JPH097819A

JPH097819A - 超電導装置

Info

Publication number: JPH097819A
Application number: JP7149162A
Authority: JP
Inventors: Kazutake Senoo; 和威妹尾; Masao Morita; 正夫守田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1995-06-15
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】超電導主線路における電流分布を、損失によ
る液体ヘリウムの消費無しに、均一化できる超電導装置
を得る。【構成】複数の超電導線の一方の超電導線でなるコイ
ル（６）、複数の超電導線の他方の超電導線でなり、か
つコイル（６）に対して逆巻きまたは負の相互インダク
タンスを持つコイル（７）を有するコイル対（８）を備
え、このコイル対（８）の一方のコイル（６）に一部の
主線路（２）からなる回路を、他方のコイル（７）に主
線路（２）の残部からなる回路をそれぞれ直列に接続
し、この回路を並列構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば核融合装置に
利用される超電導磁石等の超電導装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３６は、電気抵抗がない超電導線を用
いた並列超電導主線路でなる従来の超電導装置の一例を
概略的に示す構成図である。図において、１は並列超電
導主線路、２は並列超電導主線路１を構成する２本の超
電導線路である。L₁，L₂はそれぞれの超電導線路２の自
己インダクタンスである。Ｍは超電導線路間の相互イン
ダクタンスである。添字１,２は各々の超電導線路を表
す。いま、電源３より一定電圧を印加して電流を変化さ
せる場合を考える。この場合の回路方程式は下式のよう
になる。

【０００３】L₁di₁/dt+M₁₂di₂/dt=V L₂di₂/dt+M₁₂di₁/dt=V

【０００４】図３６に示す回路の等価回路は図３７のよ
うになる。図において、i₁,i₂は２本の超電導線路２の
それぞれ電流を示す。ここで、電流変化率をdi/dtとす
るとき、並列部分の両端電圧(L-M)di/dtは２本の超電導
線路２について同ーになるため、di/dtの比は、(L-M)の
逆数に比例する。即ち、並列超電導主線路１を構成する
各超電導線路２の電流配分は(L-M)に支配される。例え
ば、並列超電導主線路１として、２本の超電導線で巻回
された超電導コイルを考えたとき、超電導線の線長の違
いや平均的な巻半径の違いにより、２本の超電導線につ
いてインダクタンスの差が生じるために、均等には電流
が流れない。２本の超電導線で巻回されたインダクタン
ス１H(ヘンリー)の超電導コイルにおいて、各超電導線
の自己インダクタンスはの差は0.001〜0.0001Hになると
考えられるが、この程度のインダクタンスの乱れさえも
電流分布のアンバランスの原因となる。

【０００５】また、並列超電導主線路の一例である、大
電流容量の超電導撚線導体においては、超電導並列主線
路を構成する各々の超電導素線間の結合係数は１に近
く、相互インダクタンスＭの大きさは自己インダクタン
スＬとほぼ同じ大きさになるため、L-Mの値は極めて小
さくなり、超電導素線のわずかな自己インダクタンスＬ
のばらつきでさえも電流分布のアンバランスの原因とな
り得るため、並列超電導主線路の中で最も実現困難なも
のと考えられている。

【０００６】上記の理由により、現状では超電導素線の
絶縁を施さず、電気的に接触させることで、電流が超電
導素線間で自由に分布できる構成にして、電流のアンバ
ランスが生じないようにしている。しかし、絶縁を施し
ていない超電導素線で構成される超電導撚線導体で製作
された超電導磁石を励磁したとき、超電導撚線導体に横
方向磁界が印加され、超電導素線間を流れる結合電流が
誘導されるために損失が発生する。この損失は結合損失
とよばれ、液体ヘリウムの消費の増加などの問題を引き
起こす。

【０００７】そこで、最近では、図３８に示すように、
超電導撚線導体の電流分布の均一化を図るための手段と
して、電気抵抗５を各超電導線路２に直列に付ける（バ
ランス抵抗という。）方法がある。この方法において
は、並列部の両端電圧がほぼ各超電導線路２の電流と抵
抗値の積と等しくなるような電気抵抗５を備えることに
より、抵抗の大きさで電流分布のバランスをとることが
可能である(例えば、文献 S.Torii et.al.「ANALYSIS
OF DEGRADATION IN AC SUPERCONDUCTING CABLES」IEEE
TRANSACTIONS ON APPLIED APPLIED SUPERCONDUCTIVITY,
VOL.3,NO1,1993を参照)。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来の超電導装置は、次のような問題点があった。す
なわち、上記の電流分布均一化のための方法では、バラ
ンス抵抗部分においてジュール発熱が生じるため、液体
ヘリウム中などの低温部分にこのようなバランス抵抗を
配置することはできない。さらに、電流変化率が大きい
場合には、インダクタンスのばらつきによる電流のアン
バランスを改善するための十分な大きさの抵抗値（イン
ピーダンス）が得られず、電流分布均一化の効果は小さ
い。しかしながら、現状では、超電導素線に絶縁が施さ
れている場合において、並列超電導主線路を実現するた
めには、バランス抵抗が不可欠であると考えられてい
る。

【０００９】この発明は、このような問題を解決するた
めになされたもので、並列超電導主線路の電流分布を、
損失による液体ヘリウムの消費無しに、均一化すること
ができる超電導装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る超
電導装置は、複数の超電導線の一方の超電導線でなるコ
イル、複数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつコ
イルに対して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持
つコイルを有するコイル対を備え、このコイル対の一方
のコイルに一部の主線路からなる回路を、他方のコイル
に主線路の残部からなる回路をそれぞれ直列に接続し、
この回路を並列構成としたものである。

【００１１】請求項２の発明に係る超電導装置は、複数
の超電導線の一方の超電導線でなる少なくとも1つのコ
イル群、複数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつ
コイル群に対して逆巻きまたは負の相互インダクタンス
を持つ少なくとも１つのコイル群を有する少なくとも１
つのコイル群対を備え、このコイル群対の一方のコイル
群に一部の主線路からなる回路を、他方のコイル群に主
線路の残部からなる回路をそれぞれ直列に接続し、この
回路を並列構成としたものである。

【００１２】請求項３の発明に係る超電導装置は、複数
の超電導線で並列に構成される主線路の超電導線の一方
の一部を巻回して形成されたコイル、超電導線の他方の
一部を巻回して形成され、かつコイルに対して逆巻きま
たは負の相互インダクタンスを持つコイルを有するコイ
ル対を備え、このコイル対の一方のコイルに一部の主線
路からなる回路を、他方のコイルに主線路の残部からな
る回路をそれぞれ直列に接続し、この回路を並列構成と
したものである。

【００１３】請求項４の発明に係る超電導装置は、複数
の超電導線で並列に構成される主線路の超電導線の一方
の一部を巻回して形成されたコイル群、超電導線の他方
の一部を巻回して形成され、かつコイルに対して逆巻き
または負の相互インダクタンスを持つコイル群を有する
コイル対群を備え、このコイル群対の一方のコイル群に
一部の主線路からなる回路を、他方のコイル群に主線路
の残部からなる回路をそれぞれ直列に接続し、この回路
を並列構成としたものである。

【００１４】請求項５の発明に係る超電導装置は、請求
項１または３の発明において、コイル対の少なくとも１
つで構成された電流分布均一化装置を備えるものであ
る。

【００１５】請求項６の発明に係る超電導装置は、請求
項２または４の発明において、コイル対群の少なくとも
１つで構成された電流分布均一化装置を備えるものであ
る。

【００１６】請求項７の発明に係る超電導装置は、請求
項３の発明において、並列構成の主線路を超電導線の撚
りにより構成された超電導撚線導体となし、この超電導
撚線導体の一部を複数の素線束に分割し、この素線束の
一方を巻回して一方のコイルを形成し、素線束の他方を
この素線束に対して逆巻きまたは負の相互インダクタン
スを持つように巻回して他方のコイルを形成するように
したものである。

【００１７】請求項８の発明に係る超電導装置は、請求
項４の発明において、並列構成の主線路を超電導線の撚
りにより構成された超電導撚線導体となし、この超電導
撚線導体の一部を複数の素線束に分割し、この素線束の
一方を巻回して一方のコイル群を形成し、素線束の他方
をこの素線束に対して逆巻きまたは負の相互インダクタ
ンスを持つように巻回して他方のコイル群を形成するよ
うにしたものである。

【００１８】請求項９の発明に係る超電導装置は、請求
項７また８の発明において、超電導撚線導体の最終撚り
の超電導素線束の数が偶数であるものである。

【００１９】請求項１０の発明に係る超電導装置は、請
求項３，４，７，８または９の発明において、並列構成
の主線路を超電導線の撚りにより構成されたケーブルイ
ンコンジット型超電導撚線導体であり、このケーブルイ
ンコンジット型超電導導体を構成する複数の超電導素線
束を複数の超電導素線束に分割したものに、それぞれに
コンジットを備えたものである。

【００２０】請求項１１の発明に係る超電導装置は、請
求項５または６の発明において、電流分布均一化装置
を、超電導撚線導体を巻回してコイルを形成するとき、
この超電導撚線導体を形成する複数の超電導素線の一部
と残りの超電導素線とが逆巻きまたは負の相互インダク
タンスを有するように、主線路を構成する各超電導線路
に対し直列に接続したものである。

【００２１】請求項１２の発明に係る超電導装置は、請
求項５，６または１１の発明において、電流分布均一化
装置が超電導撚線導体で構成され、この超電導撚線導体
の最終撚りの超電導素線束の数が偶数であるものであ
る。

【００２２】請求項１３の発明に係る超電導装置は、請
求項５または６の発明において、電流分布均一化装置
を、複数の超電導撚線導体で構成し、一部の超電導撚線
導体と残りの超電導撚線導体が逆巻きまたは負の相互イ
ンダクタンスを有するように、主線路を構成する各超電
導線路に対し直列に超電導撚線導体を形成する各超電導
素線に接続したものである。

【００２３】請求項１４の発明に係る超電導装置は、請
求項５，６，１１，１２または１３の発明において、並
列構成の主線路を形成する各超電導線路と電流均一化装
置において並列をなす各超電導線とを、１対１、１対複
数、複数対１または複数対複数で直列に接続したもので
ある。

【００２４】請求項１５の発明に係る超電導装置は、直
列に接続され、それぞれ複数の超電導線からなる複数の
並列超電導主線路と、この並列超電導主線路毎に設けら
れ、複数の超電導線の一方の超電導線でなるコイル、複
数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつコイルに対
して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持つコイル
を有するコイル対とを備えたものである。

【００２５】請求項１６の発明に係る超電導装置は、直
列に接続され、それぞれ複数の超電導線からなる複数の
並列超電導主線路と、この並列超電導主線路毎に設けら
れ、複数の超電導線の一方の超電導線でなる少なくとも
1つのコイル群、複数の超電導線の他方の超電導線でな
り、かつ上記コイル群に対して逆巻きまたは負の相互イ
ンダクタンスを持つ少なくとも１つのコイル群を有する
少なくとも１つのコイル群対とを備えたものである。

【００２６】請求項１７の発明に係る超電導装置は、請
求項１または３の発明において、主線路と、コイル対の
部分が空間的に離れており、主線路の発生する磁界がコ
イル対に鎖交しないようになされたものである。

【００２７】請求項１８の発明に係る超電導装置は、請
求項２または４の発明において、主線路と、コイル群対
の部分が空間的に離れており、主線路の発生する磁界が
コイル群対に鎖交しないようになされたものである。

【００２８】請求項１９の発明に係る超電導装置は、請
求項１または３の発明において、コイル対に対して磁気
シールドを設けたものである。

【００２９】請求項２０の発明に係る超電導装置は、請
求項２または４の発明において、コイル群対に対して磁
気シールドを設けたものである。

【００３０】請求項２１の発明に係る超電導装置は、請
求項１または３の発明において、一方のコイルに主線路
の一部からなる線路を、他方のコイルにその他の線路を
接続した一方のコイルおよび他方のコイルが主線路およ
び主線路以外の線路と、磁気的に結合しない方向に配置
したものである。

【００３１】請求項２２の発明に係る超電導装置は、請
求項２または４の発明において、一方のコイル群に主線
路の一部からなる線路を、他方のコイル群にその他の線
路を接続した一方のコイル群および他方のコイル群が主
線路および主線路以外の線路と、磁気的に結合しない方
向に配置したものである。

【００３２】請求項２３の発明に係る超電導装置は、複
数の超電導線の一方の超電導線でなる第１のコイル、複
数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつコイルに対
して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持つ第２の
コイルを有する第１のコイル対と、この第１のコイル対
と隔置して設けられ、複数の超電導線の一方の超電導線
でなる第３のコイル、複数の超電導線の他方の超電導線
でなり、かつ第３のコイルに対して逆巻きまたは負の相
互インダクタンスを持つ第４のコイルを有する第２のコ
イル対とを備え、第１のコイル、一部の主線路および第
３のコイルからなる回路を直列に接続し、第２のコイ
ル、主線路の残部および第４のコイルからなる回路を直
列に接続し、かつ、主線路に対して、それぞれ第１のコ
イルと第２のコイルでなる回路およびを第３のコイルと
記第４のコイルでなる回路を無誘導に配置したものであ
る。

【００３３】請求項２４の発明に係る超電導装置は、複
数の超電導線の一方の超電導線でなる第１のコイル群、
複数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつコイル群
に対して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持つ第
２のコイル群を有する第１のコイル対群と、この第１の
コイル対群と隔置して設けられ、複数の超電導線の一方
の超電導線でなる第３のコイル群、複数の超電導線の他
方の超電導線でなり、かつ第３のコイル群に対して逆巻
きまたは負の相互インダクタンスを持つ第４のコイル群
を有する第２のコイル対群とを備え、第１のコイル群、
一部の主線路および第３のコイル群からなる回路を直列
に接続し、第２のコイル群、主線路の残部および第４の
コイル群からなる回路を直列に接続し、かつ、主線路に
対して、それぞれ第１のコイル群と第２のコイル群でな
る回路および第３のコイル群と第４のコイル群でなる回
路を無誘導に配置したものである。

【００３４】請求項２５の発明に係る超電導装置は、請
求項２３の発明において、主線路の一側に、第１のコイ
ル対を配置し、主線路の他側に、第２のコイル対を配置
したものである。

【００３５】請求項２６の発明に係る超電導装置は、請
求項２４の発明において、主線路の一側に、第１のコイ
ル対群を配置し、主線路の他側に、第２のコイル対群を
配置したものである。

【００３６】請求項２７の発明に係る超電導装置は、請
求項２３の発明において、少なくとも１対の同軸に配置
された電磁石群の外側の一側に、第１のコイル対を配置
し、電磁石群の外側の他側に、第２のコイル対を配置し
たものである。

【００３７】請求項２８の発明に係る超電導装置は、請
求項２４の発明において、少なくとも１対の同軸に配置
された電磁石群の外側の一側に、第１のコイル対群を配
置し、電磁石群の外側の他側に、第２のコイル対群を配
置したものである。

【００３８】請求項２９の発明に係る超電導装置は、請
求項２３の発明において、主線路をトロイダル形状に配
置された電磁石群で構成し、この電磁石群に対して同軸
に第１のコイル対を配置し、この第１のコイル対に対向
し、かつ電磁石群に対して同軸に第２のコイル対を配置
したものである。

【００３９】請求項３０の発明に係る超電導装置は、請
求項２４の発明において、主線路をトロイダル形状に配
置された電磁石群で構成し、この電磁石群に対して同軸
に第１のコイル対群を配置し、この第１のコイル対群に
対向し、かつ電磁石群に対して同軸に第２のコイル対群
を配置したものである。

【００４０】請求項３１の発明に係る超電導装置は、請
求項２３の発明において、第１のコイル対と第２のコイ
ル対の少なくとも一方に対して主線路との相対位置調整
機構を有するものである。

【００４１】請求項３２の発明に係る超電導装置は、請
求項２４の発明において、第１のコイル対群と第２のコ
イル対群の少なくとも一方に対して主線路との相対位置
調整機構を有するものである。

【００４２】請求項３３の発明に係る超電導装置は、請
求項２３の発明において、第１のコイル対と第２のコイ
ル対の少なくとも一方の近傍に磁性体を有するものであ
る。

【００４３】請求項３４の発明に係る超電導装置は、請
求項２４の発明において、第１のコイル対群と第２のコ
イル対群の少なくとも一方の近傍に磁性体を有するもの
である。

【００４４】請求項３５の発明に係る超電導装置は、請
求項１または３の発明において、コイル対が磁性体から
なる磁気回路を有するものである。

【００４５】請求項３６の発明に係る超電導装置は、請
求項３５の発明において、超電導装置の室温部分に磁性
体を配置したものである。

【００４６】請求項３７の発明に係る超電導装置は、請
求項３３〜３５のいずれかの発明において、磁性体とし
て磁性材料の積層材を用いたものである。

【００４７】請求項３８の発明に係る超電導装置は、請
求項２，４，６，１８，２０，２２，２４，２６，２
８，３０，３２または３４の発明において、コイル群を
トロイダル形状に配置したものである。

【００４８】請求項３９の発明に係る超電導装置は、請
求項１〜３８のいずれかの発明において、超電導線の表
面に色分けを施したものである。

【００４９】請求項４０の発明に係る超電導装置は、請
求項１〜３８のいずれかの発明において、超電導線に識
別印を施したものである。

【００５０】請求項４１の発明に係る超電導装置は、請
求項１〜４０のいずれかの発明において、主線路と直列
に設けられた微小抵抗を有するものである。

【００５１】請求項４２の発明に係る超電導装置は、請
求項１，３または２３の発明において、主線路の少なく
とも一方に、磁界の鎖交によりコイル対に生じる誘導電
流を打ち消す電流が誘起されるキャンセルコイルを備え
たものである。

【００５２】請求項４３の発明に係る超電導装置は、請
求項２，４または２４の発明において、主線路の少なく
とも一方に、磁界の鎖交によりコイル対群に生じる誘導
電流を打ち消す電流が誘起されるキャンセルコイルを備
えたものである。

【００５３】請求項４４の発明に係る超電導装置は、複
数の超電導線路が並列回路を構成する超電導装置におい
て、各々の超電導線路に直列にコイルを設けたものであ
る。

【００５４】請求項４５の発明に係る超電導装置は、請
求項４４の発明において、コイルを磁気的に結合しない
ように配置したものである。

【００５５】

【作用】請求項１の発明においては、従来の抵抗挿入に
よる電流分布の均一化では、インダクタンスのばらつき
による電流分布のアンバランスに対しては、電流の変化
率が大きい場合、例えば高周波域において効果が小さく
なるが、この発明による電流分布の均一化は、電流の変
化率によらず、高周波においても有効なインピーダンス
が得られる。また、従来の抵抗挿入による方法ではジュ
ール発熱を伴うため液体ヘリウムの余分な消費が発生す
るが、この発明では、このようなことがない。

【００５６】請求項２の発明においては、コイル同士の
相互インダクタンスを自己インダクタンスに比べ小さく
することにより、複数の超電導線の各々に片寄り無く電
流が流れるようになり、電流分布の均一化が図れる。同
時に、コイル対を複数にすることで、製作および配置が
容易になる。

【００５７】請求項３の発明においては、電流分布の均
一化が図れると共に、接続部が全く無いので、ジュール
発熱が低減でき、液体ヘリウムの蒸発量が低減される。
また、主線路の一部を利用してコイルを作るので、製作
が容易である。

【００５８】請求項４の発明においては、電流分布の均
一化が図れると共に、接続部が全く無いので、ジュール
発熱が低減でき、液体ヘリウムの蒸発量が低減される。
また、主線路の一部を利用してコイル群を作るので、製
作が容易である。

【００５９】請求項５の発明においては、主線路とは別
に、コイル対のを用いて電流均一化装置を単独で製作で
きるため、超電導装置全体の製作が容易になる。

【００６０】請求項６の発明においては、主線路とは別
に、コイル対群のを用いて電流均一化装置を単独で製作
できるため、超電導装置全体の製作が容易になる。

【００６１】請求項７の発明においては、超電導撚線導
体でコイル対を作ることができるので、その最終撚りで
素線束を分割することによって、巻回する作業が容易に
なる。

【００６２】請求項８の発明においては、超電導撚線導
体でコイル対群を作ることができるので、その最終撚り
で素線束を分割することによって、巻回する作業が容易
になる。

【００６３】請求項９の発明においては、超電導撚線導
体の最終撚りの素線束の数が偶数であるために、超電導
素線の数を均等に分割することが容易になり、各超電導
素線の電流分布をより均等にすることができる。

【００６４】請求項１０の発明においては、複数の超電
導素線束に分割したものに、それぞれコンジットを備え
ることにより、核融合炉などの大型の強制冷却型の磁石
への適用が可能である。

【００６５】請求項１１の発明においては、超電導撚線
導体をソレノイド巻きした後で電流分布均一化装置にす
ることができるため製作が容易である。また、超電導素
同士が均等に磁気的に結合するために電流分布のバラン
ス精度が向上する。

【００６６】請求項１２の発明においては、電流分布均
一化装置が超電導撚線導体で構成されており、超電導撚
線導体の最終撚りの超電導素線束の数が偶数であるた
め、超電導素線数を精度良く等分割でき、電流分布をよ
り均一化できる。

【００６７】請求項１３の発明においては、主線路を構
成する各線路に対し直列に超電導撚線を形成する各超電
導素線が接続されているため、巻回が容易で、かつ超電
導素線本数を確実に等分することが可能になる。

【００６８】請求項１４の発明においては、電流分布の
均一化の観点では特性が劣化するものの、超電導線本数
が多い場合等、1本ずつ接続することが困難な場合に製
作時の作業性が向上する。

【００６９】請求項１５の発明においては、超電導主線
路毎にコイル対を備えるので、接続区間毎で電流分布の
均一化ができる。また、各接続区間は並列超電導主線路
終端を束ねて接続、例えば半田付けしても構わないため
接続作業が容易であり、接続部分の体積を小さくでき
る。

【００７０】請求項１６の発明においては、超電導主線
路毎にコイル対群を備えるので、接続区間毎で電流分布
の均一化ができる。また、各接続区間は並列超電導主線
路終端を束ねて接続、例えば半田付けしても構わないた
め接続作業が容易であり、接続部分の体積を小さくでき
る。

【００７１】請求項１７の発明においては、主線路と、
コイル対の部分が離れているいるため、主線路の発生す
る磁界により、コイル対に電流が誘起されることがな
く、誘導電流による電流のアンバランスを防ぐことがで
きる。

【００７２】請求項１８の発明においては、主線路と、
コイル対群の部分が離れているいるため、主線路の発生
する磁界により、コイル対群に電流が誘起されることが
なく、誘導電流による電流のアンバランスを防ぐことが
できる。

【００７３】請求項１９の発明においては、コイル対に
対して磁気シールドが備えられているため、主線路およ
びその他の線路が発生する変動磁界により、コイル対の
誘導電流が発生せず、電流のアンバランスが生じない。

【００７４】請求項２０の発明においては、コイル対群
に対して磁気シールドが備えられているため、主線路お
よびその他の線路が発生する変動磁界により、コイル対
群の誘導電流が発生せず、電流のアンバランスが生じな
い。

【００７５】請求項２１の発明においては、コイル対に
主線路が発生する磁界あるいは別の超電導磁石が発生す
る磁界が鎖交しない方向にコイル対が配置されてため、
主線路が発生する磁界により誘導電流が発生せず、電流
のアンバランスが生じない。

【００７６】請求項２２の発明においては、コイル対群
に主線路が発生する磁界あるいは別の超電導磁石が発生
する磁界が鎖交しない方向にコイル対群が配置されてい
るため、主線路が発生する磁界により誘導電流が発生せ
ず、電流のアンバランスが生じない。

【００７７】請求項２３の発明においては、電流分布の
均一化が図れると共に、主線路が発生する磁界によりコ
イル対に誘導電流が発生せず、かつ、主線路近傍にコイ
ル対を配置可能であるために、超電導装置全体の小型化
が可能である。

【００７８】請求項２４の発明においては、電流分布の
均一化が図れると共に、主線路が発生する磁界によりコ
イル対群に誘導電流が発生せず、かつ、主線路近傍にコ
イル対を配置可能であるために、超電導装置全体の小型
化が可能である。

【００７９】請求項２５の発明においては、超電導コイ
ルである主線路の一側に、第１のコイル対を配置し、主
線路の他側に第２のコイル対を配置しているため、主線
路が発生する磁界によりコイル対に誘導電流が発生しな
い。また、主線路近傍にコイル対を配置可能であるため
に、超電導装置全体の小型化が可能であり、例えばコイ
ル対のための巻枠を超電導コイル巻枠と兼用することも
可能である。

【００８０】請求項２６の発明においては、超電導コイ
ルである主線路の一側に、第１のコイル対群を配置し、
主線路の他側に第２のコイル対群を配置しているため、
主線路が発生する磁界によりコイル対に誘導電流が発生
しない。また、主線路近傍にコイル対群を配置可能であ
るために、超電導装置全体の小型化が可能であり、例え
ばコイル対群のための巻枠を超電導コイル巻枠と兼用す
ることも可能である。

【００８１】請求項２７の発明においては、個々の主線
路に対してコイル対を設置する必要がなく、配置のスペ
ースを小さくできる。また、例えば核融合炉の複数のポ
ロイダルコイル等、スプリットペア型の超電導コイルの
電流分布均一化が可能である。

【００８２】請求項２８の発明においては、個々の主線
路に対してコイル対群を設置する必要がなく、配置のス
ペースを小さくできる。また、例えば核融合炉の複数の
ポロイダルコイル等、スプリットペア型の超電導コイル
の電流分布均一化が可能である。

【００８３】請求項２９の発明においては、コイル対の
配置のための余分な場所を必要とせず、超電導装置を小
型化できる。また、主線路とコイル対は磁気的に結合し
ていないため、電流分布のアンバランスが発生しない。

【００８４】請求項３０の発明においては、コイル対群
の配置のための余分な場所を必要とせず、超電導装置を
小型化できる。また、主線路とコイル対群は磁気的に結
合していないため、電流分布のアンバランスが発生しな
い。

【００８５】請求項３１の発明においては、相対位置調
整機構によりコイル対と主線路との相対位置を調整し
て、コイル対に誘導される誘導電流を低減できる。

【００８６】請求項３２の発明においては、相対位置調
整機構によりコイル対群と主線路との相対位置を調整し
て、コイル対群に誘導される誘導電流を低減できる。

【００８７】請求項３３の発明においては、コイル対の
近傍に磁性体を有しているため、磁性体の位置や量を調
整することにより、コイル対に誘導される電流を低減で
きる。

【００８８】請求項３４の発明においては、コイル対群
の近傍に磁性体を有しているため、磁性体の位置や量を
調整することにより、コイル対群に誘導される電流を低
減できる。

【００８９】請求項３５の発明においては、コイル対が
磁性体で構成される磁気回路を備えることにより、イン
ダクタンスが増加し、コイル同士が磁気的に強く結合す
るために電流分布の均一化の効果が増し、しかも、コイ
ル対の大きさを縮小できる。

【００９０】請求項３６の発明においては、磁性体が超
電導装置の室温部分に配置してあるために鉄損による液
体ヘリウムの増加が小さい。また、磁性体構成の自由度
が大きく、磁性体の形状を任意にできる。

【００９１】請求項３７の発明においては、磁性体とし
て磁性材料の積層材を用いることにより、鉄損が低減さ
れる。

【００９２】請求項３８の発明においては、コイル対群
の形状をトロイダル形状にすることにより、コンパクト
で、かつコイル群の磁気的な結合が強くなり電流分布均
一化の効果が向上する。

【００９３】請求項３９の発明においては、超電導素線
の色分けが施されているため、超電導素線をほぼ同数に
分割することが容易である。

【００９４】請求項４０の発明においては、超電導素線
の識別印例えば数字、刻印施されているために超電導素
線をほぼ同数に分割することが容易であり、かつ絶縁被
覆を設けることのできない超電導線、例えば化合物系の
超電導線に対しても適用可能である。

【００９５】請求項４１の発明においては、主線路に対
して直列に微小抵抗を設けることにより、インダクタン
スのばらつきによる電流分布のアンバランスへの寄与
が、接続抵抗のばらつきによる影響よりも大きいとき、
従来の直列抵抗のみによる電流分布均一化に比べ抵抗が
小さくでき、ジュール損失が低減可能であり、液体ヘリ
ウムの消費を低減できる。

【００９６】請求項４２の発明においては、主線路に、
コイル対に生じる誘導電流により電流分布のアンバラン
スをほぼ完全に打ち消すことが可能なキャンセルコイル
を備えているので、キャンセルコイルの位置や角度を調
節することで、電流分布のアンバランスを解消できる。

【００９７】請求項４３の発明においては、主線路に、
コイル対群に生じる誘導電流による電流分布のアンバラ
ンスをほぼ完全に打ち消すことが可能なキャンセルコイ
ルを備えているので、キャンセルコイルの位置や角度を
調節することで、電流分布のアンバランスを解消でき
る。

【００９８】請求項４４の発明においては、各々の超電
導線路に直列にコイルを設けたので、各超電導線路を流
れる電流の均一化を図ることができる。

【００９９】請求項４５の発明においては、コイルを磁
気的に結合しないように配置したので、コイルをコンパ
クトに配置することができる。

【０１００】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図を参照して説
明する。実施例１．図１はこの発明の第１の実施例（請求項１対
応）を示す構成図である。図において、図３６と対応す
る部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実
施例は、並列超電導列主線路１が２本の超電導線でなる
例を示している。６は１本の超電導線でなるコイル、７
は逆巻き、またはコイル６に対して負の相互インダクタ
ンスを有するように構成された負磁気結合コイル、８は
これら一対のコイルからなるコイル対である。そして、
コイル６に、２本の超電導主線路２内の一方の線路を、
負磁気結合コイル７の超電導主線路２の残部からなる線
路をそれぞれ直列に接続し、これらの回路を並列となす
構成とする。この図１の等価回路は、図２に示すように
表される。

【０１０１】並列超電導主線路１が並列超電導線で構成
された超電導磁石であった場合、先に図３６および図３
７を参照して述べたように、超電導主線路２間の相互イ
ンダクタンスＭが＋になり、L-Mが非常に小さい値にな
るため、並列超電導主線路１単体では電流のアンバラン
スが発生しやすい。

【０１０２】そこで、本実施例では、コイル６と負磁気
結合コイル７でなるコイル対８の挙動について着目す
る。２つのコイル６および７の相互インダクタンスMc₁c
₂は負の値を有する。ここで、コイル６と負磁気結合コ
イル７の影響がLc*-Mc₁c₂(負)として現れており(*は主
線路の番号を示す。*は１あるいは２である。)、この部
分が電流分布の均一化に寄与する。また、超電導撚線導
体のように超電導線同士が磁気的に強く結合している場
合は、Lc*+Mc₁c₂の大きさはおよそ２Lc*となり、電流分
布均一化の効果が得られる。

【０１０３】このように、本実施例では、上記のような
コイル対８を用いているので、電流の変化率によらず一
定の電流分布均一化の効果が得られる。

【０１０４】実施例２．図３はこの発明の第２の実施例
（請求項２に対応）を示す構成図である。図において、
図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施例は、並列超電導列主線路１が４本の超
電導線でなる例を示している。４本の超電導線路2にお
いて、２本の超電導線路２でなるコイル群９と、その他
の逆巻き、または前記コイル群９と負の相互インダクタ
ンスを有するように構成された負磁気結合コイル群１０
でなる、コイル群対１１において、コイル群９の一方に
一部の超電導線路からなる回路を、負磁気結合コイル群
10に超電導線路の残部からなる線路をそれぞれ直列に備
え、これらが並列になっている様子を示している。

【０１０５】第１の実施例と同様に、各主線路の自己イ
ンダクタンスをL*、主線路間の相互インダクタンスをM*
*、各コイルの自己インダクタンスをLc*、各コイル間の
相互インダクタンスをMc*c*とするとき回路方程式は以
下のようになる(*は超電導線路の番号を示す。)。ここ
で、添字(正)は相互インダクタンスMc*c*が正の値であ
ることを、(負)は負の値であることを示す。なお、各コ
イルあるいは負磁気結合コイルが磁気的に強く結合して
いる場合、換言すれば、Lc*とMc*c*とがほぼ等しいとき
電流分布均一化の効果はない。ここでは、Lc*と比較し
てMc*c*は小さい値である。また，Ｖは並列超電導主線
路の両端電圧である。

【０１０６】L1di1/dt+M12di2/dt+M13di3/dt+M14di4/dt
+Lc1di1/dt +Mc1c2(正)di2/dt+Mc1c3(負)di3/dt+Mc1c4
(負)di4/dt=V M12di1/dt+L2di2/dt+M23di3/dt+M24di4/dt+Mc1c2(正)di
1/dt+Lc2di2/dt+Mc2c3(負)di3/dt+Mc2c4(負)di4/dt=V M13di1/dt+M23di2/dt+L3di3/dt+M34di4/dt+Mc1c3(負)di
1/dt+Mc2c3(負)di2/dt+Lc3di3/dt+Mc3c4(正)di4/dt=V M14di1/dt+M24di2/dt+M34di3/dt+L4di4/dt+Mc1c4(負)di
1/dt+Mc2c4(負)di2/dt+Mc3c4(正)di3/dt+Lc4di4/dt=V

【０１０７】ここで主線路とコイルおよび負磁気結合コ
イルは磁気的に結合していないとする。上式において、
L*とM**の大きさがほぼ等しい場合においても、Lc*およ
びMc*c*の存在により、第１の実施例同様、各超電導線
路の電流変化di/dtは４線路において、ほぼ等しくな
り、電流分布の均一化が図れる。また、この電流分布均
一化効果は、並列線の本数を増やした際にも同様に成立
することは言うまでもない。このようにして、本実施例
では、電流分布の均一化を図れることができると共に、
装置の製作および配置が容易となる。

【０１０８】実施例３．図４はこの発明の第３の実施例
（請求項３に対応）を示す構成図である。図において、
図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施例は、２本の超電導線路２で並列に構成
された並列超電導主線路１の一部において、一方の超電
導線路２を構成する超電導線の一部を巻回したコイル６
と、他方の一部で構成される負磁気結合コイル７とでコ
イル対８を構成する。このように、本実施例では、実質
的に１本の超電導線を用いて超電導線路２とコイル６、
または、超電導線路２と負磁気結合コイル７を構成する
ようにしたので、超電導線同士の接続箇所が存在せず、
以て、ジュール損失が無く、液体ヘリウムの蒸発を抑制
できる。

【０１０９】実施例４．図５はこの発明の第４の実施例
（請求項３に対応）を示す構成図である。図において、
図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施例は、２本の超電導線路２でなる並列超
電導主線路１の一部において、一方の超電導線路２を構
成する超電導線の端部を巻回したコイル６と、他方の端
部で構成される負磁気結合コイル７とでコイル対８を構
成する。このように、本実施例でも、第３の実施例と同
様に、実質的に１本の超電導線を用いて超電導線路２と
コイル６、または、超電導線路２と負磁気結合コイル７
を構成するようにしたので、超電導線同士の接続箇所が
存在せず、以て、ジュール損失が無く、液体ヘリウムの
蒸発を抑制でき、しかも、本実施例では、超電導線路２
の端部を用いてコイル６と、負磁気結合コイル７を構成
しているために製作が容易である。

【０１１０】実施例５．図６はこの発明の第５の実施例
（請求項５に対応）を示す構成図である。図において、
図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施例は、２本の超電導線路２でなる並列超
電導主線路1において、コイル６と負磁気結合コイル７
で構成される電流分布均一化装置２７を超電導線路２の
一方に１本の超電導線でなるコイル６を、他方に負磁気
結合コイル７をそれぞれ直列に接続部１２を介して接続
する。このように、本実施例では、並列超電導主線路１
と別に、コイル６と負磁気結合コイル７で構成される電
流分布均一化装置２７を製作することが可能であるた
め、製作が容易である。

【０１１１】実施例６．図７はこの発明の第６の実施例
（請求項１，２に対応）を示す構成図である。図におい
て、図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。例えば実際の超電導電力系統等において
は、送電ケーブルが超電導撚線導体で形成される可能性
が高く、超電導撚線導体は超電導素線の並列線路である
ことから、超電導並列線路を構成する区間毎に電流分布
の均一化をする必要がある。そこで、本実施例は、並列
超電導線主線路１で構成される区間毎に、コイル６と負
磁気結合コイル７で構成されるコイル対８を設ける。ま
た、１３は区間毎に並列超電導線主線路１にそれぞれ接
続された負荷である。このようにして、本実施例では、
超電導並列線路を構成する区間毎に電流分布の均一化を
図ることができる。

【０１１２】実施例７．図８はこの発明の第７の実施例
（請求項７，９に対応）を示す構成図である。図におい
て、図１と対応する部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。ここでは、一例として並列超電導主線路１
が２×２撚りの超電導撚線導体１４である場合を示す。
本実施例は、この超電導撚線導体１４を２つの１次撚り
線(２本の超電導素線)でなる超電導素線束２９に分割
し、一方で２個のコイル６を、残りの超電導素線束２９
で２個の負磁気結合コイル７を形成し、コイル対８を構
成する。このように、本実施例では、超電導素線束２９
で分割して、複数のコイル６および負磁気結合コイル７
を製作することにより、接続部分を設けることなく、第
２の実施例と同様に電流分布の均一化が図れる。なお、
超電導撚線導体１４は一重でもよいし、あるいは多重に
してもよい。

【０１１３】実施例８．図９はこの発明の第８の実施例
（請求項１０に対応）を示す構成図である。本実施例
は、並列超電導主線路１が超電導多重撚線導体により構
成された超電導装置において、超電導多重撚線導体がケ
ーブルインコンジット型超電導撚線導体３２であると
き、導体の一部において、ケーブルインコンジット型超
電導導体３２を構成する複数の超電導素線束３４を複数
個例えば２つの超電導素線束３４に分割したものに、そ
れぞれにコンジット１５を設ける。なお、超電導素線束
３４は、その破断面を示している。そして、上述した第
７の実施例におけるように、超電導素線束３４の片方で
なる導体を用いてコイルを形成し、残りの超電導素線束
３４でなる導体を用いて負磁気結合コイルを構成する。
このように、本実施例では、実質的に超電導素線束３４
の片方でなる導体を用いてコイルを形成し、残りの超電
導素線束３４でなる導体を用いて負磁気結合コイルを構
成するので、第７の実施例と同様に電流均一化効果が得
られ、特に、本実施例は、核融合装置等の強制冷却型の
大型超電導磁石を製作する場合に有用である。

【０１１４】実施例９．図１０はこの発明の第９の実施
例（請求項１１〜１３に対応）を示す構成図である。図
において、図１および図６と対応する部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。ここでは、電流分布均一
化装置２７を構成する超電導撚線導体１４として、２本
撚りのものを一例として示す。本実施例は、コイル対８
を超電導撚線導体１４を巻回してコイルを形成し、超電
導撚線導体１４を構成する偶数例えば２本の超電導素線
２８の内一方と残りの超電導素線２８とが逆方向巻きに
なるようにして電流分布均一化装置２７を構成する。そ
して、この電流分布均一化装置２７を並列超電導主線路
１を構成する各超電導線路２に対し直列に接続する。こ
のように、本実施例では、電流分布均一化装置２７を、
単に超電導撚線導体１４をソレノイド巻きすることで構
成可能であるため、製作が容易である。

【０１１５】実施例１０．図１１はこの発明の第１０の
実施例（請求項１４に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図６と対応する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。本実施例は、並列超電導主
線路１を形成する各超電導線路２と複数のコイル群９お
よび負磁気結合コイル群１０でなるコイル対群１１で構
成される回路において、並列をなす各超電導線路２とコ
イル群９を構成する各コイルおよび負磁気結合コイル群
10を構成する各コイルが、１対１、１対複数接続、複数
対１あるいは複数対複数に直列に接続する。このように
構成にすることで、本実施例では、電流分布の均一度は
低下するが、接続作業の作業性は向上する。

【０１１６】実施例１１．図１２はこの発明の第１１の
実施例（請求項１５に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図６と対応する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。本実施例では、２本の超電
導線路でなる並列超電導主線路１が直列に接続されるこ
とで構成された超電導回路において、両端に接続部１２
を有する超電導線路毎にコイル６および負磁気結合コイ
ル７でなるコイル対８を設ける。このように、従来例で
述べた電気抵抗による電流分布均一化の方法では、液体
ヘリウム温度においてジュール発熱が発生するため、接
続区間ごとに抵抗を設けることは有効ではないため、線
路を１本ずつ、１対１に接続して、完全に並列回路を構
成しなければならなかったが、本実施例では、液体ヘリ
ウム温度においても電流均一化の手段を設けることが可
能である。

【０１１７】実施例１２．図１３はこの発明の第１２の
実施例（請求項１７に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１と対応する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。ここで、先ず、コイル群及び負磁気結
合コイル群に磁界が鎖交した場合に起こる現象を、図１
４に示すコイル６と負磁気結合コイルから構成されるコ
イル対８について説明する。コイル６と負磁気結合コイ
ル７に外部磁界Ｂが鎖交したときの誘導される電流i
は、例えば図の場合コイル６では白矢印の方向、負磁気
結合コイル７では黒矢印の方向になる。よって、コイル
６を含む超電導線路と負磁気結合コイル７を含む超電導
線路で、接続部１２を介して循環電流が流れるために電
流のアンバランスが発生する。

【０１１８】さて、本実施例は、図１３に示すように、
並列超電導主線路１と、コイル６および負磁気結合コイ
ル７からなるコイル対８が離れており、両者の距離を離
すために超電導リード線であるいわゆる超電導ブスバー
16を使用する。このように、本実施例では、コイル６お
よび負磁気結合コイル７に磁束が鎖交しないために、誘
導による電流のアンバランスは発生しない。なお、図１
３では超電導ブスバー１６の例を示したが、これは常電
導であっても構わない。

【０１１９】実施例１３．図１５はこの発明の第１３の
実施例（請求項１９に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１と対応する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。ここでは、一例として２本の超電導線
路２でなる並列超電導主線路１の場合について説明す
る。本実施例は、一方の超電導線路２がコイル６を有
し、他方が負磁気結合コイル７を備えており、これらが
コイル対８を形成し、コイル対８が磁気シールド１７を
備え。このような構成にすることにより、本実施例で
は、磁束がコイル６および負磁気結合コイル７に鎖交し
なくなり、誘導電流による電流分布のアンバランスの問
題が解消する。

【０１２０】実施例１４．図１６はこの発明の第１４の
実施例（請求項２１に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図８と対応する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。本実施例は、例えば、超電
導撚線導体１４で構成された超電導コイル３１におい
て、超電導撚線導体１４を構成する一部の超電導素線に
コイルを、その他に負磁気結合コイルをそれぞれ直列に
備え、これらのコイルおよび負磁気結合コイルで構成さ
れたコイル対８を、超電導コイル３１と磁気的に結合し
ない方向に配置する。図中、φは磁束を表す。このよう
に、本実施例では、磁気的に結合しない方向に配置する
ことにより、誘導電流による電流分布のアンバランスの
問題が解消する。

【０１２１】実施例１５．図１７はこの発明の第１５の
実施例（請求項２３に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１と対応する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。ここでは、一例として２本の超電導線
路２でなる並列超電導主線路１の場合について説明す
る。図中、Ｍは超電導線路間の相互インダクタンスを示
しており、添字(正)は相互インダクタンスが正の値であ
ることを、(負)は負の値であることをそれぞれ示してい
る。

【０１２２】本実施例は、一方の超電導線でなる第１の
コイルとしてのコイル６と、他方の超電導線でなる第２
のコイルとしての負磁気結合コイル７でなる第１のコイ
ル対としてのコイル対８に対して離れた位置に前述の一
部の超電導線でなる第３のコイルとしての別コイル２４
と、その他の超電導線でなる第４のコイルとしての別負
磁気結合コイル２５で構成される第２のコイル対として
の別コイル対２６を有し、コイル６、別コイル２４およ
び一方の超電導線路２からなる線路を直列に構成し、負
磁気結合コイル７、別負磁気結合コイル２５に超電導線
路２の残部からなる線路を直列に構成する。

【０１２３】さらに、並列超電導主線路１に対して、コ
イル６と別コイル７でなる線路を無誘導に配置する。詳
しく述べると、コイル６は並列超電導主線路１に対して
相互インダクタンスＭ(正)を有し、別コイル２４はＭ
(負)を有しているため、適当な位置にこれらを配置する
ことにより、M(正)とM(負)を相殺し、無誘導とすること
が可能となる。同様に、並列超電導主線路１に対して、
負磁気結合コイル７と別負磁気結合コイル２５でなる線
路も無誘導になっている。

【０１２４】このような構成にすることにより、本実施
例では、並列超電導主線路１の発生する磁界による誘導
電流が相殺され、誘導電流による電流のアンバランスが
発生しない。同時にコイル対８および別コイル対２６6
を並列超電導主線路１に近接して配置することが可能な
ため、超電導装置がコンパクトになる。

【０１２５】実施例１６．図１８はこの発明の第１６の
実施例（請求項２５に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１，図８，図１６および図１７と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例
は、並列超電導主線路１が、超電導撚線導体１４で構成
された超電導コイル３１である時、超電導コイル３１の
片端に、コイルと負磁気結合コイルでなるコイル対８を
配置し、かつ、残りの端部に別コイルとその他の負磁気
結合別コイルからなる別コイル対２６を配置する。この
ような構成にすることで、本実施例では、超電導装置の
構造が簡素化される。

【０１２６】実施例１７．図１９はこの発明の第１７の
実施例（請求項２５に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１，図８，図１６および図１７と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例
は、並列超電導主線路１が超電導撚線導体１４で構成さ
れた超電導コイル３１である時、巻線部の上にコイルと
負磁気結合コイルでなるコイル対８を配置し、かつ、コ
イル対８から離れた超電導コイル３１の巻線部の下に別
コイルとその他の負磁気結合別コイルからなる別コイル
対２６をする。このような構成にすることで、本実施例
では、超電導装置の構造が簡素化される。

【０１２７】実施例１８．図２０はこの発明の第１８の
実施例（請求項２７に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１，図８，図１６および図１７と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例
は、複数の対でなる、ほぼ同軸に配置された電磁石群と
しての超電導コイル３１の群に対して超電導コイル３１
の群の片端にコイルと負磁気結合コイルでなるコイル対
８を配置し、残りの端部に別コイルと別負磁気結合コイ
ルでなる別コイル対２６を配置する。このようにして、
本実施例では、複数の超電導コイルで構成される場合に
は、第１６および第１７の実施例で述べたように、個々
の超電導コイル３１にコイル対８および２６を設置する
必要が無く、コイル対８、別コイル対２６の配置スペー
スを小さくできる。

【０１２８】実施例１９．図２１はこの発明の第１９の
実施例（請求項２９に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１，図１６および図１７と対応する部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例は、超
電導主線路が超電導撚線導体で構成された複数の超電導
コイル３１で構成される、トロイダル超電導電磁石１９
であるとき、超電導コイル３１の群に対して同軸にコイ
ルと負磁気結合コイルでなるコイル対８を配置し、か
つ、このコイル対８と対向する位置に別コイルと別負磁
気結合コイルでなる別コイル対２６を、超電導コイル３
１の群に対してほぼ同軸に配置する。このように、本実
施例では、第１８の実施例と同様に、個々の超電導コイ
ル３１にコイル対８および２６を設置する必要が無いた
めに、コイル対８、別コイル対２６の配置スペースを小
さくできる。また、各超電導コイル３１とコイル対８は
磁気的に結合していないために、電流分布のアンバラン
スが発生しない。

【０１２９】実施例２０．図２２はこの発明の第２０の
実施例（請求項２９に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図１６と対応する部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。本実施例は、並列超電導
主線路が超電導撚線導体で構成された複数の超電導コイ
ル３１で構成されるトロイダル超電導電磁石１９である
とき超電導コイル３１の群の上部あるいは下部にコイル
と負磁気結合コイルでなるコイル対８を配置する。この
ように、本実施例では、個々の超電導コイル３１にコイ
ル対８を設置する必要が無いために、コイル対８の配置
スペースを小さくできる。

【０１３０】実施例２１．図２３はこの発明の第２１の
実施例（請求項３１に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１，図８，図１６および図１７と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例
は、室温部から磁性体８を動かせる位置調整機構２０を
設ける。矢印ａは位置調整機構２０が可動であることを
示す。このような位置調整機構２０を備えることによ
り、本実施例では、コイル対８および別コイル対２６の
いずれか一方あるいは両方と、超電導コイル３１との相
対位置を調整し、誘導電流を低減できる。

【０１３１】実施例２２．図２４はこの発明の第２４の
実施例（請求項３３に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１，図８，図１６および図１７と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例
では、1コイル対８および別コイル対２６に対して動か
すことが可能な磁性体８を設ける。矢印ｂは磁性体８が
可動であることを示す。このような磁性体１８の位置
を、コイル対８および別コイル対２６のいずれか一方あ
るいは両方において調整することにより、本実施例で
は、誘導電流による電流分布のアンバランスを低減でき
る。

【０１３２】実施例２３．図２５はこの発明の第２５の
実施例（請求項３５に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図２４と対応する部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。本実施例では、２本の超
電導線路２で構成される並列超電導主線路１について、
超電導線路２の一方にコイル６、他方に負磁気結合コイ
ル７は備え、これらのコイルが一対のコイル対８をなす
とき、コイル対８が磁気的に強結合されるように磁性体
からなる磁気回路３５を備える。このように、本実施例
では、磁気回路を備えることにより、コイル対８の大き
さを縮小できる。

【０１３３】実施例２４．図２６はこの発明の第２４の
実施例（請求項３６，３７に対応）を示す構成図であ
る。図において、図１および図２４と対応する部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例では、
コイル対８を磁気的に強結合させるための磁性体１８を
超電導装置の室温部分に配置する。この室温部分は、ク
ライオスタット３６で囲まれる部分であり、このクライ
オスタット３６の内部に液体ヘリウム３３が充填され
る。なお、この磁性体１８として、磁性材料の積層財を
用いてもよい。このような配置にすることにより、本実
施例では、磁性体１８の形状を任意にできる。

【０１３４】実施例２５．図２７はこの発明の第２５の
実施例（請求項３８に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１と対応する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。本実施例では、複数のコイルおよび負
磁気結合コイルでなるコイル対８の群をトロイダル形状
に配置する。このような構成とすることにより、本実施
例では、複数の並列超電導線路の電流分布を均一にする
とき、トロイダル配置のために、各コイル、負磁気結合
コイルの磁気的結合が比較的強く、かつバランスよく各
コイル間の相互インダクタンスを決めることができる。
さらに、コイル対の配置が容易で、コンパクトな構成が
可能となる。

【０１３５】実施例２６．図２８はこの発明の第２６の
実施例（請求項３９に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１０と対応する部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。本実施例では、超電導撚線導体１４
で構成される超電導装置において、超電導素線２８の色
２１分けを施す。このように、本実施例では、例えば、
図１０に示したように、超電導撚線導体１４を巻回した
後で、コイル対を構成するように結線することを考える
とき、容易に超電導素線の識別ができるために作業が容
易になる。

【０１３６】実施例２７．図２９はこの発明の第２７の
実施例（請求項４０に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１０と対応する部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。本実施例は、超電導撚線導体１４で
構成される超電導装置において、超電導素線２８に識別
印２２を施す。この識別印２２は刻印などでもよい。こ
のように、本実施例では、例えば、図１０に示したよう
に、超電導撚線導体１４を巻回した後で、コイル対を構
成するように結線することを考えるとき、容易に超電導
線の識別ができるために作業が容易になる。

【０１３７】実施例２８．図３０はこの発明の第２８の
実施例（請求項４１に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図６と対応する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。ここでは、一例として２本
の超電導線路２でなる回路の場合について説明する。本
実施例では、並列超電導主線路１を構成する、超電導線
路２の一方に対して直列にコイル６および電気抵抗５を
設け、他方の超電導線路２に対して直列にコイル６に対
して負の相互インダクタンスを有するする負磁気結合コ
イル７を設け、コイル６と負磁気結合コイル７とでコイ
ル対８を形成する。なお、電気抵抗はそれぞれの超電導
線路２に備える。このように、本実施例では、各超電導
線路２に電気抵抗５を備えることにより、通電電流の変
化がない場合にも、超電導線路２の接続部１２における
接続抵抗差に起因する、定常状態の電流分布のアンバラ
ンスを抑制できる。

【０１３８】実施例２９．図３１はこの発明の第２９の
実施例（請求項４２に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１と対応する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。本実施例では、並列超電導主線路１と
コイル対８の一方例えば負磁気結合コイル７との間に鎖
交磁界キャンセル用のコイル２３を設ける。そして、磁
束φの変動により誘導電流が発生した場合は、コイル２
３の位置あるいは角度を変えてコイル対８に誘起される
電圧を調整し、電流分布をバランスさせる。なお、図
中、矢印ｃはコイル２３の可動を表す。このようにし
て、本実施例では、電流分布のアンバランスを解消でき
る。

【０１３９】実施例３０．図３２はこの発明の第３０の
実施例（請求項４２に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図３１と対応する部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。本実施例では、鎖交磁界
キャンセル用のコイル２３に対して例えば低電気抵抗ル
ープあるいは低電気抵抗板からなる低電気抵抗材料３０
を設ける。そして、磁界Ｂの変動により誘導電流が発生
した場合は、コイル２３に対向する低電気抵抗材料３０
の位置あるいは角度を変えてコイル対８に誘起される電
圧を調整し、電流分布をバランスさせる。なお、図中、
矢印ｄは電気抵抗材料３０の可動を表す。このようにし
て、本実施例でも、電流分布のアンバランスを解消でき
る。

【０１４０】実施例３１．図３３はこの発明の第３１の
実施例（請求項４２に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１および図３１と対応する部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。本実施例では、並列超電
導主線路１とコイル対８の一方例えば負磁気結合コイル
７との間に鎖交磁界キャンセル用のコイル２３を設ける
と共に、このコイル２３の近傍に磁性体１８を配置す
る。そして、磁束φの変動により誘導電流が発生した場
合は、コイル２３の近傍の磁性体１８の位置あるいは角
度を変えてコイル対８に誘起される起電力を調整し、電
流分布をバランスさせる。なお、図中、矢印ｅは磁性体
１８の可動を表す。このようにして、本実施例でも、電
流分布のアンバランスを解消できる。

【０１４１】実施例３２．図３４はこの発明の第３２の
実施例（請求項４４に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１と対応する部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。本実施例では、並列超電導主線路１を
構成する超電導線路２の各々に小さなインダクタンスを
有するコイル３７を直列に設ける。通常、並列超電導主
線路１において、超電導線路２同士が磁気的に強く結合
しているとき、僅かなインダクタンスのばらつきが電流
のアンバランスの原因になる。しかしながら、上述のご
とく、小さなインダクタンスのコイル３７を超電導線路
２に対して直列に設けることにより、各々の超電導線路
２に流れる電流を均一にすることができる。このように
して、本実施例でも、電流分布のアンバランスを解消で
きる。

【０１４２】実施例３３．図３５はこの発明の第３３の
実施例（請求項４５に対応）を示す構成図である。図に
おいて、図１，図２５および図３４と対応する部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。本実施例では、
並列超電導主線路１を構成する超電導線路２の各々に小
さなインダクタンスを有するコイル３７を直列に設け、
さらに、これらのコイル３７に各々磁性体からなる磁気
回路３５を備える。この磁気回路３５を備えることによ
り、各コイル３７を距離を近づけて置いたとしても、磁
気的に結合しない。つまり、コイル３７をコンパクトに
配置することができる。このようにして、本実施例で
は、電流分布のアンバランスを解消できると共に、コン
パクト化が可能になる。

【０１４３】実施例３４．なお、上記第３および第４の
実施例においても、電流分布均一化装置やコンジット等
を設けたり、超電導撚線導体とする等上記第５〜第３３
の実施例と同様の対策を施してもよく、同様の効果を
奏する。また、コイル群に関連する実施例において、複
数対のコイル群として、２対のコイル群の場合について
説明しているのは、これに限定されることなく、それ以
上のコイル群でもよく、同様の効果を奏する。なお、こ
の第３４の実施例は請求項４，６，８，１６，１８，２
０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４にそれ
ぞれ対応している。

【０１４４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、複数の超電導
線の一方の超電導線でなるコイル、複数の超電導線の他
方の超電導線でなり、かつコイルに対して逆巻きまたは
負の相互インダクタンスを持つコイルを有するコイル対
を備え、このコイル対の一方のコイルに一部の主線路か
らなる回路を、他方のコイルに主線路の残部からなる回
路をそれぞれ直列に接続し、この回路を並列構成とした
ので、主線路における電流分布を、損失による液体ヘリ
ウムの消費無しに、均一化できるという効果がある。

【０１４５】請求項２の発明によれば、複数の超電導線
の一方の超電導線でなる少なくとも1つのコイル群、複
数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつコイル群に
対して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持つ少な
くとも１つのコイル群を有する少なくとも１つのコイル
群対を備え、このコイル群対の一方のコイル群に一部の
主線路からなる回路を、他方のコイル群に主線路の残部
からなる回路をそれぞれ直列に接続し、この回路を並列
構成としたので、複数の超電導線の各々に片寄り無く電
流が流れるようになり、電流分布の均一化が図れると共
に、コイル対を複数にすることで、製作および配置が容
易になるという効果がある。

【０１４６】請求項３の発明によれば、複数の超電導線
で並列に構成される主線路の超電導線の一方の一部を巻
回して形成されたコイル、超電導線の他方の一部を巻回
して形成され、かつコイルに対して逆巻きまたは負の相
互インダクタンスを持つコイルを有するコイル対を備
え、このコイル対の一方のコイルに一部の主線路からな
る回路を、他方のコイルに主線路の残部からなる回路を
それぞれ直列に接続し、この回路を並列構成としたの
で、電流分布の均一化が図れると共に、ジュール発熱が
低減できるため、液体ヘリウムの蒸発量が低減され、し
かも、主線路の一部を利用してコイルを作るため、製作
が容易となるという効果がある。

【０１４７】請求項４の発明によれば、複数の超電導線
で並列に構成される主線路の超電導線の一方の一部を巻
回して形成されたコイル群、超電導線の他方の一部を巻
回して形成され、かつコイルに対して逆巻きまたは負の
相互インダクタンスを持つコイル群を有するコイル対群
を備え、このコイル群対の一方のコイル群に一部の主線
路からなる回路を、他方のコイル群に主線路の残部から
なる回路をそれぞれ直列に接続し、この回路を並列構成
としたので、電流分布の均一化が図れると共に、ジュー
ル発熱が低減できるため、液体ヘリウムの蒸発量が低減
され、しかも、主線路の一部を利用してコイル群を作る
ため、製作が容易となるという効果がある。

【０１４８】請求項５の発明によれば、請求項１または
３の発明において、コイル対の少なくとも１つで構成さ
れた電流分布均一化装置を備えるので、主線路とは別
に、コイル対のを用いて電流均一化装置を単独で製作で
き、超電導装置全体の製作が容易になるという効果があ
る。

【０１４９】請求項６の発明によれば、請求項２または
４の発明において、コイル対群の少なくとも１つで構成
された電流分布均一化装置を備えるので、主線路とは別
に、コイル対群のを用いて電流均一化装置を単独で製作
でき、超電導装置全体の製作が容易になるという効果が
ある。

【０１５０】請求項７の発明によれば、請求項３の発明
において、並列構成の主線路を超電導線の撚りにより構
成された超電導撚線導体となし、この超電導撚線導体の
一部を複数の素線束に分割し、この素線束の一方を巻回
して一方のコイルを形成し、素線束の他方をこの素線束
に対して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持つよ
うに巻回して他方のコイルを形成するようにしたので、
超電導撚線導体でコイル対を作ることができ、その最終
撚りで素線束を分割することによって、巻回する作業が
容易になるという効果がある。

【０１５１】請求項８の発明によれば、請求項４の発明
において、並列構成の主線路を超電導線の撚りにより構
成された超電導撚線導体となし、この超電導撚線導体の
一部を複数の素線束に分割し、この素線束の一方を巻回
して一方のコイル群を形成し、素線束の他方をこの素線
束に対して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持つ
ように巻回して他方のコイル群を形成するようにしたの
で、超電導撚線導体でコイル対群を作ることができ、そ
の最終撚りで素線束を分割することによって、巻回する
作業が容易になるという効果がある。

【０１５２】請求項９の発明によれば、請求項７また８
の発明において、超電導撚線導体の最終撚りの超電導素
線束の数が偶数であるので、超電導素線の数を均等に分
割することが容易になり、各超電導素線の電流分布をよ
り均等にすることができるという効果がある。

【０１５３】請求項１０の発明によれば、請求項３，
４，７，８または９の発明において、並列構成の主線路
を超電導線の撚りにより構成されたケーブルインコンジ
ット型超電導撚線導体であり、このケーブルインコンジ
ット型超電導導体を構成する複数の超電導素線束を複数
の超電導素線束に分割したものに、それぞれコンジット
を備えたので、核融合炉などの大型の強制冷却型の磁石
への適用が可能となるという効果がある。

【０１５４】請求項１１の発明によれば、請求項５また
は６の発明において、電流分布均一化装置を、超電導撚
線導体を巻回してコイルを形成するとき、この超電導撚
線導体を形成する複数の超電導素線の一部と残りの超電
導素線とが逆巻きまたは負の相互インダクタンスを有す
るように、主線路を構成する各超電導線路に対し直列に
接続したので、超電導撚線導体をソレノイド巻きした後
で電流分布均一化装置にすることができ、製作が容易等
となり、また、超電導素同士が均等に磁気的に結合する
ために電流分布のバランス精度が向上するという効果が
ある。

【０１５５】請求項１２の発明によれば、請求項５，６
または１１の発明において、電流分布均一化装置が超電
導撚線導体で構成され、この超電導撚線導体の最終撚り
の超電導素線束の数が偶数であるので、超電導素線数を
精度良く等分割でき、電流分布をより均一化できるとい
う効果がある。

【０１５６】請求項１３の発明によれば、請求項５また
は６の発明において、電流分布均一化装置を、複数の超
電導撚線導体で構成し、一部の超電導撚線導体と残りの
超電導撚線導体が逆巻きまたは負の相互インダクタンス
を有するように、主線路を構成する各超電導線路に対し
直列に超電導撚線導体を形成する各超電導素線に接続し
たので、超電導素線の巻回が容易で、かつ超電導素線本
数を確実に等分することが可能になるという効果があ
る。

【０１５７】請求項１４の発明によれば、請求項５，
６，１１，１２または１３の発明において、並列構成の
主線路を形成する各超電導線路と電流均一化装置におい
て並列をなす各超電導線とを、１対１、１対複数、複数
対１または複数対複数で直列に接続したので、超電導線
本数が多い場合等、1本ずつ接続することが困難な場合
に製作時の作業性が向上するという効果がある。

【０１５８】請求項１５の発明によれば、直列に接続さ
れ、それぞれ複数の超電導線からなる複数の並列超電導
主線路と、この並列超電導主線路毎に設けられ、複数の
超電導線の一方の超電導線でなるコイル、複数の超電導
線の他方の超電導線でなり、かつコイルに対して逆巻き
または負の相互インダクタンスを持つコイルを有するコ
イル対とを備えたので、超電導主線路の接続区間ごとで
電流分布の均一化ができ、また、各接続区間は並列超電
導主線路終端を束ねて接続、例えば半田付けしても構わ
ないため接続作業が容易であり、接続部分の体積を小さ
くできるという効果がある。

【０１５９】請求項１６の発明によれば、直列に接続さ
れ、それぞれ複数の超電導線からなる複数の並列超電導
主線路と、この並列超電導主線路毎に設けられ、複数の
超電導線の一方の超電導線でなる少なくとも1つのコイ
ル群、複数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつ上
記コイル群に対して逆巻きまたは負の相互インダクタン
スを持つ少なくとも１つのコイル群を有する少なくとも
１つのコイル群対とを備えたので、超電導主線路の接続
区間ごとで電流分布の均一化ができ、また、各接続区間
は並列超電導主線路終端を束ねて接続、例えば半田付け
しても構わないため接続作業が容易であり、接続部分の
体積を小さくできるという効果がある。

【０１６０】請求項１７の発明によれば、請求項１また
は３の発明において、主線路と、コイル対の部分が空間
的に離れており、主線路の発生する磁界がコイル対に鎖
交しないようになされたので、主線路の発生する磁界に
より、コイル対に電流が誘起されることがなく、誘導電
流による電流のアンバランスを防ぐことができるという
効果がある。

【０１６１】請求項１８の発明によれば、請求項２また
は４の発明において、主線路と、コイル群対の部分が空
間的に離れており、主線路の発生する磁界がコイル群対
に鎖交しないようになされたので、主線路の発生する磁
界により、コイル対群に電流が誘起されることがなく、
誘導電流による電流のアンバランスを防ぐことができる
という効果がある。

【０１６２】請求項１９の発明によれば、請求項１また
は３の発明において、コイル対に対して磁気シールドを
設けたので、主線路およびその他の線路が発生する変動
磁界により、コイル対の誘導電流が発生せず、電流のア
ンバランスが生じないという効果がある。

【０１６３】請求項２０の発明によれば、請求項２また
は４の発明において、コイル群対に対して磁気シールド
を設けたので、主線路およびその他の線路が発生する変
動磁界により、コイル対群の誘導電流が発生せず、電流
のアンバランスが生じないという効果がある。

【０１６４】請求項２１の発明によれば、請求項１また
は３の発明において、一方のコイルに主線路の一部から
なる線路を、他方のコイルにその他の線路を接続した一
方のコイルおよび他方のコイルが主線路および主線路以
外の線路と、磁気的に結合しない方向に配置したので、
主線路が発生する磁界によりコイルに誘導電流が発生せ
ず、電流のアンバランスが生じないという効果がある。

【０１６５】請求項２２の発明によれば、請求項２また
は４の発明において、一方のコイル群に主線路の一部か
らなる線路を、他方のコイル群にその他の線路を接続し
た一方のコイル群および他方のコイル群が主線路および
主線路以外の線路と、磁気的に結合しない方向に配置し
たので、主線路が発生する磁界によりコイル群に誘導電
流が発生せず、電流のアンバランスが生じないという効
果がある。

【０１６６】請求項２３の発明によれば、複数の超電導
線の一方の超電導線でなる第１のコイル、複数の超電導
線の他方の超電導線でなり、かつコイルに対して逆巻き
または負の相互インダクタンスを持つ第２のコイルを有
する第１のコイル対と、この第１のコイル対と隔置して
設けられ、複数の超電導線の一方の超電導線でなる第３
のコイル、複数の超電導線の他方の超電導線でなり、か
つ第３のコイルに対して逆巻きまたは負の相互インダク
タンスを持つ第４のコイルを有する第２のコイル対とを
備え、第１のコイル、一部の主線路および第３のコイル
からなる回路を直列に接続し、第２のコイル、主線路の
残部および第４のコイルからなる回路を直列に接続し、
かつ、主線路に対して、それぞれ第１のコイルと第２の
コイルでなる回路およびを第３のコイルと記第４のコイ
ルでなる回路を無誘導に配置したので、電流分布の均一
化が図れると共に、主線路が発生する磁界によりコイル
対に誘導電流が発生せず、かつ、主線路近傍にコイル対
を配置可能であるために、超電導装置全体の小型化が可
能となるという効果がある。

【０１６７】請求項２４の発明によれば、複数の超電導
線の一方の超電導線でなる第１のコイル群、複数の超電
導線の他方の超電導線でなり、かつコイル群に対して逆
巻きまたは負の相互インダクタンスを持つ第２のコイル
群を有する第１のコイル対群と、この第１のコイル対群
と隔置して設けられ、複数の超電導線の一方の超電導線
でなる第３のコイル群、複数の超電導線の他方の超電導
線でなり、かつ第３のコイル群に対して逆巻きまたは負
の相互インダクタンスを持つ第４のコイル群を有する第
２のコイル対群とを備え、第１のコイル群、一部の主線
路および第３のコイル群からなる回路を直列に接続し、
第２のコイル群、主線路の残部および第４のコイル群か
らなる回路を直列に接続し、かつ、主線路に対して、そ
れぞれ第１のコイル群と第２のコイル群でなる回路およ
び第３のコイル群と第４のコイル群でなる回路を無誘導
に配置したので、電流分布の均一化が図れると共に、主
線路が発生する磁界によりコイル対群に誘導電流が発生
せず、かつ、主線路近傍にコイル対を配置可能であるた
めに、超電導装置全体の小型化が可能となるという効果
がある。

【０１６８】請求項２５の発明によれば、請求項２３の
発明において、主線路の一側に、第１のコイル対を配置
し、主線路の他側に、第２のコイル対を配置したので、
主線路が発生する磁界によりコイル対に誘導電流が発生
せず、また、主線路近傍にコイル対を配置可能であるた
めに、超電導装置全体の小型化が可能であり、例えばコ
イル対のための巻枠を超電導コイル巻枠と兼用すること
も可能となるという効果がある。

【０１６９】請求項２６の発明によれば、請求項２４の
発明において、主線路の一側に、第１のコイル対群を配
置し、主線路の他側に、第２のコイル対群を配置したの
で、主線路が発生する磁界によりコイル対に誘導電流が
発生せず、また、主線路近傍にコイル対群を配置可能で
あるために、超電導装置全体の小型化が可能であり、例
えばコイル対群のための巻枠を超電導コイル巻枠と兼用
することも可能となるという効果がある。

【０１７０】請求項２７の発明によれば、請求項２３の
発明において、少なくとも１対の同軸に配置された電磁
石群の外側の一側に、第１のコイル対を配置し、電磁石
群の外側の他側に、第２のコイル対を配置したので、個
々の主線路に対してコイル対を設置スルスル必要がな
く、配置のスペースを小さくでき、また、例えば核融合
炉の複数のポロイダルコイル等、スプリットペア型の超
電導コイルの電流分布の均一化が可能となるという効果
がある。

【０１７１】請求項２８の発明によれば、請求項２４の
発明において、少なくとも１対の同軸に配置された電磁
石群の外側の一側に、第１のコイル対群を配置し、電磁
石群の外側の他側に、第２のコイル対群を配置したの
で、個々の主線路に対してコイル対群を設置スルスル必
要がなく、配置のスペースを小さくでき、また、例えば
核融合炉の複数のポロイダルコイル等、スプリットペア
型の超電導コイルの電流分布の均一化が可能となるとい
う効果がある。

【０１７２】請求項２９の発明によれば、請求項２３の
発明において、主線路をトロイダル形状に配置された電
磁石群で構成し、この電磁石群に対して同軸に第１のコ
イル対を配置し、この第１のコイル対に対向し、かつ電
磁石群に対して同軸に第２のコイル対を配置したので、
コイル対の配置のための余分な場所を必要とせず、超電
導装置を小型化でき、また、主線路とコイル対は磁気的
に結合していないため、電流分布のアンバランスが発生
しないという効果がある。

【０１７３】請求項３０の発明によれば、請求項２４の
発明において、主線路をトロイダル形状に配置された電
磁石群で構成し、この電磁石群に対して同軸に第１のコ
イル対群を配置し、この第１のコイル対群に対向し、か
つ電磁石群に対して同軸に第２のコイル対群を配置した
ので、コイル対群の配置のための余分な場所を必要とせ
ず、超電導装置を小型化でき、また、主線路とコイル対
群は磁気的に結合していないため、電流分布のアンバラ
ンスが発生しないという効果がある。

【０１７４】請求項３１の発明によれば、請求項２３の
発明において、第１のコイル対と第２のコイル対の少な
くとも一方に対して主線路との相対位置調整機構を有す
るので、相対位置調整機構によりコイル対と主線路との
相対位置を調整して、コイル対に誘導される誘導電流を
低減できるという効果がある。

【０１７５】請求項３２の発明によれば、請求項２４の
発明において、第１のコイル対群と第２のコイル対群の
少なくとも一方に対して主線路との相対位置調整機構を
有するので、相対位置調整機構によりコイル対群と主線
路との相対位置を調整して、コイル対群に誘導される誘
導電流を低減できるという効果がある。

【０１７６】請求項３３の発明によれば、請求項２３の
発明において、第１のコイル対と第２のコイル対の少な
くとも一方の近傍に磁性体を有するので、磁性体の位置
や量を調整することにより、コイル対に誘導される電流
を低減できるという効果がある。

【０１７７】請求項３４の発明によれば、請求項２４の
発明において、第１のコイル対群と第２のコイル対群の
少なくとも一方の近傍に磁性体を有するので、磁性体の
位置や量を調整することにより、コイル対群に誘導され
る電流を低減できるという効果がある。

【０１７８】請求項３５の発明によれば、請求項１また
は３の発明において、コイル対が磁性体からなる磁気
回路を有するので、インダクタンスが増加し、コイル同
士が磁気的に強く結合するために電流分布の均一化の効
果が増し、しかも、コイル対の大きさを縮小できるとい
う効果がある。

【０１７９】請求項３６の発明によれば、請求項３５の
発明において、超電導装置の室温部分に磁性体を配置し
たので、磁性体の鉄損による液体ヘリウムの増加が小さ
く、また、磁性体構成の自由度が大きく、磁性体の形状
を任意にできるという効果がある。

【０１８０】請求項３７の発明によれば、請求項３３〜
３５のいずれかの発明において、磁性体として磁性材料
の積層材を用いたので、磁性体の鉄損が低減されるとい
う効果がある。

【０１８１】請求項３８の発明によれば、請求項２，
４，６，１８，２０，２２，２４，２６，２８，３０，
３２または３４の発明において、コイル群をトロイダル
形状に配置したので、コンパクトで、かつコイル群の磁
気的な結合が強くなり電流分布均一化の効果が向上する
という効果がある。

【０１８２】請求項３９の発明によれば、請求項１〜３
８のいずれかの発明において、超電導線の表面に色分け
を施したので、超電導素線をほぼ同数に分割することが
容易となるという効果がある。

【０１８３】請求項４０の発明によれば、請求項１〜３
８のいずれかの発明において、超電導線に識別印を施し
たので、超電導素線をほぼ同数に分割することが容易で
あり、かつ絶縁被覆を設けることのできない超電導線、
例えば化合物系の超電導線に対しても適用可能となると
いう効果がある。

【０１８４】請求項４１の発明によれば、請求項１〜４
０のいずれかの発明において、主線路と直列に設けられ
た微小抵抗を有するので、ジュール損失が低減可能であ
り、液体ヘリウムの消費を低減できるという効果があ
る。

【０１８５】請求項４２の発明によれば、請求項１，３
または２３の発明において、主線路の少なくとも一方
に、磁界の鎖交によりコイル対に生じる誘導電流を打ち
消す電流が誘起されるキャンセルコイルを備えたので、
キャンセルコイルの位置や角度を調節することで、電流
分布のアンバランスを解消できるという効果がある。

【０１８６】請求項４３の発明によれば、請求項２，４
または２４の発明において、主線路の少なくとも一方
に、磁界の鎖交によりコイル対群に生じる誘導電流を打
ち消す電流が誘起されるキャンセルコイルを備えたの
で、キャンセルコイルの位置や角度を調節することで、
電流分布のアンバランスを解消できるという効果があ
る。

【０１８７】請求項４４の発明によれば、複数の超電導
線路が並列回路を構成する超電導装置において、各々の
超電導線路に直列にコイルを設けたので、各超電導線路
を流れる電流の均一化を図ることができるという効果が
ある。

【０１８８】請求項４５の発明によれば、請求項４４の
発明において、コイルを磁気的に結合しないように配置
したので、コイルをコンパクトに配置することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る超電導装置の第１の実施例を
示す構成図である。

【図２】図１の等価回路を示す回路図である。

【図３】この発明に係る超電導装置の第２の実施例を
示す構成図である。

【図４】この発明に係る超電導装置の第３の実施例を
示す構成図である。

【図５】この発明に係る超電導装置の第４の実施例を
示す構成図である。

【図６】この発明に係る超電導装置の第５の実施例を
示す構成図である。

【図７】この発明に係る超電導装置の第６の実施例を
示す構成図である。

【図８】この発明に係る超電導装置の第７の実施例を
示す構成図である。

【図９】この発明に係る超電導装置の第８の実施例を
示す構成図である。

【図１０】この発明に係る超電導装置の第９の実施例
を示す構成図である。

【図１１】この発明に係る超電導装置の第１０の実施
例を示す構成図である。

【図１２】この発明に係る超電導装置の第１１の実施
例を示す構成図である。

【図１３】この発明に係る超電導装置の第１２の実施
例を示す構成図である。

【図１４】この発明に係る超電導装置のコイル対に磁
界が鎖交している様子を示す図である。

【図１５】この発明に係る超電導装置の第１３の実施
例を示す構成図である。

【図１６】この発明に係る超電導装置の第１４の実施
例を示す構成図である。

【図１７】この発明に係る超電導装置の第１５の実施
例を示す構成図である。

【図１８】この発明に係る超電導装置の第１６の実施
例を示す構成図である。

【図１９】この発明に係る超電導装置の第１７の実施
例を示す構成図である。

【図２０】この発明に係る超電導装置の第１８の実施
例を示す構成図である。

【図２１】この発明に係る超電導装置の第１９の実施
例を示す構成図である。

【図２２】この発明に係る超電導装置の第２０の実施
例を示す構成図である。

【図２３】この発明に係る超電導装置の第２１の実施
例を示す構成図である。

【図２４】この発明に係る超電導装置の第２２の実施
例を示す構成図である。

【図２５】この発明に係る超電導装置の第２３の実施
例を示す構成図である。

【図２６】この発明に係る超電導装置の第２４の実施
例を示す構成図である。

【図２７】この発明に係る超電導装置の第２５の実施
例を示す構成図である。

【図２８】この発明に係る超電導装置の第２６の実施
例を示す構成図である。

【図２９】この発明に係る超電導装置の第２７の実施
例を示す構成図である。

【図３０】この発明に係る超電導装置の第２８の実施
例を示す構成図である。

【図３１】この発明に係る超電導装置の第２９の実施
例を示す構成図である。

【図３２】この発明に係る超電導装置の第３０の実施
例を示す構成図である。

【図３３】この発明に係る超電導装置の第３１の実施
例を示す構成図である。

【図３４】この発明に係る超電導装置の第３２の実施
例を示す構成図である。

【図３５】この発明に係る超電導装置の第３３の実施
例を示す構成図である。

【図３６】従来の超電導装置の一例を示す構成図であ
る。

【図３７】図３６の等価回路を示す回路図である。

【図３８】従来の超電導装置の他の例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１並列超電導主線路、２超電導線路、３電源、６
コイル、７負磁気結合コイル、８コイル対、９
コイル群、１０負磁気結合コイル群、１１コイル群
対、１２接続部、１４超電導撚線導体、１５コン
ジット、１６超電導ブスバー、１７磁気シールド、１
８，３５磁性体、１９トロイダル超電導磁石、２０
位置調節機構、２１色、２２認識印、２３キャ
ンセルコイル、２４別コイル、２５別負磁気結合コ
イル、２６別コイル対、２７電流分布均一化装置、２
８超電導素線、２９，３４超電導素線束、３０低電
気抵抗材料、３１超電導コイル、３２ケーブルイン
コンジット型超電導撚線導体、３３液体ヘリウム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の超電導線の一方の超電導線でなる
コイル、上記複数の超電導線の他方の超電導線でなり、
かつ上記コイルに対して逆巻きまたは負の相互インダク
タンスを持つコイルを有するコイル対を備え、該コイル対の一方のコイルに一部の主線路からなる回路
を、他方のコイルに主線路の残部からなる回路をそれぞ
れ直列に接続し、該回路を並列構成としたことを特徴と
する超電導装置。
【請求項２】複数の超電導線の一方の超電導線でなる
少なくとも1つのコイル群、上記複数の超電導線の他方
の超電導線でなり、かつ上記コイル群に対して逆巻きま
たは負の相互インダクタンスを持つ少なくとも１つのコ
イル群を有する少なくとも１つのコイル群対を備え、該コイル群対の一方のコイル群に一部の主線路からなる
回路を、他方のコイル群に主線路の残部からなる回路を
それぞれ直列に接続し、該回路を並列構成としたことを
特徴とする超電導装置。
【請求項３】複数の超電導線で並列に構成される主線
路の上記超電導線の一方の一部を巻回して形成されたコ
イル、上記超電導線の他方の一部を巻回して形成され、
かつ上記コイルに対して逆巻きまたは負の相互インダク
タンスを持つコイルを有するコイル対を備え、該コイル
対の一方のコイルに一部の主線路からなる回路を、他方
のコイルに主線路の残部からなる回路をそれぞれ直列に
接続し、該回路を並列構成としたことを特徴とする超電
導装置。
【請求項４】複数の超電導線で並列に構成される主線
路の上記超電導線の一方の一部を巻回して形成されたコ
イル群、上記超電導線の他方の一部を巻回して形成さ
れ、かつ上記コイルに対して逆巻きまたは負の相互イン
ダクタンスを持つコイル群を有するコイル対群を備え、
該コイル群対の一方のコイル群に一部の主線路からなる
回路を、他方のコイル群に主線路の残部からなる回路を
それぞれ直列に接続し、該回路を並列構成としたことを
特徴とする超電導装置。
【請求項５】上記コイル対の少なくとも１つで構成さ
れた電流分布均一化装置を備える請求項１または３記載
の超電導装置。
【請求項６】上記コイル対群の少なくとも１つで構成
された電流分布均一化装置を備える請求項２または４記
載の超電導装置。
【請求項７】上記並列構成の主線路を上記超電導線の
撚りにより構成された超電導撚線導体となし、該超電導
撚線導体の一部を複数の素線束に分割し、該素線束の一
方を巻回して上記一方のコイルを形成し、上記素線束の
他方を該素線束に対して逆巻きまたは負の相互インダク
タンスを持つように巻回して上記他方のコイルを形成す
るようにした請求項３記載の超電導装置。
【請求項８】上記並列構成の主線路を上記超電導線の
撚りにより構成された超電導撚線導体となし、該超電導
撚線導体の一部を複数の素線束に分割し、該素線束の一
方を巻回して上記一方のコイル群を形成し、上記素線束
の他方を該素線束に対して逆巻きまたは負の相互インダ
クタンスを持つように巻回して上記他方のコイル群を形
成するようにした請求項４記載の超電導装置。
【請求項９】上記超電導撚線導体の最終撚りの超電導
素線束の数が偶数である請求項７または８記載の超電導
装置。
【請求項１０】上記並列構成の主線路を上記超電導線
の撚りにより構成されたケーブルインコンジット型超電
導撚線導体であり、該ケーブルインコンジット型超電導
導体を構成する複数の超電導素線束を複数の超電導素線
束に分割したものに、それぞれにコンジットを備えた請
求項３，４，７，８または９記載の超電導装置。
【請求項１１】上記電流分布均一化装置を、超電導撚
線導体を巻回してコイルを形成するとき、該超電導撚線
導体を形成する複数の超電導素線の一部と残りの超電導
素線とが逆巻きまたは負の相互インダクタンスを有する
ように、上記主線路を構成する各超電導線路に対し直列
に接続した請求項５または６記載の超電導装置。
【請求項１２】上記電流分布均一化装置が超電導撚線
導体で構成され、該超電導撚線導体の最終撚りの超電導
素線束の数が偶数である請求項５，６または１１記載の
超電導装置。
【請求項１３】上記電流分布均一化装置を、複数の超
電導撚線導体で構成し、一部の超電導撚線導体と残りの
超電導撚線導体が逆巻きまたは負の相互インダクタンス
を有するように、主線路を構成する各超電導線路に対し
直列に上記超電導撚線導体を形成する各超電導素線に接
続した請求項５または６記載の超電導装置。
【請求項１４】上記並列構成の主線路を形成する各超
電導線路と上記電流均一化装置において並列をなす各超
電導線とを、１対１、１対複数、複数対１または複数対
複数で直列に接続した請求項５，６，１１，１２または
１３に記載の超電導装置。
【請求項１５】直列に接続され、それぞれ複数の超電
導線からなる複数の並列超電導主線路と、該並列超電導主線路毎に設けられ、上記複数の超電導線
の一方の超電導線でなるコイル、上記複数の超電導線の
他方の超電導線でなり、かつ上記コイルに対して逆巻き
または負の相互インダクタンスを持つコイルを有するコ
イル対とを備えたことを特徴とする超電導装置。
【請求項１６】直列に接続され、それぞれ複数の超電
導線からなる複数の並列超電導主線路と、該並列超電導主線路毎に設けられ、上記複数の超電導線
の一方の超電導線でなる少なくとも1つのコイル群、上
記複数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつ上記コ
イル群に対して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを
持つ少なくとも１つのコイル群を有する少なくとも１つ
のコイル群対とを備えたことを特徴とする超電導装置。
【請求項１７】上記主線路と、上記コイル対の部分が
空間的に離れており、上記主線路の発生する磁界が上記
コイル対に鎖交しないようになされた請求項１または３
記載の超電導装置。
【請求項１８】上記主線路と、上記コイル群対の部分
が空間的に離れており、上記主線路の発生する磁界が上
記コイル群対に鎖交しないようになされた請求項２また
は４記載の超電導装置。
【請求項１９】上記コイル対に対して磁気シールドを
設けた請求項１または３記載の超電導装置。
【請求項２０】上記コイル群対に対して磁気シールド
を設けた請求項２または４記載の超電導装置。
【請求項２１】上記一方のコイルに主線路の一部から
なる線路を、上記他方のコイルにその他の線路を接続し
た上記一方のコイルおよび他方のコイルが主線路および
主線路以外の線路と、磁気的に結合しない方向に配置し
た請求項１または３記載の超電導装置。
【請求項２２】上記一方のコイル群に主線路の一部か
らなる線路を、上記他方のコイル群にその他の線路を接
続した上記一方のコイル群および他方のコイル群が主線
路および主線路以外の線路と、磁気的に結合しない方向
に配置した請求項２または４記載の超電導装置。
【請求項２３】複数の超電導線の一方の超電導線でな
る第１のコイル、上記複数の超電導線の他方の超電導線
でなり、かつ上記コイルに対して逆巻きまたは負の相互
インダクタンスを持つ第２のコイルを有する第１のコイ
ル対と、該第１のコイル対と隔置して設けられ、上記複数の超電
導線の一方の超電導線でなる第３のコイル、上記複数の
超電導線の他方の超電導線でなり、かつ上記第３のコイ
ルに対して逆巻きまたは負の相互インダクタンスを持つ
第４のコイルを有する第２のコイル対とを備え、上記第
１のコイル、一部の主線路および上記第３のコイルから
なる回路を直列に接続し、上記第２のコイル、上記主線
路の残部および上記第４のコイルからなる回路を直列に
接続し、かつ、上記主線路に対して、それぞれ上記第１
のコイルと第２のコイルでなる回路およびを上記第３の
コイルと上記第４のコイルでなる回路を無誘導に配置し
たことを特徴とする超電導装置。
【請求項２４】複数の超電導線の一方の超電導線でな
る第１のコイル群、上記複数の超電導線の他方の超電導
線でなり、かつ上記コイル群に対して逆巻きまたは負の
相互インダクタンスを持つ第２のコイル群を有する第１
のコイル対群と、該第１のコイル対群と隔置して設けられ、上記複数の超
電導線の一方の超電導線でなる第３のコイル群、上記複
数の超電導線の他方の超電導線でなり、かつ上記第３の
コイル群に対して逆巻きまたは負の相互インダクタンス
を持つ第４のコイル群を有する第２のコイル対群とを備
え、上記第１のコイル群、一部の主線路および上記第３
のコイル群からなる回路を直列に接続し、上記第２のコ
イル群、上記主線路の残部および上記第４のコイル群か
らなる回路を直列に接続し、かつ、上記主線路に対し
て、それぞれ上記第１のコイル群と第２のコイル群でな
る回路および上記第３のコイル群と上記第４のコイル群
でなる回路を無誘導に配置したことを特徴とする超電導
装置。
【請求項２５】上記主線路の一側に、上記第１のコイ
ル対を配置し、上記主線路の他側に、上記第２のコイル
対を配置した請求項２３記載の超電導装置。
【請求項２６】上記主線路の一側に、上記第１のコイ
ル対群を配置し、上記主線路の他側に、上記第２のコイ
ル対群を配置した請求項２４記載の超電導装置。
【請求項２７】少なくとも１対の同軸に配置された電
磁石群の外側の一側に、上記第１のコイル対を配置し、
上記電磁石群の外側の他側に、上記第２のコイル対を配
置した請求項２３記載の超電導装置。
【請求項２８】少なくとも１対の同軸に配置された電
磁石群の外側の一側に、上記第１のコイル対群を配置
し、上記電磁石群の外側の他側に、上記第２のコイル対
群を配置した請求項２４記載の超電導装置。
【請求項２９】上記主線路をトロイダル形状に配置さ
れた電磁石群で構成し、該電磁石群に対して同軸に上記
第１のコイル対を配置し、該第１のコイル対に対向し、
かつ上記電磁石群に対して同軸に上記第２のコイル対を
配置した請求項２３記載の超電導装置。
【請求項３０】上記主線路をトロイダル形状に配置さ
れた電磁石群で構成し、該電磁石群に対して同軸に上記
第１のコイル対群を配置し、該第１のコイル対群に対向
し、かつ上記電磁石群に対して同軸に上記第２のコイル
対群を配置した請求項２４記載の超電導装置。
【請求項３１】上記第１のコイル対と上記第２のコイ
ル対の少なくとも一方に対して主線路との相対位置調整
機構を有する請求項２３記載の超電導装置。
【請求項３２】上記第１のコイル対群と上記第２のコ
イル対群の少なくとも一方に対して主線路との相対位置
調整機構を有する請求項２４記載の超電導装置。
【請求項３３】上記第１のコイル対と上記第２のコイ
ル対の少なくとも一方の近傍に磁性体を有する請求項２
３記載の超電導装置。
【請求項３４】上記第１のコイル対群と上記第２のコ
イル対群の少なくとも一方の近傍に磁性体を有する請求
項２４記載の超電導装置。
【請求項３５】上記コイル対が磁性体からなる磁気回
路を有する請求項１または３記載の超電導装置。
【請求項３６】超電導装置の室温部分に磁性体を配置
した請求項３５記載の超電導装置。
【請求項３７】上記磁性体として磁性材料の積層材を
用いた請求項３３〜３５のいずれかに記載の超電導装
置。
【請求項３８】上記コイル群をトロイダル形状に配置
した請求項２，４，６，１８，２０，２２，２４，２
６，２８，３０，３２または３４記載の超電導装置。
【請求項３９】上記超電導線の表面に色分けを施した
請求項１〜３８のいずれかに記載の超電導装置。
【請求項４０】上記超電導線に識別印を施した請求項
１〜３８のいずれかに記載の超電導装置。
【請求項４１】上記主線路と直列に設けられた微小抵
抗を有する請求項１〜４０のいずれかに記載の超電導装
置。
【請求項４２】上記主線路の少なくとも一方に、磁界
の鎖交により上記コイル対に生じる誘導電流を打ち消す
電流が誘起されるキャンセルコイルを備えた請求項１，
３または２３記載の超電導装置。
【請求項４３】上記主線路の少なくとも一方に、磁界
の鎖交により上記コイル対群に生じる誘導電流を打ち消
す電流が誘起されるキャンセルコイルを備えた請求項
２，４または２４記載の超電導装置。
【請求項４４】複数の超電導線路が並列回路を構成す
る超電導装置において、各々の超電導線路に直列にコイ
ルを設けたことを特徴とする超電導装置。
【請求項４５】上記コイルを磁気的に結合しないよう
に配置した請求項４４記載の超電導装置。