JP7280571B2 - Persistent current switch and superconducting device - Google Patents

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Description

本発明は、永久電流スイッチ及び超電導装置に関する。 The present invention relates to persistent current switches and superconducting devices.

特開2004-40036号公報(特許文献1)は、永久電流スイッチを開示している。特許文献1に開示された永久電流スイッチは、超電導コイルとともに、冷却容器の中に収容されており、液体ヘリウムによって冷却されている。 Japanese Patent Laying-Open No. 2004-40036 (Patent Document 1) discloses a persistent current switch. The persistent current switch disclosed in Patent Document 1 is housed in a cooling vessel together with a superconducting coil and cooled by liquid helium.

特開2004-40036号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-40036

本発明の一態様の目的は、より低い消費電力でかつより高速に動作し得る永久電流スイッチを提供することである。本発明の一態様の目的は、このような永久電流スイッチを含む超電導装置を提供することである。 It is an object of one aspect of the present invention to provide a persistent current switch that consumes less power and can operate faster. An object of one aspect of the present invention is to provide a superconducting device including such a persistent current switch.

本発明の一態様に係る永久電流スイッチは、超電導線材と、ヒータと、保持部材と、第1ケースと、液体冷媒流入管と、弁と、液体冷媒流出管と、逆止弁とを備える。ヒータは、超電導線材の一部に設けられている。保持部材は、超電導線材を保持している。第1ケースは、保持部材の周囲に第1空間を空けて配置されている。液体冷媒流入管は、第1空間に連通している。弁は、液体冷媒流入管に設けられている。液体冷媒流出管は、第1空間に連通している。逆止弁は、液体冷媒流出管に設けられている。 A persistent current switch according to an aspect of the present invention includes a superconducting wire, a heater, a holding member, a first case, a liquid coolant inlet pipe, a valve, a liquid coolant outlet pipe, and a check valve. A heater is provided on a portion of the superconducting wire. The holding member holds the superconducting wire. The first case is arranged around the holding member with a first space therebetween. The liquid refrigerant inflow pipe communicates with the first space. A valve is provided in the liquid refrigerant inlet pipe. The liquid refrigerant outflow pipe communicates with the first space. A check valve is provided in the liquid refrigerant outflow pipe.

本発明の一態様に係る超電導装置は、本発明の一態様に係る永久電流スイッチと、この永久電流スイッチに接続されている超電導コイルとを備える。 A superconducting device according to one aspect of the present invention includes a persistent current switch according to one aspect of the present invention, and a superconducting coil connected to the persistent current switch.

上記によれば、永久電流スイッチ及び超電導装置は、より低い消費電力でかつより高速に動作し得る。 According to the above, persistent current switches and superconducting devices can operate faster with lower power consumption.

実施の形態1及び実施の形態2に係る超電導装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a superconducting device according to Embodiments 1 and 2; FIG. 実施の形態1に係る永久電流スイッチ(オン状態)の概略部分断面図である。1 is a schematic partial cross-sectional view of a persistent current switch (on state) according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る永久電流スイッチの、図2に示される断面線III-IIIにおける概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the persistent current switch according to Embodiment 1 taken along the cross-sectional line III-III shown in FIG. 2; 実施の形態1に係る永久電流スイッチの、図2に示される断面線IV-IVにおける概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the persistent current switch according to Embodiment 1 taken along the cross-sectional line IV-IV shown in FIG. 2; 実施の形態1に係る永久電流スイッチ(オフ状態)の概略部分断面図である。1 is a schematic partial cross-sectional view of a persistent current switch (off state) according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る超電導装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a superconducting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る超電導装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a superconducting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る超電導装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a superconducting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る超電導装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a superconducting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る超電導装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a superconducting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る超電導装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a superconducting device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る永久電流スイッチ(オン状態)の概略部分断面図である。FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of a persistent current switch (on state) according to Embodiment 2; 実施の形態2に係る永久電流スイッチ(オフ状態)の概略部分断面図である。FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of a persistent current switch (off state) according to Embodiment 2;

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of the embodiment of the present invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.

(1)本発明の一態様に係る永久電流スイッチ1,1bは、超電導線材10と、ヒータ16と、保持部材20と、第1ケース24と、液体冷媒流入管30と、弁32と、液体冷媒流出管34と、逆止弁36とを備える。ヒータ16は、超電導線材10の一部に設けられている。保持部材20は、超電導線材10を保持している。第1ケース24は、保持部材20の周囲に第1空間22を空けて配置されている。液体冷媒流入管30は、第1空間22に連通している。弁32は、液体冷媒流入管30に設けられている。液体冷媒流出管34は、第1空間22に連通している。逆止弁36は、液体冷媒流出管34に設けられている。 (1) Persistent current switches 1 and 1b according to one aspect of the present invention include a superconducting wire 10, a heater 16, a holding member 20, a first case 24, a liquid coolant inlet pipe 30, a valve 32, a liquid A refrigerant outflow pipe 34 and a check valve 36 are provided. Heater 16 is provided on a portion of superconducting wire 10 . Holding member 20 holds superconducting wire 10 . The first case 24 is arranged around the holding member 20 with a first space 22 therebetween. The liquid refrigerant inflow pipe 30 communicates with the first space 22 . A valve 32 is provided in the liquid refrigerant inflow pipe 30 . The liquid refrigerant outflow pipe 34 communicates with the first space 22 . A check valve 36 is provided in the liquid refrigerant outflow pipe 34 .

永久電流スイッチ1,1bをオン状態からオフ状態に切り替えるために、超電導線材10の一部がヒータ16によって加熱される。第1空間22内にある液体冷媒3の少なくとも一部もまた、ヒータ16によって加熱されて、ガス5になる。第1空間22の少なくとも一部が、ガス5で充填される。ガス5の熱伝導率は、液体冷媒3の熱伝導率よりも低い。ガス5は、第1ケース24とヒータ16との間の熱伝導率を下げる。ガス5は、ヒータ16で発生した熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1,1bに含まれる超電導線材10(超電導層13)の一部は、より少ない被加熱量でかつより短時間で、超電導状態から常電導状態に転移する。そのため、永久電流スイッチ1,1bは、より低い消費電力でかつより高速に、オン状態からオフ状態に切り替わる。 A portion of the superconducting wire 10 is heated by the heater 16 in order to switch the persistent current switches 1, 1b from the ON state to the OFF state. At least a portion of the liquid coolant 3 in the first space 22 is also heated by the heater 16 to become gas 5 . At least part of the first space 22 is filled with gas 5 . The thermal conductivity of gas 5 is lower than that of liquid coolant 3 . Gas 5 reduces the thermal conductivity between first case 24 and heater 16 . The gas 5 suppresses the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the first case 24 . A portion of superconducting wire 10 (superconducting layer 13) included in persistent current switches 1 and 1b transitions from the superconducting state to the normal conducting state with a smaller amount of heat to be heated and in a shorter time. Therefore, the persistent current switches 1, 1b switch from the ON state to the OFF state with lower power consumption and at a higher speed.

永久電流スイッチ1,1bをオフ状態からオン状態に切り替えるために、弁32を開いて、液体冷媒3を第1空間22内に流入させる。第1空間22内に流入した液体冷媒3は、ヒータ16の残熱を吸収する。超電導線材10(超電導層13)の一部は、短時間で、超電導状態に転移する。そのため、永久電流スイッチ1,1bは、より高速に、オフ状態からオン状態に切り替わる。こうして、永久電流スイッチ1,1bは、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 In order to switch the persistent current switches 1 , 1 b from the off state to the on state, the valve 32 is opened to allow the liquid coolant 3 to flow into the first space 22 . The liquid coolant 3 that has flowed into the first space 22 absorbs residual heat from the heater 16 . A portion of superconducting wire 10 (superconducting layer 13) transitions to a superconducting state in a short period of time. Therefore, the persistent current switches 1, 1b switch from the off state to the on state at a higher speed. Thus, the persistent current switches 1, 1b consume less power and operate faster.

(2)上記(1)に係る永久電流スイッチ1,1bでは、超電導線材10の一部及びヒータ16は、第1ケース24の内部空間23の鉛直方向における上部に配置されている。液体冷媒流出管34は、鉛直方向における第1ケース24の下部に配置されている。 (2) In the persistent current switches 1 and 1b according to (1) above, part of the superconducting wire 10 and the heater 16 are arranged above the internal space 23 of the first case 24 in the vertical direction. The liquid refrigerant outflow pipe 34 is arranged below the first case 24 in the vertical direction.

ヒータ16の周りで発生したガス5は、鉛直方向における上方に向けて、第1空間22内を移動する。超電導線材10の一部及びヒータ16は、第1ケース24の内部空間23の鉛直方向における上部に配置されているため、ガス5が第1ケース24の上側内表面に到達するまでの距離が短くなる。ガス5が、第1ケース24の上側内表面に到達するまでの間に、第1空間22内にある液体冷媒3によって冷却されて、再び液体冷媒3に戻る可能性が減少され得る。液体冷媒流出管34は、鉛直方向における第1ケース24の下部に配置されているため、第1空間22内にガス5が発生したときに、ガス5よりも、第1空間22内にある液体冷媒3が、液体冷媒流出管34から優先的に排出される。ガス5は、第1空間22内に溜まりやすい。ガス5は、ヒータ16で発生した熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。そのため、永久電流スイッチ1,1bは、より低い消費電力でかつより高速に、オン状態からオフ状態に切り替わる。 The gas 5 generated around the heater 16 moves upward in the vertical direction within the first space 22 . Since part of the superconducting wire 10 and the heater 16 are arranged in the upper part of the inner space 23 of the first case 24 in the vertical direction, the distance for the gas 5 to reach the upper inner surface of the first case 24 is short. Become. By the time the gas 5 reaches the upper inner surface of the first case 24, the possibility of being cooled by the liquid coolant 3 in the first space 22 and returning to the liquid coolant 3 can be reduced. Since the liquid refrigerant outflow pipe 34 is arranged in the lower part of the first case 24 in the vertical direction, when the gas 5 is generated in the first space 22, the liquid in the first space 22 is discharged more than the gas 5. The refrigerant 3 is preferentially discharged from the liquid refrigerant outflow pipe 34 . The gas 5 tends to accumulate in the first space 22 . The gas 5 suppresses the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the first case 24 . Therefore, the persistent current switches 1, 1b switch from the ON state to the OFF state with lower power consumption and at a higher speed.

(3)上記(1)または(2)に係る永久電流スイッチ1,1bでは、第1ケース24は、樹脂で形成されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。樹脂製の第1ケース24は、ヒータ16で発生する熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1,1bは、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 (3) In the persistent current switch 1, 1b according to (1) or (2) above, the first case 24 is made of resin. In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The first case 24 made of resin prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid coolant 3 outside the first case 24 . Persistent current switches 1, 1b consume less power and operate faster.

(4)上記(1)から(3)のいずれかに係る永久電流スイッチ1,1bでは、保持部材20は、第1樹脂固定部材25を用いて、第1ケース24に固定されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。第1樹脂固定部材25は、ヒータ16で発生する熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1,1bは、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 (4) In the persistent current switch 1 or 1b according to any one of (1) to (3) above, the holding member 20 is fixed to the first case 24 using the first resin fixing member 25 . In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The first resin fixing member 25 prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid coolant 3 outside the first case 24 . Persistent current switches 1, 1b consume less power and operate faster.

(5)上記(1)から(4)のいずれかに係る永久電流スイッチ1,1bでは、超電導線材10は、超電導層13を含む。超電導層13は、RE1Ba2Cu3y(6.0≦y≦8.0、REは希土類元素を表す)で形成されている。一般的に、RE1Ba2Cu3yのような酸化物超電導材料は、NbTiのような金属超電導材料よりも、高い超電導転移温度を有している。そのため、永久電流スイッチ1,1bの冷却構造及び運転制御がより簡素化され得る。また、高磁場中における超電導線材10の臨界電流が大きいため、永久電流スイッチ1,1bの設置位置に対する制約を少なくすることができる。 (5) In persistent current switch 1 or 1b according to any one of (1) to (4) above, superconducting wire 10 includes superconducting layer 13 . The superconducting layer 13 is made of RE 1 Ba 2 Cu 3 O y (6.0≦y≦8.0, RE represents a rare earth element). In general, oxide superconducting materials such as RE 1 Ba 2 Cu 3 O y have higher superconducting transition temperatures than metal superconducting materials such as NbTi. Therefore, the cooling structure and operation control of the persistent current switches 1, 1b can be simplified. Moreover, since the superconducting wire 10 has a large critical current in a high magnetic field, restrictions on the installation positions of the persistent current switches 1 and 1b can be reduced.

(6)上記(5)に係る永久電流スイッチ1,1bでは、超電導線材10は、超電導層13を覆う保護層14をさらに含む。超電導線材10の一部において、超電導層13は保護層14から露出している。ヒータ16は、保護層14から露出している超電導層13上に設けられている。そのため、超電導線材10の一部が超電導状態から常電導状態に転移したときに、超電導層13を流れていた電流が保護層14にバイパスされることなく、超電導層13を流れ続ける。ヒータ16で発生する熱によって、永久電流スイッチ1,1bの抵抗を、より短い時間で、より高くすることができる。 (6) In persistent current switches 1 and 1b according to (5) above, superconducting wire 10 further includes protective layer 14 that covers superconducting layer 13 . In a portion of superconducting wire 10 , superconducting layer 13 is exposed from protective layer 14 . Heater 16 is provided on superconducting layer 13 exposed from protective layer 14 . Therefore, when part of the superconducting wire 10 transitions from the superconducting state to the normal conducting state, the current flowing through the superconducting layer 13 continues to flow through the superconducting layer 13 without being bypassed by the protective layer 14.例文帳に追加The heat generated by the heater 16 allows the resistance of the persistent current switches 1, 1b to be higher in a shorter time.

(7)上記(1)から(6)のいずれかに係る永久電流スイッチ1bは、第2ケース44をさらに備える。第2ケース44は、第1ケース24の周囲に第2空間42を空けて配置されている。液体冷媒流入管30及び液体冷媒流出管34は、第2空間42から流体的に分離されている。第1ケース24と第2ケース44との間の第2空間42は、ヒータ16で発生した熱が第2ケース44の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。そのため、永久電流スイッチ1bは、より低い消費電力でかつより高速に、オン状態からオフ状態に切り替わる。 (7) The persistent current switch 1b according to any one of (1) to (6) above further includes a second case 44 . The second case 44 is arranged around the first case 24 with a second space 42 therebetween. The liquid refrigerant inflow pipe 30 and the liquid refrigerant outflow pipe 34 are fluidly separated from the second space 42 . The second space 42 between the first case 24 and the second case 44 prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the second case 44 . Therefore, the persistent current switch 1b switches from the ON state to the OFF state at a lower power consumption and at a higher speed.

(8)上記(7)に係る永久電流スイッチ1bでは、第2ケース44は、樹脂で形成されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。樹脂製の第2ケース44は、ヒータ16で発生する熱が第2ケース44の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1bは、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 (8) In the persistent current switch 1b according to (7) above, the second case 44 is made of resin. In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The second case 44 made of resin prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the second case 44 . The persistent current switch 1b consumes less power and operates faster.

(9)上記(7)または(8)に係る永久電流スイッチ1bでは、第2ケース44は、第2樹脂固定部材45を用いて、第1ケース24に固定されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。第2樹脂固定部材45は、ヒータ16で発生する熱が第2ケース44の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1bは、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 (9) In the persistent current switch 1b according to (7) or (8) above, the second case 44 is fixed to the first case 24 using the second resin fixing member 45 . In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The second resin fixing member 45 prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid coolant 3 outside the second case 44 . The persistent current switch 1b consumes less power and operates faster.

(10)本発明の一態様に係る超電導装置50は、上記(1)から(9)のいずれかに係る永久電流スイッチ1,1bと、超電導コイル40と、容器51とを備える。超電導コイル40は、永久電流スイッチ1,1bに接続されている。容器51は、永久電流スイッチ1,1bと超電導コイル40とを収容している。そのため、超電導装置50は、より低い消費電力でかつより高速に動作し得る。 (10) A superconducting device 50 according to an aspect of the present invention includes persistent current switches 1 and 1b according to any one of (1) to (9) above, a superconducting coil 40, and a container 51. A superconducting coil 40 is connected to the persistent current switches 1 and 1b. A container 51 accommodates the persistent current switches 1 and 1b and the superconducting coil 40 . Therefore, the superconducting device 50 can operate faster with lower power consumption.

[本発明の実施形態の詳細]
図面に基づいて、実施の形態の詳細を以下説明する。なお、図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。以下に記載する実施の形態の少なくとも一部の構成を任意に組み合わせてもよい。
[Details of the embodiment of the present invention]
Details of the embodiments will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. You may combine arbitrarily the structure of at least one part of embodiment described below.

(実施の形態1)
図1を参照して、実施の形態1の超電導装置50を説明する。超電導装置50は、例えば、超電導マグネット、核磁気共鳴(NMR)装置または磁気共鳴イメージング(MRI)装置などである。超電導装置50は、永久電流スイッチ1と、超電導コイル40と、容器51とを備える。超電導コイル40は、永久電流スイッチ1に並列に接続されている。容器51は、永久電流スイッチ1と超電導コイル40とを収容している。容器51は、クライオスタットのような断熱容器である。容器51は、液体ヘリウムのような液体冷媒3を含んでいる。液体冷媒3は、超電導コイル40と、永久電流スイッチ1とを冷却している。
(Embodiment 1)
A superconducting device 50 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG. The superconducting device 50 is, for example, a superconducting magnet, a nuclear magnetic resonance (NMR) device, a magnetic resonance imaging (MRI) device, or the like. A superconducting device 50 includes a persistent current switch 1 , a superconducting coil 40 and a container 51 . A superconducting coil 40 is connected in parallel with the persistent current switch 1 . A container 51 accommodates the persistent current switch 1 and the superconducting coil 40 . Vessel 51 is an insulated vessel such as a cryostat. A container 51 contains a liquid coolant 3, such as liquid helium. Liquid coolant 3 cools superconducting coil 40 and persistent current switch 1 .

図2に示されるように、実施の形態1の永久電流スイッチ1は、超電導線材10と、ヒータ16と、保持部材20と、第1ケース24と、液体冷媒流入管30と、弁32と、液体冷媒流出管34と、逆止弁36とを主に備える。 As shown in FIG. 2, the persistent current switch 1 of Embodiment 1 includes a superconducting wire 10, a heater 16, a holding member 20, a first case 24, a liquid refrigerant inflow pipe 30, a valve 32, It mainly comprises a liquid refrigerant outflow pipe 34 and a check valve 36 .

図3及び図4に示されるように、超電導線材10は、基材11と、中間層12と、超電導層13と、保護層14とを含む。 As shown in FIGS. 3 and 4 , superconducting wire 10 includes substrate 11 , intermediate layer 12 , superconducting layer 13 , and protective layer 14 .

基材11は、好ましくは、第1層11aと、第2層11bと、第3層11cとを含んでいる。第2層11bは、第1層11a上に形成されている。第3層11cは、第2層11b上に形成されている。第1層11aは、例えば、ステンレス鋼またはハステロイ(登録商標)で構成されている。第2層11bは、例えば、銅(Cu)または銅合金で構成されている。第3層11cは、ニッケル(Ni)で構成されている。本実施の形態では基材11は三層基材であるが、基材11は、単層基材または二層基材であってもよい。 The substrate 11 preferably includes a first layer 11a, a second layer 11b and a third layer 11c. The second layer 11b is formed on the first layer 11a. The third layer 11c is formed on the second layer 11b. The first layer 11a is made of, for example, stainless steel or Hastelloy (registered trademark). The second layer 11b is made of copper (Cu) or a copper alloy, for example. The third layer 11c is made of nickel (Ni). Although substrate 11 is a three-layer substrate in this embodiment, substrate 11 may be a single-layer substrate or a two-layer substrate.

中間層12は、基材11(第3層11c)上に形成されている。中間層12は、絶縁材料で構成されている。中間層12は、特に限定されないが、例えば、安定化ジルコニア(YSZ)、酸化イットリウム(Y23)、酸化セリウム(CeO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化ランタンマンガン(LaMnO)、ジルコン酸ガドリニウム(Gd2Zr27)およびチタン酸ストロンチウム(SrTiO)からなる群から選ばれた少なくとも一つによって構成されている。 The intermediate layer 12 is formed on the base material 11 (third layer 11c). The intermediate layer 12 is made of an insulating material. The intermediate layer 12 is not particularly limited . It is composed of at least one selected from the group consisting of lanthanum manganese oxide (LaMnO 3 ), gadolinium zirconate (Gd 2 Zr 2 O 7 ) and strontium titanate (SrTiO 3 ).

超電導層13は、中間層12上に形成されている。超電導層13は、例えば、酸化物超電導体により構成されている。超電導層13は、例えば、RE1Ba2Cu3y(6.0≦y≦8.0)である。希土類元素REは、例えば、イットリウム(Y)、プラセオジウム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロビウム(Eu)、ガドリウム(Gd)、ホルミウム(Ho)またはイッテルビウム(Yb)からなる群から選ばれた少なくとも一つの元素である。 Superconducting layer 13 is formed on intermediate layer 12 . The superconducting layer 13 is made of, for example, an oxide superconductor. The superconducting layer 13 is , for example, RE1Ba2Cu3Oy ( 6.0≤y≤8.0 ). The rare earth element RE is for example from the group consisting of yttrium (Y), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), eurobium (Eu), gadolinium (Gd), holmium (Ho) or ytterbium (Yb). At least one element selected.

保護層14は、超電導層13を覆っている。特定的には、保護層14は、基材11とは反対側の超電導層13の主面を覆っている。ただし、超電導線材10の一部において、超電導層13は保護層14から露出している。特定的には、超電導線材10の一部において、基材11とは反対側の超電導層13の主面は、保護層14から露出している。超電導線材10の長手方向において、保護層14は、超電導線材10の一部で分断されている。超電導線材10の一部は、超電導線材10の長手方向における超電導線材10の両端部以外の部分である。保護層14は、例えば、銀(Ag)または銅(Cu)等の金属または合金等で構成されている。 Protective layer 14 covers superconducting layer 13 . Specifically, protective layer 14 covers the main surface of superconducting layer 13 on the opposite side of substrate 11 . However, superconducting layer 13 is exposed from protective layer 14 in part of superconducting wire 10 . Specifically, in a portion of superconducting wire 10 , the main surface of superconducting layer 13 on the opposite side of substrate 11 is exposed from protective layer 14 . In the longitudinal direction of superconducting wire 10 , protective layer 14 is divided by part of superconducting wire 10 . A portion of superconducting wire 10 is a portion other than both ends of superconducting wire 10 in the longitudinal direction of superconducting wire 10 . The protective layer 14 is made of, for example, a metal such as silver (Ag) or copper (Cu), an alloy, or the like.

図2及び図4に示されるように、ヒータ16は、超電導線材10の一部に設けられている。ヒータ16は、例えば、保護層14から露出している超電導層13上に設けられている。具体的には、ヒータ16は、絶縁シート17上に設けられている。ヒータ16は、例えば、蛇行した電熱線である。電熱線は、例えば、ニクロム線で構成されている。絶縁シート17は、接着部材(図示せず)を用いて、超電導線材10に貼り付けられてもよい。本実施の形態の変形例では、ヒータ16は、絶縁膜で被覆された電熱線であり、超電導線材10の周りに巻き付けられてもよい。超電導線材10の一部及びヒータ16は、第1ケース24の内部空間23の鉛直方向(z方向)における上部に配置されている。本明細書において、鉛直方向(z方向)は、重力方向を意味する。 As shown in FIGS. 2 and 4, heater 16 is provided on a portion of superconducting wire 10 . The heater 16 is provided, for example, on the superconducting layer 13 exposed from the protective layer 14 . Specifically, the heater 16 is provided on the insulating sheet 17 . The heater 16 is, for example, a meandering heating wire. The heating wire is composed of, for example, a nichrome wire. Insulating sheet 17 may be attached to superconducting wire 10 using an adhesive member (not shown). In a modification of the present embodiment, heater 16 may be a heating wire covered with an insulating film and wound around superconducting wire 10 . A portion of the superconducting wire 10 and the heater 16 are arranged above the internal space 23 of the first case 24 in the vertical direction (z direction). In this specification, the vertical direction (z direction) means the direction of gravity.

図2に示されるように、保持部材20は、超電導線材10を保持している。超電導線材10は、例えば、保持部材20に設けられた溝(図示せず)内に配置されている。超電導線材10は、保持部材20の内部に埋め込まれてもよい。保持部材20は、例えば、巻枠であってもよく、超電導線材10は巻枠に巻回されてもよい。保持部材20は、低い熱伝導率を有する材料で形成されている。保持部材20は、例えば、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)のような繊維強化プラスチック(FRP)で形成されている。 As shown in FIG. 2 , holding member 20 holds superconducting wire 10 . Superconducting wire 10 is arranged, for example, in a groove (not shown) provided in holding member 20 . Superconducting wire 10 may be embedded inside holding member 20 . The holding member 20 may be, for example, a winding frame, and the superconducting wire 10 may be wound around the winding frame. The holding member 20 is made of a material with low thermal conductivity. The holding member 20 is made of, for example, fiber reinforced plastic (FRP) such as glass fiber reinforced plastic (GFRP).

第1ケース24は、保持部材20の周囲に第1空間22を空けて配置されている。第1空間22は、第1ケース24の内部空間23の一部である。第1ケース24は、低い熱伝導率を有する樹脂で形成されている。第1ケース24は、例えば、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)のような繊維強化プラスチック(FRP)で形成されている。保持部材20は、第1樹脂固定部材25を用いて、第1ケース24に固定されている。第1樹脂固定部材25は、例えば、エポキシ樹脂で形成されている。第1ケース24には、超電導線材10が貫通する孔が設けられている。孔は、第1封止部材26で封止されている。第1封止部材26は、エポキシ樹脂、パラフィン樹脂またはシリコーン樹脂のような樹脂で形成されている。 The first case 24 is arranged around the holding member 20 with a first space 22 therebetween. The first space 22 is part of the internal space 23 of the first case 24 . The first case 24 is made of resin having low thermal conductivity. The first case 24 is made of, for example, fiber reinforced plastic (FRP) such as glass fiber reinforced plastic (GFRP). The holding member 20 is fixed to the first case 24 using a first resin fixing member 25 . The first resin fixing member 25 is made of, for example, epoxy resin. The first case 24 is provided with a hole through which the superconducting wire 10 passes. The hole is sealed with a first sealing member 26 . The first sealing member 26 is made of resin such as epoxy resin, paraffin resin, or silicone resin.

液体冷媒流入管30は、第1空間22に連通している。液体冷媒流入管30は、鉛直方向(z方向)における第1ケース24の上部に配置されている。具体的には、液体冷媒流入管30は、第1ケース24の上面に接続されている。弁32は、液体冷媒流入管30に設けられている。弁32が開状態にあるとき、弁32は、第1ケース24の外側にある液体冷媒3が、液体冷媒流入管30を通って、第1空間22内に流入することを可能にする。弁32が閉状態にあるとき、弁32は、第1ケース24の外側にある液体冷媒3が、液体冷媒流入管30を通って、第1空間22内に流入することを阻止する。 The liquid refrigerant inflow pipe 30 communicates with the first space 22 . The liquid coolant inflow pipe 30 is arranged above the first case 24 in the vertical direction (z direction). Specifically, the liquid refrigerant inflow pipe 30 is connected to the upper surface of the first case 24 . A valve 32 is provided in the liquid refrigerant inflow pipe 30 . When the valve 32 is in an open state, the valve 32 allows the liquid refrigerant 3 outside the first case 24 to flow into the first space 22 through the liquid refrigerant inlet pipe 30 . When the valve 32 is in the closed state, the valve 32 prevents the liquid refrigerant 3 outside the first case 24 from flowing into the first space 22 through the liquid refrigerant inflow pipe 30 .

液体冷媒流出管34は、第1空間22に連通している。液体冷媒流出管34は、鉛直方向(z方向)における第1ケース24の下部に配置されている。具体的には、液体冷媒流出管34は、第1ケース24の下面に接続されている。逆止弁36は、液体冷媒流出管34に設けられている。逆止弁36は、第1ケース24の外側にある液体冷媒3が、液体冷媒流出管34を通って、第1空間22内に流入することを防止する。逆止弁36は、第1空間22内の圧力が所定の圧力を超えると、第1空間22内に充填されていた液体冷媒3を、液体冷媒流出管34から排出させるように構成されている。 The liquid refrigerant outflow pipe 34 communicates with the first space 22 . The liquid refrigerant outflow pipe 34 is arranged below the first case 24 in the vertical direction (z direction). Specifically, the liquid refrigerant outflow pipe 34 is connected to the lower surface of the first case 24 . A check valve 36 is provided in the liquid refrigerant outflow pipe 34 . The check valve 36 prevents the liquid refrigerant 3 outside the first case 24 from flowing into the first space 22 through the liquid refrigerant outflow pipe 34 . The check valve 36 is configured to discharge the liquid refrigerant 3 filled in the first space 22 from the liquid refrigerant outflow pipe 34 when the pressure in the first space 22 exceeds a predetermined pressure. .

図2及び図5から図11を参照して、永久電流スイッチ1の動作を説明する。図6から図11に示されるように、永久電流スイッチ1は、超電導コイル40に並列に接続されている。超電導コイル40及び永久電流スイッチ1は、電流源39に接続されている。 The operation of the persistent current switch 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 5 to 11. FIG. As shown in FIGS. 6 to 11, persistent current switch 1 is connected in parallel with superconducting coil 40 . Superconducting coil 40 and persistent current switch 1 are connected to current source 39 .

超電導コイル40及び永久電流スイッチ1を、超電導転移温度以下の温度になるように冷却する。具体的には、図2に示されるように、超電導コイル40及び永久電流スイッチ1を、液体ヘリウムのような液体冷媒3中に浸漬する。弁32を開いて、液体冷媒流入管30から、液体冷媒3を第1空間22内に流入させる。第1空間22が液体冷媒3によって充填されると、弁32を閉じる。ヒータ16に電流が流れておらず、ヒータ16はオフ状態にある。永久電流スイッチ1に含まれる超電導層13は超電導状態に転移し、永久電流スイッチ1はゼロの電気抵抗を有する(永久電流スイッチ1のオン状態、図6を参照)。超電導コイル40も、超電導状態に転移する。電流源39から流れる電流Iは、ゼロである。 The superconducting coil 40 and the persistent current switch 1 are cooled to a temperature below the superconducting transition temperature. Specifically, as shown in FIG. 2, the superconducting coil 40 and the persistent current switch 1 are immersed in a liquid coolant 3 such as liquid helium. The valve 32 is opened to allow the liquid refrigerant 3 to flow into the first space 22 from the liquid refrigerant inflow pipe 30 . When the first space 22 is filled with the liquid refrigerant 3, the valve 32 is closed. No current flows through the heater 16, and the heater 16 is in an off state. The superconducting layer 13 included in the persistent current switch 1 transitions to a superconducting state and the persistent current switch 1 has zero electrical resistance (ON state of the persistent current switch 1, see FIG. 6). The superconducting coil 40 also transitions to the superconducting state. The current I flowing from the current source 39 is zero.

それから、ヒータ16に電流を流して、ヒータ16をオン状態(発熱状態)とする。超電導線材10(超電導層13)の一部は、常電導状態に転移し、永久電流スイッチ1はRの電気抵抗を有する(永久電流スイッチ1のオフ状態、図7を参照)。電流源39から流れる電流Iは、依然として、ゼロである。 Then, a current is passed through the heater 16 to turn on the heater 16 (heat generation state). Part of the superconducting wire 10 (superconducting layer 13) transitions to the normal conducting state, and the persistent current switch 1 has an electrical resistance of R (off state of the persistent current switch 1, see FIG. 7). The current I flowing from current source 39 is still zero.

図5に示されるように、ヒータ16をオン状態(発熱状態)とすると、第1空間22内にある液体冷媒3(例えば、液体ヘリウム)の少なくとも一部は、ヒータ16によって加熱されて、ガス5(例えば、ヘリウムガス)になる。第1空間22の上端部から第1空間22の下端部に向けて、第1空間22の少なくとも一部が、ガス5で充填される。ガス5の熱伝導率は、液体冷媒3の熱伝導率よりも低い。ガス5は、第1ケース24とヒータ16との間の熱伝導率を下げる。ガス5は、ヒータ16を第1ケース24から断熱してもよい。 As shown in FIG. 5, when the heater 16 is turned on (heating state), at least part of the liquid coolant 3 (for example, liquid helium) in the first space 22 is heated by the heater 16 to be gaseous. 5 (eg, helium gas). At least part of the first space 22 is filled with the gas 5 from the upper end of the first space 22 toward the lower end of the first space 22 . The thermal conductivity of gas 5 is lower than that of liquid coolant 3 . Gas 5 reduces the thermal conductivity between first case 24 and heater 16 . The gas 5 may insulate the heater 16 from the first case 24 .

また、ガス5の体積は、ガス5に気化される前の液体冷媒3の体積よりもはるかに大きい。そのため、ガス5は、第1空間22内の圧力を上昇させる。第1空間22内の圧力が所定の圧力を超えると、逆止弁36は、第1空間22内に充填されていた液体冷媒3の少なくとも一部を、液体冷媒流出管34から排出させる。逆止弁36は、第1空間22内の液体冷媒3の少なくとも一部が気化されてガス5になるときに、第1ケース24が破裂することを防止する。 Also, the volume of gas 5 is much larger than the volume of liquid refrigerant 3 before it is vaporized into gas 5 . Therefore, the gas 5 increases the pressure inside the first space 22 . When the pressure in the first space 22 exceeds a predetermined pressure, the check valve 36 causes at least part of the liquid refrigerant 3 filled in the first space 22 to be discharged from the liquid refrigerant outflow pipe 34 . The check valve 36 prevents the first case 24 from rupturing when at least part of the liquid coolant 3 in the first space 22 is vaporized into gas 5 .

それから、図8に示されるように、電流源39から電流Iを流し始める。電流源39から流れる電流Iを、ゼロから、電流Iの時間変化ΔI/Δtで次第に増加させる。超電導コイル40は、インダクタンスLを有している。電流源39から流れる電流Iを次第に増加させると、超電導コイル40に、電流Iの時間変化ΔI/Δtに応じたコイルインピーダンスZが発生する。電流源39から流れる電流Iのゼロからの増加電流は、永久電流スイッチ1の電気抵抗R及び超電導コイル40のコイルインピーダンスZに応じて永久電流スイッチ1と超電導コイル40とに分配されて、永久電流スイッチ1と超電導コイル40とに流れる。この増加電流は、電流Iの時間変化ΔI/Δtの時間積分ΣΔI/Δtで与えられる。 Then, current I begins to flow from current source 39, as shown in FIG. The current I flowing from the current source 39 is gradually increased from zero by the time change ΔI/Δt of the current I. The superconducting coil 40 has an inductance L. When the current I flowing from the current source 39 is gradually increased, a coil impedance Z is generated in the superconducting coil 40 according to the change ΔI/Δt of the current I over time. An increasing current from zero of the current I flowing from the current source 39 is distributed to the persistent current switch 1 and the superconducting coil 40 according to the electrical resistance R of the persistent current switch 1 and the coil impedance Z of the superconducting coil 40, and the persistent current It flows through switch 1 and superconducting coil 40 . This increased current is given by the time integral ΣΔI/Δt of the time change ΔI/Δt of the current I.

図9に示されるように、電流源39から流れる電流Iが、永久電流モードにおいて超電導コイル40に流す運転電流I0に達すると、電流源39から流れる電流Iを運転電流I0に維持する。電流源39から流れる電流Iの時間変化ΔI/Δtはゼロとなり、超電導コイル40のコイルインピーダンスZもゼロになる。永久電流スイッチ1を流れる電流は次第に減少し、超電導コイル40に流れる電流が次第に増加する。電流源39から流れる運転電流I0は、もっぱら超電導コイル40に流れるようになる。こうして、超電導コイル40は、励磁される。 As shown in FIG. 9, when the current I flowing from the current source 39 reaches the operating current I0 flowing through the superconducting coil 40 in the persistent current mode, the current I flowing from the current source 39 is maintained at the operating current I0 . The time change ΔI/Δt of the current I flowing from the current source 39 becomes zero, and the coil impedance Z of the superconducting coil 40 also becomes zero. The current flowing through persistent current switch 1 gradually decreases, and the current flowing through superconducting coil 40 gradually increases. The operating current I 0 flowing from the current source 39 will flow exclusively to the superconducting coil 40 . The superconducting coil 40 is thus excited.

ヒータ16に電流を流すことを停止して、ヒータ16をオフ状態とする。図2に示されるように、弁32を開いて、液体冷媒流入管30から、液体冷媒3を第1空間22内に流入させる。ガス5は、弁32または逆止弁36から排出される。第1空間22が液体冷媒3によって充填されると、弁32を閉じる。第1空間22内に流入した液体冷媒3は、ヒータ16の残熱を吸収する。超電導線材10(超電導層13)の一部は、超電導状態に転移し、永久電流スイッチ1はゼロの電気抵抗を有する(永久電流スイッチ1のオン状態、図10を参照)。 The heater 16 is turned off by stopping the current from flowing through the heater 16 . As shown in FIG. 2 , the valve 32 is opened to allow the liquid refrigerant 3 to flow into the first space 22 from the liquid refrigerant inflow pipe 30 . Gas 5 is discharged through valve 32 or check valve 36 . When the first space 22 is filled with the liquid refrigerant 3, the valve 32 is closed. The liquid coolant 3 that has flowed into the first space 22 absorbs residual heat from the heater 16 . A portion of the superconducting wire 10 (superconducting layer 13) transitions to a superconducting state, and the persistent current switch 1 has zero electrical resistance (ON state of the persistent current switch 1, see FIG. 10).

図10に示されるように、電流源39から流れる電流Iを、電流Iの時間変化-ΔI/Δtで運転電流I0から次第に減少させる。図10における電流Iの時間減分-ΔI/Δtの絶対値は、図8における電流Iの時間増分ΔI/Δtに等しくてもよいし、異なってもよい。電流源39から流れる電流Iの運転電流I0からの減少電流は、永久電流スイッチ1に流れる。この減少電流は、電流Iの時間変化-ΔI/Δtの時間積分-ΣΔI/Δtで与えられる。図11に示されるように、電流源39から流れる電流をゼロにすると、運転電流I0は、永久電流スイッチ1と超電導コイル40とを循環する。こうして、永久電流スイッチ1は、超電導装置50を永久電流モードで動作させることができる。 As shown in FIG. 10, the current I flowing from the current source 39 is gradually decreased from the operating current I 0 by the time change of the current I -ΔI/Δt. The absolute value of the time increment −ΔI/Δt of current I in FIG. 10 may be equal to or different from the time increment ΔI/Δt of current I in FIG. A reduced current from the operating current I 0 of the current I flowing from the current source 39 flows through the persistent current switch 1 . This decreasing current is given by the time change of the current I--the time integral of .DELTA.I/.DELTA.t-.SIGMA..DELTA.I/.DELTA.t. As shown in FIG. 11, when the current flowing from current source 39 is made zero, operating current I 0 circulates through persistent current switch 1 and superconducting coil 40 . Thus, the persistent current switch 1 can operate the superconducting device 50 in persistent current mode.

本実施の形態の永久電流スイッチ1及び超電導装置50の効果を説明する。 Effects of the persistent current switch 1 and the superconducting device 50 of this embodiment will be described.

本実施の形態の永久電流スイッチ1は、超電導線材10と、ヒータ16と、保持部材20と、第1ケース24と、液体冷媒流入管30と、弁32と、液体冷媒流出管34と、逆止弁36とを備える。ヒータ16は、超電導線材10の一部に設けられている。保持部材20は、超電導線材10を保持している。第1ケース24は、保持部材20の周囲に第1空間22を空けて配置されている。液体冷媒流入管30は、第1空間22に連通している。弁32は、液体冷媒流入管30に設けられている。液体冷媒流出管34は、第1空間22に連通している。逆止弁36は、液体冷媒流出管34に設けられている。 Persistent current switch 1 of the present embodiment includes superconducting wire 10, heater 16, holding member 20, first case 24, liquid coolant inlet pipe 30, valve 32, liquid coolant outlet pipe 34, reverse and a stop valve 36 . Heater 16 is provided on a portion of superconducting wire 10 . Holding member 20 holds superconducting wire 10 . The first case 24 is arranged around the holding member 20 with a first space 22 therebetween. The liquid refrigerant inflow pipe 30 communicates with the first space 22 . A valve 32 is provided in the liquid refrigerant inflow pipe 30 . The liquid refrigerant outflow pipe 34 communicates with the first space 22 . A check valve 36 is provided in the liquid refrigerant outflow pipe 34 .

永久電流スイッチ1をオン状態からオフ状態に切り替えるために、超電導線材10の一部がヒータ16によって加熱される。第1空間22内にある液体冷媒3の少なくとも一部もまた、ヒータ16によって加熱されて、ガス5になる。第1空間22の少なくとも一部が、ガス5で充填される。ガス5の熱伝導率は、液体冷媒3の熱伝導率よりも低い。ガス5は、第1ケース24とヒータ16との間の熱伝導率を下げる。ガス5は、ヒータ16で発生した熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1に含まれる超電導線材10(超電導層13)の一部は、より少ない被加熱量でかつより短時間で、超電導状態から常電導状態に転移する。そのため、永久電流スイッチ1は、より低い消費電力でかつより高速に、オン状態からオフ状態に切り替わる。逆止弁36は、第1空間22内の液体冷媒3の少なくとも一部が気化されてガス5になるときに、第1ケース24が破裂することを防止する。 A portion of the superconducting wire 10 is heated by the heater 16 in order to switch the persistent current switch 1 from the ON state to the OFF state. At least a portion of the liquid coolant 3 in the first space 22 is also heated by the heater 16 to become gas 5 . At least part of the first space 22 is filled with gas 5 . The thermal conductivity of gas 5 is lower than that of liquid coolant 3 . Gas 5 reduces the thermal conductivity between first case 24 and heater 16 . The gas 5 suppresses the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the first case 24 . Part of the superconducting wire 10 (superconducting layer 13) included in the persistent current switch 1 transitions from the superconducting state to the normal conducting state with a smaller amount of heating and in a shorter time. Therefore, the persistent current switch 1 switches from the on state to the off state with lower power consumption and faster. The check valve 36 prevents the first case 24 from rupturing when at least part of the liquid coolant 3 in the first space 22 is vaporized into gas 5 .

永久電流スイッチ1をオフ状態からオン状態に切り替えるために、弁32を開いて、液体冷媒3を第1空間22内に流入させる。第1空間22内に流入した液体冷媒3は、ヒータ16の残熱を吸収する。超電導線材10(超電導層13)の一部は、短時間で、超電導状態に転移する。そのため、永久電流スイッチ1は、より高速に、オフ状態からオン状態に切り替わる。こうして、永久電流スイッチ1は、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 In order to switch the persistent current switch 1 from the off state to the on state, the valve 32 is opened allowing the liquid coolant 3 to flow into the first space 22 . The liquid coolant 3 that has flowed into the first space 22 absorbs residual heat from the heater 16 . A portion of superconducting wire 10 (superconducting layer 13) transitions to a superconducting state in a short period of time. Therefore, the persistent current switch 1 switches from the off state to the on state faster. Thus, the persistent current switch 1 consumes less power and operates faster.

本実施の形態の永久電流スイッチ1では、超電導線材10の一部及びヒータ16は、第1ケース24の内部空間23の鉛直方向(z方向)における上部に配置されている。液体冷媒流出管34は、鉛直方向(z方向)における第1ケース24の下部に配置されている。 In persistent current switch 1 of the present embodiment, part of superconducting wire 10 and heater 16 are arranged above interior space 23 of first case 24 in the vertical direction (z direction). The liquid refrigerant outflow pipe 34 is arranged below the first case 24 in the vertical direction (z direction).

ヒータ16の周りで発生したガス5は、鉛直方向(z方向)における上方に向けて、第1空間22内を移動する。超電導線材10の一部及びヒータ16は、第1ケース24の内部空間23の鉛直方向(z方向)における上部に配置されているため、ガス5が第1ケース24の上側内表面に到達するまでの距離が短くなる。ガス5が、第1ケース24の上側内表面に到達するまでの間に、第1空間22内にある液体冷媒3によって冷却されて、再び液体冷媒3に戻る可能性が減少され得る。液体冷媒流出管34は、鉛直方向(z方向)における第1ケース24の下部に配置されているため、第1空間22内にガス5が発生したときに、ガス5よりも、第1空間22内にある液体冷媒3が、液体冷媒流出管34から優先的に排出される。ガス5は、第1空間22内に溜まりやすい。ガス5は、ヒータ16で発生した熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。そのため、永久電流スイッチ1は、より低い消費電力でかつより高速に、オン状態からオフ状態に切り替わる。 The gas 5 generated around the heater 16 moves upward in the vertical direction (z direction) within the first space 22 . Since part of the superconducting wire 10 and the heater 16 are arranged above the inner space 23 of the first case 24 in the vertical direction (z direction), the gas 5 reaches the upper inner surface of the first case 24 . distance becomes shorter. By the time the gas 5 reaches the upper inner surface of the first case 24, the possibility of being cooled by the liquid coolant 3 in the first space 22 and returning to the liquid coolant 3 can be reduced. Since the liquid refrigerant outflow pipe 34 is arranged below the first case 24 in the vertical direction (z direction), when the gas 5 is generated in the first space 22, the first space 22 The liquid refrigerant 3 inside is preferentially discharged from the liquid refrigerant outflow pipe 34 . The gas 5 tends to accumulate in the first space 22 . The gas 5 suppresses the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the first case 24 . Therefore, the persistent current switch 1 switches from the on state to the off state with lower power consumption and faster.

本実施の形態の永久電流スイッチ1では、第1ケース24は、樹脂で形成されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。樹脂製の第1ケース24は、ヒータ16で発生する熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1は、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 In the persistent current switch 1 of this embodiment, the first case 24 is made of resin. In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The first case 24 made of resin prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid coolant 3 outside the first case 24 . The persistent current switch 1 consumes less power and operates faster.

本実施の形態の永久電流スイッチ1では、保持部材20は、第1樹脂固定部材25を用いて、第1ケース24に固定されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。第1樹脂固定部材25は、ヒータ16で発生する熱が第1ケース24の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1は、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 In persistent current switch 1 of the present embodiment, holding member 20 is fixed to first case 24 using first resin fixing member 25 . In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The first resin fixing member 25 prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid coolant 3 outside the first case 24 . The persistent current switch 1 consumes less power and operates faster.

本実施の形態の永久電流スイッチ1では、超電導線材10は、超電導層13を含む。超電導層13は、RE1Ba2Cu3y(6.0≦y≦8.0、REは希土類元素を表す)で形成されている。一般的に、RE1Ba2Cu3yのような酸化物超電導材料は、NbTiのような金属超電導材料よりも、高い超電導転移温度を有している。そのため、永久電流スイッチ1の冷却構造及び運転制御がより簡素化され得る。また、高磁場中における超電導線材10の臨界電流が大きいため、永久電流スイッチ1の設置位置に対する制約を少なくすることができる。超電導装置50の構造が簡素化されて、小型化され得る。 In persistent current switch 1 of the present embodiment, superconducting wire 10 includes superconducting layer 13 . The superconducting layer 13 is made of RE 1 Ba 2 Cu 3 O y (6.0≦y≦8.0, RE represents a rare earth element). In general, oxide superconducting materials such as RE 1 Ba 2 Cu 3 O y have higher superconducting transition temperatures than metal superconducting materials such as NbTi. Therefore, the cooling structure and operation control of the persistent current switch 1 can be simplified. In addition, since the superconducting wire 10 has a large critical current in a high magnetic field, restrictions on the installation position of the persistent current switch 1 can be reduced. The structure of the superconducting device 50 can be simplified and miniaturized.

本実施の形態の永久電流スイッチ1では、超電導線材10は、超電導層13を覆う保護層14をさらに含む。超電導線材10の一部において、超電導層13は保護層14から露出している。ヒータ16は、保護層14から露出している超電導層13上に設けられている。そのため、超電導線材10の一部が超電導状態から常電導状態に転移したときに、超電導層13を流れていた電流が保護層14にバイパスされることなく、超電導層13を流れ続ける。ヒータ16で発生する熱によって、永久電流スイッチ1の抵抗を、より短い時間で、より高くすることができる。永久電流スイッチ1は、永久電流スイッチ1を流れていた電流を、より短い時間で、超電導コイル40に移行させることを可能にする。 In persistent current switch 1 of the present embodiment, superconducting wire 10 further includes protective layer 14 covering superconducting layer 13 . In a portion of superconducting wire 10 , superconducting layer 13 is exposed from protective layer 14 . Heater 16 is provided on superconducting layer 13 exposed from protective layer 14 . Therefore, when part of the superconducting wire 10 transitions from the superconducting state to the normal conducting state, the current flowing through the superconducting layer 13 continues to flow through the superconducting layer 13 without being bypassed by the protective layer 14.例文帳に追加The heat generated by the heater 16 allows the resistance of the persistent current switch 1 to be higher in a shorter time. Persistent current switch 1 makes it possible to transfer the current flowing through persistent current switch 1 to superconducting coil 40 in a shorter time.

本実施の形態の超電導装置50は、永久電流スイッチ1と、超電導コイル40と、容器51とを備える。超電導コイル40は、永久電流スイッチ1に接続されている。容器51は、永久電流スイッチ1と超電導コイル40とを収容している。そのため、超電導装置50は、より低い消費電力でかつより高速に動作し得る。 A superconducting device 50 of this embodiment includes a persistent current switch 1 , a superconducting coil 40 and a container 51 . A superconducting coil 40 is connected to the persistent current switch 1 . A container 51 accommodates the persistent current switch 1 and the superconducting coil 40 . Therefore, the superconducting device 50 can operate faster with lower power consumption.

(実施の形態2)
図1を参照して、実施の形態2の超電導装置50bを説明する。本実施の形態の超電導装置50bは、実施の形態1の超電導装置50と同様の構成を備えているが、実施の形態1の永久電流スイッチ1に代えて、実施の形態2の永久電流スイッチ1bを備えている。
(Embodiment 2)
A superconducting device 50b of Embodiment 2 will be described with reference to FIG. A superconducting device 50b of the present embodiment has a configuration similar to that of the superconducting device 50 of the first embodiment, but the persistent current switch 1b of the second embodiment is replaced with the persistent current switch 1 of the first embodiment. It has

図12及び図13を参照して、実施の形態2の永久電流スイッチ1bを説明する。本実施の形態の永久電流スイッチ1bは、実施の形態1の永久電流スイッチ1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。 A persistent current switch 1b according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. The persistent current switch 1b of the present embodiment has the same configuration as the persistent current switch 1 of the first embodiment, but differs mainly in the following points.

永久電流スイッチ1bは、第2ケース44をさらに備える。第2ケース44は、第1ケース24の周囲に第2空間42を空けて配置されている。第2空間42は、閉鎖空間である。室温において、第2空間42の雰囲気は、空気雰囲気であってもよいし、真空のような減圧雰囲気であってもよい。第2ケース44は、低い熱伝導率を有する樹脂で形成されている。第2ケース44は、例えば、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)のような繊維強化プラスチック(FRP)で形成されている。第2ケース44は、第2樹脂固定部材45を用いて、第1ケース24に固定されている。第2樹脂固定部材45は、例えば、エポキシ樹脂で形成されている。第2ケース44には、超電導線材10が貫通する孔が設けられている。孔は、第2封止部材46で封止されている。第2封止部材46は、エポキシ樹脂のような樹脂で形成されている。 Persistent current switch 1 b further includes a second case 44 . The second case 44 is arranged around the first case 24 with a second space 42 therebetween. The second space 42 is a closed space. At room temperature, the atmosphere of the second space 42 may be an air atmosphere or a reduced-pressure atmosphere such as a vacuum. The second case 44 is made of resin having low thermal conductivity. The second case 44 is made of, for example, fiber reinforced plastic (FRP) such as glass fiber reinforced plastic (GFRP). The second case 44 is fixed to the first case 24 using a second resin fixing member 45 . The second resin fixing member 45 is made of, for example, epoxy resin. A hole through which the superconducting wire 10 penetrates is provided in the second case 44 . The hole is sealed with a second sealing member 46 . The second sealing member 46 is made of resin such as epoxy resin.

液体冷媒流入管30及び液体冷媒流出管34は、第2空間42に連通しておらず、第2空間42から流体的に分離されている。液体冷媒流入管30は、鉛直方向(z方向)における第2ケース44の上部に配置されている。具体的には、液体冷媒流入管30は、第2ケース44の上面に接続されている。液体冷媒流出管34は、鉛直方向(z方向)における第2ケース44の下部に配置されている。具体的には、液体冷媒流出管34は、第2ケース44の下面に接続されている。 The liquid refrigerant inflow pipe 30 and the liquid refrigerant outflow pipe 34 do not communicate with the second space 42 and are fluidly separated from the second space 42 . The liquid refrigerant inflow pipe 30 is arranged above the second case 44 in the vertical direction (z direction). Specifically, the liquid refrigerant inflow pipe 30 is connected to the upper surface of the second case 44 . The liquid refrigerant outflow pipe 34 is arranged below the second case 44 in the vertical direction (z direction). Specifically, the liquid refrigerant outflow pipe 34 is connected to the lower surface of the second case 44 .

本実施の形態の永久電流スイッチ1b及び超電導装置50bの効果を説明する。本実施の形態の永久電流スイッチ1bは、実施の形態1の永久電流スイッチ1の効果に加えて、以下の効果を奏する。 Effects of the persistent current switch 1b and the superconducting device 50b of the present embodiment will be described. The persistent current switch 1b of the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the persistent current switch 1 of the first embodiment.

永久電流スイッチ1bは、第2ケース44をさらに備える。第2ケース44は、第1ケース24の周囲に第2空間42を空けて配置されている。液体冷媒流入管30及び液体冷媒流出管34は、第2空間42から流体的に分離されている。第1ケース24と第2ケース44との間の第2空間42は、ヒータ16で発生した熱が第2ケース44の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。そのため、永久電流スイッチ1bは、より低い消費電力でかつより高速に、オン状態からオフ状態に切り替わる。 Persistent current switch 1 b further includes a second case 44 . The second case 44 is arranged around the first case 24 with a second space 42 therebetween. The liquid refrigerant inflow pipe 30 and the liquid refrigerant outflow pipe 34 are fluidly separated from the second space 42 . The second space 42 between the first case 24 and the second case 44 prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the second case 44 . Therefore, the persistent current switch 1b switches from the ON state to the OFF state at a lower power consumption and at a higher speed.

本実施の形態の永久電流スイッチ1bでは、第2ケース44は、樹脂で形成されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。樹脂製の第2ケース44は、ヒータ16で発生する熱が第2ケース44の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1bは、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 In the persistent current switch 1b of this embodiment, the second case 44 is made of resin. In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The second case 44 made of resin prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid refrigerant 3 outside the second case 44 . The persistent current switch 1b consumes less power and operates faster.

本実施の形態の永久電流スイッチ1bでは、第2ケース44は、第2樹脂固定部材45を用いて、第1ケース24に固定されている。一般的に、樹脂は、金属よりも低い熱伝導率を有する。第2樹脂固定部材45は、ヒータ16で発生する熱が第2ケース44の外側にある液体冷媒3に放散されることを抑制する。永久電流スイッチ1bは、より低い消費電力でかつより高速に動作する。 In the persistent current switch 1b of the present embodiment, the second case 44 is fixed to the first case 24 using the second resin fixing member 45. As shown in FIG. In general, resins have a lower thermal conductivity than metals. The second resin fixing member 45 prevents the heat generated by the heater 16 from dissipating to the liquid coolant 3 outside the second case 44 . The persistent current switch 1b consumes less power and operates faster.

本実施の形態の超電導装置50bは、永久電流スイッチ1bと、超電導コイル40と、容器51とを備える。超電導コイル40は、永久電流スイッチ1bに接続されている。容器51は、永久電流スイッチ1bと超電導コイル40とを収容している。そのため、超電導装置50bは、より低い消費電力でかつより高速に動作し得る。 A superconducting device 50 b of this embodiment includes a persistent current switch 1 b , a superconducting coil 40 and a container 51 . A superconducting coil 40 is connected to the persistent current switch 1b. The container 51 accommodates the persistent current switch 1b and the superconducting coil 40. As shown in FIG. Therefore, the superconducting device 50b can operate at higher speed with lower power consumption.

今回開示された実施の形態1から実施の形態3はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Embodiments 1 to 3 disclosed this time are illustrative in all respects and should be considered not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above-described embodiments, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

1,1b 永久電流スイッチ
3 液体冷媒
5 ガス
10 超電導線材
11 基材
11a 第1層
11b 第2層
11c 第3層
12 中間層
13 超電導層
14 保護層
16 ヒータ
17 絶縁シート
20 保持部材
22 第1空間
23 内部空間
24 第1ケース
25 第1樹脂固定部材
26 第1封止部材
30 液体冷媒流入管
32 弁
34 液体冷媒流出管
36 逆止弁
39 電流源
40 超電導コイル
42 第2空間
44 第2ケース
45 第2樹脂固定部材
46 第2封止部材
50,50b 超電導装置
51 容器
1, 1b Persistent current switch 3 Liquid refrigerant 5 Gas 10 Superconducting wire 11 Base material 11a First layer 11b Second layer 11c Third layer 12 Intermediate layer 13 Superconducting layer 14 Protective layer 16 Heater 17 Insulating sheet 20 Holding member 22 First space 23 Internal space 24 First case 25 First resin fixing member 26 First sealing member 30 Liquid refrigerant inflow pipe 32 Valve 34 Liquid refrigerant outflow pipe 36 Check valve 39 Current source 40 Superconducting coil 42 Second space 44 Second case 45 Second resin fixing member 46 Second sealing members 50, 50b Superconducting device 51 Container

Claims (10)

超電導線材と、
前記超電導線材の一部に設けられているヒータと、
前記超電導線材を保持する保持部材と、
前記保持部材の周囲に第1空間を空けて配置されている第1ケースと、
前記第1空間に連通している液体冷媒流入管と、
前記液体冷媒流入管に設けられている弁と、
前記第1空間に連通している液体冷媒流出管と、
前記液体冷媒流出管に設けられている逆止弁とを備え、
前記超電導線材の前記一部及び前記ヒータは、前記第1ケースの内部空間の鉛直方向における上部に配置されており、
前記液体冷媒流出管は、前記鉛直方向における前記第1ケースの下部に配置されている、永久電流スイッチ。
a superconducting wire;
a heater provided in a part of the superconducting wire;
a holding member that holds the superconducting wire;
a first case arranged with a first space around the holding member;
a liquid refrigerant inflow pipe communicating with the first space;
a valve provided in the liquid refrigerant inflow pipe;
a liquid refrigerant outflow pipe communicating with the first space;
A check valve provided in the liquid refrigerant outflow pipe,
The part of the superconducting wire and the heater are arranged above the interior space of the first case in the vertical direction,
The persistent current switch, wherein the liquid coolant outflow pipe is arranged below the first case in the vertical direction.
超電導線材と、
前記超電導線材の一部に設けられているヒータと、
前記超電導線材を保持する保持部材と、
前記保持部材の周囲に第1空間を空けて配置されている第1ケースと、
前記第1空間に連通している液体冷媒流入管と、
前記液体冷媒流入管に設けられている弁と、
前記第1空間に連通している液体冷媒流出管と、
前記液体冷媒流出管に設けられている逆止弁と
前記第1ケースの周囲に第2空間を空けて配置されている第2ケースとを備え、
前記液体冷媒流入管及び前記液体冷媒流出管は、前記第2空間から流体的に分離されている、永久電流スイッチ。
a superconducting wire;
a heater provided in a part of the superconducting wire;
a holding member that holds the superconducting wire;
a first case arranged with a first space around the holding member;
a liquid refrigerant inflow pipe communicating with the first space;
a valve provided in the liquid refrigerant inflow pipe;
a liquid refrigerant outflow pipe communicating with the first space;
a check valve provided in the liquid refrigerant outflow pipe ;
A second case arranged around the first case with a second space therebetween,
A persistent current switch , wherein the liquid coolant inflow tube and the liquid coolant outflow tube are fluidly separated from the second space .
前記第2ケースは、樹脂で形成されている、請求項2に記載の永久電流スイッチ。 3. The persistent current switch according to claim 2, wherein said second case is made of resin . 前記第2ケースは、第2樹脂固定部材を用いて、前記第1ケースに固定されている、請求項2または請求項3に記載の永久電流スイッチ。 4. The persistent current switch according to claim 2, wherein said second case is fixed to said first case using a second resin fixing member. 前記超電導線材は、超電導層を含み、
前記超電導層は、RE1Ba2Cu3y(6.0≦y≦8.0、REは希土類元素を表す)で形成されている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の永久電流スイッチ。
The superconducting wire includes a superconducting layer,
5. The superconducting layer according to any one of claims 1 to 4, wherein the superconducting layer is made of RE1Ba2Cu3Oy ( 6.0≤y≤8.0 , RE represents a rare earth element). A persistent current switch as described.
前記超電導線材は、前記超電導層を覆う保護層をさらに含み、
前記超電導線材の前記一部において、前記超電導層は前記保護層から露出しており、
前記ヒータは、前記保護層から露出している前記超電導層上に設けられている、請求項5に記載の永久電流スイッチ。
The superconducting wire further includes a protective layer covering the superconducting layer,
In the part of the superconducting wire, the superconducting layer is exposed from the protective layer,
6. The persistent current switch according to claim 5, wherein said heater is provided on said superconducting layer exposed from said protective layer.
超電導線材と、a superconducting wire;
前記超電導線材の一部に設けられているヒータと、a heater provided in a part of the superconducting wire;
前記超電導線材を保持する保持部材と、a holding member that holds the superconducting wire;
前記保持部材の周囲に第1空間を空けて配置されている第1ケースと、a first case arranged with a first space around the holding member;
前記第1空間に連通している液体冷媒流入管と、a liquid refrigerant inflow pipe communicating with the first space;
前記液体冷媒流入管に設けられている弁と、a valve provided in the liquid refrigerant inflow pipe;
前記第1空間に連通している液体冷媒流出管と、a liquid refrigerant outflow pipe communicating with the first space;
前記液体冷媒流出管に設けられている逆止弁とを備え、A check valve provided in the liquid refrigerant outflow pipe,
前記超電導線材は、超電導層と、前記超電導層を覆う保護層とを含み、The superconducting wire includes a superconducting layer and a protective layer covering the superconducting layer,
前記超電導層は、REThe superconducting layer is RE 11 BaBa 22 CuCu 33 O. yy (6.0≦y≦8.0、REは希土類元素を表す)で形成されており、(6.0 ≤ y ≤ 8.0, RE represents a rare earth element),
前記超電導線材の前記一部において、前記超電導層は前記保護層から露出しており、In the part of the superconducting wire, the superconducting layer is exposed from the protective layer,
前記ヒータは、前記保護層から露出している前記超電導層上に設けられている、永久電流スイッチ。The persistent current switch, wherein the heater is provided on the superconducting layer exposed from the protective layer.
前記第1ケースは、樹脂で形成されている、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の永久電流スイッチ。 The persistent current switch according to any one of claims 1 to 7, wherein said first case is made of resin . 前記保持部材は、第1樹脂固定部材を用いて、前記第1ケースに固定されている、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の永久電流スイッチ。 The persistent current switch according to any one of claims 1 to 8, wherein said holding member is fixed to said first case using a first resin fixing member. 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の前記永久電流スイッチと、
前記永久電流スイッチに接続されている超電導コイルと、
前記永久電流スイッチと前記超電導コイルとを収容する容器とを備える、超電導装置。
The persistent current switch according to any one of claims 1 to 9;
a superconducting coil connected to the persistent current switch;
A superconducting device, comprising: a container that houses the persistent current switch and the superconducting coil.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003069093A (en) 2001-08-29 2003-03-07 Central Japan Railway Co Perpetual current switch and superconducting magnet using it
JP2003142744A (en) 2001-11-07 2003-05-16 Central Japan Railway Co Persistent current switch and superconductive magnet employing the same
JP2017069358A (en) 2015-09-30 2017-04-06 株式会社日立製作所 Super conducting magnet device
JP2018006493A (en) 2016-06-30 2018-01-11 株式会社日立製作所 Superconducting magnet device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61214588A (en) * 1985-03-20 1986-09-24 Hitachi Ltd Superconducting apparatus
JPS63283437A (en) * 1987-05-11 1988-11-21 Hitachi Ltd Superconductive battery
JP3020140B2 (en) * 1996-09-27 2000-03-15 住友重機械工業株式会社 Permanent current switch device for refrigerator cooled superconducting magnet

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003069093A (en) 2001-08-29 2003-03-07 Central Japan Railway Co Perpetual current switch and superconducting magnet using it
JP2003142744A (en) 2001-11-07 2003-05-16 Central Japan Railway Co Persistent current switch and superconductive magnet employing the same
JP2017069358A (en) 2015-09-30 2017-04-06 株式会社日立製作所 Super conducting magnet device
JP2018006493A (en) 2016-06-30 2018-01-11 株式会社日立製作所 Superconducting magnet device

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