JPS61265881A - 熱式超電導スイツチ - Google Patents
熱式超電導スイツチInfo
- Publication number
- JPS61265881A JPS61265881A JP60106965A JP10696585A JPS61265881A JP S61265881 A JPS61265881 A JP S61265881A JP 60106965 A JP60106965 A JP 60106965A JP 10696585 A JP10696585 A JP 10696585A JP S61265881 A JPS61265881 A JP S61265881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite body
- superconducting
- thermal
- heaters
- superconducting switch
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/30—Devices switchable between superconducting and normal states
- H10N60/35—Cryotrons
- H10N60/355—Power cryotrons
Landscapes
- 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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、磁気浮上列車、超電導核磁気共鳴装置など
に用いる超電導永久電流モードを達成するに必要な熱式
超電導スイッチの製造方法に関するものである。
に用いる超電導永久電流モードを達成するに必要な熱式
超電導スイッチの製造方法に関するものである。
磁気浮上列車や核磁気共鳴装置に用いられる超電導マグ
ネットは、永久電流モードで運転される。
ネットは、永久電流モードで運転される。
永久電流モードの利点は（ａｌ一度マグネットを励磁す
れば、電源を使用しなくてよいので省電力化が図れる。
れば、電源を使用しなくてよいので省電力化が図れる。
（ｂ）電源とマグネッ）ｋ完全に分離できるので、マグ
ネットを収納するタライオスタットへの熱浸入が著しく
減少する。（Ｃ）電源の電流変動に起因するマグネット
の発生磁界変動がなくなるなどである。
ネットを収納するタライオスタットへの熱浸入が著しく
減少する。（Ｃ）電源の電流変動に起因するマグネット
の発生磁界変動がなくなるなどである。
この永久電流モードを実現するには、超電導スイッチが
必要となる。
必要となる。
超電導スイッチは通常ＮｂＴｌ超電導線とヒーターで構
成されている。このＮｂＴｉ超電導線は、Ｃｕ又はＣｕ
Ｎｉなどの常電導体のマｌ−ＩＪフックス中、Ｗ数体の
ＮｂＴｉ超電導体が埋め込まれたものである。
成されている。このＮｂＴｉ超電導線は、Ｃｕ又はＣｕ
Ｎｉなどの常電導体のマｌ−ＩＪフックス中、Ｗ数体の
ＮｂＴｉ超電導体が埋め込まれたものである。
第４図は、熱式超電導スイッチの使用ＦＪ ？示す回路
図である。熱式超電導スイッチ１は、超１導マグネット
２とこれを励消磁するための電源３に並列に接続される
。超電導スイッチ１と超電導マグネット２は、超電導性
をもたせるため液体ヘリウムｆζよって％第４図中の鎖
、腺で示される極低温域Ａに設置される。これには、通
常極低温用クライオスタットを用いている。
図である。熱式超電導スイッチ１は、超１導マグネット
２とこれを励消磁するための電源３に並列に接続される
。超電導スイッチ１と超電導マグネット２は、超電導性
をもたせるため液体ヘリウムｆζよって％第４図中の鎖
、腺で示される極低温域Ａに設置される。これには、通
常極低温用クライオスタットを用いている。
この回路において、永久鑞流モードを実現するには、ま
ず超電導スイッチ１のヒーター１ａに電流を流し加熱し
て、超電導線１ｂを常電導状態Ｉこ保りたままで（ＯＦ
Ｆ状態）超電導マグネット２を励磁する。ＯＦＦ状態の
超電導スイッチｌは有限の抵抗をもつため％電源からの
励起磁流は、抵抗Ｏの超電導マグネット２に全てａｎる
。次に。
ず超電導スイッチ１のヒーター１ａに電流を流し加熱し
て、超電導線１ｂを常電導状態Ｉこ保りたままで（ＯＦ
Ｆ状態）超電導マグネット２を励磁する。ＯＦＦ状態の
超電導スイッチｌは有限の抵抗をもつため％電源からの
励起磁流は、抵抗Ｏの超電導マグネット２に全てａｎる
。次に。
所定の電流値に達したら、ヒーター１ａの１流をＯｆこ
して、超電導、！Ｉｌｂを臨界温度以下にして超電導状
態ｌこする（ＯＮ状態）。すると、回路の電流は超電導
マグネット２と超電導スイッチｌの閉ループを流れ、永
久電流モードとなる。この後、電源を消磁しＯ＃こして
も、電流は超電導マグネット２と超電導スイッチ１の閉
ループヲ流れ続ける。
して、超電導、！Ｉｌｂを臨界温度以下にして超電導状
態ｌこする（ＯＮ状態）。すると、回路の電流は超電導
マグネット２と超電導スイッチｌの閉ループを流れ、永
久電流モードとなる。この後、電源を消磁しＯ＃こして
も、電流は超電導マグネット２と超電導スイッチ１の閉
ループヲ流れ続ける。
以上の様にして使用される熱式超電導スイッチは、従来
次の様にして作成されてきた。まず、ＮｂＴｉ超電導＠
を得るため、ＮｂＴｌ超電導体の丸棒をＣｕまたはＣｕ
Ｎｉのパイプに挿入しこの複合体を多数本束ねて再度Ｃ
ｕまたはＣｕＮｉのパイプに入れて、押し出し、線引き
、熱処理などの処理全行なう０次Ｉこ絶縁のため線全体
にわたりホルマール被覆ｔ”施す。この結果第５図に示
す超電導線が得られる。４はホルマール被１．５はＣｕ
またはＣｕＮｉマトリックス、６はＮｂＴ ｉである。
次の様にして作成されてきた。まず、ＮｂＴｉ超電導＠
を得るため、ＮｂＴｌ超電導体の丸棒をＣｕまたはＣｕ
Ｎｉのパイプに挿入しこの複合体を多数本束ねて再度Ｃ
ｕまたはＣｕＮｉのパイプに入れて、押し出し、線引き
、熱処理などの処理全行なう０次Ｉこ絶縁のため線全体
にわたりホルマール被覆ｔ”施す。この結果第５図に示
す超電導線が得られる。４はホルマール被１．５はＣｕ
またはＣｕＮｉマトリックス、６はＮｂＴ ｉである。
このＮｂＴｉ超電導線の長さは、ある適当な抵抗値をも
つ様に設計される。これは、超電導マグネットを励消磁
する際、インダクタンスによる電圧が発生するため、Ｏ
ＦＦ状態の超電導スイッチにも、その常電導時の抵抗値
に反比例した電流が分流して流れ、これはジュール発熱
となシ液体ヘリウムを蒸発させるためである。
つ様に設計される。これは、超電導マグネットを励消磁
する際、インダクタンスによる電圧が発生するため、Ｏ
ＦＦ状態の超電導スイッチにも、その常電導時の抵抗値
に反比例した電流が分流して流れ、これはジュール発熱
となシ液体ヘリウムを蒸発させるためである。
ジュール発熱を少なくするには、ＮｂＴｌ超゛電導線の
長さを長クシ、常電導時の抵抗が大きくなる様にすれば
よいが、あまシ長くなると超電導スイッチが大型化し冷
却Ｆこ必要な液体ヘリウムが増える。したがって許容さ
れる寸法内で超電導スイッチの常電導時の抵抗を大きく
する様ＮｂＴｉ超電導線の長さを決めて、設計される。
長さを長クシ、常電導時の抵抗が大きくなる様にすれば
よいが、あまシ長くなると超電導スイッチが大型化し冷
却Ｆこ必要な液体ヘリウムが増える。したがって許容さ
れる寸法内で超電導スイッチの常電導時の抵抗を大きく
する様ＮｂＴｉ超電導線の長さを決めて、設計される。
次に、この所定の長さのＮｂＴｌ超電導線とヒーター（
コンスタンタン線、ステンレステープなど）（両者は電
気的に絶縁されている）とを一体として、コイル状に巻
き、エポキシ樹脂Ｉこよりてモールドして超電導スイッ
チを作成する。この従来の熱式超電導スイッチの外観全
第６図に示す。７はＮｂＴｉ超電導線、８はヒーター１
９は巻き枠である。
コンスタンタン線、ステンレステープなど）（両者は電
気的に絶縁されている）とを一体として、コイル状に巻
き、エポキシ樹脂Ｉこよりてモールドして超電導スイッ
チを作成する。この従来の熱式超電導スイッチの外観全
第６図に示す。７はＮｂＴｉ超電導線、８はヒーター１
９は巻き枠である。
以上の様に従来の熱式超電導スイッチは、製造工程が著
しく煩雑であシ１作成をこ多くの時間と労力が必要であ
った。また、コイル状の構造であるためその占める体積
が大きく、冷却に必要な液体ヘリウムの量も多くなると
いう欠点があった。さらに、ＮｂＴｉの超電導臨界温度
は約９にであるため、熱的じょう乱Ｅこ弱く永久゛ｆ！
Ｌ流モードでの運転中、しばしば超電導スイッチが常電
導になシ永久電流モードの回路を破壊してしまうことが
あった。
しく煩雑であシ１作成をこ多くの時間と労力が必要であ
った。また、コイル状の構造であるためその占める体積
が大きく、冷却に必要な液体ヘリウムの量も多くなると
いう欠点があった。さらに、ＮｂＴｉの超電導臨界温度
は約９にであるため、熱的じょう乱Ｅこ弱く永久゛ｆ！
Ｌ流モードでの運転中、しばしば超電導スイッチが常電
導になシ永久電流モードの回路を破壊してしまうことが
あった。
このため、より臨界温度の高い超電導体を用いた熱的ｔ
こ安定々超電導スイッチの出現が望まれていた・ 〔発明の目的〕 本発明は上述した不都合を解消し、よシ簡単に製造でき
かつコンパクトで熱的安定性にも優れる熱式超電導スイ
ッチを提供することを目的としている。
こ安定々超電導スイッチの出現が望まれていた・ 〔発明の目的〕 本発明は上述した不都合を解消し、よシ簡単に製造でき
かつコンパクトで熱的安定性にも優れる熱式超電導スイ
ッチを提供することを目的としている。
本発明は％Ｎｂ３Ｓｎ超電導化合物またはＶ、Ｇａ超電
導化音物？有す平板型の複合体とこれを加熱するヒータ
ーとこの両者に介在する絶縁９を一体化してモールドし
た平板型熱式超電導スイッチである。
導化音物？有す平板型の複合体とこれを加熱するヒータ
ーとこの両者に介在する絶縁９を一体化してモールドし
た平板型熱式超電導スイッチである。
本発明によれば、熱式超電導スイッチの作製が著しく容
易になる。また、従来は困難でありた平板型の熱式超電
導スイッチを作ることができ、よりコンパクトなものと
なるため、冷却に必要な液体ヘリウムの量も大幅に減少
し経済的ζこなる。さらＥこ、従来のＮｂＴｌこ変えて
、よシ超電導臨界温度Ｔｃの高いＮｂｌ ５ｎ（Ｔｃｈ
−ｑｌ ＢＫ） 、Ｖ、 Ｇａ（Ｔｃ ５１５Ｋ）を使
用するため熱的安定性も大きく向上する。
易になる。また、従来は困難でありた平板型の熱式超電
導スイッチを作ることができ、よりコンパクトなものと
なるため、冷却に必要な液体ヘリウムの量も大幅に減少
し経済的ζこなる。さらＥこ、従来のＮｂＴｌこ変えて
、よシ超電導臨界温度Ｔｃの高いＮｂｌ ５ｎ（Ｔｃｈ
−ｑｌ ＢＫ） 、Ｖ、 Ｇａ（Ｔｃ ５１５Ｋ）を使
用するため熱的安定性も大きく向上する。
以下図面に基いて本発明の実施列を示す。まずＮｂの板
ｆ Ｃｕ −Ｓ ｎ合金の板ではさみ、一体とし、圧延
加工して第３図に示す複合体のシート１作成した。１０
はＮｂ 、 １１はＣｕ−Ｓｎ合金である。
ｆ Ｃｕ −Ｓ ｎ合金の板ではさみ、一体とし、圧延
加工して第３図に示す複合体のシート１作成した。１０
はＮｂ 、 １１はＣｕ−Ｓｎ合金である。
次にこの複合体にダイヤモンドカッターを用いて第２図
の１２に示す様な切れ込み金入ｎだ。
の１２に示す様な切れ込み金入ｎだ。
この後、真空熱処理炉中で７２５℃Ｘ２００ｈｒの熱処
理を行ない、Ｎｂ１ＯとＣｕ−Ｓｎ合金１１の界面にＮ
ｂ、 Ｓｎ ＠ １３を形成させた・次に、こうして切
れ込みを入れ、Ｎｂ３Ｓｎｎ層形形成せた複合体とヒー
ター（コンスタンタン線）１４とその両者に介在する絶
縁板１５と全一体としエポキシ樹脂１６で含侵して熱式
超電導スイッチを作った。第１図は、その外観である。
理を行ない、Ｎｂ１ＯとＣｕ−Ｓｎ合金１１の界面にＮ
ｂ、 Ｓｎ ＠ １３を形成させた・次に、こうして切
れ込みを入れ、Ｎｂ３Ｓｎｎ層形形成せた複合体とヒー
ター（コンスタンタン線）１４とその両者に介在する絶
縁板１５と全一体としエポキシ樹脂１６で含侵して熱式
超電導スイッチを作った。第１図は、その外観である。
こうして得られた熱式超電導スイッチは、Ｎｂ３Ｓｎ＃
を有す複合体の端部１７で、超電導マグネ？／）の超電
導線に接続されて使用される。
を有す複合体の端部１７で、超電導マグネ？／）の超電
導線に接続されて使用される。
ヒーター１４とＮｂ、５ｎｌｉ’を有す複合体間の電気
絶縁は、この例では絶縁板を用いたが、この両者のうち
の一方を例えばホルマール被覆することでも達成できる
。
絶縁は、この例では絶縁板を用いたが、この両者のうち
の一方を例えばホルマール被覆することでも達成できる
。
以上の例以外に、Ｎｂ、Ｓｏｌを形成させる手段として
、ＮｂシートにＳｏメッキとＣｕメッキを施して熱処理
する方法も行なった。熱処理条件は上記の例と同じであ
る。
、ＮｂシートにＳｏメッキとＣｕメッキを施して熱処理
する方法も行なった。熱処理条件は上記の例と同じであ
る。
次にＶ、Ｇａ４用いた列（こついて述べる。基本工程は
Ｎｂ３Ｓｎの場合と同様である。Ｎｂシートのかわり番
こＶシートｆ、Ｃｕ−Ｓｎ合金板を用いた。
Ｎｂ３Ｓｎの場合と同様である。Ｎｂシートのかわり番
こＶシートｆ、Ｃｕ−Ｓｎ合金板を用いた。
後の工程は、上記の列と同様である。メッキ金用いる場
合、■シートにＧａメッキを施した。
合、■シートにＧａメッキを施した。
第１図は１本発明に係る熱式超電導スイッチの斜視図、
第２図は、本発明に係る熱式超電導スイッチの作成途中
の斜視図、第３図は、本発明に用いる複合体のシートの
斜視図、第４図は熱式超電導スイッチを用いた回路図、
第５図は、従来の熱式超電導スイッチに用いるＮｂＴｉ
超電導線の斜視図、第６図は、従来の熱式超電導スイッ
チの斜視図である。 １・・・熱式超電導スイッチ、１３・・・ヒーター、１
ｂ・・・超電導線、２・・・超電導マグネット、３・・
・電源、４・・・ホルマール被覆、５“・・・Ｃｕまた
はＣｕＮｉ、６・・・ＮｂＴｌ、７・・・ＮｂＴｉ超電
導線、８・・・ヒーター、９・・・巻き枠、ＩＱ・Ｎｂ
シート、１１・−・Ｃｕ−５ｒｔ合金シート、工２・・
・切れ込み、１３・・・Ｎｂ３Ｓｎ層、１４・・・ヒー
ター、１５・・・絶縁板、１６−８．エポキシ樹脂、１
７・・・超電導スイッチ電流経路の端部。 代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第３図 第 ４ 図 第 ６ 図
第２図は、本発明に係る熱式超電導スイッチの作成途中
の斜視図、第３図は、本発明に用いる複合体のシートの
斜視図、第４図は熱式超電導スイッチを用いた回路図、
第５図は、従来の熱式超電導スイッチに用いるＮｂＴｉ
超電導線の斜視図、第６図は、従来の熱式超電導スイッ
チの斜視図である。 １・・・熱式超電導スイッチ、１３・・・ヒーター、１
ｂ・・・超電導線、２・・・超電導マグネット、３・・
・電源、４・・・ホルマール被覆、５“・・・Ｃｕまた
はＣｕＮｉ、６・・・ＮｂＴｌ、７・・・ＮｂＴｉ超電
導線、８・・・ヒーター、９・・・巻き枠、ＩＱ・Ｎｂ
シート、１１・−・Ｃｕ−５ｒｔ合金シート、工２・・
・切れ込み、１３・・・Ｎｂ３Ｓｎ層、１４・・・ヒー
ター、１５・・・絶縁板、１６−８．エポキシ樹脂、１
７・・・超電導スイッチ電流経路の端部。 代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第３図 第 ４ 図 第 ６ 図
Claims (5)
- （１）Ｎｂ＿２ＳｎまたはＶ＿３Ｇａを有す平板型の複
合体とヒーターとこの両者に介在する絶縁層を一体化し
てモールドしたことを特徴とする平板型熱式超電導スイ
ッチ。 - （２）前記Ｎｂ＿３Ｓｎは、ＮｂシートとＣｕ−Ｓｎ合
金シートを重ねて圧延加工した後熱処理して作成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱式超電
導スイッチ。 - （３）前記Ｎｂ＿２Ｓｎは、ＮｂシートをＳｎメッキ、
Ｃｕメッキした後熱処理して作成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の熱式超電導スイッチ。 - （４）前記Ｖ＿３ＧａはＶシートとＣｕ−Ｇａ合金シー
トを重ねて圧延加工した後、熱処理して作成されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱式超電導ス
イッチ。 - （５）前記Ｖ＿３ＧａはＶシートをＧａメッキ、Ｃｕメ
ッキした後熱処理して作成されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の熱式超電導スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106965A JPS61265881A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 熱式超電導スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106965A JPS61265881A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 熱式超電導スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265881A true JPS61265881A (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=14447029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60106965A Pending JPS61265881A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 熱式超電導スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61265881A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003069093A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Central Japan Railway Co | 永久電流スイッチおよびそれを用いた超電導マグネット |
| JP2013016664A (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Hitachi Ltd | 超電導スイッチ，超電導磁石、およびｍｒｉ |
| WO2020162018A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材及び永久電流スイッチ |
-
1985
- 1985-05-21 JP JP60106965A patent/JPS61265881A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003069093A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Central Japan Railway Co | 永久電流スイッチおよびそれを用いた超電導マグネット |
| JP2013016664A (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Hitachi Ltd | 超電導スイッチ，超電導磁石、およびｍｒｉ |
| WO2020162018A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材及び永久電流スイッチ |
| JPWO2020162018A1 (ja) * | 2019-02-08 | 2021-12-16 | 住友電気工業株式会社 | 超電導線材及び永久電流スイッチ |
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