JP2001044523A - Persistent current switch - Google Patents

Persistent current switch

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JP2001044523A
JP2001044523A JP11215675A JP21567599A JP2001044523A JP 2001044523 A JP2001044523 A JP 2001044523A JP 11215675 A JP11215675 A JP 11215675A JP 21567599 A JP21567599 A JP 21567599A JP 2001044523 A JP2001044523 A JP 2001044523A
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Japan
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permanent current
superconducting wire
heater
switch
current switch
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JP11215675A
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Japanese (ja)
Inventor
Ken Sasaki
謙 佐々木
Tomohisa Yamashita
下 知 久 山
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Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent insulation between a supercoductor and a heater from being destroyed, even if a high voltage is applied due to quenching of the superconducting coil. SOLUTION: A switching element 2 has a heat-insulating frame part 3 and a superconductor winding-in part 4 formed by winding a superconductor near the center part inside the frame part. A heater 5 for heating is arranged between the frame parts 3 of adjacent switching elements 2 by being adhered with thermoplastic resin 7 or epoxy-based resin with which a filler of calcium silicate is mixed in. Since a frame part 3, which functions as an insulating member, is interposed between the heater 5 and superconductor winding-in part 4 to separate both, sufficient withstand voltage is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として磁気浮上
式列車等の超電導磁石装置に用いられる永久電流スイッ
チに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent current switch mainly used for a superconducting magnet device of a magnetic levitation train or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気浮上式列車等に用いられる超電導磁
石は、長時間にわたり一定の電流を流し続ける永久電流
モードで使用される。永久電流モードとは、超電導磁石
の電気回路を閉ループにして電流を閉じこめるようにし
た状態のことであり、永久電流モードになると、閉ルー
プ電気回路の電流は減衰せずに半永久的に流れ続けるの
で、超電導磁石は一定の磁界を保持することができる状
態となる。永久電流スイッチは、このような永久電流モ
ードのオンオフを行うスイッチであり、磁気浮上式列車
の分野では内蔵ヒータの通電制御により永久電流モード
のオンオフを行う熱式永久電流スイッチが広く採用され
ている。
2. Description of the Related Art A superconducting magnet used in a magnetic levitation train or the like is used in a permanent current mode in which a constant current flows for a long time. The permanent current mode is a state in which the electric circuit of the superconducting magnet is closed in a closed loop so that the current is confined.In the permanent current mode, the current of the closed loop electric circuit continues to flow semi-permanently without attenuating, The superconducting magnet is in a state capable of maintaining a constant magnetic field. The permanent current switch is a switch for turning on and off such a permanent current mode. In the field of a magnetic levitation train, a thermal permanent current switch for turning on and off the permanent current mode by controlling the energization of a built-in heater is widely used. .

【0003】図18は、このような熱式永久電流スイッ
チにより永久電流モードを作る過程を説明するための電
気回路図である。まず、ヒータ電源P0より永久電流ス
イッチPCS内部のヒータHに通電し、永久電流スイッ
チPCSの温度を上昇させ、開〔OFF(常電導状
態)〕にした状態で電源Pの電流Iを上げていく(図1
8(a))。そして、設定電流I0に達したところで、
永久電流スイッチPCSのヒータHの通電加熱を止め、
永久電流スイッチPCSを閉〔ON(超電導状態)〕に
する(図18(b))。ここで、電源Pの電流を徐々に
低下させていくと、超電導コイルCに流れ込む電流I0
は、設定値のままで、電源Pへ流れる電流Iとの差I0
−Iだけが永久電流スイッチPCSの方へ流れる(図1
8(c))。さらに、電源Pの電流をゼロまで下げた後
でも超電導コイルCと永久電流スイッチPCSの閉ルー
プの中で永久電流I0が循環し続け、永久電流モードと
なる(図18(d))。なお、図18の電気回路図では
図示を省略しているが、実際には、超電導コイルC又は
永久電流スイッチPCSにクエンチ(外乱等により突発
的に超電導状態が常電導状態に転移してしまうこと)等
の異常が発生した場合に、回路の焼損を防止するための
保護抵抗が設けられている。
FIG. 18 is an electric circuit diagram for explaining a process of creating a permanent current mode by using such a thermal permanent current switch. First, the heater H inside the permanent current switch PCS is energized from the heater power supply P0, the temperature of the permanent current switch PCS is raised, and the current I of the power supply P is increased in an open state (OFF (normal conduction state)). (Figure 1
8 (a)). When the current reaches the set current I0,
The energization heating of the heater H of the permanent current switch PCS is stopped,
The permanent current switch PCS is closed [ON (superconducting state)] (FIG. 18B). Here, when the current of the power supply P is gradually reduced, the current I0 flowing into the superconducting coil C is reduced.
Is the difference I0 from the current I flowing to the power supply P while maintaining the set value.
Only −I flows to the persistent current switch PCS (FIG. 1).
8 (c)). Further, even after the current of the power supply P is reduced to zero, the permanent current I0 continues to circulate in the closed loop of the superconducting coil C and the permanent current switch PCS, and the mode becomes the permanent current mode (FIG. 18D). Although not shown in the electric circuit diagram of FIG. 18, actually, the superconducting coil C or the permanent current switch PCS is quenched (the superconducting state suddenly changes to the normal conducting state due to disturbance or the like). ) Is provided with a protection resistor for preventing the circuit from burning when an abnormality such as) occurs.

【0004】次に、上記のような熱式永久電流スイッチ
が配置される環境、及び熱式永久電流スイッチの構造等
につき順次説明していく。図19は、磁気浮上式列車の
概略構成を示す横断面図である。この図において、磁気
浮上式列車51は、略U字形断面形状のガイドウエイ5
2の内側を走行するようになっており、車体53と、車
輪55が取り付けられた台車54とを有している。台車
54の側部には超電導コイル57を冷却するための超電
導磁石装置56が配設され、また、この超電導磁石装置
56には冷却装置58が取り付けられている。ガイドウ
エイ52の内側側面部には推進コイル59が取り付けら
れており、この推進コイル59と超電導コイル57との
間に生じる電磁力により磁気浮上式列車51は推進力を
得るようになっている。
[0004] Next, the environment in which the thermal permanent current switch as described above is arranged, the structure of the thermal permanent current switch, and the like will be sequentially described. FIG. 19 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetic levitation train. In this figure, a magnetic levitation train 51 has a guideway 5 having a substantially U-shaped cross section.
2 and has a vehicle body 53 and a bogie 54 to which wheels 55 are attached. A superconducting magnet device 56 for cooling a superconducting coil 57 is disposed on the side of the carriage 54, and a cooling device 58 is attached to the superconducting magnet device 56. A propulsion coil 59 is attached to the inner side surface of the guideway 52, and the magnetic levitation train 51 obtains propulsion by electromagnetic force generated between the propulsion coil 59 and the superconducting coil 57.

【0005】図20は、図19における超電導磁石装置
56及び冷却装置58の構成を示す斜視図である。この
図において、超電導磁石装置56の上方に設置される冷
却装置58は、冷凍機60及び冷却材タンク61を有し
ている。また、超電導磁石装置56は、外槽62と、こ
の外槽62の内側に配設される熱シールド板63と、さ
らにこの熱シールド板63の更に内側に配設される内槽
64とを有している。この熱シールド板63及び内槽6
4は、荷重支持材65により外槽62に支持されてい
る。そして、外槽62の中央部付近に永久電流スイッチ
66が配設されている。
FIG. 20 is a perspective view showing the configuration of the superconducting magnet device 56 and the cooling device 58 in FIG. In this figure, a cooling device 58 installed above a superconducting magnet device 56 has a refrigerator 60 and a coolant tank 61. The superconducting magnet device 56 has an outer tank 62, a heat shield plate 63 disposed inside the outer tank 62, and an inner tank 64 disposed further inside the heat shield plate 63. are doing. This heat shield plate 63 and inner tank 6
4 is supported by the outer tank 62 by a load supporting member 65. A permanent current switch 66 is provided near the center of the outer tub 62.

【0006】図21は、図20のA−A方向矢視図であ
る。この図に示すように、内槽64の内部には超電導線
が巻回されて超電導コイル57が形成されている。
FIG. 21 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. As shown in the figure, a superconducting wire is wound inside the inner tank 64 to form a superconducting coil 57.

【0007】図22は、図21のB−B方向矢視図であ
る。この図に示すように、永久電流スイッチ66はスイ
ッチ用内槽容器67内に配設されている。そして、永久
電流スイッチ66のリード部68は、超電導コイル57
に接続されており、超電導コイル57のリード部69は
図示を省略した電源に接続されている。
FIG. 22 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. As shown in this figure, the permanent current switch 66 is provided in a switch inner tank container 67. The lead portion 68 of the permanent current switch 66 is connected to the superconducting coil 57
And the lead 69 of the superconducting coil 57 is connected to a power source (not shown).

【0008】図23は、図20乃至図22における永久
電流スイッチ66の外観構成を示す斜視図である。この
図に示すように、永久電流スイッチ66は、平板状の複
数個のスイッチ要素70が接合されて構成されており、
リード部68により各スイッチ要素70が電気的に並列
接続されている。ここで、スイッチ要素70の個数を
N、通電電流をI0とした場合に、何らかの擾乱によっ
てM個(通常、Mの値はM=1又は2に設定される)の
スイッチ要素70がクエンチしても残りのN−M個のス
イッチ要素70により電流I0を分担し、永久電流モー
ドを維持できるようになっている。
FIG. 23 is a perspective view showing the external structure of the permanent current switch 66 shown in FIGS. As shown in this figure, the permanent current switch 66 is configured by joining a plurality of plate-like switch elements 70,
The switch elements 70 are electrically connected in parallel by the lead portions 68. Here, when the number of the switch elements 70 is N and the energizing current is I0, M disturbances (usually, the value of M is set to M = 1 or 2) quench the M switch elements 70 due to some disturbance. Also, the current I0 is shared by the remaining NM switch elements 70 so that the permanent current mode can be maintained.

【0009】図24は、上記の永久電流スイッチ66と
は異なるタイプの永久電流スイッチ71の外観構成を示
す斜視図である。この図に示すように、永久電流スイッ
チ71は略円筒形状のスイッチ要素72を複数個有して
おり、これらスイッチ要素72はリード部73により電
気的に並列接続されている。また、これら複数個のスイ
ッチ要素72の両端側は押え板74に取り付けられてい
る。
FIG. 24 is a perspective view showing an external configuration of a permanent current switch 71 of a type different from the above-described permanent current switch 66. As shown in this figure, the permanent current switch 71 has a plurality of substantially cylindrical switch elements 72, and these switch elements 72 are electrically connected in parallel by a lead portion 73. Both ends of the plurality of switch elements 72 are attached to the holding plate 74.

【0010】図25は、図23に示した永久電流スイッ
チ66の内部構造を示した一部破砕断面図である。この
図に示すように、複数個のスイッチ要素70が固定フラ
ンジ75を介して接合されている。各スイッチ要素70
は、FRP又はGFRP等の材料により形成されたフレ
ーム部76と、フレーム部76内に配設された超電導線
巻込部77と、超電導線巻込部77の中央部付近に配設
された加熱用ヒータ78とを有している。なお、図25
では図示を省略しているが、実際には、両端の各スイッ
チ要素70の外側には、このスイッチ要素70と同形状
及び同材質であって超電導線巻込部77及び加熱用ヒー
タ78が内部に配設されていない平板状の押え板が取り
付けられている。
FIG. 25 is a partially broken sectional view showing the internal structure of the permanent current switch 66 shown in FIG. As shown in this figure, a plurality of switch elements 70 are joined via fixing flanges 75. Each switch element 70
Are a frame portion 76 formed of a material such as FRP or GFRP, a superconducting wire winding portion 77 disposed in the frame portion 76, and a heating portion disposed near the center of the superconducting wire winding portion 77. And a heater 78. FIG. 25
Although not shown in the figure, in actuality, a superconducting wire winding portion 77 and a heating heater 78 of the same shape and the same material as the switch element 70 are provided outside the switch elements 70 at both ends. A flat presser plate that is not disposed on the lower plate is attached.

【0011】図26は、図24に示した永久電流スイッ
チ71の内部構造を示した一部破砕断面図である。この
図に示すように、各スイッチ要素72は、FRP又はG
FRP等の材料により形成されたフレーム部79と、フ
レーム部79内に配設された超電導線巻込部80と、超
電導線巻込部80の内周側及び外周側に配設された加熱
用ヒータ81とを有している。
FIG. 26 is a partially broken sectional view showing the internal structure of the permanent current switch 71 shown in FIG. As shown in this figure, each switch element 72 is FRP or G
A frame portion 79 formed of a material such as FRP, a superconducting wire winding portion 80 disposed in the frame portion 79, and a heating portion disposed on the inner and outer peripheral sides of the superconducting wire winding portion 80. And a heater 81.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、浮上式鉄道
に用いられる超電導磁石装置では、超電導コイルや永久
電流スイッチに万が一クエンチが発生すると急速に電流
が減衰してクエンチした超電導コイルの磁界が消失する
ので、走行上の安全性の観点から、車両における左右の
電磁力バランスを崩さぬよう対向側の超電導コイルの永
久電流スイッチをオフにして(ヒータ通電をオンにし
て)その永久電流モードを速やかに解除するシステムと
している。
In the case of a superconducting magnet device used in a floating railway, if a quench occurs in a superconducting coil or a permanent current switch, the current is rapidly attenuated and the magnetic field of the quenched superconducting coil disappears. Therefore, from the viewpoint of running safety, the permanent current switch of the superconducting coil on the opposite side is turned off (by turning on the heater) so that the permanent current mode is quickly changed so as not to lose the electromagnetic force balance between the right and left sides of the vehicle. The system to cancel.

【0013】この場合、クエンチ側超電導コイルの両端
にはコイルのインダクタンスと保護抵抗とによって決ま
る高電圧(約1kVにも達する)が数秒間発生し、した
がってこれに接続されている永久電流スイッチの両端に
も同様の高電圧が同時間発生する。なお、対向側超電導
コイル57では、その永久電流スイッチのヒータ通電の
オフ速度をある程度遅くすることにより、このような高
電圧の発生を防ぐことができる。
In this case, at both ends of the quench-side superconducting coil, a high voltage (as much as about 1 kV) determined by the inductance and the protection resistance of the coil is generated for several seconds, and therefore, both ends of the permanent current switch connected to this are connected. A similar high voltage is generated at the same time. In the opposed-side superconducting coil 57, generation of such a high voltage can be prevented by slowing the turning-off speed of energizing the heater of the permanent current switch to some extent.

【0014】そして、永久電流スイッチの構造を見てみ
ると、例えば図25において、ヒータ78は超電導線巻
込部77の中央部付近に配設されており、超電導線巻込
部77を形成している個々の超電導線が加熱用ヒータ7
8と極めて接近して配置された状態となっている。個々
の超電導線はPVF(ポリビニホルマール)などの絶縁
材により被覆され、また、加熱用ヒータ78もポリイミ
ド等の耐熱絶縁材により被覆されているが、このように
互いに接近した配置状態で、上記のクエンチに起因する
高電圧が発生すると両者間の絶縁が破壊される虞があ
る。特に、超電導線巻込部77は、エポキシ等の樹脂の
含浸により個々の超電導線を固化固定する工程を経て形
成されたものであるが、この工程中に超電導線と加熱用
ヒータ78との間に「ボイド」と呼ばれる気泡等が生じ
てしまうことがある。このようなボイドが存在している
場合には、超電導線とヒータ78との間の絶縁が破壊さ
れる虞は一層高いものとなる。
Looking at the structure of the permanent current switch, for example, in FIG. 25, the heater 78 is disposed near the center of the superconducting wire winding portion 77, and forms the superconducting wire winding portion 77. Each superconducting wire is a heater 7
8 is located very close to it. The individual superconducting wires are coated with an insulating material such as PVF (polyvinylformal), and the heating heater 78 is also coated with a heat-resistant insulating material such as polyimide. When a high voltage is generated due to the quench, the insulation between them may be broken. In particular, the superconducting wire winding portion 77 is formed through a process of solidifying and fixing individual superconducting wires by impregnation with a resin such as epoxy, and during this process, the space between the superconducting wire and the heater 78 is heated. In some cases, bubbles called "voids" may be generated. When such a void exists, the possibility that the insulation between the superconducting wire and the heater 78 is destroyed becomes higher.

【0015】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、超電導コイルのクエンチにより高電圧が印加され
たとしても、超電導線とヒータとの間の絶縁が破壊され
るのを確実に防止することが可能な永久電流スイッチを
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and reliably prevents insulation between a superconducting wire and a heater from being broken even when a high voltage is applied due to quench of a superconducting coil. It is intended to provide a permanent current switch capable of performing such operations.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項1記載の発明は、断熱性フレーム
部の内側で超電導線が巻回されて形成された超電導線巻
込部を有する複数個のスイッチ要素を備えると共に、こ
れら複数個のスイッチ要素は冷却材中に浸漬された状態
で電気的に並列接続されており、前記超電導線巻込部付
近に配設された加熱用ヒータに対して通電制御を行うこ
とにより、前記超電導線の超電導状態及び常電導状態間
の転移を行いこの超電導線の発生抵抗を制御する熱式永
久電流スイッチにおいて、前記超電導線巻込部との間に
絶縁性部材を介在させ、前記超電導線巻込部と分離して
前記加熱用ヒータの配設を行った、ことを特徴とする。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention according to the first aspect of the present invention relates to a superconducting wire winding portion formed by winding a superconducting wire inside an insulating frame portion. A plurality of switch elements, and the plurality of switch elements are electrically connected in parallel in a state of being immersed in a coolant, and the heating heater is disposed near the superconducting wire winding portion. In the thermal permanent current switch for controlling the generation resistance of the superconducting wire by performing a transition between the superconducting state and the normal conducting state of the superconducting wire by performing energization control with respect to the superconducting wire, The heating heater is disposed separately from the superconducting wire winding portion with an insulating member interposed therebetween.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記複数個のスイッチ要素は、それぞれの
平板状断熱性フレーム部がその厚さ方向へ重ね合わされ
た状態で互いに接合されたものであり、前記加熱用ヒー
タは、隣接するスイッチ要素同士の各平板状断熱性フレ
ーム部の間に配設されたものである、ことを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of switch elements are joined to each other in a state where the respective flat heat-insulating frame portions are overlapped in the thickness direction thereof. Wherein the heater for heating is disposed between the flat heat-insulating frame portions of adjacent switch elements.

【0018】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、前記複数個のスイッチ要素を、互いに隣接
する一対のスイッチ要素で構成される複数のスイッチ要
素対の組み合わせにより構成し、各スイッチ要素対を構
成するスイッチ要素の平板状断熱性フレーム部同士の接
合面の間に前記加熱用ヒータを配設した、ことを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the plurality of switch elements are constituted by a combination of a plurality of switch element pairs each constituted by a pair of switch elements adjacent to each other. The heating heater is disposed between the joining surfaces of the flat heat-insulating frame portions of the switch elements constituting the switch element pair.

【0019】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、前記平板状断熱性フレーム部の前記接合面
側の厚さを、その反対側の厚さよりも薄く形成した、こ
とを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the thickness of the flat heat-insulating frame portion on the joining surface side is formed smaller than the thickness on the opposite side. And

【0020】請求項5記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記複数個のスイッチ要素は、それぞれの
平板状断熱性フレーム部がその厚さ方向へ重ね合わされ
た状態で接合されたものであり、前記スイッチ要素の前
記平板状断熱性フレーム部内側に一対の前記超電導線巻
込部を配設すると共に、この一対の超電導線巻込部同士
の間に形成した溝部に前記加熱用ヒータを配設した、こ
とを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of switch elements are joined in a state where respective flat heat insulating frames are overlapped in a thickness direction thereof. A pair of superconducting wire winding portions are disposed inside the flat heat-insulating frame portion of the switch element, and the heating heater is provided in a groove formed between the pair of superconducting wire winding portions. Is disposed.

【0021】請求項6記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記複数個のスイッチ要素は、それぞれの
平板状断熱性フレーム部がその厚さ方向へ重ね合わされ
た状態で接合されたものであり、前記加熱用ヒータは、
各スイッチ要素の平板状断熱性フレーム部内側であっ
て、この平板状断熱性フレーム部の径方向上における前
記超電導線巻込部の外側又は内側に配設されたものであ
る、ことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of switch elements are joined in a state where the respective flat heat insulating frames are overlapped in the thickness direction. Wherein the heater for heating is:
Inside the flat heat-insulating frame portion of each switch element, and disposed outside or inside the superconducting wire winding portion in the radial direction of the flat heat-insulating frame portion. I do.

【0022】請求項7記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記複数個のスイッチ要素の各断熱性フレ
ーム部は円筒状をなし、且つ、これら複数個の円筒状断
熱性フレーム部は各端面が略同一平面上に位置するよう
に束ねられた状態で配列されたものであり、前記加熱用
ヒータは、各スイッチ要素の円筒状断熱性フレーム部の
内周面上又は外周面上に配設されたものである、ことを
特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, each of the plurality of switch elements has a cylindrical heat-insulating frame portion, and the plurality of cylindrical heat-insulating frame portions have a cylindrical shape. Each end face is arranged in a bundled state so as to be located on substantially the same plane, and the heating heater is provided on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the cylindrical heat-insulating frame portion of each switch element. It is characterized by being provided.

【0023】請求項8記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記複数個のスイッチ要素の各断熱性フレ
ーム部は円筒状をなし、且つ、これら複数個の円筒状断
熱性フレーム部は各端面が略同一平面上に位置するよう
に束ねられた状態で配列されたものであり、前記加熱用
ヒータは、各スイッチ要素の円筒状断熱性フレーム部の
内側であって前記超電導線巻込部の内側又は外側に配設
されたものである、ことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, each of the plurality of switch elements has a cylindrical heat-insulating frame portion, and the plurality of cylindrical heat-insulating frame portions have a cylindrical shape. The heating heaters are arranged inside the cylindrical heat-insulating frame portion of each switch element and are wound around the superconducting wire. It is provided inside or outside the part.

【0024】請求項9記載の発明は、請求項1乃至8の
いずれかに記載の発明において、前記加熱用ヒータは、
前記加熱用ヒータは、エチレンとメタクリル酸の共重合
体を主成分とした熱可塑性樹脂、又は、ケイ酸カルシウ
ム等のフィラーを混入したエポキシ系樹脂により前記断
熱性フレーム部に接着されていること、を特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the heating heater comprises:
The heating heater is a thermoplastic resin containing a copolymer of ethylene and methacrylic acid as a main component, or is bonded to the heat insulating frame portion by an epoxy resin mixed with a filler such as calcium silicate, It is characterized by.

【0025】請求項10記載の発明は、請求項1乃至9
のいずれかに記載の発明において、前記加熱用ヒータと
前記超電導線巻込部との間に良熱伝導性絶縁部材を配設
したこと、を特徴とする。
The invention described in claim 10 is the invention according to claims 1 to 9
The invention according to any one of the above, wherein a good heat conductive insulating member is disposed between the heating heater and the superconducting wire winding portion.

【0026】請求項11記載の発明は、請求項10記載
の発明において、前記良熱伝導性絶縁部材は、前記加熱
用ヒータと前記超電導線巻込部との間にスポット的に配
設されたものであること、を特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect of the present invention, the good heat conductive insulating member is disposed in a spot form between the heating heater and the superconducting wire winding portion. Is characterized in that:

【0027】請求項12記載の発明は、請求項1乃至1
1のいずれかに記載の発明において、前記加熱用ヒータ
は、ある抵抗体部分における電流の向きが、その抵抗体
部分に沿って配置された他の抵抗体部分における電流の
向きと逆向きとなることにより、磁界を相殺する無誘導
回路を形成するものであること、を特徴とする。
The twelfth aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
In the invention according to any one of the first to third aspects, in the heating heater, the direction of current in a certain resistor portion is opposite to the direction of current in another resistor portion disposed along the resistor portion. Thus, a non-inductive circuit for canceling a magnetic field is formed.

【0028】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の発明において、前記加熱用ヒータは、前記ある抵抗体
部分と前記他の抵抗体部分との間に折り返し部分が形成
されたものであること、を特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect of the invention, the heating heater has a folded portion formed between the certain resistor portion and the other resistor portion. It is characterized by the following.

【0029】請求項14記載の発明は、請求項12記載
の発明において、前記加熱用ヒータは、前記ある抵抗体
部分と前記他の抵抗体部分とを接続する共通接続部を設
けることにより、折り返し部分が形成されないようにし
たものであること、を特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect of the present invention, the heater is provided with a common connection portion for connecting the certain resistor portion and the other resistor portion. The portion is not formed.

【0030】請求項15記載の発明は、請求項1乃至1
4のいずれかに記載の発明において、前記スイッチ要素
の超電導線口出し部と、前記加熱用ヒータのヒータ端子
との間は、少なくとも10mm以上離間していること、を
特徴とする。
[0030] The invention according to claim 15 is the invention according to claims 1 to 1.
5. The invention according to claim 4, wherein a distance between the superconducting wire outlet of the switch element and a heater terminal of the heater is at least 10 mm or more.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係る永久電流スイッチ1の構成図であり、(a)は永
久電流スイッチ1の外観及び内部構造を示す斜視図、
(b)は(a)における“A”部付近を拡大して示した
一部拡大断面図である。図1(a)に示すように、永久
電流スイッチ1は、平板形状の複数個のスイッチ要素2
がその厚さ方向に重ね合わされた状態で接合されること
により構成されている。スイッチ要素2は、断熱性のフ
レーム部(例えば、FRP、GFRP、あるいはベーク
材等)3と、このフレーム部3の内側の中央部付近で超
電導線が巻回されて形成された超電導線巻込部4とを有
している。そして、隣接するスイッチ要素2同士の各フ
レーム部3の間には加熱用ヒータ5が配設されており、
また、両端部の押え板6と、これに対向する各スイッチ
要素2のフレーム部3との間にも加熱用ヒータ5が配設
されている。押え板6は、フレーム部3のように内側に
超電導線巻込部4が形成されたものではなく、また、厚
さもやや薄いものであるが、このフレーム部3と略同形
状で同材質のものである。
FIG. 1 is a structural view of a permanent current switch 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a perspective view showing the appearance and internal structure of the permanent current switch 1.
FIG. 2B is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the “A” part in FIG. As shown in FIG. 1A, a permanent current switch 1 includes a plurality of switch elements 2 having a flat plate shape.
Are joined in a state of being overlapped in the thickness direction. The switch element 2 includes a heat insulating frame portion (for example, FRP, GFRP, or a bake material) 3 and a superconducting wire formed by winding a superconducting wire near a central portion inside the frame portion 3. Part 4. A heating heater 5 is provided between the respective frame portions 3 of the adjacent switch elements 2,
Heating heaters 5 are also provided between the holding plates 6 at both ends and the frame portions 3 of the switch elements 2 opposed thereto. The holding plate 6 does not have the superconducting wire winding portion 4 formed on the inside like the frame portion 3 and has a slightly thinner thickness. However, the holding plate 6 has substantially the same shape and the same material as the frame portion 3. Things.

【0032】図1(b)に示すように、加熱用ヒータ5
は、極低温での接着性に優れた熱可塑性樹脂7により、
各スイッチ要素2同士の間、及びスイッチ要素2と押え
板6との間で接着されている。この熱可塑性樹脂7とし
ては、例えばエチレンとメタクリル酸の共重合体を主成
分としたものが用いられる。また、接着には、極低温下
での接着強度を高くするため、ケイ酸カルシウム等のフ
ィラーを混入したエポキシ系の樹脂を用いてもよい。
As shown in FIG. 1B, the heater 5
Is made of a thermoplastic resin 7 having excellent adhesion at extremely low temperatures.
It is bonded between each switch element 2 and between the switch element 2 and the holding plate 6. As the thermoplastic resin 7, for example, a resin mainly containing a copolymer of ethylene and methacrylic acid is used. In addition, an epoxy resin mixed with a filler such as calcium silicate may be used for bonding in order to increase the bonding strength at extremely low temperatures.

【0033】図2は、永久電流スイッチ1の超電導線の
リード部8と、加熱用ヒータ5のヒータ端子5aとの間
の位置関係を示す説明図であり、(a)は斜視図、
(b)は側面図である。リード部8に接続されている超
電導線口出し部8aと加熱用ヒータ5のヒータ端子5a
との間の距離Xは、少なくとも10mm以上離間してい
る。
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing the positional relationship between the lead portion 8 of the superconducting wire of the permanent current switch 1 and the heater terminal 5a of the heating heater 5, wherein FIG.
(B) is a side view. Superconducting wire outlet 8a connected to lead 8 and heater terminal 5a of heater 5 for heating
Is at least 10 mm or more apart.

【0034】上記のように構成される第1の実施形態で
は、加熱用ヒータ5がスイッチ要素2のフレーム部3の
外側に配設されており、加熱用ヒータ5と超電導線巻込
部4との間は絶縁性部材であるフレーム部3をはさんで
充分に離間した構成となっており、また、超電導線口出
し部8aとヒータ端子5aとの間の距離Xも少なくとも
10mm以上が確保されている。したがって、超電導磁
石装置内の超電導コイルにクエンチが発生し、超電導線
巻込部4を形成する超電導線と加熱用ヒータ5との間に
1kV級の高電圧が印加されたとしても、超電導線と加
熱用ヒータ5との間の絶縁が破壊されることはない。
In the first embodiment configured as described above, the heating heater 5 is disposed outside the frame portion 3 of the switch element 2, and the heating heater 5, the superconducting wire winding portion 4, Between the superconducting wire outlet 8a and the heater terminal 5a is at least 10 mm or more. I have. Therefore, even if a quench occurs in the superconducting coil in the superconducting magnet device and a high voltage of 1 kV class is applied between the superconducting wire forming the superconducting wire winding part 4 and the heater 5 for heating, the superconducting wire is not The insulation between the heater 5 and the heater 5 is not destroyed.

【0035】つまり、図25に示した従来例では、加熱
用ヒータ78はスイッチ要素70の一構成要素として、
フレーム部76の内側で超電導線巻込部77に接近した
状態で配設されていた。しかし、図1及び図2に示した
第1の実施形態では、加熱用ヒータ5はスイッチ要素2
の一構成要素ではなく別個の部材として、各スイッチ要
素2同士の間、及びスイッチ要素2と押え板6との間に
配設されているため、加熱用ヒータ5が超電導線巻込部
4から充分に離間した状態となっており、しかも両者間
には絶縁性部材として機能するフレーム部3が介在して
いるため、充分な耐電圧性を有するものとなっている。
That is, in the conventional example shown in FIG. 25, the heating heater 78 is a component of the switch element 70.
The superconducting wire winding portion 77 is disposed inside the frame portion 76 and close to the superconducting wire winding portion 77. However, in the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG.
Is provided not as one component but as a separate member between the switch elements 2 and between the switch element 2 and the holding plate 6. Since they are sufficiently separated from each other and the frame portion 3 functioning as an insulating member is interposed between the two, they have sufficient withstand voltage.

【0036】更に、図25の構造は、超電導線巻込部7
7の中央部付近に加熱用ヒータ78が配置されたもので
あり、超電導線の巻回途中で加熱用ヒータ78を巻き込
まなければならないために内部構造を複雑化させると共
に、超電導線の整列密巻の阻害要因となる虞を有するも
のである。したがって、製作にあたっては、充分な注意
を払わなければならず、製造工数の増大を招く結果とな
っていた。しかし、上記した第1の実施形態では、加熱
用ヒータ5はフレーム部3の外側に配設されており、フ
レーム部3の内側には超電導線巻込部4のみが形成され
ている。したがって、超電導線の巻回途中で加熱用ヒー
タ5を組み込むような作業を行う必要はなく、また、各
スイッチ要素2毎の巻線状態を均等に揃えることができ
る。すなわち、第1の実施形態によれば、内部構造を簡
単化して製造工数を低減させることができると共に、巻
線品質を向上させることができるという副次的効果を得
ることができる。
Further, the structure shown in FIG.
7, a heating heater 78 is arranged in the vicinity of the central portion, and the heating heater 78 must be involved in the course of winding the superconducting wire, which complicates the internal structure and aligns the superconducting wires tightly. There is a fear that it may become a hindrance factor. Therefore, sufficient attention must be paid to the production, which results in an increase in the number of manufacturing steps. However, in the above-described first embodiment, the heating heater 5 is provided outside the frame portion 3, and only the superconducting wire winding portion 4 is formed inside the frame portion 3. Therefore, there is no need to perform an operation of incorporating the heating heater 5 in the course of winding the superconducting wire, and the winding states of the respective switch elements 2 can be made uniform. That is, according to the first embodiment, it is possible to obtain the secondary effect that the internal structure can be simplified, the number of manufacturing steps can be reduced, and the winding quality can be improved.

【0037】図3は、本発明の第2の実施形態に係る永
久電流スイッチ1Aの構成図であり、(a)は永久電流
スイッチ1Aの外観及び内部構造を示す斜視図、(b)
は(a)における“B”部付近を拡大して示した一部拡
大断面図である。この第2の実施形態では、隣接する一
対のスイッチ要素2a,2bによりスイッチ要素対が構
成されており、永久電流スイッチ1Aは、これら複数組
のスイッチ要素対により構成されている。
FIG. 3 is a configuration diagram of a permanent current switch 1A according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a perspective view showing the appearance and internal structure of the permanent current switch 1A, and FIG.
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the “B” part in FIG. In the second embodiment, a switch element pair is constituted by a pair of adjacent switch elements 2a and 2b, and the permanent current switch 1A is constituted by a plurality of switch element pairs.

【0038】そして、各スイッチ要素2a,2bは、フ
レーム部3a,3b、及びその内側に形成された超電導
線巻込部4a,4bを有しているが、図3(b)に示す
ように、フレーム部3a,3bにおける接合面側の厚さ
t1は、その反対側の厚さt2よりも薄くなっている。し
たがって、加熱用ヒータ5からの発熱が迅速に超電導線
巻込部4a,4bの超電導線に伝わるようになってい
る。
Each switch element 2a, 2b has frame portions 3a, 3b and superconducting wire winding portions 4a, 4b formed inside thereof, as shown in FIG. The thickness t1 on the joint surface side of the frame portions 3a and 3b is smaller than the thickness t2 on the opposite side. Therefore, heat generated from the heater 5 is quickly transmitted to the superconducting wires of the superconducting wire winding portions 4a and 4b.

【0039】すなわち、第1の実施形態では、図1
(b)に示すように、超電導線巻込部4がフレーム部3
内のほぼ中央部に配設されていたため、加熱用ヒータ5
と超電導線巻込部4との距離が大きくなり、耐電圧の点
では有利なものとなっているが、加熱用ヒータ5からの
発熱の熱伝導性の点では不利なものとなっている。しか
し、この第2の実施形態では、t1、t2の値を適切に設
定することにより、クエンチ発生時の高電圧下において
も確実に超電導線と加熱用ヒータ5との間の絶縁破壊を
防止することができると共に、加熱用ヒータ5の通電に
よって永久電流スイッチ1Aをオフする場合もそのオフ
時間を短くすることができ、迅速に超電導状態を常電導
状態に転移させることができる。
That is, in the first embodiment, FIG.
As shown in (b), the superconducting wire winding part 4 is
Since the heater 5 is disposed almost at the center of the
The distance between the wire and the superconducting wire winding portion 4 becomes large, which is advantageous in terms of withstand voltage, but disadvantageous in terms of thermal conductivity of heat generated from the heater 5 for heating. However, in the second embodiment, by properly setting the values of t1 and t2, insulation breakdown between the superconducting wire and the heater 5 can be reliably prevented even under a high voltage at the time of occurrence of a quench. When the permanent current switch 1A is turned off by energizing the heating heater 5, the off time can be shortened, and the superconducting state can be quickly changed to the normal conducting state.

【0040】また、各スイッチ要素対同士の間には固定
フランジ9(この固定フランジ9の材質は、仕様によっ
て、GFRPのような断熱性部材であったり、あるいは
逆にアルミニウムのような良熱伝導性部材であったりす
る。)が介挿されており、この固定フランジ9の介挿に
よって形成される隙間部分に冷却材(液化ヘリウム)が
浸入できるようにしてある。したがって、永久電流スイ
ッチ1Aを構成するどのスイッチ要素に対してもほぼ均
等な冷却を行うことができる。なお、図3(a),
(b)では、図1(a),(b)において示した押え板
6の図示を省略してある。
A fixed flange 9 is provided between each pair of switch elements (the material of the fixed flange 9 may be a heat insulating member such as GFRP or a good heat conductive material such as aluminum, depending on specifications). And a coolant (liquefied helium) can penetrate into the gap formed by the insertion of the fixing flange 9. Therefore, almost uniform cooling can be performed on any switch element constituting the permanent current switch 1A. 3 (a),
In FIG. 1B, illustration of the holding plate 6 shown in FIGS. 1A and 1B is omitted.

【0041】図4は、本発明の第3の実施形態に係る永
久電流スイッチを構成するスイッチ要素10の斜視図で
ある。このスイッチ要素10のフレーム部11には、一
対の超電導線巻込部4を収納する2つの収納部11aが
形成されており、これら巻込線収納部11a同士の間に
溝部11bが形成されている。そして、この溝部11b
内に加熱用ヒータ5が熱可塑性樹脂7を介して接着され
ている。この第3の実施形態に係る永久電流スイッチ
は、第2の実施形態のものとほぼ同等の機能を有するも
のであるが、1つのスイッチ要素10が2つの超電導線
巻込部4を有しており、実質的に、第1及び第2の実施
形態におけるスイッチ要素の2個分と同一視でき、組み
立て作業をより容易に行うことができる。
FIG. 4 is a perspective view of a switch element 10 constituting a permanent current switch according to a third embodiment of the present invention. In the frame portion 11 of the switch element 10, two storage portions 11a for storing a pair of superconducting wire winding portions 4 are formed, and a groove portion 11b is formed between the winding wire storage portions 11a. I have. And this groove 11b
Inside, a heater 5 for heating is bonded via a thermoplastic resin 7. The permanent current switch according to the third embodiment has substantially the same function as that of the second embodiment. However, one switch element 10 has two superconducting wire winding portions 4. In addition, it can be substantially identified with two switch elements in the first and second embodiments, and the assembling work can be performed more easily.

【0042】図5は、本発明の第4の実施形態に係る永
久電流スイッチ1Bの構成図であり、(a)は永久電流
スイッチ1Bの外観及び内部構造を示す斜視図、(b)
は(a)における“C”部付近を拡大して示した一部拡
大断面図である。図5が図3と異なる点は、スイッチ要
素2a,2bのフレーム部3a,3bの内側において、
加熱用ヒータ5の両面と超電導線巻込部4a,4bとの
間に良熱伝導性絶縁部材12a,12bが配設されてい
る点である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a permanent current switch 1B according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a perspective view showing the appearance and internal structure of the permanent current switch 1B, and FIG.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing, in an enlarged manner, the vicinity of a portion “C” in FIG. FIG. 5 differs from FIG. 3 in that the switch elements 2a and 2b have inside frame portions 3a and 3b.
The point is that good heat conductive insulating members 12a and 12b are arranged between both surfaces of the heater 5 and the superconducting wire winding portions 4a and 4b.

【0043】この良熱伝導性絶縁部材12a,12b
は、例えば、ドーナツ形で薄板状の窒化アルミニウム板
により形成されている。このように、加熱用ヒータ5と
超電導線巻込部4a,4bとの間に良熱伝導性絶縁部材
12a,12bを設けることにより、加熱用ヒータ5の
通電によって永久電流スイッチ1Aをオフする場合のオ
フ時間を図3の場合よりも一層短くすることができる。
The good heat conductive insulating members 12a, 12b
Is formed of, for example, a donut-shaped thin aluminum nitride plate. By providing the good heat conductive insulating members 12a and 12b between the heating heater 5 and the superconducting wire winding portions 4a and 4b, the permanent current switch 1A is turned off by energizing the heating heater 5. Can be further shortened than in the case of FIG.

【0044】図6は、本発明の第5の実施形態に係る永
久電流スイッチ1Cの構成図であり、(a)は永久電流
スイッチ1Cの外観及び内部構造を示す斜視図、(b)
は(a)における“D”部付近を拡大して示した一部拡
大断面図、(c)は永久電流スイッチ1Cの側面図であ
る。図5における良熱伝導性絶縁部材12a,12bは
ドーナツ形で薄板状の窒化アルミニウム板により形成さ
れていたが、図6における良熱伝導性絶縁部材12c,
dは、小さな円盤形で薄板状の複数の窒化アルミニウム
チップにより形成されている。この図6の構成によれ
ば、組み立て作業時に、良熱伝導性絶縁部材12c,d
の数を調整することにより、加熱用ヒータ5の通電によ
って永久電流スイッチ1Aをオフする場合のオフ時間を
細かく設定することが可能になる。
FIGS. 6A and 6B are configuration diagrams of a permanent current switch 1C according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a perspective view showing the appearance and internal structure of the permanent current switch 1C, and FIG.
FIG. 3A is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a “D” part in FIG. 4A, and FIG. Although the good heat conductive insulating members 12a and 12b in FIG. 5 are formed of donut-shaped thin aluminum nitride plates, the good heat conductive insulating members 12c and 12c in FIG.
d is formed by a plurality of small disk-shaped thin aluminum nitride chips. According to the configuration of FIG. 6, during the assembling work, the good heat conductive insulating members 12c and 12d
By adjusting the number of times, it is possible to finely set the off time when the permanent current switch 1A is turned off by energizing the heating heater 5.

【0045】図7は、上述した第1乃至第5の実施形態
において用いられる加熱用ヒータ5の構成図であり、
(a)は平面図、(b)は側面図である。加熱用ヒータ
5は、2つのヒータ端子5a間を結ぶ抵抗体13を有し
ており、抵抗体13は第1の抵抗体部分13a、第2の
抵抗体部分13b、折り返し部分13cにより形成され
ている。そして、この抵抗体13は絶縁体14により被
覆されている。上記実施形態では、この絶縁体14とし
て、ポリイミドフィルム等の耐熱性フィルム部材を用い
ることを想定しているが、抵抗体13の上面側及び下面
側にドーナツ形で薄板状の2枚のGFRP板を絶縁体1
4として取り付け、この2枚のGFRP板を熱伝導性の
良好な熱可塑性樹脂で接着する構成を採用することも可
能である。
FIG. 7 is a structural view of the heater 5 used in the first to fifth embodiments described above.
(A) is a plan view, (b) is a side view. The heating heater 5 has a resistor 13 connecting between the two heater terminals 5a. The resistor 13 is formed by a first resistor portion 13a, a second resistor portion 13b, and a folded portion 13c. I have. The resistor 13 is covered with an insulator 14. In the above embodiment, it is assumed that a heat-resistant film member such as a polyimide film is used as the insulator 14. However, two donut-shaped thin GFRP plates are provided on the upper surface and the lower surface of the resistor 13. To insulator 1
4, it is also possible to adopt a configuration in which the two GFRP plates are bonded with a thermoplastic resin having good thermal conductivity.

【0046】図7(a)において、第1の抵抗体部分1
3aは一方のヒータ端子5aから中央側の折り返し部分
13cまでの間を渦巻き状に延びており、第2の抵抗体
部分13bはこの折り返し部分13cから他方のヒータ
端子5aまでの間を同様に渦巻き状に延びている。すな
わち、第1の抵抗体部分13aに流れる電流と第2の抵
抗体部分13bに流れる電流とは互いに逆向きになって
おり、互いの磁界変動を相殺することができるような無
誘導回路が形成されたものとなっている。
In FIG. 7A, the first resistor portion 1
3a extends spirally from one heater terminal 5a to the folded portion 13c on the center side, and the second resistor portion 13b spirals from the folded portion 13c to the other heater terminal 5a. It extends in a shape. That is, the current flowing through the first resistor portion 13a and the current flowing through the second resistor portion 13b are opposite to each other, and a non-inductive circuit that can cancel each other's magnetic field fluctuation is formed. It has been done.

【0047】図8乃至図11は、図7に示した加熱用ヒ
ータ5の変形例5A〜5Dについての構成図である。す
なわち、図8の加熱用ヒータ5Aにおいては第1の抵抗
体部分13aと第2の抵抗体部分13bとの間は折り返
し部分ではなく共通接続部13dが形成されている。こ
の構成によれば、第1の抵抗体部分13a及び第2の抵
抗体部分13bを別個に作った後に、それぞれの端部同
士をねじり合わせて共通接続部13dを形成すればよい
のでヒータを容易に製造することができる。
FIGS. 8 to 11 are structural diagrams of modified examples 5A to 5D of the heater 5 shown in FIG. That is, in the heating heater 5A of FIG. 8, a common connection portion 13d is formed between the first resistor portion 13a and the second resistor portion 13b instead of a folded portion. According to this configuration, after the first resistor portion 13a and the second resistor portion 13b are separately formed, their ends may be twisted together to form the common connection portion 13d. Can be manufactured.

【0048】図9の加熱用ヒータ5Bにおいては、共通
接続部13e,13fがヒータ端子5aの近くに形成さ
れている。この構成の場合も、第1の抵抗体部分13a
及び第2の抵抗体部分13bを別個に作っておき、第2
の抵抗体部分13bの端部を第1の抵抗体部分13aに
溶接することにより共通接続部13e,13fを形成す
ればよいのでヒータを容易に製造することができる。
In the heating heater 5B shown in FIG. 9, common connection portions 13e and 13f are formed near the heater terminal 5a. Also in this configuration, the first resistor portion 13a
And the second resistor portion 13b are separately formed,
The heaters can be easily manufactured because the common connection portions 13e and 13f may be formed by welding the ends of the resistor portion 13b to the first resistor portion 13a.

【0049】図10の加熱用ヒータ5Cは、(a)に示
すように、ある程度の幅を有する薄板状の抵抗体13A
を渦巻き状に形成したものである。そして、抵抗体13
Aの上面側及び下面側にドーナツ形で薄板状の2枚のG
FRP板を絶縁体14Aとして取り付け、この2枚のG
FRP板を熱可塑性樹脂7で接着してある。但し、この
絶縁体14Aとしては、既述したポリイミドフィルム等
の耐熱性フィルム部材を用いるようにしてもよい。
As shown in FIG. 10A, the heater 5C for heating shown in FIG. 10 is a thin plate-shaped resistor 13A having a certain width.
Is formed in a spiral shape. And the resistor 13
Two doughnut-shaped thin plates G on the upper and lower sides of A
An FRP plate is attached as an insulator 14A, and the two G
The FRP plate is bonded with a thermoplastic resin 7. However, a heat-resistant film member such as the above-described polyimide film may be used as the insulator 14A.

【0050】図11の加熱用ヒータ5Dは、薄板状の抵
抗体13Aを「つづら折り」状に形成したものであり、
その他の点は図10の加熱用ヒータ5Cと同様の構成で
ある。なお、図10及び図11における薄板状の抵抗体
13Aは、図7乃至図9における細線状の抵抗体13よ
りも変形し難いものであるため、この薄板状の抵抗体1
3Aを用いた場合は、必ずしも絶縁体14Aで被覆する
必要はなく、抵抗体13Aを直接スイッチ要素同士の間
に配設する構成とすることも可能である(超電導線巻込
部4はフレーム部3により絶縁されているので、絶縁機
能の点からは重ねて絶縁体14Aで被覆する必要はな
い。)。
The heating heater 5D shown in FIG. 11 is formed by forming a thin-plate-shaped resistor 13A into a "sail-fold" shape.
The other points are the same as those of the heater 5C shown in FIG. Note that the thin-plate resistor 13A in FIGS. 10 and 11 is harder to deform than the thin-wire resistor 13 in FIGS.
When 3A is used, it is not always necessary to cover with the insulator 14A, and it is also possible to adopt a configuration in which the resistor 13A is directly disposed between the switch elements. 3, it is not necessary to overlap and cover with the insulator 14A from the viewpoint of the insulating function.)

【0051】図12は、本発明の第6の実施形態に係る
永久電流スイッチ1Dの構成図である。既述した実施形
態における加熱用ヒータは、厚さ方向に重ね合わされた
スイッチ要素同士の各フレーム部の間(図1、図3、図
5、図6)、あるいはフレーム部内で厚さ方向に配列さ
れた一対の超電導線巻込部同士の間(図4)に配設され
たものであったが、この実施形態は、フレーム部の径方
向上における超電導線巻込部の外側に加熱用ヒータを配
設したものである。
FIG. 12 is a configuration diagram of a permanent current switch 1D according to a sixth embodiment of the present invention. The heating heater in the above-described embodiment is arranged between the frame portions of the switch elements superposed in the thickness direction (FIGS. 1, 3, 5, and 6) or in the thickness direction in the frame portions. In this embodiment, a heating heater is provided outside the superconducting wire winding portion in the radial direction of the frame portion, between the pair of superconducting wire winding portions. Is arranged.

【0052】すなわち、永久電流スイッチ1Dの各スイ
ッチ要素2は、フレーム部3pと、このフレーム部3p
の外側に配設されるフレーム部3qとを有している。そ
して、フレーム部3pの内側には超電導線巻込部4が配
設され、フレーム部3qの内側には加熱用ヒータ15が
配設されている。この加熱用ヒータ15の形状は、当然
のことながら図7乃至図9に示した加熱用ヒータ5とは
異なったものとなるが、基本的構造は略同様のものであ
り、その抵抗体は無誘導回路を形成するものである。こ
のように、フレーム部3pの径方向上における外側に加
熱用ヒータ15を配設する構成としているので、複数個
のスイッチ要素2の厚さ方向の長さ(永久電流スイッチ
1Dの軸方向長さ)をそれだけ短くすることが可能とな
り、設計上の自由度を増すことができる。なお、超電導
線巻込部4と加熱用ヒータ15とは、それぞれ部個のフ
レーム部3p,3q内に配設されているが、これらのフ
レーム部3p,3qを一体形成し、同一フレーム内に配
設する構成としてもよい。
That is, each switch element 2 of the permanent current switch 1D includes a frame portion 3p and this frame portion 3p
And a frame portion 3q arranged outside the frame. The superconducting wire winding section 4 is provided inside the frame section 3p, and the heating heater 15 is provided inside the frame section 3q. The shape of the heating heater 15 is different from the heating heater 5 shown in FIGS. 7 to 9 as a matter of course, but the basic structure is substantially the same and the resistor is not provided. It forms an induction circuit. As described above, since the heating heater 15 is disposed outside the frame portion 3p in the radial direction, the length in the thickness direction of the plurality of switch elements 2 (the axial length of the permanent current switch 1D). ) Can be shortened accordingly, and the degree of freedom in design can be increased. The superconducting wire winding section 4 and the heating heater 15 are disposed in the respective frame sections 3p and 3q, respectively. These frame sections 3p and 3q are integrally formed and are formed in the same frame. It may be configured to be disposed.

【0053】図13は、本発明の第7の実施形態に係る
永久電流スイッチ1Eの構成図である。図12は、超電
導線巻込部4の外側に加熱用ヒータ15を配設したもの
であったが、この実施形態は超電導線巻込部4の内側に
加熱用ヒータ15を配設したものである。この実施形態
によっても、図12の場合と同様に設計上の自由度を増
すことができる。
FIG. 13 is a configuration diagram of a permanent current switch 1E according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 12, the heating heater 15 is provided outside the superconducting wire winding portion 4, but in this embodiment, the heating heater 15 is provided inside the superconducting wire winding portion 4. is there. According to this embodiment, the degree of freedom in design can be increased as in the case of FIG.

【0054】図14は、本発明の第8の実施形態に係る
永久電流スイッチ16の構成図である。永久電流スイッ
チ16は略円筒形状のスイッチ要素17を複数個有して
おり、これらスイッチ要素17はリード部18により電
気的に並列接続されている。また、これら複数個のスイ
ッチ要素17の両端側は押え板19に取り付けられてい
る。各スイッチ要素17は、FRP又はGFRP等の材
料により形成されたフレーム部20を有しており、この
フレーム部20内に超電導線巻込部21が配設されてい
る。そして、超電導線巻込部21の内側であるフレーム
部20の内周面上に加熱用ヒータ22が配設されてい
る。加熱用ヒータ22は、既述した各実施形態における
加熱用ヒータ5と同様に、抵抗体がポリイミドフィルム
等の耐熱性フィルム部材により被覆された構造を有して
おり、熱可塑性樹脂によりフレーム部20の内周面に接
着されている。加熱用ヒータ22は、また、図7乃至図
11に示した加熱用ヒータ5と同様に、その抵抗体が無
誘導回路を形成するものである。
FIG. 14 is a configuration diagram of a permanent current switch 16 according to the eighth embodiment of the present invention. The permanent current switch 16 has a plurality of substantially cylindrical switch elements 17, and these switch elements 17 are electrically connected in parallel by a lead portion 18. Both ends of the plurality of switch elements 17 are attached to the holding plate 19. Each switch element 17 has a frame portion 20 made of a material such as FRP or GFRP, and a superconducting wire winding portion 21 is provided in the frame portion 20. A heater 22 is provided on the inner peripheral surface of the frame portion 20 inside the superconducting wire winding portion 21. The heating heater 22 has a structure in which a resistor is covered with a heat-resistant film member such as a polyimide film, similarly to the heating heater 5 in each of the above-described embodiments. Is adhered to the inner peripheral surface of the. The heater 22 has a resistor forming a non-inductive circuit, similarly to the heater 5 shown in FIGS. 7 to 11.

【0055】この図14の構成によれば、加熱用ヒータ
22と超電導線巻込部21との間は絶縁性部材であるフ
レーム部20をはさんで充分に離間した構成となってい
るので、既述した各実施形態と同様に、超電導線と加熱
用ヒータ22との間の絶縁破壊を確実に防止することが
できる。また、この実施形態では、加熱用ヒータ22が
フレーム部20の外側に配設されているので、超電導線
の巻回途中で加熱用ヒータ22を組み込むような作業を
行う必要はなく、さらに、各スイッチ要素17毎の巻線
状態を均等に揃えることができる。したがって、内部構
造を簡単化して製造工数を低減させることができると共
に、巻線品質を向上させることができるという副次的効
果を得ることができる。
According to the configuration shown in FIG. 14, since the heating heater 22 and the superconducting wire winding section 21 are sufficiently separated from each other with the frame section 20 as an insulating member interposed therebetween. As in the embodiments described above, dielectric breakdown between the superconducting wire and the heater 22 can be reliably prevented. Further, in this embodiment, since the heating heater 22 is disposed outside the frame portion 20, it is not necessary to perform an operation of incorporating the heating heater 22 during winding of the superconducting wire. The winding state of each switch element 17 can be made uniform. Therefore, it is possible to reduce the number of manufacturing steps by simplifying the internal structure, and to obtain a secondary effect that the winding quality can be improved.

【0056】図15は、本発明の第9の実施形態におけ
る永久電流スイッチ16Aの構成図である。図14の構
成では、加熱用ヒータ22がフレーム部20の内周面上
に接着された構成となっているが、この図15の構成で
は加熱用ヒータ22Aがフレーム部20の外周面上に接
着された構成となっている。その他の構成及び効果は図
14の構成の場合と同様である。
FIG. 15 is a configuration diagram of a permanent current switch 16A according to the ninth embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 14, the heating heater 22 is adhered on the inner peripheral surface of the frame portion 20. In the configuration of FIG. 15, the heating heater 22A is adhered on the outer peripheral surface of the frame portion 20. It is the configuration that was done. Other configurations and effects are the same as those of the configuration in FIG.

【0057】図16及び図17は、本発明の第10及び
第11の実施形態に係る永久電流スイッチを構成するス
イッチ要素17B,17Cの斜視図である。図14及び
図15の構成では、加熱用ヒータ22,22Aがそれぞ
れフレーム部20の内周面上及び外周面上に取り付けら
れていたが、この図16及び図17の構成ではフレーム
部23,24の内部に加熱用ヒータ22,22Aの収容
部が形成され、それぞれ超電導線巻込部21に対して内
側及び外側に加熱用ヒータ22,22Aが配設された状
態となっている。
FIGS. 16 and 17 are perspective views of switch elements 17B and 17C constituting the permanent current switch according to the tenth and eleventh embodiments of the present invention. In the configurations of FIGS. 14 and 15, the heaters 22 and 22A are mounted on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the frame portion 20, respectively. However, in the configurations of FIGS. Are formed inside the superconducting wire winding section 21, and the heaters 22 and 22A are disposed inside and outside the superconducting wire winding section 21, respectively.

【0058】図14及び図15の構成では、加熱用ヒー
タ22,22Aがフレーム部20の外部に露出された状
態となっているが、この図16及び図17の構成では加
熱用ヒータ22,22Aが外部に露出されずフレーム部
20内に収容された状態となっているので、配線作業等
の工程におけるヒータ表面の損傷事故等を防止すること
ができる。
14 and 15, the heaters 22 and 22A are exposed to the outside of the frame portion 20, but in the configurations of FIGS. 16 and 17, the heaters 22 and 22A are heated. Is not exposed to the outside and is housed in the frame portion 20, so that it is possible to prevent an accident such as damage to the heater surface during a wiring operation or the like.

【0059】なお、上述した各実施形態の永久電流スイ
ッチは磁気浮上式列車の超電導磁石に用いられるものを
例にとり説明したが、本発明の永久電流スイッチの技術
はこれのみに限定されるものではなく、超電導状態及び
常電導状態間の転移を制御する装置に対して広く適用可
能なものである。また、上記の説明中における数値や材
質等もそれのみに限定されるわけではなく、本発明の目
的に沿う限りにおいて種々の変更が可能である。
Although the permanent current switch of each of the above embodiments has been described as an example used for a superconducting magnet of a magnetic levitation train, the technique of the permanent current switch of the present invention is not limited to this. However, the present invention can be widely applied to an apparatus for controlling a transition between a superconducting state and a normal conducting state. Further, the numerical values, materials, and the like in the above description are not limited thereto, and various changes are possible as long as the objects of the present invention are met.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、超電導
線巻込部との間に絶縁性部材を介在させて加熱用ヒータ
の配設を行う構成としたので、加熱用ヒータが超電導線
巻込部から充分に離間した状態となり、超電導線のクエ
ンチに起因する高電圧が印加された場合でも超電導線と
加熱用ヒータとの間の絶縁が破壊されるのを確実に防止
することができる。
As described above, according to the present invention, the heating heater is arranged by interposing the insulating member between the superconducting wire winding portion and the superconducting wire winding portion. Being sufficiently separated from the wire winding section, it is possible to reliably prevent the insulation between the superconducting wire and the heater from being broken even when a high voltage due to the quench of the superconducting wire is applied. it can.

【0061】また、上記の構成を取ることにより、結果
的にはフレーム部の内側には超電導線巻込部のみが収容
される状態となるので、内部構造を簡単化できると共
に、超電導線の巻線品質を向上させることができるとい
う副次的効果を得ることができる。
Further, by adopting the above configuration, as a result, only the superconducting wire winding portion is accommodated inside the frame portion, so that the internal structure can be simplified and the superconducting wire winding can be performed. A secondary effect that the line quality can be improved can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る永久電流スイッ
チ1の構成図であり、(a)は永久電流スイッチ1の外
観及び内部構造を示す斜視図、(b)は(a)における
“A”部付近を拡大して示した一部拡大断面図。
FIGS. 1A and 1B are configuration diagrams of a permanent current switch 1 according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view showing the appearance and internal structure of the permanent current switch 1, and FIG. FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of “A” in an enlarged manner.

【図2】図1における永久電流スイッチ1の超電導線の
リード部8と、加熱用ヒータ5のヒータ端子5aとの間
の位置関係を示す説明図であり、(a)は斜視図、
(b)は側面図。
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing a positional relationship between a lead portion 8 of a superconducting wire of the permanent current switch 1 and a heater terminal 5a of a heater 5 in FIG. 1; FIG.
(B) is a side view.

【図3】本発明の第2の実施形態に係る永久電流スイッ
チ1Aの構成図であり、(a)は永久電流スイッチ1A
の外観及び内部構造を示す斜視図、(b)は(a)にお
ける“B”部付近を拡大して示した一部拡大断面図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a permanent current switch 1A according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a permanent current switch 1A.
FIG. 2B is a perspective view showing the external appearance and the internal structure of FIG.

【図4】本発明の第3の実施形態に係る永久電流スイッ
チを構成するスイッチ要素10の斜視図。
FIG. 4 is a perspective view of a switch element constituting a permanent current switch according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施形態に係る永久電流スイッ
チ1Bの構成図であり、(a)は永久電流スイッチ1B
の外観及び内部構造を示す斜視図、(b)は(a)にお
ける“C”部付近を拡大して示した一部拡大断面図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a permanent current switch 1B according to a fourth embodiment of the present invention, where (a) is a permanent current switch 1B.
FIG. 2B is a perspective view showing the external appearance and the internal structure of FIG.

【図6】本発明の第5の実施形態に係る永久電流スイッ
チ1Cの構成図であり、(a)は永久電流スイッチ1C
の外観及び内部構造を示す斜視図、(b)は(a)にお
ける“D”部付近を拡大して示した一部拡大断面図、
(c)は永久電流スイッチ1Cの側面図。
FIG. 6 is a configuration diagram of a permanent current switch 1C according to a fifth embodiment of the present invention, where (a) is a permanent current switch 1C.
FIG. 2B is a perspective view showing the external appearance and internal structure of FIG.
(C) is a side view of the permanent current switch 1C.

【図7】本発明の第1乃至第5の実施形態において用い
られる加熱用ヒータ5の構成図であり、(a)は平面
図、(b)は側面図。
FIGS. 7A and 7B are configuration diagrams of a heating heater 5 used in the first to fifth embodiments of the present invention, wherein FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a side view.

【図8】図7に示した加熱用ヒータ5の変形例5Aにつ
いての構成図。
8 is a configuration diagram of a modification 5A of the heater 5 shown in FIG.

【図9】図7に示した加熱用ヒータ5の変形例5Bにつ
いての構成図。
9 is a configuration diagram of a modification 5B of the heater 5 shown in FIG.

【図10】図7に示した加熱用ヒータ5の変形例5Cに
ついての構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of a modification 5C of the heater 5 shown in FIG. 7;

【図11】図7に示した加熱用ヒータ5の変形例5Dに
ついての構成図。
11 is a configuration diagram of a modification 5D of the heater 5 shown in FIG.

【図12】本発明の第6の実施形態に係る永久電流スイ
ッチ1Dの構成図。
FIG. 12 is a configuration diagram of a permanent current switch 1D according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第7の実施形態に係る永久電流スイ
ッチ1Eの構成図。
FIG. 13 is a configuration diagram of a permanent current switch 1E according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第8の実施形態に係る永久電流スイ
ッチ16の構成図。
FIG. 14 is a configuration diagram of a permanent current switch 16 according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第9の実施形態における永久電流ス
イッチ16Aの構成図。
FIG. 15 is a configuration diagram of a permanent current switch 16A according to a ninth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第10の実施形態に係る永久電流ス
イッチを構成するスイッチ要素17Bの斜視図。
FIG. 16 is a perspective view of a switch element 17B constituting a permanent current switch according to a tenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第11の実施形態に係る永久電流ス
イッチを構成するスイッチ要素17Cの斜視図。
FIG. 17 is a perspective view of a switch element 17C constituting a permanent current switch according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図18】熱式永久電流スイッチにより永久電流モード
を作る過程を説明するための電気回路図。
FIG. 18 is an electric circuit diagram for explaining a process of creating a permanent current mode by using a thermal permanent current switch.

【図19】磁気浮上式列車の概略構成を示す横断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetic levitation train.

【図20】図19における超電導磁石装置56及び冷却
装置58の構成を示す斜視図。
20 is a perspective view showing a configuration of a superconducting magnet device 56 and a cooling device 58 in FIG.

【図21】図20のA−A方向矢視図。FIG. 21 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 20;

【図22】図21のB−B方向矢視図。FIG. 22 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 21;

【図23】図20乃至図22における永久電流スイッチ
66の外観構成を示す斜視図。
FIG. 23 is a perspective view showing an external configuration of the permanent current switch 66 in FIGS. 20 to 22;

【図24】上記の永久電流スイッチ66とは異なるタイ
プの永久電流スイッチ71の外観構成を示す斜視図。
FIG. 24 is a perspective view showing an external configuration of a permanent current switch 71 of a type different from the above-described permanent current switch 66.

【図25】図23に示した永久電流スイッチ66の内部
構造を示した一部破砕断面図。
FIG. 25 is a partially broken sectional view showing the internal structure of the permanent current switch 66 shown in FIG. 23;

【図26】図24に示した永久電流スイッチ71の内部
構造を示した一部破砕断面図。
26 is a partially broken sectional view showing the internal structure of the permanent current switch 71 shown in FIG. 24.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A,1B,1C,1D,1E 永久電流スイッチ 2,2a,2b スイッチ要素 3,3a,3b,3p、3q フレーム部 4,4a,4b 超電導線巻込部 5,5A,5B,5C,5D 加熱用ヒータ 5a ヒータ端子 6 押え板 7 熱可塑性樹脂 8 リード部 9 固定フランジ 10 スイッチ要素 11 フレーム部 11a 巻込線収納部 11b 溝部 12a,12b 良熱伝導性絶縁部材(窒化アルミニウ
ム板) 12c,12d 良熱伝導性絶縁部材(窒化アルミニウ
ムチップ) 13,13A 抵抗体 13a 第1の抵抗体部分 13b 第2の抵抗体部分 13c 折り返し部分 13d,13E,13F 共通接続部 14,14A 絶縁体 15 加熱用ヒータ 16,16A 永久電流スイッチ 17,17A,17B,17C スイッチ要素 18 リード部 19 押さえ板 20 フレーム部 21 超電導線巻込部 22,22A 加熱用ヒータ 23 フレーム部 24 フレーム部 51 磁気浮上式列車 52 ガイドウエイ 53 車体 54 台車 55 車輪 56 超電導磁石装置 57 超電導コイル 58 冷却装置 59 推進コイル 60 冷凍機 61 冷却材タンク 62 外槽 53 熱シールド板 64 内槽 65 荷重支持材 66 永久電流スイッチ 67 スイッチ用内槽容器 68 リード部 69 リード部 70 スイッチ要素 71 永久電流スイッチ 72 スイッチ要素 73 リード部 74 押え板 75 固定フランジ 76 フレーム部 77 超電導線巻込部 78 加熱用ヒータ 79 フレーム部 80 超電導線巻込部 81 加熱用ヒータ
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E Permanent current switch 2, 2a, 2b Switch element 3, 3a, 3b, 3p, 3q Frame part 4, 4a, 4b Superconducting wire winding part 5, 5A, 5B, 5C, 5D Heating heater 5a Heater terminal 6 Holding plate 7 Thermoplastic resin 8 Lead 9 Fixing flange 10 Switch element 11 Frame 11a Winding wire housing 11b Groove 12a, 12b Good heat conductive insulating member (aluminum nitride plate) 12c, 12d Good thermal conductive insulating member (aluminum nitride chip) 13, 13A Resistor 13a First resistor portion 13b Second resistor portion 13c Folded portion 13d, 13E, 13F Common connection portion 14, 14A Insulator 15 Heating Heater 16, 16A Permanent current switch 17, 17A, 17B, 17C Switch element 18 Lead 9 Holding plate 20 Frame part 21 Superconducting wire winding part 22, 22A Heating heater 23 Frame part 24 Frame part 51 Maglev train 52 Guideway 53 Body 54 Dolly 55 Wheel 56 Superconducting magnet device 57 Superconducting coil 58 Cooling device 59 Propulsion Coil 60 Refrigerator 61 Coolant tank 62 Outer tank 53 Heat shield plate 64 Inner tank 65 Load support material 66 Permanent current switch 67 Inner container for switch 68 Lead part 69 Lead part 70 Switch element 71 Permanent current switch 72 Switch element 73 Lead Part 74 Holding plate 75 Fixing flange 76 Frame part 77 Superconducting wire winding part 78 Heating heater 79 Frame part 80 Superconducting wire winding part 81 Heating heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 下 知 久 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 Fターム(参考) 4M114 AA14 AA21 AA30 BB01 CC03 DA53 DA54 DB13 DB23 DB24 5J050 AA38 AA47 CC01 DD16  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Tomohisa Yamashita 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo F-term in the Toshiba Fuchu Plant (reference) 4M114 AA14 AA21 AA30 BB01 CC03 DA53 DA54 DB13 DB23 DB24 5J050 AA38 AA47 CC01 DD16

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】断熱性フレーム部の内側で超電導線が巻回
されて形成された超電導線巻込部を有する複数個のスイ
ッチ要素を備えると共に、これら複数個のスイッチ要素
は冷却材中に浸漬された状態で電気的に並列接続されて
おり、前記超電導線巻込部付近に配設された加熱用ヒー
タに対して通電制御を行うことにより、前記超電導線の
超電導状態及び常電導状態間の転移を行いこの超電導線
の発生抵抗を制御する熱式永久電流スイッチにおいて、 前記超電導線巻込部との間に絶縁性部材を介在させ、前
記超電導線巻込部と分離して前記加熱用ヒータの配設を
行った、 ことを特徴とする永久電流スイッチ。
A plurality of switch elements having a superconducting wire winding portion formed by winding a superconducting wire inside an insulating frame portion, wherein the plurality of switch elements are immersed in a coolant; It is electrically connected in parallel in a state in which the superconducting wire is wound around the superconducting wire. In a thermal permanent current switch for performing transition and controlling the generated resistance of the superconducting wire, an insulating member is interposed between the superconducting wire winding portion and the heating member separately from the superconducting wire winding portion. A permanent current switch characterized by the above arrangement.
【請求項2】前記複数個のスイッチ要素は、それぞれの
平板状断熱性フレーム部がその厚さ方向へ重ね合わされ
た状態で互いに接合されたものであり、 前記加熱用ヒータは、隣接するスイッチ要素同士の各平
板状断熱性フレーム部の間に配設されたものである、 ことを特徴とする請求項1記載の永久電流スイッチ。
2. The plurality of switch elements are joined to each other in a state where respective flat heat-insulating frame portions are overlapped in the thickness direction thereof, and the heating heater is connected to an adjacent switch element. The permanent current switch according to claim 1, wherein the permanent current switch is disposed between the respective flat heat-insulating frame portions.
【請求項3】前記複数個のスイッチ要素を、互いに隣接
する一対のスイッチ要素で構成される複数のスイッチ要
素対の組み合わせにより構成し、各スイッチ要素対を構
成するスイッチ要素の平板状断熱性フレーム部同士の接
合面の間に前記加熱用ヒータを配設した、 ことを特徴とする請求項2記載の永久電流スイッチ。
3. The flat heat-insulating frame of the switch elements constituting each switch element pair, wherein the plurality of switch elements are constituted by a combination of a plurality of switch element pairs constituted by a pair of switch elements adjacent to each other. The permanent current switch according to claim 2, wherein the heater for heating is disposed between joining surfaces of the portions.
【請求項4】前記平板状断熱性フレーム部の前記接合面
側の厚さを、その反対側の厚さよりも薄く形成した、 ことを特徴とする請求項3記載の永久電流スイッチ。
4. The permanent current switch according to claim 3, wherein the thickness of the flat heat-insulating frame portion on the joining surface side is formed smaller than the thickness of the opposite side.
【請求項5】前記複数個のスイッチ要素は、それぞれの
平板状断熱性フレーム部がその厚さ方向へ重ね合わされ
た状態で接合されたものであり、 前記スイッチ要素の前記平板状断熱性フレーム部内側に
一対の前記超電導線巻込部を配設すると共に、この一対
の超電導線巻込部同士の間に形成した溝部に前記加熱用
ヒータを配設した、 ことを特徴とする請求項1記載の永久電流スイッチ。
5. The plurality of switch elements are joined in a state where respective flat heat-insulating frame portions are overlapped in the thickness direction thereof, and the flat heat-insulating frame portions of the switch elements are provided. The pair of superconducting wire winding portions are disposed inside, and the heating heater is disposed in a groove formed between the pair of superconducting wire winding portions. Permanent current switch.
【請求項6】前記複数個のスイッチ要素は、それぞれの
平板状断熱性フレーム部がその厚さ方向へ重ね合わされ
た状態で接合されたものであり、 前記加熱用ヒータは、各スイッチ要素の平板状断熱性フ
レーム部内側であって、この平板状断熱性フレーム部の
径方向上における前記超電導線巻込部の外側又は内側に
配設されたものである、 ことを特徴とする請求項1記載の永久電流スイッチ。
6. The plurality of switch elements are joined in a state where respective flat heat-insulating frame portions are overlapped in a thickness direction thereof, and the heater is a flat plate of each switch element. The inside of the flat heat-insulating frame portion and disposed outside or inside the superconducting wire winding portion on the radial direction of the flat heat-insulating frame portion. Permanent current switch.
【請求項7】前記複数個のスイッチ要素の各断熱性フレ
ーム部は円筒状をなし、且つ、これら複数個の円筒状断
熱性フレーム部は各端面が略同一平面上に位置するよう
に束ねられた状態で配列されたものであり、 前記加熱用ヒータは、各スイッチ要素の円筒状断熱性フ
レーム部の内周面上又は外周面上に配設されたものであ
る、 ことを特徴とする請求項1記載の永久電流スイッチ。
7. A plurality of heat-insulating frame portions of said plurality of switch elements have a cylindrical shape, and said plurality of cylindrical heat-insulating frame portions are bundled such that respective end faces thereof are substantially on the same plane. The heater for heating is arranged on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the cylindrical heat-insulating frame part of each switch element. Item 4. The permanent current switch according to Item 1.
【請求項8】前記複数個のスイッチ要素の各断熱性フレ
ーム部は円筒状をなし、且つ、これら複数個の円筒状断
熱性フレーム部は各端面が略同一平面上に位置するよう
に束ねられた状態で配列されたものであり、 前記加熱用ヒータは、各スイッチ要素の円筒状断熱性フ
レーム部の内側であって前記超電導線巻込部の内側又は
外側に配設されたものである、 ことを特徴とする請求項1記載の永久電流スイッチ。
8. A plurality of heat insulating frame portions of the plurality of switch elements have a cylindrical shape, and the plurality of cylindrical heat insulating frame portions are bundled such that respective end faces thereof are located substantially on the same plane. Wherein the heating heater is disposed inside the cylindrical heat-insulating frame portion of each switch element and inside or outside the superconducting wire winding portion. The permanent current switch according to claim 1, wherein:
【請求項9】前記加熱用ヒータは、エチレンとメタクリ
ル酸の共重合体を主成分とした熱可塑性樹脂、又は、ケ
イ酸カルシウム等のフィラーを混入したエポキシ系樹脂
により前記断熱性フレーム部に接着されていること、 を特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の永久電
流スイッチ。
9. The heating heater is bonded to the heat-insulating frame with a thermoplastic resin containing a copolymer of ethylene and methacrylic acid as a main component or an epoxy resin mixed with a filler such as calcium silicate. The permanent current switch according to any one of claims 1 to 8, wherein:
【請求項10】前記加熱用ヒータと前記超電導線巻込部
との間に良熱伝導性絶縁部材を配設したこと、 を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の永久電
流スイッチ。
10. The permanent current switch according to claim 1, wherein a good heat conductive insulating member is provided between the heating heater and the superconducting wire winding portion. .
【請求項11】前記良熱伝導性絶縁部材は、前記加熱用
ヒータと前記超電導線巻込部との間にスポット的に配設
されたものであること、 を特徴とする請求項10記載の永久電流スイッチ。
11. The heat-conductive insulating member according to claim 10, wherein the high-heat-conductive insulating member is disposed in a spot-like manner between the heating heater and the superconducting wire winding portion. Permanent current switch.
【請求項12】前記加熱用ヒータは、ある抵抗体部分に
おける電流の向きが、その抵抗体部分に沿って配置され
た他の抵抗体部分における電流の向きと逆向きとなるこ
とにより、磁界を相殺する無誘導回路を形成するもので
あること、 を特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の永久
電流スイッチ。
12. The heating heater according to claim 1, wherein a direction of a current in a certain resistor portion is opposite to a direction of a current in another resistor portion disposed along the resistor portion. The permanent current switch according to any one of claims 1 to 11, wherein a non-inductive circuit that cancels out is formed.
【請求項13】前記加熱用ヒータは、前記ある抵抗体部
分と前記他の抵抗体部分との間に折り返し部分が形成さ
れたものであること、 を特徴とする請求項12記載の永久電流スイッチ。
13. The permanent current switch according to claim 12, wherein the heater has a folded portion formed between the certain resistor portion and the other resistor portion. .
【請求項14】前記加熱用ヒータは、前記ある抵抗体部
分と前記他の抵抗体部分とを接続する共通接続部を設け
ることにより、折り返し部分が形成されないようにした
ものであること、 を特徴とする請求項12記載の永久電流スイッチ。
14. The heating heater according to claim 1, wherein a common connection portion is provided for connecting the certain resistor portion and the other resistor portion so that a folded portion is not formed. The permanent current switch according to claim 12, wherein
【請求項15】前記スイッチ要素の超電導線口出し部
と、前記加熱用ヒータのヒータ端子との間は、少なくと
も10mm以上離間していること、 を特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の永久
電流スイッチ。
15. The device according to claim 1, wherein a distance between the superconducting wire lead-out portion of the switch element and a heater terminal of the heating heater is at least 10 mm or more. Permanent current switch.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021015833A (en) * 2019-07-10 2021-02-12 株式会社東芝 Superconducting coil and superconducting coil unit
WO2021131178A1 (en) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社日立製作所 Persistent current switch, superconducting electromagnet device, and persistent current operation method for superconducting electromagnet device

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