JP2659363B2 - 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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/006—Supplying energising or de-energising current; Flux pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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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ツト装置
に関するものであり、特に、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ツト装
置に関するものである。
に関するものであり、特に、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ツト装
置に関するものである。
〔従来の技術〕 第５図は、従来からのこの種の緊急消磁装置付き超電
導マグネツト装置を例示する概略構成図である。この第
５図において（１）は超電導コイルであつて、永久電流
スイツチ（２）がこれと並列に接続されている。この永
久電流スイツチ（２）は、永久電流スイツチ超電導体
（３）とこれに近接して設けられた永久電流スイツチヒ
ータ（４）とからなるものである。（５）は保護素子で
あつて、適当な抵抗やダイオードからなるものであり、
超電導コイル（１）と並列にされている。なお、この保
護素子（５）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ツチ（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）によつて所要の低温を維持するように
されている。また、（14）はヒータ電源であつて、ヒー
タ回路開閉スイツチ（15）を介して永久電流スイツチヒ
ータ（４）に接続されている。なお、ICは励磁電流（ま
たは永久電流）であつて、超電導コイル（１）および永
久電流スイツチ超電導体（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ツチ
（15）が開路状態にあるものとすると、永久電流スイツ
チ（２）は冷媒により冷却されて、超電導状態にあるこ
とになる。
導マグネツト装置を例示する概略構成図である。この第
５図において（１）は超電導コイルであつて、永久電流
スイツチ（２）がこれと並列に接続されている。この永
久電流スイツチ（２）は、永久電流スイツチ超電導体
（３）とこれに近接して設けられた永久電流スイツチヒ
ータ（４）とからなるものである。（５）は保護素子で
あつて、適当な抵抗やダイオードからなるものであり、
超電導コイル（１）と並列にされている。なお、この保
護素子（５）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ツチ（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）によつて所要の低温を維持するように
されている。また、（14）はヒータ電源であつて、ヒー
タ回路開閉スイツチ（15）を介して永久電流スイツチヒ
ータ（４）に接続されている。なお、ICは励磁電流（ま
たは永久電流）であつて、超電導コイル（１）および永
久電流スイツチ超電導体（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ツチ
（15）が開路状態にあるものとすると、永久電流スイツ
チ（２）は冷媒により冷却されて、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
ツ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、超電導マグネツト装
置の励磁のしかた、および、消磁のしかたを説明する。
ツ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、超電導マグネツト装
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
超電導マグネツ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、（16）は励
磁電源であつて、パワーリード（17）を介して超電導コ
イル（１）と並列に接続されている。なお、この第６図
において、第５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。
超電導マグネツ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、（16）は励
磁電源であつて、パワーリード（17）を介して超電導コ
イル（１）と並列に接続されている。なお、この第６図
において、第５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ツ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ツ
チ（15）を閉じて永久電流スイツチヒータ（４）を通電
させ、永久電流スイツチ超電導体（３）を加熱させる
と、この永久電流スイツチ超電導体（３）は超電導状態
から常電導状態に転位してある所定の抵抗が発生するこ
とになる。
としているものとすると、まず、ヒータ回路開閉スイツ
チ（15）を閉じて永久電流スイツチヒータ（４）を通電
させ、永久電流スイツチ超電導体（３）を加熱させる
と、この永久電流スイツチ超電導体（３）は超電導状態
から常電導状態に転位して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ツト装
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電流スイツチ超電導体（３）
の抵抗値、rDは保護素子（５）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、ISは励磁電源（16）からの出力電流、IC
は超電導コイル（１）に対する励磁電流、IPは永久電流
スイツチ（２）に対する分流電流を示すものである。
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電流スイツチ超電導体（３）
の抵抗値、rDは保護素子（５）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、ISは励磁電源（16）からの出力電流、IC
は超電導コイル（１）に対する励磁電流、IPは永久電流
スイツチ（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をもつ
て励磁電源（16）からの出力電流ISを増大させるときの
超電導コイル（１）の端子間電圧、即ち永久電流スイツ
チ（２）の両端間の電圧VPは次式で与えられる。
て励磁電源（16）からの出力電流ISを増大させるときの
超電導コイル（１）の端子間電圧、即ち永久電流スイツ
チ（２）の両端間の電圧VPは次式で与えられる。
なお、ｒはrPとrDとの並列合成抵抗値を示すものであ
る。このとき、永久電流スイツチ（２）に分流される電
流IPは、 で与えられるが、常電導状態における永久電流スイツチ
（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ツ
チ（２）の両端の電圧VPが過大とならないように、前記
電流上昇率αを適当に制御することが必要になる。
る。このとき、永久電流スイツチ（２）に分流される電
流IPは、 で与えられるが、常電導状態における永久電流スイツチ
（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ツ
チ（２）の両端の電圧VPが過大とならないように、前記
電流上昇率αを適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IC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
スイツチ（15）を開略して、永久電流スイツチヒータ
（４）を流れる電流を遮断する。そして、永久電流スイ
ツチ超電導体（３）は冷媒により冷却されて、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）と永久電流スイツチ（２）とからなる超電導閉
回路が構成され、励磁電流IC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
スイツチ（15）を開略して、永久電流スイツチヒータ
（４）を流れる電流を遮断する。そして、永久電流スイ
ツチ超電導体（３）は冷媒により冷却されて、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）と永久電流スイツチ（２）とからなる超電導閉
回路が構成され、励磁電流IC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（16）からの出力電流ISを減少さ
せ、パワーリード（17）を引き外すことにより励磁電源
（16）を超電導コイル（１）から切り離せば、第５図に
示されていると同様な構成がとられることになり、超電
導コイル（１）には励磁電流IC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（16）から切
り離されており、電源電圧や気温変化などの影響をうけ
ることなく、超電導マグネツ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
における静磁界発生のために、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（17）を引き外すことにより励磁電源
（16）を超電導コイル（１）から切り離せば、第５図に
示されていると同様な構成がとられることになり、超電
導コイル（１）には励磁電流IC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（16）から切
り離されており、電源電圧や気温変化などの影響をうけ
ることなく、超電導マグネツ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
における静磁界発生のために、永久電流モードによる運
転を行なうようにされている。
次に、永久電流モードで運転されているときの超電導
マグネツ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つて行なわれる。
マグネツ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つて行なわれる。
即ち、第５図に示されている構成をもつて運転されて
いる超電導マグネツト装置に対して、パワーリード（1
7）を介して励磁電源（16）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（16）からの出力電流ISを増加さ
せて、超電導コイル（１）を流れる励磁電流IC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ツチ
（15）を閉路させると、永久電流スイツチヒータ（４）
通電され、加温されて、永久電流スイツチ超電導体
（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７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ツチ超電
導体（３）に発生しているために、励磁電源（16）から
の出力電流ISは超電導コイル（１）に対する励磁電流IC
とほぼ等しく、前記励磁電源（16）からの出力電流ISを
次第に低減させて零とすることにより、超電導コイル
（１）を消磁させることができる。
いる超電導マグネツト装置に対して、パワーリード（1
7）を介して励磁電源（16）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（16）からの出力電流ISを増加さ
せて、超電導コイル（１）を流れる励磁電流IC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ツチ
（15）を閉路させると、永久電流スイツチヒータ（４）
通電され、加温されて、永久電流スイツチ超電導体
（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７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ツチ超電
導体（３）に発生しているために、励磁電源（16）から
の出力電流ISは超電導コイル（１）に対する励磁電流IC
とほぼ等しく、前記励磁電源（16）からの出力電流ISを
次第に低減させて零とすることにより、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ツト装
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、鉄体の吸着や火災時の理由のために
緊急な消磁が必要とされるときにも、励磁電源（16）を
準備すること、パワーリード（17）を結線させること、
励磁電源（16）からの出力電流ISを増大させること、永
久電流スイツチ（２）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。
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、鉄体の吸着や火災時の理由のために
緊急な消磁が必要とされるときにも、励磁電源（16）を
準備すること、パワーリード（17）を結線させること、
励磁電源（16）からの出力電流ISを増大させること、永
久電流スイツチ（２）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
ネツト装置に対しては、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。
ネツト装置に対しては、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、超電導マグネツト装置を永久電流モードで運転を
行わせるとともに、永久電流スイツチヒータ（４）は、
常時、開路されているヒータ回路開閉スイツチ（15）を
介してヒータ電源（14）に接続させておく。そして、緊
急消磁が必要となつたときには、ヒータ回路開閉スイツ
チ（15）を閉路させる。これにより、永久電流スイツチ
ヒータ（４）は通電され、加温されて、永久電流スイツ
チ超電導体（３）は常電導状態に転位することによりあ
る所定の大きさの抵抗を発生する。
より、超電導マグネツト装置を永久電流モードで運転を
行わせるとともに、永久電流スイツチヒータ（４）は、
常時、開路されているヒータ回路開閉スイツチ（15）を
介してヒータ電源（14）に接続させておく。そして、緊
急消磁が必要となつたときには、ヒータ回路開閉スイツ
チ（15）を閉路させる。これにより、永久電流スイツチ
ヒータ（４）は通電され、加温されて、永久電流スイツ
チ超電導体（３）は常電導状態に転位することによりあ
る所定の大きさの抵抗を発生する。
第８図は、上述されたような動作状態にある超電導マ
グネツト装置の等価回路図であり、永久電流スイツチ超
電導体（３）が超電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（１）を還流して
いた励磁電流ICは、永久電流スイツチ（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、永久電流スイツチ（２）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）の自己のインダクタンスＬとで
規定される次の時定数によつて支配される。
グネツト装置の等価回路図であり、永久電流スイツチ超
電導体（３）が超電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（１）を還流して
いた励磁電流ICは、永久電流スイツチ（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、永久電流スイツチ（２）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）の自己のインダクタンスＬとで
規定される次の時定数によつて支配される。
このことから、超電導マグネツト装置を短時間で消磁
させるためには、並列合成抵抗ｒの値を大きく選定する
ことが必要である。ところが、永久電流スイツチ（２）
の両端電圧は VP＝rIC で与えられるものであることから、前記並列合成抵抗ｒ
の値を大きく選定すると永久電流スイツチ（２）の両端
電圧が高くなり、この永久電流スイツチ（２）に流れる
IPが増加してしまうことになる。
させるためには、並列合成抵抗ｒの値を大きく選定する
ことが必要である。ところが、永久電流スイツチ（２）
の両端電圧は VP＝rIC で与えられるものであることから、前記並列合成抵抗ｒ
の値を大きく選定すると永久電流スイツチ（２）の両端
電圧が高くなり、この永久電流スイツチ（２）に流れる
IPが増加してしまうことになる。
従来の緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置は以上
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、永久電流スイツチの両
端電圧が増加することになり、電流耐量の極めて大きい
永久電流スイツチを使用しなければならないという問題
点があつた。また、電流耐量が小さい通常の永久電流ス
イツ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り、消磁のための時間が
長くなつてしまうという問題点もあつた。
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、永久電流スイツチの両
端電圧が増加することになり、電流耐量の極めて大きい
永久電流スイツチを使用しなければならないという問題
点があつた。また、電流耐量が小さい通常の永久電流ス
イツ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り、消磁のための時間が
長くなつてしまうという問題点もあつた。
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、永久電流スイツチに対応する保護素子が
低抵抗のものであつても、永久電流モードで運転してい
るときに、超電導マグネツ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ツト
装置を得ることを目的とする。
されたもので、永久電流スイツチに対応する保護素子が
低抵抗のものであつても、永久電流モードで運転してい
るときに、超電導マグネツ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ツト
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ツト
装置は、永久電流スイツチと、この永久電流スイツチの
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
ツチとからなる緊急消磁装置を付設し、緊急消磁に前記
ヒータ素子を通電加温することで少なくとも前記超電導
コイルの一部分を常電導状態にするものである。
装置は、永久電流スイツチと、この永久電流スイツチの
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
ツチとからなる緊急消磁装置を付設し、緊急消磁に前記
ヒータ素子を通電加温することで少なくとも前記超電導
コイルの一部分を常電導状態にするものである。
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
ることにより、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。
ているヒータ素子（超電導コイルヒータ）を通電加温す
ることにより、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
き超電導マグネツト装置を示す概略構成図である。この
第１図において、（１）は超電導コイルであつて、永久
電流スイツチ（２）がこれと並列に接続されている。こ
の永久電流スイツチ（２）は、永久電流スイツチ超電導
体（３）とこれに近接して設けられた永久電流スイツチ
ヒータ（４）とからなるものである。超電導コイル
（１）には、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
（７）が超電導コイル（１）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
（６）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ツチ（９）を介して
ヒータ電源（８）に接続されている。
き超電導マグネツト装置を示す概略構成図である。この
第１図において、（１）は超電導コイルであつて、永久
電流スイツチ（２）がこれと並列に接続されている。こ
の永久電流スイツチ（２）は、永久電流スイツチ超電導
体（３）とこれに近接して設けられた永久電流スイツチ
ヒータ（４）とからなるものである。超電導コイル
（１）には、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
（７）が超電導コイル（１）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
（６）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ツチ（９）を介して
ヒータ電源（８）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つたものとす
る。このときには、ヒータ回路開閉スイツチ（９）を閉
路することにより、超電導コイルヒータ（７）がヒータ
電源（８）からの通電により発熱して、超電導コイル
（１）を加温する。こ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に
なる。そして、超電導コイル（１）の極めて一部が常電
導状態に転位したものとしても、この部分における抵抗
のためにジュール損が生じて、常電導転位部分が拡大
し、超電導コイル（１）と永久電流スイツチ超電導体
（３）とからなる閉回路を還流する励磁電流ICはは急速
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
スとによつて定まるものであつて、保護素子（５）とし
て、低抵抗のものが使用されたとしても、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
（５）が使用されたときには、消磁中の永久電流スイツ
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。
で運転しているときに緊急消磁が必要になつたものとす
る。このときには、ヒータ回路開閉スイツチ（９）を閉
路することにより、超電導コイルヒータ（７）がヒータ
電源（８）からの通電により発熱して、超電導コイル
（１）を加温する。こ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に
なる。そして、超電導コイル（１）の極めて一部が常電
導状態に転位したものとしても、この部分における抵抗
のためにジュール損が生じて、常電導転位部分が拡大
し、超電導コイル（１）と永久電流スイツチ超電導体
（３）とからなる閉回路を還流する励磁電流ICはは急速
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
スとによつて定まるものであつて、保護素子（５）とし
て、低抵抗のものが使用されたとしても、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
（５）が使用されたときには、消磁中の永久電流スイツ
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、（1a）〜（1c）は超
電導コイル（１）を構成するコイルセグメント、（5a）
〜（5c）は各コイルセグメント（1a）〜（1c）に並列接
続された保護素子、（7a）〜（7c）は各コイルセグメン
ト（1a）〜（1c）に近接して設けられたヒータ素子（超
電導コイルヒータ）、（9a）〜（9c）は各ヒータ素子
（7a）〜（7c）に対応するヒータ回路開閉スイツチであ
る。なお、この第２図において、前記第１図と同一符号
か付されているものは、それらと同一または相当のもの
であり、その説明は省略する。
成図である。この第２図において、（1a）〜（1c）は超
電導コイル（１）を構成するコイルセグメント、（5a）
〜（5c）は各コイルセグメント（1a）〜（1c）に並列接
続された保護素子、（7a）〜（7c）は各コイルセグメン
ト（1a）〜（1c）に近接して設けられたヒータ素子（超
電導コイルヒータ）、（9a）〜（9c）は各ヒータ素子
（7a）〜（7c）に対応するヒータ回路開閉スイツチであ
る。なお、この第２図において、前記第１図と同一符号
か付されているものは、それらと同一または相当のもの
であり、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（1a）
〜（1c）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。
〜（1c）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
開閉スイツチ（9a）〜（9c）を閉路することにより、全
てのコイルセグメントを消磁することができる。
個別にヒータ素子を設け、それらに対応するヒータ回路
開閉スイツチ（9a）〜（9c）を閉路することにより、全
てのコイルセグメントを消磁することができる。
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（８）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（８）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
タ回路開閉スイツチ（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（7a）〜（7c）
の通電加温により超電導コイル（１）を常電導状態に転
位させると、これによつ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（６）の適
所に設けられている放出口（図示されない）より放出さ
れることになる。いま、ヒータ回路開閉スイツチ（9a）
〜（9c）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
ト（1a）〜（1c）の常電導状態への転位がある所定の時
間差をもつて発生し、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。
タ回路開閉スイツチ（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（7a）〜（7c）
の通電加温により超電導コイル（１）を常電導状態に転
位させると、これによつ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（６）の適
所に設けられている放出口（図示されない）より放出さ
れることになる。いま、ヒータ回路開閉スイツチ（9a）
〜（9c）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
ト（1a）〜（1c）の常電導状態への転位がある所定の時
間差をもつて発生し、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４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（12）を介して超電導コイル導体（11）
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（13）は、コイル絶縁物（12）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
用いることにより、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（11）に近接してヒータ素
子を設けることができる。
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（12）を介して超電導コイル導体（11）
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（13）は、コイル絶縁物（12）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
用いることにより、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（11）に近接してヒータ素
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
付き超電導マグネツト装置は、永久電流スイツチとこれ
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
スイツ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、保護素子
が低抵抗のものであつても、前記ヒータ素子を通電加温
して超電導コイルを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、永久電流スイツチとして電流耐
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つた効果が
奏せられる。
付き超電導マグネツト装置は、永久電流スイツチとこれ
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
スイツ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、保護素子
が低抵抗のものであつても、前記ヒータ素子を通電加温
して超電導コイルを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、永久電流スイツチとして電流耐
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つた効果が
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
超電導マグネツ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ツチの投入
手順を示す説明図、第４図は、上記実施例においてシー
ト状抵抗素子が用いられる場合の概略図、第５図は、従
来の緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置の概略構成
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８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）は永久電流スイツチ、
（３）は永久電流スイツチ超電導体、（４）は永久電流
スイツチヒータ、（５）は保護素子、（６）は低温容
器、（７）はヒータ素子（超電導コイルヒータ）、
（８）はヒータ電源、（９）はヒータ回路開閉スイツチ
を示す。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
超電導マグネツ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ツチの投入
手順を示す説明図、第４図は、上記実施例においてシー
ト状抵抗素子が用いられる場合の概略図、第５図は、従
来の緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置の概略構成
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８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）は永久電流スイツチ、
（３）は永久電流スイツチ超電導体、（４）は永久電流
スイツチヒータ、（５）は保護素子、（６）は低温容
器、（７）はヒータ素子（超電導コイルヒータ）、
（８）はヒータ電源、（９）はヒータ回路開閉スイツチ
を示す。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (4)
- 【請求項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
器スイッチとからなる緊急消磁装置を付設し、緊急消磁
時に前記ヒータ素子を通電加温することで少なくとも前
記超電導コイルの一部分を常電導状態にすることを特徴
とする緊急消磁装置付き超電導マグネット装置。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。
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 JPS6367709A (ja) | 1988-03-26 |
| JP2659363B2 true 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) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990003038A1 (en) * | 1988-09-08 | 1990-03-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconductive 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 |
| JPH07235412A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネット装置 |
| 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 |
| GB2445650B (en) * | 2007-01-10 | 2009-01-28 | Siemens Magnet Technology Ltd | Manually actuated emergency run-down unit for superconducting magnets |
| GB2445591B (en) * | 2007-01-10 | 2009-01-28 | Siemens Magnet Technology Ltd | 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 |
| EP2752080B1 (en) * | 2011-08-30 | 2023-06-14 | Watlow Electric Manufacturing Company | System and method for controlling a thermal array |
| WO2015072001A1 (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 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 |
Family Cites Families (6)
| 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 |
| JPS59136914A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-06 | Hitachi Ltd | 超電導装置 |
| DE3303449A1 (de) * | 1983-02-02 | 1984-08-02 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schutzeinrichtung fuer eine supraleitende magnetspulenanordnung |
| JPS60234305A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネツト回路 |
| 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 - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2195053A (en) | 1988-03-23 |
| GB2195053B (en) | 1990-01-10 |
| GB8721241D0 (en) | 1987-10-14 |
| JPS6367709A (ja) | 1988-03-26 |
| US4807084A (en) | 1989-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |