JP2020035842A - 超電導磁石装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[A]第1実施形態(図1)
図1は第1実施形態に係る超電導磁石装置を示す電気回路図である。この図1に示す超電導磁石装置としての高温超電導磁石装置10は、超電導コイルとしての高温超電導コイル11と、この高温超電導コイル11の励磁時に高温超電導コイル11へ電流を供給する励磁電源12とが電気的に接続され、また、励磁電源12に保護抵抗13が電気的に並列に接続され、高温超電導コイル11に永久電流スイッチ14が電気的に並列に接続され、更に、常電導抵抗体15を有して構成される。
(1)、励磁電源12から高温超電導コイル11へ電流を供給する電流供給ライン20における例えば極低温領域Mの一部に破断(破断箇所21で表示)等の異常が発生した場合において、高温超電導コイル11を消磁するために永久電流スイッチ14を超電導転移温度Tc以上に昇温して強制クエンチさせた際に、高温超電導コイル11に蓄積された磁気エネルギを永久電流スイッチ14ではなく、常電導抵抗体15により主に消費させる。この常電導抵抗体15は、熱容量の大きな輻射シールド17に熱的に接続されているため、常電導抵抗体15にて発生したジュール熱が輻射シールド17により吸収されることで、常電導抵抗体15のジュール発熱による温度上昇が抑制されて熱的安定性が向上する。
図2は、第2実施形態に係る超電導磁石装置を示す電気回路図である。この第2実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図3は、第3実施形態に係る超電導磁石装置を示す電気回路図である。この第3実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図4は、第4実施形態に係る超電導磁石装置を示す電気回路図である。この第4実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図5は、第5実施形態に係る超電導磁石装置を示す電気回路図である。この第5実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
Claims (10)
- 真空容器と、この真空容器内に設けられた輻射シールドと、この輻射シールド内に設けられた超電導コイルと、この超電導コイルに電流を供給する励磁電源と、前記超電導コイルに電気的に並列に接続されると共に前記輻射シールド内に設けられた永久電流スイッチと、を有する超電導磁石装置において、
前記永久電流スイッチに電気的に並列に接続され且つ前記輻射シールドに熱的に接続された常電導抵抗体を有することを特徴とする超電導磁石装置。 - 前記励磁電源には、室温領域に設けられた保護抵抗が並列に接続され、前記常電導抵抗体の抵抗値は、前記保護抵抗の抵抗値よりも大きく、且つ永久電流スイッチのオフ抵抗よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項1に記載の超電導磁石装置。
- 前記超電導コイルは、高温超電導線材にて構成された高温超電導コイルであり、前記永久電流スイッチは、前記高温超電導線材にて構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の超電導磁石装置。
- 前記常電導抵抗体に、この常電導抵抗体の温度を制御可能な温度制御手段が設けられたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
- 前記常電導抵抗体と前記輻射シールドとの熱的な接続部に、前記常電導抵抗体と前記輻射シールドとの間の熱抵抗を調整可能な熱スイッチが設けられたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
- 前記永久電流スイッチの強制クエンチ時には、常電導抵抗体と輻射シールドとの間の熱抵抗が、前記常電導抵抗体と前記永久電流スイッチとの間の熱抵抗よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項5に記載の超電導磁石装置。
- 前記常電導抵抗体に直列にダイオードが接続され、このダイオードの順方向が、超電導コイルから前記常電導抵抗体へ流れる電流の向きと一致して設定されたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
- 前記常電導抵抗体の一部分が、他の部分よりも断面積が小さく構成されたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
- 前記常電導抵抗体と前記輻射シールドとの熱的な接続部を除く前記常電導抵抗体の周囲に、絶縁体のカバーが設けられたことを特徴とする請求項8に記載の超電導磁石装置。
- 前記常電導抵抗体は、輻射シールドの内部または外部に設置されたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
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