JP3034621B2 - 超電導装置、及び超電導コイルの保護方法 - Google Patents
超電導装置、及び超電導コイルの保護方法Info
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- JP3034621B2 JP3034621B2 JP5105991A JP5105991A JP3034621B2 JP 3034621 B2 JP3034621 B2 JP 3034621B2 JP 5105991 A JP5105991 A JP 5105991A JP 5105991 A JP5105991 A JP 5105991A JP 3034621 B2 JP3034621 B2 JP 3034621B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導装置、及び超電導
コイルの保護方法に係り、特に、超電導状態に維持され
ている超電導コイルが常電導に転移した際に、新規な対
策が施された超電導装置、及び超電導コイルの保護方法
に関する。
コイルの保護方法に係り、特に、超電導状態に維持され
ている超電導コイルが常電導に転移した際に、新規な対
策が施された超電導装置、及び超電導コイルの保護方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、超電導装置では、超電導コイル
を超電導状態に維持することが必須であり、万一、超電
導状態が破壊され、常電導状態に転移した場合には、そ
れによる影響を極力少なくするようにしなければならな
い。
を超電導状態に維持することが必須であり、万一、超電
導状態が破壊され、常電導状態に転移した場合には、そ
れによる影響を極力少なくするようにしなければならな
い。
【０００３】従来の超電導装置では、超電導破壊、すな
わちクエンチ（超電導コイルが超電導状態から常電導状
態に遷移すること）した時、その超電導コイルの状態変
化に対応したものの例として、特開昭62−1209号公報や
特開昭62−18009 号公報に挙げられるようなものがあ
る。
わちクエンチ（超電導コイルが超電導状態から常電導状
態に遷移すること）した時、その超電導コイルの状態変
化に対応したものの例として、特開昭62−1209号公報や
特開昭62−18009 号公報に挙げられるようなものがあ
る。
【０００４】すなわち、前者は超電導コイルがクエンチ
した時には、超電導コイルを冷却している液体ヘリウム
の蒸発損失量を抑えるように、超電導コイルと液体ヘリ
ウム貯槽部とを隔離した構造としている。一方、後者は
クエンチに伴うヘリウム容器内の圧力上昇を減らすた
め、超電導コイルの周囲をカバーし、液体ヘリウムの気
化速度を落としている。
した時には、超電導コイルを冷却している液体ヘリウム
の蒸発損失量を抑えるように、超電導コイルと液体ヘリ
ウム貯槽部とを隔離した構造としている。一方、後者は
クエンチに伴うヘリウム容器内の圧力上昇を減らすた
め、超電導コイルの周囲をカバーし、液体ヘリウムの気
化速度を落としている。
【０００５】また、一般的には、回路的に超電導コイル
の破壊防止策として、超電導コイルと並列に保護抵抗を
接続し、クエンチ時に、超電導コイルのエネルギーを前
記保護抵抗で消費させて、クエンチした超電導コイルの
焼損を防ぐことが行なわれている。
の破壊防止策として、超電導コイルと並列に保護抵抗を
接続し、クエンチ時に、超電導コイルのエネルギーを前
記保護抵抗で消費させて、クエンチした超電導コイルの
焼損を防ぐことが行なわれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】超電導コイルは、クエ
ンチの際、発生した常電導転移部は、コイル電流密度、
液体ヘリウムによる冷却条件等に応じて伝播する。特
に、安定性の高い超電導コイルでは、一般に、コイル電
流密度が低く、また、液体ヘリウムの冷却条件が良いた
め、常電導転移部の伝播速度は遅い。その結果、常電導
転移部のみが著しく局部加熱され、超電導コイルを焼損
する恐れがある。一方、常電導転移部の伝播速度が比較
的速い超電導コイルでも、コイル設計条件によっては同
様の問題が発生する恐れがある。すなわち、例えば、超
電導コイルの蓄積エネルギーに比べ、コイルインダクタ
ンスが大きい場合、導体、及び安定化材の断面積が小さ
いと局所的常電導転移現象に対して、著しい局部加熱に
より、超電導コイルを焼損する恐れがある。
ンチの際、発生した常電導転移部は、コイル電流密度、
液体ヘリウムによる冷却条件等に応じて伝播する。特
に、安定性の高い超電導コイルでは、一般に、コイル電
流密度が低く、また、液体ヘリウムの冷却条件が良いた
め、常電導転移部の伝播速度は遅い。その結果、常電導
転移部のみが著しく局部加熱され、超電導コイルを焼損
する恐れがある。一方、常電導転移部の伝播速度が比較
的速い超電導コイルでも、コイル設計条件によっては同
様の問題が発生する恐れがある。すなわち、例えば、超
電導コイルの蓄積エネルギーに比べ、コイルインダクタ
ンスが大きい場合、導体、及び安定化材の断面積が小さ
いと局所的常電導転移現象に対して、著しい局部加熱に
より、超電導コイルを焼損する恐れがある。
【０００７】従って、超電導コイルのクエンチ時、安全
性を高めるためには、常電導転移部の局部加熱を避ける
ため、常電導転移部の伝播速度を促進する積極的な手段
が必要である。
性を高めるためには、常電導転移部の局部加熱を避ける
ため、常電導転移部の伝播速度を促進する積極的な手段
が必要である。
【０００８】上述した公知技術の特開昭62−1209号公
報、及び62−18009 号公報は、何れも液体ヘリウムの排
除が行なわれるが、常電導転移部の伝播速度を促進する
様な積極的・強制的な手段は示されていない。また、一
般的なクエンチ時のコイル破壊防止策である保護抵抗方
式（超電導コイルに並列に保護抵抗を接続し、コイルが
クエンチした場合、コイルの保有する磁気エネルギーの
大部分、または一部を前記保護抵抗で熱エネルギーの形
で消費させて、超電導コイルを保護するもの）も、常電
導転移部の局部加熱を防止するための常電導転移部伝播
速度の促進化を積極的・強制的に行うものではない。
報、及び62−18009 号公報は、何れも液体ヘリウムの排
除が行なわれるが、常電導転移部の伝播速度を促進する
様な積極的・強制的な手段は示されていない。また、一
般的なクエンチ時のコイル破壊防止策である保護抵抗方
式（超電導コイルに並列に保護抵抗を接続し、コイルが
クエンチした場合、コイルの保有する磁気エネルギーの
大部分、または一部を前記保護抵抗で熱エネルギーの形
で消費させて、超電導コイルを保護するもの）も、常電
導転移部の局部加熱を防止するための常電導転移部伝播
速度の促進化を積極的・強制的に行うものではない。
【０００９】本発明は、上述の点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、簡単にクエンチ時におけ
る超電導コイルの破壊を防止して安全性の高い超電導装
置、及び超電導コイルの保護方法を提供するにある。
で、その目的とするところは、簡単にクエンチ時におけ
る超電導コイルの破壊を防止して安全性の高い超電導装
置、及び超電導コイルの保護方法を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、クエンチ時の常電導転移部の伝播速度を
積極的・強制的に促進する外的因子・機構を有する様に
したものである。
成するために、クエンチ時の常電導転移部の伝播速度を
積極的・強制的に促進する外的因子・機構を有する様に
したものである。
【００１１】また、伝播速度を促進するために、超電導
コイルの温度を積極的・強制的に上昇させる機構を有す
る様にしたものである。
コイルの温度を積極的・強制的に上昇させる機構を有す
る様にしたものである。
【００１２】さらに、超電導コイルの温度を上昇させる
ために、液体ヘリウムを、前記超電導コイルの周辺から
積極的・強制的に除去する機構を有する様にしたもので
ある。また、同様の目的のために、前記超電導コイル
を、加熱する機構を有する様にしたものである。
ために、液体ヘリウムを、前記超電導コイルの周辺から
積極的・強制的に除去する機構を有する様にしたもので
ある。また、同様の目的のために、前記超電導コイル
を、加熱する機構を有する様にしたものである。
【００１３】上記の液体ヘリウムを強制的に除去するた
めに、前記超電導コイルと液体ヘリウム貯槽部を隔離
し、両者はそれぞれ独立のガス排出管を有し、遠隔操作
弁を介して連結されるようにしたものである。また同様
の目的のために、前記超電導コイルの外周を包囲する隔
壁と、これに遠隔操作低温弁を設けたものである。また
同様の目的のために、前記超電導コイルと液体ヘリウム
貯槽部を隔離し、両者はそれぞれ独立のガス排出管を有
し、遠隔操作弁を介して連結すると共に、前記液体ヘリ
ウム貯槽部に通ずる配管には、前記遠隔操作弁と連動す
る遠隔操作弁を経て、脱気装置が連結されるようにし
た。また同様の目的のために、前記超電導コイルの周囲
に配置される第１の液体ヘリウム貯槽を包囲するか、ま
たは下部に配置される第２のヘリウム貯液槽を有し、前
記第１のヘリウム貯液槽には遠隔操作の開閉装置を備え
るようにした。また同様の目的のために、前記超電導コ
イルの周囲に配置され、液体ヘリウムを貯液する液体ヘ
リウム貯槽に遠隔操作にて可動な液体ヘリウム低減スペ
ーサーを設けるようにした。また同様の目的のために、
前記超電導コイルと液体ヘリウム貯槽部を隔離した隔壁
内に液体ヘリウム加熱用ヒーターを設けるようにした。
めに、前記超電導コイルと液体ヘリウム貯槽部を隔離
し、両者はそれぞれ独立のガス排出管を有し、遠隔操作
弁を介して連結されるようにしたものである。また同様
の目的のために、前記超電導コイルの外周を包囲する隔
壁と、これに遠隔操作低温弁を設けたものである。また
同様の目的のために、前記超電導コイルと液体ヘリウム
貯槽部を隔離し、両者はそれぞれ独立のガス排出管を有
し、遠隔操作弁を介して連結すると共に、前記液体ヘリ
ウム貯槽部に通ずる配管には、前記遠隔操作弁と連動す
る遠隔操作弁を経て、脱気装置が連結されるようにし
た。また同様の目的のために、前記超電導コイルの周囲
に配置される第１の液体ヘリウム貯槽を包囲するか、ま
たは下部に配置される第２のヘリウム貯液槽を有し、前
記第１のヘリウム貯液槽には遠隔操作の開閉装置を備え
るようにした。また同様の目的のために、前記超電導コ
イルの周囲に配置され、液体ヘリウムを貯液する液体ヘ
リウム貯槽に遠隔操作にて可動な液体ヘリウム低減スペ
ーサーを設けるようにした。また同様の目的のために、
前記超電導コイルと液体ヘリウム貯槽部を隔離した隔壁
内に液体ヘリウム加熱用ヒーターを設けるようにした。
【００１４】
【作用】本発明の超電導装置は、クエンチ時の常電導転
移部の伝播速度を積極的・強制的に促進できるので、超
電導コイルのエネルギーの局所化を防ぐことができ、従
って、超電導コイルを焼損させることなく、安全性を高
めることができる。
移部の伝播速度を積極的・強制的に促進できるので、超
電導コイルのエネルギーの局所化を防ぐことができ、従
って、超電導コイルを焼損させることなく、安全性を高
めることができる。
【００１５】クエンチ時には、超電導コイルの上部に設
けた遠隔操作弁を閉じることで上部空間を密閉させ、気
化したヘリウムガスによって液体ヘリウム液面を押し下
げ、これとともに超電導コイルの温度を上昇させ常電導
部の伝播を促進する。あるいは前記遠隔に設けた遠隔操
作低温弁を、通常の開状態から、クエンチ時は、閉じる
ことによって、同様に液体ヘリウム液面を押し下げると
ともに、超電導コイルの温度を上昇させ常電導部の伝播
を促進する。あるいは、クエンチ時には、隔壁上部の遠
隔操作弁の閉動作と連動させて、脱気装置に連結する第
２の遠隔操作弁を開けることによって、隔壁の外側の液
体ヘリウム液面位を引き上げ、結果的に隔壁内の液体ヘ
リウムの液面位を押し下げ、同様の作用を行う。あるい
は、クエンチ時には、隔壁上部の遠隔操作弁の閉動作と
連動させて、隔壁内に設けた液体ヘリウム加熱用ヒータ
ーを動作させ、隔壁内の超電導コイル周囲に存在する液
体ヘリウムを気化させて同様の作用を行う。
けた遠隔操作弁を閉じることで上部空間を密閉させ、気
化したヘリウムガスによって液体ヘリウム液面を押し下
げ、これとともに超電導コイルの温度を上昇させ常電導
部の伝播を促進する。あるいは前記遠隔に設けた遠隔操
作低温弁を、通常の開状態から、クエンチ時は、閉じる
ことによって、同様に液体ヘリウム液面を押し下げると
ともに、超電導コイルの温度を上昇させ常電導部の伝播
を促進する。あるいは、クエンチ時には、隔壁上部の遠
隔操作弁の閉動作と連動させて、脱気装置に連結する第
２の遠隔操作弁を開けることによって、隔壁の外側の液
体ヘリウム液面位を引き上げ、結果的に隔壁内の液体ヘ
リウムの液面位を押し下げ、同様の作用を行う。あるい
は、クエンチ時には、隔壁上部の遠隔操作弁の閉動作と
連動させて、隔壁内に設けた液体ヘリウム加熱用ヒータ
ーを動作させ、隔壁内の超電導コイル周囲に存在する液
体ヘリウムを気化させて同様の作用を行う。
【００１６】隔壁を設けない場合でも、超電導コイルを
収納する液体ヘリウム貯液槽に設けた遠隔操作開閉板
を、クエンチ時には開けて液体ヘリウムを除去すること
で同様の作用を行う。あるいは、液体ヘリウム貯槽に、
十分な体積を有するスペーサーを設置しておき、クエン
チ時には、これを、液体ヘリウム貯液部から引き出して
ガスヘリウム空間に移動させることで、液体ヘリウムの
液面位を下げ同様の作用を行う。
収納する液体ヘリウム貯液槽に設けた遠隔操作開閉板
を、クエンチ時には開けて液体ヘリウムを除去すること
で同様の作用を行う。あるいは、液体ヘリウム貯槽に、
十分な体積を有するスペーサーを設置しておき、クエン
チ時には、これを、液体ヘリウム貯液部から引き出して
ガスヘリウム空間に移動させることで、液体ヘリウムの
液面位を下げ同様の作用を行う。
【００１７】
【実施例】以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１８】図１は、本発明の超電導装置の一実施例の
主要構成を示すものである。該図において、１は超電導
コイルで、この超電導コイル１は液体ヘリウム３の貯槽
を兼ねている恒温槽（冷媒容器）２に収納されている。
超電導コイル１の外周には、下部に連通口４を有する隔
壁５が設置されている。この隔壁５は、非磁性鋼や繊維
強化樹脂などの断熱性材料、または内部に真空槽を具備
した２重壁からなる。恒温槽２には、外部より液体ヘリ
ウムを供給する配管６と、気化したヘリウムガスを大気
に排出するか、図示していない冷凍機系へ回収する配管
７が取付けられている。恒温槽２の上部には、比較的口
径の大きいガス排出管８が設けてあり、安全装置９に直
結される一方、ガス回収配管１０に流量制御弁１１を介
して接続されている。配管１２は超電導コイル１への電
流リードを冷却するヘリウムガスの排出、または回収径
路である。隔壁５の上部にはガス排出管８に比べて口径
の小さなガス排出管１３が取付けられ、遠隔操作弁１４
を介してガス排出管８に接続されている。１５は、遠隔
操作弁１４の制御器、１６，１７，１８は液体ヘリウム
の液面センサーである。
主要構成を示すものである。該図において、１は超電導
コイルで、この超電導コイル１は液体ヘリウム３の貯槽
を兼ねている恒温槽（冷媒容器）２に収納されている。
超電導コイル１の外周には、下部に連通口４を有する隔
壁５が設置されている。この隔壁５は、非磁性鋼や繊維
強化樹脂などの断熱性材料、または内部に真空槽を具備
した２重壁からなる。恒温槽２には、外部より液体ヘリ
ウムを供給する配管６と、気化したヘリウムガスを大気
に排出するか、図示していない冷凍機系へ回収する配管
７が取付けられている。恒温槽２の上部には、比較的口
径の大きいガス排出管８が設けてあり、安全装置９に直
結される一方、ガス回収配管１０に流量制御弁１１を介
して接続されている。配管１２は超電導コイル１への電
流リードを冷却するヘリウムガスの排出、または回収径
路である。隔壁５の上部にはガス排出管８に比べて口径
の小さなガス排出管１３が取付けられ、遠隔操作弁１４
を介してガス排出管８に接続されている。１５は、遠隔
操作弁１４の制御器、１６，１７，１８は液体ヘリウム
の液面センサーである。
【００１９】次に本装置の動作について説明する。超電
導コイル１にクエンチが発生していない正常時は遠隔操
作弁１４が開かれており、流量制御弁１１により所定の
ガス量が排出されている。この時、ガス排出管８とガス
排出管１３の圧力が、原理的に等しくなるので、隔壁５
内の液体ヘリウム１９の液面は、隔壁５の外の液体ヘリ
ウム３の液面とほぼ同一レベルに保たれていて、超電導
コイル１を十分に冷却している。今、何らかの原因で、
超電導コイル１がクエンチを起こし始めたら、これを検
知し、直ちに遠隔操作弁１４を閉じる。超電導コイル１
に発生している常電導転移部の発熱によって液体ヘリウ
ムは徐々に気化していくが、前記遠隔操作弁１４によっ
て流路出口が塞がれているため、この蒸発ガスによっ
て、液体ヘリウム１９の液面を押し下げ、隔壁５内のガ
ス空間を広げる。これにより、超電導コイル１の温度を
高め、その結果、超電導コイル１の内部に発生した常電
導領域は、冷却能力の低下や温度の上昇に起因して急速
に拡大する。以上の動作、あるいはその繰り返しの結
果、所定の目的である常電導転移領域の積極的・強制的
促進化が達成される。尚、恒温槽２の内部の圧力が所定
値以上に上がった場合は、安全装置９が動作して、ヘリ
ウムガスを外部に放出する。安全装置９が動作中は、流
量制御弁１１は閉めておく。隔壁５内の液体ヘリウム１
９のガス相への遷移状況は、液体ヘリウムレベルセンサ
ー１７の信号により検知する。
導コイル１にクエンチが発生していない正常時は遠隔操
作弁１４が開かれており、流量制御弁１１により所定の
ガス量が排出されている。この時、ガス排出管８とガス
排出管１３の圧力が、原理的に等しくなるので、隔壁５
内の液体ヘリウム１９の液面は、隔壁５の外の液体ヘリ
ウム３の液面とほぼ同一レベルに保たれていて、超電導
コイル１を十分に冷却している。今、何らかの原因で、
超電導コイル１がクエンチを起こし始めたら、これを検
知し、直ちに遠隔操作弁１４を閉じる。超電導コイル１
に発生している常電導転移部の発熱によって液体ヘリウ
ムは徐々に気化していくが、前記遠隔操作弁１４によっ
て流路出口が塞がれているため、この蒸発ガスによっ
て、液体ヘリウム１９の液面を押し下げ、隔壁５内のガ
ス空間を広げる。これにより、超電導コイル１の温度を
高め、その結果、超電導コイル１の内部に発生した常電
導領域は、冷却能力の低下や温度の上昇に起因して急速
に拡大する。以上の動作、あるいはその繰り返しの結
果、所定の目的である常電導転移領域の積極的・強制的
促進化が達成される。尚、恒温槽２の内部の圧力が所定
値以上に上がった場合は、安全装置９が動作して、ヘリ
ウムガスを外部に放出する。安全装置９が動作中は、流
量制御弁１１は閉めておく。隔壁５内の液体ヘリウム１
９のガス相への遷移状況は、液体ヘリウムレベルセンサ
ー１７の信号により検知する。
【００２０】図２は本発明の第２の実施例を示すもので
ある。該図に示す実施例は、隔壁５に遠隔操作可能な低
温弁２０が設けられ、正常時は、この低温弁２０は、必
要量としてわずかに開いており、ガスヘリウム気泡は、
この開口部から隔壁５外の液体ヘリウム部３に移動が可
能で、支障無く運転される。そして、超電導コイル１が
クエンチを起こし始めたら、前記低温弁２０を直ちに閉
じる。前記図１の実施例と同様、上部が密閉された状態
となるので、蒸発したヘリウムガスは、液体ヘリウム１
９の液面を押し下げ、結果的に超電導コイル１の温度を
高め、常電導領域は冷却能力の低下や温度の上昇に起因
して急速に拡大する。
ある。該図に示す実施例は、隔壁５に遠隔操作可能な低
温弁２０が設けられ、正常時は、この低温弁２０は、必
要量としてわずかに開いており、ガスヘリウム気泡は、
この開口部から隔壁５外の液体ヘリウム部３に移動が可
能で、支障無く運転される。そして、超電導コイル１が
クエンチを起こし始めたら、前記低温弁２０を直ちに閉
じる。前記図１の実施例と同様、上部が密閉された状態
となるので、蒸発したヘリウムガスは、液体ヘリウム１
９の液面を押し下げ、結果的に超電導コイル１の温度を
高め、常電導領域は冷却能力の低下や温度の上昇に起因
して急速に拡大する。
【００２１】図３は本発明の第３の実施例を示すもので
ある。該図に示す本実施例は、ガス排出管８と、これに
分岐した配管に取りつけられ、遠隔操作弁１４と連動し
て動作する遠隔操作弁２４を介して脱気装置２５が取り
つけられている。超電導コイル１がクエンチを起こし始
めたら、遠隔操作弁１４を閉じるとともに、これに連動
して遠隔操作弁２４を開け、隔壁５外の上部ヘリウムガ
ス空間のガスを脱気（排気）する。これにより、隔壁５
外の液体ヘリウム３の液面が上昇し、隔壁５内の液体ヘ
リウム１９の液面が下がり結果的に、コイル常電導転移
部の伝播速度が促進される。
ある。該図に示す本実施例は、ガス排出管８と、これに
分岐した配管に取りつけられ、遠隔操作弁１４と連動し
て動作する遠隔操作弁２４を介して脱気装置２５が取り
つけられている。超電導コイル１がクエンチを起こし始
めたら、遠隔操作弁１４を閉じるとともに、これに連動
して遠隔操作弁２４を開け、隔壁５外の上部ヘリウムガ
ス空間のガスを脱気（排気）する。これにより、隔壁５
外の液体ヘリウム３の液面が上昇し、隔壁５内の液体ヘ
リウム１９の液面が下がり結果的に、コイル常電導転移
部の伝播速度が促進される。
【００２２】図４は本発明の第４の実施例を示すもので
ある。該図に示す実施例は、恒温槽（ヘリウム貯液部）
２の外周側、もしくは下部に他のヘリウム貯液槽２６を
設けたものである。恒温槽２には、液体ヘリウムが容易
に移動可能な様な開閉装置、もしくは低温弁２７が設け
られている。超電導コイル１がクエンチを起こし始めた
ら、前記開閉装置２７を開け、液体ヘリウム３の必要量
をヘリウム貯液槽２６に移す。これにより、液体ヘリウ
ム３の液面位は下がり、超電導コイル１の常電導転移部
の伝播速度は促進される。
ある。該図に示す実施例は、恒温槽（ヘリウム貯液部）
２の外周側、もしくは下部に他のヘリウム貯液槽２６を
設けたものである。恒温槽２には、液体ヘリウムが容易
に移動可能な様な開閉装置、もしくは低温弁２７が設け
られている。超電導コイル１がクエンチを起こし始めた
ら、前記開閉装置２７を開け、液体ヘリウム３の必要量
をヘリウム貯液槽２６に移す。これにより、液体ヘリウ
ム３の液面位は下がり、超電導コイル１の常電導転移部
の伝播速度は促進される。
【００２３】図５は本発明の第５の実施例を示すもので
ある。該図に示す実施例は、隔壁５内の液体ヘリウム１
９の貯液部に、液体ヘリウム加熱用ヒーター２９，３
０，３１が設置されている。超電導コイル１がクエンチ
を起こし始めたら、遠隔操作弁１４を直ちに閉じるが、
この状態で前記液体ヘリウム加熱用ヒーター２９，３
０，３１を動作させ、隔壁５内の液体ヘリウム１９を強
制的に気化させる。これにより、液体ヘリウム１９の液
面位は下がり、超電導コイル１の常電導転移部の伝播速
度は促進される。
ある。該図に示す実施例は、隔壁５内の液体ヘリウム１
９の貯液部に、液体ヘリウム加熱用ヒーター２９，３
０，３１が設置されている。超電導コイル１がクエンチ
を起こし始めたら、遠隔操作弁１４を直ちに閉じるが、
この状態で前記液体ヘリウム加熱用ヒーター２９，３
０，３１を動作させ、隔壁５内の液体ヘリウム１９を強
制的に気化させる。これにより、液体ヘリウム１９の液
面位は下がり、超電導コイル１の常電導転移部の伝播速
度は促進される。
【００２４】図６は本発明の第６の実施例を示すもので
ある。該図に示す実施例は、恒温槽（ヘリウム貯液部）
２の中には、移動可能な液体ヘリウム低減スペーサー３
３が収納されており、液体ヘリウム３の液面位を必要位
置に保ち超電導コイル１を十分に冷却している。今、何
らかの原因で超電導コイル１がクエンチを起こし始めた
ら、スペーサー３３の操作器３４により、スペーサー３
３を液体ヘリウム３の上部のガスヘリウム空間に引き上
げ液体ヘリウム３の中から、必要体積をとり出す。これ
により、液体ヘリウム３の液面位は下がり、超電導コイ
ル１の常電導転移部の伝播速度は促進される。
ある。該図に示す実施例は、恒温槽（ヘリウム貯液部）
２の中には、移動可能な液体ヘリウム低減スペーサー３
３が収納されており、液体ヘリウム３の液面位を必要位
置に保ち超電導コイル１を十分に冷却している。今、何
らかの原因で超電導コイル１がクエンチを起こし始めた
ら、スペーサー３３の操作器３４により、スペーサー３
３を液体ヘリウム３の上部のガスヘリウム空間に引き上
げ液体ヘリウム３の中から、必要体積をとり出す。これ
により、液体ヘリウム３の液面位は下がり、超電導コイ
ル１の常電導転移部の伝播速度は促進される。
【００２５】以上、いくつかの実施例を説明してきた
が、これらの手段を併用することは勿論、常電導転移部
の伝播速度を積極的・強制的に促進させる手段、機構で
あればいかなるものでも良い。
が、これらの手段を併用することは勿論、常電導転移部
の伝播速度を積極的・強制的に促進させる手段、機構で
あればいかなるものでも良い。
【００２６】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、超電導コ
イルがクエンチした時の常電導転移部の伝播速度を積極
的・強制的に促進する様にしたもので、特に、伝播速度
を促進するために、超電導コイルの温度を積極的・強制
的に上昇させる機構を有する様にしたり、超電導コイル
の温度を上昇させるために、液体ヘリウムを前記超電導
コイルの周辺から、積極的・強制的に除去する機構を有
する様にしたり、あるいは、前記超電導コイルを加熱す
る機構を有する様にしたものである。また、上記の液体
ヘリウムを強制的に除去するために、前記超電導コイル
と液体ヘリウム貯槽部を隔離し、両者はそれぞれ独立の
ガス排出管を有し、遠隔操作弁を介して連結されるよう
にしたり、前記超電導コイルの外周を包囲する隔壁と、
これに遠隔操作低温弁を設けたり、前記超電導コイルと
液体ヘリウム貯槽部を隔離し、両者はそれぞれ独立のガ
ス排出管を有し、遠隔操作弁を介して連結すると共に、
前記液体ヘリウム貯槽部に通ずる配管には、前記遠隔操
作弁と連動する遠隔操作弁を経て、脱気装置が連結され
るようにしたり、前記超電導コイルの周囲に配置される
第１の液体ヘリウム貯槽を包囲するか、または下部に配
置される第２のヘリウム貯液槽を有し、前記第１のヘリ
ウム貯液槽には遠隔操作の開閉装置を備えるようにした
り、前記超電導コイルの周囲に配置され、液体ヘリウム
を貯液する液体ヘリウム貯槽に遠隔操作にて可動な液体
ヘリウム低減スペーサーを設けるようにしたり、あるい
は前記超電導コイルと液体ヘリウム貯槽部を隔離した隔
壁内に液体ヘリウム加熱用ヒーターを設けるようにした
ものであるから、超電導コイルがクエンチした時、常電
導転移部の伝播速度を促進化できるので、超電導コイル
全体が速やかに常電導転移し、超電導コイルの蓄積エネ
ルギーの放出が局部に限定されることがなく、極めて安
全な超電導装置を得ることができる。
イルがクエンチした時の常電導転移部の伝播速度を積極
的・強制的に促進する様にしたもので、特に、伝播速度
を促進するために、超電導コイルの温度を積極的・強制
的に上昇させる機構を有する様にしたり、超電導コイル
の温度を上昇させるために、液体ヘリウムを前記超電導
コイルの周辺から、積極的・強制的に除去する機構を有
する様にしたり、あるいは、前記超電導コイルを加熱す
る機構を有する様にしたものである。また、上記の液体
ヘリウムを強制的に除去するために、前記超電導コイル
と液体ヘリウム貯槽部を隔離し、両者はそれぞれ独立の
ガス排出管を有し、遠隔操作弁を介して連結されるよう
にしたり、前記超電導コイルの外周を包囲する隔壁と、
これに遠隔操作低温弁を設けたり、前記超電導コイルと
液体ヘリウム貯槽部を隔離し、両者はそれぞれ独立のガ
ス排出管を有し、遠隔操作弁を介して連結すると共に、
前記液体ヘリウム貯槽部に通ずる配管には、前記遠隔操
作弁と連動する遠隔操作弁を経て、脱気装置が連結され
るようにしたり、前記超電導コイルの周囲に配置される
第１の液体ヘリウム貯槽を包囲するか、または下部に配
置される第２のヘリウム貯液槽を有し、前記第１のヘリ
ウム貯液槽には遠隔操作の開閉装置を備えるようにした
り、前記超電導コイルの周囲に配置され、液体ヘリウム
を貯液する液体ヘリウム貯槽に遠隔操作にて可動な液体
ヘリウム低減スペーサーを設けるようにしたり、あるい
は前記超電導コイルと液体ヘリウム貯槽部を隔離した隔
壁内に液体ヘリウム加熱用ヒーターを設けるようにした
ものであるから、超電導コイルがクエンチした時、常電
導転移部の伝播速度を促進化できるので、超電導コイル
全体が速やかに常電導転移し、超電導コイルの蓄積エネ
ルギーの放出が局部に限定されることがなく、極めて安
全な超電導装置を得ることができる。
【図１】本発明の超電導装置の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図３】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図６】本発明の他の実施例を示す断面図。
１…超電導コイル、２…恒温槽（ヘリウム容器）、３，
１９…液体ヘリウム、４…連通口、５…隔壁、８，１３
…ガス排出管、９…安全装置、１０…ガス回収配管、１
１…流量制御弁、１４，２４…遠隔操作弁、１５…制御
器、１６，１７，１８…液面センサー、２０…低温弁、
２５…脱気装置、２６…ヘリウム貯液槽、２７…開閉装
置、２９，３０，３１…液体ヘリウム加熱用ヒーター、
３３…スペーサー、３４…操作器。
１９…液体ヘリウム、４…連通口、５…隔壁、８，１３
…ガス排出管、９…安全装置、１０…ガス回収配管、１
１…流量制御弁、１４，２４…遠隔操作弁、１５…制御
器、１６，１７，１８…液面センサー、２０…低温弁、
２５…脱気装置、２６…ヘリウム貯液槽、２７…開閉装
置、２９，３０，３１…液体ヘリウム加熱用ヒーター、
３３…スペーサー、３４…操作器。
フロントページの続き (72)発明者 小林 勇二 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１ 号 東北電力株式会社内 (72)発明者 上所 操 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１ 号 東北電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−18009（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−67708（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−278003（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 6/00 ZAA H01F 6/02 ZAA H01F 6/04 ZAA
Claims (8)
- 【請求項１】超電導コイルと、該超電導コイルが収納さ
れると共に、該超電導コイルを冷却する冷却媒体が収容
される冷却容器とを備えた超電導装置において、前記超
電導コイルの周囲を隔壁で包囲して前記冷媒容器内で独
立させ、この隔壁の上部に、該隔壁内で発生するガスを
排出する隔壁内ガス排出管を設けると共に、該隔壁の下
部に、この隔壁内と前記冷却容器とを連通される連通口
を設け、一方、前記冷却容器の上部には、該冷却容器内
で発生するガスを排出する冷却容器内ガス排出管を設
け、該冷却容器内ガス排出管と前記隔壁内ガス排出管
を、正常時は開放され、前記超電導コイルが常電導転移
した際に閉じる操作弁を介して連結したことを特徴とす
る超電導装置。 - 【請求項２】超電導コイルと、該超電導コイルが収納さ
れると共に、該超電導コイルを冷却する冷却媒体が収容
される冷却容器とを備えた超電導装置において、前記超
電導コイルの周囲を隔壁で包囲して前記冷媒容器内で独
立させ、この隔壁の上部に、該隔壁内で発生するガスを
排出する隔壁内ガス排出管を設けると共に、該隔壁の下
部に、この隔壁内と前記冷却容器とを連通される連通口
を設け、一方、前記冷却容器の上部には、該冷却容器内
で発生するガスを排出する冷却容器内ガス排出管を設
け、該冷却容器内ガス排出管と前記隔壁内ガス排出管
を、正常時は開放され、前記超電導コイルが常電導転移
した際に閉じる操作弁を介して連結し、更に、前記冷媒
容器内ガス排出管の途中から分岐する配管の途中に前記
第１の操作弁と連動する第２の操作弁を設け、かつ、前
記配管の先端部に脱気装置を配置し、前記第１の操作弁
が閉じたら第２の操作弁を開放して、前記冷媒容器内か
らのガスを前記脱気装置で排気することを特徴とする超
電導装置。 - 【請求項３】超電導コイルと、該超電導コイルが収納さ
れると共に、該超電導コイルを冷却する冷却媒体が収容
される冷却容器とを備えた超電導装置において、前記冷
媒容器の下部に、その周囲を包囲するよう貯液槽を設
け、かつ、該冷媒容器の下部には、内部の冷却媒体を前
記貯液槽に移動させる開閉装置を設け、該開閉装置は前
記超電導コイルが常電導転移し始めたら開放し、前記冷
却容器内の冷却媒体を必要量前記貯液槽に移動させるも
のであることを特徴とする超電導装置。 - 【請求項４】超電導コイルと、該超電導コイルが収納さ
れると共に、該超電導コイルを冷却する冷却媒体が収容
される冷却容器とを備えた超電導装置において、前記超
電導コイルが常電導転移した際、前記冷却媒体を気化さ
せる気化手段を有することを特徴とする超電導装置。 - 【請求項５】超電導コイルと、該超電導コイルが収納さ
れると共に、該超電導コイルを冷却する冷却媒体が収容
される冷却容器とを備えた超電導装置において、前記超
電導コイルの周囲を隔壁で包囲して前記冷媒容器内で独
立させ、この隔壁内に、前記超電導コイルが常電導転移
した際、前記冷却媒体を気化させる気化手段を有するこ
とを特徴とする超電導装置。 - 【請求項６】超電導コイルと、該超電導コイルが収納さ
れると共に、該超電導コイルを冷却する冷却媒体が収容
される冷却容器とを備えた超電導装置において、前記超
電導コイルの周囲を隔壁で包囲して前記冷媒容器内で独
立させ、この隔壁内に、前記超電導コイルが常電導転移
した際、隔壁内の冷却媒体を気化させる気化手段を設
け、かつ、前記隔壁の上部に、該隔壁内で発生するガス
を排出する隔壁内ガス排出管を設けると共に、該隔壁の
下部に、この隔壁内と前記冷却容器とを連通される連通
口を設け、一方、前記冷却容器の上部には、該冷却容器
内で発生するガスを排出する冷却容器内ガス排出管を設
け、該冷却容器内ガス排出管と前記隔壁内ガス排出管
を、正常時は開放され、前記超電導コイルが常電導転移
した際に閉じる操作弁を介して連結したことを特徴とす
る超電導装置。 - 【請求項７】前記気化手段は、加熱用ヒーターであるこ
とを特徴とする請求項４，５、又は６記載の超電導装
置。 - 【請求項８】超電導コイルと、該超電導コイルが収納さ
れると共に、該超電導コイルを冷却する冷却媒体が収容
される冷却容器とを備えた超電導装置において、前記冷
媒容器内に冷却媒体に収容されてスペーサーを設置し、
該スペーサーは、前記冷却容器とを備えた超電導装置に
おいて、前記超電導コイルが常電導転移した際に、前記
冷媒容器の上方に移動されて冷却媒体の最上面位置を低
下させるものであることを特徴とする超電導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5105991A JP3034621B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 超電導装置、及び超電導コイルの保護方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5105991A JP3034621B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 超電導装置、及び超電導コイルの保護方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182829A JPH05182829A (ja) | 1993-07-23 |
| JP3034621B2 true JP3034621B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=12876234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5105991A Expired - Fee Related JP3034621B2 (ja) | 1991-03-15 | 1991-03-15 | 超電導装置、及び超電導コイルの保護方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034621B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4814630B2 (ja) * | 2005-12-21 | 2011-11-16 | 三菱電機株式会社 | 超電導電磁石装置 |
| DE602006000903T2 (de) * | 2006-01-13 | 2009-05-28 | European High Temperature Superconductors Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung elektrischer Leistung |
| GB2445591B (en) * | 2007-01-10 | 2009-01-28 | Siemens Magnet Technology Ltd | Emergency run-down unit for superconducting magnets |
| CN102023268B (zh) * | 2010-11-10 | 2013-12-04 | 中国科学院电工研究所 | 测量超导线圈失超传播速度的装置及其测量方法 |
| US9887028B2 (en) | 2014-09-03 | 2018-02-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Superconducting magnet |
| US20160189841A1 (en) * | 2014-12-31 | 2016-06-30 | General Electric Company | Cooling system and method for a magnetic resonance imaging device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218009A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネツト装置 |
| JPS6367708A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | 緊急消磁装置付き超電導マグネツト装置 |
| JPH01278003A (ja) * | 1988-04-29 | 1989-11-08 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 超電導マグネットの破壊防止方法 |
-
1991
- 1991-03-15 JP JP5105991A patent/JP3034621B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05182829A (ja) | 1993-07-23 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |