JPS6247178A - 熱式永久電流スイツチ - Google Patents
熱式永久電流スイツチInfo
- Publication number
- JPS6247178A JPS6247178A JP60188103A JP18810385A JPS6247178A JP S6247178 A JPS6247178 A JP S6247178A JP 60188103 A JP60188103 A JP 60188103A JP 18810385 A JP18810385 A JP 18810385A JP S6247178 A JPS6247178 A JP S6247178A
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- JP
- Japan
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- alloy
- current switch
- thermal
- tape
- superconducting
- 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】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
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、クライオスタット内に設けられた超電導コイ
ルに付属して用いられる熱式永久電流スイッチに関する
ものである。
ルに付属して用いられる熱式永久電流スイッチに関する
ものである。
（従来の技術）
一般に超電導コイルを作動させるためには、外部の電源
からクライオスタット内に入いるリード線を用いて超電
導コイルに電流を供給するが、例えば磁気浮上列車等の
場合には、外部電源から電流供給金堂けない永久電流モ
ードでも、超電導コイルが使用される。従って、このよ
うな超電導コイルでは電流供給モード、永久電流モード
の切り換え手段が必要となシ、有力な切シ換え装置の１
つとして熱式永久電流スイッチが考えられ開発されつつ
ある。
からクライオスタット内に入いるリード線を用いて超電
導コイルに電流を供給するが、例えば磁気浮上列車等の
場合には、外部電源から電流供給金堂けない永久電流モ
ードでも、超電導コイルが使用される。従って、このよ
うな超電導コイルでは電流供給モード、永久電流モード
の切り換え手段が必要となシ、有力な切シ換え装置の１
つとして熱式永久電流スイッチが考えられ開発されつつ
ある。
この熱式永久電流スイッチは超電導コイルと共にクライ
オスタット内に設けられて、超電導コイルと同様に液体
ヘリウム中に浸漬して用いられる。
オスタット内に設けられて、超電導コイルと同様に液体
ヘリウム中に浸漬して用いられる。
その主な構成部材は超電導線とヒーターであ）、両者は
接しているかまたは互いに近辺に位置する場合が多い。
接しているかまたは互いに近辺に位置する場合が多い。
超電導コイルに巻き回して用いられる通常の超電導線は
、熱的および電気的な安定化金目的として多数の超電導
性フィラメントにＣｕを複合させたものが用いられるが
、熱式永久電流スイッチに用いられる超電導線は、第３
図にその概略を示すように、Ｎｂ−Ｔｉ合金極細フィラ
メント６の周Ｕ１４にＣｕ −Ｓｎ合金捷たはＣｕ −
Ｎｉ合金７等を複合することによシ、常電導状態で電気
抵抗の高い形にして用いらねている。
、熱的および電気的な安定化金目的として多数の超電導
性フィラメントにＣｕを複合させたものが用いられるが
、熱式永久電流スイッチに用いられる超電導線は、第３
図にその概略を示すように、Ｎｂ−Ｔｉ合金極細フィラ
メント６の周Ｕ１４にＣｕ −Ｓｎ合金捷たはＣｕ −
Ｎｉ合金７等を複合することによシ、常電導状態で電気
抵抗の高い形にして用いらねている。
このような超電導線を用いて作成した熱式永久電流スイ
ッチを使用［２て、超電導コイル全永久電流モードで作
動させるためには、先づ超電導コイルと並列に接続した
該スイッチのヒーターをＯＮにして超電導線の温度を上
昇させ常電導状態とし、該スイッチを電気抵抗の高い状
態として超電導コイルに電流全供給する。即ち、電流供
給モードでは該スイッチはＯＦＦの状態にある。次に電
流を供給した後、前記ヒーターをＯＦＦとして前記超電
導線を超電導状態とすれは、永久電流モードで前記超電
導コイルを使用することができる。即ち、永久電流モー
ドでは該スイッチはＯＮの状態にある。
ッチを使用［２て、超電導コイル全永久電流モードで作
動させるためには、先づ超電導コイルと並列に接続した
該スイッチのヒーターをＯＮにして超電導線の温度を上
昇させ常電導状態とし、該スイッチを電気抵抗の高い状
態として超電導コイルに電流全供給する。即ち、電流供
給モードでは該スイッチはＯＦＦの状態にある。次に電
流を供給した後、前記ヒーターをＯＦＦとして前記超電
導線を超電導状態とすれは、永久電流モードで前記超電
導コイルを使用することができる。即ち、永久電流モー
ドでは該スイッチはＯＮの状態にある。
以上その基本動作を示したような熱式永久電流スイッチ
に用いられる超電導線は、前述したように多数の極細超
電導性フィラメントにＣｕ −Ｓｎ合金またはＣｕ−Ｎ
ｉ合金等の高抵抗金属全複合した形のものであって、例
えば特開昭５８−１５０２１３号公報では次の如く示さ
れている。即ち、Ｃｕ −５ｗｔ％Ｓｎ合金をマトリッ
クスとして３０１本のＮｂ −Ｔｉフィラメントを埋め
込み、全体として断面積２．０ｔｎｄの線材とし、この
線材を限られた空間内に、所望の電気抵抗に相当する長
さの超電導線として、コイル状に巻き回して収納してい
る。
に用いられる超電導線は、前述したように多数の極細超
電導性フィラメントにＣｕ −Ｓｎ合金またはＣｕ−Ｎ
ｉ合金等の高抵抗金属全複合した形のものであって、例
えば特開昭５８−１５０２１３号公報では次の如く示さ
れている。即ち、Ｃｕ −５ｗｔ％Ｓｎ合金をマトリッ
クスとして３０１本のＮｂ −Ｔｉフィラメントを埋め
込み、全体として断面積２．０ｔｎｄの線材とし、この
線材を限られた空間内に、所望の電気抵抗に相当する長
さの超電導線として、コイル状に巻き回して収納してい
る。
そして、この熱式永久電流スイッチに用いられる超電導
線に要求される性質は、超電導線として渡しつる電流容
量が大きいこと、常′Ｎ、導状態で電気抵抗値が高いこ
と、およびコイルに巻いたときの体積が小さいことであ
る。
線に要求される性質は、超電導線として渡しつる電流容
量が大きいこと、常′Ｎ、導状態で電気抵抗値が高いこ
と、およびコイルに巻いたときの体積が小さいことであ
る。
（発明が解決しようとする問題点）
上述のように熱式永久電流スイッチに用いられる超電導
線には、安定化Ｃｕが複合されていないため当然として
その働きは極めて不安定であシ、超電導体断面積描たシ
の使用できる電流密度は、安定化Ｃｕが複合されている
場合に比較して１／１５〜１／２゜と劣っている。従っ
て、超電導体の断面積を増加１〜で使用しているのが゛
現状であり、とのために常電導状態でのＪｖ位長さ当′
＃−，シの抵抗が小さくな遵、よって熱式永久電流スイ
ッチの体積音大きくし、またヒーターの容量を増加させ
、熱式永久電流スイッチがＯＦＦのときの液体ヘリウム
蒸発量全天きくしていた。ネらには、熱式永久１１１．
流スイッチと１〜て充分に大きな抵抗が得られないため
に、超電導コイルの励磁に長い時間を要していた。
線には、安定化Ｃｕが複合されていないため当然として
その働きは極めて不安定であシ、超電導体断面積描たシ
の使用できる電流密度は、安定化Ｃｕが複合されている
場合に比較して１／１５〜１／２゜と劣っている。従っ
て、超電導体の断面積を増加１〜で使用しているのが゛
現状であり、とのために常電導状態でのＪｖ位長さ当′
＃−，シの抵抗が小さくな遵、よって熱式永久電流スイ
ッチの体積音大きくし、またヒーターの容量を増加させ
、熱式永久電流スイッチがＯＦＦのときの液体ヘリウム
蒸発量全天きくしていた。ネらには、熱式永久１１１．
流スイッチと１〜て充分に大きな抵抗が得られないため
に、超電導コイルの励磁に長い時間を要していた。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、超電導線の体積を小さく保ちながら、永久電流モ
ードにおいては超電導コイルに充分な電流を流すことが
でき、しかも電流供給モードにおいては抵抗の乱い熱式
永久電流スイッチを得ることを目的としている。
ので、超電導線の体積を小さく保ちながら、永久電流モ
ードにおいては超電導コイルに充分な電流を流すことが
でき、しかも電流供給モードにおいては抵抗の乱い熱式
永久電流スイッチを得ることを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
この発明に係る熱式永久電流スイッチは、他の金属材料
全複合しない合金系超電導性チーｆを巻き回して円筒状
体とし、該円筒状体の中心軸方向を外部磁界方向と一致
させて配置したものである。
全複合しない合金系超電導性チーｆを巻き回して円筒状
体とし、該円筒状体の中心軸方向を外部磁界方向と一致
させて配置したものである。
ここで合金系超電導性テープの材料と１〜てはＮｂ −
Ｔｉ合金、Ｎｂ −Ｚｒ合金、Ｎｂ −Ｔｉ −Ｔａ合
金が用いられる。
Ｔｉ合金、Ｎｂ −Ｚｒ合金、Ｎｂ −Ｔｉ −Ｔａ合
金が用いられる。
（作用）
本発明で用いた合金系超電導性チーｆは、印加磁界の方
向が該テープの表面と平行になるよう配置すると、前記
のフィラメント形超電導線の場合よりも、電流容ｆｋｋ
増すことができ、さらに従来例で用いられていたＣｕ
−Ｓｎ合金またけＣｕ −Ｎｉ合金を複合させる必要が
なくなるので、単位長さ当たりの電気抵抗も増加させる
ことができる。
向が該テープの表面と平行になるよう配置すると、前記
のフィラメント形超電導線の場合よりも、電流容ｆｋｋ
増すことができ、さらに従来例で用いられていたＣｕ
−Ｓｎ合金またけＣｕ −Ｎｉ合金を複合させる必要が
なくなるので、単位長さ当たりの電気抵抗も増加させる
ことができる。
このような合金系超電導性テープを巻き回して円筒状体
とし、該円筒状体の中心軸方向全外部の磁界方向と一致
させて（このとき磁界方向とテープの表面とは平行にな
る）クライオスタット内に設けることにより、小型で電
流容量が大きく高電気抵抗の熱式永久電流スイッチを提
供することができる。
とし、該円筒状体の中心軸方向全外部の磁界方向と一致
させて（このとき磁界方向とテープの表面とは平行にな
る）クライオスタット内に設けることにより、小型で電
流容量が大きく高電気抵抗の熱式永久電流スイッチを提
供することができる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例について説明する。先づ、第１
図に示すような厚さ２０μｍ１幅１３−のＮｂ −Ｔｉ
合金チー７°全作製した。長さ約５０ｍのこの合金テー
プを絶縁テープと共に巻芯に巻き回し、第２図に示す構
造を有する熱式永久電流スイッチを作成した。図中、１
はＮｂ−Ｔｉ合金テープ、２は巻芯、３け合金テープ１
を加熱するヒーター、４は例えばガラス繊維強化プラス
チック等から成る熱絶縁層、５は合金テープ１押えを兼
用した熱絶縁物をそれぞれ示す。
図に示すような厚さ２０μｍ１幅１３−のＮｂ −Ｔｉ
合金チー７°全作製した。長さ約５０ｍのこの合金テー
プを絶縁テープと共に巻芯に巻き回し、第２図に示す構
造を有する熱式永久電流スイッチを作成した。図中、１
はＮｂ−Ｔｉ合金テープ、２は巻芯、３け合金テープ１
を加熱するヒーター、４は例えばガラス繊維強化プラス
チック等から成る熱絶縁層、５は合金テープ１押えを兼
用した熱絶縁物をそれぞれ示す。
この熱式永久電流スイッチを液体ヘリウムで冷却し通電
したところ、７００Ａで電圧が発生した。
したところ、７００Ａで電圧が発生した。
また、ヒーター３に通電しＮｂ −Ｔｉ合金チー７″１
の温度を約１３にとし、この端子間の抵抗を測定したと
ころ、１１０Ωを示した。一方、この熱式永久電流スイ
ッチの外径は９０φ×３０−であり、従来の１０Ω熱式
永久電流スイッチの体積のＩＡ〜１４であった。
の温度を約１３にとし、この端子間の抵抗を測定したと
ころ、１１０Ωを示した。一方、この熱式永久電流スイ
ッチの外径は９０φ×３０−であり、従来の１０Ω熱式
永久電流スイッチの体積のＩＡ〜１４であった。
なお、上記実施例ではテープの材料としてＮｂ−Ｔｉ合
金を用いたが、合金系の材料は電流容量の異方性を有し
ておシ、この性質を利用すれば他の超電導性合金、例え
ばＮｂ −Ｚｒ合金、隅−Ｔｉ−Ｔａ合金等もテープ材
料として使用することができる。
金を用いたが、合金系の材料は電流容量の異方性を有し
ておシ、この性質を利用すれば他の超電導性合金、例え
ばＮｂ −Ｚｒ合金、隅−Ｔｉ−Ｔａ合金等もテープ材
料として使用することができる。
また、上記実施例ではテープ寸法を厚さ２０μｍ、幅１
３鱈、長さ約５０ｍとしたが、本発明はこれらの寸法に
限定されるものではなく、厚さと幅については電流容量
から、長さについては電気抵抗からそれぞれ決定される
べきものである。
３鱈、長さ約５０ｍとしたが、本発明はこれらの寸法に
限定されるものではなく、厚さと幅については電流容量
から、長さについては電気抵抗からそれぞれ決定される
べきものである。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明では合金系超電
導性テープを巻き回して円筒状体とし、この円筒状体の
中心軸方向を外部磁界方向と一致するように配置して使
用することによシ、小型で電気抵抗が高くしかも電流容
量の大きいという優れた特性をもつ熱式永久電流スイッ
チを得る効果がある。
導性テープを巻き回して円筒状体とし、この円筒状体の
中心軸方向を外部磁界方向と一致するように配置して使
用することによシ、小型で電気抵抗が高くしかも電流容
量の大きいという優れた特性をもつ熱式永久電流スイッ
チを得る効果がある。
第１図は本発明に用いられた合金系超電導性テープの斜
視図、第２図は本発明の熱式永久電流スイッチの構造を
示す断面図、第３図は従来の合金系超電導線の斜視図で
ある。 １・・・Ｎｂ −Ｔｉ合金テープ、２・・・巻芯、３・
・・ヒーター、４・・・熱絶縁層、５・−熱絶縁物、６
・・」亜−Ｔｉ合金極細フィラメント、７・・・Ｃｕ
−Ｓｎ合金またはＣｕ −Ｎｉ合金。
視図、第２図は本発明の熱式永久電流スイッチの構造を
示す断面図、第３図は従来の合金系超電導線の斜視図で
ある。 １・・・Ｎｂ −Ｔｉ合金テープ、２・・・巻芯、３・
・・ヒーター、４・・・熱絶縁層、５・−熱絶縁物、６
・・」亜−Ｔｉ合金極細フィラメント、７・・・Ｃｕ
−Ｓｎ合金またはＣｕ −Ｎｉ合金。
Claims (4)
- （１）合金系超電導性テープを巻き回して円筒状体とし
、該円筒状体の中心軸方向を外部磁界方向と一致させて
配置したことを特徴とする熱式永久電流スイッチ。 - （２）前記合金系超電導性テープの材料がＮｂ−Ｔｉ合
金である特許請求の範囲第（１）項記載の熱式永久電流
スイッチ。 - （３）前記合金系超電導性テープの材料がＮｂ−Ｚｒ合
金である特許請求の範囲第（１）項記載の熱式永久電流
スイッチ。 - （４）前記合金系超電導性テープの材料がＮｂ−Ｔｉ−
Ｔａ合金である特許請求の範囲第（１）項記載の熱式永
久電流スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60188103A JPS6247178A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 熱式永久電流スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60188103A JPS6247178A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 熱式永久電流スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247178A true JPS6247178A (ja) | 1987-02-28 |
Family
ID=16217750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60188103A Pending JPS6247178A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | 熱式永久電流スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247178A (ja) |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP60188103A patent/JPS6247178A/ja active Pending
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