JPH0557862U - 永久電流スイッチ - Google Patents
永久電流スイッチInfo
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- JPH0557862U JPH0557862U JP000238U JP23892U JPH0557862U JP H0557862 U JPH0557862 U JP H0557862U JP 000238 U JP000238 U JP 000238U JP 23892 U JP23892 U JP 23892U JP H0557862 U JPH0557862 U JP H0557862U
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 永久電流スイッチのｏｆｆ状態からｏｎ動作
への切り換え時間を短縮する。 【構成】 ＰＣＳ１０は、超電導線を巻回したコイル１
２の外側にＣｕよりなる外筒１４を配置し、内部にエポ
キシ樹脂を含浸して一体に固化されており、その外側に
はＦＲＰ製の円筒状部材１５が配置され、外筒と円筒状
部材との間に筒状空隙部１６が形成される。この筒状空
隙部１６の一端側１６ａは開放され、他端側には筒状空
隙部に連通する複数の貫通孔１６ｂが設けられている。
使用状態においては、筒状空隙部はＰＣＳのｏｆｆ動作
時にヘリウムガスで充填されて断熱部として働き、一方
ｏｎ動作時には筒状空隙部内のヘリウムガスは貫通孔か
ら上方に逃散して筒状空隙部内は直ちに液体ヘリウムで
充填され、外筒を介してコイルを冷却することにより速
やかにｏｎ状態に復帰する。
への切り換え時間を短縮する。 【構成】 ＰＣＳ１０は、超電導線を巻回したコイル１
２の外側にＣｕよりなる外筒１４を配置し、内部にエポ
キシ樹脂を含浸して一体に固化されており、その外側に
はＦＲＰ製の円筒状部材１５が配置され、外筒と円筒状
部材との間に筒状空隙部１６が形成される。この筒状空
隙部１６の一端側１６ａは開放され、他端側には筒状空
隙部に連通する複数の貫通孔１６ｂが設けられている。
使用状態においては、筒状空隙部はＰＣＳのｏｆｆ動作
時にヘリウムガスで充填されて断熱部として働き、一方
ｏｎ動作時には筒状空隙部内のヘリウムガスは貫通孔か
ら上方に逃散して筒状空隙部内は直ちに液体ヘリウムで
充填され、外筒を介してコイルを冷却することにより速
やかにｏｎ状態に復帰する。
Description
【０００１】
本考案は、超電導マグネットの運転に用いられる永久電流スイッチの構造の改 良に関する。
【０００２】
超電導マグネットを、外部電源からの電流供給を必要とせずに一定磁界を長時 間保持する永久電流モードで運転するために永久電流スイッチ（以下ＰＣＳと称 す）が使用される。このＰＣＳ１は、例えば図２に示すように、ＦＲＰ（繊維強 化プラスチックス）製の巻枠２上に、Ｃｕ−Ｎｉ合金等の高抵抗マトリックスの 外周にエナメル被覆層を設けた超電導線を巻回し、このコイル３中にコンスタン タン線等からなるヒータ線４を巻き込んだ後、コイル３の外側にＦＲＰ製の補強 用の外筒５を配置して必要箇所をシールした後、内部にエポキシ樹脂を含浸して コイル３およびヒータ線４を巻枠２および外筒５と一体に固化した構造を有して おり、超電導線は通電によりそれ自身による磁界発生を防ぐために無誘導巻きさ れている。
【０００３】 上記のＰＣＳ１は、超電導マグネットと並列に接続され、超電導マグネットと とともに液体ヘリウム中に保持される。 以上のような構造のＰＣＳ１は、そのｏｎ−ｏｆｆ動作のｏｆｆ動作時にヒー タ線４を加熱し、コイル３を常電導状態にするが、その時に発生する熱により液 体ヘリウムを蒸発させるため、ｏｆｆ動作時にＰＣＳの外側に放出される熱量は できるだけ小さいほうが望ましい。図２のＰＣＳ１の場合、ＦＲＰ製の巻枠２と 外筒５が断熱材の働きをするため、ｏｆｆ動作時の放出熱量を低減することに寄 与してはいるが十分な効果を奏することはできず、特にコイル３がＮｂ3 Ｓｎ等 の化合物系の超電導線からなる場合には、その放出熱量も大きくなるため、全く 不十分であるという難点を有する。
【０００４】 一方、ＰＣＳ１の断熱を十分に行ったとしても、ヒータ線４の加熱を停止して 冷却されるのに時間を要し、従ってｏｆｆ状態からｏｎ動作への切り換え時間が 長くなるという問題がある。 このように相反する要求を満足させるために、コイルの外側に離間して円筒状 部材を配置し、コイルとこの円筒状部材との間に形成される筒状空隙部の一側を 解放するとともに、他側を閉塞し、この閉塞部に複数の貫通孔を設けた構造のＰ ＣＳが知られている（特開昭６３−８１８７４号）。
【０００５】
上記の構造のＰＣＳにおいては、ｏｆｆ動作時に筒状空隙部にヘリウムガスが 充填されて断熱部として、一方ｏｎ動作時には液体ヘリウムが侵入して冷却部と して作用することにより、ｏｆｆ動作時の液体ヘリウムの蒸発量を少なくすると ともに、ｏｆｆ状態からｏｎ動作への切り換えも従来と同程度の時間で行うこと ができる利点を有するが、さらにこの切り換え時間を短縮することが望まれてい る。
【０００６】 本考案は上記の点を改善するためになされたもので、ＰＣＳのｏｆｆ動作時に は十分な断熱効果を有し、かつｏｎ動作への切り換え時間を短縮するとともに、 ｏｎ状態における冷却効率を高めて安定性を向上させた構造のＰＣＳを提供する ことをその目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本考案は、巻枠と、この巻枠上に巻回された超電 導線およびヒータ線とからなるコイルと、このコイルの外側に配置された外筒と を備え、コイルに硬化性樹脂を含浸せしめて巻枠および外筒と一体に固化した永 久電流スイッチにおいて、外筒の一部または全部を熱伝導性の良好な材料で形成 するとともに、コイルの外側に離間して円筒状部材を配置し、コイルと円筒状部 材との間に形成される筒状空隙部の一側を開放するとともに、他側を閉塞し、こ の閉塞部に複数の貫通孔を設けたものである。
【０００８】 本考案における超電導線としては、常電導状態で数Ω〜数百Ωの大きな抵抗値 を有するものが有利であるため、例えば、Ｃｕ−（１０〜３０）ｗｔ％Ｎｉ合金 中に多数本のＮｂ−Ｔｉ合金やＮｂ3 Ｓｎフィラメントを配置した高抵抗マトリ ックスを有する多芯構造の複合線の外周にホルマール樹脂等の合成樹脂を被覆し た絶縁導体が用いられる。
【０００９】 一方、ヒータ線としては、コンスタンタン線やタングステン線等の高抵抗線が 用いられる。 また、外筒はＣｕまたはＡｌで形成するか、ＣｕまたはＡｌとＦＲＰとで円筒 状に形成し、コイルの外側に離間して配置される。
【００１０】
以上の構成により本考案の永久電流スイッチにおいては、コイルと円筒状部材 との間に筒状空隙部を形成し、外筒の一部または全部を熱伝導性の良好な材料で 形成したことにより、ＰＣＳのｏｆｆ動作時にはコイルの放出熱量により筒状空 隙部にヘリウムガスが充填されて断熱部として働き、またｏｎ動作時には液体ヘ リウムが直ちに筒状空隙部に侵入して外筒の熱伝導性の良好な材料を介してコイ ルを冷却するため、ｏｆｆ動作時の液体ヘリウムの蒸発量を低減するとともに、 ｏｆｆ状態からｏｎ動作への切り換え時間が短縮される。
【００１１】
以下本考案の一実施例を図面を用いて説明する。 図１は本考案の永久電流スイッチの断面を示したもので、ＰＣＳ１０はＦＲＰ 製の巻枠１１上に超電導線を巻回してコイル１２を形成し、このコイル中にコン スタンタン線等からなるヒータ線１３を巻き込んだ後、コイルの外側に外筒１４ を配置し、内部にエポキシ樹脂を含浸して一体に固化されており、超電導線は通 電によりそれ自身による磁界発生を防ぐために無誘導巻きされている。
【００１２】 上記の外筒１４はＣｕにより形成されており、外筒１４の外側にはＦＲＰ製の 円筒状部材１５が配置され、この円筒状部材１５はその内径が外筒１４の外径よ り大きく、この間に筒状空隙部１６が形成される。 この筒状空隙部１６の一端側１６ａは開放されており、他端側は内側フランジ １５ａを有し、このフランジ１５ａはボルト１７により巻枠１１の鍔板１１ａに 固設されている。また内側フランジ１５ａには筒状空隙部１６に連通する複数の 貫通孔１６ｂがＰＣＳ１０の軸線を中心とする同一半径上に設けられている。
【００１３】 使用状態においては、ＰＣＳ１０はその軸線が鉛直方向に一致するように液体 ヘリウム中に浸漬され、開放端１６ａが下側に位置せしめられる。 この状態において、筒状空隙部１６は，ＰＣＳ１０のｏｆｆ動作時（ヒータ線 １３の加熱時）に断熱部として働き、一方ｏｎ動作時（ヒータ線１３の加熱停止 時）には冷却部として働く。
【００１４】 即ち、ヒータ線１３に通電してＰＣＳ１０をｏｆｆ動作させると、筒状空隙部 １６内の液体ヘリウムが蒸発してヘリウムガスで充填され、この状態はｏｆｆ動 作中維持される。このガスは液体ヘリウムに比較して熱伝導率が小さいため、筒 状空隙部１６は断熱部として働く。一方、ヒータ線１３の通電を停止すると、筒 状空隙部１６内のヘリウムガスは貫通孔１６ｂから上方に逃散して筒状空隙部１ ６内は直ちに液体ヘリウムで充填され、外筒１４を介してコイル１２を冷却する ことにより速やかにｏｎ状態に復帰する。
【００１５】
以上述べたように本考案の永久電流スイッチによれば、ｏｆｆ動作時の液体ヘ リウムの蒸発量を低減し得るとともに、ｏｆｆ状態からｏｎ動作への切り換え時 間を短縮することができ、その構造も簡単である利点を有する。
【図１】本考案によるＰＣＳの一実施例を示す断面図。
【図２】従来のＰＣＳの断面図。
１０…ＰＣＳ（永久電流スイッチ） １１…巻枠 １２…コイル １３…ヒータ線 １４…外筒 １５…円筒状部材 １６…筒状空隙部 １６ｂ…貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 三宅 清市 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)考案者 前田 慶一郎 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)考案者 小田 勇一郎 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】巻枠と、この巻枠上に巻回された超電導線
およびヒータ線とからなるコイルと、このコイルの外側
に配置された外筒とを備え、前記コイルに硬化性樹脂を
含浸せしめて前記巻枠および前記外筒と一体に固化した
永久電流スイッチにおいて、前記外筒の一部または全部
を熱伝導性の良好な材料で形成するとともに、前記コイ
ルの外側に離間して円筒状部材を配置し、前記コイルと
前記円筒状部材との間に形成される筒状空隙部の一側を
開放するとともに、他側を閉塞し、この閉塞部に複数の
貫通孔を設けたことを特徴とする永久電流スイッチ。 - 【請求項２】超電導線は、化合物系超電導線よりなる請
求項１記載の永久電流スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992000238U JP2590346Y2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 永久電流スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992000238U JP2590346Y2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 永久電流スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557862U true JPH0557862U (ja) | 1993-07-30 |
| JP2590346Y2 JP2590346Y2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=11468394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992000238U Expired - Lifetime JP2590346Y2 (ja) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | 永久電流スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590346Y2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-08 JP JP1992000238U patent/JP2590346Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2590346Y2 (ja) | 1999-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981027 |