JPH0951128A - 超電導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチの頻繁な開閉動作により接触抵抗が
増加したり、破損などの事故が発生しやすいため、定期
的なメンテナンスが必要であるが、スイッチの交換ある
いは接点表面の定期的なメンテナンス時には、装置の運
転を停止しなければならない。 【解決手段】 永久電流スイッチ２の両端にそれぞれ断
路器６を接続した永久電流スイッチ回路と、電源４とが
超電導コイル１に並列に接続されるとともに、少なくと
も永久電流スイッチ２が独立した断熱真空容器に収納さ
れた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超電導コイルを収
納した超電導装置の運転稼働率の向上に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図２５は、例えば特開昭６１−２６９３
０１号公報に開示された従来の超電導装置の構成を示す
等価回路図である。図において、１は超電導コイル、
２、２２は熱式永久電流スイッチ、３は保護抵抗、４は
電源、５は熱式永久電流スイッチのヒータ用電源、９は
熱式永久電流スイッチのヒータである。

【０００３】次に動作について説明する。複数の熱式永
久電流スイッチ２、２２は超電導コイル１、保護抵抗３
および電源４とともに並列に接続されている。超電導コ
イル１を励磁するときは、熱式永久電流スイッチのヒー
タ用電源５から熱式永久電流スイッチのヒータ９に通電
し、複数の熱式永久電流スイッチ２、２２を開状態にし
た後、電源４から電流を供給する。所定の電流になった
ところで熱式永久電流スイッチ２を閉状態にする。この
操作により永久電流が超電導コイル１、熱式永久電流ス
イッチ２を流れる。この状態でさらに僅かな電流を供給
した後、熱式永久電流スイッチ２２を閉状態にすること
により永久電流の電流値が高精度で設定される。

【０００４】また、他の従来の超電導装置としては、例
えば特開昭５８−１９４３１０号公報に開示された図２
６に示す構成のものが知られている。図において、１は
超電導コイル、２は熱式永久電流スイッチ、３はダイオ
ード、４は電源、９はヒータ、２９は保護抵抗である。

【０００５】図２６に示す従来の超電導装置では、熱式
永久電流スイッチ２は超電導コイル１、保護抵抗２９、
ダイオード３および電源４とともに並列に接続されてい
る。超電導コイル１を励磁するときは、熱式永久電流ス
イッチ２を開状態にした後、電源４から電流を供給す
る。電流は保護抵抗２９、ダイオード３および超電導コ
イル１の並列回路に流れるが保護抵抗２９は高抵抗に設
定されていること、またダイオード３は逆方向接続のた
め、ほとんどの電流は超電導コイル１に流れる。超電導
コイル１が所定の電流になったところで熱式永久電流ス
イッチ２を閉状態にする。この操作により永久電流が超
電導コイル１、熱式永久電流スイッチ２の閉ループを流
れる。この閉ループ電流の異常発生時はエネルギーをダ
イオード３に吸収することにより回路の各機器を保護す
る。

【０００６】以上のように構成された従来の超電導装置
は一般的な超電導マグネット、たとえば超電導エネルギ
ー貯蔵装置、超電導磁気浮上列車、MRI 診断装置などに
共通の等価回路である。

【０００７】ここで、図２５を超電導エネルギー貯蔵装
置の場合の例にすると、送配電電力系統から電力を変換
する電源４、超電導コイル１に並列に接続された保護抵
抗３および複数の回路の永久電流スイッチ２、２２であ
る。永久電流スイッチを閉じることにより超電導コイル
に入力された電磁気エネルギーを長時間損失無く貯蔵で
きる。複数の永久電流スイッチ２、２２はいずれか一方
のみでも動作に問題はないが、片方は予備として装置の
信頼性を上げる手段として用いることも可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の超電導装置は以
上のように構成されているが、例えば超電導エネルギー
貯蔵装置においては、運転する電流は数万〜数十万アン
ペアと大きいため、永久電流スイッチは熱式ではなく、
機械的接点を有する機械式が採用されている。一方、機
械式永久電流スイッチは接点間の接触抵抗を下げるため
に接触面積を広く、かつ非常に清浄な表面に管理された
接点を油圧や空気圧で機械的に押しつけたり引き離す構
造である。このためスイッチとしての開閉動作を繰り返
すと、接点の表面は徐々に汚れが生じて接触抵抗が増加
したり、破損などの事故が発生しやすいという問題があ
った。従って、これらの事故の予防のために定期的なメ
ンテナンスが必要であった。また、熱式永久電流スイッ
チにおいても、機械式のものに比べて劣化の程度は低い
が、開閉動作が頻繁に行われるとヒータやコイルが切れ
やすく、これらの事故の予防のために定期的なメンテナ
ンスが必要であった。

【０００９】しかしながら、従来の超電導装置において
は、超電導コイル、保護抵抗および永久電流スイッチな
どは相互に接続されているため、使用不良になった永久
電流スイッチの交換あるいは接点表面の定期的なメンテ
ナンス時には、装置の運転を停止しなければならないと
いう問題点があった。

【００１０】また、超電導コイル、保護抵抗および複数
の回路の永久電流スイッチなどは同一の断熱真空容器に
収納されているため、使用不良になった永久電流スイッ
チの交換あるいは接点表面の定期的なメンテナンス時に
は、装置の運転を停止しなければならないという問題点
があった。

【００１１】さらに、永久電流スイッチは液体ヘリウム
容器に収納されているため、機械式永久電流スイッチの
接点間の電気的耐圧が低いという問題点もあった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、必要部分のみメンテナンスを行
い、その他の部分は稼働状態にできる超電導装置を得る
ことを目的とする。

【００１３】さらにこの発明は、電気的耐圧が高い機械
式永久電流スイッチを持つ超電導装置を得ることを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る超電導装置は、永久電流スイッチが両端にそれぞれ断
路器を介して超電導コイルと並列に接続されるととも
に、少なくとも永久電流スイッチを、電源と超電導コイ
ルから独立した断熱真空容器に収納したものである。

【００１５】この発明の請求項２に係る超電導装置は、
永久電流スイッチと断路器からなる永久電流スイッチ回
路を複数個有し、各永久電流スイッチ回路が超電導コイ
ルと並列に接続されているものである。

【００１６】この発明の請求項３に係る超電導装置は、
断路器が機械接点式永久電流スイッチで構成されている
ものである。

【００１７】この発明の請求項４に係る超電導装置は、
断路器が２組の機械接点を持つ構造であり、各機械接点
の１次側がそれぞれ超電導コイルと並列に接続され、各
機械接点の２次側がそれぞれ永久電流スイッチの両端に
接続されているものである。

【００１８】この発明の請求項５に係る超電導装置は、
永久電流スイッチと並列に保護素子が接続されているも
のである。

【００１９】この発明の請求項６に係る超電導装置は、
微小インダクタンス素子を複数の永久電流スイッチ回路
にそれぞれ直列に接続したものである。

【００２０】この発明の請求項７に係る超電導装置は、
微小抵抗とスイッチが直列に接続された回路を、複数の
永久電流スイッチ回路中の永久電流スイッチにそれぞれ
並列に接続したものである。

【００２１】この発明の請求項８に係る超電導装置は、
超電導コイルに電源と永久電流スイッチと保護素子が並
列に接続された超電導装置において、保護素子が断熱真
空容器中に設置されているものである。

【００２２】この発明の請求項９に係る超電導装置は、
超電導コイルに電源と永久電流スイッチが並列に接続さ
れた超電導装置において、永久電流スイッチが断熱真空
容器中に設置されているものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。実施の形態１では超電導エネルギー貯蔵
装置を例に説明する。図１は実施の形態１の超電導装置
の構成を示す等価回路図である。図において、１は超電
導コイル、２は熱式永久電流スイッチ、４は送配電電力
系統８からの電力を変換する電源、６は永久電流スイッ
チ２の両側に設置した２個の断路器、７は電源４からの
電流を液体ヘリウム温度の超電導コイル１に導く１対の
パワーリードである。図２は実施の形態１の超電導装置
の構成を示す断面図であり、１１は超電導コイル１を収
納する超電導コイル容器、１２は液体ヘリウム槽、１３
は液体ヘリウム、１４はパワーリード７と断路器６を収
納するパワーリード容器、１６は永久電流スイッチ２を
収納する永久電流スイッチ容器である。図３は図２にお
ける各容器の配置を説明する説明図である。

【００２４】次に実施の形態１の動作について説明す
る。永久電流スイッチ２は両端に２個の断路器６を介し
て超電導コイル１と並列に接続されている。通常、２個
の断路器６は閉状態にしておく。超電導コイル１を励磁
するときは、永久電流スイッチ２を開状態にした後、電
源４から電流を供給する。所定の電流になったところで
永久電流スイッチ２を閉状態にし、電源４からの電流を
下げることにより、超電導コイル１、断路器６、永久電
流スイッチ２、断路器６を経由する循環電流となり、電
磁気エネルギーが貯蔵される。

【００２５】ここで永久電流スイッチ２の接点の接触抵
抗が増加したり、破損などの事故あるいは事故の予防の
ために定期的なメンテナンスが必要な時には、永久電流
スイッチ２は、両端の２個の断路器６を開くことにより
回路から完全に分離することができる。つまり、メンテ
ナンスが必要な永久電流スイッチ２以外の装置は常温に
復帰させる必要が無く、電流の出し入れのみの運転は可
能である。また、実施の形態１の超電導装置では、パワ
ーリード７と断路器６はパワーリード容器１４に、永久
電流スイッチ２は永久電流スイッチ容器１６に、超電導
コイル１は超電導コイル容器１１にと、それぞれ独立し
た断熱真空容器に収納されているので、メンテナンス等
の必要な部分のみ真空を破り、昇温することができる。
従って、装置の運転を停止することなく必要部分のみメ
ンテナンスを行い、その他の部分は稼働状態にできる超
電導装置を得ることができる。

【００２６】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態２を図について説明する。図４は実施の形態２による
超電導装置の構成を示す等価回路図であり、図におい
て、図１と同一の部分については同一の符号を付し説明
を省略する。実施の形態２の超電導装置は、２個の断路
器６６を永久電流スイッチ２２の両側に設置し、この永
久電流スイッチ回路を、永久電流スイッチ２の両端に２
個の断路器６を介した永久電流スイッチ回路および超電
導コイル１と並列に接続するものである。図５は実施の
形態２の超電導装置の構成を示す断面図であり、図２と
同一の部分については同一の符号を付し説明を省略す
る。１４はパワーリード７と断路器６、６６を収納する
パワーリード容器、１７は永久電流スイッチ２２を収納
する永久電流スイッチ容器である。図６は図４における
各容器の配置を説明する説明図である。

【００２７】実施の形態２の超電導装置において、電磁
気エネルギーを貯蔵する操作は実施の形態１と同一であ
るが、永久電流スイッチ回路は複数の回路で構成されて
いるので、使用する永久電流スイッチ回路以外の永久電
流スイッチ回路は予備として待機状態にできる。

【００２８】即ち、使用状態の永久電流スイッチ２のメ
ンテナンスが必要なときには、両端の２個の断路器６を
開くことにより永久電流スイッチ２を回路から完全に分
離でき、メンテナンス等の必要な永久電流スイッチ２を
収納する永久電流スイッチ容器１６部分のみ、真空を破
り昇温することができるので、装置の運転を停止するこ
となく、必要部分のメンテナンスが行える。また永久電
流スイッチ２のメンテナンス時には、永久電流スイッチ
２２を閉状態にし、超電導コイル１、断路器６６、永久
電流スイッチ２２、断路器６６を経由する循環回路を構
成することにより、通常の永久電流モードでの運転も可
能となる。

【００２９】なお、本構成の超電導装置において、超電
導コイル１を励磁するときに、複数の熱式永久電流スイ
ッチ２、２２を開状態にした後、電源４から電流を供給
し、所定の電流になったところで熱式永久電流スイッチ
２を閉状態にする。この操作により永久電流が超電導コ
イル１、熱式永久電流スイッチ２を流れるが、この状態
でさらに僅かな電流を供給した後、熱式永久電流スイッ
チ２２を閉状態にすることにより永久電流の電流値を高
精度に設定することができる。この場合における永久電
流スイッチ２、２２のメンテナンス時にも、各永久電流
スイッチ２、２２は独立した永久電流スイッチ容器１
６、１７に収納されているので、両端の２個の断路器を
開き永久電流スイッチを回路から分離し、その永久電流
スイッチを収納する永久電流スイッチ容器部分のみ真空
を破ってメンテナンスを行えば、装置の運転を停止する
ことなく、必要部分のメンテナンスが行える。また片方
づつ永久電流スイッチのメンテナンスを行えば通常の永
久電流モードでの運転も可能となる。

【００３０】なお、実施の形態１および実施の形態２で
は、熱式永久電流スイッチを用いたものを示したが、永
久電流スイッチは磁界式永久電流スイッチでも、機械接
点式永久電流スイッチでも、半導体素子であってもよ
い。図７〜図１０はこの発明の超電導装置に用いられる
各種の永久電流スイッチの概念を示す等価回路である。

【００３１】図７は熱式永久電流スイッチの概念を示す
等価回路図であり、AおよびBは他の機器との接続点、９
はヒータ、２３は熱式永久電流スイッチ本体、５０はヒ
ータ用電源、５７は超電導巻線であり、ヒータ９の加熱
により超電導巻線５７をクエンチさせて回路を開状態に
する。

【００３２】図８は磁界式永久電流スイッチの概念を示
す等価回路図であり、AおよびBは他の機器との接続点、
２４は磁界式永久電流スイッチ本体、５１は励磁用電
源、５７は超電導巻線、５８は磁界印加用コイルであ
り、磁界印加用コイル５８の通電により超電導巻線５７
をクエンチさせて回路を開状態にする。

【００３３】図９は機械接点式永久電流スイッチの概念
を示す等価回路図であり、AおよびBは他の機器との接続
点、２５は機械接点式永久電流スイッチ本体、５２は機
械接点、５３は駆動軸、５４は駆動機構であり、駆動機
構５４により機械接点５２を開閉させる。

【００３４】図１０は半導体素子の概念を示す等価回路
図であり、AおよびBは他の機器との接続点、２６は半導
体素子本体、５５はサイリスタ、５６はトリガー用電源
であり、トリガー用電源５６の操作によりサイリスタ５
５を導通させる。なお、サイリスタ５５はトランジスタ
等他の半導体素子でも良い。

【００３５】また、実施の形態１および実施の形態２に
おいて、断路器６、６６については特に限定しなかった
が、２個の機械接点式の永久電流スイッチで代用すると
よい。即ち、永久電流スイッチ２、２２を回路から切り
放すための断路器６、６６を機械接点式永久電流スイッ
チで構成することにより、通常運転時において、断路器
６、６６を設置する影響が少なく、超電導コイルに入力
された電磁気エネルギーを長時間損失なく貯蔵できる。
また、断路器６、６６として用いられる機械接点式永久
電流スイッチは、永久電流スイッチ２、２２と比べて開
閉の動作の頻度がはるかに少ないのでメンテナンスの必
要がほとんどなく、永久電流スイッチ２、２２のみ定期
的にメンテナンスを行えばよい。

【００３６】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３を図について説明する。図１１は実施の形態３の超
電導装置の構成を示す等価回路図であり、図において、
図１と同一の部分については同一の符号を付し説明を省
略する。実施の形態３の超電導装置では、断路器６０は
２個の機械接点６０ａ、６０ｂを持つ構造であり、接点
の１次側はそれぞれ超電導コイル１と並列に、接点の２
次側はそれぞれ永久電流スイッチ２の両端に接続されて
いる構成なので構造がコンパクトになる。

【００３７】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態４を図について説明する。図１２は実施の形態４の超
電導装置の構成を示す等価回路図であり、保護素子３は
パワーリード７を介して、超電導コイル１と並列に接続
されているので、超電導コイル１の異常時にはこれを保
護できる。また図１３では保護素子３は、超電導コイル
１と並列に接続されているので、超電導コイル１の異常
時にはこれを保護できる。

【００３８】図１４はこの発明の実施の形態４の他の超
電導装置の構成を示す等価回路図であり、図１３の超電
導装置に対し、永久電流スイッチと断路器で構成される
永久電流スイッチ回路が複数あるものである。従って、
上記効果に加え、実施の形態２と同様、使用する永久電
流スイッチ回路以外は予備として待機状態にできる。

【００３９】実施の形態５．以下、この発明の実施の形
態５を図について説明する。図１５は実施の形態５の超
電導装置の構成を示す等価回路図であり、保護素子３は
永久電流スイッチ２と並列に接続されているので、超電
導コイル１の異常時にはこれを保護できるとともに、永
久電流スイッチ２のメンテナンス時には、同時に保護素
子３のメンテナンスもできる。

【００４０】図１６はこの発明の実施の形態５の他の超
電導装置の構成を示す等価回路図であり、３３は永久電
流スイッチ２２と並列に接続された保護素子である。図
１６に示される超電導装置は図１５の超電導装置に対
し、永久電流スイッチと断路器で構成される永久電流ス
イッチ回路が複数あるものである。従って、上記効果に
加え、実施の形態２と同様、使用する永久電流スイッチ
回路以外は予備として待機状態にできる。

【００４１】実施の形態６．以下、この発明の実施の形
態６を図について説明する。図１７は実施の形態６の超
電導装置の構成を示す等価回路図である。実施の形態６
は、パワーリード７を介して、超電導コイル１と並列に
接続される保護素子３を有するとともに、永久電流スイ
ッチと断路器で構成される永久電流スイッチ回路が複数
あるものであり、さらに、各断路器６０、６１は各々２
個の機械接点６０ａ、６０ｂおよび６１ａ、６１ｂを持
つ構造である。即ち、実施の形態３と同様、断路器６０
の接点６０ａ、６０ｂの１次側はそれぞれ超電導コイル
１と並列に、接点６０ａ、６０ｂの２次側はそれぞれ永
久電流スイッチ２の両端に接続されている。また断路器
６１の接点６１ａ、６１ｂの１次側は超電導コイル１と
並列に、接点６１ａ、６１ｂの２次側は永久電流スイッ
チ２２の両端に接続されており、構造がコンパクトにな
る。

【００４２】実施の形態７．図１８はこの発明の実施の
形態７による超電導装置の構成を示す等価回路図であ
り、３は保護素子（この場合は抵抗器）、４５、４６は
微小インダクタンス素子である。微小インダクタンス素
子４５、４６は複数の永久電流スイッチ回路にそれぞれ
直列に接続されているので、使用中の永久電流スイッチ
回路から待機中の永久電流スイッチ回路へ切り替える場
合でもインダクタンスの作用で電流の急峻な変化を防ぐ
ことができる。

【００４３】図１９はこの発明の実施の形態７の他の超
電導装置の構成を示す等価回路図であり、４１、４３は
微小抵抗、４２、４４はスイッチである。微小抵抗４
１、４３は各々スイッチ４２、４４に直列に接続され、
さらにこれら微小抵抗とスイッチはそれぞれ永久電流ス
イッチ２、２２に並列に接続されている。図１９に示す
超電導装置では、使用中の永久電流スイッチ２から待機
中の永久電流スイッチ２２へ切り替える場合、スイッチ
４２を閉にした後に永久電流スイッチ２を開き、その後
スイッチ４２を開にすれば、永久電流スイッチ２２への
電流の急峻な変化を防ぐことができる。

【００４４】なお、図１９において、永久電流スイッチ
回路に直列に接続されている微小インダクタンス素子４
５、４６は必ずしも必要ではない。

【００４５】実施の形態８．以下、この発明の実施の形
態８を図について説明する。図２０（ａ）および図２０
（ｂ）は各々この発明の実施の形態８および従来の超電
導装置の構成を示す断面図である。図において、図２と
同一の部分については同一の符号を付し説明を省略す
る。図２０（ｂ）に示すように従来の超電導装置では、
保護素子３は液体ヘリウム１３の中、あるいは液体ヘリ
ウム１３の上部の低温ヘリウムガス中に設置されていた
が、図２０（ａ）に示すように実施の形態８の超電導装
置では、保護素子３は超電導コイル容器１１および液体
ヘリウム槽１２の間の断熱真空中に設置されるので、液
体ヘリウム中等に比べて保護素子の電気的耐圧を高くで
きる。

【００４６】なお、実施の形態８において永久電流スイ
ッチ２は、実施の形態１と同様に、独立した断熱真空容
器に収納し、かつ両端に２個の断路器６を介して超電導
コイル１と並列に接続される構成とするとよい。

【００４７】実施の形態９．以下、この発明の実施の形
態９を図について説明する。図２１はこの発明の実施の
形態９の超電導装置の構成を示す断面図である。実施の
形態９の超電導装置では、永久電流スイッチ２は液体ヘ
リウム１３中ではなく、超電導コイル容器１１の真空中
に設置されている。このようにすることにより、液体ヘ
リウム中に永久電流スイッチ２を設置する場合に比べて
永久電流スイッチの電気的耐圧を高くできる。

【００４８】図２２はこの発明の実施の形態９の他の超
電導装置の構成を示す断面図である。実施の形態９の超
電導装置では、液体ヘリウム槽１２内の液体ヘリウム１
３中、あるいは低温ヘリウムガス中に第２の断熱真空容
器１０を設置し、この断熱真空容器１０の中に永久電流
スイッチ２を設置している。このようにすることによ
り、図２１のものと同様、液体ヘリウム中に永久電流ス
イッチ２を設置する場合に比べて電気的耐圧を高くでき
る。

【００４９】実施の形態１０．以下、この発明の実施の
形態１０を図について説明する。図２３はこの発明の実
施の形態１０の構成を示す断面図であり、実施の形態１
０の超電導装置では、パワーリード７はパワーリード容
器１４、断路器６０は断路器容器１５、永久電流スイッ
チ２は永久電流スイッチ容器１６、超電導コイル１は超
電導コイル容器１１と、それぞれ独立した断熱真空容器
に収納されている。このようにすることにより、メンテ
ナンス等の必要な部分のみ真空を破り昇温することがで
きる。

【００５０】図２４はこの発明の実施の形態１０の他の
超電導装置の構成を示す断面図である。この実施の形態
の超電導装置では、断路器６０は永久電流スイッチ２と
同一の断熱真空容器１６に収納されているので、配置ス
ペースがコンパクトになる。

【００５１】なお、上記各実施の形態では超電導エネル
ギー貯蔵装置の場合を例にして述べたが、超電導磁気浮
上列車、MRI 診断装置、汎用超電導マグネットなど、超
電導コイルを収納した他の超電導装置に対しても利用で
きることは言うまでもない。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、永久電流スイッチは、両端にそれぞれ断路器を介し
て超電導コイルと並列に接続されるとともに、少なくと
も永久電流スイッチを電源と超電導コイルから独立した
断熱真空容器に収納したので、稼働状態のまま永久電流
スイッチを回路から完全に分離することができる超電導
装置が得られる効果がある。

【００５３】また請求項２の発明によれば、永久電流ス
イッチ回路を複数個有しているので、使用する回路以外
は予備として待機状態にでき、メンテナンス時において
も永久電流モードでの運転が可能な超電導装置が得られ
る効果がある。

【００５４】また請求項３の発明によれば、断路器を機
械接点式永久電流スイッチで構成したので、性能のよい
超電導装置が得られる効果がある。

【００５５】また請求項４の発明によれば、断路器が２
組の機械接点を持ち、各機械接点の１次側がそれぞれ超
電導コイルと並列に接続され、各機械接点の２次側がそ
れぞれ永久電流スイッチの両端に接続される構成である
ので、コンパクトな構造の超電導装置が得られる効果が
ある。

【００５６】また請求項５の発明によれば、永久電流ス
イッチと並列に保護素子が接続されているので、永久電
流スイッチの異常時には、これを保護できる超電導装置
が得られる効果がある。

【００５７】また請求項６の発明によれば、微小インダ
クタンス素子を複数の永久電流スイッチ回路にそれぞれ
直列に接続したので、永久電流スイッチ回路の切り替え
に際して、電流の急峻な変化が防げる超電導装置が得ら
れる効果がある。

【００５８】また請求項７の発明によれば、微小抵抗と
スイッチが直列に接続された回路を、複数の永久電流ス
イッチ回路中の永久電流スイッチにそれぞれ並列に接続
したので、永久電流スイッチの切り替えに際して、電流
の急峻な変化のない超電導装置が得られる効果がある。

【００５９】また請求項８の発明によれば、超電導コイ
ルに電源と永久電流スイッチと保護素子が並列に接続さ
れた超電導装置において、保護素子が断熱真空中に設置
されるので電気的耐圧を高くできる超電導装置が得られ
る効果がある。

【００６０】また請求項９の発明によれば、超電導コイ
ルに電源と永久電流スイッチが並列に接続された超電導
装置において、永久電流スイッチが断熱真空容器中に設
置されているので、電気的耐圧を高くできる超電導装置
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による超電導装置の
構成を示す等価回路図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による超電導装置の
構成を示す断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による超電導装置に
おける各容器の配置を説明する説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による超電導装置の
構成を示す等価回路図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による超電導装置の
構成を示す断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態２による超電導装置に
おける各容器の配置を説明する説明図である。

【図７】 熱式永久電流スイッチの概念を示す等価回路
図である。

【図８】 磁界式永久電流スイッチの概念を示す等価回
路図である。

【図９】 機械接点式永久電流スイッチの概念を示す等
価回路図である。

【図１０】 半導体素子の概念を示す等価回路図であ
る。

【図１１】 この発明の実施の形態３による超電導装置
の構成を示す等価回路図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４による超電導装置
の構成を示す等価回路図である。

【図１３】 この発明の実施の形態４による他の超電導
装置の構成を示す等価回路図である。

【図１４】 この発明の実施の形態４による他の超電導
装置の構成を示す等価回路図である。

【図１５】 この発明の実施の形態５による超電導装置
の構成を示す等価回路図である。

【図１６】 この発明の実施の形態５による他の超電導
装置の構成を示す等価回路図である。

【図１７】 この発明の実施の形態６による超電導装置
の構成を示す等価回路図である。

【図１８】 この発明の実施の形態７による超電導装置
の構成を示す等価回路図である。

【図１９】 この発明の実施の形態７による他の超電導
装置の構成を示す等価回路図である。

【図２０】 この発明の実施の形態８および従来の超電
導装置の構成を示す断面図である。

【図２１】 この発明の実施の形態９による超電導装置
の構成を示す断面図である。

【図２２】 この発明の実施の形態９による他の超電導
装置の構成を示す断面図である。

【図２３】 この発明の実施の形態１０による超電導装
置の構成を示す断面図である。

【図２４】 この発明の実施の形態１０による他の超電
導装置の構成を示す断面図である。

【図２５】 従来の超電導装置の構成を示す等価回路図
である。

【図２６】 従来の他の超電導装置の構成を示す等価回
路図である。

【符号の説明】

１ 超電導コイル、２，２２ 永久電流スイッチ、３，
３３ 保護素子、４電源、５ ヒータ用電源、６，６
０，６１，６６ 断路器、７ パワーリード、８ 送配
電系統、９ ヒータ、１０ 第２の断熱真空容器、１１
超電導コイル容器、１２ 液体ヘリウム槽、１３ 液
体ヘリウム、１４ パワーリード容器、１５ 断路器容
器、１６ 永久電流スイッチ容器、１７ 永久電流スイ
ッチ容器、２３ 熱式永久電流スイッチ、２４ 磁界式
永久電流スイッチ、２５ 機械接点式永久電流スイッ
チ、２６ 半導体素子、４１，４３ 微小抵抗、４２，
４４スイッチ、４５，４６ 微小インダクタンス素子、
６０ａ，６０ｂ 機械接点、６１ａ，６１ｂ 機械接
点。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導コイルに電源と永久電流スイッチ
   が並列に接続された超電導装置において、上記永久電流
   スイッチは両端にそれぞれ断路器を介して上記超電導コ
   イルと並列に接続されるとともに、少なくとも上記永久
   電流スイッチを上記電源と上記超電導コイルから独立し
   た断熱真空容器に収納したことを特徴とする超電導装
   置。
2. 【請求項２】 永久電流スイッチと断路器からなる永久
   電流スイッチ回路を複数個有し、上記各永久電流スイッ
   チ回路が超電導コイルと並列に接続されていることを特
   徴とする請求項１記載の超電導装置。
3. 【請求項３】 断路器は機械接点式永久電流スイッチで
   構成されていることを特徴とする請求項１または２記載
   の超電導装置。
4. 【請求項４】 断路器は２組の機械接点を持つ構造であ
   り、上記各機械接点の１次側はそれぞれ超電導コイルと
   並列に接続され、上記各機械接点の２次側はそれぞれ永
   久電流スイッチの両端に接続されていることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の超電導装置。
5. 【請求項５】 永久電流スイッチと並列に保護素子が接
   続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れかに記載の超電導装置。
6. 【請求項６】 微小インダクタンス素子を複数の永久電
   流スイッチ回路にそれぞれ直列に接続したことを特徴と
   する請求項２記載の超電導装置。
7. 【請求項７】 微小抵抗とスイッチが直列に接続された
   回路を、複数の永久電流スイッチ回路中の永久電流スイ
   ッチにそれぞれ並列に接続したことを特徴とする請求項
   ２または６記載の超電導装置。
8. 【請求項８】 超電導コイルに電源と永久電流スイッチ
   と保護素子が並列に接続された超電導装置において、上
   記保護素子は断熱真空容器中に設置されていることを特
   徴とする超電導装置。
9. 【請求項９】 超電導コイルに電源と永久電流スイッチ
   が並列に接続された超電導装置において、上記永久電流
   スイッチは断熱真空容器中に設置されていることを特徴
   とする超電導装置。