JP4933034B2 - Superconducting coil protection device, NMR device and MRI device - Google Patents
Superconducting coil protection device, NMR device and MRI device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4933034B2 JP4933034B2 JP2004171978A JP2004171978A JP4933034B2 JP 4933034 B2 JP4933034 B2 JP 4933034B2 JP 2004171978 A JP2004171978 A JP 2004171978A JP 2004171978 A JP2004171978 A JP 2004171978A JP 4933034 B2 JP4933034 B2 JP 4933034B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting coil
- superconducting
- protection device
- coils
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、複数の超伝導コイルを備えた超伝導コイルの保護装置に係り、特にクエンチ時のコイル損傷を回避できる超伝導コイルの保護装置に関する。 The present invention relates to a protection device for a superconducting coil having a plurality of superconducting coils, and more particularly to a protection device for a superconducting coil that can avoid coil damage during quenching.
超伝導コイルは、電気抵抗がないことから大電流の定常保持に適し、時間変動の極めて少ない強磁場発生が可能であることから、その特性を生かしてNMR(核磁気共鳴)や
MRI(磁気共鳴断層撮像)を構成する電磁石として実用化されている。
A superconducting coil is suitable for steady holding of a large current because it has no electrical resistance, and it can generate a strong magnetic field with very little time fluctuation. Therefore, taking advantage of its characteristics, NMR (nuclear magnetic resonance) and MRI (magnetic resonance) It has been put to practical use as an electromagnet constituting a tomographic imaging.
超伝導状態は、電流密度,磁場,温度の3条件で規定される制限を超えない範囲においてのみ実現できる。産業分野で実用化されているNbTiやNb3Sn などの超伝導線材は、超伝導状態を実現するために絶対温度4K程度の極低温にまで冷却する必要がある。このような極低温では、物質の比熱はきわめて小さく、微小な発熱により局所的に温度が上昇し、超伝導状態が壊れることがある。すると電気抵抗が発生し、大電流が流れることによるジュール発熱によりさらに温度上昇領域が拡大し、超伝導状態の破壊がコイル全体に及ぶ。この現象は、超伝導コイルのクエンチと呼ばれる。 The superconducting state can be realized only in a range not exceeding the limit defined by the three conditions of current density, magnetic field, and temperature. Superconducting wires such as NbTi and Nb 3 Sn put into practical use in the industrial field need to be cooled to an extremely low temperature of about 4K in order to realize a superconducting state. At such a very low temperature, the specific heat of the substance is extremely small, and the temperature rises locally due to minute heat generation, and the superconducting state may be broken. Then, electrical resistance is generated, and the temperature rise region is further expanded by Joule heat generation due to a large current flowing, and the superconducting state is destroyed throughout the coil. This phenomenon is called quenching of the superconducting coil.
クエンチが発生すると、コイルに蓄積された磁気エネルギが熱エネルギに変換される。これによる局所的な高温,抵抗での電圧降下に起因する高電圧、および、誘導電流による過大電磁力が、超伝導コイルを損傷する可能性がある。現在の技術では、運転時の超伝導コイルのクエンチの可能性は排除できず、超伝導コイルには、クエンチ保護装置が不可欠である。 When a quench occurs, the magnetic energy stored in the coil is converted to thermal energy. This can cause damage to the superconducting coil due to local high temperature, high voltage due to voltage drop across the resistor, and excessive electromagnetic force due to induced current. With current technology, the possibility of quenching the superconducting coil during operation cannot be ruled out, and a quench protection device is essential for the superconducting coil.
NMRやMRIなど、定常時には電源を用いない永久電流モードで長期に運転される超伝導コイルでは、クライオスタットの密封性が高い。そのため、クエンチ時には磁気エネルギをクライオスタット内部で開放する保護装置を設けることが一般的である。 In a superconducting coil such as NMR or MRI that is operated for a long time in a permanent current mode that does not use a power source in a steady state, the cryostat has high sealing performance. Therefore, it is common to provide a protective device that releases magnetic energy inside the cryostat during quenching.
クライオスタット内部で磁気エネルギを開放する方法として、計測制御を用いた能動的な方法、および、電気回路や構造物により自動的にエネルギを開放する受動的な方法がある。能動的な方法については、例えば[非特許文献]「アイイーイーイー・トランザクション・オン・アプライド・スーパーコンダクティビティ,第7巻,頁159から頁162,1997年(IEEE Transaction on Applied Superconductivity,Vol.7,pp159-162(1997))」に示されており、模式図を図6に示す。 As a method of releasing magnetic energy inside the cryostat, there are an active method using measurement control and a passive method of automatically releasing energy by an electric circuit or a structure. As for the active method, for example, [Non-Patent Document] “IEE Transaction on Applied Superconductivity, Vol. 7, pages 159 to 162, 1997 (IEEE Transaction on Applied Superconductivity, Vol. 7). , pp 159-162 (1997)), and a schematic diagram is shown in FIG.
図6は、4個の超伝導コイル1a〜1dおよび永久電流スイッチ2で構成する主コイル回路の電流を、外部ヒータ回路4により動作する永久電流スイッチ3をオフとすることにより、抵抗ヒータ5a〜5dに転流させ、コイル全体にクエンチを広げることにより、エネルギの局所的な集中を防止する能動的な保護回路の模式図である。超伝導コイルの励磁時および消磁時には、電流リード6aおよび6bに電源をつなぎ、電圧を印加する。
FIG. 6 shows the resistance heaters 5a to 5d by turning off the permanent
また、図6には示していないが、コイル電圧などを常時監視し、何れかのコイルがクエンチした場合には、外部ヒータ回路4を作動することで永久電流スイッチ3を駆動する。
Although not shown in FIG. 6, the coil voltage or the like is constantly monitored, and when any coil is quenched, the
また、これとは異なる従来技術として複数存在する超伝導コイルに対して、並列にシャント抵抗を入れる技術がある。この場合、一つの超伝導コイルがクエンチするとそのコイル電流が減衰し、他のコイルは電磁誘導により電流が増加する。また、これらの電流の変動すなわち磁場変動に起因する、超伝導コイル内部で発生する交流損失発熱により、他のコイルの温度が上昇する。これら電流増加および温度上昇により、他のコイルもクエンチし、それが連鎖的に続くことにより、コイル全体をクエンチすることでエネルギの局所的な集中を受動的に防止するものである。 In addition, there is a technique in which a shunt resistor is inserted in parallel with respect to a plurality of superconducting coils existing as a different conventional technique. In this case, when one superconducting coil is quenched, the coil current is attenuated, and the current of other coils is increased by electromagnetic induction. In addition, the temperature of other coils rises due to the AC loss heat generated inside the superconducting coil due to these current fluctuations, that is, magnetic field fluctuations. These current increases and temperature rises also quench other coils, and the chain continues to quench the entire coil to passively prevent local concentration of energy.
前述した図6の従来例では、クエンチ検出のための検出装置を常時運転する必要がある。万一、検出装置および保護ヒータ駆動装置が故障した場合には、クエンチ保護動作ができずコイルを損傷する恐れがある。また、検出装置および保護ヒータ電源は常時運転およびスタンバイ状態である必要があり、超伝導コイル運転時に余計な電力消費が発生するという問題点があった。 In the conventional example of FIG. 6 described above, it is necessary to always operate a detection device for quench detection. If the detection device and the protective heater driving device fail, the quench protection operation cannot be performed and the coil may be damaged. In addition, the detection device and the protective heater power source need to be constantly operated and in a standby state, and there is a problem in that extra power consumption occurs during superconducting coil operation.
また、超伝導コイルに対してシャント抵抗を入れる従来の技術では、図6に示した安全性の低下、および、運転時の余計な電力消費は発生しない。しかし、電磁誘導による電流増加および交流損失による温度上昇を用いた場合には、定格以上の電流による過大電磁力の発生という問題が発生してしまっていた。したがって、この方法を用いる場合には、コイル巻線およびコイル巻き枠の構造強度は、クエンチ保護時の過大電磁力に耐えるように設計する必要があり、この条件を満たすため超伝導線材の電流密度の低下や、装置構造の複雑化を引き起してしまっていた。 Further, in the conventional technique in which a shunt resistor is inserted into the superconducting coil, the reduction in safety shown in FIG. 6 and unnecessary power consumption during operation do not occur. However, when current increase due to electromagnetic induction and temperature increase due to AC loss are used, there has been a problem of generation of excessive electromagnetic force due to current exceeding the rating. Therefore, when using this method, the structural strength of the coil winding and coil winding frame must be designed to withstand the excessive electromagnetic force during quench protection, and to satisfy this condition, the current density of the superconducting wire This has caused a decrease in the quality of the device and a complicated device structure.
本発明が解決しようとする課題は、安全性の低下がなく、過大電磁力の発生と、超伝導線材への制約をした超伝導コイルの保護装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a protection device for a superconducting coil that does not cause a decrease in safety, generates excessive electromagnetic force, and restricts the superconducting wire.
上記課題を解決するために、本発明は複数の超伝導コイルと、該複数の超伝導コイルそれぞれに対応して保護回路を形成するシャント抵抗とを備えた超伝導コイルの保護装置において、前記シャント抵抗はクエンチ時に保護回路を形成する超伝導コイル以外の他の超伝導コイルを加熱することを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a protection device for a superconducting coil comprising a plurality of superconducting coils and a shunt resistor that forms a protection circuit corresponding to each of the plurality of superconducting coils. The resistor is characterized by heating other superconducting coils other than the superconducting coils that form a protection circuit during quenching.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記シャント抵抗は保護回路を形成する超伝導コイルに隣り合う超伝導コイルに対して、クエンチ時に加熱することを特徴とするものである。 In the protection device for a superconducting coil of the present invention, the shunt resistor heats the superconducting coil adjacent to the superconducting coil forming the protection circuit at the time of quenching.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記シャント抵抗は分割した抵抗で構成されていることを特徴とするものである。 In the protection device for a superconducting coil according to the present invention, the shunt resistor is constituted by a divided resistor.
更に、上記課題を解決するために、本発明は複数の超伝導コイルと、該複数の超伝導コイルそれぞれに対応して保護回路を備えた超伝導コイルの保護装置において、前記保護回路として前記超伝導コイルを加熱する抵抗ヒータを備え、該抵抗ヒータはクエンチ時に保護回路を形成する超伝導コイル以外の他の超伝導コイルを加熱することを特徴とするものである。 Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a superconducting coil protection device comprising a plurality of superconducting coils and a protection circuit corresponding to each of the plurality of superconducting coils. A resistance heater for heating the conduction coil is provided, and the resistance heater is characterized by heating a superconducting coil other than the superconducting coil that forms a protection circuit at the time of quenching.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記抵抗ヒータは保護回路を形成する超伝導コイルに隣り合う超伝導コイルに対して、クエンチ時に加熱することを特徴とするものである。 In the superconducting coil protection device of the present invention, the resistance heater heats the superconducting coil adjacent to the superconducting coil forming the protection circuit at the time of quenching.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記抵抗ヒータは分割した抵抗体で構成されていることを特徴とするものである。 In the protection device for a superconducting coil according to the present invention, the resistance heater is composed of divided resistors.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記抵抗ヒータは並列の抵抗体で構成されていることを特徴とするものである。 In the protection device for a superconducting coil according to the present invention, the resistance heater is composed of a parallel resistor.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記抵抗ヒータに対して並列にシャント抵抗が配置されていることを特徴とするものである。 In the protection device for a superconducting coil of the present invention, a shunt resistor is arranged in parallel with the resistance heater.
更に、上記課題を解決するために、本発明は複数の超伝導コイルと、該複数の超伝導コイルそれぞれに対応して保護回路を備えた超伝導コイルの保護装置において、前記保護回路として前記超伝導コイルを加熱する発熱体を備え、該発熱体はクエンチ時に保護回路を形成する超伝導コイル以外の他の超伝導コイルを加熱することを特徴とするものである。 Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a superconducting coil protection device comprising a plurality of superconducting coils and a protection circuit corresponding to each of the plurality of superconducting coils. A heating element for heating the conduction coil is provided, and the heating element heats a superconducting coil other than the superconducting coil that forms a protection circuit at the time of quenching.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記発熱体としてシャント抵抗を備えたことを特徴とするものである。 In the superconducting coil protection device of the present invention, a shunt resistor is provided as the heating element.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記発熱体として抵抗ヒータを備えたことを特徴とするものである。 In the superconducting coil protection apparatus of the present invention, a resistance heater is provided as the heating element.
また、本発明の超伝導コイルの保護装置において、前記シャント抵抗、又は抵抗ヒータは保護回路を形成する超伝導コイルに隣り合う超伝導コイルに対して、クエンチ時に加熱することを特徴とするものである。 Further, in the superconducting coil protection device of the present invention, the shunt resistor or the resistance heater heats the superconducting coil adjacent to the superconducting coil forming the protection circuit at the time of quenching. is there.
更に、本発明はNMR装置において、上述した超伝導コイルの保護装置を採用したものである。 Furthermore, the present invention employs the above-described superconducting coil protection device in an NMR apparatus.
また、本発明はMRI装置において、上述した超伝導コイルの保護装置を採用したものである。 The present invention employs the above-described superconducting coil protection device in an MRI apparatus.
本発明によれば、安全性の低下がなく、過大電磁力の発生を防ぐことを可能にした超伝導コイルの保護装置が提供できるようになる。 According to the present invention, it is possible to provide a protection device for a superconducting coil that is capable of preventing generation of an excessive electromagnetic force without causing a decrease in safety.
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の超伝導コイルの保護装置の一実施例の回路図であって、4コイルからなる多層コイルの保護回路を示したものである。 FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of a protection device for a superconducting coil according to the present invention, and shows a protection circuit for a multilayer coil composed of four coils.
この実施例においては発熱体に分割保護回路のシャント抵抗を保護ヒータとして用い、これを隣接するコイルに相互に設置したものである。図1において、超伝導コイル1a〜1d,永久電流スイッチ2および電流リード6a,6bは従来例の回路と同様である。シャント抵抗として、各々2分割した抵抗10a〜10dを抵抗とヒータ兼用として用い、各々の抵抗ヒータを隣接する超伝導コイルに設置する。図1において、破線矢印は熱的な結合、すなわち、各抵抗ヒータに電流が流れた場合には、矢印の先のコイルを加熱することを示している。
In this embodiment, a shunt resistor of a divided protection circuit is used as a protective heater for the heating element, and this is installed mutually in adjacent coils. In FIG. 1,
本発明の図1の実施例では、一つの超伝導コイル、たとえば超伝導コイル1bがクエンチすると、保護回路のシャント抵抗及びヒータ兼用抵抗10bに電流が流れ、各々が隣接する超伝導コイル1aおよび1cを加熱し、これらをクエンチさせる。したがって、能動的なクエンチ検出がなくても、保護回路は確実に動作するようになる。また、電磁誘導による電流増加や交流損失による温度上昇だけでなく、ヒータによりより早くコイル温度を上昇させることができるので、過大電磁力の発生を抑制できる。また、ヒータの抵抗値や発熱密度を調整することにより、他コイルの加熱割合を調整できるので、超伝導線材の選定に制約を加える必要がなくなる。
In the embodiment of FIG. 1 of the present invention, when one superconducting coil, for example,
図2は、本発明の第2の実施例であって、実施例1と同様に4コイルからなる多層コイルの保護回路を示す。図2において、超伝導コイル1a〜1dおよび永久電流スイッチ2が主回路を構成する。また、シャント抵抗8a〜8dにより分割保護回路が構成されている。ヒータ兼用抵抗10a〜10dは各保護回路に2個ずつ結線し、各々を隣接するコイル1a〜1dに設置している。更にシャント抵抗8a〜8dと直列に、ダイオードペア9a〜9dを設置している。
FIG. 2 is a second embodiment of the present invention, and shows a protection circuit for a multilayer coil composed of four coils as in the first embodiment. In FIG. 2,
超伝導コイルの定常運転時、電流は永久電流スイッチ2と超伝導コイル1a〜1dで構成する回路を流れ、シャント抵抗8a〜8dあるいは発熱体に該当するヒータ兼用抵抗10a〜10dには電流は流れない。また、運転開始および終了時、すなわち、超伝導コイルの励磁時および消磁時には、電流リード6aおよび6bに電源を接続してコイル両端に電圧を印加し、超伝導コイル1a〜1dおのおのの両端には電圧が発生する。NMR用超伝導コイルでは、この電圧は超伝導コイルの大きさに応じて数V程度とするのが通常である。ダイオードペアに用いるダイオードの順方向電圧は、ダイオード1個あたり0.5 〜1.0 V程度であるので、必要ならばダイオードを2個以上直列に連結することにより、超伝導コイル励磁時および消磁時に発生する電圧によっても、シャント抵抗および抵抗ヒータに電流を流さないことが可能になる。
During steady operation of the superconducting coil, the current flows through a circuit composed of the permanent
一つの超伝導コイルがクエンチした場合には、そのコイルで発生する電圧は直ちに数
10Vを超え、ダイオードの順方向電圧を大きく上回るため、シャント抵抗および抵抗ヒータに電流が流れる。このとき、シャント抵抗と抵抗ヒータの大きさは、抵抗ヒータに流す所望の電流の大きさに基づいて決定する。たとえば、シャント抵抗の抵抗値よりも抵抗ヒータの抵抗値を10倍大きくすれば、抵抗ヒータに流れる電流はシャント抵抗に流れる電流の1/10となり、抵抗ヒータへの配線を細いものにすることが可能になる。
When one superconducting coil is quenched, the voltage generated in that coil immediately exceeds several tens of volts and greatly exceeds the forward voltage of the diode, so that current flows through the shunt resistor and the resistance heater. At this time, the sizes of the shunt resistor and the resistance heater are determined based on the magnitude of a desired current flowing through the resistance heater. For example, if the resistance value of the resistance heater is made ten times larger than the resistance value of the shunt resistance, the current flowing through the resistance heater becomes 1/10 of the current flowing through the shunt resistance, and the wiring to the resistance heater can be made thinner. It becomes possible.
図2に示した多層超伝導コイルへの本発明による抵抗ヒータの取り付け図を図3に示す。図3においては、煩雑さを避けるために、超伝導コイル1a〜1cの3個のみ示し、また超伝導コイル1bの保護回路のみ示した。各超伝導コイルは、コイルからの立ち上げ線12を用いた超伝導接続11a〜11dにより、隣接するコイルと接続されている。
FIG. 3 shows an attachment diagram of the resistance heater according to the present invention to the multilayer superconducting coil shown in FIG. In FIG. 3, only three
超伝導コイル1bは、超伝導接続11bおよび11cにより隣接するコイルと接続され、その接続部から、配線13により、ダイオードペア9bおよびシャント抵抗8bに接続される。2個に分かれているヒータ兼用抵抗10bは、電磁誘導を小さくするため図3に示すようなU字型形状とし、配線14によりシャント抵抗8bと並列に接続されている。
本発明の実施例によれば超伝導コイル1bのクエンチ時、配線13にはコイル電流と同規模の電流が流れるため、配線13はコイル線材と同等の超伝導線とする。ヒータ兼用抵抗10bの抵抗値をシャント抵抗8bの値より大きくとることにより、抵抗ヒータの電流値はコイル電流値よるはるかに小さくすることができ、配線14は取り扱いの容易な銅線とすることができる。ヒータ兼用抵抗10bの材質は、抵抗値の温度依存性と磁場依存性が小さいステンレスとすることができる。
According to the embodiment of the present invention, when the
本実施例によれば、クエンチ検出が不要な受動的な保護回路を実現でき、また、ヒータ加熱により隣接するコイルを順次クエンチさせられるので、必要以上の電流の増加による過大な電磁力や、過剰な加熱による高温および高電圧を抑制することができる。 According to the present embodiment, a passive protection circuit that does not require quench detection can be realized, and adjacent coils can be quenched sequentially by heating the heater, so that excessive electromagnetic force due to an increase in current more than necessary or excessive High temperature and high voltage due to proper heating can be suppressed.
図1および図2に示す保護回路の電流減衰時定数は、当該保護回路のコイルのインダクタンス値とシャント抵抗値の比でほぼ決まるが、図2の回路では、シャント抵抗8a〜
8dと、ヒータ兼用抵抗10a〜10dの値を調整することにより、時定数を変更することなく、ヒータへ流す電流値を適当に選び、最適なヒータ発熱量を設定することが可能になる。
The current decay time constant of the protection circuit shown in FIGS. 1 and 2 is almost determined by the ratio of the inductance value of the coil of the protection circuit and the shunt resistance value. In the circuit of FIG.
By adjusting the values of 8d and the heater combined
図4に本発明の第3の実施例を示す。 FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
シャント抵抗と並列に設置した2つの抵抗ヒータは図3においては直列接続であるが、並列接続としてヒータ兼用抵抗のペア各々に流れる電流値を変えてもよい。図4に本発明の第3の実施例としてヒータ兼用抵抗のペア10a〜10dの2つの抵抗を、並列接続とした場合の回路図を示す。本実施例によれば、抵抗ヒータの抵抗値を相互に変えることにより、各々の抵抗ヒータの電流値を独立に設定でき、加熱するコイルに最適な電流値、従って、ヒータ発熱が発生するように制御することが可能になる。 The two resistance heaters installed in parallel with the shunt resistor are connected in series in FIG. 3, but the value of the current flowing through each pair of heater-cum-resistors may be changed as a parallel connection. FIG. 4 shows a circuit diagram in the case where the two resistors of the heater combined resistor pairs 10a to 10d are connected in parallel as a third embodiment of the present invention. According to the present embodiment, the resistance values of the resistance heaters can be mutually changed, so that the current value of each resistance heater can be set independently, so that the optimum current value for the coil to be heated, and thus the heater heat is generated. It becomes possible to control.
図5に本発明の第4の実施例を示す。 FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.
図5は、左右対称な多層コイルに対して、本発明を適用した場合の回路図を示したものである。対称な位置のコイルは同一の保護回路となるように回路を構成する。これにより、クエンチ時においても、左右対称の位置にあるコイルの電流値は同じとなるので、アンバランスな電磁力は完全に相殺されるようになる。 FIG. 5 shows a circuit diagram when the present invention is applied to a symmetric multilayer coil. The circuit is configured so that the coils at symmetrical positions form the same protection circuit. Thereby, even at the time of quenching, since the current values of the coils at the symmetrical positions are the same, the unbalanced electromagnetic force is completely canceled out.
したがって本実施例によれば、対称な位置にあるコイルの電磁力バランスが崩れることがなく、軸対象でない電磁力の発生を抑制することができ、コイル構造物を簡素化することが実現できる。 Therefore, according to the present Example, the electromagnetic force balance of the coil in a symmetrical position is not lost, generation of electromagnetic force that is not an axis target can be suppressed, and the coil structure can be simplified.
以上示したように本発明によれば、安全性が高く運転コストも抑制できる超伝導コイルの保護装置を実現できるので、複数の超伝導コイルからなる超長期運転装置であるNMR(核磁気共鳴)装置やMRI(磁気共鳴断層撮像)装置に本発明を適用することにより、安全性を高めて過大電磁力が発生することを防いだNMR装置や、MRI装置を提供することが可能になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a superconducting coil protection device that is safe and that can reduce the operating cost. By applying the present invention to an apparatus or an MRI (magnetic resonance tomography) apparatus, it is possible to provide an NMR apparatus or an MRI apparatus that can improve safety and prevent an excessive electromagnetic force from being generated.
1a〜1d…超伝導コイル、2…永久電流スイッチ、3…永久電流スイッチ、4…外部ヒータ回路、5a〜5d…抵抗ヒータ、6a,6b…電流リード、7a〜7d…抵抗ヒータ駆動回路、8a〜8d…シャント抵抗、9a〜9d…ダイオードペア、10a〜10d…抵抗、11a〜11d…超伝導接続、12…コイル立ち上げ線、13…配線、14…配線。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記複数の超伝導コイルのそれぞれは、左右対称の位置にあり同一の保護回路を形成する2つのコイルから構成される多層コイルであり、
前記複数のシャント抵抗は、それぞれが分割した抵抗体で構成されており、この分割した抵抗体が、クエンチ時に保護回路を形成する超伝導コイル以外の他の複数の超伝導コイルを加熱することを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 In a superconducting coil protection device comprising a plurality of superconducting coils and a plurality of shunt resistors that form a protection circuit corresponding to each of the plurality of superconducting coils,
Each of the plurality of superconducting coils is a multi-layer coil composed of two coils that are symmetrically located to form the same protection circuit,
The plurality of shunt resistors are each composed of a divided resistor, and the divided resistor heats a plurality of superconducting coils other than the superconducting coil that forms a protection circuit at the time of quenching. A superconducting coil protection device.
前記複数のシャント抵抗は、各シャント抵抗の前記分割した抵抗体が、保護回路を形成する超伝導コイルに隣り合う超伝導コイルに対して、クエンチ時に加熱することを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 1,
The plurality of shunt resistors, wherein the divided resistors of each shunt resistor heat the superconducting coil adjacent to the superconducting coil forming the protection circuit at the time of quenching. apparatus.
前記複数の超伝導コイルのそれぞれは、左右対称の位置にあり同一の保護回路を形成する2つのコイルから構成される多層コイルであり、
前記保護回路のそれぞれが前記超伝導コイルを加熱する抵抗ヒータを備え、
前記抵抗ヒータは、それぞれが分割した抵抗体で構成されており、この分割した抵抗体が、クエンチ時に保護回路を形成する超伝導コイル以外の他の複数の超伝導コイルを加熱することを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 In a superconducting coil protection device comprising a plurality of superconducting coils and a protection circuit corresponding to each of the plurality of superconducting coils,
Each of the plurality of superconducting coils is a multi-layer coil composed of two coils that are symmetrically located to form the same protection circuit,
Each of the protection circuits comprises a resistance heater that heats the superconducting coil;
Each of the resistance heaters is composed of divided resistors, and the divided resistors heat a plurality of superconducting coils other than the superconducting coils that form a protection circuit at the time of quenching. Protection device for superconducting coils.
前記複数の抵抗ヒータは、各抵抗ヒータの前記分割した抵抗体が、保護回路を形成する超伝導コイルに隣り合う超伝導コイルに対して、クエンチ時に加熱することを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 3,
The plurality of resistance heaters, wherein the divided resistors of each resistance heater are heated at the time of quenching with respect to the superconducting coil adjacent to the superconducting coil forming the protection circuit. apparatus.
前記複数の抵抗ヒータは並列の抵抗体で構成されていることを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 3 or 4,
The superconducting coil protection device, wherein the plurality of resistance heaters are formed of parallel resistors.
前記複数の抵抗ヒータに対して並列にシャント抵抗が配置されていることを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 3 or 4,
A protective device for a superconducting coil, wherein a shunt resistor is arranged in parallel to the plurality of resistance heaters.
前記複数の超伝導コイルのそれぞれは、左右対称の位置にあり同一の保護回路を形成する2つのコイルから構成される多層コイルであり、
前記保護回路のそれぞれが前記超伝導コイルを加熱する発熱体を備え、
前記発熱体は、それぞれが分割した抵抗体で構成されており、この分割した抵抗体が、クエンチ時に保護回路を形成する超伝導コイル以外の他の複数の超伝導コイルを加熱することを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 In a superconducting coil protection device comprising a plurality of superconducting coils and a protection circuit corresponding to each of the plurality of superconducting coils,
Each of the plurality of superconducting coils is a multi-layer coil composed of two coils that are symmetrically located to form the same protection circuit,
Each of the protection circuits comprises a heating element for heating the superconducting coil,
Each of the heating elements is composed of divided resistors, and the divided resistors heat a plurality of other superconducting coils other than the superconducting coils that form a protection circuit at the time of quenching. Protection device for superconducting coils.
前記発熱体としてシャント抵抗を備えたことを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 9,
A superconducting coil protection device comprising a shunt resistor as the heating element.
前記発熱体として抵抗ヒータを備えたことを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 9,
A superconducting coil protection device comprising a resistance heater as the heating element.
前記シャント抵抗、又は抵抗ヒータは保護回路を形成する超伝導コイルに隣り合う超伝導コイルに対して、クエンチ時に加熱することを特徴とする超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 10 or 11,
The superconducting coil protection device, wherein the shunt resistor or the resistance heater heats the superconducting coil adjacent to the superconducting coil forming the protection circuit at the time of quenching.
互いに極性が逆向きになるように並列に配置したダイオードペアを、前記シャント抵抗のそれぞれと直列に設置した超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 1 or 2,
A superconducting coil protection device in which a pair of diodes arranged in parallel so that their polarities are opposite to each other is placed in series with each of the shunt resistors.
互いに極性が逆向きになるように並列に配置したダイオードペアを、前記抵抗ヒータのそれぞれと直列に設置した超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 3 or 4,
A superconducting coil protection device in which a pair of diodes arranged in parallel so that their polarities are opposite to each other is placed in series with each of the resistance heaters.
互いに極性が逆向きになるように並列に配置したダイオードペアを、前記発熱体のそれぞれと直列に設置した超伝導コイルの保護装置。 The protection device for a superconducting coil according to claim 9,
A superconducting coil protection device in which a pair of diodes arranged in parallel so that their polarities are opposite to each other is placed in series with each of the heating elements.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004171978A JP4933034B2 (en) | 2004-06-10 | 2004-06-10 | Superconducting coil protection device, NMR device and MRI device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004171978A JP4933034B2 (en) | 2004-06-10 | 2004-06-10 | Superconducting coil protection device, NMR device and MRI device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005353777A JP2005353777A (en) | 2005-12-22 |
JP4933034B2 true JP4933034B2 (en) | 2012-05-16 |
Family
ID=35587989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004171978A Active JP4933034B2 (en) | 2004-06-10 | 2004-06-10 | Superconducting coil protection device, NMR device and MRI device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4933034B2 (en) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4802762B2 (en) * | 2006-02-28 | 2011-10-26 | 株式会社日立製作所 | Multi-coil superconducting magnet |
JP4699293B2 (en) * | 2006-06-15 | 2011-06-08 | 三菱電機株式会社 | Superconducting magnet |
US7615998B2 (en) * | 2007-01-09 | 2009-11-10 | General Electric Company | Method and apparatus for actively controlling quench protection of a superconducting magnet |
JP4542573B2 (en) * | 2007-08-07 | 2010-09-15 | 株式会社日立製作所 | Active shield type superconducting electromagnet apparatus and magnetic resonance imaging apparatus |
CN101552077B (en) * | 2008-12-11 | 2010-10-27 | 中国科学院电工研究所 | Superconducting magnet system for generating high magnetic field and high uniformity |
DE102009029379B4 (en) | 2009-09-11 | 2012-12-27 | Bruker Biospin Gmbh | Superconducting magnet coil system with quench protection to avoid local current peaks |
KR101091194B1 (en) | 2010-09-01 | 2011-12-09 | 한국전기연구원 | Superconducting current lead using magnetic field sensor for quench detection |
CN102903473B (en) * | 2011-07-29 | 2016-03-30 | 通用电气公司 | superconducting magnet system |
JP2013208188A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Hitachi Medical Corp | Superconducting magnet apparatus, method for protecting superconducting coil, and magnetic resonance imaging apparatus |
CN102751699B (en) * | 2012-06-15 | 2015-05-13 | 中国科学院电工研究所 | Nuclear magnetic resonance superconducting magnetic quenching protection device |
JP2014000346A (en) * | 2012-06-21 | 2014-01-09 | Hitachi Medical Corp | Superconducting electromagnet device and magnetic resonance imaging apparatus |
KR101749814B1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-06-21 | 한국전력공사 | Superconducting fault current limiting element protecting device |
DE102015122879B4 (en) * | 2015-12-28 | 2022-05-05 | Bruker Biospin Gmbh | Superconducting magnet coil system and method for operating a superconducting magnet coil system |
EP3559955B1 (en) * | 2016-12-21 | 2020-11-18 | Tokamak Energy Ltd | Quench protection in superconducting magnets |
GB2582342A (en) | 2019-03-20 | 2020-09-23 | Siemans Healthcare Ltd | Superconductor current leads |
CN113899427A (en) * | 2021-10-14 | 2022-01-07 | 重庆大学 | Partition combined heating type superconducting liquid level meter |
-
2004
- 2004-06-10 JP JP2004171978A patent/JP4933034B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005353777A (en) | 2005-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4933034B2 (en) | Superconducting coil protection device, NMR device and MRI device | |
EP3033754B1 (en) | Device for a current limiter and a current limiter comprising said device | |
US20080062588A1 (en) | Inductive quench for magnet protection | |
JP5911686B2 (en) | Quench protection circuit for superconducting magnet coils | |
US20120014030A1 (en) | Superconducting coil, superconducting magnet, and method of operating superconducting magnet | |
JP2011187524A (en) | High-temperature superconducting parallel conductor, high-temperature superconducting coil using the same, and high-temperature superconducting magnet | |
JP2005109511A (en) | Superconducting resistance type current limiter | |
JP4319602B2 (en) | Superconducting magnet device with quench protection circuit | |
GB2423871A (en) | Superconducting magnet with divided coils and quench protection | |
US6507259B2 (en) | Actively shielded superconducting magnet with protection means | |
JP2007234689A (en) | Multi-coil superconducting magnet | |
US6809910B1 (en) | Method and apparatus to trigger superconductors in current limiting devices | |
Coull et al. | LHC magnet quench protection system | |
JP5255425B2 (en) | Electromagnet device | |
JP3667954B2 (en) | Quench protection circuit for superconducting magnet | |
JP4477859B2 (en) | Permanent current switch, superconducting magnet, and magnetic resonance imaging apparatus | |
CN114846632A (en) | Superconducting switch | |
Homer et al. | A thermally switched flux pump | |
JP2016119431A (en) | Superconducting magnet device | |
JP2016051833A (en) | Superconducting electromagnet device | |
JPH04125021A (en) | Superconducting magnet protector | |
JP2020068293A (en) | Superconducting magnet device | |
JP3911119B2 (en) | Current limiter | |
JPS6195502A (en) | Superconducting magnet | |
JP2004186524A (en) | Superconducting magnet device and superconducting transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060424 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060927 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20071005 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090427 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120116 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4933034 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224 Year of fee payment: 3 |