DE1589623C

DE1589623C - Device for storing and releasing electrical energy in or from a superconducting circuit

Info

Publication number: DE1589623C
Application number: DE19671589623
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1966-07-20
Filing date: 1967-07-18
Publication date: 1973-05-03

Description

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die supraleitende Schicht als Hohlzylinder mit einem allseitigen isolierenden Überzug ausgebildet ist, auf den innen und außen die Windungen einer aus einem leitenden Band bestehenden ersten Spule zum Auskoppeln des im Hohlzylinder umlaufenden Stromes in eine ihn innen oder außen umgebende und mit einem Verbraucher verbundene zweite Spule fortlaufend aufgewickelt sind.According to the invention, this object is achieved in that the superconducting layer is a hollow cylinder is formed with an all-round insulating coating, on the inside and outside the turns of a consisting of a conductive band first coil for decoupling the rotating in the hollow cylinder Current into a second coil that surrounds it inside or outside and is connected to a consumer are continuously wound up.

Die vom leitenden Band gebildete erste Spule ge- ίο stattet es, über Joulesche oder Ohmsche Wärme auf die Temperatur der supraleitenden Schicht einzuwirken bzw. in dieser ein überkritisches Magnetfeld zu erzeugen, so daß die gesamte hohlzylindrische supraleitende Schicht vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand übergeht, wodurch auch praktisch die gesamte in dieser Schicht eingeschlossene Energie über die zweite Spule an den Verbraucher abgegeben wird. Der Übergang nicht nur eines Teils, sondern der gesamten supraleitenden Schicht in den normalleitenden Zustand bewirkt nicht nur einen maximalen Wirkungsgrad bei der Energieabgabe, sondern läßt diese auch in kürzester Zeit vor sich gehen. Es ist ferner ersichtlich, daß die supraleitende Schicht selbst im Zusammenwirken mit der aus dem leitenden Band bestehenden ersten Spule die Rolle eines Schalters spielt, so daß kein gesondertes supraleitendes Material für einen Schalter erforderlich ist.The first coil formed by the conductive tape ge ίο enables it to act on the temperature of the superconducting layer via Joule or ohmic heat or to generate a supercritical magnetic field in this, so that the entire hollow cylindrical superconducting Layer changes from the superconducting to the normally conducting state, which also makes it practical all of the energy enclosed in this layer is released to the consumer via the second coil will. The transition not only of a part, but of the entire superconducting layer into the normally conducting layer State not only causes maximum efficiency in the energy output, but leaves these also take place in the shortest possible time. It can also be seen that the superconducting layer itself in cooperation with the first coil consisting of the conductive tape, the role of a switch plays, so that no separate superconducting material is required for a switch.

Es war für sich bekannt (vgl. USA.-Patentschrift 3 262 024), einen supraleitenden Kreis aus mindestens einer zylindrischen, von einem isolierenden Überzug umgebenden supraleitenden Schicht zu bilden.It was known (see US Pat. No. 3,262,024) to have a superconducting circle made of at least a cylindrical superconducting layer surrounded by an insulating coating form.

Außerdem ist es auch nicht mehr neu (vgl. USA.-Patentschrift 3 252 018), bei einem supraleitenden Wechselstromgenerator innen und außen auf einem supraleitenden Hohlzylinder einige Windungen eines Heizdrahtes anzuordnen, wobei diese Heizwindungen dazu dienen, den im Hohlzylinder bestehenden supraleitenden Kreis an einer Stelle zu unterbrechen, damit ein Magnetfeld in den vom Hohlzylinder umschlossenen Innenraum eindringen kann. In diesem supraleitenden elektrischen Generator wird durch Hin- und Herbewegung eines Kolbens aus supraleitendem Material im supraleitenden Hohlzylinder ein Wechselstrom in einer Ankerspule erzeugt.In addition, it is no longer new (see US Pat. No. 3,252,018) for a superconducting one Alternator inside and outside on a superconducting hollow cylinder a few turns of a To arrange heating wire, these heating windings serve the superconducting existing in the hollow cylinder To interrupt the circle at one point, so that a magnetic field in the enclosed by the hollow cylinder Can penetrate the interior. In this superconducting electric generator is made by Back and forth movement of a piston made of superconducting material in the superconducting hollow cylinder an alternating current is generated in an armature coil.

Es ist auch bereits bekannt, zum Auskoppeln eines in einem supraleitenden Kreis eingeschlossenen Stromes eine mit einem Verbraucher verbundene Spule, die mit dem supraleitenden Kreis induktiv gekoppelt ist, zu verwenden (vgl. Zeitschrift »Cryogenics«, Juni 1964, S. 153 bis 161).It is also already known for decoupling a current enclosed in a superconducting circuit a coil connected to a load and inductively coupled to the superconducting circuit is to be used (cf. magazine "Cryogenics", June 1964, pp. 153 to 161).

Um das Speichervermögen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und damit die auskoppelbare Energie zu erhöhen, ist es zweckmäßig, daß der supraleitende Kreis aus mehreren zueinander benachbarten, jedoch voneinander unabhängigen und durch isolierende Schichten voneinander getrennten supraleitenden Schichten in Hohlzylinderform besteht. Diese Maßnahme ist für sich bereits bekannt gewesen (vgl. USA.-Patentschrift 3 262 024).In order to increase the storage capacity of the device according to the invention and thus the energy that can be coupled out increase, it is appropriate that the superconducting circle consists of several mutually adjacent, however superconducting superconductors which are independent of one another and separated from one another by insulating layers Layers in a hollow cylindrical shape. This measure was already known per se (cf. U.S. Patent 3,262,024).

In diesem Sinn ist es auch vorteilhaft, daß die supraleitende hohlzylindrische Schicht zu einem Torus gebogen ist, und daß die Mittel zum Erzeugen des sich bewegenden äußeren Magnetfeldes in einer zu der Achse des Torus senkrechten Symmetrieebene des Torus angeordnet sind.In this sense, it is also advantageous that the superconducting hollow cylindrical layer to one Torus is curved, and that the means for generating the moving external magnetic field in a to the axis of the torus perpendicular symmetry plane of the torus are arranged.

Schließlich wird das Auskoppeln der im supraleitenden Kreis gespeicherten Energie in keiner Weise behindert, wenn zum Erzeugen des sich bewegenden äußeren Magnetfeldes in an sich bekannter Weise elektromagnetische Spulen verwendet werden (vgl. französische Patentschrift 1 388 131), wobei jedoch in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die Spulen von vielphasigen und gleichgerichteten, zeitlich gegeneinander versetzten Wechselströmen gespeist werden.After all, the energy stored in the superconducting circuit will not be coupled out in any way hindered when generating the moving external magnetic field in a manner known per se electromagnetic coils can be used (cf. French Patent 1,388,131), but in An advantageous development of the invention, the coils of polyphase and rectified, temporally alternating currents offset from one another are fed.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer Anordnung zur Erzeugung eines sich bewegenden äußeren Magnetfeldes an einem supraleitenden Kreis mit in sich geschlossenen Schichten aus supraleitendem Material,F i g. 1 shows a basic circuit diagram of an arrangement for generating a moving external magnetic field on a superconducting circuit with self-contained layers of superconducting material,

F i g. 2 ein Diagramm, entlang dessen Abszisse die Zeit und entlang dessen Ordinate das von der Anordnung, die einen Teil der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung bildet, erzeugte magnetische Feld aufgetragen ist,F i g. 2 is a diagram with the time along its abscissa and that of the arrangement along its ordinate, which part of the in F i g. 1 forms the device shown, generated magnetic field applied is,

F i g. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, undF i g. 3 shows an embodiment of the device according to the invention, and

F i g. 4 und 5 zwei Abwandlungen für die Vorrichtung nach Fig. 1.F i g. 4 and 5 two modifications for the device according to FIG. 1.

Die in der F i g. 1 vereinfacht dargestellte Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie besitzt einen supraleitenden Kreis 10, in den ein vorgegebener elektrischer Strom eingeschlossen werden soll und der aus zwei zueinander koaxialen zylindrischen Schichten 11 und 12 besteht, die unabhängig voneinander und jeweils in sich geschlossen sind. Der supraleitende Kreis 10 ist mit einem Speisekreis gekoppelt, der ein sich bewegendes äußeres Magnetfeld liefert, das es gestattet, in dem supraleitenden Kreis einen elektrischen Induktionsstrom zu erzeugen. Dieser Speisekreis besitzt sechs elektromagnetische Spulen klassischer Bauart, die in der Zeichnung mit den Bezugszahlen 1 bis 6 bezeichnet sind.The in the F i g. 1 device shown in simplified form for storing electrical energy has a superconducting circuit 10, in which a predetermined Electric current is to be included and the two mutually coaxial cylindrical Layers 11 and 12, which are independent of one another and each closed in themselves. the superconducting circuit 10 is coupled to a feed circuit which has a moving external magnetic field supplies, which makes it possible to generate an electrical induction current in the superconducting circuit. This Feed circuit has six electromagnetic coils of classic design, which are shown in the drawing with the Reference numerals 1 to 6 are designated.

Die Spulen 1 bis 6 sind mit ihrem einen Ende über elektrische Leitungen la bis 6a an Gleichrichter Ib bis 6 b angeschlossen, die paarweise miteinander verbunden und in umgekehrtem Sinne an ihren gemeinsamen Punkt angeschlossen sind, der seinerseits mit einer der Phasen I, II oder III eines üblichen dreiphasigen Drehstromnetzes verbunden ist. Die anderen Enden der Spulen 1 bis 6 sind mit einer gemeinsamen Leitung 7 verbunden, die ihrerseits an den Nulleiter N des Drehstromnetzes angeschlossen ist. Dank dieser Schaltung sind die Spulen 2, 4 und 6 in umgekehrter Richtung wie die Spulen 1, 3 und 5 angeschlossen und wird die Gesamtheit der Spulen mit Wechselströmen gespeist, die zeitlich gegeneinander versetzt und in passender Weise gleichgerichtet sind. Die Spulen 1 bis 6 erzeugen auf diese Weise ein Magnetfeld, dessen zeitlicher Verlauf in der F i g. 2 dargestellt ist. Dieses Feld ist ein magnetisches Gleitfeld, das eine Verschiebung im Sinne der Kurven 1 bis 6 erfährt, wobei jede der Kurven des Diagramms mit einem Index versehen ist, der der Bezugszahl der Spule entspricht, die von dem jeweiligen gleichgerichteten Strom durchflossen wird.The coils 1 to 6 are connected with their one end via electric lines la to 6a of Rectifier Ib to 6 b which are interconnected in pairs and connected in reverse sense at their common point which in turn communicates with one of the phases I, II or III a conventional three-phase network is connected. The other ends of the coils 1 to 6 are connected to a common line 7, which in turn is connected to the neutral conductor N of the three-phase network. Thanks to this circuit, the coils 2, 4 and 6 are connected in the opposite direction as the coils 1, 3 and 5 and the entirety of the coils is fed with alternating currents which are offset in time and are appropriately rectified. The coils 1 to 6 generate a magnetic field in this way, the course of which over time is shown in FIG. 2 is shown. This field is a magnetic sliding field that experiences a shift in the sense of curves 1 to 6, each of the curves in the diagram being provided with an index corresponding to the reference number of the coil through which the respective rectified current flows.

Das entstehende Magnetfeld durchläuft in jedem Augenblick den supraleitenden Kreis 10 und ruft bei passender Größe einen lokalen Übergang eines Kreises in einer Zone hervor, die sich mit dem Feld verschiebt. Diese Verschiebung einer lokalen Ubergangszone verwirklicht demzufolge nach dem bekannten Prinzip der Plußpumpen die Einführung eines elek-The resulting magnetic field runs through the superconducting circuit 10 at every moment and calls at of a suitable size, a local transition of a circle in a zone that shifts with the field. This displacement of a local transition zone is therefore carried out according to the known Principle of plus pumps the introduction of an elec-

taschen Stromes in den supraleitenden Kreis, der darin eingeschlossen bleibt und seinerseits ein Magnetfeld erzeugt, das solange konstant bleibt, wie der eingeschlossene Strom seinen Wert beibehält.pockets of electricity in the superconducting circuit that is in it remains enclosed and in turn generates a magnetic field that remains constant as long as the enclosed one Electricity maintains its value.

In Verbindung mit der oben erwähnten Anordnung können weitere an sich bekannte Vorkehrungen getroffen werden, um insbesondere das Eindringen des magnetischen Gleitfeldes in den supraleitenden Kreis zu verbessern. So kann man z. B. mit dem Magnetfeld einen anderen physikalischen Effekt koppeln, wie insbesondere eine lokale Aufheizung, die sich synchron mit dem Magnetfeld entlang des supraleitenden Kreises verschiebt. Eine solche Aufheizung läßt sich entweder durch Leitung oder durch Bestrahlung entweder mit Lichtstrahlen oder Infrarotstrahlen erzielen, deren Anordnung mit der der das magnetische Gleitfeld liefernden elektromagnetischen Spulen gegebenenfalls mit einer zeitlichen Voreilung verknüpft werden kann, um der Trägheit der thermischen Erscheinungen Rechnung zu tragen. In gleicher Weise kann man zu einer gleichförmigen Aufheizung des supraleitenden Kreises übergehen oder diesen einem zusätzlichen konstanten Magnetfeld aussetzen, um ihn sehr nahe an die kritischen Bedingungen für den übergang vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand zu bringen, so daß sich der durch das bewegte Magnetfeld erhaltene lokale Übergang in der sich entlang des supraleitenden Kreises bewegenden Zone leichter vollzieht und so eine wirksamere Einschließung des Stromes in dem supraleitenden Kreis gestattet.In connection with the above-mentioned arrangement, further precautions known per se can be taken in particular the penetration of the magnetic sliding field into the superconducting circuit to improve. So you can z. B. couple with the magnetic field another physical effect, such as in particular a local heating that is synchronized with the magnetic field along the superconducting circuit shifts. Such heating can be accomplished either by conduction or by irradiation achieve with light rays or infrared rays, their arrangement with that of the magnetic sliding field supplying electromagnetic coils may be linked with a time lead can to take account of the inertia of thermal phenomena. In the same way can one pass to a uniform heating of the superconducting circuit or this to an additional one to expose it to a constant magnetic field in order to bring it very close to the critical conditions for the to bring transition from superconducting to normal conducting state, so that the moved through the Magnetic field obtained local transition in the moving along the superconducting circle Zone more easily and thus a more effective confinement of the current in the superconducting circuit allowed.

Dabei ist im übrigen zu bemerken, daß der supraleitende Kreis aus einer beliebigen Anzahl von übereinanderliegenden Schichten, bestehen kann, von denen jede in sich geschlossen ist und wobei gegebenenfalls zwischen die verschiedenen Schichten Schichten aus einem geeigneten Isoliermaterial eingefügt sind. Außerdem und bei anderen Ausführungsformen kann die Schaltung der das bewegte Magnetfeld erzeugenden Spulen in verschiedener Weise realisiert und insbesondere mehrfach in identischer Weise wiederholt werden. Außerdem kann man, start einen dreiphasigen Drehstrom zu verwenden, von vielphasigen Strömen ausgehen,, wobei der Anschluß des Speisenetzes sowohl in Sternschaltung (wie im Falle der F i g. 1) als auch in Dreieckschaltung vorgenommen werden kann. Schließlich können die Spulen Magnetkerne aufweisen und durchverbunden sein, wie das bei den Wicklungen des Ständers eines Wechselstromgenerators der Fall ist. Außerdem lassen sich bei der Ausführung der Zusammenschaltung der Spulen verschiedene an sich bekannte Abwandlungen treffen; so kann jede in zwei identische Halbspulen unterteilt sein, die zu beiden Seiten der supraleitenden Schichten angeordnet sind. Die Anzahl dieser Spulen kann variabel sein und die Frequenz der vielphasigen Ströme regelbar. Schließlich läßt sich die Amplitude der magnetisierenden Ströme in Abhängigkeit von der Lage der Spulen modulieren, die entweder außerhalb oder innerhalb oder sowohl innerhalb als auch außerhalb des supraleitenden Kreises liegen können.It should also be noted that the superconducting circle consists of any number of superconducting Layers, each of which is self-contained and where appropriate layers of a suitable insulating material are inserted between the various layers are. In addition, and in other embodiments, the circuit can generate the moving magnetic field Coils realized in different ways and in particular repeated several times in an identical manner will. In addition, it is possible to start using a three-phase alternating current from multi-phase Currents go out, with the connection of the supply network both in star connection (as in the case the F i g. 1) as well as in delta connection. Finally, the coils can Have magnetic cores and be through-connected, as is the case with the windings of the stator one Alternator is the case. In addition, when performing the interconnection the coils meet various known modifications; so each can split into two identical half-coils be divided, which are arranged on both sides of the superconducting layers. The number of these Coils can be variable and the frequency of the multiphase currents can be regulated. Finally, the The amplitude of the magnetizing currents depending on the location of the coils that either modulate outside or inside or both inside and outside the superconducting circle can lie.

Die F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The F i g. 3 shows an embodiment of the invention Contraption.

In der F i g. 3 sieht man die in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 bereits erwähnten sechs Speisespulen 1 bis 6, die zur Erzeugung eines magnetischen Gleitfeldes bestimmt sind, wobei die eine (1) dieser Spulen in Form eines Längsschnittes dargestellt ist, bei dem die Enden 26 und 27 ihrer Wicklung sichtbar werden, die sich in der in der F i g. 1 angedeuteten Weise an einen geeigneten Spreisekreis anschließen lassen.In FIG. 3 shows the six feed coils 1 already mentioned in connection with FIGS. 1 and 2 to 6, which are intended to generate a magnetic sliding field, one (1) of these coils is shown in the form of a longitudinal section, in which the ends 26 and 27 of their winding are visible, which can be found in the FIG. 1 can be connected to a suitable price circle.

Der supraleitende Kreis 10 ist zur Vereinfachung der Zeichnung als aus einer einzigen supraleitenden Schicht 11 bestehend dargestellt, die in sich geschlossen ist und die Form eines geraden Zylinders aufweist. Die supraleitende Schicht 11 wird von einem geeigneten elektrisch isolierenden Überzug 30 umgeben und ist außerhalb des Überzuges 30 mit einem leitenden Band 31 vorzugsweise aus Kupfer verbunden, das derart auf den Überzug 30 aufgewickelt ist, daß es die supraleitende Schicht 11 sowohl auf ihrer äußeren als auch auf ihrer inneren Oberfläche umgibt. Die beiden Enden 32 und 33 des leitenden Bandes 31 werden voneinander durch eine isolierende Platte 34 getrennt; außerdem ist jede Windung des Bandes gegenüber der Nachbarwindung um einen Abstand 35 in der Weise versetzt, daß das Band rund um die supraleitende Schicht 11 herum einen stetigen elektrischen Kreis bildet, der wie oben erläutert, dazu bestimmt ist, den Übergang dieser Schicht auf ihrer ganzen Oberfläche in dem Augenblick auszulösen, in dem man die zuvor eingeschlossenen elektrische Energie in einen äußeren Nutzkreis 36 hinein freisetzen will.The superconducting circle 10 is to simplify the drawing as from a single superconducting Layer 11 is shown consisting, which is closed in itself and has the shape of a straight cylinder. The superconducting layer 11 is surrounded by a suitable electrically insulating coating 30 and is connected outside of the coating 30 with a conductive tape 31, preferably made of copper, which is wound onto the coating 30 in such a way that it has the superconducting layer 11 both on its outer as well as on its inner surface. The two ends 32 and 33 of the conductive tape 31 are separated from each other by an insulating plate 34; in addition, every turn of the Tape offset from the neighboring turn by a distance 35 in such a way that the tape is round forms a continuous electrical circuit around the superconducting layer 11, which, as explained above, also forms is intended to trigger the transition of this layer over its entire surface at the moment in which the previously enclosed electrical energy is fed into an external useful circuit 36 wants to release.

Dieser Nutzkreis enthält eine Wicklung 36, die aus einer Spule üblicher Bauart aus einem Draht oder Band aus Kupfer oder Aluminium besteht, und kann ebenso im Innern wie außerhalb des Zylinders liegen, der von der supraleitenden Schicht 11, ihrem isolierenden Überzug 30 und dem von dem leitenden Band 31 gebildeten Auslösekreis umschrieben wird. Schließlich kann das Aggregat aus der supraleitenden Schicht 11 und ihrem Steuerkreis einerseits und aus dem Nutzkreis 36 andererseits im Inneren einer isolierenden Masse 37 eingeschlossen sein, aus der die Enden 38 und 39 des Kreises 36 heraustreten, die an irgendeinen anderen geeigneten in der Zeichnung nicht dargestellten Kreis angeschlossen sind.This useful circuit contains a winding 36, which consists of a coil of conventional design made of a wire or Tape is made of copper or aluminum, and can be inside or outside the cylinder, that of the superconducting layer 11, its insulating coating 30 and that of the conductive tape 31 formed trip circuit is circumscribed. Finally, the aggregate can consist of the superconducting Layer 11 and its control circuit on the one hand and from the useful circuit 36 on the other hand inside an insulating Mass 37 be included, from which the ends 38 and 39 of the circle 36 emerge, which at any other suitable circuit not shown in the drawing are connected.

Der von dem leitenden Band 31 gebildete Auslösekreis gestattet es, über den Joule-Effekt auf die Temperatur der supraleitenden Schicht 11 einzuwirken und/oder darin einen magnetischen Auslöseimpuls zu erzeugen. Der vollständige Übergang der Schicht 11 vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand, der sich dabei bei einem passenden Wert des das leitende Band 31 durchfließenden Stromes ergibt, gestattet gemäß einem bekannten Prozeß den Übergang praktisch der gesamten in der Schicht 11 eingeschlossenen Energie in den Nutzkreis 36.The trip circuit formed by the conductive tape 31 makes it possible to use the Joule effect on the temperature to act on the superconducting layer 11 and / or a magnetic trigger pulse to it produce. The complete transition of the layer 11 from the superconducting to the normally conducting state, which results from a suitable value of the current flowing through the conductive strip 31 the transition of practically all that is included in the layer 11 according to a known process Energy in the useful circle 36.

Bei dem in den F i g. 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der supraleitende Kreis in Form von koaxialen Schichten von zylindrischer Allgemeinform vor. Es versteht sich jedoch von selbst, daß sich natürlich auch andere Ausführungsformen vorsehen lassen, insbesondere solche, wie sie in den F i g. 4 und 5 dargestellt sind. Im Falle der F i g. 4 hat der supraleitende Kreis 10 die geometrische Form eines Torus, wobei der darin eingeschlossene und durch die Pfeile in seiner Richtung angedeutete Magnetfluß Φ und der Strom / mit Hilfe einer Mehrzahl von äußeren Spulen, wie z. B. 41, erzeugt wird, die in einer durch die Achse des Torus 40 verlaufenden Ebene verteilt angeordnet sind. In der Fig. 5 ist der gleiche Torus 40 mit Spulen 42 gekoppelt, die in einer zu der oben erwähnten Ebene senkrechten SymmetrieebeneIn the case of the FIG. 1 and 3, the superconducting circle is in the form of coaxial layers of a general cylindrical shape. It goes without saying, however, that other embodiments can of course also be provided, in particular those as shown in FIGS. 4 and 5 are shown. In the case of FIG. 4, the superconducting circle 10 has the geometric shape of a torus, the magnetic flux Φ enclosed therein and indicated by the arrows in its direction and the current / with the help of a plurality of external coils, such as. B. 41 is generated, which are arranged distributed in a plane extending through the axis of the torus 40. In FIG. 5, the same torus 40 is coupled to coils 42 which are in a plane of symmetry perpendicular to the above-mentioned plane

verteilt angeordnet sind, und der Strom J und der Magnetfluß Φ haben dann andere Richtungen.are arranged distributed, and the current J and the magnetic flux Φ then have other directions.

Schließlich sei noch auf die Vorteile hingewiesen, die sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die Einfachheit des Aufbaues des supraleitenden Kreises als Hohlzylinder mit einem allseitigen isolierenden Überzug ergeben. Die Stabilität eines derartigen Kreises ist erheblich verbessert, und er läßt sich zum Einschließen von starken Strömen verwenden, die erhebliche Magnetflüsse liefern. Schließlich ist festzustellen, daß das kritische Feld für dünne supraleitende Schichten oberhalb des Feldes für massive Bauteile liegt und die Vorrichtung es dementsprechend gestattet, solche Schichten in einer Konfiguration anzuordnen, die es ermöglicht, das Magnetfeld an der Oberfläche auf einem begrenzten Wert zu halten. Auf diese Weise kann man mit zylindrischen Oberflächen von großem Durchmesser sehr hohe Ströme einschließen, weit höhere, als dies mit den übichen Spulen möglich ist, wobei man außerdem nur eine geringe Menge an supraleitendem Material aufzuwenden braucht.Finally, attention should be drawn to the advantages that arise in the device according to the invention due to the simplicity of the structure of the superconducting circle as a hollow cylinder with an all-round insulating coating. The stability of such a circle is greatly improved, and it can use themselves to trap strong currents that deliver significant magnetic fluxes. In the end it can be stated that the critical field for thin superconducting layers is above the field for massive Components lies and the device accordingly allows such layers in one configuration to arrange, which makes it possible to the magnetic field on the surface to a limited value keep. In this way, with cylindrical surfaces of large diameter, very high surfaces can be achieved Include currents, far higher than is possible with the usual coils, and one also only needs to use a small amount of superconducting material.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

I 589 623 1 2 or considerable electrical energies based on patent claims: to include relatively weak currents. Such a coil built in a classic way

1. The storage and retrieval device, however, has various disadvantages. Practical put electrical energy in or out of 5 are the different spirals that form this coil superconducting circuit with one in itself, connected in series; therefore occurs at any closed layer of superconducting material, point of the coil a local transition from the supraleidie in the area of influence of a moving state in the normally conducting state, external magnetic field for the coupling of a so the coil is interrupted at this point. Daelectric Continuous current in the superconducting io at shows the Joule effect occurring at this point Layer is characterized by the tendency to get into the superconducting circle that the superconducting layer (10) spread out as a hollow cylinder and in electromagnetic the energy stored with an all-round insulating coating in the form of heat is released (30) is designed to clog the inside and outside. Such a coil is therefore twisted in its turns one of a conductive tape (31) 15 keep unstable.

The existing first coil for uncoupling the im There are already various tricks used Hollow cylinder (11) circulating flow has been in order to mitigate this disadvantage. So is surrounding it inside or outside and with a particular superconducting wire or super consumer connected second coil (36) of continuous tape with a metallic sheath running over it are wound (Fig. 3). ao genes which, without excessive heating,

2. Device according to claim 1, characterized by the entire current flowing through the superconductor, that the superconducting circle can wear out. Therefore, if there is a local transition from several mutually coaxial, but vonein- superconducting state in the normal conducting to one another independent and by insulating stand, the electrical resistance is transferred to the

. Layers of separated superconducting 35 water point of the superconductor larger than that of the metallic

Layers in a hollow cylindrical shape. see shell, which then takes over the current management

3. Apparatus according to claim 1 or 2, there and it is the inner thread that is no longer seat of the characterized in that the superconducting Joule effect is allowed to be superconducting again hollow cylindrical layer become a torus (40). Similar arcs can be created in the same way is, and that the means (41) for generating 30 use bridges, in particular by using the of the moving external magnetic field in superconducting wires or tapes normal parallel a metal wire running through the axis of the torus by turning the coils Level are arranged (F i g. 4). with the help of several independent and

4. Apparatus according to claim 1 or 2, there-. builds separately fed windings characterized in that the superconducting hollow 35 or by being used for the production of the star cylindrical Layer to form a torus (40) bent ken magnetic fields certain coil made of massive is, and that the means (42) for producing the ladder section uses existing framework which is in moving external magnetic field in a case of a local transition of the superconducting the symmetry wire perpendicular to the axis of the torus in the normally conducting state is the change plane of the torus are arranged (Fig., 5). 40 struggles of the magnetic field by means of induced currents,

5. Device according to one of the preceding, - whose seat it is, steams.

the claims, wherein the means for generating However, the various above-mentioned

the moving external magnetic field from th means do not always apply. White electromagnetic There are coils, which means that they are generally complex and costly, that the coils (1 to 6) can be realized from many 45 gaps. Plus, they're special phased and rectified, temporally opposed to each other in the production of connections that statander offset alternating currents are fed. on the one hand, the superconducting circuit in itself

to close to include the stream, and

on the other hand this circuit to a power supply

Connecting the S "source is associated with insulation problems.

The invention relates to a device. There is already a device from the opening paragraph

for storing and releasing electrical energy - the type mentioned became known (cf. French gie in or from a superconducting circuit with patent specification 1 388 131), which has a superconducting a self-contained layer of superconducting 53 circles in the form of a thin and self-contained one Material that has in the area of influence of a straight, annular band that at one point because of the external magnetic field for the coupling of the field lines of an external moving one a continuous electric current is penetrated into the superconducting magnetic field, so that under the single layer located. Flow of the external magnetic field in the superconducting To enclose an electrical current in 60 bands, a continuous electrical current is created. Included It is known in a superconducting circuit, but this is left open, as is the case in the superconducting circuit To build up a circle in the form of a coil, the energy stored on-circle is sent to a consumer successive spirals of wires, cables, can be decoupled.

Tapes, foils, etc. A coil of this type, It is therefore the object of the invention to provide the device

which are usually used in electrical engineering 65 of the type mentioned above, ten coils made of normally conductive material is similar in that the stored energy of the continuous current is made possible in the event that the material is superconducting quickly and with a high degree of efficiency, Can be coupled to produce a strong permanent magnetic field.