JPH0231511B2 - - Google Patents

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JPH0231511B2
JPH0231511B2 JP59135931A JP13593184A JPH0231511B2 JP H0231511 B2 JPH0231511 B2 JP H0231511B2 JP 59135931 A JP59135931 A JP 59135931A JP 13593184 A JP13593184 A JP 13593184A JP H0231511 B2 JPH0231511 B2 JP H0231511B2
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JP
Japan
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superconducting
cooling pipe
liquid helium
switch
wire
Prior art date
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JP59135931A
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Japanese (ja)
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JPS6115381A (en
Inventor
Susumu Mitsune
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/30Devices switchable between superconducting and normal states
    • H10N60/35Cryotrons
    • H10N60/355Power cryotrons

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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、磁気浮上列車等に用いる超電導マグ
ネツトを永久電流状態で使うための超電導スイツ
チに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a superconducting switch for using a superconducting magnet used in a magnetically levitated train or the like in a persistent current state.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来、超電導スイツチは、第4図に示す磁気浮
上列車用超電導マグネツトの場合のように、スイ
ツチ本体を液体ヘリウムの中に浸して用いられて
いる。ここで、図中41は超電導マグネツト本体
の巻線部、42は液体ヘリウムが入る空間(液体
ヘリウム容器)、45は超電導スイツチ本体であ
る。また、48はスイツチ本体45を収納した容
器であり、液体ヘリウム容器42に連通されてい
る。
Conventionally, superconducting switches have been used by immersing the switch body in liquid helium, as in the case of the superconducting magnet for magnetic levitation trains shown in FIG. Here, in the figure, 41 is a winding portion of the superconducting magnet body, 42 is a space in which liquid helium is placed (liquid helium container), and 45 is the superconducting switch body. Further, 48 is a container housing the switch main body 45, and is communicated with the liquid helium container 42.

しかしながら、この種の超電導マグネツトにあ
つては次のような問題があつた。即ち、超電導ス
イツチ本体45が液体ヘリウム中に浸されている
ため、スイツチOFF状態に保持するためのヒー
タパワーが多く必要である。また、第4図に示す
ように液体ヘリウム空間がマグネツト巻線部41
と独立した容器の構造の場合、マグネツト用超電
導線と超電導スイツチゲート線とを結ぶ導線46
は真空気密及び電気絶縁を兼ねたシール部47を
必要としたが、このシール部47の信頼性は不十
分であつた。
However, this type of superconducting magnet has the following problems. That is, since the superconducting switch main body 45 is immersed in liquid helium, a large amount of heater power is required to maintain the switch in the OFF state. Further, as shown in FIG. 4, the liquid helium space is connected to the magnet winding section 41
In the case of an independent container structure, a conducting wire 46 connecting the superconducting wire for the magnet and the superconducting switch gate wire
However, the reliability of this seal portion 47 was insufficient.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、スイツチOFF状態に保持す
るためのヒータパワーが少なくて済み、且つ超電
導マグネツト用超電導線と結ぶ導線に絶縁気密シ
ールが不要な超電導スイツチを提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a superconducting switch that requires less heater power to maintain the switch in the OFF state and does not require an insulating airtight seal on the conductor wire connected to the superconducting wire for a superconducting magnet.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の骨子は、超電導スイツチの巻線部を冷
媒で直接冷却するのではなく、冷却管の管壁を介
して冷却するようにしたことにある。
The gist of the present invention is that the windings of a superconducting switch are not directly cooled with a refrigerant, but are cooled through the walls of a cooling pipe.

すなわち、本発明に係る超電導スイツチは、内
部に冷媒が通流する冷却管と、この冷却管の外周
に巻回されて上記冷却管の壁を介して冷却される
超電導ゲート線と、この超電導ゲート線と一緒に
前記冷却管の外周に巻回されて上記ゲート線を選
択的に加熱するヒータ線とを備えた構成となつて
いる。
That is, the superconducting switch according to the present invention includes a cooling pipe through which a refrigerant flows, a superconducting gate wire that is wound around the outer periphery of this cooling pipe and cooled through the wall of the cooling pipe, and this superconducting gate. The heater wire is wound around the outer periphery of the cooling pipe together with the gate wire to selectively heat the gate wire.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、スイツチ本体が液体ヘリウム
で直接冷却されているのではなく、冷却管の管壁
を通して熱伝導で冷却されているので、スイツチ
OFF状態に保持するためのヒータパワーを少な
くすることができる。さらに、極低温で用いる絶
縁気密シールが不要となるため、冷媒である液体
ヘリウムの蒸発を少なくできると共に、信頼性の
高上をはかり得る。
According to the present invention, the switch body is not directly cooled with liquid helium, but is cooled by thermal conduction through the tube wall of the cooling pipe, so that the switch body is not directly cooled with liquid helium.
The heater power required to maintain the OFF state can be reduced. Furthermore, since an insulating airtight seal used at extremely low temperatures is not required, evaporation of liquid helium, which is a refrigerant, can be reduced and reliability can be improved.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。
Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例に係わる超電導マグ
ネツトの概略構造を示す断面図である。図中11
はマグネツト用超電導線を巻回したマグネツト巻
線部であり、この巻線部11は液体ヘリウム容器
12の周囲に配置され、該容器内の液体ヘリウム
によつて冷却されている。液体ヘリウム容器12
には冷却管13が接続され、この冷却管13内に
も液体ヘリウムが通流されている。また、冷却管
13の一部にはゲートバルブ14が設けられてお
り、このバルブ14により冷却管13内の液体ヘ
リウムの通流が制御されている。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of a superconducting magnet according to an embodiment of the present invention. 11 in the diagram
is a magnet winding section in which a superconducting wire for magnet is wound; this winding section 11 is arranged around a liquid helium container 12 and is cooled by the liquid helium in the container. Liquid helium container 12
A cooling pipe 13 is connected to the cooling pipe 13, and liquid helium is also passed through the cooling pipe 13. Further, a gate valve 14 is provided in a part of the cooling pipe 13, and the flow of liquid helium within the cooling pipe 13 is controlled by this valve 14.

一方、前記冷却管13の外周には超電導スイツ
チ本体15が取着されている。このスイツチ本体
15は、第2図に示す如く冷却管13の外周に超
電導ゲート線21及びヒータ線22をそれぞれ巻
回して構成されている。そして、超電導ゲート線
21は冷却管13内を通流する液体ヘリウムによ
り熱伝導で冷却され、ヒータ線22により加熱さ
れるものとなつている。なお、図中16は前記巻
線部11と超電導ゲート線21とを接続するため
の導線、23は超電導ゲート線21及びヒータ線
22を巻回した巻回部を示している。
On the other hand, a superconducting switch body 15 is attached to the outer periphery of the cooling pipe 13. The switch main body 15 is constructed by winding a superconducting gate wire 21 and a heater wire 22 around the outer periphery of a cooling pipe 13, respectively, as shown in FIG. The superconducting gate wire 21 is cooled by thermal conduction by liquid helium flowing through the cooling pipe 13 and heated by the heater wire 22. In the figure, 16 indicates a conducting wire for connecting the winding section 11 and the superconducting gate wire 21, and 23 indicates a winding section around which the superconducting gate wire 21 and the heater wire 22 are wound.

このような構成において、スイツチONする時
はバルブ14を開くと共にヒータ22の通電を停
止する。これにより、冷却管13内を通流する液
体ヘリウムにより巻回部23が熱伝導で冷却され
ることになり、超電導ゲート線21は超電導状態
となる。一方、スイツチOFFする時は、バルブ
14を閉じると共にヒータ22に通電する。これ
により巻回部23はヒータ22により加熱される
ことになり、超電導ゲート線21は常電導状態と
なる。ここで、バルブ14を閉じた場合、冷却管
13がヘリウムガスで充満されることになり、巻
回部23はヒータ22により容易に温度上昇す
る。このため、少いヒータ電力でスイツチOFF
することが可能となる。また、本構成の場合、超
電導スイツチ本体15が液体ヘリウム中に浸され
ているのではなく、液体ヘリウムが通流する冷却
管13の外周に配置されているので、極低温で用
いる絶縁気密シールが不要となる。
In such a configuration, when the switch is turned on, the valve 14 is opened and the heater 22 is de-energized. As a result, the winding portion 23 is cooled by thermal conduction by the liquid helium flowing through the cooling pipe 13, and the superconducting gate line 21 enters a superconducting state. On the other hand, when the switch is turned off, the valve 14 is closed and the heater 22 is energized. As a result, the winding portion 23 is heated by the heater 22, and the superconducting gate line 21 enters a normal conductive state. Here, when the valve 14 is closed, the cooling pipe 13 is filled with helium gas, and the temperature of the winding portion 23 is easily raised by the heater 22. Therefore, the switch can be turned off with less heater power.
It becomes possible to do so. In addition, in the case of this configuration, the superconducting switch body 15 is not immersed in liquid helium, but is placed on the outer periphery of the cooling pipe 13 through which liquid helium flows, so that an insulating airtight seal used at extremely low temperatures can be used. No longer needed.

このように本実施例によれば、巻回部23が液
体ヘリウムで直接冷却されているのではなく、冷
却管13を形成する配管の熱伝導で冷却されてい
るので、バルブ14を閉じることにより、巻回部
23を容易に温度上昇させることができる。この
ため、スイツチOFFするためのヒータ電力を少
なくすることができる。また、極低温で用いる絶
縁気密シールが不要となるので、冷媒である液体
ヘリウムの蒸発を少なくでき、且つ信頼性の向上
をはかり得る等の利点がある。
According to this embodiment, the winding portion 23 is not directly cooled with liquid helium, but is cooled by heat conduction of the piping forming the cooling tube 13, so that by closing the valve 14, , the temperature of the winding portion 23 can be easily raised. Therefore, the heater power needed to turn off the switch can be reduced. Further, since an insulating airtight seal used at extremely low temperatures is not required, there are advantages such as reducing evaporation of liquid helium, which is a refrigerant, and improving reliability.

第3図は他の実施例の要部構成を示す断面図で
ある。この実施例が先に説明した実施例と異なる
点は、前記冷却管13と巻回部23との間に熱絶
縁層24を配設したことにある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main structure of another embodiment. This embodiment differs from the previously described embodiments in that a thermal insulation layer 24 is provided between the cooling pipe 13 and the winding portion 23.

このような構造であれば、巻回部23の液体ヘ
リウムによる熱伝導での冷却効率を下げることが
できるので、スイツチOFFするためのヒータ電
力をより少なくすることが可能となる。また、上
記理由から冷却管13にバルブ14がない場合で
も、巻回部23の温度上昇を容易にすることがで
き、先の実施例と同様な効果を得ることができ
る。
With such a structure, the cooling efficiency of the winding portion 23 due to heat conduction by liquid helium can be lowered, so it is possible to further reduce the heater power required to turn off the switch. Further, for the above-mentioned reason, even if the cooling pipe 13 does not have the valve 14, the temperature of the winding portion 23 can be easily increased, and the same effects as in the previous embodiment can be obtained.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記超電導ゲート線の材料
や冷却管の材料等は、仕様に応じて適宜定めれば
よい。また、前記バルブは必ずしも必要なもので
はなく、冷却管13を流通する冷媒による冷却よ
りも前記ヒータからの加熱が十分大きければ除去
してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することができる。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the material of the superconducting gate line, the material of the cooling pipe, etc. may be determined as appropriate according to specifications. Further, the valve is not necessarily necessary, and may be removed if the heating from the heater is sufficiently greater than the cooling by the refrigerant flowing through the cooling pipe 13. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

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

第1図は本発明の一実施例に係わる超電導マグ
ネツトの概略構造を示す断面図、第2図は上記マ
グネツトに用いた超電導スイツチ本体の要部構成
を示す断面図、第3図は他の実施例の要部構成を
示す断面図、第4図は従来の超電導マグネツトの
概略構造を示す断面図である。 11……マグネツト巻線部、12……液体ヘリ
ウム容器、13……冷却管、14……ゲートバル
ブ、15……超電導スイツチ本体、16……導
線、21……超電導ゲート線、22……ヒータ
線、23……巻回部、24……熱絶縁層。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a superconducting magnet according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main structure of a superconducting switch body used in the magnet, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment. FIG. 4 is a sectional view showing the schematic structure of a conventional superconducting magnet. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Magnet winding part, 12... Liquid helium container, 13... Cooling pipe, 14... Gate valve, 15... Superconducting switch body, 16... Conducting wire, 21... Superconducting gate wire, 22... Heater Wire, 23... Winding portion, 24... Heat insulation layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 内部に冷媒が通流する冷却管と、この冷却管
の外周に巻回されて上記冷却管の壁を介して冷却
される超電導ゲート線と、この超電導ゲート線と
一緒に前記冷却管の外周に巻回されて上記ゲート
線を選択的に加熱するヒータ線とを具備してなる
ことを特徴とする超電導スイツチ。 2 前記冷却管は、超電導マグネツトを冷却する
ための液体ヘリウム容器に通じていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の超電導スイツ
チ。 3 前記冷却管は、この冷却管に形成されている
冷媒通路を開閉するバルブを備えており、上記バ
ルブはスイツチのオフ時に閉じられることを特徴
とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載
の超電導スイツチ。
[Claims] 1. A cooling pipe through which a refrigerant flows, a superconducting gate wire that is wound around the outer periphery of this cooling pipe and cooled through the wall of the cooling pipe, and together with this superconducting gate wire. and a heater wire wound around the outer periphery of the cooling pipe to selectively heat the gate wire. 2. The superconducting switch according to claim 1, wherein the cooling pipe communicates with a liquid helium container for cooling the superconducting magnet. 3. Claim 1 or 2, wherein the cooling pipe is provided with a valve that opens and closes a refrigerant passage formed in the cooling pipe, and the valve is closed when a switch is turned off. Superconducting switch described in .
JP59135931A 1984-06-30 1984-06-30 Superconductive switch Granted JPS6115381A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4933592A (en) * 1972-07-26 1974-03-28
JPS5721881A (en) * 1980-07-16 1982-02-04 Toshiba Corp Thermal permanent current switch

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