JP3139925B2 - Superconducting magnet device - Google Patents

Superconducting magnet device

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JP3139925B2
JP3139925B2 JP29452794A JP29452794A JP3139925B2 JP 3139925 B2 JP3139925 B2 JP 3139925B2 JP 29452794 A JP29452794 A JP 29452794A JP 29452794 A JP29452794 A JP 29452794A JP 3139925 B2 JP3139925 B2 JP 3139925B2
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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (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、例えば浮上式鉄道(リ
ニアモーターカー)用超電導磁石装置のように、使用環
境で変動磁場が作用する超電導磁石装置に係り、特に装
置全体の重量や体積の増大を最小限に抑えつつ、変動磁
場による内槽容器の渦電流損、および超電導コイルにお
ける交流損をより一層低減できるようにした超電導磁石
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting magnet device in which a fluctuating magnetic field acts in an operating environment, such as a superconducting magnet device for a floating railway (linear motor car). The present invention relates to a superconducting magnet device capable of further reducing the eddy current loss of an inner vessel container due to a fluctuating magnetic field and the AC loss in a superconducting coil while minimizing the increase.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、現在開発が進められているこの
種の浮上式鉄道用の超電導磁石装置の構成例を示す断面
図である。図9において、超電導コイル1を、その冷媒
(例えば、液体ヘリウム等)2と共に、内槽容器3の内
部に収納し、固定金具4により内槽容器3内に支持して
いる。また、この内槽容器3を、外槽容器である真空断
熱容器5の真空断熱空間内に格納し、間に輻射熱シール
ド板6を設けて、支持材7により内槽容器3を支持する
構成としている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a sectional view showing an example of the structure of a superconducting magnet device for a floating railway of this kind which is currently under development. In FIG. 9, the superconducting coil 1 is housed in an inner tank 3 together with a refrigerant (for example, liquid helium) 2 and is supported in the inner tank 3 by a fixture 4. The inner vessel 3 is housed in the vacuum insulation space of the vacuum insulation vessel 5 which is the outer vessel, a radiation heat shield plate 6 is provided therebetween, and the support 7 supports the inner vessel 3. I have.

【0003】かかる構成の超電導磁石装置は、車両走行
時の大きな荷重に耐えると共に、限られた冷却能力の下
で長時間極低温状態を保持しなければならないため、外
部からの熱侵入をできるだけ遮断しなければならない。
A superconducting magnet device having such a structure must withstand a large load during traveling of a vehicle and maintain an extremely low temperature state for a long time under a limited cooling capacity. Must.

【0004】ところで、浮上式鉄道は、図10にその模
式図を示すように、軌道8に設置された推進コイル9に
よって推進力を得、車体10が図示矢印11の方向に移
動を始めると、電磁誘導によって浮上コイル12に浮上
電流が誘起されて浮上力を得て、走行することができ
る。
By the way, as shown in the schematic diagram of FIG. 10, a floating railway obtains a propulsive force by a propulsion coil 9 installed on a track 8, and when the vehicle body 10 starts moving in the direction of the arrow 11 shown in FIG. A levitation current is induced in the levitation coil 12 by electromagnetic induction, and a levitation force is obtained to allow the vehicle to travel.

【0005】ところが、この推進コイル9、浮上コイル
12は、物理的に離散的配置とならざるを得ず、従って
外部コイルである地上コイルの作る磁場には、コイルギ
ャップのために理想的な磁場に対して凹凸が生じる。こ
の凹凸は、地上コイルの配置によって決まるものである
から、地上に固定されており、これを車両が走行時に横
切ると、超電導磁石装置は凹凸に伴なう変動磁場を受け
ることになる。そして、この変動磁場は、外槽容器であ
る真空断熱容器5を構成する金属板(通常、アルミ板)
によってある程度減衰されるが、なお無視できないレベ
ルにある。
However, the propulsion coil 9 and the levitation coil 12 must be physically arranged in a discrete manner. Therefore, the magnetic field generated by the external ground coil is an ideal magnetic field due to the coil gap. Undulations are produced. Since the unevenness is determined by the arrangement of the ground coil, it is fixed on the ground. When the vehicle crosses the ground when traveling, the superconducting magnet device receives a fluctuating magnetic field accompanying the unevenness. Then, the fluctuating magnetic field is generated by a metal plate (usually an aluminum plate) constituting the vacuum insulation container 5 which is an outer tank container.
To some extent, but still at a non-negligible level.

【0006】一般的に、金属板が変動磁場を受けると、
電磁誘導によって金属板に渦電流が誘起されることが知
られている。この渦電流は、ジュール熱を発生させるた
め、内槽容器3の表面でかかる現象が発生すると、超電
導磁石装置への熱侵入の増加につながる。そして、従来
の内槽容器3の多くは、電気抵抗の高いステンレス鋼で
作られており、この渦電流損による熱侵入が大きく、問
題になっている。さらに、超電導コイル1に交流磁場が
作用すると、超電導コイル1の内部で発熱が起こり(交
流損)、超電導コイル1がクエンチを起こし易くなるこ
とも知られている。
Generally, when a metal plate receives a fluctuating magnetic field,
It is known that an eddy current is induced in a metal plate by electromagnetic induction. Since this eddy current generates Joule heat, if such a phenomenon occurs on the surface of the inner vessel container 3, it leads to an increase in heat penetration into the superconducting magnet device. Many of the conventional inner tanks 3 are made of stainless steel having a high electric resistance, and the heat penetration due to the eddy current loss is large, which is a problem. Further, it is also known that when an AC magnetic field acts on the superconducting coil 1, heat is generated inside the superconducting coil 1 (AC loss), and the superconducting coil 1 is easily quenched.

【0007】そこで、このような問題を解消するため
に、最近では、内槽容器3の表面に、導電性の良い金属
皮膜を形成する手法が採用され、良好な実績を上げてき
ている。
Therefore, in order to solve such a problem, a technique of forming a metal film having good conductivity on the surface of the inner tank 3 has recently been adopted, and a good result has been obtained.

【0008】すなわち、具体的には、図11にその概要
図を示すように、内槽容器表面13に銅メッキ14を施
したもので、このようにすることにより、渦電流が誘起
されても、銅の電気抵抗が低いため、渦電流損が大幅に
減少し、また導電性の良い金属ほど変動磁場を有効に遮
断できるため、超電導コイル1に作用する変動磁場も減
少する。
More specifically, as shown in FIG. 11, a copper plating 14 is applied to the inner tank container surface 13 as shown in a schematic view of FIG. Since the electric resistance of copper is low, the eddy current loss is greatly reduced, and the fluctuating magnetic field acting on the superconducting coil 1 is also reduced since the fluctuating magnetic field can be more effectively interrupted with a metal having higher conductivity.

【0009】しかしながら、現在のところ、この銅メッ
キ14はごく薄膜のものであることから、磁場遮蔽の効
果が不十分であり、とりわけ低周波域(〜100Hz)
での遮蔽効果が不十分であると見なされている。
However, at present, since the copper plating 14 is a very thin film, the effect of shielding the magnetic field is insufficient, especially in the low frequency range (up to 100 Hz).
Is considered to be inadequate shielding effect.

【0010】勿論、銅メッキ14を厚くしたり、別の金
属板を付加したりすることにより、遮蔽効果を高めるこ
とはできるが、装置全体の重量と体積の制約が大きく、
単なる良電導体を追加するという手法では、飛躍的な効
果が期待できないことから、これら以外による解決方法
が強く要望されてきている。
Of course, by increasing the thickness of the copper plating 14 or adding another metal plate, the shielding effect can be enhanced, but the weight and volume of the entire apparatus are greatly restricted.
Since a dramatic effect cannot be expected with a method of simply adding a good conductor, a solution other than these is strongly demanded.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
浮上式鉄道用超電導磁石装置のような使用環境で変動磁
場が作用する超電導磁石装置においては、銅メッキ等の
低電気抵抗材を付加することによって内槽容器表面の電
気抵抗を下げ、内槽容器の渦電流損、および超電導コイ
ルの交流損を減少させるようにしているが、この場合付
加できる低電気抵抗材の量に制約があるため、それらの
低減効果は不十分なものであるという問題があった。
As described above, in a superconducting magnet device in which a fluctuating magnetic field acts in a use environment, such as a conventional floating superconducting magnet device for a railway, a low electric resistance material such as copper plating is added. By doing so, the electric resistance of the surface of the inner vessel is reduced, and the eddy current loss of the inner vessel and the AC loss of the superconducting coil are reduced. However, in this case, the amount of the low electric resistance material that can be added is limited. Therefore, there is a problem that the effect of reducing them is insufficient.

【0012】本発明の目的は、装置全体の重量や体積の
増大を最小限に抑えつつ、変動磁場による内槽容器の渦
電流損、および超電導コイルにおける交流損をより一層
低減させることが可能な安定した超電導磁石装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to further reduce the eddy current loss of the inner vessel due to the fluctuating magnetic field and the AC loss in the superconducting coil while minimizing the increase in the weight and volume of the entire apparatus. It is to provide a stable superconducting magnet device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、超電導コイルと、この超電導コイルを
その冷媒と共に内部に収納する内槽容器と、この内槽容
器を真空断熱空間内に格納する外槽容器である真空断熱
容器とから構成される超電導磁石装置において、内槽容
器の表面に、超電導体からなる閉ループ回路を複数配置
して成る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a superconducting coil, an inner vessel container for accommodating the superconducting coil together with its refrigerant, and an inner vessel vessel in a vacuum insulation space. In a superconducting magnet device comprising a vacuum heat insulating container which is an outer vessel container housed in an inner vessel, a plurality of closed loop circuits made of a superconductor are arranged on the surface of the inner vessel vessel.

【0014】ここで、特に上記各閉ループ回路を構成す
る超電導体として、銅ニッケル合金、ステンレス鋼等の
高抵抗金属材料をマトリックス材とした超電導体を用い
ることが望ましい。
Here, it is particularly desirable to use a superconductor having a matrix material of a high-resistance metal material such as a copper-nickel alloy or stainless steel as the superconductor constituting each of the closed loop circuits.

【0015】また、上記各閉ループ回路の開口部の長さ
を、外部から作用する変動磁場の発生源である外部コイ
ルの極ピッチ以下の長さとすることが望ましい。さら
に、上記各閉ループ回路の開口部の長さを、外部から作
用する変動磁場の発生源である外部コイルの極ピッチ以
下の長さで、かつその整数分の1の長さとすることが望
ましい。
It is desirable that the length of the opening of each of the closed loop circuits is shorter than the pole pitch of an external coil which is a source of a fluctuating magnetic field acting from the outside. Further, it is desirable that the length of the opening of each of the above-mentioned closed loop circuits be equal to or less than the pole pitch of the external coil, which is the source of the fluctuating magnetic field acting from the outside, and a length that is a fraction of the integer.

【0016】一方、上記各閉ループ回路を、当該閉ルー
プ回路を取り付けたベース、もしくは周囲の金属と電気
的に絶縁することが望ましい。また、上記各閉ループ回
路を、絶縁被覆を施した線材を巻回して構成することが
望ましい。
On the other hand, it is desirable that each closed loop circuit is electrically insulated from a base to which the closed loop circuit is attached or a surrounding metal. It is desirable that each of the closed loop circuits is formed by winding a wire coated with an insulating coating.

【0017】さらに、上記各閉ループ回路としては、相
互に絶縁された複数の閉ループ回路を、同一位置に、か
つ同一形状に重ねて配置することが望ましい。一方、上
記各閉ループ回路同士を、間隔を空けずに互いにオーバ
ーラップして配置することが望ましい。
Further, as each of the closed loop circuits, it is desirable that a plurality of closed loop circuits insulated from each other are arranged at the same position and in the same shape. On the other hand, it is desirable to arrange the closed loop circuits so as to overlap each other without any space.

【0018】また、上記オーバーラップする各閉ループ
回路の接点を電気的に接続し、全体として網目状の電気
回路を構成するように配置することが望ましい。さら
に、上記各閉ループ回路を構成する超電導体を、線材を
構成する安定化母材を介して、あるいは超電導化しない
電導体を介して電気的に接続し、電流減衰の時定数が1
00秒以下となる閉ループ回路を形成することが望まし
い。
It is preferable that the contacts of the overlapping closed loop circuits are electrically connected and arranged so as to form a mesh-like electric circuit as a whole. Further, the superconductors constituting each of the closed loop circuits are electrically connected via a stabilizing base material constituting a wire or via a conductor which does not become superconducting so that the time constant of current decay is 1
It is desirable to form a closed loop circuit that takes less than 00 seconds.

【0019】一方、上記各閉ループ回路を構成する超電
導体を、溶接、または固相拡散接合、あるいは超音波接
合、もしくはインジウム、インジウム合金による半田付
け接合、または錫・鉛合金による半田付け接合、あるい
は銀ロウ付け接合により、電気的に接続して閉ループ回
路を形成することが望ましい。
On the other hand, the superconductors constituting the closed loop circuits are welded, solid-phase diffusion bonded, ultrasonic bonded, soldered with indium, indium alloy, soldered with tin / lead alloy, or It is desirable to form a closed loop circuit by silver brazing to make an electrical connection.

【0020】また、上記各閉ループ回路の材料表面は、
金、銀、銅、アルミ、ニッケル、クロム、インジウム、
錫、およびこれらを母材とする合金によりコーティング
処理して、表面が良好な電気電導性を有するものとする
ことが望ましい。
The material surface of each of the above closed loop circuits is
Gold, silver, copper, aluminum, nickel, chromium, indium,
It is desirable that the surface be coated with tin or an alloy containing them as a base material so that the surface has good electrical conductivity.

【0021】さらに、上記各閉ループ回路を、溶接、ま
たは固相拡散接合、あるいは超音波接合、もしくはイン
ジウム、インジウム合金による半田付け接合、または錫
・鉛合金による半田付け接合、あるいは銀ロウ付け接合
により、内槽容器の表面に固着することが望ましい。
Further, each of the above closed loop circuits is formed by welding, solid phase diffusion bonding, ultrasonic bonding, soldering with indium or indium alloy, soldering with tin / lead alloy, or silver brazing. It is desirable to adhere to the surface of the inner tank container.

【0022】一方、上記各閉ループ回路を、内槽容器表
面のメッキ金属層、または溶射金属層中に埋め込んで内
槽容器の表面に固着することが望ましい。また、上記各
閉ループ回路を、エポキシ樹脂、その他の接着剤によ
り、内槽容器の表面に固着することが望ましい。
On the other hand, it is desirable that each of the above-mentioned closed loop circuits is embedded in a plating metal layer or a sprayed metal layer on the surface of the inner vessel container and fixed to the surface of the inner vessel vessel. Further, it is desirable that each of the above-mentioned closed loop circuits is fixed to the surface of the inner vessel container with an epoxy resin or another adhesive.

【0023】さらに、上記各閉ループ回路を、ガラス繊
維、または炭素繊維、あるいはアラミッド繊維等による
繊維強化樹脂により覆い、内槽容器の表面に固着するこ
とが望ましい。
Further, it is desirable that each of the closed loop circuits is covered with a fiber reinforced resin such as glass fiber, carbon fiber, or aramid fiber, and is fixed to the surface of the inner tank.

【0024】さらにまた、上記閉ループ回路と同一平面
形状の溝状の凹部を内槽容器の表面に設け、各閉ループ
回路を当該凹部に沿って、あるいは当該凹部に埋め込ん
で配置することが望ましい。
Further, it is desirable that a groove-shaped recess having the same planar shape as that of the closed loop circuit is provided on the surface of the inner tank, and each closed loop circuit is arranged along the recess or embedded in the recess.

【0025】[0025]

【作用】従って、本発明の超電導磁石装置においては、
超電導コイルを収納した内槽容器の表面に、超電導体か
らなる閉ループ回路を複数配置することにより、内槽容
器に変動磁場が作用すると、磁場の変動分に応じて、閉
ループ回路に侵入する磁力線を排除するように、遮蔽電
流が各閉ループ回路中に誘起されて磁場が遮蔽されるた
め、その分だけ内槽容器の表面に流れる遮蔽電流が減少
して、内槽容器での発熱が抑制される。
Therefore, in the superconducting magnet device of the present invention,
By arranging a plurality of closed loop circuits composed of superconductors on the surface of the inner vessel container containing the superconducting coils, when a fluctuating magnetic field acts on the inner vessel vessel, the lines of magnetic force that enter the closed loop circuit according to the fluctuations in the magnetic field. In order to eliminate, the shielding current is induced in each closed loop circuit and the magnetic field is shielded, so that the shielding current flowing on the surface of the inner vessel decreases by that much, and the heat generation in the inner vessel is suppressed. .

【0026】すなわち、かかる作用は、導電性を有する
物質であれば必ず起こるが、電気抵抗が大きいと電流が
減衰してしまい、遮蔽効果が小さいばかりか、ジュール
発熱の源になるので、本発明の超電導磁石装置において
は、導電性を有する物質として超電導体を用いることに
より、ジュール発熱による損失がなく、最も効率よく遮
蔽電流が流れることになる。
That is, such an action always occurs in the case of a substance having conductivity. However, if the electric resistance is large, the current is attenuated, so that not only the shielding effect is small, but also a source of Joule heat is generated. In the superconducting magnet device described above, by using a superconductor as the conductive material, the shielding current flows most efficiently without loss due to Joule heat.

【0027】さらに、常電導金属では、表皮効果によっ
て、低い周波数の磁場では遮蔽効果が下がってしまう
が、本発明のような超電導体による遮蔽では、基本的に
周波数依存性がないため、低い周波数から良好な遮蔽効
果が期待できる。
Furthermore, in the case of a normal conductive metal, the shielding effect is reduced in a low-frequency magnetic field due to the skin effect. However, the shielding by the superconductor as in the present invention basically has no frequency dependence. Therefore, a good shielding effect can be expected.

【0028】また、超電導磁石装置が受ける変動磁場
は、地上コイルの極ピッチによって決まる交流・移動磁
場となるが、この地上コイルの極ピッチの1/2よりも
閉ループ回路の開口部の進行方向の長さが大きいと、閉
ループ回路内の磁束の変化が相殺されて総磁束量の変化
が小さくなり、甚だしきは開口部の長さが地上コイルの
極ピッチと等しい場合、部分的には変動磁場が作用して
いるにも関わらず、閉ループ回路内の総磁束量は変化せ
ず、遮蔽電流も流れなくなる。
The fluctuating magnetic field received by the superconducting magnet device is an AC / moving magnetic field determined by the pole pitch of the ground coil, and is smaller than 1/2 of the pole pitch of the ground coil in the direction of travel of the opening of the closed loop circuit. If the length is large, the change in the magnetic flux in the closed loop circuit is canceled out, and the change in the total magnetic flux becomes small.If the length of the opening is equal to the pole pitch of the ground coil, the fluctuating magnetic field partially increases. Despite the action, the total amount of magnetic flux in the closed loop circuit does not change, and no shielding current flows.

【0029】従って、本発明の超電導磁石装置において
は、閉ループ回路の開口部の長さを地上コイルの極ピッ
チ以下とすることにより、常に変動磁場に対する遮蔽電
流を生じせしめることができる。
Therefore, in the superconducting magnet device of the present invention, by setting the length of the opening of the closed loop circuit to be equal to or less than the pole pitch of the ground coil, it is possible to always generate a shielding current against a fluctuating magnetic field.

【0030】さらに、閉ループ回路の開口部の長さを地
上コイルの極ピッチの整数分の一とすることにより、各
超電導コイルに対する遮蔽効果を一定にすることができ
る。一方、本発明の超電導磁石装置においては、超電導
体からなる閉ループ回路を、周囲の電導体から電気的に
絶縁することにより、電流経路を規定して、最も効率的
な配置で変動磁場の遮蔽をすることができる。同時に、
各閉ループ回路同士を絶縁することにより、超電導コイ
ルの周方向の電流ループがなくなり、励磁、消磁に伴な
う周方向のループ電流を防ぐことができる。
Furthermore, by setting the length of the opening of the closed loop circuit to be an integral fraction of the pole pitch of the ground coil, the shielding effect on each superconducting coil can be made constant. On the other hand, in the superconducting magnet device of the present invention, the closed loop circuit composed of the superconductor is electrically insulated from the surrounding conductors, thereby defining a current path to shield the fluctuating magnetic field with the most efficient arrangement. can do. at the same time,
By insulating the closed loop circuits from each other, a circumferential current loop of the superconducting coil is eliminated, and a circumferential loop current accompanying excitation and demagnetization can be prevented.

【0031】また、この超電導体の絶縁は、絶縁被覆を
施した超電導線を巻回すことにより、容易に達成するこ
とができる。さらに、1本の線材だけでは電流容量が不
足し、超電導線がクエンチを起こす恐れのある場合に
は、複数の閉ループ回路を同一位置に重ねて配置するこ
とにより、1本当たりに誘起される遮蔽電流が小さくな
るため、電流容量を増すのと同じ効果を得ることができ
る。
Insulation of the superconductor can be easily achieved by winding a superconducting wire provided with an insulating coating. Furthermore, when the current capacity is insufficient with only one wire and the superconducting wire may be quenched, a plurality of closed-loop circuits are superposed at the same position and the shielding induced per wire is provided. Since the current is reduced, the same effect as increasing the current capacity can be obtained.

【0032】一方、各閉ループ回路の間の隙間をなく
し、閉ループ回路の一部が重なり合うように配置するこ
とにより、遮蔽電流によって閉ループ回路から排除され
た磁力線が回路の隙間に集中する現象を防ぐことができ
る。
On the other hand, by eliminating the gap between the closed loop circuits and arranging the closed loop circuits so as to partially overlap each other, it is possible to prevent the magnetic field lines removed from the closed loop circuit from being concentrated by the shielding current in the gaps between the circuits. Can be.

【0033】また、重なり合った閉ループ回路の接点を
電気的に接続し、全体として網目状の回路を構成するこ
とにより、様々な変動磁場の形状に応じた遮蔽電流が流
れるため、一定の回路パターンによるものよりも柔軟性
を高めることができる。
Further, by electrically connecting the contacts of the overlapped closed loop circuit to form a network-like circuit as a whole, a shielding current flows according to the shape of various fluctuating magnetic fields. It can be more flexible than things.

【0034】さらに、高電気抵抗材からなる安定化母材
を介して、あるいは超電導化しない電導体を介して、超
電導体を接続することにより、閉ループ回路に永久電流
が流れるのを防ぐことができる。
Further, by connecting a superconductor through a stabilizing base material made of a high electric resistance material or through a conductor that does not become superconductive, it is possible to prevent a permanent current from flowing in a closed loop circuit. .

【0035】一方、絶縁被覆を施した超電導体からなる
閉ループ回路の表面を金属コーティング処理することに
より、半田付け、銀ロウ付け等の接合手段が使用可能に
なるため、これらの手段によって、内槽容器表面等の金
属表面に閉ループ回路を容易に取り付けることができ
る。あるいは、メッキ金属層、溶射金属層等の中に閉ル
ープ回路を埋め込んで、内槽容器表面等の金属表面に閉
ループ回路を容易に取り付けることができる。
On the other hand, since the surface of the closed loop circuit made of the superconductor with the insulating coating is subjected to metal coating, joining means such as soldering and silver brazing can be used. The closed loop circuit can be easily attached to a metal surface such as a container surface. Alternatively, the closed loop circuit can be easily attached to a metal surface such as an inner tank container surface by embedding the closed loop circuit in a plating metal layer, a sprayed metal layer, or the like.

【0036】また、超電導体からなる閉ループ回路の表
面が絶縁被覆されたままの状態であっても、エポキシ樹
脂やその他極低温に適した接着剤を用いることにより、
内槽容器表面に閉ループ回路を固着させることができ
る。あるいは、繊維強化樹脂によって、閉ループ回路ご
と内槽容器表面を包み込むことにより、閉ループ回路を
内槽容器表面に容易に取り付けることができる。
Even if the surface of the closed loop circuit made of the superconductor is still insulated, the use of an epoxy resin or other adhesive suitable for extremely low temperatures can be used.
A closed loop circuit can be fixed to the surface of the inner tank container. Alternatively, the closed loop circuit can be easily attached to the surface of the inner vessel container by wrapping the surface of the inner vessel vessel together with the closed loop circuit with the fiber reinforced resin.

【0037】さらに、超電導体からよりなる閉ループ回
路の形状に合わせて内槽容器表面に溝状の凹部を設け、
その中に閉ループ回路を埋め込むか、あるいは凹部に沿
って配置することにより、閉ループ回路を内槽容器表面
に容易に取り付けることができる。
Further, a groove-shaped concave portion is provided on the surface of the inner vessel container in accordance with the shape of the closed loop circuit composed of the superconductor.
By embedding a closed loop circuit therein or disposing it along a recess, the closed loop circuit can be easily attached to the inner tank vessel surface.

【0038】[0038]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。 (第1の実施例)図1は、本発明の第1の実施例による
浮上式鉄道用超電導磁石装置の構成例を示す概要図であ
り、図9乃至図11と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a superconducting magnet device for a floating railway according to a first embodiment of the present invention. The same elements as those in FIGS. The description is omitted here, and only different parts will be described here.

【0039】すなわち、本実施例の浮上式鉄道用超電導
磁石装置は、図1に示すように、超電導コイル1を収納
した内槽容器3の表面13に、超電導体からなる閉ルー
プ回路15を複数配置し、各々の閉ループ回路15は電
気的に絶縁された構成としている。
That is, in the floating superconducting magnet device of this embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of closed loop circuits 15 made of a superconductor are arranged on the surface 13 of the inner tank 3 containing the superconducting coil 1. However, each closed loop circuit 15 is configured to be electrically insulated.

【0040】また、超電導体からなる閉ループ回路15
の進行方向(図中の矢印方向)11の開口部の長さは、
図2に示すように、外部コイル(地上コイル)の極ピッ
チ18以下、望ましくは整数分の一、より望ましくは二
分の一以下の長さとし、さらに適宜絶縁を施し、また各
閉ループ回路15には適切な抵抗を持たせたものとして
いる。
Further, a closed loop circuit 15 comprising a superconductor
The length of the opening in the traveling direction 11 (the direction of the arrow in the figure) is
As shown in FIG. 2, the pole pitch of the external coil (ground coil) is 18 or less, preferably a fraction of an integer, and more preferably a half or less. It has been given appropriate resistance.

【0041】次に、以上のように構成した本実施例の浮
上式鉄道用超電導磁石装置においては、超電導コイル1
を収納した内槽容器3の表面13に、超電導体からなる
閉ループ回路15を複数配置することにより、内槽容器
3に変動磁場が作用すると、磁場の変動分に応じて、閉
ループ回路15に侵入する磁力線を排除するように、遮
蔽電流16が各閉ループ回路15中に誘起されて磁場が
遮蔽されるため、その分だけ内槽容器3の表面13に流
れる遮蔽電流16が減少して、内槽容器3での発熱が抑
制される。
Next, in the superconducting magnet device for a levitation type railway of the present embodiment configured as described above, the superconducting coil 1
When a fluctuating magnetic field acts on the inner vessel 3 by arranging a plurality of closed loop circuits 15 made of a superconductor on the surface 13 of the inner vessel 3 in which the liquid is stored, the closed loop circuit 15 enters the closed loop circuit 15 in accordance with the fluctuation of the magnetic field. Since the shielding current 16 is induced in each closed loop circuit 15 and the magnetic field is shielded so as to eliminate the lines of magnetic force, the shielding current 16 flowing to the surface 13 of the inner tank 3 is reduced by that much, and the inner tank is reduced. Heat generation in the container 3 is suppressed.

【0042】すなわち、かかる作用は、導電性を有する
物質であれば必ず起こるが、電気抵抗が大きいと電流が
減衰してしまい、遮蔽効果が小さいばかりか、ジュール
発熱の源になる。
That is, such an action always occurs in the case of a substance having conductivity. However, if the electric resistance is large, the current is attenuated, so that not only the shielding effect is small but also a source of Joule heat.

【0043】そこで、本実施例の超電導磁石装置におい
ては、導電性を有する物質として超電導体を用いること
により、ジュール発熱による損失がなく、最も効率よく
遮蔽電流が流れることになる。
Therefore, in the superconducting magnet device of the present embodiment, by using a superconductor as a conductive material, the shielding current flows most efficiently without loss due to Joule heat.

【0044】さらに、常電導金属では、表皮効果によっ
て、低い周波数の磁場では遮蔽効果が下がってしまう
が、本実施例のような超電導体による遮蔽では、基本的
に周波数依存性がないため、低い周波数から良好な遮蔽
効果が期待できる。
Further, in the case of a normal conducting metal, the shielding effect is reduced in a low-frequency magnetic field due to the skin effect. However, in the case of shielding by a superconductor as in this embodiment, there is basically no frequency dependence. A good shielding effect can be expected from the frequency.

【0045】また、図2に示すように、超電導磁石装置
が受ける変動磁場17は、地上コイルの極ピッチ18に
よって決まる交流・移動磁場となるが、この地上コイル
の極ピッチ18の二分の一(19)よりも閉ループ回路
の開口部の進行方向の長さが大きい(20)と、閉ルー
プ回路15内の磁束の変化が相殺されて総磁束量の変化
が小さくなり、甚だしきは開口部の長さが地上コイルの
極ピッチ18と等しい(21)場合、部分的には変動磁
場が作用しているにも関わらず、閉ループ回路15内の
総磁束量は変化せず、遮蔽電流も流れなくなる。
As shown in FIG. 2, the fluctuating magnetic field 17 received by the superconducting magnet device is an AC / moving magnetic field determined by the pole pitch 18 of the ground coil. If the length of the opening of the closed loop circuit in the traveling direction is larger than (19) than (20), the change in the magnetic flux in the closed loop circuit 15 is canceled out, and the change in the total magnetic flux becomes small. Is equal to the pole pitch 18 of the ground coil (21), the total magnetic flux in the closed loop circuit 15 does not change and the shielding current does not flow even though the fluctuating magnetic field is partially applied.

【0046】そこで、本実施例の超電導磁石装置におい
ては、閉ループ回路15の開口部の長さを地上コイルの
極ピッチ18以下とすることにより、常に変動磁場に対
する遮蔽電流16を生じせしめることができる。
Therefore, in the superconducting magnet device of the present embodiment, by setting the length of the opening of the closed loop circuit 15 to be equal to or less than the pole pitch 18 of the ground coil, the shielding current 16 against the fluctuating magnetic field can always be generated. .

【0047】さらに、閉ループ回路15の開口部の長さ
を地上コイルの極ピッチ18の整数分の一(二分の一)
とすることにより、各超電導コイル1に対する遮蔽効果
を一定にすることができる。
Further, the length of the opening of the closed loop circuit 15 is set to be an integral number (a half) of the pole pitch 18 of the ground coil.
By doing so, the shielding effect on each superconducting coil 1 can be made constant.

【0048】一方、本実施例の超電導磁石装置において
は、超電導体からなる閉ループ回路15を、周囲の電導
体から電気的に絶縁することにより、電流経路を規定し
て、最も効率的な配置で変動磁場の遮蔽をすることがで
きる。同時に、各閉ループ回路15同士を絶縁すること
により、超電導コイル1の周方向の電流ループがなくな
り、励磁、消磁に伴なう周方向のループ電流を防ぐこと
ができる。
On the other hand, in the superconducting magnet device of the present embodiment, the closed loop circuit 15 composed of the superconductor is electrically insulated from the surrounding conductors, thereby defining a current path and providing the most efficient arrangement. It can shield the fluctuating magnetic field. At the same time, by insulating the closed loop circuits 15 from each other, the circumferential current loop of the superconducting coil 1 is eliminated, and a circumferential loop current accompanying excitation and demagnetization can be prevented.

【0049】また、この超電導体の絶縁は、絶縁被覆を
施した超電導線を巻回すことにより、容易に達成するこ
とができる。さらに、1本の線材だけでは電流容量が不
足し、超電導線がクエンチを起こす恐れのある場合に
は、複数の閉ループ回路15を同一位置に重ねて配置す
ることにより、1本当たりに誘起される遮蔽電流16が
小さくなるため、電流容量を増すのと同じ効果を得るこ
とができる。
The insulation of the superconductor can be easily achieved by winding a superconducting wire provided with an insulating coating. Furthermore, when the current capacity is insufficient with only one wire and the superconducting wire may be quenched, a plurality of closed loop circuits 15 are induced per wire by arranging them in the same position. Since the shielding current 16 is reduced, the same effect as increasing the current capacity can be obtained.

【0050】上述したように、本実施例の浮上式鉄道用
超電導磁石装置は、超電導コイル1を収納した内槽容器
3の表面13に、超電導体からなる閉ループ回路15を
複数配置して、各々の閉ループ回路15を電気的に絶縁
し、また超電導体からなる閉ループ回路15の開口部の
長さを、外部コイル(地上コイル)の極ピッチ18以
下、望ましくは整数分の一(二分の一)以下の長さと
し、さらに適宜絶縁を施し、かつ各閉ループ回路15に
適切な抵抗を持たせるようにしたものである。
As described above, the levitation type superconducting magnet device of this embodiment has a plurality of closed loop circuits 15 made of a superconductor arranged on the surface 13 of the inner tank 3 containing the superconducting coil 1. The closed loop circuit 15 is electrically insulated, and the length of the opening of the closed loop circuit 15 made of a superconductor is set to be equal to or less than the pole pitch 18 of the external coil (ground coil), and desirably an integral number (half). It has the following length, is further appropriately insulated, and has an appropriate resistance for each closed loop circuit 15.

【0051】従って、超電導体からなる閉ループ回路1
5を用いて、内槽容器3に作用する変動磁場を減少さ
せ、内槽容器3の発熱を抑制することが可能となる。こ
れにより、前述した従来のように、内槽容器3の表面
に、銅メッキ等の導電性の良い金属皮膜を形成したり、
またはその厚さを厚くしたり、あるいは別の金属板を付
加したりする等、良電導体を追加することが不要となる
ため、装置全体の重量や体積の増大を最小限に抑えつ
つ、変動磁場17による内槽容器3の渦電流損、および
超電導コイル1における交流損をより一層低減させ、冷
媒(液体ヘリウム)2消費量の少ない安定した超電導磁
石装置を得ることができる。
Therefore, the closed loop circuit 1 comprising the superconductor
5, the fluctuating magnetic field acting on the inner vessel 3 can be reduced, and the heat generation of the inner vessel 3 can be suppressed. As a result, a metal film having good conductivity such as copper plating is formed on the surface of the inner vessel container 3 as described above,
Also, it is not necessary to add a good conductor such as increasing the thickness or adding another metal plate. The eddy current loss of the inner vessel 3 due to the magnetic field 17 and the AC loss in the superconducting coil 1 are further reduced, and a stable superconducting magnet device that consumes less refrigerant (liquid helium) 2 can be obtained.

【0052】(第2の実施例)図3は、本発明の第2の
実施例による浮上式鉄道用超電導磁石装置の構成例を示
す概要図であり、図1および図2と同一要素には同一符
号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につ
いてのみ述べる。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a superconducting magnet device for a floating railway according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given and the description is omitted, and only different portions will be described here.

【0053】すなわち、本実施例の浮上式鉄道用超電導
磁石装置は、図3に示すように、前記各閉ループ回路1
5同士を、間隔を空けずに互いにオーバーラップして配
置した構成としている。
That is, as shown in FIG. 3, the floating superconducting magnet device for a levitation type railway according to the present
5 are arranged so as to overlap each other without an interval.

【0054】また、この場合にも、前記第1の実施例の
場合と同様に、各閉ループ回路15の開口部の進行方向
11の長さは、地上コイルの極ピッチ11の二分の一以
下とすることが望ましい。
Also in this case, as in the case of the first embodiment, the length of the traveling direction 11 of the opening of each closed loop circuit 15 is less than half the pole pitch 11 of the ground coil. It is desirable to do.

【0055】次に、以上のように構成した本実施例の浮
上式鉄道用超電導磁石装置においては、超電導コイル1
を収納した内槽容器3の表面13に、超電導体からなる
閉ループ回路15を複数配置し、さらに各閉ループ回路
15の間の隙間をなくし、閉ループ回路15の一部が重
なり合うように配置することにより、遮蔽電流16によ
って閉ループ回路15から排除された磁力線が、閉ルー
プ回路15と閉ループ回路15との隙間に集中する(入
り込む)現象を防ぐことができるため、前記第1の実施
例の場合に比べて、発熱抑制の効果がより一層高まる。
Next, in the superconducting magnet device for a levitation type railway according to the present embodiment configured as described above, the superconducting coil 1 is used.
Are arranged on the surface 13 of the inner vessel 3 in which superconductors are stored, and furthermore, gaps between the closed loop circuits 15 are eliminated, and the closed loop circuits 15 are partially overlapped. Since the magnetic field lines removed from the closed loop circuit 15 by the shielding current 16 can be prevented from concentrating (entering) in the gap between the closed loop circuits 15, the magnetic field lines can be prevented from being compared with the first embodiment. In addition, the effect of suppressing heat generation is further enhanced.

【0056】また、この場合にも、各閉ループ回路15
の開口部の進行方向11の長さは、地上コイルの極ピッ
チ11の二分の一以下とすることにより、前述の遮蔽効
果がより一層高まる。
Also in this case, each closed loop circuit 15
By setting the length of the opening in the traveling direction 11 to be not more than half of the pole pitch 11 of the ground coil, the above-mentioned shielding effect is further enhanced.

【0057】さらに、超電導体からなる閉ループ回路1
5間の電気抵抗が十分に高い場合には、絶縁を施さない
回路を配置することができる。あるいは、電気抵抗が十
分に高くなく、レーストラックの周方向に沿った電流経
路が無視できない程に生ずる場合には、絶縁した回路と
絶縁しない回路とを、交互、あるいは混合して配置する
ことにより、周方向に沿った電流経路を絶つことができ
る。
Further, a closed loop circuit 1 comprising a superconductor
If the electrical resistance between the five is sufficiently high, a circuit without insulation can be arranged. Alternatively, if the electrical resistance is not high enough and the current path along the circumferential direction of the race track occurs to a considerable extent, an insulated circuit and a non-insulated circuit may be alternately or mixedly arranged. , The current path along the circumferential direction can be cut off.

【0058】(第3の実施例)図4は、本発明の第3の
実施例による浮上式鉄道用超電導磁石装置の構成例を示
す概要図であり、図1乃至図3と同一要素には同一符号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につい
てのみ述べる。なお、図4では、回路の一部分のみにつ
いて示している。
(Third Embodiment) FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example of a superconducting magnet device for a floating railway according to a third embodiment of the present invention. The same elements as those in FIGS. The same reference numerals are given and the description is omitted, and only different portions will be described here. FIG. 4 shows only a part of the circuit.

【0059】すなわち、本実施例の浮上式鉄道用超電導
磁石装置は、図4に示すように、前記オーバーラップす
るように配置した超電導体からなる閉ループ回路15の
電気的接点22同士を電気的に接続し、全体として網目
状の電気回路を形成するように配置した構成としてい
る。
That is, as shown in FIG. 4, the floating superconducting magnet device of the present embodiment electrically connects the electrical contacts 22 of the closed loop circuit 15 composed of the superconductors arranged so as to overlap each other. They are connected and arranged so as to form a mesh-like electric circuit as a whole.

【0060】次に、以上のように構成した本実施例の浮
上式鉄道用超電導磁石装置においては、オーバーラップ
した閉ループ回路15の電気的接点22同志を電気的に
接続し、全体として網目状の電気回路を構成することに
より、様々な変動磁場17の形状に応じた遮蔽電流16
が流れるため、一定の回路パターンによるものよりも柔
軟性を高めることができる。
Next, in the levitation type superconducting magnet device of the present embodiment configured as described above, the electrical contacts 22 of the overlapped closed loop circuit 15 are electrically connected to each other to form a net-like network. By forming an electric circuit, the shielding current 16 corresponding to the shape of various fluctuating magnetic fields 17
Flows, the flexibility can be increased as compared with the case of a fixed circuit pattern.

【0061】また、レーストラックの周方向に沿った電
流経路が生ずる場合には、例えば図5にその概要図を示
すように、周囲と電気的に絶縁した閉ループ回路15a
を部分的に挿入することにより、電流経路を絶つことが
できる。
When a current path along the circumferential direction of the race track occurs, for example, as shown in a schematic diagram of FIG. 5, a closed loop circuit 15a electrically insulated from the surroundings
Can partially cut off the current path.

【0062】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、次のようにしても同様に実施できるもので
ある。 (a)上記各実施例では、いずれも閉ループ回路15を
平面配置する場合について説明したが、これに限らず、
いずれの実施例の場合においても、高電気抵抗材からな
る安定化母材を介して、あるいは超電導化しない電導体
を介して超電導体を接続することにより、閉ループ回路
に永久電流が流れるのを防ぐことが可能となる。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be implemented in the following manner. (A) In each of the above embodiments, the case where the closed loop circuit 15 is arranged in a plane has been described, but the present invention is not limited to this.
In either case, by connecting the superconductor through a stabilizing base material made of a high electric resistance material or through a conductor that does not become superconductive, a permanent current is prevented from flowing through the closed loop circuit. It becomes possible.

【0063】(b)上記各実施例において、絶縁被覆を
施した超電導体からなる閉ループ回路15の表面を金属
コーティング処理することにより、半田付け、銀ロウ付
け等の接合手段が使用できるため、これらの手段によっ
て、内槽容器表面13等の金属表面に閉ループ回路15
を容易に固着させることが可能となる。
(B) In each of the above embodiments, the surface of the closed-loop circuit 15 made of a superconductor coated with an insulating coating is subjected to a metal coating treatment so that joining means such as soldering and silver brazing can be used. A closed loop circuit 15 is formed on a metal surface such as the inner tank container surface 13 by the means described above.
Can be easily fixed.

【0064】(c)上記各実施例において、例えば図6
に示すように、メッキ金属層、溶射金属層23等の中に
閉ループ回路15を埋め込んで、内槽容器表面13等の
金属表面に閉ループ回路15を容易に固着させることが
可能となる。
(C) In each of the above embodiments, for example, FIG.
As shown in (1), the closed loop circuit 15 is embedded in the plating metal layer, the sprayed metal layer 23 and the like, so that the closed loop circuit 15 can be easily fixed to the metal surface such as the inner tank surface 13.

【0065】(d)上記各実施例において、超電導体か
らなる閉ループ回路15の表面が絶縁被覆されたままの
状態であっても、エポキシ樹脂やその他極低温に適した
接着剤を用いることにより、内槽容器表面13に閉ルー
プ回路15を容易に固着させることが可能となる。
(D) In each of the above embodiments, even if the surface of the closed loop circuit 15 made of a superconductor is still insulated, the epoxy resin or other adhesive suitable for cryogenic temperatures can be used. The closed loop circuit 15 can be easily fixed to the inner tank surface 13.

【0066】(e)上記各実施例において、例えば図7
に示すように、繊維強化樹脂24によって、閉ループ回
路15ごと内槽容器表面13を包み込むことにより、内
槽容器表面13に閉ループ回路15を容易に固着させる
ことが可能となる。
(E) In each of the above embodiments, for example, FIG.
As shown in (2), the closed loop circuit 15 can be easily fixed to the inner tank container surface 13 by wrapping the inner tank container surface 13 together with the closed loop circuit 15 by the fiber reinforced resin 24.

【0067】(f)上記各実施例において、例えば図8
に示すように、超電導体からなる閉ループ回路15の形
状に合わせて内槽容器表面13に溝状の凹部25を設
け、この凹部25の中に閉ループ回路15を埋め込む
か、あるいは凹部25に沿って配置することにより、内
槽容器表面13に閉ループ回路15を容易に固着させる
ことが可能となる。
(F) In each of the above embodiments, for example, FIG.
As shown in the figure, a groove-like concave portion 25 is provided on the inner tank container surface 13 in accordance with the shape of the closed loop circuit 15 made of a superconductor, and the closed loop circuit 15 is embedded in the concave portion 25 or along the concave portion 25. By arranging, the closed loop circuit 15 can be easily fixed to the inner tank surface 13.

【0068】(g)上記各実施例において、図6に示し
た手法と図8に示した手法を、あるいは図7に示した手
法と図8に示した手法を、それぞれ適宜組み合わせた構
成とするようにしてもよい。
(G) In each of the above embodiments, the method shown in FIG. 6 and the method shown in FIG. 8 or the method shown in FIG. 7 and the method shown in FIG. 8 are appropriately combined. You may do so.

【0069】(h)上記各実施例において、内槽容器表
面13に銅メッキ等の良電導体を設置しておくことによ
り、補助的な磁場遮蔽手段となり、より一層の発熱低減
に寄与させることが可能となる。
(H) In each of the above embodiments, by providing a good conductor such as copper plating on the inner tank vessel surface 13, it becomes an auxiliary magnetic field shielding means, and further contributes to the reduction of heat generation. Becomes possible.

【0070】(i)上記各実施例において、超電導体か
らなる閉ループ回路15間の電気抵抗が十分に高く、銅
を介しての電気抵抗のおよそ100倍以上ある場合に
は、各閉ループ回路15に絶縁を施す必要はない。
(I) In each of the above embodiments, if the electric resistance between the closed loop circuits 15 made of a superconductor is sufficiently high and is about 100 times or more the electric resistance via copper, each closed loop circuit 15 There is no need to provide insulation.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
電導コイルと、この超電導コイルをその冷媒と共に内部
に収納する内槽容器と、この内槽容器を真空断熱空間内
に格納する外槽容器である真空断熱容器とから構成され
る超電導磁石装置において、内槽容器の表面に、超電導
体からなる閉ループ回路を複数配置するようにしたの
で、装置全体の重量や体積の増大を最小限に抑えつつ、
変動磁場による内槽容器の渦電流損、および超電導コイ
ルにおける交流損をより一層低減させることが可能な安
定した超電導磁石装置が提供できる。
As described above, according to the present invention, a superconducting coil, an inner vessel container for accommodating the superconducting coil together with its refrigerant, and an outer vessel for accommodating the inner vessel vessel in a vacuum insulating space. In a superconducting magnet device consisting of a vacuum insulated container, which is a container, a plurality of closed loop circuits made of superconductors are arranged on the surface of the inner container, minimizing the weight and volume of the entire device. While holding down
A stable superconducting magnet device capable of further reducing the eddy current loss of the inner vessel container due to the fluctuating magnetic field and the AC loss in the superconducting coil can be provided.

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

【図1】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置の第
1の実施例を示す概要図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a floating superconducting magnet device for a railway according to the present invention.

【図2】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置にお
ける超電導体からなる閉ループ回路の効果的な長さを説
明するための概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining an effective length of a closed loop circuit composed of a superconductor in a levitation type superconducting magnet device for a railway according to the present invention.

【図3】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置の第
2の実施例を示す概要図。
FIG. 3 is a schematic view showing a second embodiment of a floating superconducting magnet device for a railway according to the present invention.

【図4】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置の第
3の実施例を示す概要図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a third embodiment of a floating superconducting magnet device for a railway according to the present invention.

【図5】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置の第
3の実施例の変形例を示す概要図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a modification of the third embodiment of the levitation type superconducting magnet device for a railway according to the present invention.

【図6】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置の他
の実施例を示す概要図。
FIG. 6 is a schematic view showing another embodiment of the superconducting magnet device for a floating railway according to the present invention.

【図7】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置の他
の実施例を示す概要図。
FIG. 7 is a schematic view showing another embodiment of a superconducting magnet device for a floating railway according to the present invention.

【図8】本発明による浮上式鉄道用超電導磁石装置の他
の実施例を示す概要図。
FIG. 8 is a schematic view showing another embodiment of a superconducting magnet device for a floating railway according to the present invention.

【図9】浮上式鉄道用超電導磁石装置の構成例を示す断
面図。
FIG. 9 is a sectional view showing a configuration example of a superconducting magnet device for a floating railway.

【図10】浮上式鉄道の軌道平面を模式的に示す概要
図。
FIG. 10 is a schematic diagram schematically showing a track plane of a floating railway.

【図11】従来の浮上式鉄道用超電導磁石装置における
内槽容器の構成例を示す概要図。
FIG. 11 is a schematic view showing a configuration example of an inner tank container in a conventional floating superconducting magnet device for a railway.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超電導コイル、 2…冷媒(液体ヘリウム)、 3…内槽容器、 4…固定金具、 5…真空断熱容器、 6…輻射熱シールド板、 7…支持材、 8…軌道、 9…推進コイル、 10…車体、 11…進行方向、 12…浮上コイル、 13…内槽容器表面、 14…銅メッキ、 15…閉ループ回路、 15a…周囲と絶縁した閉ループ回路、 16…遮蔽電流、 17…変動磁場、 18…地上コイルの極ピッチ、 19…地上コイルの極ピッチの1/2相当のループ断
面、 20…地上コイルの極ピッチの1/2以上のループ断
面、 21…地上コイルの極ピッチと等しいループ断面、 22…電気的接点、 23…メッキ金属層または溶射金属層、 24…繊維強化樹脂、 25…溝状の凹部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Superconducting coil, 2 ... Refrigerant (liquid helium), 3 ... Inner vessel container, 4 ... Fixing fitting, 5 ... Vacuum insulation container, 6 ... Radiant heat shield plate, 7 ... Supporting material, 8 ... Track, 9 ... Propulsion coil, Reference Signs List 10: car body, 11: traveling direction, 12: floating coil, 13: inner tank vessel surface, 14: copper plating, 15: closed loop circuit, 15a: closed loop circuit insulated from surroundings, 16: shielding current, 17: fluctuating magnetic field, 18: Pole pitch of the ground coil 19: Loop cross section equivalent to 1/2 of the pole pitch of the ground coil 20: Loop cross section of 1/2 or more of the pole pitch of the ground coil 21: Loop equal to the pole pitch of the ground coil Cross section, 22: electrical contact, 23: plated or sprayed metal layer, 24: fiber reinforced resin, 25: groove-shaped recess.

───────────────────────────────────────────────────── 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 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 6/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomohisa Yamashita 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu factory (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01F 6/00

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 超電導コイルと、この超電導コイルをそ
の冷媒と共に内部に収納する内槽容器と、この内槽容器
を真空断熱空間内に格納する外槽容器である真空断熱容
器とから構成される超電導磁石装置において、 前記内槽容器の表面に、超電導体からなる閉ループ回路
を複数配置して成ることを特徴とする超電導磁石装置。
1. A superconducting coil, an inner vessel container for accommodating the superconducting coil together with a refrigerant therein, and a vacuum heat insulating vessel which is an outer vessel vessel for accommodating the inner vessel vessel in a vacuum heat insulating space. In the superconducting magnet device, a plurality of closed loop circuits made of a superconductor are arranged on a surface of the inner vessel container.
【請求項2】 前記各閉ループ回路を構成する超電導体
として、銅ニッケル合金、ステンレス鋼等の高抵抗金属
材料をマトリックス材とした超電導体を用いていること
を特徴とする請求項1に記載の超電導磁石装置。
2. The superconductor according to claim 1, wherein a superconductor using a high-resistance metal material such as a copper-nickel alloy or stainless steel as a matrix material is used as a superconductor constituting each of the closed-loop circuits. Superconducting magnet device.
【請求項3】 前記各閉ループ回路の開口部の長さを、
外部から作用する変動磁場の発生源である外部コイルの
極ピッチ以下の長さとしていることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の超電導磁石装置。
3. The length of the opening of each closed loop circuit is
The superconducting magnet device according to claim 1 or 2, wherein the length of the superconducting magnet is less than a pole pitch of an external coil that is a source of a fluctuating magnetic field acting from the outside.
【請求項4】 前記各閉ループ回路の開口部の長さを、
外部から作用する変動磁場の発生源である外部コイルの
極ピッチ以下の長さで、かつその整数分の1の長さとし
ていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載
の超電導磁石装置。
4. The length of the opening of each closed loop circuit is
The superconducting magnet according to claim 1 or 2, wherein the length of the external coil, which is a source of a fluctuating magnetic field acting from the outside, is equal to or less than the pole pitch and is a length that is a fraction of the integer. apparatus.
【請求項5】 前記各閉ループ回路を、当該閉ループ回
路を取り付けたベース、もしくは周囲の金属と電気的に
絶縁していることを特徴とする請求項1乃至請求項4の
いずれか1項に記載の超電導磁石装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein each of the closed loop circuits is electrically insulated from a base on which the closed loop circuit is mounted or a surrounding metal. Superconducting magnet device.
【請求項6】 前記各閉ループ回路を、絶縁被覆を施し
た線材を巻回して構成していることを特徴とする請求項
1乃至請求項5のいずれか1項に記載の超電導磁石装
置。
6. The superconducting magnet device according to claim 1, wherein each of the closed loop circuits is formed by winding a wire coated with an insulating coating.
【請求項7】 前記各閉ループ回路としては、相互に絶
縁された複数の閉ループ回路を、同一位置に、かつ同一
形状に重ねて配置していることを特徴とする請求項1乃
至請求項6のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
7. The closed loop circuit according to claim 1, wherein a plurality of closed loop circuits insulated from each other are arranged at the same position and in the same shape. The superconducting magnet device according to claim 1.
【請求項8】 前記各閉ループ回路同士を、間隔を空け
ずに互いにオーバーラップして配置していることを特徴
とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の超
電導磁石装置。
8. The superconducting magnet device according to claim 1, wherein the closed-loop circuits are arranged so as to overlap each other without an interval.
【請求項9】 前記オーバーラップする各閉ループ回路
の接点を電気的に接続し、全体として網目状の電気回路
を構成するように配置していることを特徴とする請求項
8に記載の超電導磁石装置。
9. The superconducting magnet according to claim 8, wherein the contacts of each of the overlapping closed loop circuits are electrically connected and arranged so as to form a net-like electric circuit as a whole. apparatus.
【請求項10】 前記各閉ループ回路を構成する超電導
体を、線材を構成する安定化母材を介して、あるいは超
電導化しない電導体を介して電気的に接続し、電流減衰
の時定数が100秒以下となる閉ループ回路を形成して
いることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか
1項に記載の超電導磁石装置。
10. A superconductor constituting each of the closed loop circuits is electrically connected via a stabilizing base material constituting a wire or via a conductor which does not become superconductive, and a time constant of current decay is 100. The superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 9, wherein a closed loop circuit having a duration of seconds or less is formed.
【請求項11】 前記各閉ループ回路を構成する超電導
体を、溶接、または固相拡散接合、あるいは超音波接
合、もしくはインジウム、インジウム合金による半田付
け接合、または錫・鉛合金による半田付け接合、あるい
は銀ロウ付け接合により、電気的に接続して閉ループ回
路を形成していることを特徴とする請求項1乃至請求項
10のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
11. The superconductor constituting each of the closed loop circuits is welded, solid phase diffusion bonded, ultrasonic bonded, soldered with indium, indium alloy, soldered with tin / lead alloy, or The superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 10, wherein a closed loop circuit is formed by being electrically connected by silver brazing.
【請求項12】 前記各閉ループ回路の材料表面は、
金、銀、銅、アルミ、ニッケル、クロム、インジウム、
錫、およびこれらを母材とする合金によりコーティング
処理して、表面が良好な電気電導性を有していること特
徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載
の超電導磁石装置。
12. The material surface of each said closed loop circuit,
Gold, silver, copper, aluminum, nickel, chromium, indium,
The superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 11, wherein the superconducting magnet device is coated with tin and an alloy containing the same as a base material, and has a surface having good electric conductivity. .
【請求項13】 前記各閉ループ回路を、溶接、または
固相拡散接合、あるいは超音波接合、もしくはインジウ
ム、インジウム合金による半田付け接合、または錫・鉛
合金による半田付け接合、あるいは銀ロウ付け接合によ
り、内槽容器の表面に固着していることを特徴とする請
求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の超電導磁
石装置。
13. Each of the closed loop circuits is formed by welding, solid phase diffusion bonding, ultrasonic bonding, solder bonding with indium, indium alloy, solder bonding with tin-lead alloy, or silver brazing. The superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 11, wherein the superconducting magnet device is fixed to a surface of the inner vessel container.
【請求項14】 前記各閉ループ回路を、内槽容器表面
のメッキ金属層、または溶射金属層中に埋め込んで内槽
容器の表面に固着していることを特徴とする請求項1乃
至請求項11のいずれか1項に記載の超電導磁石装置。
14. The method according to claim 1, wherein each of the closed loop circuits is embedded in a plated metal layer or a sprayed metal layer on the surface of the inner vessel and fixed to the surface of the inner vessel. The superconducting magnet device according to any one of the above.
【請求項15】 前記各閉ループ回路を、エポキシ樹
脂、その他の接着剤により、内槽容器の表面に固着して
いることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれ
か1項に記載の超電導磁石装置。
15. The method according to claim 1, wherein each of the closed loop circuits is fixed to a surface of the inner vessel container with an epoxy resin or another adhesive. Superconducting magnet device.
【請求項16】 前記各閉ループ回路を、ガラス繊維、
または炭素繊維、あるいはアラミッド繊維等による繊維
強化樹脂により覆い、内槽容器の表面に固着しているこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項
に記載の超電導磁石装置。
16. The method according to claim 16, wherein each of the closed loop circuits comprises
The superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 11, wherein the superconducting magnet device is covered with a fiber reinforced resin such as carbon fiber or aramid fiber and is fixed to a surface of the inner vessel container.
【請求項17】 前記閉ループ回路と同一平面形状の溝
状の凹部を内槽容器の表面に設け、各閉ループ回路を当
該凹部に沿って、あるいは当該凹部に埋め込んで配置し
ていることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいず
れか1項に記載の超電導磁石装置。
17. A groove-shaped recess having the same planar shape as that of the closed loop circuit is provided on the surface of the inner tank, and each closed loop circuit is arranged along the recess or embedded in the recess. The superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 11, wherein:
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