JPH11340533A - 高温超電導コイル永久電流スイッチ - Google Patents
高温超電導コイル永久電流スイッチInfo
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- JPH11340533A JPH11340533A JP10141679A JP14167998A JPH11340533A JP H11340533 A JPH11340533 A JP H11340533A JP 10141679 A JP10141679 A JP 10141679A JP 14167998 A JP14167998 A JP 14167998A JP H11340533 A JPH11340533 A JP H11340533A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コイルの単位面積あたりの電流値を高くで
き、ひいては磁場を高くできるように改良された、高温
超電導コイル永久電流スイッチを提供することを主要な
目的とする。 【解決手段】 超電導コイルの端子Ａ，Ｂ間に取付けら
れる高温超電導コイル永久電流スイッチ７は、基板７を
備える。基板７の上に、超電導コイルの端子Ａ，Ｂが接
続される高温超電導薄膜９が設けられる。高温超電導薄
膜９を、ヒータ４が加熱するようになっている。
き、ひいては磁場を高くできるように改良された、高温
超電導コイル永久電流スイッチを提供することを主要な
目的とする。 【解決手段】 超電導コイルの端子Ａ，Ｂ間に取付けら
れる高温超電導コイル永久電流スイッチ７は、基板７を
備える。基板７の上に、超電導コイルの端子Ａ，Ｂが接
続される高温超電導薄膜９が設けられる。高温超電導薄
膜９を、ヒータ４が加熱するようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、高温超
電導コイル永久電流スイッチに関するものであり、より
特定的には、コイルの高臨界電流密度が実現できるよう
に改良された高温超電導コイル永久電流スイッチに関す
る。
電導コイル永久電流スイッチに関するものであり、より
特定的には、コイルの高臨界電流密度が実現できるよう
に改良された高温超電導コイル永久電流スイッチに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】超電導マグネットを一定励磁するとき、
端子に直流電源を接続し、電流を流すが、通常の運転で
は、定格電流値までの励磁完了後も電源を接続したまま
とし、必要なレベルで定電流制御を行なう。発生する磁
界の強さを精密に一定に保つ必要がある場合には、電源
の制御性と安定性を非常に良くする必要があるが、これ
には技術およびコスト面から限界がある。また、磁気浮
上列車のような移動体にマグネットを搭載する場合に
は、電源および給電法は大きな制約条件となる。
端子に直流電源を接続し、電流を流すが、通常の運転で
は、定格電流値までの励磁完了後も電源を接続したまま
とし、必要なレベルで定電流制御を行なう。発生する磁
界の強さを精密に一定に保つ必要がある場合には、電源
の制御性と安定性を非常に良くする必要があるが、これ
には技術およびコスト面から限界がある。また、磁気浮
上列車のような移動体にマグネットを搭載する場合に
は、電源および給電法は大きな制約条件となる。
【０００３】超電導マグネットでは、永久電流モードで
の運転により、これらの限界あるいは制約を緩和でき
る。これは、超電導マグネットの端子間に短絡スイッチ
を設け、定格電流値まで励磁後、短絡し、励磁電源を取
外しても、マイスナー効果により、一定電流の通電が継
続されることを利用する運転モードである。短絡部、導
体接続部等に有限の抵抗Ｒがあっても、電流の減衰時定
数τ＝Ｌ／Ｒ［ｓ］を十分長くできるからである（Ｌは
インダクタンス）。
の運転により、これらの限界あるいは制約を緩和でき
る。これは、超電導マグネットの端子間に短絡スイッチ
を設け、定格電流値まで励磁後、短絡し、励磁電源を取
外しても、マイスナー効果により、一定電流の通電が継
続されることを利用する運転モードである。短絡部、導
体接続部等に有限の抵抗Ｒがあっても、電流の減衰時定
数τ＝Ｌ／Ｒ［ｓ］を十分長くできるからである（Ｌは
インダクタンス）。
【０００４】このための短絡スイッチを永久電流スイッ
チ（persistent current switch ）と呼び、短絡時の抵
抗を低くするため、通常、超電導体を用いる。また、ス
イッチ機構としては、熱式、磁気式、機械式等の方式が
考案されているが、本発明は、熱式に関する。
チ（persistent current switch ）と呼び、短絡時の抵
抗を低くするため、通常、超電導体を用いる。また、ス
イッチ機構としては、熱式、磁気式、機械式等の方式が
考案されているが、本発明は、熱式に関する。
【０００５】熱式永久電流スイッチを用いた永久電流モ
ード運転法を図６に示す。超電導線材とヒータ線を、一
緒にコイル状に巻き、エポキシ樹脂などで熱絶縁を施し
た永久電流スイッチを用いる。ヒータ加熱時には、超電
導線は臨海温度Ｔｃ以上となり、抵抗が発生してスイッ
チはＯＦＦ状態となり、非加熱時には、超電導状態で、
スイッチはＯＮの状態となる。
ード運転法を図６に示す。超電導線材とヒータ線を、一
緒にコイル状に巻き、エポキシ樹脂などで熱絶縁を施し
た永久電流スイッチを用いる。ヒータ加熱時には、超電
導線は臨海温度Ｔｃ以上となり、抵抗が発生してスイッ
チはＯＦＦ状態となり、非加熱時には、超電導状態で、
スイッチはＯＮの状態となる。
【０００６】この永久電流スイッチを、図６のように、
超電導マグネットの両端Ｐ，Ｑ点で接続しておく。Ｐ，
Ｑ点は電流リードよりコイル側とし、永久電流スイッチ
も同一のクライオスタット内に納めるのが通例である。
超電導マグネットの両端Ｐ，Ｑ点で接続しておく。Ｐ，
Ｑ点は電流リードよりコイル側とし、永久電流スイッチ
も同一のクライオスタット内に納めるのが通例である。
【０００７】永久電流モード運転は、次の手順で得られ
る。図６（ａ）のように、ヒータをＯＮし、永久電流ス
イッチをＯＦＦ状態にして、励磁電源でマグネットを定
格電流まで励磁する。
る。図６（ａ）のように、ヒータをＯＮし、永久電流ス
イッチをＯＦＦ状態にして、励磁電源でマグネットを定
格電流まで励磁する。
【０００８】図６（ｂ）のように、ヒータをＯＦＦ、永
久電流スイッチをＯＮ状態にし、励磁電源の電流を０ま
で下げる。このとき、永久電流スイッチの電流はマグネ
ットの定格電流値まで上昇する。この状態で励磁電源は
取外し可能である。
久電流スイッチをＯＮ状態にし、励磁電源の電流を０ま
で下げる。このとき、永久電流スイッチの電流はマグネ
ットの定格電流値まで上昇する。この状態で励磁電源は
取外し可能である。
【０００９】超電導マグネットの永久電流モード運転に
は次のような特徴がある。 （１） 発明磁界の安定度が非常によい。電流の減衰時
定数τが長く、電源の制御では困難、０．１ｐｐｍ／ｈ
以上の高安定度を得ることができる。
は次のような特徴がある。 （１） 発明磁界の安定度が非常によい。電流の減衰時
定数τが長く、電源の制御では困難、０．１ｐｐｍ／ｈ
以上の高安定度を得ることができる。
【００１０】（２） 冷媒（液体ヘリチウム）消費量を
低くできる。電流リードのジュール熱がなくなるからで
ある。さらに、着脱式電流リードを使用すれば、永久電
流モード運転時には電流リードを取外すことができるの
で、電流リードからの熱侵入もなくなり、冷媒の消費量
を抑えることができる。
低くできる。電流リードのジュール熱がなくなるからで
ある。さらに、着脱式電流リードを使用すれば、永久電
流モード運転時には電流リードを取外すことができるの
で、電流リードからの熱侵入もなくなり、冷媒の消費量
を抑えることができる。
【００１１】（３） 運転時に励磁電源が不要となる。
磁気浮上列車等では、励磁電源を車両に搭載する必要が
なくなり、列車ターミナルにおいてのみ超電導マグネッ
トの励磁を行なう方式が可能となる。
磁気浮上列車等では、励磁電源を車両に搭載する必要が
なくなり、列車ターミナルにおいてのみ超電導マグネッ
トの励磁を行なう方式が可能となる。
【００１２】このような特徴を持つ永久電流モード運転
は、磁気浮上列車、ＭＲＩ（磁気共鳴断層撮像装置）、
結晶引上げ装置等の超電導マグネットに効果的に利用さ
れている。
は、磁気浮上列車、ＭＲＩ（磁気共鳴断層撮像装置）、
結晶引上げ装置等の超電導マグネットに効果的に利用さ
れている。
【００１３】上述のような永久電流スイッチには、Ｎｂ
Ｔｉコイル等合金系超電導コイルとともに使用するもの
と、（ＢｉＰｂ）2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10（以下、Ｂ
ｉ２２２３と略す）銀シーステープ等の、高温超電導
（以下ＨＴｃと略す）系超電導コイルに使用するものと
の、２つに大別される。本発明は、後者に関する。
Ｔｉコイル等合金系超電導コイルとともに使用するもの
と、（ＢｉＰｂ）2 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10（以下、Ｂ
ｉ２２２３と略す）銀シーステープ等の、高温超電導
（以下ＨＴｃと略す）系超電導コイルに使用するものと
の、２つに大別される。本発明は、後者に関する。
【００１４】図７を参照して、ＨＴｃコイル用の永久ス
イッチは、ＦＲＰ芯材１の壁面に螺旋状に形成された溝
２に、後述する銀シーステープ３を巻線したものに、ヒ
ータ４を巻付け、その上に、分厚い断熱材５を被覆した
構造となっている（（ａ）は正面図であり、（ｂ）は溝
２の様子を示している。）。図６と図７を参照して、ヒ
ータ４で加熱して、銀シーステープ３の螺旋部を超電導
転移させて、抵抗を発生させ、本体のコイル（超電導マ
グネット）に定電流源より電流を流し込む。ヒータ４を
ＯＦＦすることで、銀シーステープ３は超電導状態とな
り、スイッチはＯＮの状態となる。これによって、永久
電流モード状態となる。
イッチは、ＦＲＰ芯材１の壁面に螺旋状に形成された溝
２に、後述する銀シーステープ３を巻線したものに、ヒ
ータ４を巻付け、その上に、分厚い断熱材５を被覆した
構造となっている（（ａ）は正面図であり、（ｂ）は溝
２の様子を示している。）。図６と図７を参照して、ヒ
ータ４で加熱して、銀シーステープ３の螺旋部を超電導
転移させて、抵抗を発生させ、本体のコイル（超電導マ
グネット）に定電流源より電流を流し込む。ヒータ４を
ＯＦＦすることで、銀シーステープ３は超電導状態とな
り、スイッチはＯＮの状態となる。これによって、永久
電流モード状態となる。
【００１５】なお、銀シーステープ３は、図８を参照し
て、銀シース６に、Ｂｉ２２２３を充填し、これを、図
９に示すように、圧延して形成される。
て、銀シース６に、Ｂｉ２２２３を充填し、これを、図
９に示すように、圧延して形成される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来の永久電流スイッ
チでは、図９を参照して、スイッチ線が銀シース線であ
り、銀の抵抗が低いため、線材の長さを長くしても、あ
まり抵抗が上がらない。銀シースの代わりに、合金シー
ス線を使っても抵抗が上がらない。ひいては、図６
（ａ）を参照して、超電導コイルに電流を流そうとして
も、スイッチの方に電流がほとんど流れ、コイルが励磁
できないという問題点があった。
チでは、図９を参照して、スイッチ線が銀シース線であ
り、銀の抵抗が低いため、線材の長さを長くしても、あ
まり抵抗が上がらない。銀シースの代わりに、合金シー
ス線を使っても抵抗が上がらない。ひいては、図６
（ａ）を参照して、超電導コイルに電流を流そうとして
も、スイッチの方に電流がほとんど流れ、コイルが励磁
できないという問題点があった。
【００１７】また、図７を参照して、銀シース線３を螺
旋状に巻くときの曲げ歪により、Ｉｃ（臨界電流とい
い、これ以上になると常電導になる）が劣化するので、
ＦＲＰ芯材１の径は１００ｍｍφ以上の巻き径となる。
また、図７のようなスイッチを作る際には、まず、ＦＲ
Ｐ芯材１の代わりに、巻き枠としてセラミック等を使
い、コイルの両端と銀シーステープとを熱処理して接続
する必要がある。接続が完了した後、セラミックの芯材
をＦＲＰ芯材１に交換し、図７に示すスイッチを得る必
要があるため、構造が複雑になるという問題点があっ
た。
旋状に巻くときの曲げ歪により、Ｉｃ（臨界電流とい
い、これ以上になると常電導になる）が劣化するので、
ＦＲＰ芯材１の径は１００ｍｍφ以上の巻き径となる。
また、図７のようなスイッチを作る際には、まず、ＦＲ
Ｐ芯材１の代わりに、巻き枠としてセラミック等を使
い、コイルの両端と銀シーステープとを熱処理して接続
する必要がある。接続が完了した後、セラミックの芯材
をＦＲＰ芯材１に交換し、図７に示すスイッチを得る必
要があるため、構造が複雑になるという問題点があっ
た。
【００１８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、コンパクトで、かつ容易にヒ
ータＯＮ時の常電導抵抗の高い永久電流スイッチを提供
することを目的とする。
るためになされたもので、コンパクトで、かつ容易にヒ
ータＯＮ時の常電導抵抗の高い永久電流スイッチを提供
することを目的とする。
【００１９】この発明の他の目的は、高温超電導コイル
の磁場をより高くすることができるように改良された、
高温超電導コイル永久電流スイッチを提供することにあ
る。
の磁場をより高くすることができるように改良された、
高温超電導コイル永久電流スイッチを提供することにあ
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
超電導コイルの端子間に取付けられる高温超電導コイル
永久電流スイッチに係る。高温超電導コイル永久電流ス
イッチは基板を備える。上記基板の上に、上記超電導コ
イルの上記端子が接続される高温超電導薄膜が設けられ
ている。当該高温超電導コイル永久電流スイッチは、上
記高温超電導薄膜を加熱する加熱手段を備える。
超電導コイルの端子間に取付けられる高温超電導コイル
永久電流スイッチに係る。高温超電導コイル永久電流ス
イッチは基板を備える。上記基板の上に、上記超電導コ
イルの上記端子が接続される高温超電導薄膜が設けられ
ている。当該高温超電導コイル永久電流スイッチは、上
記高温超電導薄膜を加熱する加熱手段を備える。
【００２１】請求項２に係る発明によれば、上記高温超
電導薄膜の上に、銀コートをさらに設けられる。
電導薄膜の上に、銀コートをさらに設けられる。
【００２２】請求項３に係る発明によれば、上記超電導
コイルは銀シーステープにより形成されており、上記超
電導コイルの上記端子と上記高温超電導薄膜は、上記銀
コートを介して、拡散接合により接続されている。
コイルは銀シーステープにより形成されており、上記超
電導コイルの上記端子と上記高温超電導薄膜は、上記銀
コートを介して、拡散接合により接続されている。
【００２３】請求項４に係る発明によれば、上記基板は
単結晶基板を含む。請求項５に係る発明によれば、上記
基板は、合金テープにより形成される。
単結晶基板を含む。請求項５に係る発明によれば、上記
基板は、合金テープにより形成される。
【００２４】請求項６に係る発明によれば、上記高温超
電導薄膜は、８０Ｋ以上で常電導になるような材料で形
成されている。
電導薄膜は、８０Ｋ以上で常電導になるような材料で形
成されている。
【００２５】請求項７に係る発明によれば、上記基板と
上記超電導薄膜の間には、バッファ層が設けられてい
る。
上記超電導薄膜の間には、バッファ層が設けられてい
る。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。
について説明する。
【００２７】実施の形態１ 図１は、実施の形態１に係る高温超電導コイル永久電流
スイッチの断面図である。図２は、その平面図である。
スイッチの断面図である。図２は、その平面図である。
【００２８】これらの図を参照して、高温超電導コイル
永久電流スイッチ７は、ＬａＡｌＯ 3 等で形成される単
結晶基板２７を備える。単結晶基板２７の上には、Ｍｇ
Ｏで形成されるバッファ層８が設けられる。バッファ層
８は、ＭｇＯで形成され、その厚みは１μｍである。バ
ッファ層８は、その上に形成されるＨＴｃ薄膜の結晶化
を進めるために用いられる。バッファ層８の上に、ＨＴ
ｃ薄膜９が形成されている。ＨＴｃ薄膜９の厚みは、約
０．６μｍである。ＨＴｃ薄膜９は、たとえば、Ｙ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 （Ｔｃ＝９０Ｋ）で形成される。また、
Ｙの代わりに、希土類金属（Ｎｄ，Ｈｆ）に置換えても
よい。
永久電流スイッチ７は、ＬａＡｌＯ 3 等で形成される単
結晶基板２７を備える。単結晶基板２７の上には、Ｍｇ
Ｏで形成されるバッファ層８が設けられる。バッファ層
８は、ＭｇＯで形成され、その厚みは１μｍである。バ
ッファ層８は、その上に形成されるＨＴｃ薄膜の結晶化
を進めるために用いられる。バッファ層８の上に、ＨＴ
ｃ薄膜９が形成されている。ＨＴｃ薄膜９の厚みは、約
０．６μｍである。ＨＴｃ薄膜９は、たとえば、Ｙ1 Ｂ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 （Ｔｃ＝９０Ｋ）で形成される。また、
Ｙの代わりに、希土類金属（Ｎｄ，Ｈｆ）に置換えても
よい。
【００２９】ＨＴｃ薄膜９は、また、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ
1 Ｃｕ2 Ｏy （Ｔｃ＝８５Ｋ）で形成されてもよい。ま
た、ＨＴｃ薄膜９は、Ｔｌ2 Ｂａ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y （Ｔｃ＝１２５Ｋ）で形成されてもよい。
1 Ｃｕ2 Ｏy （Ｔｃ＝８５Ｋ）で形成されてもよい。ま
た、ＨＴｃ薄膜９は、Ｔｌ2 Ｂａ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ
y （Ｔｃ＝１２５Ｋ）で形成されてもよい。
【００３０】ＨＴｃ薄膜９の材料としては、上述のもの
に限られず、８０Ｋ以上で常電導になるような材料は、
いずれも使用できる。
に限られず、８０Ｋ以上で常電導になるような材料は、
いずれも使用できる。
【００３１】ＨＴｃ薄膜９の上に、約１μｍの銀コート
１０が形成されている。ＨＴｃ薄膜９は、銀コート１０
を介して、超電導コイルの両端子Ａ，Ｂ（銀シーステー
プで形成されている）と、拡散接合（６５０℃〜９００
℃で、大気圧下または真空下で行なう）により接続され
ている。高温超電導コイル永久電流スイッチ７は、ＨＴ
ｃ薄膜９を加熱するヒータ４を備える。
１０が形成されている。ＨＴｃ薄膜９は、銀コート１０
を介して、超電導コイルの両端子Ａ，Ｂ（銀シーステー
プで形成されている）と、拡散接合（６５０℃〜９００
℃で、大気圧下または真空下で行なう）により接続され
ている。高温超電導コイル永久電流スイッチ７は、ＨＴ
ｃ薄膜９を加熱するヒータ４を備える。
【００３２】図３は、図１に示す高温超電導コイル永久
電流スイッチ７を組込んだ、超電導マグネットの概念図
である。超電導コイル１１は、電極１２を介して、定電
流源１３に接続されている。超電導コイル１１の端子
Ａ，Ｂは、ＨＴｃ薄膜７に拡散接合により接続されてい
る。ヒータ４は、ＨＴｃ薄膜７を加熱するようになって
いる。
電流スイッチ７を組込んだ、超電導マグネットの概念図
である。超電導コイル１１は、電極１２を介して、定電
流源１３に接続されている。超電導コイル１１の端子
Ａ，Ｂは、ＨＴｃ薄膜７に拡散接合により接続されてい
る。ヒータ４は、ＨＴｃ薄膜７を加熱するようになって
いる。
【００３３】図４は、図３に示す超電導マグネットをさ
らに詳細に図示したものである。銅ボビン１４に、超電
導コイル１１が巻付けられている。超電導コイル１１の
両端Ａ，Ｂは永久電流スイッチ７に接続されている。永
久電流スイッチ７の全体は、樹脂１５により被覆されて
いる。永久電流スイッチ７と並列になるように、超電導
コイル１１には、定電流源１３が接続されている。
らに詳細に図示したものである。銅ボビン１４に、超電
導コイル１１が巻付けられている。超電導コイル１１の
両端Ａ，Ｂは永久電流スイッチ７に接続されている。永
久電流スイッチ７の全体は、樹脂１５により被覆されて
いる。永久電流スイッチ７と並列になるように、超電導
コイル１１には、定電流源１３が接続されている。
【００３４】実施の形態１係る高温超電導コイル永久電
流スイッチの常電導抵抗は、従来の銀シーステープで形
成された永久電流スイッチに比べて、３桁以上の差があ
る。したがって、超電導コイルを励磁する場合、永久電
流スイッチに流れる電流は、励磁速度にもよるが、従来
の銀シーステープに比べて３桁程度小さくなり、無視で
きる程度に小さくなる。一方、超電導状態では、ＨＴｃ
薄膜の臨界電流密度は高く、１μｍ厚でも、従来の銀シ
ーステープと同等以上の臨界電流が得られる。ひいて
は、永久電流スイッチを介したコイルの永久電流モード
状態で、コイルの高臨界電流密度が実現できる。
流スイッチの常電導抵抗は、従来の銀シーステープで形
成された永久電流スイッチに比べて、３桁以上の差があ
る。したがって、超電導コイルを励磁する場合、永久電
流スイッチに流れる電流は、励磁速度にもよるが、従来
の銀シーステープに比べて３桁程度小さくなり、無視で
きる程度に小さくなる。一方、超電導状態では、ＨＴｃ
薄膜の臨界電流密度は高く、１μｍ厚でも、従来の銀シ
ーステープと同等以上の臨界電流が得られる。ひいて
は、永久電流スイッチを介したコイルの永久電流モード
状態で、コイルの高臨界電流密度が実現できる。
【００３５】また、ＮＭＲのように、高い磁場安定度の
要求される永久電流モード運転では、超電導コイルの永
久電流スイッチジョイントには、１０-13 Ωオーダの低
抵抗のジョイントが必要である。
要求される永久電流モード運転では、超電導コイルの永
久電流スイッチジョイントには、１０-13 Ωオーダの低
抵抗のジョイントが必要である。
【００３６】実施の形態１に係る永久電流スイッチによ
れば、ジョイントを銀同士の拡散接合で行なっているた
め、このような要求を満足させることができる。
れば、ジョイントを銀同士の拡散接合で行なっているた
め、このような要求を満足させることができる。
【００３７】なお、上記実施例では、超電導コイル１１
とＨＴｃ薄膜９との接続を、銀の拡散接合で行なう場合
を例示したが、この発明はこれに限られるものでなく、
ジョイント方法としては、はんだ付けでもよい。
とＨＴｃ薄膜９との接続を、銀の拡散接合で行なう場合
を例示したが、この発明はこれに限られるものでなく、
ジョイント方法としては、はんだ付けでもよい。
【００３８】実施の形態２ 実施の形態１では、基板として、単結晶基板を用いる場
合を例示したが、実施の形態２では、基板として、合金
テープ（ハステロイ）を使用する。
合を例示したが、実施の形態２では、基板として、合金
テープ（ハステロイ）を使用する。
【００３９】図５を参照して、２０〜３０ｍｍφのＦＲ
Ｐ芯材１６に、ＨＴｃ薄膜のついたハステロイの合金テ
ープ１７が、螺旋状に巻付けられている。合金テープ１
７には、超電導コイルの両端Ａ，Ｂが接続されている。
ＨＴｃ薄膜のついた合金テープ１７を用いると、従来の
銀シーステープを用いたもの（図７参照）に比べて、装
置をコンパクトにすることができる。すなわち、図７に
示す従来の装置では、銀シーステープを長くし、その抵
抗を大きくする必要があるため、ＦＲＰ芯材１の径は１
００ｍｍφ必要であったが、ＨＴｃ薄膜のついた合金テ
ープ１７を用いれば、その抵抗が大きいため、ＦＲＰ芯
材１６の径を２０〜３０ｍｍφにすることができる。そ
の結果、装置をコンパクトにすることができるという効
果を奏する。また、曲げ歪に強くなる。
Ｐ芯材１６に、ＨＴｃ薄膜のついたハステロイの合金テ
ープ１７が、螺旋状に巻付けられている。合金テープ１
７には、超電導コイルの両端Ａ，Ｂが接続されている。
ＨＴｃ薄膜のついた合金テープ１７を用いると、従来の
銀シーステープを用いたもの（図７参照）に比べて、装
置をコンパクトにすることができる。すなわち、図７に
示す従来の装置では、銀シーステープを長くし、その抵
抗を大きくする必要があるため、ＦＲＰ芯材１の径は１
００ｍｍφ必要であったが、ＨＴｃ薄膜のついた合金テ
ープ１７を用いれば、その抵抗が大きいため、ＦＲＰ芯
材１６の径を２０〜３０ｍｍφにすることができる。そ
の結果、装置をコンパクトにすることができるという効
果を奏する。また、曲げ歪に強くなる。
【図１】実施の形態１に係る高温超電導コイル永久電流
スイッチの断面図である。
スイッチの断面図である。
【図２】実施の形態１に係る高温超電導コイル永久電流
スイッチの平面図である。
スイッチの平面図である。
【図３】実施の形態１に係る高温超電導コイル永久電流
スイッチを組込んだ超電導マグネットの回路図である。
スイッチを組込んだ超電導マグネットの回路図である。
【図４】実施の形態１に係る高温超電導コイル永久電流
スイッチを組込んだ超電導マグネットの概念図である。
スイッチを組込んだ超電導マグネットの概念図である。
【図５】実施の形態２に係る高温超電導コイル永久電流
スイッチの概念図である。
スイッチの概念図である。
【図６】超電導マグネットの永久電流モード運転方法を
示す図である。
示す図である。
【図７】従来の高温超電導コイル永久電流スイッチの概
念図である。
念図である。
【図８】銀シーステープを製造する方法の第１の工程を
示す図である。
示す図である。
【図９】銀シーステープを製造する方法の第２の工程を
示す図である。
示す図である。
４ ヒータ ７ 単結晶基板 ８ バッファ層 ９ ＨＴｃ薄膜 １０ 銀コート Ａ，Ｂ 超電導コイルの端子
Claims (7)
- 【請求項１】 超電導コイルの端子間に取付けられる高
温超電導コイル永久電流スイッチであって、 基板と、 前記基板の上に設けられ、前記超電導コイルの前記端子
が接続される高温超電導薄膜と、 前記高温超電導薄膜を加熱する加熱手段と、を備えた高
温超電導コイル永久電流スイッチ。 - 【請求項２】 前記高温超電導薄膜の上に設けられた銀
コートをさらに備える、請求項１に記載の高温超電導コ
イル永久電流スイッチ。 - 【請求項３】 前記超電導コイルは銀シーステープによ
り形成されており、 前記超電導コイルの前記端子と前記高温超電導薄膜は、
前記銀コートを介して、拡散接合により接続されてい
る、請求項２に記載の高温超電導コイル永久電流スイッ
チ。 - 【請求項４】 前記基板は、単結晶基板を含む、請求項
１に記載の高温超電導コイル永久電流スイッチ。 - 【請求項５】 前記基板は、合金テープを含む、請求項
１に記載の高温超電導コイル永久電流スイッチ。 - 【請求項６】 前記高温超電導薄膜は、８０Ｋ以上で常
電導になるような材料で形成されている、請求項１に記
載の高温超電導コイル永久電流スイッチ。 - 【請求項７】 前記基板と前記超電導薄膜の間には、バ
ッファ層が設けられている、請求項１に記載の高温超電
導コイル永久電流スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141679A JPH11340533A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 高温超電導コイル永久電流スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141679A JPH11340533A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 高温超電導コイル永久電流スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340533A true JPH11340533A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15297692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10141679A Pending JPH11340533A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 高温超電導コイル永久電流スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11340533A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003069093A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Central Japan Railway Co | 永久電流スイッチおよびそれを用いた超電導マグネット |
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| US8138880B2 (en) | 2008-07-30 | 2012-03-20 | International Business Machines Corporation | Persistent current switch |
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-
1998
- 1998-05-22 JP JP10141679A patent/JPH11340533A/ja active Pending
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| JPWO2020162018A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2021-12-16 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材及び永久電流スイッチ |
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