JPS6367709A - 緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置 - Google Patents
緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置Info
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- JPS6367709A JPS6367709A JP61210844A JP21084486A JPS6367709A JP S6367709 A JPS6367709 A JP S6367709A JP 61210844 A JP61210844 A JP 61210844A JP 21084486 A JP21084486 A JP 21084486A JP S6367709 A JPS6367709 A JP S6367709A
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
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- H01F6/006—Supplying energising or de-energising current; Flux pumps
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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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〕
この発明は、緊急消磁装置付き超電導マグネット装置に
関するものであり、特Ｋ、磁気共鳴イメージング装置に
おける静磁界発生のために、永久電流モードで運転され
るようにした、緊急消磁装置付き超電導マグネット装置
に関するものである。
関するものであり、特Ｋ、磁気共鳴イメージング装置に
おける静磁界発生のために、永久電流モードで運転され
るようにした、緊急消磁装置付き超電導マグネット装置
に関するものである。
第５図は、従来からのこの種の緊急消磁装置付き超電導
マグネット装置を例示する概略構成図でちる。この第Ｓ
図において、（１）は超電導コイルであって、永久電流
スイッチ（２）がこれと並列に接続されている。この永
久電流スイッチ（２）は、永久電流スイッチ超電導体（
３）とこれに近接して設けられた永久電流スイッチヒー
タ（＜＝）とからなＡものである。（Ｓ）は保護素子で
あって、適当な抵抗やダイオードからなるものであυ、
超電導コイル（１）と並列にされている。なお、この保
護素子（ｒ）は、超電導コイル（１）にクエンチが発生
した場合に永久電流スイッチ（２）の両端に生じる電圧
を抑制するために設けられているものである。
マグネット装置を例示する概略構成図でちる。この第Ｓ
図において、（１）は超電導コイルであって、永久電流
スイッチ（２）がこれと並列に接続されている。この永
久電流スイッチ（２）は、永久電流スイッチ超電導体（
３）とこれに近接して設けられた永久電流スイッチヒー
タ（＜＝）とからなＡものである。（Ｓ）は保護素子で
あって、適当な抵抗やダイオードからなるものであυ、
超電導コイル（１）と並列にされている。なお、この保
護素子（ｒ）は、超電導コイル（１）にクエンチが発生
した場合に永久電流スイッチ（２）の両端に生じる電圧
を抑制するために設けられているものである。
そして、このようにして配列されたものは、低温容器（
６）に収納されている。この低温容器（６）の内部は適
当な冷媒（図示されない）によって所要の低温を維持す
るようにされている。また、（／り）はヒータ電源であ
って、ヒータ回路開閉スイッチ（／ｊ）を介して永久電
流スイッチヒータ（＜＝）に接続されている。なお、■
ｏは励磁電流（または永久電流）であって、超電導コイ
ル（１）および永久電流スイッチ超電導体（３）からな
る閉回路を循環して流れるものである。いま、ヒータ回
路開閉スイッチ（１５）が開路状態にあるものとすると
、永久電流スイッチ（２）は冷媒によシ冷却されて、超
電導状態にあることになる。
６）に収納されている。この低温容器（６）の内部は適
当な冷媒（図示されない）によって所要の低温を維持す
るようにされている。また、（／り）はヒータ電源であ
って、ヒータ回路開閉スイッチ（／ｊ）を介して永久電
流スイッチヒータ（＜＝）に接続されている。なお、■
ｏは励磁電流（または永久電流）であって、超電導コイ
ル（１）および永久電流スイッチ超電導体（３）からな
る閉回路を循環して流れるものである。いま、ヒータ回
路開閉スイッチ（１５）が開路状態にあるものとすると
、永久電流スイッチ（２）は冷媒によシ冷却されて、超
電導状態にあることになる。
このような従来からの緊急消磁装置付き超電導マグネッ
ト装置の動作の説明に先立ち、この種の装置が永久電流
モードで運転、されているときの、超電導マグネット装
置の励磁のしかた、および、消磁のしかたを説明する。
ト装置の動作の説明に先立ち、この種の装置が永久電流
モードで運転、されているときの、超電導マグネット装
置の励磁のしかた、および、消磁のしかたを説明する。
第６図には、このような従来からの緊急消磁装置付き超
電導マグネット装置において励磁部が付設されているも
のが示されている。この第６図において、（／６）は励
磁電源であって、パワーリード（ｌり）を介して超電導
コイル（１）と並列に接Ｉ光されている。なお、この第
６図において、第Ｓ図のものと同じ符号が付されている
ものは、それらと同一または相当のものであるから、そ
の説明は省略する。
電導マグネット装置において励磁部が付設されているも
のが示されている。この第６図において、（／６）は励
磁電源であって、パワーリード（ｌり）を介して超電導
コイル（１）と並列に接Ｉ光されている。なお、この第
６図において、第Ｓ図のものと同じ符号が付されている
ものは、それらと同一または相当のものであるから、そ
の説明は省略する。
いま、このような超電導マグネット装置を励磁しようと
しているものとすると、まず、ヒータ回路開閉スイッチ
（／ヨ）を閉じて永久電流スイッチヒータ（りを通電さ
せ、永久電流スイッチ超電導体（３）を加熱させると、
この永久電流スイッチ超電導体（３）は超電導状態から
常電導状態（て転位しである所定の抵抗が発生すること
になる。
しているものとすると、まず、ヒータ回路開閉スイッチ
（／ヨ）を閉じて永久電流スイッチヒータ（りを通電さ
せ、永久電流スイッチ超電導体（３）を加熱させると、
この永久電流スイッチ超電導体（３）は超電導状態から
常電導状態（て転位しである所定の抵抗が発生すること
になる。
第７図は、上記された状態にある超電導マグネット装置
の等価回路の例示図である。この第７図において、ｒｐ
は常電導状態における永久１！流スイッチ超電導体（３
）の抵抗値、ｒＤは保護素子Ｄ）のインピーダンス、Ｌ
は超電導コイル（１）の自己インダクタンスを夫々に示
している。また、工、ハ励磁ｍ源（／６）からの出力電
流、工。は超電導コイル（１）に対する励磁電流、■、
は永久電流スイッチ（２）に対する分流電流を示すもの
である。
の等価回路の例示図である。この第７図において、ｒｐ
は常電導状態における永久１！流スイッチ超電導体（３
）の抵抗値、ｒＤは保護素子Ｄ）のインピーダンス、Ｌ
は超電導コイル（１）の自己インダクタンスを夫々に示
している。また、工、ハ励磁ｍ源（／６）からの出力電
流、工。は超電導コイル（１）に対する励磁電流、■、
は永久電流スイッチ（２）に対する分流電流を示すもの
である。
このような状態において、ある一定の上昇率αをもって
励磁電源（／６）からの出力電流■８を増大させるとき
の超電導コイル（１）の端子間電圧、即ち永久電流スイ
ッチ（ニ）の両端間の電圧■２は次式なお、ｒばｒＰと
ｒＤとの並列合成抵抗値を示すものである。このとき、
永久電流スイッチ（２）に分流される電流工、は、 Ｐ ■、−− ｒｐ で与えられるが、常電導状態における永久電流スイッチ
（，２）の通電耐量は、一般に、超電導状態の場合に比
べて小さいものであることから、励磁中の永久電流スイ
ッチ（＝）の両端の電圧■２が過大とならないように、
前記電流上昇率αを逍当に制御することが必要になる。
励磁電源（／６）からの出力電流■８を増大させるとき
の超電導コイル（１）の端子間電圧、即ち永久電流スイ
ッチ（ニ）の両端間の電圧■２は次式なお、ｒばｒＰと
ｒＤとの並列合成抵抗値を示すものである。このとき、
永久電流スイッチ（２）に分流される電流工、は、 Ｐ ■、−− ｒｐ で与えられるが、常電導状態における永久電流スイッチ
（，２）の通電耐量は、一般に、超電導状態の場合に比
べて小さいものであることから、励磁中の永久電流スイ
ッチ（＝）の両端の電圧■２が過大とならないように、
前記電流上昇率αを逍当に制御することが必要になる。
いま、超電導コイル（１）に対する励磁電流■。がある
所定の運転電流に達したものとすると、ヒータ回路開閉
スイッチ（１５）を開路して、永久電流スイッチヒータ
（グ）電流れる電流を遮断する。そして、永久電流スイ
ッチ超電導体（３）は冷媒によｐ冷却されて、超電導状
態に転位する。このような状態においては、超電導コイ
ル（１）と永久電流スイッチ（コ）とからなる超電導閉
回路が構成されて、励磁電流工。はこの超電導閉回路を
循環して流れることになる。
所定の運転電流に達したものとすると、ヒータ回路開閉
スイッチ（１５）を開路して、永久電流スイッチヒータ
（グ）電流れる電流を遮断する。そして、永久電流スイ
ッチ超電導体（３）は冷媒によｐ冷却されて、超電導状
態に転位する。このような状態においては、超電導コイ
ル（１）と永久電流スイッチ（コ）とからなる超電導閉
回路が構成されて、励磁電流工。はこの超電導閉回路を
循環して流れることになる。
ここで、励磁電源（／６）からの出力電流工。を減少さ
せ、パワーリード（／り）を引き外すことにょシ励磁電
源（／６）を超電導コイル（１）から切り離せば、Ｍｊ
図に示されていると同様な構成がとられることＫなシ、
超電導コイル（１）には励磁電流工、が永久電流として
還流して、永久電流運転が行なわれることになる。この
状態においては、超電導コイル（１）は励磁電源（ハＤ
から切シ離されており、電源電圧や気温変化などの影響
をうけることなく、超電導マグネット装置は極めて安定
な磁場を発生させることができる。このことから、例え
ば、極めて高い安定度が要求される磁気共鳴イメージン
グ装置における靜磁界発生のために、永久電流モードに
よる運転を行なうようにされている。
せ、パワーリード（／り）を引き外すことにょシ励磁電
源（／６）を超電導コイル（１）から切り離せば、Ｍｊ
図に示されていると同様な構成がとられることＫなシ、
超電導コイル（１）には励磁電流工、が永久電流として
還流して、永久電流運転が行なわれることになる。この
状態においては、超電導コイル（１）は励磁電源（ハＤ
から切シ離されており、電源電圧や気温変化などの影響
をうけることなく、超電導マグネット装置は極めて安定
な磁場を発生させることができる。このことから、例え
ば、極めて高い安定度が要求される磁気共鳴イメージン
グ装置における靜磁界発生のために、永久電流モードに
よる運転を行なうようにされている。
次Ｋ、永久電流モードで運転されているときの超電導マ
グネット装置に対する消磁は、通常、前記された励磁と
は逆の過程をたどることによって行なわれる。
グネット装置に対する消磁は、通常、前記された励磁と
は逆の過程をたどることによって行なわれる。
即ち、第３図に示されている構成をもって運転されてい
る超電導マグネット装置に対して、パワーリード（／り
）を介して励磁電源（ハ０を超電導コイル（１）に接続
されて、第６図に示されている構成をとるようにされる
。そして、励磁電源（／６）からの出力電流■８を増加
させて、超電導コイル（１）電流れる励磁電流工。に等
しくなるようにさせる。
る超電導マグネット装置に対して、パワーリード（／り
）を介して励磁電源（ハ０を超電導コイル（１）に接続
されて、第６図に示されている構成をとるようにされる
。そして、励磁電源（／６）からの出力電流■８を増加
させて、超電導コイル（１）電流れる励磁電流工。に等
しくなるようにさせる。
この後で、ヒータ回路開閉スイッチ（／り）を閉路させ
ると、永久電流スイッチヒータ（り）が通電され、加温
されて、永久電流スイッチ超電導体（３）は常電導状態
に転位し、第７図に示されているような状態にされる。
ると、永久電流スイッチヒータ（り）が通電され、加温
されて、永久電流スイッチ超電導体（３）は常電導状態
に転位し、第７図に示されているような状態にされる。
この第り図に示されているような状態においては、ある
所定の抵抗が永久電流スイッチ超電導体（３）Ｋ発生し
ているために、励磁電源（／６）からの出力電流Ｉ８は
超電導コイル（１）に対する励磁電流Ｉ。とほぼ等しく
、前記励磁電源（１６）からの出力電流工。を次第に低
減させて零とすることによシ、超電導コイル（１）を消
磁させることができる。
所定の抵抗が永久電流スイッチ超電導体（３）Ｋ発生し
ているために、励磁電源（／６）からの出力電流Ｉ８は
超電導コイル（１）に対する励磁電流Ｉ。とほぼ等しく
、前記励磁電源（１６）からの出力電流工。を次第に低
減させて零とすることによシ、超電導コイル（１）を消
磁させることができる。
永久電流モードで運転されている超電導マグネット装置
に対する消磁は、通常、前記されたやり方で行なわれる
ために、例えば、鋏体の吸着や火災等の理由のために緊
急な消磁が必要とされるときにも、励磁電源（／ｌ）を
準備すること、パワーリード（／り）を結線させること
、励磁電源（八〇からの出力電流工。を増大させること
、永久電流スイッチ（コ）を開路させること等の様々な
操作が必要であることから、このような励磁電源が用い
られているときの消磁は、多くの時間を必要とするもの
である。
に対する消磁は、通常、前記されたやり方で行なわれる
ために、例えば、鋏体の吸着や火災等の理由のために緊
急な消磁が必要とされるときにも、励磁電源（／ｌ）を
準備すること、パワーリード（／り）を結線させること
、励磁電源（八〇からの出力電流工。を増大させること
、永久電流スイッチ（コ）を開路させること等の様々な
操作が必要であることから、このような励磁電源が用い
られているときの消磁は、多くの時間を必要とするもの
である。
このために、永久電流モードで運転される超電導マグネ
ット装置に対しては、従来から、次のような緊急消磁の
しかたが用いられている。
ット装置に対しては、従来から、次のような緊急消磁の
しかたが用いられている。
即ち、第５図に示されているような構成をとることによ
り、超電導マグネット装置を永久電流モードで運転を行
わせるとともに、永久電流スイッチヒータ（ｌＩ）は、
常時、開路されているヒータ回路開閉スイッチ（ｌりを
介してヒータ電源（／り）に接続させておく。そして、
緊急消磁が必要となったときＫは、ヒータ回路開閉スイ
ッチ（ＬＤを閉路させる。これにより、永久電流スイッ
チヒータ（ｑ）は通電され、加温されて、永久電流スイ
ッチ超電導体（３）は常電導状態に転位することによシ
ある所定の大きさの抵抗を発生する。
り、超電導マグネット装置を永久電流モードで運転を行
わせるとともに、永久電流スイッチヒータ（ｌＩ）は、
常時、開路されているヒータ回路開閉スイッチ（ｌりを
介してヒータ電源（／り）に接続させておく。そして、
緊急消磁が必要となったときＫは、ヒータ回路開閉スイ
ッチ（ＬＤを閉路させる。これにより、永久電流スイッ
チヒータ（ｑ）は通電され、加温されて、永久電流スイ
ッチ超電導体（３）は常電導状態に転位することによシ
ある所定の大きさの抵抗を発生する。
第３図は、上述されたような動作状態にある超電導マグ
ネット装置の等価回路図であシ、永久電流スイッチ超電
導体（３）が超寞導状態から常電導状態に転位して抵抗
を発生させるために、超電導コイルＣノ）を還流してい
た励磁電流秘は、永久電流スイッチ（２）の常電導抵抗
ｒｐおよび保護素子（５）の並列インピーダンスｒＤの
ためにエネルギを消費して減衰し、超電導コイル（１）
を消磁させることができる。このときの電流減衰速度に
ついてみると、これは、永久電流スイッチ（ニ）の常電
導抵抗ｒｐおよび並列インピーダンスｒＤの並列合成抵
抗ｒと、超電導コイル（１）の自己インダクタンスＬと
で規定される次の時定数によって支配される。
ネット装置の等価回路図であシ、永久電流スイッチ超電
導体（３）が超寞導状態から常電導状態に転位して抵抗
を発生させるために、超電導コイルＣノ）を還流してい
た励磁電流秘は、永久電流スイッチ（２）の常電導抵抗
ｒｐおよび保護素子（５）の並列インピーダンスｒＤの
ためにエネルギを消費して減衰し、超電導コイル（１）
を消磁させることができる。このときの電流減衰速度に
ついてみると、これは、永久電流スイッチ（ニ）の常電
導抵抗ｒｐおよび並列インピーダンスｒＤの並列合成抵
抗ｒと、超電導コイル（１）の自己インダクタンスＬと
で規定される次の時定数によって支配される。
τ ＝ −
このことから、超電導マグネット装置を短時間で消磁さ
せるためには、並列合成抵抗ｒの値を太きく選定するこ
とが必要である。ところが、永久電流スイッチ（２）の
両端電圧は Ｖｐ ＝ｒＩ。
せるためには、並列合成抵抗ｒの値を太きく選定するこ
とが必要である。ところが、永久電流スイッチ（２）の
両端電圧は Ｖｐ ＝ｒＩ。
で与えられるものであることから、前記並列合戊抵抗ｒ
の値を大きく選定すると永久電流スイッチ（２）の両端
電圧が高くなシ、この永久電流スイッチ（２）に流れる
電流■２が増加してしまうことＫなる。
の値を大きく選定すると永久電流スイッチ（２）の両端
電圧が高くなシ、この永久電流スイッチ（２）に流れる
電流■２が増加してしまうことＫなる。
従来の緊急消磁装置付き超電導マグネット装置は以上の
ように構成されているので、短時間で消磁を行うことが
できるためには、並列合成抵抗ｒを大きく選定しなけれ
ばならず、このようにすれば、永久電流スイッチの両端
電圧が増加することになり、電流耐量の極めて大きい永
久電流スイッチを使用しなければならないという問題点
があった。また、電流耐量が小さい通常の永久電流スイ
ッチが使用される場合には、保護素子として低抵抗のも
のを選定することが必要であシ、消磁のための時間が長
くなってしまうという問題点もあった。
ように構成されているので、短時間で消磁を行うことが
できるためには、並列合成抵抗ｒを大きく選定しなけれ
ばならず、このようにすれば、永久電流スイッチの両端
電圧が増加することになり、電流耐量の極めて大きい永
久電流スイッチを使用しなければならないという問題点
があった。また、電流耐量が小さい通常の永久電流スイ
ッチが使用される場合には、保護素子として低抵抗のも
のを選定することが必要であシ、消磁のための時間が長
くなってしまうという問題点もあった。
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、永久電流スイッチに対応する保護素子が低
抵抗のものであっても、永久電流モードで運転している
ときに、超電導マグネットを短時間で消磁することがで
、きるようにされた緊急消磁装置付き超電導マグネット
装置を得ることを目的とする。
れたもので、永久電流スイッチに対応する保護素子が低
抵抗のものであっても、永久電流モードで運転している
ときに、超電導マグネットを短時間で消磁することがで
、きるようにされた緊急消磁装置付き超電導マグネット
装置を得ることを目的とする。
この発明にかかる緊急消磁装置付き超電導マグネット装
置は、永久電流スイッチと、この永久電流スイッチの保
護素子とが、超電導コイルに対して夫々に並列に接続さ
れており、前記超電導コイルに近接して設けられたヒー
タ素子及び対応のヒータ電源からなるヒータ回路と、と
のヒータ回路と直列に接続されたヒータ回路開閉スイッ
チとからなる緊急消磁装置が付設されているものである
。
置は、永久電流スイッチと、この永久電流スイッチの保
護素子とが、超電導コイルに対して夫々に並列に接続さ
れており、前記超電導コイルに近接して設けられたヒー
タ素子及び対応のヒータ電源からなるヒータ回路と、と
のヒータ回路と直列に接続されたヒータ回路開閉スイッ
チとからなる緊急消磁装置が付設されているものである
。
この発明によれば、超電導コイルに近接して設けられて
いるヒータ素子（超電導コイルヒータ）を通電加温する
ことによシ、超電導コイルの少なくとも一部分が常電導
状態にされる。
いるヒータ素子（超電導コイルヒータ）を通電加温する
ことによシ、超電導コイルの少なくとも一部分が常電導
状態にされる。
第１図は、この発明の一実施例である減急消磁装置付き
超電導マグネット装置を示す概略構成図である。この第
７図において、（１）は超電導コイルであって、永久電
流スイッチ（，２）がこれと並列に接続されている。こ
の永久電流スイッチ（コ）は、永久電流スイッチ超電導
体（３）とこれに近接して設けられた永久電流スイッチ
ヒータ（り）とからなるものである。超電導コイル（１
）Ｋは、適当な保護素子（５）も並列にされている。更
に、ヒータ素子としての超電導コイルヒータ（ワ）が超
電導コイルＣノ）に対して近接して設けられており、こ
のようにして配列されたものは、低温容器（乙）に収納
されている。そして、前記超電導コイルヒータ（７）は
、ヒータ回路開閉スイッチ（９）を介してヒータ電源（
ざ）に接続されている。
超電導マグネット装置を示す概略構成図である。この第
７図において、（１）は超電導コイルであって、永久電
流スイッチ（，２）がこれと並列に接続されている。こ
の永久電流スイッチ（コ）は、永久電流スイッチ超電導
体（３）とこれに近接して設けられた永久電流スイッチ
ヒータ（り）とからなるものである。超電導コイル（１
）Ｋは、適当な保護素子（５）も並列にされている。更
に、ヒータ素子としての超電導コイルヒータ（ワ）が超
電導コイルＣノ）に対して近接して設けられており、こ
のようにして配列されたものは、低温容器（乙）に収納
されている。そして、前記超電導コイルヒータ（７）は
、ヒータ回路開閉スイッチ（９）を介してヒータ電源（
ざ）に接続されている。
次に、動作について説明する。いま、永久電流モードで
運転しているときに緊急消磁が必要になったものとする
。このときには、ヒータ回路開閉スイッチ（９）を閉路
することＫより、超電導コイルヒータ（７）がヒータ電
源（、ｒ）からの通電によ如発熱して、超電導コイル（
１）を加温子ふ、との温度上昇のために、ある所定の臨
界温度をこえると、超電導コイル（１）の少なくとも一
部分が常電導状態に転位して、抵抗を発生することＫな
る。そして、超電導コイル（１）の極めて一部が常電導
状態に転位したとしても、この部分における抵抗のため
にジヱール損が生じて、常電導転位部分が拡大し、超電
導コイル（１）と永久電流スイッチ超１こ導体（３）と
からなる閉回路を還流する励磁電流■。ばは急速に減衰
して、超電導コイル（１）は消磁されることになる。な
お、このときの消磁速度は、常電導状態に転位したとき
の超電導コイル（１）の抵抗と自己インダクタンスとに
よって定まるものであって、保ｖｉ素子Ｄ）として低抵
抗のものが使用さｆ７−たとしても、たかだか数秒以内
に消磁することができる。また、低抵抗の保護素子（左
）が使用されたときには、消磁中の永久電流スイッチ（
，２）の端子間電圧が低くされて、その電流耐量が過大
になるのを回避することができる。
運転しているときに緊急消磁が必要になったものとする
。このときには、ヒータ回路開閉スイッチ（９）を閉路
することＫより、超電導コイルヒータ（７）がヒータ電
源（、ｒ）からの通電によ如発熱して、超電導コイル（
１）を加温子ふ、との温度上昇のために、ある所定の臨
界温度をこえると、超電導コイル（１）の少なくとも一
部分が常電導状態に転位して、抵抗を発生することＫな
る。そして、超電導コイル（１）の極めて一部が常電導
状態に転位したとしても、この部分における抵抗のため
にジヱール損が生じて、常電導転位部分が拡大し、超電
導コイル（１）と永久電流スイッチ超１こ導体（３）と
からなる閉回路を還流する励磁電流■。ばは急速に減衰
して、超電導コイル（１）は消磁されることになる。な
お、このときの消磁速度は、常電導状態に転位したとき
の超電導コイル（１）の抵抗と自己インダクタンスとに
よって定まるものであって、保ｖｉ素子Ｄ）として低抵
抗のものが使用さｆ７−たとしても、たかだか数秒以内
に消磁することができる。また、低抵抗の保護素子（左
）が使用されたときには、消磁中の永久電流スイッチ（
，２）の端子間電圧が低くされて、その電流耐量が過大
になるのを回避することができる。
第２図は、上記実施例の一部変形されたものの概略構成
図である。この第２図において、（／ａ）〜（ＩＣ）は
超電導コイル（１）を構成するコイルセグメント、（５
ａ）〜（５Ｃ）は各コイルセグメント（／ａ）〜（／ｃ
）に並列接続された保！素子、（７ａ）〜（７Ｃ）は各
コイルセグメント（／ａ）〜（ＩＣ）に近接して設けら
れたヒータ素子（超電導コイルヒータ）、（？ａ） 〜
（りＣ）は各ヒータ素子（７ａ） 〜（？Ｃ）に対応す
るヒータ回路開閉スイッチである。なお、この第２図に
おいて、前記第１図と同一符号が付されているものは、
それらと同一または相当のものでおシ、その説明は省略
する。
図である。この第２図において、（／ａ）〜（ＩＣ）は
超電導コイル（１）を構成するコイルセグメント、（５
ａ）〜（５Ｃ）は各コイルセグメント（／ａ）〜（／ｃ
）に並列接続された保！素子、（７ａ）〜（７Ｃ）は各
コイルセグメント（／ａ）〜（ＩＣ）に近接して設けら
れたヒータ素子（超電導コイルヒータ）、（？ａ） 〜
（りＣ）は各ヒータ素子（７ａ） 〜（？Ｃ）に対応す
るヒータ回路開閉スイッチである。なお、この第２図に
おいて、前記第１図と同一符号が付されているものは、
それらと同一または相当のものでおシ、その説明は省略
する。
この第２図のように複数個のコイルセグメント（／ａ）
〜（ＩＣ）からなる超電導コイル（１）が使用されると
きには、ある特定のコイルセグメントに対応するヒータ
素子を設けるだけでは、全てのコイルセグメントを消磁
することができない場合が生じることがある。
〜（ＩＣ）からなる超電導コイル（１）が使用されると
きには、ある特定のコイルセグメントに対応するヒータ
素子を設けるだけでは、全てのコイルセグメントを消磁
することができない場合が生じることがある。
このため、全てのコイルセグメントの各々に近接して個
別にヒータ素子を設け、それらに対応するヒータ回路開
閉スイッチ（９ａ）〜（りＣ）を閉路することＫよシ、
全てのコイルセグメントを消磁することかできる。
別にヒータ素子を設け、それらに対応するヒータ回路開
閉スイッチ（９ａ）〜（りＣ）を閉路することＫよシ、
全てのコイルセグメントを消磁することかできる。
なお、上記実施例では、複数のヒータ素子（７ａ）〜（
７Ｃ）をヒータ電源（ｒ）に並列接続した場合が示され
ているけれども、これに限らず、直列接続にすることも
できる。
７Ｃ）をヒータ電源（ｒ）に並列接続した場合が示され
ているけれども、これに限らず、直列接続にすることも
できる。
第３図は、上記第２図のものにおいて、複数個のヒータ
回路開閉スイッチ（９ａ）〜（９Ｃ）の投入手順を示す
動作説明図である。一般的に、ヒータ素子（りａ）〜（
？ｃ）の通電加温によシ超電導コイル（１）を常電導状
態に転位させると、これＫよって発生される抵抗損のた
めに低温容器（６）内の冷媒が気化して、低温容器ＣＡ
）の適所に設けられている放出口（図示されない）よシ
放出されることになる。
回路開閉スイッチ（９ａ）〜（９Ｃ）の投入手順を示す
動作説明図である。一般的に、ヒータ素子（りａ）〜（
？ｃ）の通電加温によシ超電導コイル（１）を常電導状
態に転位させると、これＫよって発生される抵抗損のた
めに低温容器（６）内の冷媒が気化して、低温容器ＣＡ
）の適所に設けられている放出口（図示されない）よシ
放出されることになる。
いま、ヒータ回路開閉スイッチ（ｑａ）〜（りＣ）の投
入時間について、この第３図に示されているような時間
差を設けたものとすると、コイルセグメン） （／ａ）
〜（ＩＣ）の常電導状態への転位がある所定の時間差を
もって発生し、気化された冷媒の放出速度をこれに応じ
て制限することができる。
入時間について、この第３図に示されているような時間
差を設けたものとすると、コイルセグメン） （／ａ）
〜（ＩＣ）の常電導状態への転位がある所定の時間差を
もって発生し、気化された冷媒の放出速度をこれに応じ
て制限することができる。
第７図は、上記実施例において、ヒータ素子としてシー
ト状抵抗素子が用いられている場合の概略的な例示図で
ある。この第４図において、コイル巻枠（１０）は適当
なコイル絶縁物（／コ）を介して超電導コイル導体（ｌ
／）を包囲している。また、ヒータ素子としてのシート
状抵抗素子（／３）は、コイル絶縁物（／コ）内に埋設
されている。このように、ヒータ素子としてシート状抵
抗素子を用いることによシ、超電導コイル（１）が不整
形になることなく、超電導コイル導体（／／） Ｉｔｃ
近接してヒータ素子を設けることができる。
ト状抵抗素子が用いられている場合の概略的な例示図で
ある。この第４図において、コイル巻枠（１０）は適当
なコイル絶縁物（／コ）を介して超電導コイル導体（ｌ
／）を包囲している。また、ヒータ素子としてのシート
状抵抗素子（／３）は、コイル絶縁物（／コ）内に埋設
されている。このように、ヒータ素子としてシート状抵
抗素子を用いることによシ、超電導コイル（１）が不整
形になることなく、超電導コイル導体（／／） Ｉｔｃ
近接してヒータ素子を設けることができる。
以上説明されたように、この発明に係る緊急消磁装置付
き超電導マグネット装置は、永久電流スイッチとこれに
対応する保護素子とが超電導コイルに対して夫々に並列
に接続されており、前記超電導コイルに近接して設けら
れたヒータ素子及び対応のヒータ電源からなるヒータ回
路と、このヒータ回路と直列にされたヒータ回路開閉ス
イッチとからなる緊急消磁装置が付設された構成のもの
であり、緊急消磁が必要とされたときには、保藤累子が
低抵抗のものであっても、前記ヒータ素子を通電加温し
て超電導コイルな常電導状態に転位させることが迅速に
行なわれるとともに、永久電流スイッチとして電流耐量
の小さいものを使用することができて、その全体的なコ
ストを大幅に低下させることができるといった効果が奏
せられる。
き超電導マグネット装置は、永久電流スイッチとこれに
対応する保護素子とが超電導コイルに対して夫々に並列
に接続されており、前記超電導コイルに近接して設けら
れたヒータ素子及び対応のヒータ電源からなるヒータ回
路と、このヒータ回路と直列にされたヒータ回路開閉ス
イッチとからなる緊急消磁装置が付設された構成のもの
であり、緊急消磁が必要とされたときには、保藤累子が
低抵抗のものであっても、前記ヒータ素子を通電加温し
て超電導コイルな常電導状態に転位させることが迅速に
行なわれるとともに、永久電流スイッチとして電流耐量
の小さいものを使用することができて、その全体的なコ
ストを大幅に低下させることができるといった効果が奏
せられる。
第１図は、この発明の一実施例による緊急消磁装置付き
超電導マグネット装置の概略構成図、第２図は、上記実
施例の一部変形されたものの概略構成図、第３図は、上
記第２図のものにおけるヒータ回路開閉スイッチの投入
手順を示す説明図、第７図は、上記実施例忙おいてシー
ト状抵抗素子が用いられる場合の概略図、第３図は、従
来の緊急消磁装置付き超電導マグネット装置の概略構成
図、第６図は、上記従来例装置に励磁電源が付設された
ものの概略構成図、第７図は、上記第６図のものの動作
時の等価回路図、第３図は、上記従来例の緊急消磁動作
時の等価回路図である。 （１）は超電導コイル、（２）は永久電流スイッチ、（
３）は永久直流スイッチ超電導体、（りは永久電流スイ
ッチヒータ、（Ｓ）は保護素子、（ａ）は低温容器、（
り）はヒータ素子（超電導コイルヒータ）、（ざ）はヒ
ーター源、（ワ）はヒータ回路開閉スイッチを示す。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 １ ゛ Ｓ電導フィル ２ ・ 永久Ｉｔ１此スぢ・・Ｉテ ３ 永久電Ｎたスづ・ソテＳ電淳イ粂４ ： 永久
電次スづ・・行ヒータ ５ 探１素率 ６ ・ 低！奢答 ７ ヒータ訴＋（Ｈｔ碑コイ几ヒータ）９ ヒ
ータ凹浴開悶スイー／テ 篤２図
超電導マグネット装置の概略構成図、第２図は、上記実
施例の一部変形されたものの概略構成図、第３図は、上
記第２図のものにおけるヒータ回路開閉スイッチの投入
手順を示す説明図、第７図は、上記実施例忙おいてシー
ト状抵抗素子が用いられる場合の概略図、第３図は、従
来の緊急消磁装置付き超電導マグネット装置の概略構成
図、第６図は、上記従来例装置に励磁電源が付設された
ものの概略構成図、第７図は、上記第６図のものの動作
時の等価回路図、第３図は、上記従来例の緊急消磁動作
時の等価回路図である。 （１）は超電導コイル、（２）は永久電流スイッチ、（
３）は永久直流スイッチ超電導体、（りは永久電流スイ
ッチヒータ、（Ｓ）は保護素子、（ａ）は低温容器、（
り）はヒータ素子（超電導コイルヒータ）、（ざ）はヒ
ーター源、（ワ）はヒータ回路開閉スイッチを示す。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 １ ゛ Ｓ電導フィル ２ ・ 永久Ｉｔ１此スぢ・・Ｉテ ３ 永久電Ｎたスづ・ソテＳ電淳イ粂４ ： 永久
電次スづ・・行ヒータ ５ 探１素率 ６ ・ 低！奢答 ７ ヒータ訴＋（Ｈｔ碑コイ几ヒータ）９ ヒ
ータ凹浴開悶スイー／テ 篤２図
Claims (4)
- （１）永久電流スイッチと、この永久電流スイッチの保
護素子とが、超電導コイルに対して夫々に並列に接続さ
れており、前記超電導コイルに近接して設けられたヒー
タ素子及び対応のヒータ電源からなるヒータ回路と、こ
のヒータ回路と直列に接続されたヒータ回路開閉スイッ
チとからなる緊急消磁装置が付設されていることを特徴
とする緊急消磁装置付き超電導マグネット装置。 - （２）前記超電導コイルが複数個のコイルセグメントか
らなり、これらのコイルセグメントに近接して、対応の
ヒータ素子が個別に設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の緊急消磁装置付き超電導マグ
ネット装置。 - （３）前記複数個のヒータ素子の全てが同時には通電さ
れないことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の緊
急消磁装置付き超電導マグネット装置。 - （４）前記ヒータ素子はシート状の抵抗素子であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
緊急消磁装置付き超電導マグネット装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210844A JP2659363B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置 |
| US07/092,589 US4807084A (en) | 1986-09-09 | 1987-09-03 | Superconducting magnet apparatus with emergency run down unit |
| GB8721241A GB2195053B (en) | 1986-09-09 | 1987-09-09 | Superconducting magnet apparatus with emergency run down unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210844A JP2659363B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6367709A true JPS6367709A (ja) | 1988-03-26 |
| JP2659363B2 JP2659363B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=16596049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61210844A Expired - Lifetime JP2659363B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4807084A (ja) |
| JP (1) | JP2659363B2 (ja) |
| GB (1) | GB2195053B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07235412A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネット装置 |
| JP2024034675A (ja) * | 2022-09-01 | 2024-03-13 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 超電導磁石及び磁気共鳴イメージング装置 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5216568A (en) * | 1988-09-08 | 1993-06-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting magnet device |
| US4906861A (en) * | 1988-09-30 | 1990-03-06 | Cryomagnetics, Inc. | Superconducting current reversing switch |
| JPH0318001A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | 緊急消磁装置付超電導マグネット装置 |
| FR2661775B1 (fr) * | 1990-05-04 | 1994-03-04 | Telemecanique | Contacteur-disjoncteur. |
| US5278380A (en) * | 1990-12-03 | 1994-01-11 | Westinghouse Electric Corp. | Superconducting magnet system with inductive quench heaters |
| DE4441575C2 (de) * | 1994-11-22 | 1998-08-06 | Bruker Analytische Messtechnik | Vorrichtung und Verfahren zum schnellen Entladen einer supraleitenden Magnetspule |
| DE102005062581B3 (de) * | 2005-12-27 | 2007-03-01 | Siemens Ag | Supraleitende Magnetspule mit einer Schaltung zum Quenchschutz sowie ein MRT-Gerät damit |
| US8384504B2 (en) * | 2006-01-06 | 2013-02-26 | Quantum Design International, Inc. | Superconducting quick switch |
| US8134434B2 (en) * | 2007-01-05 | 2012-03-13 | Quantum Design, Inc. | Superconducting quick switch |
| GB2445591B (en) * | 2007-01-10 | 2009-01-28 | Siemens Magnet Technology Ltd | Emergency run-down unit for superconducting magnets |
| GB2445650B (en) * | 2007-01-10 | 2009-01-28 | Siemens Magnet Technology Ltd | Manually actuated emergency run-down unit for superconducting magnets |
| GB2457231B (en) * | 2008-02-05 | 2010-01-06 | Siemens Magnet Technology Ltd | Switch recloser comprising a persistent switch system |
| US7963115B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-06-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Magnetic field enhanced metal fuel combustion |
| AU2012301903B2 (en) * | 2011-08-30 | 2015-07-09 | Watlow Electric Manufacturing Company | High definition heater system having a fluid medium |
| JP6215345B2 (ja) * | 2013-11-15 | 2017-10-18 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石 |
| JPWO2015111201A1 (ja) * | 2014-01-27 | 2017-03-23 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石装置 |
| US9921277B2 (en) | 2016-03-16 | 2018-03-20 | Toshiba Medical Systems Corporation | Portable device for emergency magnetic field shutdown |
Citations (2)
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| JPS59136914A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-06 | Hitachi Ltd | 超電導装置 |
| JPS60234305A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネツト回路 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT953846B (it) * | 1972-04-28 | 1973-08-10 | Montecatini E Spa | Procedimento per la preparazione di metacrilonitrile da isobutene ammoniaca e ossigeno in presenza di catalizzatori |
| GB1513154A (en) * | 1975-08-22 | 1978-06-07 | Science Res Council | Superconducting power supplies |
| DE3303449A1 (de) * | 1983-02-02 | 1984-08-02 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schutzeinrichtung fuer eine supraleitende magnetspulenanordnung |
| JPS6163981A (ja) * | 1984-09-05 | 1986-04-02 | Hitachi Ltd | フロツピ−デイスク駆動装置 |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61210844A patent/JP2659363B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-09-03 US US07/092,589 patent/US4807084A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-09 GB GB8721241A patent/GB2195053B/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59136914A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-06 | Hitachi Ltd | 超電導装置 |
| JPS60234305A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネツト回路 |
Cited By (2)
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| JPH07235412A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネット装置 |
| JP2024034675A (ja) * | 2022-09-01 | 2024-03-13 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 超電導磁石及び磁気共鳴イメージング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4807084A (en) | 1989-02-21 |
| GB8721241D0 (en) | 1987-10-14 |
| JP2659363B2 (ja) | 1997-09-30 |
| GB2195053B (en) | 1990-01-10 |
| GB2195053A (en) | 1988-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |