しクエンチを
発生することはなかった。また、電流容量が従来のもの
より大きく取れるため、回路の電流を増加させて、超電
導マグネットの発生磁界を増大させることもできた。
チを、単体で通電試験を行ったところ、超電導線５のも
つ電流容量の９０％以上の電流値までクエンチなしに通
電することができた。永久電流スイッチを構成する各部
の熱収縮率を考慮せず、巻枠にガラスエポキシ樹脂性の
ものを用い、含浸剤にフィラーを含まないエポキシ樹脂
を用いた従来の永久電流スイッチでは５０％程度の電流
でクエンチするのに対し、極めてよい特性を示した。本
永久電流スイッチをＭＲＩ用超電導マグネットと組み合
わせて使用したところ、極めて安定に動作しクエンチを
発生することはなかった。また、電流容量が従来のもの
より大きく取れるため、回路の電流を増加させて、超電
導マグネットの発生磁界を増大させることもできた。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、極めて安定な超電導永
久電流スイッチを製作することができるので、永久電流
状態で使用する超電導装置を安定に動作させることがで
きる。また、電流容量を従来のものより増大させること
ができるので、並列接続で使用する使用数を減少するこ
とができる。
久電流スイッチを製作することができるので、永久電流
状態で使用する超電導装置を安定に動作させることがで
きる。また、電流容量を従来のものより増大させること
ができるので、並列接続で使用する使用数を減少するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例の永久電流スイッチの断面
図。
図。
１…金属巻枠、２…絶縁物、３…含浸剤、４…超電導
線、５…超電導線口出し部、６…ヒータ線、７…ヒータ
線口出し部。
線、５…超電導線口出し部、６…ヒータ線、７…ヒータ
線口出し部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 保夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】巻枠に超電導線を巻装した永久電流スイッ
チにおいて、前記巻枠に金属を用いたことを特徴とする
永久電流スイッチ。 - 【請求項２】巻枠に絶縁物を固着させた請求項１の永久
電流スイッチ。 - 【請求項３】絶縁物がフィラー入りの樹脂である請求項
２の永久電流スイッチ。 - 【請求項４】巻装されている超電導線部分が含浸されて
いる請求項１または請求項２の永久電流スイッチ。 - 【請求項５】巻装されている超電導線部分が巻枠に固着
させた絶縁物と同一の絶縁物で含浸されている請求項２
の永久電流スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241689A JPH0582844A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 超電導永久電流スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241689A JPH0582844A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 超電導永久電流スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582844A true JPH0582844A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17078058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3241689A Pending JPH0582844A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 超電導永久電流スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582844A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104579280A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-04-29 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于传导冷却超导磁体的超导开关 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3241689A patent/JPH0582844A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104579280A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-04-29 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于传导冷却超导磁体的超导开关 |
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