JPH06342722A - 誘導型クエンチ加熱手段を有する超電導磁石装置 - Google Patents

誘導型クエンチ加熱手段を有する超電導磁石装置

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JPH06342722A
JPH06342722A JP3344143A JP34414391A JPH06342722A JP H06342722 A JPH06342722 A JP H06342722A JP 3344143 A JP3344143 A JP 3344143A JP 34414391 A JP34414391 A JP 34414391A JP H06342722 A JPH06342722 A JP H06342722A
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magnet coil
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JP3344143A
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Jerald F Lowry
フランク ローウリイ ジェラルド
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Westinghouse Electric Corp
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
    • Y10S505/851—Control circuit for electromagnetic device

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、クエンチが発生するとコイル全体
を一様に通常状態に移行させる加熱手段を備えた超電導
磁石装置を提供する。 【構成】 本発明の磁気コイル（３９）は、その中に埋
め込まれた閉ループ接続のヒータストリップ（５１，５
３，５５，５７）により形成される誘導加熱手段により
クエンチに起因する局部的損傷から保護される。磁気コ
イルをシャントする低温バイパスダイオード（７７）
は、通常状態に移行したコイル領域の電圧降下がダイオ
ードの順方向降下を越えると磁気コイルから電流を転流
させる。このコイルを流れる電流の変化により、コイル
全体を通常状態に移行させるに十分な電流がヒータスト
リップのループ（６３，６５）に誘導され、磁石全体に
亘って蓄積されたエネルギーが一様に消散する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一部がクエンチ、即ち
通常状態になった超電導磁石を保護する手段を有する超
電導磁石装置に関し、さらに詳細には、コイル全体を一
様に通常状態に移行させることにより該コイル全体に亘
って蓄積されたエネルギーを放散させる加熱手段を備え
たかかる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導磁石には超電導ケーブル間の半田
付け或いは溶接スプライスジョイントのような超電導巻
線の小さな領域があり、この領域が摩擦熱或いは過度の
歪み等の影響を受けやすくて、磁石作用時通常導体に移
行することがある。即ち、かかる領域では導体が超電導
体でなくて抵抗体となり、電流の通過により抵抗電力損
が生じる。一般的に、超電導体は、小さな、局部的通常
領域がある特定のサイズより大きな体積に成長せず或い
は巻線に沿って伝ぱんを開始せずに超電導状態に復帰す
るよう設計されている。しかしながら、ある特定の条件
の下では、かかる領域の体積が増加し始め或いは伝ぱん
し始めて抵抗性電力損が増加し続けることがある。かか
る現象は「コイルクエンチ」と呼ばれており、かかる現
象を検出するためクエンチ検出装置が設けられている。
そして、コイルに蓄積されたエネルギーの放出が最も一
般的である、磁石を保護するための措置を講ずることが
できるようにかかる領域を迅速に検出することが肝要で
ある。磁石に発生するピーク温度を最少限に抑え且つ巻
線が損傷する可能性を低くするために、ある特定の小さ
な領域でなくて磁石全体に比較的均一にこのエネルギー
を分布させる必要がある。
【０００３】超電導磁石の１つのタイプとして超電導大
型粒子加速器（ＳＳＣ）用に開発中の磁石がある。ＳＳ
Ｃは超電導双極磁石を数千個用いて２つの陽子ビームを
リング状閉軌道で加速するものである。約４百個のＳＳ
Ｃ双極磁石よりなる複数の群が共通の直流電源により給
電される。各群の双極磁石は共通バスにより付勢される
１０または１２個の磁石よりなるセルを形成するように
構成されている。これらのセルはさらに半セルに分割さ
れる。各半セルはまた陽子ビームを集束するクオドルッ
プル磁石（quadruple magnet）を有する。
【０００４】ＳＳＣ磁石用として現在計画中のクエンチ
装置は能動装置である。即ち、磁石が自己保護能力を持
つのでなくて、磁石の外部の装置がクエンチ時に作動さ
れてクエンチを起こした磁石の保護及びバイパスを行な
う。この能動装置は速動クエンチバイパス回路と遅動電
流抽出装置とを組み合わせたものである。この遅動電流
抽出装置はダンプ抵抗と高電力電子／機械スイッチとよ
りなり、これらはクエンチの検出に応答して磁石回路内
に挿入される。クエンチ検出装置は各磁石の端子に設け
た電圧タップよりなる。速動クエンチバイパス装置は、
低温−高温リード、外部バイパスケーブル、及びクエン
チを起こした磁石を含む半セルをシャントする高温ダイ
オードよりなる。コイルの内部にはストリップ状のヒー
タが埋め込まれ、これによりクエンチ抵抗が分散及び増
加されて蓄積エネルギーが磁石の質量部全体に亘ってさ
らに均一に分散されることになる。磁石のクエンチ現象
が検出されると、半セルよりなる磁石のヒータ全部がキ
ャパシタバンク及び電子スイッチにより付勢される。磁
石電流が転流されて高温バイパスダイオードに流れ込
み、次いでダンプ抵抗がその回路に挿入されて磁石電流
が減衰し始める。
【０００５】現在計画中の電流バイパス装置は、磁石の
すぐ外側で磁石内の鉄の長さ全体に亘って延びる、低温
質量部中の２つの厳密に安定化された超電導バスを用い
ている。磁石の各半セルはクライオスタットの外部の独
立したバイパス回路によって保護され、リードが磁石の
正及び負の電力バスに接続してある。基本的なバイパス
スイッチは直列接続の２つの高温ダイオードよりなる。
何等かの理由で半セルの電圧降下が約１ボルトを越え始
めると、電流がダイオードに転流し始める。
【０００６】この方式では、両方のリング上の各四極位
置にある２つの安全リードを用いて高温ダイオードを超
電導磁石バスへ接続することが必要である。これらのリ
ードは磁石を収容するクライオスタット内の幾つかの隔
壁を貫通しなければならない。ヘリウム蒸気で冷却され
るリードをこれらの高温ダイオードに用いて、クエンチ
後の復帰を迅速にし、また熱リークを最少限に抑えるこ
とが提案されている。１つのバイパス時に蓄積されたエ
ネルギーを過熱及び故障を伴わずに高温ダイオードに吸
収させる必要があるため、これらの高温ダイオードには
ヒートシンクが必要である。
【０００７】各磁石セルには８個のクエンチヒータ用電
源が用いられているが、これらの電源のうち４個は冗長
電源である。ＳＳＣにはこのような数百個の電源が必要
とされる。それぞれが大きなエネルギーを蓄積するキャ
パシタを有するこれらの電源は特に高価ではないが、そ
の数が途方もなく多いため誤動作の可能性或いは必要な
とき動作ができない可能性を考えると能動クエンチ装置
の信頼性に問題がある。これらすべての電源は完全な充
電状態でＳＳＣビーム動作時全体に亘ってトリガ信号に
対し待機する必要がある。即ち、ビームの加速から残留
ビームの放出に亘ってかかる状態になければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要目的は、
クエンチに対する保護作用を改善した超電導磁石装置で
あって数百個ものクエンチヒータ用電源及び必要な監
視、制御及びトリガ回路を設ける必要がない装置を提供
することにある。
【０００９】かかる目的及び他の目的は、磁石コイルに
隣接する細長い閉ループヒータ部材よりなる誘導加熱手
段よりなるクエンチ保護機構を備えた超電導磁石装置に
関する本発明により実現される。この装置はさらにダイ
オードを、好ましくはクライオスタット内に収容され磁
石コイルの両端に接続された低温ダイオードを有する。
低温ダイオードはクライオスタットを貫通する必要がな
いため、各磁石コイルを１個のダイオードにより別々に
シャントすることが可能となる。
【００１０】細長い各ヒータ部材により形成される閉ル
ープは、磁石が発生する磁束に変化が生じるとヒータル
ープに電流が誘導されるように配向されている。
【００１１】ダイオードの順方向電圧降下はクエンチに
より磁石コイル両端に発生する電圧よりも小さいもので
ある。したがって、クエンチが生じるとバイパスダイオ
ードが導通し、それにより磁石巻線から電流がシャント
される。このように磁石から電流が転流されると磁束が
変化し、ヒータに磁石の残りの部分を通常状態にするに
十分な電流が誘導されて、磁石全体に亘って蓄積された
エネルギーが放出される。各磁石コイルには冗長性付与
のため一対のそれぞれ独立の誘導ヒータが設けられてい
る。
【００１２】本発明の別の目的は、高温ダイオードと、
かかるダイオードをして多層クライオスタットを貫通さ
せるに必要な蒸気冷却リードとが不要となる装置を提供
することにある。
【００１３】本発明のさらに別の目的は、各磁石を別々
にクエンチから保護する装置を提供することにある。
【００１４】本発明のさらに別の目的は、各磁石に対す
る保護をそれぞれ別個に行う冗長性が与えられた装置を
提供することにある。
【００１５】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき詳細に説明する。
【００１６】
【実施例】図１を参照して、超電導大型粒子加速器（Ｓ
ＳＣ）１は陽子ビームの閉軌道３を画定する。ＳＳＣは
閉軌道３の湾曲した各セクションに、ベローズ７により
直列に接続された５ａ乃至５ｌのような一連の磁石を有
する。磁石５ａ乃至５ｌは双極磁石であり、陽子を所望
の軌道３に沿って曲げるための磁界を発生させる。図示
を簡単にするため、クオドルップル磁石は図示しない。
この所望の軌道３の長さは数十キロにもおよび、それぞ
れが長さ約５２フィートの数千個の磁石５ａ乃至５ｌが
この軌道の湾曲部分を画定するために必要となる。図１
においてこの曲率は誇張されている。
【００１７】図２は双極磁石５の１つを示す横断面図で
ある。多層クライオスタット９は真空容器１１を含む。
この真空容器内にはパイプ１５を介して供給される液体
窒素により冷却される８０°Ｋのシールド１３が含ま
れ、さらに８０°Ｋシールド１３の内部の２０°Ｋシー
ルド１７はパイプ１９を介して循環される２０°Ｋのヘ
リウムにより冷却される。
【００１８】低温質量部アセンブリ２１は、ポスト２３
上のクライオスタット９の２０°Ｋシールド１７の内部
に支持されている。４．３５°Ｋの液体ヘリウムは後述
するように低温質量部アセンブリを循環される。４．３
５°Ｋの液体ヘリウムはパイプ２５を通って戻り、また
４．３５°Ｋのヘリウムガスはパイプ２７を介して戻る
が、これらは共に２０°Ｋシールド１７の内側にある。
【００１９】図３に低温質量部アセンブリ２１を拡大し
て示す。低温質量部アセンブリ２１はステンレス鋼のシ
ェル２９を有し、その内部に２つの部分からなるヨーク
３１がある。このヨークには軸方向に延びるヘリウムポ
ート３３があり、このポートを介して４．３５°Ｋの液
体ヘリウムが循環する。また、このヨークにはＳＳＣの
運転停止時磁石のウォームアップを行なう電気ヒータが
延びるヒータ用孔部３５が形成されている。低炭素鋼の
ヨーク３１の内部には磁気透過性カラー３７があり、こ
のカラーは例えばＮｉｔｒｏｎｉｃ−４０のような材料
で形成可能である。カラー３７は磁気双極コイル３９の
巻線を支持する。磁気コイル３９は上部および下部の外
側巻線４１，４３と、上部および下部の内側巻線４５，
４７とを有し、これらはすべて直列に接続されている。
磁気コイルは陽子ビームが通過するビーム管４９を囲
む。磁気双極コイル３９はビーム管４９を横切る一様な
垂直磁界を発生し、この磁界の強さは陽子ビームがその
到達したエネルギーレベルにおいて所望の曲率に誘導さ
れるように調節される。ヒータストリップ５１，５３，
５５，５７はそれぞれ磁気コイル３９の上部および下部
の外側巻線の２つの半体部に固着されている。
【００２０】図４に示すように、ヒータストリップ５
１，５３，５５，５７は総括的に参照番号３９で示した
磁気コイルの長さ全体に沿って縦方向に延びる。ヒータ
ストリップ５１，５３は閉ループを形成するため導体５
９により互いに反対の端部で結合されている。同様に、
ヒータストリップ５５，５７は導体６１により直列に接
続されている。したがって、各磁気コイル３９に２つの
互いに独立なヒータループ６３，６５が形成される。
【００２１】図５および図６は磁石５ａ乃至５ｌよりな
る磁石６７のセルの概略的な回路図を示す。（図示を簡
単にするため、クオドルップル磁石は示さない。）直流
電源６９は一対の平行なバス７１，７３を介して約４０
０個の磁石５へ電流を供給する。磁石５ａ−５ｃと５ｊ
−５ｌはバス７１により直列に接続され、セルの残りの
磁石５ｄ−５ｉはバス７３により直列に接続されてい
る。バス７１と７３は端部７５で直列に接続されてい
る。磁石５ａ乃至５ｌにはそれぞれ外部電源を必要とし
ない独立のヒータループ６３ａ乃至６３ｌと６５ａ乃至
６５ｌが設けられている。各磁石５ａ−５ｌは低温ダイ
オード７７ａ−７７ｌでシャントされている。ここで
「低温ダイオード」とは、ダイオード７７がクライオス
タット９の内部の低温領域内に収容されていることを意
味する。かくして、高温ダイオードの場合のようにクラ
イオスタット９を貫通するリードを設ける必要がない。
【００２２】上述したように、ヒータストリップ５１，
５３，５５，５７は本発明にしたがって磁気誘導により
電力の供給を受ける。各磁石５ａ乃至５ｌは最大電流で
１メガジュールを越えるエネルギーを蓄積するが、クエ
ンチの開始に続く最初の２５−５０ミリ秒の間このエネ
ルギーの小さな部分を、約０．０１％−０．０５％の範
囲で均一に分布させて、クエンチヒータストリップへ伝
達させ、磁石全体をクエンチさせて完全に１メガジュー
ルのエネルギーを均一に分配することが必要なだけであ
る。
【００２３】磁石５ａ−５ｌのうちの１つに磁気クエン
チが発生すると、その磁石の端子間電圧が極めて急速に
増加する。その磁石をシャントする低温クエンチバイパ
スダイオード７７にはこの磁石の端子間電圧がダイオー
ドの順方向電圧降下を越えると電流が流れ始める。即
ち、電流が磁石からダイオードの方へ転流を開始し、磁
石を介する電流が５０−５００ミリ秒のオーダーの時定
数で減衰を開始する。４．３５°Ｋで働くダイオードの
順方向降下は約２．５−５ボルトである。しかしなが
ら、電流がダイオードを流れるにつれて、ダイオードが
加熱され、その順方向降下が約０．７乃至１．０ボルト
へ低下して磁石電流がダイオードへ転流される。このた
め磁石５の双極磁界がこの電流の変化にしたがって減衰
し、磁束のこの経時的な変化により磁石の巻線に埋め込
まれたストリップヒータのループ６３，６５に電圧が誘
導される。ストリップヒータのループ６３，６５には、
減衰する双極磁界に抗する磁界を発生させるような方向
に電流が流れ始める。この電流の瞬時値はストリップヒ
ータのループに沿うどの点を取ってみても正確に同じ値
を取る。ヒータのループ６３，６５の抵抗だけでなくこ
れらのループ内の誘導電流も時間の関数であることに注
意されたい。ストリップヒータの抵抗は温度の関数であ
り、温度はエネルギーがヒータへ流れ込むにしたがって
経時的に増加する。ヒータ電流は時間の複雑な関数であ
り、ヒータのループの自己インダクタンス、ヒータのル
ープと双極巻線との相互インダクタンス、双極磁気巻線
を流れる電流の変化率及びヒータのループの時間的に変
化する抵抗に依存する。ある種の近似を行なったこれま
での作業によると、クエンチ開始後双極磁石を流れる減
衰電流の時定数の最初の０．１乃至０．２５の間、双極
磁石巻線からストリップヒータへ磁石全体を比較的均一
にクエンチさせるに十分な量のエネルギーが誘導的に伝
達されると予想される。
【００２４】本発明の誘導加熱手段が磁石内の小さな局
部的通常領域、即ちクエンチした小さな領域の発生に適
当に応答するかどうか、クエンチが成長もその発生点か
ら伝ぱんもしないがこの通常領域の温度が巻線が損傷を
受けるレベルまで急速に増加するか否かについて考慮す
る必要がある。長さ１ｍのコイル巻線部分が磁石電流２
ｋＡでクエンチを起こした場合を想定する。温度１０°
Ｋにおいて、双極超電導ケーブルの抵抗（磁界零）は１
ｃｍ当たり約０．４０マイクロオームであり、この通常
領域の電圧降下は約８０ｍＶである。恐らくこの電圧レ
ベルは磁気電圧タップで容易に検出できるものでなく、
これにより電流が磁石から低温バイパスダイオードへ転
流しない。しかしながら、このケーブルは継続的に加熱
される。室温では、その抵抗は約２６マイクロオーム／
ｃｍであり、その結果生じる電圧降下はその１ｍの部分
で５．２ボルトである。しかしながら、上述したよう
に、低温ダイオードは約２．５−５ボルトの順方向降下
で導通を開始し、ダイオードが加熱されるにつれてその
順方向降下が約０．７−１．０ボルトへ低下するため磁
石電流がダイオードへ転流される。かくして、長さ１ｍ
に過ぎない局部的通常領域はその温度が３００°Ｋに到
達する十分前に確実に検出することが可能であり、磁石
電流がバイパスダイオードへ転流されてクエンチヒータ
が誘導的に作動される。
【００２５】ここで考慮すべきもう１つの問題は、適当
な高電圧シリコンダイオードが手に入るか否か、さらに
かかるダイオードの液体ヘリウム温度及びＳＳＣ放射環
境下での耐性がＳＳＣの予想される３０年の運転寿命の
間持続するものであるか否かということである。液体ヘ
リウム温度で作動される高電流シリコンダイオードの特
性はよく知られており、この用途には理想的に合致す
る。４．４°Ｋで２．５ボルトのオーダーのダイオード
順方向電圧降下は、磁石電流のランプ上昇及びＳＳＣの
通常動作時ダイオードの導通を阻止するには十分に高い
ものであり、またクエンチした磁石を保護するには十分
に低いものである。さらに逆方向の電圧定格は磁石電流
の減衰（ランプ降下）時逆方向のブレークダウンを阻止
するに十分高いものである。４．４°Ｋにおけるダイオ
ードの主要な作用は、前述したようにダイオード順方向
電圧降下を約０．７ボルトから約２．５ボルトへ増加さ
せる。磁石のクエンチ発生後電流がバイパスダイオード
を流れ始めると、ダイオードが加熱されて順方向降下が
減少し、さらに多くの電流がダイオードへ転流される。
かくして、ダイオードはクエンチしている磁石をシャン
トするかなり動作の早い「スイッチ」として作用する。
しかしながら、磁石に蓄えられたエネルギーは依然とし
てその磁石内で消散する。検討した結果によると、例え
ばＩｆｒｍｓ＝１４，２００ Ａ，Ｖｒｒｍ＝２００Ｖ
の定格を持つＢｒｏｗｎ−ＢｏｖｅｒｉＤＳ６０００の
ような市販のシリコン電力ダイオードは、ＳＳＣの予想
される３０年の運転寿命の間放射線損傷により系統的に
故障することはないと予想される。
【００２６】電流のランプ増加時誘導的に駆動されるク
エンチヒータにより磁石に蓄積されるエネルギーの量に
ついても検討した。電流のランプ増加率の予想値は６ア
ンペア／秒に過ぎないから、ランプ増加時の磁束変化率
は磁石のクエンチ時における磁束の負の変化率より少な
くとも３桁小さいはずである。磁石の温度はランプ増加
時４．４゜Ｋで不変なため、クエンチヒータストリップ
の抵抗率は低い値を持続し、蓄積されるエネルギー量を
最小限に抑える助けとなる。かくして、電流のランプ増
加は問題にならないように思える。もし問題になるので
あれば、低温ダイオード７９を図７に示すようにヒータ
ストリップ５１と５３よりなるループ６３のようなヒー
タループに挿入して、その極性をランプ増加時に電流を
ブロックするが反対方向への電流の流れは許容してコイ
ル電流を減少させるように接続すればよい。
【００２７】図８はコイルの四半分であり、コイル巻線
に隣接してヒータスリップを配置する態様を示す。スト
リップ５３のようなヒータストリップを例えばＫａｐｔ
ｏｎのような絶縁材の層８１間に介在させて、例えばＴ
ｅｆｌｏｎのような絶縁材８３の別の層によりカバーさ
れた外側コイルの外側表面上に配置する。再びＫａｐｔ
ｏｎのような絶縁材のストリップ８５をヒータストリッ
プに隣接するギャップ内に充填する。ステンレス鋼のシ
ュー８７はコイル集合体をカラーにより保持する際Ｋａ
ｐｔｏｎの層に皺が寄るのを防ぐ。上述したように、５
３のようなヒータストリップにより生じる熱の量は、共
に経時的に変化する抵抗率と誘導電流との複雑な関数で
ある。通常、ヒータストリップは、厚さは０．００１乃
至０．０２５インチのステンレス鋼または他の合金或い
は金属シートで形成し、均一な中実材料を用いるか若し
くはそのシートの特定部分を切欠いて抵抗性電流路の長
さを事実上増加させることが可能である。ストリップの
特定部分に銅またはアルミニウムを被覆して加熱を最小
限に抑えることが必要な部分につき抵抗率を事実上低下
させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を利用する超電導大型粒子加速器
（ＳＳＣ）の一部を示す概略図である。
【図２】図２は図１のＳＳＣに用いる磁石の１つの垂直
横断面図である。
【図３】図３は図２の横断面図に示した低温質量部アセ
ンブリの拡大図である。
【図４】図４は本発明の一部を形成する誘導型加熱手段
を示す概略的な斜視図である。
【図５】図５は本発明による図１のＳＳＣの１つのセル
の概略的な回路図である。
【図６】図６は図５と共に該回路図を構成する。
【図７】図７は本発明による誘導型加熱手段の別の実施
例を示す概略的な回路図である。
【図８】図８は本発明による加熱手段の詳細を示す図３
の一部を拡大した断片的な展開図である。
【符号の説明】
１ 超電導大型粒子加速器（ＳＳＣ） ３ 陽子ビームの閉軌道 ７ ベローズ ９ 多層クライオスタット １１ 真空容器 １３ ８０゜Ｋシールド １７ ２０゜Ｋシールド ２１ 低温質量部アセンブリ ２３ ポスト ２９ ステンレス鋼のシェル ３１ ２つの部分よりなるヨーク ３５ ヒータ用孔部 ３７ 磁気透過性カラー ３９ 磁気コイル ４１，４３ 上部及び下部外側巻線 ４５，４７ 上部及び下部内側巻線 ４９ ビーム管 ５１，５３，５５，５７ ヒータストリップ ５９，６１ 導体 ６３，６５ ヒータループ ６７ 磁石 ６９ 直流電源 ７１，７３ バス ５ａ−５ｃ，５ｊ−５ｌ 磁石 ６３ａ−６３ｌ，６５ａ−６５ｌ ヒータループ ７７ａ−７７ｌ 低温ダイオード ７９ 低温ダイオード

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁石コイル手段を有する超電導磁石アセ
    ンブリ及び超電導磁石アセンブリを収容し極低温流体に
    より超電導磁石アセンブリを超電導温度へ冷却するクラ
    イオスタットよりなる超電導磁石装置において、磁石コ
    イル手段に沿って延び、磁石コイル手段の磁束変化によ
    り電流が誘導されるよう配向された細長い閉ループヒー
    タ部材よりなる加熱手段と、磁石コイル手段に接続され
    磁石コイル手段内のクエンチにより生じる磁石コイル手
    段の電圧降下に応答して電流を磁石コイル手段から転流
    させることにより磁石コイル手段の実質的部分を超電導
    温度より高い温度に加熱するに十分な電流をヒータ部材
    に誘導する大きさの磁束変化を磁石コイル手段に発生さ
    せるバイパスダイオード手段とよりなることを特徴とす
    る超電導磁石装置。
  2. 【請求項２】 バイパスダイオード手段が全体的にクラ
    イオスタット内に収容されていることを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 加熱手段が、磁石コイル手段に沿って延
    びる少なくとも２個の独立した細長い閉ループヒータ部
    材よりなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 ヒータ部材が、磁石コイル手段のほぼ長
    手方向に沿って延びる非超電導材料の一対のストリップ
    と、前記ストリップの端部を接続してストリップを閉ル
    ープにする導体とよりなることを特徴とする請求項１に
    記載の装置。
  5. 【請求項５】 加熱手段が、それぞれ磁石コイル手段の
    ほぼ長手方向に沿って延びる非超電導材料の一対のスト
    リップと各対のストリップの端部にあって該ストリップ
    対をそれぞれ独立の閉ループになるよう接続する導体と
    よりなる少なくとも２つのヒータ部材により構成されて
    いることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 バイパスダイオード手段が全体的にクラ
    イオスタット内に収容されていることを特徴とする請求
    項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 ストリップと導体により形成された閉ル
    ープにブロッキングダイオードが接続され、その極性が
    磁石コイル手段の電流のランプ増加時電流をブロックす
    るがバイパスダイオード手段による磁石コイル手段から
    の電流の転流により加熱手段に誘導される電流を通過さ
    せるように設定されていることを特徴とする請求項４に
    記載の装置。
  8. 【請求項８】 超電導磁石アセンブリがそれぞれ磁石コ
    イル手段を有する複数の直列接続超電導磁石を有し、加
    熱手段が各磁石コイル手段に沿って延びる細長いループ
    ヒータ部材よりなり、バイパスダイオード手段が所定数
    の磁石コイルにそれぞれ接続したバイパスダイオードを
    有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 磁石コイルの前記所定数は１であること
    を特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 バイパスダイオードが全体的にクライ
    オスタット内に収容されていることを特徴とする請求項
    ９に記載の装置。
JP3344143A 1990-12-03 1991-12-03 誘導型クエンチ加熱手段を有する超電導磁石装置 Withdrawn JPH06342722A (ja)

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