JPH07176422A - 超電導マグネット装置 - Google Patents

超電導マグネット装置

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JPH07176422A
JPH07176422A JP32194993A JP32194993A JPH07176422A JP H07176422 A JPH07176422 A JP H07176422A JP 32194993 A JP32194993 A JP 32194993A JP 32194993 A JP32194993 A JP 32194993A JP H07176422 A JPH07176422 A JP H07176422A
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JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
conductor
superconducting magnet
magnet device
superconducting conductor
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JP32194993A
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English (en)
Inventor
Michitaka Ono
通隆 小野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】想定される様々な外乱に対し所望の安定性を確
保することのできる超電導マグネット装置を提供するこ
と。 【構成】超電導マグネット1の超電導導体2に電流リー
ド5および電源6のいずれかを接続した超電導マグネッ
ト装置において、電流リード5および電源6のいずれか
と超電導導体2との接続部4を、超電導導体2の臨界温
度以上および臨界磁場以上のいずれかの箇所に配置した
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は外乱に対し安定性を向上
させた超電導マグネット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の強制冷却超電導マグネット装置と
しては、例えば図4に示すものがある。この超電導マグ
ネット装置は、液体ヘリウム温度程度に冷却した超電導
マグネット1の超電導導体2の端部に、接続部4を介し
て主として銅線で構成されたガス冷却型電流リード5を
真空容器3内における極低温領域で接続し、この電流リ
ード5を常温部まで引き出し、さらに電源6からの電源
ライン7と接続部4にて接続している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような超電導マグ
ネット装置では、接続部4、特に極低温領域における接
続部での超電導導体2の超電導素線一本一本に対する接
続抵抗値が非常に小さい上、各素線に対する抵抗値も大
きく異なる可能性が大きい。したがって、各素線に対す
る抵抗値およびインダクタンスの相違が超電導導体2内
の素線間に電流分布を生じさせ、超電導導体自体の安定
性の低下を招くことになる。しかし、核融合炉用の超電
導コイルなどでは、想定される様々な外乱に対し、可能
な限り安定性が要求されている。
【0004】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、想定される様々な外乱に対し所望の安定性を確
保することのできる超電導マグネット装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明に係る超電導マグネット装置は、請求項
1に記載したように、超電導マグネットの超電導導体に
電流リードおよび電源のいずれかを接続した超電導マグ
ネット装置において、上記電流リードおよび電源のいず
れかと上記超電導導体との接続部を、上記超電導導体の
臨界温度以上および臨界磁場以上のいずれかの箇所に配
置したことを特徴とする。
【0006】また、請求項2は、超電導マグネットの超
電導導体に電流リードおよび電源のいずれかを接続した
超電導マグネット装置において、上記超電導マグネット
から引き出される超電導導体の超電導素線が上記電流リ
ードおよび電源のいずれかに接続されるまでの間で、電
気的に並列に導かれた超電導素線のそれぞれに同一値の
抵抗体を配置したことを特徴とする。
【0007】さらに、請求項3は、超電導マグネットの
超電導導体に電流リードおよび電源のいずれかを接続し
た超電導マグネット装置において、上記電流リードおよ
び電源のいずれかと上記超電導導体との接続部を、超電
導導体の臨界温度以下および臨界磁場以下のいずれかの
極低温部に配置した場合、上記接続部と上記超電導マグ
ネットとの間を常電導状態とするヒータおよび高磁界マ
グネットのいずれかを上記超電導導体に取り付けたこと
を特徴とする。
【0008】そして、請求項4は、強制冷却型の超電導
導体を用いた超電導マグネット装置であって、複数のコ
イル同士の接続を超電導導体の臨界温度以下で行う場
合、上記各コイルより導かれる各素線を一対一に対応さ
せるとともに、各素線間の接触抵抗値をコイル接続抵抗
値より大きく設定したことを特徴とする。
【0009】
【作用】上記の構成を有する本発明においては、請求項
1に記載したように、電流リードまたは電源のいずれか
と超電導導体との接続部を、超電導導体の臨界温度以上
または臨界磁場以上のいずれかの箇所に配置したり、請
求項2に記載したように、超電導素線一本一本に同一の
抵抗値を有し、熱的な影響を最小限に抑えた抵抗体を設
けたり、あるいは請求項3に記載したように、接続部を
超電導導体の臨界温度以下および臨界磁場以下のいずれ
かの極低温部に配置した場合、上記接続部と超電導マグ
ネットとの間を常電導状態とするヒータおよび高磁界マ
グネットのいずれかを超電導導体の超電導素線のそれぞ
れに取り付けたりすることにより、超電導導体の各素線
に流れる電流値を即座に定常状態に導き、且つ各素線の
電流値を等しくすることができ、その結果所望の安定性
を得ることができる。
【0010】なお、請求項4に記載したように、複数の
コイル同士の接続を超電導導体の臨界温度以下で行う場
合には、各コイルより導かれる各素線を一対一に対応さ
せるとともに、各素線間の接触抵抗値をコイル接続抵抗
値より大きく設定することが望ましい。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明に係る超電導マグネット装置の第1
実施例を示す構成図である。なお、従来の構成と同一ま
たは対応する部分には図4と同一の符号を用いて説明す
る。この超電導マグネット装置は、液体ヘリウム温度程
度に冷却された超電導マグネット1の超電導導体2の端
部を真空容器3外まで引き出し、接続部4により電源6
からの電流リード5と常温部で接続されている。
【0012】次に、本実施例の作用を説明する。通常、
ケーブル・イン・コンジット型の導体を用いた超電導マ
グネット装置では、超電導導体の端部と電流リードとの
接続が極低温部で行われる。本実施例では、接続部4を
常温部に配置した場合を示しており、超電導マグネット
1の巻き始めまたは巻き終りから引き出される超電導導
体2を常温部まで導き、電流リード5と接続することに
より、超電導マグネット1と常温部に設けられた接続部
4との間の超電導導体2で臨界温度を越えた位置から各
素線にほぼ同一の抵抗が生じ、これにより各素線に流れ
る電流値が均等になる。
【0013】この場合、抵抗が生じる部分は、銅線など
を用いた電流リード5により構成されているため、抵抗
発生部におけるジュール発熱が特に高くなることはな
く、超電導マグネット装置全体に及ぼす影響は非常に少
なくて済む。
【0014】なお、本実施例では、超電導導体2の端部
を電流リード5と常温部で接続するようにしたが、電源
6と常温部で直接接続するようにしてもよい。また、そ
の接続部4を臨界温度以上の箇所に設置したが、臨界磁
場以上の箇所に配置するようにしてもよい。
【0015】このように本実施例によれば、超電導マグ
ネット1と常温部に設けられた接続部4との間の超電導
導体2で臨界温度を越えた位置から各素線にほぼ同一の
抵抗が生じることとなり、超電導導体2の各素線に流れ
る電流値を即座に定常状態に導き、且つ各素線の電流値
を等しくすることができ、その結果所望の安定性マージ
ンを得ることができる。
【0016】図2は本発明に係る超電導マグネット装置
の第2実施例を示す断面図である。なお、前記第1実施
例と同一の部分には同一の符号を付して説明する。以下
の実施例についても同様である。
【0017】この第2実施例では、極低温部に接続部を
設ける場合を示し、超電導マグネット1の超電導導体2
の各超伝導素線11のそれぞれに、一対一に対応させて
抵抗体としての銅スリーブ12により接続することによ
り、並列に導かれた各超伝導素線11はそれぞれ抵抗値
を等しくすることができ、その結果各超伝導素線11に
流れる電流値を等しくすることができる。なお、各銅ス
リーブ12の周囲には絶縁体13が固定され、この絶縁
体13により並列に導かれた各超伝導素線11の絶縁状
態を確保している。
【0018】このように本実施例によれば、超電導マグ
ネットから引き出される超電導導体2の超電導素線11
が電流リードおよび電源のいずれかに接続されるまでの
間で、電気的に並列に導かれた超電導素線11のそれぞ
れに同一値の銅スリーブ(抵抗体)12を配置したこと
により、超電導素線11の一本一本が同一の抵抗値を有
し、熱的な影響を最小限に抑えた抵抗体を設けたことに
より、前記第1実施例と同様の効果が得られる。
【0019】なお、前記第1実施例において、超電導導
体2との接続部を極低温部に設けなければならない場合
にも、この第2実施例のように並列に導かれた各超伝導
素線11同士を電気的に接触することなく、銅線などの
電流リード5と接続すれば、同様の効果が得られる。そ
の他の構成および作用は前記第1実施例と同一であるの
でその説明を省略する。
【0020】図3は本発明に係る超電導マグネット装置
の第3実施例を示す構成図である。この第3実施例では
超電導導体2と電流リード5との接続部4を超電導導体
2の臨界温度以下または臨界磁場以下のいずれかの極低
温部に配置した場合を示しており、超電導マグネット1
から超電導導体2が引き出され、この超電導導体2の外
周にヒータ8または高磁界発生用マグネット9が取り付
けられ、これらの周囲に冷却配管10が配設されてい
る。
【0021】したがって、この第3実施例では、超電導
の超電導導体2がヒータ8または高磁界発生用マグネッ
ト9により常電導に転移し、抵抗を生じる温度または磁
場を印加し、各超伝導素線に同一の抵抗値を生じさせ、
超伝導素線間に電流差が発生しないようにしている。
【0022】また、ヒータ8または高磁界発生用マグネ
ット9が取り付けられた端部に配設した冷却配管10
に、超電導導体2内を流れる超臨界ヘリウムなどの冷媒
14を流入させることにより、常電導部でのジュール発
熱は冷却され、常電導部の拡大・伝播を抑制することが
できる。
【0023】このように本実施例によれば、電流リード
または電源のいずれかと超電導導体2との接続部4を、
超電導導体2の臨界温度以下または臨界磁場以下のいず
れかの極低温部に配置した場合、接続部4と超電導マグ
ネットとの間を常電導状態とするヒータ8または高磁界
マグネット9のいずれかを超電導導体2に取り付けたこ
とにより、前記第1実施例と同様の効果が得られる。そ
の他の構成および作用は前記第1実施例と同一であるの
でその説明を省略する。
【0024】ところで、強制冷却型の超電導導体を用い
て製作された複数(3個以上)のコイルを極低温部で接
続する場合、導体の全素線同士をはんだなどにより一括
して接続する方法では、並列回路として同一値の抵抗体
を並列に配置する意味が失われるため、この接続も互い
のコイルより導かれる各素線の一対一の接続が必要であ
る。
【0025】この点、強制冷却型の超電導導体を用いた
超電導マグネット装置であって、複数のコイル同士の接
続を超電導導体の臨界温度以下で行う場合には、各コイ
ルより導かれる各素線を一対一に対応させるとともに、
各素線間の接触抵抗値をコイル接続抵抗値より大きく設
定し維持すれば、前記第1実施例と同様の効果が得られ
る。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る超電
導マグネット装置によれば、請求項1に記載したよう
に、電流リードまたは電源のいずれかと超電導導体との
接続部を、超電導導体の臨界温度以上または臨界磁場以
上のいずれかの箇所に配置したり、請求項2に記載した
ように、超電導素線一本一本に同一の抵抗値を有し、熱
的な影響を最小限に抑えた抵抗体を設けたり、あるいは
請求項3に記載したように、接続部を超電導導体の臨界
温度以下および臨界磁場以下のいずれかの極低温部に配
置した場合、上記接続部と超電導マグネットとの間を常
電導状態とするヒータおよび高磁界マグネットのいずれ
かを超電導導体の超電導素線のそれぞれに取り付けたり
することにより、超電導導体の各素線に流れる電流値を
即座に定常状態に導き、且つ各素線の電流値を等しくす
ることができ、その結果所望の安定性を得ることができ
る。
【0027】また、請求項4に記載したように、複数の
コイル同士の接続を超電導導体の臨界温度以下で行う場
合、各素線を一対一に対応させるとともに、各素線間の
接触抵抗値をコイル接続抵抗値より大きく設定すること
により、上記と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る超電導マグネット装置の第1実施
例を示す構成図。
【図2】本発明に係る超電導マグネット装置の第2実施
例を示す断面図。
【図3】本発明に係る超電導マグネット装置の第3実施
例を示す構成図。
【図4】従来の超電導マグネット装置を示す構成図。
【符号の説明】
1 超電導マグネット 2 超電導導体 3 真空容器 4 接続部 5 電流リード 6 電源 7 電源ライン 8 ヒータ 9 高磁界発生用マグネット 10 冷却配管 11 超伝導素線 12 銅スリーブ(抵抗体) 13 絶縁体 14 冷媒

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超電導マグネットの超電導導体に電流リ
    ードおよび電源のいずれかを接続した超電導マグネット
    装置において、上記電流リードおよび電源のいずれかと
    上記超電導導体との接続部を、上記超電導導体の臨界温
    度以上および臨界磁場以上のいずれかの箇所に配置した
    ことを特徴とする超電導マグネット装置。
  2. 【請求項2】 超電導マグネットの超電導導体に電流リ
    ードおよび電源のいずれかを接続した超電導マグネット
    装置において、上記超電導マグネットから引き出される
    超電導導体の超電導素線が上記電流リードおよび電源の
    いずれかに接続されるまでの間で、電気的に並列に導か
    れた超電導素線のそれぞれに同一値の抵抗体を配置した
    ことを特徴とする超電導マグネット装置。
  3. 【請求項3】 超電導マグネットの超電導導体に電流リ
    ードおよび電源のいずれかを接続した超電導マグネット
    装置において、上記電流リードおよび電源のいずれかと
    上記超電導導体との接続部を、超電導導体の臨界温度以
    下および臨界磁場以下のいずれかの極低温部に配置した
    場合、上記接続部と上記超電導マグネットとの間を常電
    導状態とするヒータおよび高磁界マグネットのいずれか
    を上記超電導導体に取り付けたことを特徴とする超電導
    マグネット装置。
  4. 【請求項4】 強制冷却型の超電導導体を用いた超電導
    マグネット装置であって、複数のコイル同士の接続を超
    電導導体の臨界温度以下で行う場合、上記各コイルより
    導かれる各素線を一対一に対応させるとともに、各素線
    間の接触抵抗値をコイル接続抵抗値より大きく設定した
    ことを特徴とする超電導マグネット装置。
JP32194993A 1993-12-21 1993-12-21 超電導マグネット装置 Pending JPH07176422A (ja)

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