JP2971660B2 - Superconducting magnet device - Google Patents

Superconducting magnet device

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JP2971660B2
JP2971660B2 JP4062813A JP6281392A JP2971660B2 JP 2971660 B2 JP2971660 B2 JP 2971660B2 JP 4062813 A JP4062813 A JP 4062813A JP 6281392 A JP6281392 A JP 6281392A JP 2971660 B2 JP2971660 B2 JP 2971660B2
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container
coil
wall
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秀明 前田
孝 矢澤
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超電導磁石装置に係
り、例えば磁気浮上式列車の浮上推進用等として使用さ
れる超電導磁石装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting magnet apparatus, and more particularly to a superconducting magnet apparatus used for levitation propulsion of a magnetic levitation train.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気浮上式列車に搭載される浮上用の超
電導磁石装置は、図11および図12に示すように構成
されているものが多い。これらの図には環状に形成され
た超電導コイル、すなわち巻線後にエポキシ樹脂で真空
含浸されたレーストラック状の超電導コイル1を備えた
例が示されている。
2. Description of the Related Art Many superconducting magnet devices for levitation mounted on a magnetic levitation train are configured as shown in FIGS. These figures show an example in which a superconducting coil formed in an annular shape, that is, a racetrack-shaped superconducting coil 1 which is vacuum-impregnated with epoxy resin after winding is provided.

【0003】超電導コイル1は、断熱容器2内に収容さ
れている。断熱容器2は、超電導コイル1の形状に相似
したレーストラック状の収容器2を有し、この収容部3
内に超電導コイル1と液体ヘリウムで代表される冷媒液
とを収容してなる内容器4と、この内容器4を収容した
常温の外容器5と、この外容器5と内容器4との間に設
けられた断熱シールド板6とを備えている。
A superconducting coil 1 is housed in a heat insulating container 2. The heat-insulating container 2 has a racetrack-like container 2 similar to the shape of the superconducting coil 1,
An inner container 4 containing therein a superconducting coil 1 and a refrigerant liquid represented by liquid helium, an outer container 5 containing the inner container 4 at room temperature, and a space between the outer container 5 and the inner container 4. And a heat-insulating shield plate 6 provided at the end.

【0004】内容器4は機械的強度性を確保する目的か
ら、通常、非磁性材であるステンレス鋼で形成され、図
示しない複数の断熱支持材を介して外容器5内に固定さ
れている。そして、超電導コイル1は冷媒通路の確保さ
れた状態で内容器4内に強固に固定されている。内容器
4と外容器5との間の空間は真空排気されて真空断熱層
に形成されている。
The inner container 4 is usually made of a non-magnetic material such as stainless steel for the purpose of securing mechanical strength, and is fixed in the outer container 5 via a plurality of heat insulating supports (not shown). The superconducting coil 1 is firmly fixed in the inner container 4 with the refrigerant passage secured. The space between the inner container 4 and the outer container 5 is evacuated to form a vacuum heat insulating layer.

【0005】断熱シールド板6は、真空断熱層内に位置
しており、通常、熱伝導の良い、銅、アルミニウム等の
金属材で形成されている。この断熱シールド板6は、図
示しない冷却系によって中間温度に冷却される。なお、
図11中、7は内容器4を補強するために設けられた、
たとえばステンレス製の補強部材を示している。この
ような構造は、高強度化、軽量化、コンパクト化を図る
ために採用されている。しかしながら、上記のように構
成された超電導磁石装置にあっては、次のような問題が
あった。すなわち、この超電導磁石装置を磁気浮上式列
車に搭載して走行させると、通常、静止させている場合
に比べて内容器4内の冷媒液の蒸発量が増加する。
[0005] The heat insulating shield plate 6 is located in the vacuum heat insulating layer, and is usually formed of a metal material such as copper or aluminum having good heat conductivity. This heat insulating shield plate 6 is cooled to an intermediate temperature by a cooling system (not shown). In addition,
In FIG. 11, 7 is provided to reinforce the inner container 4,
For example, a reinforcing member made of stainless steel is shown. Such a structure is employed to achieve high strength, light weight, and compactness. However, the superconducting magnet device configured as described above has the following problems. That is, when the superconducting magnet device is mounted on a magnetically levitated train and travels, the amount of evaporation of the refrigerant liquid in the inner container 4 usually increases as compared with a case where the train is stationary.

【0006】これは次のようなメカニズムによると考え
られる。すなわち、列車が走行を開始すると、搭載され
ている超電導磁石装置と地上側に配置されている浮上
用、推進用のコイルとの間の電磁力が変動する。この電
磁力の変動が原因して超電導コイル1が振動し、この振
動によって超電導コイル1と内容器4あるいは断熱シー
ルド板6あるいは外容器5のいずれかとの間に相対変位
が生じる。ここで、例えば超電導コイル1と断熱シール
ド板6とに相対変位が生じると、この相対変位によって
断熱シールド板6に渦電流が生起され、この渦電流の作
る変動磁場で内容器4を構成している壁に渦電流が流
れ、この渦電流による内容器壁の発熱で冷媒液の蒸発量
を増加させる。このため、従来の超電導磁石装置にあっ
ては、容量の大きい冷凍機を列車に搭載しなければなら
ない問題があった。
This is thought to be due to the following mechanism. That is, when the train starts running, the electromagnetic force between the mounted superconducting magnet device and the levitation and propulsion coils arranged on the ground side fluctuates. The fluctuation of the electromagnetic force causes the superconducting coil 1 to vibrate, and this vibration causes a relative displacement between the superconducting coil 1 and either the inner container 4, the heat insulating shield plate 6, or the outer container 5. Here, for example, when a relative displacement occurs between the superconducting coil 1 and the heat-insulating shield plate 6, an eddy current is generated in the heat-insulating shield plate 6 by the relative displacement, and the inner container 4 is constituted by the fluctuating magnetic field generated by the eddy current. An eddy current flows through the wall where the liquid is present, and the heat generated on the inner container wall by the eddy current increases the evaporation amount of the refrigerant liquid. For this reason, the conventional superconducting magnet apparatus has a problem that a refrigerator having a large capacity must be mounted on the train.

【0007】そこで、このような不具合を解消するため
に、内容器を繊維強化プラスチックのような非磁性で、
非導電性の材料で形成することが考えられるが、ステン
レス綱で形成した場合と同等の機械的強度を得るには全
体の大型化を免れ得ないことになる。
Therefore, in order to solve such a problem, the inner container is made of a non-magnetic material such as fiber reinforced plastic,
Although it is conceivable to use a non-conductive material, it is unavoidable to increase the overall size in order to obtain the same mechanical strength as when using a stainless steel rope.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の超
電導磁石装置にあっては、特に磁気浮上式列車に搭載し
たような場合に冷媒液の蒸発量の増加を招き、容量の大
きい冷凍機を必要とする問題があった。
As described above, in the conventional superconducting magnet apparatus, especially when mounted on a magnetically levitated train, the amount of refrigerant liquid evaporating is increased, and the refrigerator having a large capacity is required. There was a problem that required.

【0009】そこで本発明は、構成の複雑化や機械的強
度の低下を招くことなく、しかも磁気浮上式列車に搭載
したような場合であっても、冷媒液の蒸発量を抑制でき
る超電導磁石装置を提供することを目的としている。
Accordingly, the present invention provides a superconducting magnet apparatus which can suppress the amount of refrigerant liquid from evaporating even if it is mounted on a magnetically levitated train without complicating the structure and reducing the mechanical strength. It is intended to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、磁気浮上式列車に搭載され、地
上側に配置されている浮上用、推進用のコイルとの間で
発生する電磁力により磁気浮上式列車を浮上走行させる
ための超電導磁石装置において、レーストラック状に形
成された超電導コイルと、この超電導コイルの形状に相
似したレーストラック状に形成され、前記超電導コイル
と冷媒液とを収納した内容器と、この内容器を収容する
外容器と、この外容器と前記内容器との間に設けられた
断熱シールドと、前記内容器の前記断熱シールド側に対
向しており前記地上側に配置されるコイルに近い側の壁
に設けられ前記内容器を構成する部材よりも導電率の高
い超電導材と、前記超電導材の少なくとも一部を選択的
に常電導に転位させる常電導転位手段とから構成された
ことを特徴としている。また前記超電導材を非連続的に
分布させて設けたことを特徴としている。また前記超電
導材をメッシュ状に形成したことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a magnetic levitation type train,
Between the levitation and propulsion coils located on the upper side
Levitating a maglev train by the generated electromagnetic force
For the superconducting magnet device
The shape of the superconducting coil and the shape of the superconducting coil
The superconducting coil formed in a similar race track shape
And an inner container containing the refrigerant liquid and the inner container
An outer container, provided between the outer container and the inner container
The heat insulation shield and the heat insulation shield side of the inner container
Wall facing the coil placed on the ground side
Having a higher conductivity than the members constituting the inner container
Selective superconducting material, at least a part of the superconducting material
And normal conduction dislocation means for transposing to normal conduction
It is characterized by: In addition, the superconducting material is discontinuously discontinued.
It is characterized by being provided in a distributed manner. In addition, the super
It is characterized in that the conductive material is formed in a mesh shape.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【作用】超電導コイルと金属性の容器(内容器)あるい
は容器の外側に配置されている金属部材(容器を収納し
ている外容器あるいは外容器と内容器との間に配置され
る断熱シールド板等)とが相対的に振動すると、磁場が
変動し、超電導コイルと冷媒液とを収納している容器
(内容器)に渦電流が生じる。一般に容器が金属性であ
るために渦電流が流れると金属の抵抗により容器が発熱
する。
A superconducting coil and a metal container (container) or a metal member disposed outside the container (an outer container containing the container or a heat insulating shield plate disposed between the outer container and the container) ), The magnetic field fluctuates, and an eddy current is generated in a container (container) containing the superconducting coil and the refrigerant liquid. Generally, when an eddy current flows because the container is metallic, the container generates heat due to the resistance of the metal.

【0016】本発明では、この容器を構成している部材
より導電率の高い超電導材を前記容器の外面に非連続的
に分布させて設けるか、あるいは前記超電導材を前記容
器の外面にメッシュ状に形成して設けるか、あるいは前
記内容器の前記断熱シールド側に対向しており前記地上
側に配置されるコイルに近い側の壁に設けて、発生する
渦電流をこれらの超電導材に流すことにより冷媒液を収
納した容器の発熱が抑制されて冷媒液(例えば液体ヘリ
ウム)の蒸発量を極めて少なく抑えることができる。
In the present invention, the superconducting material having a higher conductivity than the members constituting the container is provided discontinuously distributed on the outer surface of the container, or the superconducting material is meshed on the outer surface of the container. Or provided on the wall on the side close to the coil disposed on the ground side facing the heat-insulating shield side of the inner container, and causing the generated eddy current to flow through these superconducting materials. Accordingly, heat generation of the container storing the refrigerant liquid is suppressed, and the amount of evaporation of the refrigerant liquid (for example, liquid helium) can be suppressed to an extremely small amount.

【0017】特に、容器の表面に例えばアイランド
(島)状に非連続的に分布させて超電導材を設けた場合
には、容器の全体に超電導材を設けてしまうと渦電流の
電路が容器全体を流れる大閉ループとなってしまい渦電
流発熱が大きくなるといった問題点を解決できるため、
渦電流発熱を大幅に抑制できる。さらに超電導材をメッ
シュ状に形成して用いた場合には、容器の表面全体に
電導体を設けた場合と比較して、磁束跳躍(いわゆるフ
ラックスジャンプ)が発生する可能性がなく、磁気シー
ルドの効果も弱いため外部からの磁界(地上に配置され
た浮上用、推進用のコイルからの磁界)が打ち消される
心配もなく、磁気浮上式列車に用いるのに特に適してい
る。
[0017] Particularly, when a non-continuously distributed on the surface of the container, for example islands (islands) shaped provided with superconducting material, path entire container when whole would provide a superconducting material eddy currents of the container To solve the problem of a large closed loop flowing through
Eddy current heat generation can be greatly suppressed. Further, when the superconducting material is used to form a mesh, the ultra the entire surface of the container
Compared to the case where an electric conductor is provided, there is no possibility of magnetic flux jumping (so-called flux jump) and the effect of the magnetic shield is weak, so an external magnetic field (floating and propulsion coils placed on the ground) It is particularly suitable for use in maglev trains without fear of canceling out magnetic fields.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の超電導磁
石装置の一実施例について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the superconducting magnet device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】説明としては、超電導磁石装置を磁気浮上
式列車に適用した場合の例について説明するが、本発明
の超電導磁石装置としては、超電導コイルが他の金属部
材と相対的に振動して磁場が変動し、超電導コイルと冷
媒液とを収納している容器に渦電流が発生するような形
態を成す、他の超電導応用装置、例えばMRI等にも適
用できるものである。 (実施例1)
As an explanation, an example in which the superconducting magnet device is applied to a magnetically levitated train will be described. However, in the superconducting magnet device of the present invention, the superconducting coil vibrates relative to other metal members and generates a magnetic field. Fluctuates, and an eddy current is generated in a container containing the superconducting coil and the refrigerant liquid, and can be applied to other superconducting applied devices, such as MRI. (Example 1)

【0020】図1には本発明の第1の実施例に係る超電
導磁石装置、ここには本発明を適用し、磁気浮上式列車
に搭載されて浮上用として使用される超電導磁石装置が
局部的に示されている。なお、この図では図12と同一
部分が同一符号で示されている。したがって、重複する
部分の詳しい説明は省略する。
FIG. 1 shows a superconducting magnet device according to a first embodiment of the present invention, in which a superconducting magnet device to which the present invention is applied and which is mounted on a magnetic levitation train and used for levitation is locally used. Is shown in In this figure, the same parts as those in FIG. 12 are indicated by the same reference numerals. Therefore, a detailed description of the overlapping part will be omitted.

【0021】この例において、実際に列車上に搭載され
るときには、図中右側が図示しない地上コイルに対面す
るものとする。また、内容器4はステンレス等の非磁
性金属材で形成されており、断熱シールド板6は金属材
で形成されているものとする。
In this example, when actually mounted on a train, it is assumed that the right side in the figure faces a ground coil (not shown). The inner container 4 is formed of a non-magnetic metal material such as stainless steel , and the heat insulating shield plate 6 is formed of a metal material.

【0022】この種の超電導磁石装置では、超電導コイ
ル1と地上コイルとの間の距離が制限されているので、
通常、超電導コイル1を収容した内容器4は外容器5内
の図中右側寄りに配置される。このため、内容器4を構
成している壁で、断熱シールド板6に対して超電導コイ
ル1の軸心線方向に対向している2つの壁のうち、図中
右側に位置している壁11と断熱シールド板6の部分1
2との間の距離Lは他の部分より短い関係となってい
る。
In this type of superconducting magnet device, since the distance between the superconducting coil 1 and the ground coil is limited,
Usually, the inner container 4 containing the superconducting coil 1 is disposed in the outer container 5 on the right side in the drawing. Therefore, of the two walls that constitute the inner container 4 and that oppose the heat-insulating shield plate 6 in the axial direction of the superconducting coil 1, the wall 11 that is located on the right side in FIG. And part 1 of heat insulation shield plate 6
2 is shorter than the other portions.

【0023】このように距離Lの短い部分では、前述の
ように超電導コイル1と断熱シールド板6との間に相対
変位が生じると、断熱シールド板6の部分12に大きな
渦電流が流れ易い。この渦電流によって変動磁場が発生
すると、この変動磁場の影響で壁11に渦電流が流れ、
この渦電流が原因して壁11が発熱する。この発熱は前
述のように内容器4内に収容されている冷媒液の蒸発を
増加させる。
In the portion where the distance L is short, when the relative displacement occurs between the superconducting coil 1 and the heat insulating shield plate 6 as described above, a large eddy current easily flows through the portion 12 of the heat insulating shield plate 6. When a fluctuating magnetic field is generated by the eddy current, an eddy current flows through the wall 11 under the influence of the fluctuating magnetic field,
The wall 11 generates heat due to the eddy current. This heat generation increases the evaporation of the refrigerant liquid contained in the inner container 4 as described above.

【0024】そこで、このような不具合を解消するため
に、この実施例では、内容器4を構成している壁で、地
上コイル側に位置している壁11の外面に、図2および
図3にも示すように、その外縁部13と内縁部14とを
縁取る形に渦電流の流路を成すための閉電流路(渦電流
路)15,16を設けている。
In order to solve such a problem, in this embodiment, the wall constituting the inner container 4 is provided on the outer surface of the wall 11 located on the side of the ground coil, as shown in FIGS. As shown in FIG. 1, closed current paths (eddy current paths) 15 and 16 for forming an eddy current flow path are provided so as to border the outer edge 13 and the inner edge 14 thereof.

【0025】閉電流路15,16は、壁11を構成して
いる金属材より導電率の高い材料、この実施例では超電
導線で形成されている。具体的には、銅またはキュプロ
ニッケルのマトリックスを持ち、直流モノリス導体構
成、直流ストランド導体構成、交流損失を抑えた交流モ
ノリス導体構成、交流ストランド導体構成等の複合超電
導線で形成されている。そして、線材としてはNbT
i、NbZrなどの合金系、Nb3 Sn、V3 Gaなど
の金属間化合物系が用いられている。
The closed current paths 15 and 16 are made of a material having higher conductivity than the metal material forming the wall 11, in this embodiment, a superconducting wire. Specifically, it has a matrix of copper or cupronickel, and is formed of a composite superconducting wire having a DC monolith conductor configuration, a DC strand conductor configuration, an AC monolith conductor configuration with reduced AC loss, an AC strand conductor configuration, and the like. And as a wire, NbT
i, an alloy system such as NbZr, Nb 3 Sn, intermetallic compound-based, such as V 3 Ga is used.

【0026】これらの超電導線は、1ターンを構成する
ように、その端部が半田接続あるいは超電導体同志が直
接接続されるとともに壁11の外縁部13および内縁部
14に半田付けで直接固定されている。そして、これら
の超電導線は、壁11を介して内容器4内に収容されて
いる冷媒液によって冷却される。
The ends of these superconducting wires are soldered or directly connected to each other to form one turn, and are directly fixed to the outer edge 13 and the inner edge 14 of the wall 11 by soldering. ing. These superconducting wires are cooled by the coolant liquid contained in the inner container 4 via the wall 11.

【0027】なお、閉電流路15,16を臨界温度の高
い酸化物系の超電導体で形成してもよい。また、壁11
に対して電気絶縁してもよい。さらに、固定手段として
は、壁11の外縁部13および内縁部14に巻枠を形成
し、この巻枠に巻回固定するようにしてもよいし、予め
閉路を構成するように巻回されたものを壁11の外縁部
13および内縁部14にエポキシ樹脂などの接着剤で固
定するようにしてもよいし、さらに閉路を構成するよう
に形成されたものを固定具を使って固定するようにして
もよい。
The closed current paths 15, 16 may be formed of an oxide superconductor having a high critical temperature. Also, the wall 11
May be electrically insulated. Further, as the fixing means, a winding frame may be formed on the outer edge portion 13 and the inner edge portion 14 of the wall 11, and may be wound and fixed to the winding frame, or may be wound in advance so as to constitute a closed circuit. The object may be fixed to the outer edge portion 13 and the inner edge portion 14 of the wall 11 with an adhesive such as epoxy resin, or an object formed to form a closed circuit may be fixed using a fixture. You may.

【0028】この実施例では、閉電流路15,16を超
電導線で形成している。このように超電導コイル1に隣
接させて超電導線で形成された閉電流路15,16を設
けると、超電導コイル1の励消磁時に閉電流路15,1
6に電流が誘導され、この電流が過大になると、超電導
線が常電導転位して焼損する虞がある。また、超電導線
で形成された閉電流路15,16の存在によって、超電
導コイル1で発生した磁界がシールドされ、外部に対し
て所期の磁界を作用できなくなる虞がある。
In this embodiment, the closed current paths 15, 16 are formed by superconducting wires. By providing the closed current paths 15 and 16 formed of superconducting wires adjacent to the superconducting coil 1 as described above, when the superconducting coil 1 is deenergized, the closed current paths 15 and 1 are closed.
When a current is induced in the superconducting wire 6 and the current becomes excessive, the superconducting wire may undergo normal conduction dislocation and burn out. Further, due to the existence of the closed current paths 15 and 16 formed by the superconducting wires, the magnetic field generated in the superconducting coil 1 is shielded, and there is a possibility that a desired magnetic field cannot be applied to the outside.

【0029】そこで、この実施例では、図3に示すよう
に、閉電流路15,16の一部に電気ヒータ17,18
を巻回あるいは添設し、超電導コイル1の励消磁時に電
気ヒータ17,18に通電して閉電流路15,16の一
部を常電導に転位させ、これによって閉電流路15,1
6の抵抗値を大きくして誘導電流を抑えるようにしてい
る。同様な役割をもたせるために、閉電流路15,16
の一部に熱式永久電流スイッチを介在させてもよい。こ
の場合、スイッチの両端に保護抵抗またはダイオードを
取付け、スイッチが常電導化したときの保護に使う。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, electric heaters 17 and 18 are partially provided in closed current paths 15 and 16.
When the superconducting coil 1 is deenergized, current is supplied to the electric heaters 17 and 18 to displace a part of the closed current paths 15 and 16 to normal conduction.
The resistance value of No. 6 is increased to suppress the induced current. In order to have a similar role, the closed current paths 15, 16
May be provided with a thermal permanent current switch. In this case, a protection resistor or a diode is attached to both ends of the switch, and is used for protection when the switch is in normal conduction.

【0030】このような構成であると、超電導コイル1
と断熱シールド板6との相対変位によってシールド板6
の部分12に渦電流が生起されると、この渦電流によっ
て変動磁場が発生する。この変動磁場は内容器4の壁1
1に作用しようとする。しかし、壁11は閉電流路1
5,16の存在によって変動磁場から磁気シールドされ
る。このため、変動磁場によって壁11に生起される渦
電流は小さい値に抑えられる。この結果、壁11に生起
される渦電流に起因する壁11の発熱が抑制され、冷媒
液の蒸発が抑制される。
With such a configuration, the superconducting coil 1
The relative displacement between the shield plate 6 and the heat insulating shield plate 6
When an eddy current is generated in the portion 12 described above, a fluctuating magnetic field is generated by the eddy current. This fluctuating magnetic field is applied to the wall 1 of the inner container 4.
Try to act on 1. However, the wall 11 is a closed current path 1
The presence of 5 and 16 provides magnetic shielding from fluctuating magnetic fields. Therefore, the eddy current generated in the wall 11 by the fluctuating magnetic field is suppressed to a small value. As a result, the heat generation of the wall 11 due to the eddy current generated in the wall 11 is suppressed, and the evaporation of the refrigerant liquid is suppressed.

【0031】すなわち、壁11に垂直に変動磁場が印加
されると、変動磁場は壁11の外縁部13と内縁部14
とから磁気拡散定数D=1/σμ0 で壁11内へ拡散し
ていく。なお、σは壁11を構成している材料の導電
率、μ0 は透磁率である。壁11を構成している材料の
導電率が小さい程、磁気拡散定数Dが大きくなり、短時
間で拡散する。変動磁場の周波数が高いと、磁場の変動
に磁気拡散が追い付けなくなり、磁場は壁11の縁から
表皮厚さρ、
That is, when a fluctuating magnetic field is applied to the wall 11 vertically, the fluctuating magnetic field is applied to the outer edge 13 and the inner edge 14 of the wall 11.
From this, the light diffuses into the wall 11 with the magnetic diffusion constant D = 1 / σμ 0 . Here, σ is the conductivity of the material forming the wall 11, and μ 0 is the magnetic permeability. As the conductivity of the material constituting the wall 11 decreases, the magnetic diffusion constant D increases, and the material diffuses in a short time. If the frequency of the fluctuating magnetic field is high, the magnetic diffusion cannot catch up with the fluctuation of the magnetic field, and the magnetic field starts to reach the skin thickness ρ,

【0032】[0032]

【数1】 ρ={2/μ0 σω}0.5 …(1) だけ侵入する。ここで、ωは変動磁場の角速度である。Ρ = {2 / μ 0 σω} 0.5 … (1) only invades. Here, ω is the angular velocity of the fluctuating magnetic field.

【0033】したがって、本実施例のように、内容器4
における壁11の外縁部13および内縁部14を縁取る
形に導電率が無限大に近い超電導線で形成された閉電流
路15,16を設けておくと、磁場が外縁部13より内
側へ、また内縁部14より外側へ拡散するのを防止でき
る。
Therefore, as in this embodiment, the inner container 4
If the closed current paths 15 and 16 formed of superconducting wires having almost infinite conductivity are provided so as to frame the outer edge 13 and the inner edge 14 of the wall 11 in In addition, diffusion to the outside from the inner edge portion 14 can be prevented.

【0034】つまり、閉電流路15,16に磁気シール
ド機能を発揮させることができ、これによって壁11に
渦電流が流れるのを抑制でき、渦電流によって生じる壁
11の発熱を抑制できるので、内容器4内の冷媒液の蒸
発を抑制できることになる。
That is, the closed current paths 15 and 16 can exhibit a magnetic shielding function, thereby suppressing the eddy current from flowing through the wall 11 and suppressing the heat generation of the wall 11 caused by the eddy current. The evaporation of the refrigerant liquid in the vessel 4 can be suppressed.

【0035】発明者等の計算によると、次のような結果
が得られた。すなわち、内径44cm、外径58cm、厚さ3mm
のステンレス製の中空円板を対象にし、この中空円板
の表面に垂直に片振幅10ガウスで、振動周波数300
ヘルツの変動磁場を印加したところ、中空円板の内周縁
部から1cm 刻みに設定された位置の渦電流値は13Aか
ら17Aとほぼ一様であった。そして、このように測定
される渦電流の変化の様子を図4に実線Aとして示す。
図4はある位置での磁場印加直後の渦電流の変化を示す
ものである。このように、円板の各位置での渦電流がほ
ぼ同じ値を示すのは、ステンレスの透磁率、導電率お
よび変動磁場の振動周波数から計算される表皮厚さρ
が、中空円板の半径方向の幅7cm に近く、磁界が幅7cm
の範囲全体に侵入していることによる。
According to the calculations by the inventors, the following results were obtained. That is, inner diameter 44cm, outer diameter 58cm, thickness 3mm
A hollow disk made of stainless steel is used as a target, and has a single amplitude of 10 Gauss and a vibration frequency of 300 perpendicular to the surface of the hollow disk.
When a fluctuating magnetic field of Hertz was applied, the eddy current value at a position set every 1 cm from the inner peripheral edge of the hollow disk was substantially uniform from 13 A to 17 A. The state of the change of the eddy current measured in this way is shown as a solid line A in FIG.
FIG. 4 shows a change in the eddy current immediately after the application of the magnetic field at a certain position. As described above, the eddy current at each position of the disk shows almost the same value because of the skin thickness ρ calculated from the permeability, the conductivity of the stainless steel , and the oscillation frequency of the fluctuating magnetic field.
Is close to the radial width of the hollow disk of 7 cm, and the magnetic field is 7 cm in width.
By invading the entire range of

【0036】一方、同じ中空円板の外縁部および内縁部
に超電導線で形成された閉電流路を取り付け、これに上
記条件と同じ条件で変動磁場を印加したところ、図5に
示すように、外側閉電流路には135A、内側閉電流路
には94Aの電流が流れるが、中空円板の半径方向各部
に流れる渦電流は、図4に実線Bとして示すように3A
から5Aと閉電流路を取り付けない場合(図4の実線
A)に比べて1/4から1/5に減少していた。
On the other hand, when a closed current path formed by a superconducting wire was attached to the outer edge and inner edge of the same hollow disk, and a fluctuating magnetic field was applied thereto under the same conditions as described above, as shown in FIG. Although a current of 135 A flows through the outer closed current path and a current of 94 A flows through the inner closed current path, the eddy current flowing through each portion in the radial direction of the hollow disk becomes 3 A as shown by a solid line B in FIG.
From 5A to 1/5 compared to the case where the closed current path is not attached (solid line A in FIG. 4).

【0037】したがって、実施例のように、壁11の外
縁部13および内縁部14に超電導線で形成された閉電
流路15,16を設けておくと、変動磁場によって壁1
1に生起される渦電流を抑制でき、この結果、内容器4
内の冷媒液の蒸発を抑制できる。 (実施例2)図6には、本発明の第2の別の実施例に係
る超電導磁石装置における要部だけ概略的に示されてい
る。
Therefore, if the closed current paths 15 and 16 formed by superconducting wires are provided at the outer edge 13 and the inner edge 14 of the wall 11 as in the embodiment, the
1 can be suppressed, and as a result, the inner container 4
The evaporation of the refrigerant liquid in the inside can be suppressed. (Embodiment 2) FIG. 6 schematically shows only a main part of a superconducting magnet device according to a second different embodiment of the present invention.

【0038】この実施例では、図3に示されている実施
例に、さらに3つの閉電流路19,20,21が追加さ
れている。これら3つの閉電流路19,20,21は、
閉電流路15,16と同様に1ターンの超電導線で形成
されている。
In this embodiment, three closed current paths 19, 20, and 21 are added to the embodiment shown in FIG. These three closed current paths 19, 20, 21
Like the closed current paths 15 and 16, they are formed by one-turn superconducting wires.

【0039】閉電流路19は、内容器4を構成している
壁11で、一方の曲線部を形成している部分22と、こ
の部分22の両端を結ぶように設けられている一方の補
強部材7とが作る周回路の内縁部に設けられている。ま
た、閉電流路20は、内容器4を構成している壁11
で、直線部を構成している2つの部分23,24と、こ
れら2つの部分23,24の両端間を結ぶように設けら
れている2つの補強部材7,7とが作る周回路の内縁部
に設けられている。
The closed current path 19 is a wall 11 constituting the inner container 4, a portion 22 forming one curved portion, and one reinforcing portion provided to connect both ends of the portion 22. It is provided on the inner edge of the peripheral circuit formed by the member 7. Further, the closed current path 20 is connected to the wall 11 constituting the inner container 4.
The inner edge of the peripheral circuit formed by the two portions 23 and 24 forming the linear portion and the two reinforcing members 7 and 7 provided so as to connect both ends of the two portions 23 and 24. It is provided in.

【0040】さらに、閉電流路21は、内容器4を構成
している壁11で、他方の曲線部を形成している部分2
5と、この部分25の両端を結ぶように設けられている
他方の補強部材7とが作る周回路の内縁部に設けられて
いる。そして、各閉電流路19,20,21の一部に
は、超電導コイル1の励消磁時に通電されて、各閉電流
路19,20,21の一部を常電導に転位させ、これに
よって各閉電流路19,20,21の抵抗値を大きくし
て誘導電流を抑えるための電気ヒータ26,27,28
が巻回あるいは添設されている。
Further, the closed current path 21 is a portion 2 of the wall 11 forming the inner container 4 and forming the other curved portion.
5 and the other reinforcing member 7 provided so as to connect both ends of the portion 25 is provided at an inner edge of a peripheral circuit formed by the reinforcing member 7. A portion of each of the closed current paths 19, 20, and 21 is energized when the superconducting coil 1 is demagnetized, and a part of each of the closed current paths 19, 20, and 21 is displaced to normal conduction. Electric heaters 26, 27, 28 for suppressing the induced current by increasing the resistance values of the closed current paths 19, 20, 21
Is wound or attached.

【0041】このように構成しても前記実施例と同様の
効果を得ることができる。この実施例において、補強部
材7,7を非導電材で形成したときには、閉電流路1
9,20,21を省略することができる。 (変形例1)
Even with such a configuration, the same effect as in the above embodiment can be obtained. In this embodiment, when the reinforcing members 7, 7 are formed of a non-conductive material, the closed current path 1
9, 20, 21 can be omitted. (Modification 1)

【0042】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。すなわち、上述した各実施例では、各
閉電流路をそれぞれ超電導線の1回巻で構成している
が、複数回巻で構成してもよい。また、上述した各実施
例では内容器4を構成している壁の外縁部および内縁部
に閉電流路を設けているが、これらが設けられている中
間位置に、さらに1または複数の閉電流路を設けてもよ
い。また、上述した実施例では内容器を構成している壁
で、断熱シールド板に対して超電導コイルの軸心線方向
に対向する一方の壁の外面に閉電流路を設けているが、
閉電流路を他方の壁の外面や残りの2つの壁の外面にも
設けてよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above. That is, in each of the above-described embodiments, each closed current path is configured by one turn of the superconducting wire, but may be configured by a plurality of turns. Further, in each of the above-described embodiments, the closed current path is provided at the outer edge and the inner edge of the wall forming the inner container 4, but one or more closed current paths are further provided at an intermediate position where these are provided. A road may be provided. Further, in the above-described embodiment, the closed current path is provided on the outer surface of one wall facing the heat insulating shield plate in the axial direction of the superconducting coil with the wall constituting the inner container,
A closed current path may be provided on the outer surface of the other wall or on the outer surfaces of the remaining two walls.

【0043】さらに、上述した各実施例では、閉電流路
を超電導線で構成しているが、内容器を構成している材
料より導電率の大きい良導電材、たとえば銅、アルミニ
ウム、アルミニウム合金等で形成してもよい。この場
合、変動磁場は(1) 式で示される幅の領域まで侵入す
る。したがって、この幅の2倍程度の幅を持った良導電
材で閉電流路を形成すればよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the closed current path is constituted by a superconducting wire, but a good conductive material having a higher conductivity than the material forming the inner container, such as copper, aluminum, aluminum alloy, etc. May be formed. In this case, the fluctuating magnetic field penetrates into a region having a width represented by the expression (1). Therefore, a closed current path may be formed with a good conductive material having a width of about twice this width.

【0044】例えば、変動磁場の周波数が300ヘルツ
で、閉電流路を無酸素銅で構成する場合を例にとると、
(1)式にしたがって表皮厚さρが0.3mmとなるので、
0.6mmの幅の線材を用いればよいことになる。この場
合も、設置場所は、超電導線で形成する場合と同様に種
々選択することができる。
For example, taking the case where the frequency of the fluctuating magnetic field is 300 Hz and the closed current path is made of oxygen-free copper,
Since the skin thickness ρ is 0.3 mm according to the equation (1),
A wire having a width of 0.6 mm may be used. Also in this case, the installation place can be variously selected as in the case of forming with a superconducting wire.

【0045】また、上記実施例では、閉電流路15,1
6を内容器4の外部壁に設けているが、内部壁に設けて
も良く、また、外部壁と内部壁の両者に設けるようにし
ても良い。
In the above embodiment, the closed current paths 15, 1
Although 6 is provided on the outer wall of the inner container 4, it may be provided on the inner wall, or may be provided on both the outer wall and the inner wall.

【0046】また、上記実施例では、閉電流路15,1
6を内容器4の地上側コイルに近い側の外部壁に設けて
いるが、これに限定されることなく、内容器4の上部壁
また、下部壁、また地上側コイルから遠い側の壁のどの
部分に設けても良く、また、それらの外部壁全てに設け
ても良い。
In the above embodiment, the closed current paths 15, 1
6 is provided on the outer wall of the inner container 4 on the side closer to the ground coil, but is not limited to this, and the upper wall, the lower wall, and the wall of the inner container 4 far from the ground coil are not limited thereto. It may be provided on any part, or may be provided on all of those external walls.

【0047】また、閉電流路15,16の伸長方向に沿
って適宜の間隔を存して閉電流路15と16との間に導
体を介在させるようにして、内容器4の外部壁の各所に
発生する渦電流を効果的に低減させるようにしても良
い。また、2本の閉電流路15,16の間に更に、超電
導線などからなる他の閉電流路を追加して、例えば3本
以上の閉電流路を構成しても良い。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形できる。 (実施例3)
Further, a conductor is interposed between the closed current paths 15 and 16 at appropriate intervals along the direction in which the closed current paths 15 and 16 extend, so that various portions of the outer wall of the inner container 4 are provided. May be effectively reduced. Further, another closed current path composed of a superconducting wire or the like may be further added between the two closed current paths 15 and 16 to form, for example, three or more closed current paths. In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. (Example 3)

【0048】次に図7には、本発明の第3の実施例に係
る超電導磁石装置における要部だけが概略的に示されて
いる。なお、第1および第2の実施例と同一部分には同
一符号を付して説明は省略する。この第3の実施例が特
徴とする構成は、渦電流を流すための渦電流路となる閉
電流路をメッシュ回路として構成した点にある。
Next, FIG. 7 schematically shows only a main part of a superconducting magnet device according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. The configuration of the third embodiment is characterized in that a closed current path serving as an eddy current path for flowing an eddy current is configured as a mesh circuit.

【0049】すなわち、内容器4の地上コイル側に位置
している壁11の外面には、銅をマトリックスとする複
合超電導線を用いて形成したメッシュ回路30が設けら
れている。このメッシュ回路30は、超電導線材を絶縁
しない状態で、かつ超電導線材を異方向に並べ、鉛−す
ず、インジューム等の半田で、層間およびターン間を接
続し、線材間の接続抵抗を減少させてメッツシュ状に形
成したものである。有効な磁気シールド効果を得るため
には、超電導線のメッシュ間隔は10mm以下程度が望
ましい。
That is, on the outer surface of the wall 11 located on the ground coil side of the inner container 4, a mesh circuit 30 formed by using a composite superconducting wire using copper as a matrix is provided. In the mesh circuit 30, the superconducting wires are not insulated, and the superconducting wires are arranged in different directions, and the layers and the turns are connected by solder such as lead-tin, indium, etc., and the connection resistance between the wires is reduced. It is formed in a metsche shape. In order to obtain an effective magnetic shielding effect, the mesh interval of the superconducting wires is desirably about 10 mm or less.

【0050】そして、このメッシュ回路30は、鉛−す
ず、あるいはインジューム半田等で内容器4の地上コイ
ル側に位置している壁11の外面にほぼ全面に亘って固
定する。そして、この超電導メッシュ回路30を用いた
ことにより、次に示すような顕著な作用・効果を奏す
る。
The mesh circuit 30 is fixed to almost the entire outer surface of the wall 11 located on the ground coil side of the inner container 4 with lead-tin, indium solder or the like. The use of the superconducting mesh circuit 30 provides the following remarkable functions and effects.

【0051】超電導線をメッシュ状に形成したことによ
り、超電導材のシート(板状)のものを用いた場合に比
較して、極めて安定した効果が得られる。その理由は、
超電導シートでは、超電導コイル1の励磁中に超電導シ
ートに頻繁に磁束跳躍が発生し、それにより液体ヘリウ
ムの沸騰を生じさせたり、また、超電導コイル1の電流
をパルス状に変化させたりするので、超電導コイル1が
クエンチに至りやすい欠点がある。また、磁束跳躍が発
生しない場合でも、超電導コイル1が発生した磁界が、
超電導シートにより閉じ込められてしまい、外部磁界が
打ち消されてしまう欠点があった。
By forming the superconducting wire in a mesh shape, an extremely stable effect can be obtained as compared with a case where a superconducting material sheet (plate) is used. The reason is,
In the superconducting sheet, a magnetic flux jump frequently occurs in the superconducting sheet during excitation of the superconducting coil 1, thereby causing the liquid helium to boil or changing the current of the superconducting coil 1 in a pulsed manner. There is a disadvantage that the superconducting coil 1 is easily quenched. Also, even when no magnetic flux jump occurs, the magnetic field generated by the superconducting coil 1
There is a drawback that the magnetic field is confined by the superconducting sheet and the external magnetic field is canceled.

【0052】ところが、超電導メッシュは本質的に安定
しており、磁束跳躍が発生する虞は全くなく、しかも超
電導コイル1の励磁に際して、超電導コイル1の磁界は
一旦超電導メッシュでシールドされるが、超電導シート
の場合とは異なり、数十秒の短時間で外部に透過でき、
外部磁界が打ち消されることはない。
However, the superconducting mesh is essentially stable, and there is no possibility that a magnetic flux jump occurs. Further, when the superconducting coil 1 is excited, the magnetic field of the superconducting coil 1 is once shielded by the superconducting mesh. Unlike the case of a sheet, it can be transmitted to the outside in a short time of several tens of seconds,
The external magnetic field is not canceled.

【0053】この超電導メッシュ回路30を形成してい
る超電導線材としては、銅、銅合金、アルミ等をマトリ
ックスとした直流モノリス導体、直流ストランド導体、
交流ロスの発生を抑えた交流モノリス導体、交流ストラ
ンド導体等を用いることができる。
The superconducting wires forming the superconducting mesh circuit 30 include a DC monolith conductor, a DC strand conductor, and a matrix of copper, copper alloy, aluminum, or the like.
An AC monolith conductor, an AC strand conductor, or the like in which the occurrence of AC loss is suppressed can be used.

【0054】また、線材としては、複合多芯線ばかりで
なく、モノフィラメント導体、マトリクスを持たない超
電導体等でも良い。また、超電導材として、NbTi等
の合金系導体でも良いし、Nb3 Sn、V3 Ga等のよ
うな金属間化合物系導体でも良く、後者の場合先ず、超
電導メッシュ回路を形成してから、化合物生成のための
熱処理を加えても良いし、また逆の工程で製造しても良
い。
The wire may be not only a composite multifilament wire but also a monofilament conductor or a superconductor having no matrix. Further, as the superconducting material, an alloy-based conductor such as NbTi or an intermetallic compound-based conductor such as Nb 3 Sn or V 3 Ga may be used. In the latter case, first, a superconducting mesh circuit is formed, and then the compound is formed. Heat treatment for generation may be added, or production may be performed in the reverse process.

【0055】また、超電導メッシュ回路30の形成に
は、絶縁しない超電導線を布に編んだものを用いても
良く、この場合は、超電導線の編み目間は半田等で接続
しても良いし、単に織り上げたままでもよい。さらに、
超電導メッシュ回路30には上記の線材を1種類用いて
も良いし、数種類の線材を組合わせて併用しても良い。
[0055] Further, the formation of the superconducting mesh circuit 30, the superconducting wire without insulation may be used as the knitted cloth, in this case, between the stitches of the superconducting wire may be connected by soldering or the like , May simply be woven. further,
The superconducting mesh circuit 30 may use one kind of the above-mentioned wires, or may use several kinds of wires in combination.

【0056】また、メッシュ回路30の、内容器4への
取り付けは、半田による固定のほか、ネジ止め、溶接等
の方法を用いてもよく、その時、内容器4と絶縁しても
良いし、絶縁しなくても良い。また、超電導メッシュ回
路30を取り付けるのは、内容器4の地上コイル側に位
置している壁11の外面だけでも良いが、その他の面
や、補強部材7に取り付けても良い。 (実施例4)
The mesh circuit 30 may be attached to the inner container 4 by a method such as screwing, welding, or the like, instead of being fixed by soldering. At that time, the mesh circuit 30 may be insulated from the inner container 4, It is not necessary to insulate. The superconducting mesh circuit 30 may be attached only to the outer surface of the wall 11 located on the ground coil side of the inner container 4, or may be attached to another surface or the reinforcing member 7. (Example 4)

【0057】次に図8には、本発明の第4の実施例に係
る超電導磁石装置が局部的に示されている。なお、第1
および第2の実施例と同一部分には同一符号を付して説
明は省略する。この第4の実施例が特徴とする構成は、
超電導メッシュ回路の配置・形成の仕方であり、この超
電導メッシュ回路をアイランド状に配置したことであ
る。なお、この超電導メッシュ回路30は、図8に示す
ように内容器4の地上コイル側に位置している壁11の
外面あるいは他の面にも兼せて設けても良い。
Next, FIG. 8 partially shows a superconducting magnet device according to a fourth embodiment of the present invention. The first
The same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The configuration that is characteristic of the fourth embodiment is as follows.
This is a method of arranging and forming a superconducting mesh circuit, which means that the superconducting mesh circuit is arranged in an island shape. The superconducting mesh circuit 30 may be provided also on the outer surface of the wall 11 located on the ground coil side of the inner container 4 or on another surface as shown in FIG.

【0058】超電導コイル1(主コイル)の励磁中に
は、超電導コイル1とメッシュ回路30との磁気的結合
により図9に示すように、大ループの渦電流35が発生
する。また、補強部材7を設けている場合には、補強部
材7を周回する渦電流も生じる。超電導コイル1の励磁
中のこの種の渦電流による発熱は、超電導メッシュ回路
30の周回抵抗に反比例する。超電導メッシュは十分低
抵抗であるからループ状の渦電流により超電導コイル1
の励磁中に大きな渦電流発熱が生じる虞がある。
While the superconducting coil 1 (main coil) is being excited, a large loop eddy current 35 is generated as shown in FIG. 9 due to the magnetic coupling between the superconducting coil 1 and the mesh circuit 30. Further, when the reinforcing member 7 is provided, an eddy current circulating around the reinforcing member 7 is also generated. Heat generation due to this kind of eddy current during excitation of the superconducting coil 1 is inversely proportional to the orbital resistance of the superconducting mesh circuit 30. Since the superconducting mesh has sufficiently low resistance, the superconducting coil 1
Large eddy current heat generation may occur during the excitation of.

【0059】この第4の実施例では、超電導メッシュ回
路30をアイランド状に分割して非連続に分布させて
容器4の外面に取り付けている。このようにアイランド
状に非連続に分割して分布させたことで、渦電流のルー
プを小さくでき、これにより、超電導コイル1の励磁中
の渦電流発熱を大幅に抑制することができる。
In the fourth embodiment, the superconducting mesh circuit 30 is divided into islands , distributed discontinuously, and attached to the outer surface of the inner container 4. By distributing the islands in a discontinuous manner in an island shape, the loop of the eddy current can be reduced, and thereby the eddy current heat generation during excitation of the superconducting coil 1 can be largely suppressed.

【0060】なお、有効な磁気シールド効果を得るため
に、アイランド状に分布させた超電導メッシュ回路30
同士の間隔を例えば1mm以下に設定している。これに
より、超電導メッシュ回路30をアイランド状に分布さ
せて、超電導コイル1の励磁中の渦電流発熱を大幅に抑
制させつつ、磁気シールド効果をも良好に維持すること
ができる。 (実施例5)
In order to obtain an effective magnetic shielding effect, the superconducting mesh circuit 30 distributed in an island shape is used.
The distance between them is set to, for example, 1 mm or less. Thereby, the superconducting mesh circuit 30 is distributed in an island shape, and the eddy current heat generation during excitation of the superconducting coil 1 is largely suppressed, and the magnetic shield effect can be maintained well. (Example 5)

【0061】次に図10には、本発明の第5の実施例に
係る超電導磁石装置における要部だけが概略的に示され
ている。なお、第1および第2の実施例と同一部分には
同一符号を付して説明は省略する。
Next, FIG. 10 schematically shows only a main part of a superconducting magnet device according to a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted.

【0062】この第5実施例では、内容器4の外表面に
例えば銅、銅合金等の導体がメッキ等により設けられて
いることが特徴である。そして、この導体がメッキされ
たメッキ層33を有する内容器4の表面に超電導メッシ
ュ回路30を全周に亘るか、あるいはアイランド状に半
田等により取り付けている。
The fifth embodiment is characterized in that a conductor such as copper, copper alloy or the like is provided on the outer surface of the inner container 4 by plating or the like. The superconducting mesh circuit 30 is attached to the surface of the inner container 4 having the plating layer 33 on which the conductor is plated by soldering or the like over the entire circumference or in an island shape.

【0063】このように内容器4の外面に導体のメッキ
層33を設けた構成により、超電導メッシュ回路30を
内容器4に半田で接着し易くなるとともに、超電導コイ
ル1の励磁中または永久電流モードで超電導メッシュ回
路30の一部が、仮に常電導化しても、超電導メッシュ
回路30に流れていた電流がメッキ層33に分流し、し
ばらくの後、超電導メッシ回路30は、常電導状態から
超電導状態に回復できる。なお、メッキ層33として
は、銅、銅合金の他にアルミ、アルミ合金等でも良い。
With the configuration in which the conductor plating layer 33 is provided on the outer surface of the inner container 4 as described above, the superconducting mesh circuit 30 can be easily adhered to the inner container 4 by soldering, and the superconducting coil 1 can be excited during the excitation or in the permanent current mode. Even if a part of the superconducting mesh circuit 30 becomes normal conducting, the current flowing in the superconducting mesh circuit 30 is shunted to the plating layer 33, and after a while, the superconducting mesh circuit 30 is changed from the normal conducting state to the superconducting state. Can recover. The plating layer 33 may be made of aluminum, an aluminum alloy, or the like in addition to copper or a copper alloy.

【0064】なお、メッシュ回路を取り付ける位置は、
前記第1及び第2の実施例と同様(変形例に記載したよ
う)に、内容器の内部壁など様々な場所に取り付けるこ
とができる。
The position where the mesh circuit is attached is as follows.
Similar to the first and second embodiments (as described in the modified example), it can be attached to various places such as the inner wall of the inner container.

【0065】なお、以上の第3乃至第5の実施例は、メ
ッシュ回路として、超電導線からなるメッシュを用いて
いたが、超電導線に限定されるものではなく、内容器4
よりも導電率の大きな他の導電材(低温で良電気伝導性
を示す金属)、銅、アルミニウム等でも良い。
In the third to fifth embodiments, a mesh made of a superconducting wire is used as the mesh circuit. However, the present invention is not limited to the superconducting wire, and the inner container 4 is not limited to the superconducting wire.
Other conductive materials (metals exhibiting good electrical conductivity at low temperature) having higher conductivity than the above, copper, aluminum and the like may be used.

【0066】また、上記第1乃至第5の実施例におい
て、閉電流路及びメッシュ回路は、外容器5に接地して
も良いし、しなくても良い。また、閉電流路及びメッシ
ュ回路との間には、絶縁材を介在させても良い。
In the first to fifth embodiments, the closed current path and the mesh circuit may or may not be grounded to the outer container 5. Further, an insulating material may be interposed between the closed current path and the mesh circuit.

【0067】また、上記第1乃至第5の実施例におい
て、金属性の断熱シールド板6を例えばCFRP(カー
ボンファイバ強化プラスチック)等で構成すれば、超電
導コイル1とCFRP性の断熱シールド板6とが相対変
位しても断熱シールド板6に渦電流は生起されず、結果
として内容器4に渦電流は流れず発熱することがないの
で、この超電導磁石装置を例えば磁気浮上式列車に搭載
した時には、内容器4の発熱が極めて大幅に抑制され
る。その結果、冷媒(液体ヘリウム等)の蒸発量を大幅
に低減でき、その効果は産業上極めて大きい。
In the first to fifth embodiments, if the metallic heat insulating shield plate 6 is made of, for example, CFRP (carbon fiber reinforced plastic) or the like, the superconducting coil 1 and the CFRP heat insulating shield plate 6 can be used. When the superconducting magnet device is mounted on, for example, a magnetic levitation train, no eddy current is generated in the heat insulating shield plate 6 even when the superconducting magnet device is relatively displaced. In addition, heat generation of the inner container 4 is extremely greatly suppressed. As a result, the evaporation amount of the refrigerant (liquid helium or the like) can be significantly reduced, and the effect is extremely large in industry.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超電導コイルが他の金属部材と相対的に振動した時に、
超電導コイルと冷媒液とを収納している容器に生じる渦
電流により容器が発熱することを抑制するように構成し
ている。したがって、容器に収納されている冷媒液が蒸
発することを大幅に低減できる。
As described above, according to the present invention,
When the superconducting coil vibrates relative to other metal members,
The configuration is such that the container is prevented from generating heat due to eddy current generated in the container storing the superconducting coil and the refrigerant liquid. Therefore, evaporation of the refrigerant liquid stored in the container can be significantly reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る超電導磁石を局部
的に取出して示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a superconducting magnet according to a first embodiment of the present invention, which is locally extracted.

【図2】図1に示した超電導磁石の要部を局部的に取出
して示した斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the superconducting magnet shown in FIG.

【図3】図1に示した超電導磁石に設けられた発熱抑制
手段(閉電流路)の配置関係を示す内容器の正面図。
FIG. 3 is a front view of the inner container showing an arrangement relationship of heat generation suppressing means (closed current path) provided in the superconducting magnet shown in FIG.

【図4】本発明の発熱抑制手段を設けない場合と設けた
場合との変動磁場によって生起される渦電流のレベルを
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the level of an eddy current generated by a fluctuating magnetic field when the heat generation suppressing unit of the present invention is not provided and when it is provided.

【図5】本発明の発熱抑制手段たる閉電流路を設けた時
に上記閉電流路に誘導された電流のレベルを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a level of a current induced in the closed current path when a closed current path as heat generation suppressing means of the present invention is provided.

【図6】本発明の第2の実施例に係る超電導磁石におけ
る発熱抑制手段(閉電流路)の配置関係を示す内容器の
正面図。
FIG. 6 is a front view of an inner container showing an arrangement relation of heat generation suppressing means (closed current path) in a superconducting magnet according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例に係る超電導磁石を局部
的に取出して示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a superconducting magnet according to a third embodiment of the present invention, which is locally extracted.

【図8】本発明の第4の実施例に係る超電導磁石に設け
られた発熱抑制手段(閉電流路)の配置関係を示す内容
器の正面図。
FIG. 8 is a front view of an inner container showing an arrangement relationship of heat generation suppressing means (closed current path) provided in a superconducting magnet according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】内容器に生じる渦電流の様子を示す模式図。FIG. 9 is a schematic diagram showing an eddy current generated in the inner container.

【図10】本発明の第5の実施例に係る超電導磁石の要
部を局部的に取出して示した斜視図。
FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a superconducting magnet according to a fifth embodiment of the present invention, which is locally extracted and shown.

【図11】磁気浮上式列車に搭載されて浮上用として用
いられる超電導磁石装置の一部を切欠して示す図。
FIG. 11 is a partially cutaway view of a superconducting magnet device mounted on a magnetic levitation train and used for levitation.

【図12】同超電導磁石の図11におけるA−A線にお
ける切断矢視図。
FIG. 12 is a sectional view of the superconducting magnet taken along line AA in FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超電導コイル 2 断熱容器 3 収容部 4 内容器 5 外容器 6 断熱シールド板 7 補強部材 11 壁 12 部分 13 外縁部 14 内縁部 15,16,19,20,21 閉電流路(発熱抑制手
段(渦電流路)) 17,18,26,27,28 電気ヒータ(常電導転
位手段) 30 超電導メッシュ回路(発熱抑制手段(渦電流
路)) 33 メッキ層
REFERENCE SIGNS LIST 1 superconducting coil 2 heat insulating container 3 container 4 inner container 5 outer container 6 heat insulating shield plate 7 reinforcing member 11 wall 12 part 13 outer edge 14 inner edge 15, 16, 19, 20, 21 closed current path (heat generation suppressing means (vortex Current path)) 17, 18, 26, 27, 28 Electric heater (normal conduction dislocation means) 30 Superconducting mesh circuit (heating suppression means (eddy current path)) 33 Plating layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−52203(JP,A) 特開 平1−126150(JP,A) 特開 昭47−23089(JP,A) 実開 昭61−114949(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60L 13/04 B60L 13/02 H01F 6/00 H01F 6/04 H01F 6/06 H02K 41/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-52203 (JP, A) JP-A-1-126150 (JP, A) JP-A-47-23089 (JP, A) 114949 (JP, U) (58) Fields studied (Int. Cl. 6 , DB name) B60L 13/04 B60L 13/02 H01F 6/00 H01F 6/04 H01F 6/06 H02K 41/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】磁気浮上式列車に搭載され、地上側に配置
されている浮上用、推進用のコイルとの間で発生する電
磁力により磁気浮上式列車を浮上走行させるための超電
導磁石装置において、レーストラック状に形成された超
電導コイルと、この超電導コイルの形状に相似したレー
ストラック状に形成され、前記超電導コイルと冷媒液と
を収納した内容器と、この内容器を収容する外容器と、
この外容器と前記内容器との間に設けられた断熱シール
ドと、前記内容器の前記断熱シールド側に対向しており
前記地上側に配置されるコイルに近い側の壁に設けられ
前記内容器を構成する部材よりも導電率の高い超電導材
と、前記超電導材の少なくとも一部を選択的に常電導に
転位させる常電導転位手段とから構成されたことを特徴
とする超電導磁石装置。
1. Mounted on a maglev train and located on the ground side
Generated between the levitation and propulsion coils
Superpower for levitating a magnetically levitated train by magnetic force
The superconducting magnet formed in a race track shape
The conducting coil and a laser similar to the shape of the superconducting coil
Formed in the shape of a track, the superconducting coil and the refrigerant liquid
And an outer container containing the inner container,
Insulating seal provided between the outer container and the inner container
And the heat shield side of the inner container.
Provided on the wall on the side close to the coil arranged on the ground side
Superconducting material having a higher conductivity than the members constituting the inner container
Selectively superconducting at least a portion of the superconducting material
A superconducting magnet device comprising: a normal conducting transposition means for transposing .
【請求項2】前記超電導材を非連続的に分布させて設け
ことを特徴とする請求項1記載の超電導磁石装置。
2. The superconducting material is provided in a discontinuous distribution.
Superconducting magnet apparatus according to claim 1, wherein the a.
【請求項3】前記超電導材をメッシュ状に形成したこと
を特徴とする請求項1記載の超電導磁石装置。
3. The superconducting material is formed in a mesh shape.
The superconducting magnet device according to claim 1, wherein:
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