JPH07235412A - Superconducting magnet device - Google Patents

Superconducting magnet device

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Publication number
JPH07235412A
JPH07235412A JP6026872A JP2687294A JPH07235412A JP H07235412 A JPH07235412 A JP H07235412A JP 6026872 A JP6026872 A JP 6026872A JP 2687294 A JP2687294 A JP 2687294A JP H07235412 A JPH07235412 A JP H07235412A
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JP
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superconducting
quench
superconducting coil
coil
magnet device
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JP6026872A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Morita
正夫 守田
Takeo Kawaguchi
武男 川口
Shunji Yamamoto
俊二 山本
Tadatoshi Yamada
忠利 山田
Shiro Nakamura
史朗 中村
Tetsuya Matsuda
哲也 松田
Toshie Takeuchi
敏恵 竹内
Itsuo Kodera
溢男 小寺
Shoichi Yokoyama
彰一 横山
Kenji Shimohata
賢司 下畑
Kazutake Senoo
和威 妹尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To suppress a voltage generated at the time of quenching to low by so forming that a current flows to a heater for forcibly quenching a superconducting coil by an operation of a quench detector when the coil is quenched to expedite the quenching of the coil. CONSTITUTION:Superconducting coils 1a, 1b are connected in series, and excited by an exciting power source 3. In this case, when the coil 1a is quenched, voltages of the coils 1, 1b are unbalanced. The unbalance is detected by a quench detector 7, and a forcible quench heater power source 8 is operated. A current is supplied from the power source 8 to forcible quench heaters 2a, 2b, and the coil 1b in which the quenching does not occur is also quenched. Both the coils 1a, 1b are quenched, a generated voltage is suppressed to low, and safety of a superconducting magnet is held. Thus, there is no possibility of damaging the coil, and its reliability can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は超電導マグネット装
置、特に超電導マグネット装置に損傷を与えることな
く、信頼性良く励磁運転するための構成に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting magnet device, and more particularly to a structure for reliable excitation operation without damaging the superconducting magnet device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超電導マグネット装置の励磁運転
回路を図18を参照しながら説明する。図18はたとえ
ば特開昭61−18845号公報に示された従来の超電
導マグネット装置の励磁運転回路である。
2. Description of the Related Art An excitation operation circuit of a conventional superconducting magnet device will be described with reference to FIG. FIG. 18 shows an exciting operation circuit of a conventional superconducting magnet device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-18845.

【0003】図において、1は超電導コイル、3は励磁
電源、通常は定電流電源、4はスイッチ、5は保護抵抗
である。
In the figure, 1 is a superconducting coil, 3 is an exciting power source, usually a constant current power source, 4 is a switch, and 5 is a protective resistor.

【0004】次に、前述した従来の超電導マグネット装
置の励磁運転回路の動作について説明する。スイッチ4
を閉じて、励磁電源3により、超電導コイル1を励磁す
る。ここで、超電導コイル1がクエンチ(常電導転移)
したとする。このとき、図19に示すように、超電導コ
イル1にはクエンチに伴う抵抗が発生する。通常、超電
導コイル1のクエンチに伴い、スイッチ4を開くので、
超電導コイル1の電流は保護抵抗5(Rp)と超電導コ
イル1に発生した抵抗(Rc)の和の抵抗(R=Rp+
Rc)と、超電導コイル1のインダクタンス(L)で決
まる時定数(τ=L/R)で減衰する。
Next, the operation of the excitation operation circuit of the above-mentioned conventional superconducting magnet device will be described. Switch 4
Is closed and the superconducting coil 1 is excited by the excitation power source 3. Here, the superconducting coil 1 is quenched (normal conduction transition)
Suppose At this time, as shown in FIG. 19, resistance is generated in the superconducting coil 1 due to the quench. Normally, the switch 4 is opened with the quenching of the superconducting coil 1,
The current of the superconducting coil 1 is the sum of the protection resistance 5 (Rp) and the resistance (Rc) generated in the superconducting coil 1 (R = Rp +
Rc) and the inductance (L) of the superconducting coil 1 attenuate with a time constant (τ = L / R).

【0005】また、超電導コイル1を消磁する場合はス
イッチ4を閉じたまま、励磁電源3により電流を減少さ
せて消磁される。
When the superconducting coil 1 is degaussed, the current is reduced by the exciting power source 3 with the switch 4 kept closed to degauss.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の超電導マグネッ
ト装置は以上のように構成されているが、ここで励磁運
転の際に超電導コイルがクエンチした場合、超電導コイ
ル1の内部に発生する電圧を計算してみる。計算を簡単
にするために、図20に示すように超電導コイル1を二
つに分割し、それぞれ超電導コイル1a、1bとし、超
電導コイル1aと1bの相互作用はないものとする。こ
こで、超電導コイル1aにクエンチが発生したときの回
路方程式は次式で示される。 La(di/dt)+Rca×i+Lb(di/dt)
+Rp×i=0 ここで、La、Lbはそれぞれ超電導コイル1a、1b
のインダクタンス、Rcaは超電導コイル1aに発生し
た抵抗、iは電流である。
The conventional superconducting magnet device is constructed as described above. Here, when the superconducting coil is quenched during the excitation operation, the voltage generated inside the superconducting coil 1 is calculated. I will try. In order to simplify the calculation, it is assumed that the superconducting coil 1 is divided into two parts as shown in FIG. 20, and the superconducting coils 1a and 1b are respectively formed without any interaction between the superconducting coils 1a and 1b. Here, the circuit equation when the quench occurs in the superconducting coil 1a is shown by the following equation. La (di / dt) + Rca × i + Lb (di / dt)
+ Rp × i = 0 where La and Lb are superconducting coils 1a and 1b, respectively.
, Rca is the resistance generated in the superconducting coil 1a, and i is the current.

【0007】超電導コイル1a、1bそれぞれの電圧V
a、Vbは Va=La(di/dt)+Rca×i Vb=Lb(di/dt) で示される。また、超電導コイル1a、1bの和の電圧
は V=Va+Vb=Rp×i である。ここで、保護抵抗値が超電導コイル1aに発生
した抵抗に比べて十分小さいと仮定すればV=0とな
り、Va=−Vbとなる。
The voltage V of each of the superconducting coils 1a and 1b
a and Vb are represented by Va = La (di / dt) + Rca × i Vb = Lb (di / dt). The sum voltage of the superconducting coils 1a and 1b is V = Va + Vb = Rp × i. Here, assuming that the protection resistance value is sufficiently smaller than the resistance generated in the superconducting coil 1a, V = 0 and Va = -Vb.

【0008】ここで、インダクタンスLa=Lb=10
Hなる超電導コイル1a、1bにおいて、超電導コイル
1aがクエンチした場合、一般的に、その電流減衰(d
i/dt)は数100A/s程度になる場合もある。こ
の場合、超電導コイル1a、1bの電圧はVa=Vb=
数千Vとなり、非常に高電圧が超電導コイル1a、1b
の両端に印加されることになる。
Here, the inductance La = Lb = 10
In the H superconducting coils 1a and 1b, when the superconducting coil 1a is quenched, its current decay (d
i / dt) may be several 100 A / s. In this case, the voltages of the superconducting coils 1a and 1b are Va = Vb =
Thousands of V, very high voltage is superconducting coils 1a, 1b
Will be applied to both ends of.

【0009】なお、説明を簡単にするために二つのコイ
ルに分割して説明したが、一つのコイルの中で部分的に
クエンチが起こっている場合にも同様であり、部分的に
超電導コイル1に大電圧が印加されることはいうまでも
ない。
Incidentally, for the sake of simplification of description, the description has been made by dividing the coil into two coils, but the same applies to the case where the quench is partially generated in one coil, and the superconducting coil 1 is partially It goes without saying that a large voltage is applied to the.

【0010】このように、従来の超電導マグネット装置
は、超電導コイルのクエンチにより超電導コイル内に大
電圧が発生し、超電導コイルが破損する可能性があると
いう問題点があった。
As described above, the conventional superconducting magnet device has a problem that the quenching of the superconducting coil may generate a large voltage in the superconducting coil and damage the superconducting coil.

【0011】また、励磁の際は、励磁電源3は受電した
エネルギを直流に変換し、ほとんど通過させて超電導コ
イル1に送る。したがって、励磁電源3の中で消費され
る電力はわずかである。一方、消磁する場合には、超電
導コイル1のエネルギを励磁電源3の中で消費しなけれ
ばならない。電流減少率が小さい場合には励磁電源内の
消費電力は少なくてすむが、電流減少率が大きくなると
消費電力が大きくなり、励磁電源3中の制御トランジス
タでこの電力を吸収するためには、励磁に必要な容量以
上の制御トランジスタを設置しなければならず、経済的
ではなかった。また、励磁電源の故障は超電導マグネッ
トの損傷につながる危険性があり、励磁電源の信頼性も
高いことが必要となる。
During excitation, the excitation power supply 3 converts the received energy into direct current, passes it through almost all, and sends it to the superconducting coil 1. Therefore, the power consumed in the excitation power supply 3 is small. On the other hand, when degaussing, the energy of the superconducting coil 1 must be consumed in the exciting power supply 3. When the rate of current decrease is small, the power consumption in the excitation power supply can be small, but when the rate of current decrease is large, the power consumption increases, and the control transistor in the excitation power supply 3 must absorb this power in order to absorb the power. It was not economical because it was necessary to install more control transistors than the required capacity. Further, a failure of the exciting power supply may lead to damage of the superconducting magnet, and it is necessary that the exciting power supply has high reliability.

【0012】また、超電導コイル1はクライオスタット
内に収納され、冷媒により冷却されているが、クエンチ
により大量の冷媒が急激に消費されると、クライオスタ
ットの急激な圧力上昇が生じて危険であった。
Further, the superconducting coil 1 is housed in the cryostat and cooled by the refrigerant. However, if a large amount of the refrigerant is rapidly consumed by quenching, the pressure of the cryostat suddenly rises, which is dangerous.

【0013】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、安全で信頼性の高い超電導マグ
ネット装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a safe and highly reliable superconducting magnet device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る超電導マグネット装置は、クライオスタット内に収納
された超電導コイル、超電導コイルを励磁する励磁電
源、超電導コイルを強制的にクエンチさせる強制クエン
チヒータ、超電導コイルのクエンチを検出するクエンチ
検出器、クエンチ検出器の作動により上記強制クエンチ
ヒータに電流を通電する強制クエンチヒータ電源、及び
上記クエンチ検出器と上記強制クエンチヒータ電源を作
動させる無停電電源を備えたものである。
A superconducting magnet device according to claim 1 of the present invention is a superconducting coil housed in a cryostat, an exciting power source for exciting the superconducting coil, and a forced quench heater for forcibly quenching the superconducting coil. , A quench detector for detecting the quench of the superconducting coil, a forced quench heater power source for supplying a current to the forced quench heater by the operation of the quench detector, and an uninterruptible power source for operating the quench detector and the forced quench heater power source. Be prepared.

【0015】この発明の請求項2に係る超電導マグネッ
ト装置は、停電時において、無停電電源の許容容量に達
するまでに強制クエンチヒータ電源を上記無停電電源に
より作動させ、強制クエンチヒータに電流を通電して超
電導コイルをクエンチさせるものである。
In the superconducting magnet device according to claim 2 of the present invention, during a power failure, the forced quench heater power supply is operated by the uninterruptible power supply until the allowable capacity of the uninterruptible power supply is reached, and a current is supplied to the forced quench heater. Then, the superconducting coil is quenched.

【0016】この発明の請求項3に係る超電導マグネッ
ト装置は、クライオスタット内に収納された超電導コイ
ルと永久電流スイッチ、超電導コイルを励磁する励磁電
源、超電導コイルを強制的にクエンチさせる強制クエン
チヒータ、超電導コイルのクエンチを検出するクエンチ
検出器、クエンチ検出器の作動により上記強制クエンチ
ヒータに電流を通電する強制クエンチヒータ電源、上記
永久電流スイッチのヒータに電流を通電する永久電流ス
イッチヒータ電源、及び上記クエンチ検出器と上記各電
源を作動させる無停電電源を備え、停電時において、上
記無停電電源は上記無停電電源の許容容量に達するまで
に上記永久電流スイッチヒータ電源を作動させ、永久電
流スイッチヒータに電流を通電して強制的に超電導コイ
ルを消磁するものである。
A superconducting magnet device according to a third aspect of the present invention is a superconducting coil and a permanent current switch housed in a cryostat, an exciting power source for exciting the superconducting coil, a forced quench heater for forcibly quenching the superconducting coil, and a superconducting coil. A quench detector for detecting a quench of a coil, a forced quench heater power supply for supplying a current to the forced quench heater by the operation of the quench detector, a permanent current switch heater power supply for supplying a current to the heater of the permanent current switch, and the quench. It has a detector and an uninterruptible power supply that operates each of the above power supplies, and during a power failure, the uninterruptible power supply activates the permanent current switch heater power supply until it reaches the allowable capacity of the uninterruptible power supply, and A device that forcibly degausses a superconducting coil by applying an electric current A.

【0017】この発明の請求項4に係る超電導マグネッ
ト装置は、超電導コイル及び永久電流スイッチを収納
し、超電導状態に保つクライオスタットと、励磁電源と
を電流リードにより着脱可能にし、停電時において、無
停電電源は無停電電源の許容容量に達するまでに、上記
電流リードを脱状態から着状態にして永久電流スイッチ
ヒータ電源を作動させ、永久電流スイッチヒータに電流
を通電して強制的に超電導コイルを消磁するものであ
る。
A superconducting magnet device according to a fourth aspect of the present invention accommodates a superconducting coil and a permanent current switch, and a cryostat for keeping a superconducting state and an exciting power source can be attached and detached by a current lead. By the time the power supply reaches the allowable capacity of the uninterruptible power supply, the above current lead is switched from the disconnected state to the connected state to activate the permanent current switch heater power supply, and current is passed through the permanent current switch heater to forcibly demagnetize the superconducting coil. To do.

【0018】この発明の請求項5に係る超電導マグネッ
ト装置は、強制クエンチヒータ電源より強制クエンチヒ
ータに微少電流を通電し、上記強制クエンチヒータの断
線を検出する検出手段を備えたものである。
A superconducting magnet device according to a fifth aspect of the present invention comprises a detecting means for detecting a disconnection of the forced quench heater by supplying a small current from the forced quench heater power source to the forced quench heater.

【0019】この発明の請求項6に係る超電導マグネッ
ト装置は、超電導コイルが少なくとも二個以上の超電導
コイルよりなり、強制クエンチヒータは上記超電導コイ
ルそれぞれの端部に設置し、少なくとも―個の上記超電
導コイルがクエンチした場合、すべての上記超電導コイ
ルに設置された上記強制クエンチヒータに電流を通電
し、すべての超電導コイルを強制的にクエンチさせるも
のである。
In the superconducting magnet device according to claim 6 of the present invention, the superconducting coil is composed of at least two or more superconducting coils, and the forced quench heater is installed at each end of the superconducting coils, and at least − superconducting coils are provided. When the coils are quenched, a current is passed through the forced quench heaters installed in all the superconducting coils to forcibly quench all the superconducting coils.

【0020】この発明の請求項7に係る超電導マグネッ
ト装置は、超電導コイルが少なくとも二個以上の超電導
コイルよりなり、強制クエンチヒータは上記超電導コイ
ルそれぞれの巻線に直交する方向に設置し、少なくとも
一個の上記超電導コイルがクエンチした場合、すべての
上記超電導コイルに設置された上記強制クエンチヒータ
に電流を通電し、すべての超電導コイルを強制的にクエ
ンチさせるものである。
In a superconducting magnet device according to a seventh aspect of the present invention, the superconducting coil is composed of at least two superconducting coils, and the forced quench heater is installed in a direction orthogonal to each winding of the superconducting coil, and at least one superconducting coil is provided. When the above superconducting coils are quenched, a current is passed through the forced quench heaters installed in all the superconducting coils to forcibly quench all the superconducting coils.

【0021】この発明の請求項8に係る超電導マグネッ
ト装置は、超電導コイルとこの超電導コイルを収納し、
超電導状態に保つクライオスタットとからなる超電導マ
グネットを、偶数個直列に常温リードを介して接続した
超電導マグネット装置において、上記常温リードを抵抗
で分圧して、三端子法のクエンチ検出を行うものであ
る。
A superconducting magnet device according to an eighth aspect of the present invention accommodates the superconducting coil and the superconducting coil,
In a superconducting magnet device in which an even number of superconducting magnets each comprising a cryostat for maintaining a superconducting state are connected in series via room temperature leads, the room temperature leads are divided by a resistance to perform quench detection by the three-terminal method.

【0022】この発明の請求項9に係る超電導マグネッ
ト装置は、クライオスタット内に収納された超電導コイ
ル、超電導コイルを励磁する励磁電源、及び上記超電導
コイルの励磁電圧とほぼターンオン電圧が等しくなるよ
うに、上記励磁電源と並列に、複数個直列に接続したダ
イオードを備えたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in a superconducting magnet device, a superconducting coil housed in a cryostat, an exciting power source for exciting the superconducting coil, and a turn-on voltage substantially equal to the exciting voltage of the superconducting coil, A plurality of diodes connected in series are provided in parallel with the excitation power source.

【0023】この発明の請求項10に係る超電導マグネ
ット装置は、クライオスタット内に収納された超電導コ
イルとクエンチ保護用ダイオード、超電導コイルを励磁
する励磁電源、及び上記極低温ダイオードがターンオン
する電圧よりも低い電圧になるように、上記励磁電源と
並列に、常温部に複数個直列に接続したダイオードを備
えたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a superconducting magnet device in which a superconducting coil and a quench protection diode housed in a cryostat, an exciting power supply for exciting the superconducting coil, and a voltage lower than a voltage at which the cryogenic diode is turned on are lower. In order to obtain a voltage, a plurality of diodes connected in series to the room temperature part are provided in parallel with the excitation power source.

【0024】この発明の請求項11に係る超電導マグネ
ット装置は、超電導コイル、永久電流スイッチ、クエン
チエネルギ吸収体、及びこれらを収納し、超電導状態に
保つためのクライオスタットとを備えた超電導マグネッ
ト装置において、上記超電導コイルよりも上方に上記永
久電流スイッチを配置し、さらに上記永久電流スイッチ
よりも上方に上記エネルギ吸収体を配置したものであ
る。
A superconducting magnet device according to an eleventh aspect of the present invention is a superconducting magnet device comprising a superconducting coil, a permanent current switch, a quench energy absorber, and a cryostat for accommodating them and keeping them in a superconducting state. The permanent current switch is arranged above the superconducting coil, and the energy absorber is arranged above the permanent current switch.

【0025】この発明の請求項12に係る超電導マグネ
ット装置は、超電導コイルを収納した第1の容器、この
第1の容器より容積が大きく、永久電流スイッチとクエ
ンチエネルギ吸収体とを収納し、冷媒を貯める第2の容
器、第1の容器と第2の容器を結合する連結管、及び上
記各容器と上記連結管を極低温状態に保つ真空槽を備
え、第1の容器よりも上方に第2の容器を配置し、第2
の容器の下部に上記永久電流スイッチを、上部に上記エ
ネルギ吸収体を配置したものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a superconducting magnet device comprising a first container having a superconducting coil, a volume larger than that of the first container, a permanent current switch and a quench energy absorber, and a refrigerant. A second container for storing the first container, a connecting pipe for connecting the first container and the second container, and a vacuum tank for keeping each of the container and the connecting pipe at a cryogenic temperature, and a first container above the first container. Place 2 containers, 2nd
The permanent current switch is arranged in the lower part of the container and the energy absorber is arranged in the upper part.

【0026】[0026]

【作用】この発明の請求項1の超電導マグネット装置に
おいては、超電導コイルは励磁手段により励磁されてい
る。この状態で、前記超電導コイルがクエンチするとク
エンチ検出器が作動する。クエンチ検出器の作動によ
り、前記超電導コイルを強制的にクエンチさせるための
ヒータに電流が通電され、前記超電導コイルのクエンチ
が促進される。これにより超電導コイルのクエンチ時の
発生電圧が低く抑えられ、絶縁破壊等を起こす可能性が
なくなり、超電導マグネット装置の安全性が保たれる。
また、超電導コイルのクエンチが停電中に起きても、超
電導コイルのクエンチが促進されるよう無停電電源が接
続されている。
In the superconducting magnet device according to the first aspect of the present invention, the superconducting coil is excited by the exciting means. When the superconducting coil is quenched in this state, the quench detector operates. By the operation of the quench detector, a current is passed through the heater for forcibly quenching the superconducting coil, and the quenching of the superconducting coil is promoted. As a result, the voltage generated when the superconducting coil is quenched is suppressed to a low level, the possibility of causing dielectric breakdown, etc. is eliminated, and the safety of the superconducting magnet device is maintained.
Further, even if the quench of the superconducting coil occurs during the power failure, the uninterruptible power supply is connected so as to promote the quench of the superconducting coil.

【0027】この発明の請求項2の超電導マグネット装
置においては、超電導コイルは励磁手段により励磁され
ており、この状態で、停電がおこると無停電電源が作動
する。ここで、停電時間が長くなると、前記無停電電源
の許容容量に達する。無停電電源の許容容量に達した後
に、超電導コイルがクエンチすると、前記超電導コイル
のクエンチを促進するためのヒータに電流を供給できな
くなり、前記超電導コイルのクエンチの促進ができなく
なる。したがって、前記無停電電源の許容容量に達する
前に、前記超電導コイルを強制的にクエンチさせること
により、前記超電導マグネット装置の安全性をさらに保
つことができる。
In the superconducting magnet device according to the second aspect of the present invention, the superconducting coil is excited by the exciting means, and in this state, if a power failure occurs, the uninterruptible power supply operates. Here, if the power failure time becomes long, the allowable capacity of the uninterruptible power supply is reached. When the superconducting coil is quenched after reaching the allowable capacity of the uninterruptible power supply, the heater for promoting the quenching of the superconducting coil cannot be supplied with current, and the quenching of the superconducting coil cannot be promoted. Therefore, by forcibly quenching the superconducting coil before the allowable capacity of the uninterruptible power supply is reached, the safety of the superconducting magnet device can be further maintained.

【0028】この発明の請求項3の超電導マグネット装
置においては、超電導コイルは永久電流スイッチにより
永久電流運転されている。この状態で停電が起こると無
停電電源が作動するが、停電時間が長くなると、前記無
停電電源の許容容量に達する。前記無停電電源の許容容
量に達した後に、超電導コイルがクエンチすると、前記
超電導コイルのクエンチを促進するためのヒータに電流
を供給できなくなり、前記超電導コイルのクエンチの促
進ができなくなる。したがって、前記無停電電源の許容
容量に達する前に、前記永久電流スイッチを強制的にク
エンチさせ、前記超電導コイルのエネルギをクライオス
タットの外で消費させることにより前記超電導コイルを
消磁することにより、前記超電導マグネット装置の安全
性を保つことができる。
In the superconducting magnet device according to claim 3 of the present invention, the superconducting coil is operated by a permanent current switch by a permanent current. When a power failure occurs in this state, the uninterruptible power supply operates, but when the power failure time becomes long, the allowable capacity of the uninterruptible power supply is reached. If the superconducting coil is quenched after reaching the allowable capacity of the uninterruptible power supply, the heater for promoting the quenching of the superconducting coil cannot be supplied with current, and the quenching of the superconducting coil cannot be promoted. Therefore, before the permissible capacity of the uninterruptible power supply is reached, the permanent current switch is forcibly quenched and the energy of the superconducting coil is consumed outside the cryostat to demagnetize the superconducting coil, whereby the superconducting coil is demagnetized. The safety of the magnet device can be maintained.

【0029】この発明の請求項4の超電導マグネット装
置においては、超電導コイルは永久電流スイッチにより
永久電流運転されている。また、着脱リードは[脱]の
状態になっている。この状態で停電が起こると無停電電
源が作動するが、停電時間が長くなると、前記無停電電
源の許容容量に達する。前記無停電電源の許容容量に達
した後に、超電導コイルがクエンチすると、前記超電導
コイルのクエンチを促進するためのヒータに電流を供給
できなくなり、前記超電導コイルのクエンチの促進がで
きなくなる。したがって、前記無停電電源の許容容量に
達する前に、前記着脱リードを[着]の状態にし、前記
永久電流スイッチを強制的にクエンチさせ、前記超電導
コイルのエネルギをクライオスタットの外で消費させる
ことにより前記超電導コイルを消磁することにより、前
記超電導マグネット装置の安全性を保つことができる。
なお、前記着脱リードが[脱]の状態で前記永久電流ス
イッチを強制的にクエンチさせると、前記超電導コイル
のエネルギは前記クライオスタット内で消費され冷媒が
蒸発するため経済的ではない。
In the superconducting magnet device according to a fourth aspect of the present invention, the superconducting coil is operated by a permanent current switch by a permanent current. Also, the detachable lead is in the [disengaged] state. When a power failure occurs in this state, the uninterruptible power supply operates, but when the power failure time becomes long, the allowable capacity of the uninterruptible power supply is reached. If the superconducting coil is quenched after reaching the allowable capacity of the uninterruptible power supply, the heater for promoting the quenching of the superconducting coil cannot be supplied with current, and the quenching of the superconducting coil cannot be promoted. Therefore, before reaching the allowable capacity of the uninterruptible power supply, the detachable lead is put into the [attached] state, the permanent current switch is forcibly quenched, and the energy of the superconducting coil is consumed outside the cryostat. By degaussing the superconducting coil, the safety of the superconducting magnet device can be maintained.
In addition, if the permanent current switch is forcibly quenched with the detachable lead in the [disengaged] state, the energy of the superconducting coil is consumed in the cryostat and the refrigerant evaporates, which is not economical.

【0030】この発明の請求項5の超電導マグネット装
置においては、超電導コイルに設置された強制クエンチ
ヒータに常に微少電流を通電する。この微少電流は、前
記ヒータ、あるいは前記ヒータに電流を導入するリード
線等が断線すると流れなくなる。したがって、微少電流
を計測し、電流が流れているかどうかを検出することに
より、前記断線の有無を検出でき、確実に超電導コイル
のクエンチの促進ができる。なお、前記微少電流とは前
記超電導コイルがクエンチしない電流である。
In the superconducting magnet device according to the fifth aspect of the present invention, a minute current is always supplied to the forced quench heater installed in the superconducting coil. This minute current stops flowing when the heater or a lead wire for introducing a current to the heater is disconnected. Therefore, by measuring the minute current and detecting whether or not the current is flowing, the presence or absence of the disconnection can be detected, and the quenching of the superconducting coil can be surely promoted. The minute current is a current that does not quench the superconducting coil.

【0031】この発明の請求項6の超電導マグネット装
置においては、超電導コイルを強制的にクエンチさせる
ヒータは前記超電導コイルの端部に設置される。前記超
電導コイルの端部は磁界が高くクエンチがすばやく促進
され、前記超電導マグネット装置の安全性保持が高ま
る。
In the superconducting magnet device according to claim 6 of the present invention, the heater for forcibly quenching the superconducting coil is installed at the end of the superconducting coil. The end portion of the superconducting coil has a high magnetic field and quenching is promoted quickly, so that the safety of the superconducting magnet device is maintained.

【0032】この発明の請求項7の超電導マグネット装
置においては、超電導コイルを強制的にクエンチさせる
ヒータは前記超電導コイルの巻線に直交する方向に設置
される。巻線に直交する方向に前記ヒータを設置する
と、前記超電導コイル全体のクエンチが促進され、前記
超電導マグネット装置の安全性保持が高まる。
In the superconducting magnet device according to claim 7 of the present invention, the heater for forcibly quenching the superconducting coil is installed in a direction orthogonal to the winding of the superconducting coil. When the heater is installed in the direction orthogonal to the winding, quenching of the entire superconducting coil is promoted, and safety of the superconducting magnet device is enhanced.

【0033】この発明の請求項8の超電導マグネット装
置においては、偶数個直列に、常温リードを介して接続
された超電導マグネットの常温リード部の電圧を抵抗分
圧法で分圧することにより、3端子法のクエンチ検出の
中点が容易に得られる。
In the superconducting magnet device according to claim 8 of the present invention, an even number of the superconducting magnets connected in series through the room temperature leads are divided by a resistance voltage dividing method to divide the voltage of the room temperature leads by a three-terminal method. The midpoint of the quench detection of is easily obtained.

【0034】この発明の請求項9の超電導マグネット装
置においては、超電導コイルの励磁電圧とほぼターンオ
ン電圧が等しくなるように、励磁電源と並列に複数個直
列にダイオードを接続することにより、超電導コイルの
励消磁速度がほぼ等しくなる。このような構成は従来の
ような制御系を必要とせず、励磁電源の信頼性が増す。
In the superconducting magnet device according to claim 9 of the present invention, a plurality of diodes are connected in series with the exciting power source in parallel so that the turn-on voltage is substantially equal to the exciting voltage of the superconducting coil. Excitation / demagnetization speeds are almost equal. Such a configuration does not require a control system as in the past and increases the reliability of the excitation power source.

【0035】この発明の請求項10の超電導マグネット
装置においては、極低温ダイオードがターンオンする電
圧よりも低い電圧になるように、励磁電源と並列に、常
温部にダイオードを複数個直列に接続することにより、
励磁電源の信頼性が増すとともに、前記極低温ダイオー
ドをターンオンさせることなく、前記超電導コイルの消
磁を行うことができる。
In the superconducting magnet device according to claim 10 of the present invention, a plurality of diodes are connected in series in the room temperature section in parallel with the exciting power source so that the voltage becomes lower than the voltage at which the cryogenic diode turns on. Due to
The reliability of the excitation power source is increased, and the superconducting coil can be demagnetized without turning on the cryogenic diode.

【0036】この発明の請求項11の超電導マグネット
装置においては、超電導コイルよりも上方に永久電流ス
イッチを、さらに上方にエネルギ吸収体を配置したの
で、冷媒の消費による液面の低下にともない、超電導コ
イルよりも先に永久電流スイッチが常電導状態になる。
このとき、超電導コイルには永久電流を通電できなくな
り、超電導コイルのエネルギは上方に配置したエネルギ
吸収体で消費される。したがって、冷媒のガス雰囲気中
でエネルギを消費させることにより冷媒によるクライオ
スタットの急激な圧力上昇、冷媒の急激な消費等がな
く、超電導マグネット装置の安全性、及び信頼性を保つ
ことができる。
In the superconducting magnet device according to claim 11 of the present invention, the permanent current switch is arranged above the superconducting coil and the energy absorber is arranged further above the superconducting coil. The permanent current switch enters the normal conducting state before the coil.
At this time, a permanent current cannot be passed through the superconducting coil, and the energy of the superconducting coil is consumed by the energy absorber arranged above. Therefore, by consuming energy in the gas atmosphere of the refrigerant, there is no abrupt pressure increase of the cryostat by the refrigerant and no abrupt consumption of the refrigerant, and the safety and reliability of the superconducting magnet device can be maintained.

【0037】この発明の請求項12の超電導マグネット
装置においては、超電導コイルを収納した第1の容器よ
りも上方に、第1の容器より容積が大きく、永久電流ス
イッチとクエンチエネルギ吸収体とを収納し、冷媒を貯
める第2の容器を配置し、上記第2の容器の下部に永久
電流スイッチを、上部にエネルギ吸収体を配置したの
で、冷媒の消費による液面の低下にともない、超電導コ
イルよりも先に永久電流スイッチが常電導状態になる。
このとき、超電導コイルには永久電流を通電できなくな
り、超電導コイルのエネルギは上方に配置したエネルギ
吸収体で消費される。したがって、冷媒のガス雰囲気中
でエネルギを消費させることにより冷媒による容器の急
激な圧力上昇、冷媒の急激な消費等がなく、超電導マグ
ネット装置の安全性、及び信頼性を保つことができる。
さらに、第1の容器は容積が小さく冷媒量は少ないた
め、圧力上昇はすくなくてすみ、また、連結管の存在に
より第2の容器にガス化した冷媒が急激には伝わらない
ので、安全性がさらに増す。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the superconducting magnet device, a permanent current switch and a quench energy absorber having a volume larger than that of the first container are accommodated above the first container accommodating the superconducting coil. Since the second container for storing the refrigerant is arranged, the permanent current switch is arranged in the lower part of the second container, and the energy absorber is arranged in the upper part, the liquid level is lowered due to the consumption of the refrigerant, so that the superconducting coil is First, the permanent current switch goes into the normal conducting state.
At this time, a permanent current cannot be passed through the superconducting coil, and the energy of the superconducting coil is consumed by the energy absorber arranged above. Therefore, by consuming energy in the gas atmosphere of the refrigerant, there is no abrupt pressure increase of the container due to the refrigerant, abrupt consumption of the refrigerant, etc., and the safety and reliability of the superconducting magnet device can be maintained.
Further, since the first container has a small volume and a small amount of refrigerant, the pressure rise is small, and since the gasified refrigerant is not rapidly transmitted to the second container due to the presence of the connecting pipe, safety is improved. Further increase.

【0038】[0038]

【実施例】【Example】

実施例1.この発明の請求項1に係る超電導マグネット
装置を図1により説明する。図1において、超電導コイ
ル1a、1b、励磁電源3、スイッチ4、保護抵抗5は
従来のものと同様である。2a、2bは超電導コイル1
a、1bを強制的にクエンチさせるためのヒータ(強制
クエンチヒータ)、6は超電導コイル1a、1bを超電
導状態に保つクライオスタット、8は強制クエンチヒー
タ2a、2bに電流を供給するための電源(強制クエン
チヒータ電源)、7は超電導コイル1a、1bのクエン
チを検出し、強制クエンチヒータ電源8を制御する手段
を有するクエンチ検出器、9はクエンチ検出器7と強制
クエンチヒータ電源8に電力を供給する無停電電源であ
り、太線で示される矢印は電源ラインである。
Example 1. A superconducting magnet device according to claim 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the superconducting coils 1a and 1b, the excitation power source 3, the switch 4, and the protective resistor 5 are the same as those of the conventional one. 2a and 2b are superconducting coils 1
a, a heater for forcibly quenching 1b (forced quench heater), 6 is a cryostat for keeping the superconducting coils 1a, 1b in a superconducting state, 8 is a power supply (forced forcing) to the forced quench heaters 2a, 2b (Quench heater power supply), 7 is a quench detector having means for detecting the quench of the superconducting coils 1a, 1b and controlling the forced quench heater power supply 8, and 9 is for supplying power to the quench detector 7 and the forced quench heater power supply 8. It is an uninterruptible power supply, and the arrow indicated by a thick line is a power supply line.

【0039】次に、実施例1の動作について説明する。
超電導コイル1a、1bは直列に接続され、励磁電源3
により励磁される。ここで、超電導コイル1aがクエン
チした場合を考える。超電導コイル1aがクエンチする
と、超電導コイル1aと1bの電圧にアンバランスが生
じ、このアンバランスをクエンチ検出器7が検出し、強
制クエンチヒータ電源8を作動させる。強制クエンチヒ
ータ電源8から強制クエンチヒータ2a、2bに電流が
供給され、クエンチを起こしていない超電導コイル1b
もクエンチする。超電導コイル1a、1b両方がクエン
チすることにより発生電圧は低く抑えられ、超電導マグ
ネット装置の安全性が保たれる。なお、超電導コイル1
bを強制的にクエンチさせなければ、超電導コイル1
a、1b共に大電圧が発生し、絶縁破壊を起こす可能性
がある。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
The superconducting coils 1a and 1b are connected in series, and the excitation power source 3
Is excited by. Here, consider a case where the superconducting coil 1a is quenched. When the superconducting coil 1a is quenched, an imbalance occurs in the voltages of the superconducting coils 1a and 1b, and the quench detector 7 detects this imbalance and activates the forced quench heater power supply 8. A current is supplied from the forced quench heater power supply 8 to the forced quench heaters 2a and 2b, and the superconducting coil 1b in which quenching has not occurred
Also quench. By quenching both superconducting coils 1a and 1b, the generated voltage is suppressed to a low level, and the safety of the superconducting magnet device is maintained. The superconducting coil 1
If b is not forcibly quenched, superconducting coil 1
A large voltage is generated in both a and 1b, which may cause dielectric breakdown.

【0040】また、無停電電源9を接続していなけれ
ば、停電時にクエンチが生じた場合、クエンチ検出器7
および強制クエンチヒータ電源8共に作動せず、大電圧
が発生し、絶縁破壊を起こす可能性がある。
If the uninterruptible power supply 9 is not connected and the quench occurs during a power failure, the quench detector 7
Also, the forced quench heater power supply 8 does not operate, a large voltage is generated, and there is a possibility of causing dielectric breakdown.

【0041】実施例2.この発明の請求項2に係る超電
導マグネット装置を図2、及び図3により説明する。な
お、図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示
す。図2、図3において、10は無停電電源9の停電運
転モードを知らせる停電信号である。停電信号10は無
停電電源9の停電運転モードを強制クエンチヒータ電源
8に知らせ、強制クエンチヒータ2a、2bへの電流の
供給を促す。11はタイマーである。
Example 2. A superconducting magnet device according to claim 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. In FIGS. 2 and 3, reference numeral 10 is a power failure signal indicating the power failure operation mode of the uninterruptible power supply 9. The power failure signal 10 informs the forced quench heater power source 8 of the power failure operation mode of the uninterruptible power source 9 and prompts the supply of current to the forced quench heaters 2a and 2b. 11 is a timer.

【0042】次に、実施例2の動作について説明する。
図2、図3において、実施例1と同様、超電導コイル1
a、1bは直列に接続され、励磁電源3により励磁され
る。ここで、停電が起きた場合を考える。停電が起こる
と、無停電電源9が停電運転モードになり、無停電電源
9の許容容量に達するまで運転される。仮に停電時間が
長くなり、無停電電源9の許容容量に達すると、無停電
電源9は電力を供給できなくなる。この状態で、たとえ
ば超電導コイル1aがクエンチしたとする。このときに
はすでにクエンチ検出器7および強制クエンチヒータ電
源8へ電力を供給できないために、超電導コイル1bを
強制的にクエンチさせることができず、大電圧が発生し
絶縁破壊を起こす可能性がある。したがって、危険性を
回避するためには無停電電源9の許容容量に達するまで
に強制的に超電導コイル1a、1bをクエンチさせなけ
ればならない。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
2 and 3, the superconducting coil 1 is similar to the first embodiment.
a and 1b are connected in series and are excited by the excitation power supply 3. Now consider the case where a power outage occurs. When a power failure occurs, the uninterruptible power supply 9 enters the power failure operation mode and is operated until the capacity of the uninterruptible power supply 9 is reached. If the power outage time becomes long and the allowable capacity of the uninterruptible power supply 9 is reached, the uninterruptible power supply 9 cannot supply power. In this state, it is assumed that the superconducting coil 1a is quenched. At this time, since power cannot be supplied to the quench detector 7 and the forced quench heater power supply 8 at this time, the superconducting coil 1b cannot be forcibly quenched, and a large voltage may be generated to cause dielectric breakdown. Therefore, in order to avoid danger, it is necessary to forcibly quench the superconducting coils 1a and 1b before the capacity of the uninterruptible power supply 9 is reached.

【0043】図2に示したものは、無停電電源9が停電
運転モードになると同時に、強制クエンチヒータ電源8
を作動させ、超電導コイル1a、1bを強制的にクエン
チさせて超電導マグネット装置の安全性を保つ。
As shown in FIG. 2, the uninterruptible power supply 9 enters the power failure operation mode, and at the same time the forced quench heater power supply 8
Is operated to forcibly quench the superconducting coils 1a and 1b to maintain the safety of the superconducting magnet device.

【0044】また、図3に示したものは、無停電電源9
が停電運転モードになるとタイマー11を働かせ、無停
電電源9の許容容量範囲内の時間にタイマー11を設定
することにより、時間差を設けて強制クエンチヒータ電
源8を作動させ、超電導コイル1a、1bを強制的にク
エンチさせて超電導マグネット装置の安全性を保つ。こ
の場合、停電時間が短いと超電導コイル1a、1bを強
制クエンチさせなくて済むという利点がある。
The one shown in FIG. 3 is the uninterruptible power supply 9
When the power supply is in the power failure operation mode, the timer 11 is activated, and by setting the timer 11 to a time within the allowable capacity range of the uninterruptible power supply 9, the forced quench heater power supply 8 is operated with a time difference, and the superconducting coils 1a and 1b are operated. Force the quench to keep the superconducting magnet device safe. In this case, if the power failure time is short, there is an advantage that the superconducting coils 1a and 1b need not be forcibly quenched.

【0045】なお、図3で 時間差を設けるのにタイマ
ーを用いたが、時限リレー等を用いてもかまわない。ま
た、無停電電源9が寿命を知らせる信号を有している場
合にはそれを用いてもかまわない。このときには、図3
のタイマー11は省略される。
Although the timer is used to provide the time difference in FIG. 3, a timed relay or the like may be used. Further, if the uninterruptible power supply 9 has a signal indicating the end of life, it may be used. At this time,
Timer 11 is omitted.

【0046】実施例3.この発明の請求項3に係る超電
導マグネット装置を図4、及び図5により説明する。な
お、図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示
す。図4及び図5において、13は永久電流スイッチで
あり、直列に接続された超電導コイル1a、1bに並列
に接続される。この永久電流スイッチ13は超電導線
と、超電導線を臨界温度以上の温度に上昇させて常電導
状態にするための永久電流スイッチヒータからなる。1
2は永久電流スイッチのヒータに電流を通電するための
電源(永久電流スイッチヒータ電源)である。この電源
12により永久電流スイッチ13を超電導状態、常電導
状態と切り換えることができる。本実施例では無停電電
源9はクエンチ検出器7と強制クエンチヒータ電源8と
永久電流スイッチヒータ電源12に電力を供給する。ま
た、無停電電源9からの停電信号10は無停電電源9の
停電運転モードを永久電流スイッチヒータ電源12に知
らせ、永久電流スイッチ13のヒータの電流通電を促
す。
Example 3. A superconducting magnet device according to claim 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. In FIGS. 4 and 5, 13 is a permanent current switch, which is connected in parallel to the superconducting coils 1a and 1b connected in series. The permanent current switch 13 comprises a superconducting wire and a permanent current switch heater for raising the temperature of the superconducting wire to a temperature equal to or higher than the critical temperature to bring it into the normal conducting state. 1
Reference numeral 2 denotes a power supply (permanent current switch heater power supply) for supplying a current to the heater of the permanent current switch. With this power source 12, the permanent current switch 13 can be switched between a superconducting state and a normal conducting state. In this embodiment, the uninterruptible power supply 9 supplies power to the quench detector 7, the forced quench heater power supply 8 and the permanent current switch heater power supply 12. Further, the power failure signal 10 from the uninterruptible power supply 9 informs the permanent current switch heater power supply 12 of the power failure operation mode of the uninterruptible power supply 9 and prompts the heater of the permanent current switch 13 to be energized with current.

【0047】次に、実施例3の動作について説明する。
まず、永久電流スイッチ13のヒータに永久電流スイッ
チヒータ電源12で電流を通電する。このとき、永久電
流スイッチ13は常電導状態となる。この状態で、実施
例1と同様、超電導コイル1a、1bを励磁電源3によ
り励磁する。所定の電流値になると、永久電流スイッチ
ヒータ電源12をオフにする。永久電流スイッチ13は
超電導状態となる。この状態で励磁電源3の電流を下降
させると、超電導コイル1a、1bに流れていた電流と
励磁電源3の電流の差分が永久電流スイッチ13を介し
て流れるようになる。励磁電源3の電流がゼロになれ
ば、超電導コイル1a、1bに流れる電流と永久電流ス
イッチ13に流れる電流が等しくなる。この状態でスイ
ッチ4を開くと超電導コイル1a、1bの電流は永久電
流スイッチ13を介して永久電流モードで運転される。
Next, the operation of the third embodiment will be described.
First, the permanent current switch heater power supply 12 supplies a current to the heater of the permanent current switch 13. At this time, the permanent current switch 13 is in the normal conducting state. In this state, as in the first embodiment, the superconducting coils 1a and 1b are excited by the exciting power source 3. When the current value reaches a predetermined value, the permanent current switch heater power supply 12 is turned off. The permanent current switch 13 becomes superconducting. When the current of the exciting power supply 3 is lowered in this state, the difference between the current flowing through the superconducting coils 1a and 1b and the current of the exciting power supply 3 flows through the permanent current switch 13. When the current of the exciting power source 3 becomes zero, the current flowing through the superconducting coils 1a and 1b becomes equal to the current flowing through the permanent current switch 13. When the switch 4 is opened in this state, the current in the superconducting coils 1a and 1b is operated in the permanent current mode via the permanent current switch 13.

【0048】ここで、例えば超電導コイル1aがクエン
チすると、実施例1と同様に、クエンチをクエンチ検出
器7が検出し、強制クエンチヒータ電源8を作動させ、
強制クエンチヒータ2a、2bに電流が供給されて、ク
エンチを起こしていない超電導コイル1bもクエンチす
る。超電導コイル1a、1b両方がクエンチすることに
より発生電圧は低く抑えられ、超電導マグネット装置の
安全性が保たれる。
Here, for example, when the superconducting coil 1a is quenched, the quench is detected by the quench detector 7 and the forced quench heater power supply 8 is activated, as in the first embodiment.
Electric current is supplied to the forced quench heaters 2a and 2b to quench the superconducting coil 1b which has not been quenched. By quenching both superconducting coils 1a and 1b, the generated voltage is suppressed to a low level, and the safety of the superconducting magnet device is maintained.

【0049】ここで、停電が起きた場合を考える。停電
が起こると、無停電電源9が停電運転モードになり、無
停電電源9の許容容量に達するまで運転される。仮に停
電時間が長くなり、無停電電源9の許容容量に達する
と、無停電電源9は電力を供給できなくなる。この状態
で、たとえば超電導コイル1aがクエンチしたとする。
このときにはすでにクエンチ検出器7および強制クエン
チヒータ電源8へ電力を供給できないために、超電導コ
イル1a、1bを強制的にクエンチさせることができ
ず、大電圧が発生し絶縁破壊を起こす。したがって、こ
の危険状態を回避するためには無停電電源9の許容容量
に達するまでに超電導コイル1a、1bの電流を強制的
にゼロにしてやる必要がある。
Here, consider the case where a power failure occurs. When a power failure occurs, the uninterruptible power supply 9 enters the power failure operation mode and is operated until the capacity of the uninterruptible power supply 9 is reached. If the power outage time becomes long and the allowable capacity of the uninterruptible power supply 9 is reached, the uninterruptible power supply 9 cannot supply power. In this state, it is assumed that the superconducting coil 1a is quenched.
At this time, since the quench detector 7 and the forced quench heater power source 8 cannot be supplied with power, the superconducting coils 1a and 1b cannot be forcibly quenched, and a large voltage is generated to cause dielectric breakdown. Therefore, in order to avoid this dangerous state, it is necessary to forcibly reduce the currents of the superconducting coils 1a and 1b to zero before reaching the allowable capacity of the uninterruptible power supply 9.

【0050】図4に示したものは、無停電電源9が停電
運転モードになると同時に、永久電流スイッチヒータ電
源12を作動させ、永久電流スイッチ13を常電導状態
にすることにより、超電導コイル1a、1bのエネルギ
を保護抵抗5で吸収させて超電導マグネット装置の安全
性を保つ。
In the system shown in FIG. 4, the uninterruptible power supply 9 enters the power failure operation mode, and at the same time, the permanent current switch heater power supply 12 is operated to put the permanent current switch 13 into the normal conduction state, whereby the superconducting coil 1a, The energy of 1b is absorbed by the protective resistor 5 to keep the safety of the superconducting magnet device.

【0051】また、図5に示したものは、無停電電源9
が停電運転モードになるとタイマー11を働かせ、無停
電電源9の許容容量範囲内の時間にタイマーを設定する
ことにより、時間差を設けて永久電流スイッチヒータ電
源12を作動させ、超電導コイル1a、1bのエネルギ
を保護抵抗5で吸収させて超電導マグネット装置の安全
性を保つ。この場合、停電時間が短いと超電導コイル1
a、1bの電流をゼロにしなくて済むという利点があ
る。
The one shown in FIG. 5 is the uninterruptible power supply 9
When the power supply is in the power failure operation mode, the timer 11 is activated and the timer is set to a time within the allowable capacity range of the uninterruptible power supply 9 to operate the permanent current switch heater power supply 12 with a time lag to operate the superconducting coils 1a and 1b. Energy is absorbed by the protective resistor 5 to maintain the safety of the superconducting magnet device. In this case, if the power failure time is short, the superconducting coil 1
There is an advantage that the currents a and 1b do not have to be zero.

【0052】なお、図5では時間差を設けるのにタイマ
ーを用いたが、時限リレー等を用いてもかまわない。ま
た、無停電電源9が寿命を知らせる信号を有している場
合にはそれを用いてもかまわない。このときには、図5
のタイマー11は省略される。
Although a timer is used to provide the time difference in FIG. 5, a timed relay or the like may be used. Further, if the uninterruptible power supply 9 has a signal indicating the end of life, it may be used. At this time, FIG.
Timer 11 is omitted.

【0053】実施例4.この発明の請求項4に係る超電
導マグネット装置を図6、及び図7により説明する。な
お、図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示
す。図6及び図7において、14a、14bはクライオ
スタット6と励磁電源3とを着脱可能にする着脱式電流
リードであり、クライオスタット6への熱侵入を低減す
るために励磁電源3から電流を供給しないときには通常
[脱]の状態にしておく。また、15はクライオスタッ
ト6の中に設けられた保護抵抗であり、着脱リード14
a、14bが[脱]状態では、励磁電源側に設けられた
保護抵抗5は超電導コイル1a、1bとは切り放される
ため、超電導コイル1a、1bのエネルギを吸収する抵
抗がクライオスタット6の中に必要となる。
Example 4. A superconducting magnet device according to claim 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. 6 and 7, reference numerals 14a and 14b denote removable current leads that allow the cryostat 6 and the excitation power source 3 to be attached and detached. When no current is supplied from the excitation power source 3 in order to reduce heat intrusion into the cryostat 6. Normally, leave it in the [out] state. Further, 15 is a protective resistor provided in the cryostat 6, and the detachable lead 14
When a and 14b are in the "disengaged" state, the protection resistor 5 provided on the excitation power source side is separated from the superconducting coils 1a and 1b, so that the resistance that absorbs the energy of the superconducting coils 1a and 1b is inside the cryostat 6. Will be needed.

【0054】次に、実施例4の動作について説明する。
まず、着脱式電流リード14a、14bを[着]状態と
し、実施例3と同様の操作により永久電流モードで運転
される。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described.
First, the detachable current leads 14a and 14b are set to the [attached] state, and the operation is performed in the permanent current mode by the same operation as in the third embodiment.

【0055】超電導コイル1aがクエンチすると、実施
例1と同様に、強制クエンチヒータ電源8を作動させ、
クエンチを起こしていない超電導コイル1bもクエンチ
することにより、超電導マグネット装置の安全性が保た
れる。
When the superconducting coil 1a is quenched, the forced quench heater power source 8 is activated as in the first embodiment,
By quenching the superconducting coil 1b that has not been quenched, the safety of the superconducting magnet device is maintained.

【0056】停電が起き、無停電電源9の許容容量に達
すると、実施例3と同様、超電導コイル1a、1bを強
制的にクエンチさせることができず、大電圧が発生し絶
縁破壊を起こす可能性がある。したがって、危険性を回
避するためには無停電電源9の許容容量に達するまでに
超電導コイル1a、1bの電流を強制的にゼロにしてや
る必要がある。
When a power failure occurs and the allowable capacity of the uninterruptible power supply 9 is reached, the superconducting coils 1a and 1b cannot be forcibly quenched as in the third embodiment, and a large voltage is generated, which may cause dielectric breakdown. There is a nature. Therefore, in order to avoid the danger, it is necessary to forcibly reduce the currents of the superconducting coils 1a and 1b to zero before the capacity of the uninterruptible power supply 9 is reached.

【0057】図6に示したものは、無停電電源9が停電
運転モードになると同時に、着脱電流リード14a、1
4bを[着]の状態とするとともに、永久電流スイッチ
ヒータ電源12を作動させ、永久電流スイッチ13を常
電導状態にすることにより、超電導コイル1a、1bの
エネルギを保護抵抗5で吸収させて超電導マグネット装
置の安全性を保つ。なお、着脱電流リード14a、14
bが[脱]の状態で同上の操作を行うと、超電導コイル
1a、1bのエネルギはクライオスタット6の中の保護
抵抗15で吸収されるため、クライオスタット6の温度
が上昇するために好ましくない。また、この温度上昇に
より超電導コイル1a、1bがクエンチする可能性もで
てくる。
As shown in FIG. 6, when the uninterruptible power supply 9 enters the power failure operation mode, the detachable current leads 14a, 1
4b is set to the "wearing" state, the permanent current switch heater power supply 12 is operated, and the permanent current switch 13 is set to the normal conducting state, so that the energy of the superconducting coils 1a and 1b is absorbed by the protective resistance 5 and superconducting. Keep the magnet device safe. The detachable current leads 14a, 14
If the same operation is performed in the state where b is in the [disengaged] state, the energy of the superconducting coils 1a and 1b is absorbed by the protective resistor 15 in the cryostat 6 and the temperature of the cryostat 6 rises, which is not preferable. Moreover, there is a possibility that the superconducting coils 1a and 1b are quenched by this temperature rise.

【0058】また、図7に示したものは、実施例3で述
べた図5と同様の動作をする。即ち、無停電電源9が停
電運転モードになるとタイマー11を働かせ、無停電電
源9の許容容量範囲内の時間にタイマーを設定すること
により、時間差を設けて着脱電流リード14a、14b
を[着]の状態とするとともに、永久電流スイッチヒー
タ電源12を作動させる。
The one shown in FIG. 7 operates similarly to that shown in FIG. 5 described in the third embodiment. That is, when the uninterruptible power supply 9 enters the power failure operation mode, the timer 11 is activated, and the timer is set to a time within the allowable capacity range of the uninterruptible power supply 9, thereby providing a time difference and attaching / detaching the current leads 14a, 14b.
Is set to the [wearing] state, and the permanent current switch heater power supply 12 is operated.

【0059】実施例5.この発明の請求項5に係る超電
導マグネット装置を図8により説明する。なお、図中、
図1と同一符号は同一または相当部分を示す。図8にお
いて、16は強制クエンチヒータ2aの電流をオン、オ
フするためのスイッチ、17はスイッチ16がオフの状
態のとき強制クエンチヒータ2aに微少電流を流すため
の抵抗、18は抵抗17の両端電圧を測定するための電
圧計である。
Example 5. A superconducting magnet device according to claim 5 of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure,
The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. In FIG. 8, 16 is a switch for turning on and off the current of the forced quench heater 2a, 17 is a resistor for flowing a minute current to the forced quench heater 2a when the switch 16 is in the off state, and 18 is both ends of the resistor 17. It is a voltmeter for measuring voltage.

【0060】次に、実施例5の動作について説明する。
スイッチ20がオフの状態において、抵抗17には微少
電流が流れており、電圧計では電圧が観測される。ここ
で、強制クエンチヒータ2aが断線すると、電圧計18
では0ボルトが観測される。したがって、電圧計18の
電圧を観測することにより強制クエンチヒータ2aおよ
びそれを接続するリード線等の断線を検出できる。断線
が検出された場合はすみやかに超電導マグネットを消磁
する。なお、ここでいう微少電流とは強制クエンチヒー
タ2aの発熱により超電導コイル1aがクエンチしない
電流以下であり、検出感度限界以上の電流である。
Next, the operation of the fifth embodiment will be described.
When the switch 20 is off, a minute current flows through the resistor 17, and the voltage is observed by the voltmeter. If the forced quench heater 2a is disconnected, the voltmeter 18
Then 0 volt is observed. Therefore, by observing the voltage of the voltmeter 18, it is possible to detect disconnection of the forced quench heater 2a and the lead wire connecting it. When a wire break is detected, the superconducting magnet is immediately demagnetized. It should be noted that the minute current referred to here is a current below the current at which the superconducting coil 1a is not quenched due to the heat generation of the forced quench heater 2a, and above the detection sensitivity limit.

【0061】実施例6.この発明の請求項6に係る超電
導マグネット装置を図9、図10、及び図11により説
明する。なお、図中、図1と同一符号は同一または相当
部分を示す。図9は超電導コイル1aに強制クエンチヒ
ータ2aが取り付けられた斜視図である。強制クエンチ
ヒータ2aは超電導コイル1aの端部に設置される。な
お、図では簡単のためにレーストラック型をした超電導
コイル1aを示したが、鞍型等でもかまわない。
Example 6. A superconducting magnet device according to claim 6 of the present invention will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 11. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. FIG. 9 is a perspective view in which the forced quench heater 2a is attached to the superconducting coil 1a. The forced quench heater 2a is installed at the end of the superconducting coil 1a. Although the racetrack type superconducting coil 1a is shown in the figure for simplicity, a saddle type or the like may be used.

【0062】超電導コイル1bがクエンチし、それを検
出して、超電導コイル1a、1bの強制クエンチヒータ
2aをオンにする場合、すばやく、超電導コイル1a、
1bをクエンチさせなければ、超電導コイル1aと1b
に発生する抵抗の差が大きくなり、大電圧が発生する可
能性が生じる。したがって、クエンチ検出後、速やかに
超電導コイル1a、1bをクエンチさせる必要がある。
When the superconducting coil 1b is quenched and detected, and the forced quench heater 2a of the superconducting coils 1a and 1b is turned on, the superconducting coil 1a,
If 1b is not quenched, superconducting coils 1a and 1b
There is a possibility that a large difference in resistance will occur and a large voltage will be generated. Therefore, it is necessary to quench the superconducting coils 1a and 1b immediately after the quench is detected.

【0063】図9のようなレーストラック型をしたコイ
ルでは、一般的に、コーナー部を端部という。この部分
の磁界は中心部(図9では直線部)の磁界に比べて高
い。ここで、超電導状態が失われて常電導状態になり、
それが伝搬していくときの伝搬速度(常電導伝搬速度)
について考える。一般的に超電導線の電流密度が同じで
あれば、磁界が高いほど常電導伝搬速度は高くなる。こ
の様子を模式的なグラフで示したものが図10である。
磁界が高いほど常電導伝搬速度が高くなる様子がわか
る。
In a racetrack type coil as shown in FIG. 9, the corners are generally called the ends. The magnetic field in this portion is higher than the magnetic field in the central portion (straight portion in FIG. 9). Here, the superconducting state is lost and the state becomes normal conducting,
Propagation velocity as it propagates (normal conduction velocity)
think about. Generally, if the current density of the superconducting wire is the same, the higher the magnetic field, the higher the normal conduction propagation velocity. FIG. 10 shows a schematic graph of this situation.
It can be seen that the higher the magnetic field, the higher the normal conduction propagation velocity.

【0064】常電導伝搬速度が高くなるということは、
常電導部分がすばやく拡がるということであり、超電導
コイル1aと1bに発生する抵抗の差が小さくなり、大
電圧が発生しなくなり、超電導マグネット装置の安全性
を保つことができる。
The fact that the normal conduction propagation velocity is high means that
This means that the normal conducting portion spreads quickly, the difference in resistance generated between the superconducting coils 1a and 1b becomes small, a large voltage does not occur, and the safety of the superconducting magnet device can be maintained.

【0065】なお、強制クエンチヒータを図9では片方
の端部に設置したが、図11に示すように両方の端部に
設置してもよい。
Although the forced quench heater is installed at one end in FIG. 9, it may be installed at both ends as shown in FIG.

【0066】実施例7.この発明の請求項7に係る超電
導マグネット装置を図9により説明する。図9はすでに
実施例6で示したものである。巻線に対して直交する方
向に強制クエンチヒータ2aが設置されている様子を示
すものである。
Example 7. A superconducting magnet device according to claim 7 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 has already been shown in the sixth embodiment. It shows that the forced quench heater 2a is installed in the direction orthogonal to the winding.

【0067】巻線に対して直交方向に強制クエンチヒー
タ2aを設置することにより、多くの巻線を同時に強制
クエンチでき、実施例6と同様、超電導コイル1aと1
bに発生する抵抗の差が小さくなり、大電圧が発生しな
くなり、超電導マグネット装置の安全性を保つことがで
きる。
By installing the forced quench heater 2a in the direction orthogonal to the windings, many windings can be forcedly quenched at the same time, and as in the sixth embodiment, the superconducting coils 1a and 1a are connected.
The difference in resistance generated in b is reduced, a large voltage is not generated, and the safety of the superconducting magnet device can be maintained.

【0068】実施例8.この発明の請求項8に係る超電
導マグネット装置を図12により説明する。なお、図
中、図1と同一符号は同一または相当部分を示す。図1
2において、6a、6bはそれぞれ、超電導コイル1
a、1bを収納し、極低温に保つクライオスタットであ
り、各超電導コイルと各クライオスタットで1つの超電
導マグネットが構成される。19は抵抗分圧器、20は
2つの超電導マグネットを接続するリード線(常温リー
ド)であり、クライオスタット6aに収納された超電導
コイル1aと、クライオスタット6bに収納された超電
導コイル1bが、常温部のリード線20(常温リード)
で接続されている。
Example 8. A superconducting magnet device according to claim 8 of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. Figure 1
In FIG. 2, 6a and 6b are superconducting coils 1 respectively.
This is a cryostat that stores a and 1b and keeps it at an extremely low temperature, and each superconducting coil and each cryostat constitute one superconducting magnet. Reference numeral 19 is a resistance voltage divider, and 20 is a lead wire (normal temperature lead) that connects two superconducting magnets. The superconducting coil 1a housed in the cryostat 6a and the superconducting coil 1b housed in the cryostat 6b are the leads at room temperature. Wire 20 (room temperature lead)
Connected by.

【0069】次に、実施例8の動作について説明する。
励磁電源3で超電導コイル1a、1bを励磁すると、電
流は常温リード20を通って流れる。このとき、常温リ
ード20には抵抗性の電圧が発生する。3端子クエンチ
検出法では中点が必要となるが、通常、超電導マグネッ
ト装置では電流値は数百Aから数千A程度であり、常温
リード20の中心部から電圧タップを取り出すのは困難
である。
Next, the operation of the eighth embodiment will be described.
When the superconducting coils 1a and 1b are excited by the exciting power source 3, a current flows through the room temperature lead 20. At this time, a resistive voltage is generated in the room temperature lead 20. The three-terminal quench detection method requires a midpoint, but normally, in a superconducting magnet device, the current value is about several hundred A to several thousand A, and it is difficult to take out the voltage tap from the central portion of the room temperature lead 20. .

【0070】また、通常、電圧タップは超電導コイル1
a、1bの両端には必ず設けるので、これを利用するの
が便利である。図12では超電導コイル1a、1bそれ
ぞれの片方の電圧タップを抵抗分圧器19の両端に接続
し、超電導コイル1a、1bが直列に接続されたコイル
の中点を得る方法を採用している。3端子クエンチ検出
法の中点は上記抵抗分圧器19の中間タップを用いるこ
とにより得られる。
Further, the voltage tap is usually the superconducting coil 1.
Since it is always provided at both ends of a and 1b, it is convenient to use this. In FIG. 12, one of the voltage taps of each of the superconducting coils 1a and 1b is connected to both ends of the resistance voltage divider 19 so that the midpoint of the coils in which the superconducting coils 1a and 1b are connected in series is obtained. The middle point of the three-terminal quench detection method is obtained by using the intermediate tap of the resistance voltage divider 19.

【0071】実施例9.この発明の請求項9に係る超電
導マグネット装置を図13により説明する。なお、図
中、図1と同一符号は同一または相当部分を示す。図1
3において、21は直列に多数接続されたダイオードで
ある。このダイオード21は直列に接続された超電導コ
イル1a、1bと並列に接続されている。
Example 9. A superconducting magnet device according to claim 9 of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. Figure 1
In FIG. 3, reference numeral 21 is a diode connected in large numbers in series. The diode 21 is connected in parallel with the superconducting coils 1a and 1b connected in series.

【0072】次に、実施例9の動作について説明する。
まず、スイッチ4を閉じて、励磁電源3により超電導コ
イル1a、1bを励磁する。ここで、超電導コイル1
a、1bを消磁する場合を考える。通常はスイッチ4を
閉じたまま、励磁電源3により電流を減少させる。励磁
中は励磁電源3は受電したエネルギを直流に変換し、ほ
とんど通過させて超電導コイル1a、1bに送る。した
がって、励磁電源3の中で消費される電力はわずかであ
る。ところが消磁する場合には、超電導コイル1a、1
bのエネルギを励磁電源3の中で消費しなければならな
い。電流減少率が小さい場合には励磁電源内の消費電力
は少なくてすむが、電流減少率が大きくなると消費電力
が大きくなり、励磁電源3中の制御トランジスタでこの
電力を吸収するためには、励磁に必要な容量以上の制御
トランジスタを設置しなければならず、経済的ではな
い。
Next, the operation of the ninth embodiment will be described.
First, the switch 4 is closed and the excitation power source 3 excites the superconducting coils 1a and 1b. Here, the superconducting coil 1
Consider the case of demagnetizing a and 1b. Normally, with the switch 4 closed, the exciting power supply 3 reduces the current. During excitation, the excitation power supply 3 converts the received energy into direct current, passes it almost completely, and sends it to the superconducting coils 1a, 1b. Therefore, the power consumed in the excitation power supply 3 is small. However, when demagnetizing, the superconducting coils 1a, 1
The energy of b must be consumed in the excitation power supply 3. When the rate of current decrease is small, the power consumption in the excitation power supply can be small, but when the rate of current decrease is large, the power consumption increases, and the control transistor in the excitation power supply 3 must absorb this power in order to absorb the power. It is not economical because it is necessary to install a control transistor with a capacity larger than that required for the.

【0073】本実施例のように、安価なダイオード21
を直列に接続し、ダイオードの電圧降下を利用すると安
価なシステムで励磁速度とほぼ同様な消磁速度を得るこ
とができる。しかも、制御系は不要であり、励磁電源の
信頼性も向上し、従って超電導マグネット装置の信頼性
も向上する。たとえば、励磁電圧が100Vの場合、こ
れと同様な消磁電圧を得るためには、ダイオードをおお
むね100個直列に接続すればよい。
As in this embodiment, an inexpensive diode 21 is used.
By connecting in series and utilizing the voltage drop of the diode, it is possible to obtain a demagnetization speed that is similar to the excitation speed with an inexpensive system. Moreover, no control system is required, the reliability of the excitation power source is improved, and therefore the reliability of the superconducting magnet device is also improved. For example, when the excitation voltage is 100V, in order to obtain a demagnetization voltage similar to this, approximately 100 diodes should be connected in series.

【0074】実施例10.この発明の請求項10に係る
超電導マグネット装置を図14により説明する。なお、
図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示す。図
14において、22は直列に多数接続され、極低温(ク
ライオスタット6)中に設置されたクエンチ保護用ダイ
オードである。このダイオード22は直列に接続された
超電導コイル1a、1bと並列に接続されている。この
保護用ダイオード22は超電導コイル1a、1bの保護
のために設置されているもので、励磁電源3側で何らか
の理由によりダイオード21がはずされた、あるいは、
励磁電源3と超電導コイル1a、1bを接続するリード
線がはずされた等のために、クライオスタット6の外部
で保護できなくなった場合、クライオスタット6の中で
保護するために設置されているものである。
Example 10. A superconducting magnet device according to claim 10 of the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 14, 22 is a quench protection diode that is connected in series and is installed in a cryogenic temperature (cryostat 6). The diode 22 is connected in parallel with the superconducting coils 1a and 1b connected in series. The protection diode 22 is installed to protect the superconducting coils 1a and 1b, and the diode 21 is removed for some reason on the exciting power source 3 side, or
When the lead wires connecting the excitation power source 3 and the superconducting coils 1a and 1b are disconnected, and the protection cannot be performed outside the cryostat 6, it is installed in the cryostat 6 for protection. .

【0075】次に、実施例10の動作について説明す
る。励消磁の動作は実施例9の場合と同様である。ここ
で、極低温中に設置された保護用ダイオード22の特性
について説明する。保護用ダイオード22の特性を図1
5に示す。図に示すように、最初は電圧を印加してもほ
とんど電流は流れず、通常のダイオードでは常温特性の
約10倍の電圧でターンオンし、その後、自己発熱によ
りダイオードの温度が上昇すると常温特性に近づく。
Next, the operation of the tenth embodiment will be described. The excitation / demagnetization operation is the same as in the ninth embodiment. Here, the characteristics of the protection diode 22 installed in the extremely low temperature will be described. The characteristic of the protection diode 22 is shown in FIG.
5 shows. As shown in the figure, at first, almost no current flows even if a voltage is applied, and a normal diode turns on at a voltage about 10 times the normal temperature characteristic, and then the temperature of the diode rises due to self-heating. Get closer.

【0076】また、保護用ダイオード22を通常の消磁
に用いると、クライオスタット6の温度が上昇し、好ま
しくない。さらに、多くのダイオードをクライオスタッ
ト6中に設置するのはスペースの点で困難である。
If the protective diode 22 is used for normal demagnetization, the temperature of the cryostat 6 will rise, which is not preferable. Furthermore, it is difficult to install many diodes in the cryostat 6 in terms of space.

【0077】したがって、通常の消磁においては、ダイ
オード21の電圧降下を利用し、このときに、保護用ダ
イオード22はターンオンしないことが望ましい。これ
を達成するためには、ダイオード21の電圧降下を、保
護用ダイオード22のターンオン電圧以下になるように
設定すればよい。
Therefore, in the normal demagnetization, it is desirable that the voltage drop of the diode 21 is utilized and the protection diode 22 is not turned on at this time. To achieve this, the voltage drop of the diode 21 may be set to be equal to or lower than the turn-on voltage of the protection diode 22.

【0078】実施例11.この発明の請求項11に係る
超電導マグネット装置を図16により説明する。なお、
図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示す。図
16において、23は冷媒(たとえば液体ヘリウム)で
ある。超電導コイル1aよりも上方に永久電流スイッチ
13さらに上方にクエンチエネルギ吸収体(ここでは保
護抵抗15)を配置している。
Example 11. A superconducting magnet device according to claim 11 of the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 16, 23 is a refrigerant (for example, liquid helium). A quench energy absorber (here, a protective resistor 15) is arranged above the superconducting coil 1a and above the permanent current switch 13.

【0079】次に、実施例11の動作について説明す
る。図16においては超電導コイル1aは永久電流モー
ドで運転されているものとする。また、初期において
は、保護抵抗15も冷媒23に漬かっているものとす
る。永久電流運転されているコイル1aを収納している
クライオスタット6には外部からの熱侵入があり、冷媒
23の液面は徐々に低下し、図16のようにまず、冷媒
23の液面は保護抵抗15より下面になる。さらに液面
が低下すると冷媒23の液面は永久電流スイッチ13よ
りも下面になる。
Next, the operation of the eleventh embodiment will be described. In FIG. 16, superconducting coil 1a is assumed to be operated in the persistent current mode. Further, in the initial stage, the protection resistor 15 is also immersed in the refrigerant 23. The cryostat 6 that houses the coil 1a that is being operated with a permanent current is exposed to heat from the outside, and the liquid level of the refrigerant 23 gradually decreases. As shown in FIG. 16, first, the liquid level of the refrigerant 23 is protected. It becomes the lower surface than the resistor 15. When the liquid level further lowers, the liquid level of the refrigerant 23 becomes lower than the permanent current switch 13.

【0080】通常は、冷媒23の液面が永久電流スイッ
チ13よりも下面にならないように、冷媒23の追加貯
液を行うが、何らかの原因等により、追加貯液を行えな
いなどの状況になる場合が想定される。この状態では永
久電流スイッチ13がクエンチして常電導状態になり、
超電導コイル1aに永久電流を通電できなくなり、超電
導コイル1aのエネルギは上方に配置した保護抵抗15
で消費される。
Normally, the additional liquid of the refrigerant 23 is stored so that the liquid level of the refrigerant 23 does not become lower than the permanent current switch 13. However, for some reason, the additional liquid cannot be stored. The case is assumed. In this state, the permanent current switch 13 is quenched to be in the normal conducting state,
A permanent current cannot be passed through the superconducting coil 1a, so that the energy of the superconducting coil 1a is placed above the protective resistor 15
Consumed in.

【0081】したがって、冷媒23のガス雰囲気中でエ
ネルギを消費させることにより、冷媒23の顕熱を利用
して保護抵抗15の冷却ができ、冷媒23によるクライ
オスタット6の急激な圧力上昇、冷媒の急激な消費等が
なく、超電導マグネット装置の安全性を保つことができ
る。
Therefore, by consuming energy in the gas atmosphere of the refrigerant 23, the sensible heat of the refrigerant 23 can be used to cool the protective resistor 15, and the cryostat 6 is rapidly increased in pressure by the refrigerant 23, and the refrigerant is abruptly increased. It is possible to maintain the safety of the superconducting magnet device without any unnecessary consumption.

【0082】なお、超電導コイル1aを永久電流スイッ
チ13よりも上方に配置すると、永久電流スイッチ13
よりも先に超電導コイル1aがクエンチし、冷媒の消費
量が多くなり、経済的でない。
If the superconducting coil 1a is arranged above the permanent current switch 13, the permanent current switch 13
The superconducting coil 1a is quenched before that, and the consumption amount of the refrigerant increases, which is not economical.

【0083】実施例12.この発明の請求項12に係る
超電導マグネット装置を図17により説明する。なお、
図中、図1と同一符号は同一または相当部分を示す。図
17において、24は超電導コイル1aを納めたコイル
容器(第1の容器)、25は永久電流スイッチ13と保
護抵抗15と冷媒23を納めた収納容器(第2の容器)
であり、コイル容器24より大きな容積を持つ。26は
上述のコイル容器24と収納容器25を連結する連結
管、27はコイル容器24と収納容器25と連結管26
を収納し、極低温に保つための真空槽である。通常は、
コイル容器24と収納容器25はそれぞれ別々に製作さ
れ、組立時に連結管26で接続する。構造としては図1
7のようにコイル容器24を下方に、収納容器25を上
方に配置する。なお、通常、コイル容器24に貯液され
る冷媒23の量は少なくなるように設計される。
Example 12 A superconducting magnet device according to claim 12 of the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 17, reference numeral 24 is a coil container (first container) containing the superconducting coil 1a, and 25 is a storage container (second container) containing the permanent current switch 13, the protective resistor 15 and the refrigerant 23.
And has a larger volume than the coil container 24. 26 is a connecting pipe for connecting the coil container 24 and the storage container 25, and 27 is a connecting pipe 26 for the coil container 24, the storage container 25 and the connection container 26.
It is a vacuum chamber for storing and keeping it at a very low temperature. Normally,
The coil container 24 and the storage container 25 are separately manufactured, and are connected by a connecting pipe 26 during assembly. Figure 1 shows the structure
7, the coil container 24 is arranged below and the storage container 25 is arranged above. In addition, normally, the amount of the refrigerant 23 stored in the coil container 24 is designed to be small.

【0084】次に、実施例12の動作について説明す
る。実施例12の動作は実施例11の動作とほとんど同
様であるが、さらに連結管26の存在のため、超電導コ
イル1aがクエンチした場合にも有効である。即ち、超
電導コイル1aが仮にクエンチしても、コイル容器24
は冷媒23の量が少ないため、ガス化した冷媒の量は少
ない。一方、収納容器25は連結管26がちょうどバル
ブのような役目をし、収納容器25にはコイル容器24
でガス化した冷媒23が急激には伝わらず、したがっ
て、収納容器25は急激な圧力上昇を伴わず、超電導マ
グネット装置の安全性、及び信頼性を保つことができ
る。また、収納容器25の耐圧も少なくてすむため、経
済的である。
Next, the operation of the twelfth embodiment will be described. The operation of the twelfth embodiment is almost the same as the operation of the eleventh embodiment, but due to the existence of the connecting pipe 26, it is also effective when the superconducting coil 1a is quenched. That is, even if the superconducting coil 1a is quenched, the coil container 24
Since the amount of the refrigerant 23 is small, the amount of the gasified refrigerant is small. On the other hand, in the storage container 25, the connecting pipe 26 functions just like a valve, and the storage container 25 includes the coil container 24.
The gasified refrigerant 23 is not rapidly transmitted, and therefore the storage container 25 is not accompanied by a rapid pressure increase, and the safety and reliability of the superconducting magnet device can be maintained. In addition, since the withstand pressure of the storage container 25 can be small, it is economical.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、クライオスタット内に収納された超電導コイル、
超電導コイルを励磁する励磁電源、超電導コイルを強制
的にクエンチさせる強制クエンチヒータ、超電導コイル
のクエンチを検出するクエンチ検出器、クエンチ検出器
の作動により上記強制クエンチヒータに電流を通電する
強制クエンチヒータ電源、及び上記クエンチ検出器と上
記強制クエンチヒータ電源を作動させる無停電電源によ
り超電導マグネット装置を構成したので、超電導コイル
のクエンチにより、超電導コイルが破損する可能性がな
くなり、安全に励磁運転できる信頼性の高い超電導マグ
ネット装置を得ることができる。
As described above, according to claim 1 of the present invention, the superconducting coil housed in the cryostat,
Excitation power source for exciting the superconducting coil, Forced quench heater for forcibly quenching the superconducting coil, Quench detector for detecting quench of the superconducting coil, Forced quench heater power source for supplying current to the forced quench heater by actuation of the quench detector , And because the superconducting magnet device is composed of an uninterruptible power supply that operates the quench detector and the forced quench heater power supply, there is no possibility of damaging the superconducting coil due to quenching of the superconducting coil, and reliability that allows safe excitation operation. It is possible to obtain a superconducting magnet device with high efficiency.

【0086】この発明の請求項2によれば、上記超電導
マグネット装置に対し、停電時において、無停電電源の
許容容量に達するまでに強制クエンチヒータ電源を無停
電電源により作動させ、強制クエンチヒータに電流を通
電して超電導コイルをクエンチさせるようにしたので、
停電時においても確実に超電導コイルを強制的にクエン
チでき、より安全で、信頼性の高い超電導マグネット装
置を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, in the above superconducting magnet device, the forced quench heater power source is operated by the uninterruptible power source until the allowable capacity of the uninterruptible power source is reached at the time of a power failure, so that the forced quench heater is operated. Since I tried to quench the superconducting coil by passing an electric current,
The superconducting coil can be forcibly and reliably quenched even during a power failure, and a safer and more reliable superconducting magnet device can be obtained.

【0087】この発明の請求項3によれば、クライオス
タット内に収納された超電導コイルと永久電流スイッ
チ、超電導コイルを励磁する励磁電源、超電導コイルを
強制的にクエンチさせる強制クエンチヒータ、超電導コ
イルのクエンチを検出するクエンチ検出器、クエンチ検
出器の作動により上記強制クエンチヒータに電流を通電
する強制クエンチヒータ電源、上記永久電流スイッチの
ヒータに電流を通電する永久電流スイッチヒータ電源、
及び上記クエンチ検出器と上記各電源を作動させる無停
電電源により超電導マグネット装置を構成し、停電時に
おいて、上記無停電電源は上記無停電電源の許容容量に
達するまでに上記永久電流スイッチヒータ電源を作動さ
せ、永久電流スイッチヒータに電流を通電して強制的に
超電導コイルを消磁するようにしたので、停電時に永久
電流スイッチを常電導にすることにより、超電導コイル
を消磁でき、超電導マグネット装置の安全性が保たれ、
信頼性の高い超電導マグネット装置を得ることができ
る。
According to the third aspect of the present invention, the superconducting coil and the permanent current switch housed in the cryostat, the excitation power source for exciting the superconducting coil, the forced quench heater for forcibly quenching the superconducting coil, and the quench of the superconducting coil. A quench detector for detecting, a forced quench heater power supply for supplying a current to the forced quench heater by the operation of the quench detector, a permanent current switch heater power supply for supplying a current to the heater of the permanent current switch,
And a superconducting magnet device is configured by an uninterruptible power supply that operates the quench detector and each of the power supplies, and at the time of a power failure, the uninterruptible power supply operates the permanent current switch heater power supply until it reaches the allowable capacity of the uninterruptible power supply. Since the permanent current switch heater is activated and the superconducting coil is forcibly degaussed by supplying a current to the heater, the superconducting coil can be degaussed by making the permanent current switch normal conducting in the event of a power failure, thus ensuring the safety of the superconducting magnet device. Sex is maintained,
A highly reliable superconducting magnet device can be obtained.

【0088】この発明の請求項4によれば、上記超電導
マグネット装置に対し、超電導コイル及び永久電流スイ
ッチを収納し、超電導状態に保つクライオスタットと、
励磁電源とを電流リードにより着脱可能にし、停電時に
おいて、無停電電源は無停電電源の許容容量に達するま
でに、上記電流リードを脱状態から着状態にして永久電
流スイッチヒータ電源を作動させ、永久電流スイッチヒ
ータに電流を通電して強制的に超電導コイルを消磁する
ようにしたので、より超電導マグネット装置の安全性が
保たれ、信頼性の高い超電導マグネット装置を得ること
ができる。
According to a fourth aspect of the present invention, a cryostat for accommodating the superconducting coil and the permanent current switch in the superconducting magnet device and keeping the superconducting state.
Exciting power supply and detachable with current leads, in the event of a power failure, the uninterruptible power supply operates the permanent current switch heater power supply from the disconnected state to the worn state until the capacity of the uninterruptible power supply is reached. Since a current is passed through the permanent current switch heater to forcibly demagnetize the superconducting coil, the safety of the superconducting magnet device can be maintained and a highly reliable superconducting magnet device can be obtained.

【0089】この発明の請求項5によれば、上記各超電
導マグネット装置に対し、強制クエンチヒータ電源より
強制クエンチヒータに微少電流を通電し、上記強制クエ
ンチヒータの断線を検出する検出手段を設けたので、確
実に超電導コイルのクエンチの促進ができ、より安全
で、信頼性の高い超電導マグネット装置を得ることがで
きる。
According to a fifth aspect of the present invention, each of the superconducting magnet devices is provided with a detecting means for detecting a disconnection of the forced quench heater by supplying a small current from the forced quench heater power source to the forced quench heater. Therefore, quenching of the superconducting coil can be surely promoted, and a safer and highly reliable superconducting magnet device can be obtained.

【0090】この発明の請求項6によれば、超電導コイ
ルが少なくとも二個以上の超電導コイルよりなり、強制
クエンチヒータは上記超電導コイルそれぞれの端部に設
置し、少なくとも―個の上記超電導コイルがクエンチし
た場合、すべての上記超電導コイルに設置された上記強
制クエンチヒータに電流を通電し、すべての超電導コイ
ルを強制的にクエンチさせるので、常電導部分がすばや
く拡がり、超電導コイルに発生する抵抗の差が小さくな
り、大電圧が発生しなくなり、より安全で、信頼性の高
い超電導マグネット装置を得ることができる。
According to claim 6 of the present invention, the superconducting coil is composed of at least two or more superconducting coils, the forced quench heater is installed at each end of the superconducting coils, and at least-the superconducting coils are quenched. In this case, a current is passed through the forced quench heaters installed in all the superconducting coils to forcibly quench all the superconducting coils, so the normal conducting part spreads quickly and the difference in resistance generated in the superconducting coils is increased. It is possible to obtain a safer and more reliable superconducting magnet device which becomes smaller and which does not generate a large voltage.

【0091】この発明の請求項7によれば、超電導コイ
ルが少なくとも二個以上の超電導コイルよりなり、強制
クエンチヒータは上記超電導コイルそれぞれの巻線に直
交する方向に設置し、少なくとも一個の上記超電導コイ
ルがクエンチした場合、すべての上記超電導コイルに設
置された上記強制クエンチヒータに電流を通電し、すべ
ての超電導コイルを強制的にクエンチさせるので、常電
導部分がすばやく拡がり、超電導コイルに発生する抵抗
の差が小さくなり、大電圧が発生しなくなり、より安全
で、信頼性の高い超電導マグネット装置を得ることがで
きる。
According to claim 7 of the present invention, the superconducting coil is composed of at least two or more superconducting coils, and the forced quench heater is installed in a direction orthogonal to each winding of the superconducting coils, and at least one of the superconducting coils is provided. When the coils are quenched, the forced quench heaters installed on all the superconducting coils are energized to quench all the superconducting coils, so that the normal conducting part spreads quickly and the resistance that occurs in the superconducting coils. Difference becomes small, a large voltage does not occur, and a safer and more reliable superconducting magnet device can be obtained.

【0092】この発明の請求項8によれば、超電導コイ
ルとこの超電導コイルを収納し、超電導状態に保つクラ
イオスタットとからなる超電導マグネットを、偶数個直
列に常温リードを介して接続した超電導マグネット装置
に対して、上記常温リードを抵抗で分圧して、三端子法
のクエンチ検出を行うので、3端子法のクエンチ検出の
中点が容易に得られるという効果がある。
According to claim 8 of the present invention, a superconducting magnet device is provided in which an even number of superconducting magnets each consisting of a superconducting coil and a cryostat for accommodating the superconducting coil and maintaining the superconducting state are connected in series via a room temperature lead. On the other hand, since the room temperature lead is divided by a resistor to perform quench detection by the three-terminal method, there is an effect that the middle point of quench detection by the three-terminal method can be easily obtained.

【0093】この発明の請求項9によれば、クライオス
タット内に収納された超電導コイル、超電導コイルを励
磁する励磁電源、及び上記超電導コイルの励磁電圧とほ
ぼターンオン電圧が等しくなるように、上記励磁電源と
並列に、複数個直列に接続したダイオードにより超電導
マグネット装置を構成したので、安価なシステムで励磁
速度とほぼ同様な消磁速度を得ることができる。さら
に、このような構成は従来のような制御系を必要とせ
ず、励磁電源の信頼性が増し、その結果、超電導マグネ
ット装置の信頼性が増すという効果がある。
According to claim 9 of the present invention, the superconducting coil housed in the cryostat, the exciting power source for exciting the superconducting coil, and the exciting power source so that the exciting voltage of the superconducting coil is substantially equal to the turn-on voltage. Since the superconducting magnet device is composed of a plurality of diodes connected in series in parallel with the above, it is possible to obtain a demagnetization speed substantially similar to the excitation speed with an inexpensive system. Further, such a configuration does not require a control system as in the prior art, and has the effect of increasing the reliability of the excitation power source and, as a result, increasing the reliability of the superconducting magnet device.

【0094】この発明の請求項10によれば、クライオ
スタット内に収納された超電導コイルとクエンチ保護用
ダイオード、超電導コイルを励磁する励磁電源、及び上
記極低温ダイオードがターンオンする電圧よりも低い電
圧になるように、上記励磁電源と並列に、常温部に複数
個直列に接続したダイオードにより超電導マグネット装
置を構成したので、上記装置と同様、励磁電源の信頼性
が増すとともに、前記極低温ダイオードをターンオンさ
せることなく、前記超電導コイルの消磁を行うことがで
きる。
According to the tenth aspect of the present invention, the voltage becomes lower than the voltage at which the superconducting coil and the quench protection diode housed in the cryostat, the exciting power source for exciting the superconducting coil, and the cryogenic diode are turned on. As described above, since the superconducting magnet device is constituted by a plurality of diodes connected in series at room temperature in parallel with the exciting power source, the reliability of the exciting power source is increased and the cryogenic diode is turned on as in the above device. Without doing so, the superconducting coil can be demagnetized.

【0095】この発明の請求項11によれば、超電導コ
イル、永久電流スイッチ、クエンチエネルギ吸収体、及
びこれらを収納し、超電導状態に保つためのクライオス
タットとを備えた超電導マグネット装置に対して、上記
超電導コイルよりも上方に上記永久電流スイッチを配置
し、さらに上記永久電流スイッチよりも上方に上記エネ
ルギ吸収体を配置したので、冷媒の消費による液面の低
下にともない、超電導コイルよりも先に永久電流スイッ
チが常電導状態になり、超電導コイルには永久電流を通
電できなくなり、超電導コイルのエネルギは上方に配置
したエネルギ吸収体で消費される。したがって、冷媒の
ガス雰囲気中でエネルギを消費させることにより冷媒に
よるクライオスタットの急激な圧力上昇、冷媒の急激な
消費等がなく、超電導マグネット装置の安全性、及び信
頼性を保つことができるという効果を奏する。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a superconducting magnet device comprising a superconducting coil, a permanent current switch, a quench energy absorber, and a cryostat for accommodating them and keeping them in a superconducting state. The permanent current switch is arranged above the superconducting coil, and the energy absorber is arranged above the permanent current switch. The current switch is in the normal conducting state, the permanent current cannot be passed through the superconducting coil, and the energy of the superconducting coil is consumed by the energy absorber arranged above. Therefore, by consuming energy in the gas atmosphere of the refrigerant, there is no abrupt pressure increase of the cryostat due to the refrigerant, abrupt consumption of the refrigerant, etc., and it is possible to maintain the safety and reliability of the superconducting magnet device. Play.

【0096】この発明の請求項12によれば、超電導コ
イルを収納した第1の容器、この第1の容器より容積が
大きく、永久電流スイッチとクエンチエネルギ吸収体と
を収納し、冷媒を貯める第2の容器、第1の容器と第2
の容器を結合する連結管、及び上記各容器と上記連結管
を極低温状態に保つ真空槽を備え、第1の容器よりも上
方に第2の容器を配置し、第2の容器の下部に上記永久
電流スイッチを、上部に上記エネルギ吸収体を配置した
ので、上記装置と同様、容器の急激な圧力上昇、冷媒の
急激な消費等がなく、超電導マグネット装置の安全性、
及び信頼性を保つことができる。さらに、第1の容器は
容積が小さく冷媒量は少ないため、ガス化した冷媒の量
は少なくてすみ、また、連結管の存在により第2の容器
にガス化した冷媒が急激には伝わらないので、安全性が
さらに増す。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a first container for accommodating a superconducting coil, a volume larger than that of the first container, accommodating a permanent current switch and a quench energy absorber, and storing a refrigerant. 2nd container, 1st container and 2nd container
A connecting pipe for connecting the above containers and a vacuum tank for keeping the above containers and the connecting pipe in a cryogenic state, the second container is arranged above the first container, and the second container is provided below the second container. The permanent current switch, because the energy absorber is arranged on the upper part, like the device, there is no sudden pressure increase of the container, sudden consumption of the refrigerant, etc., the safety of the superconducting magnet device,
And reliability can be maintained. Furthermore, since the first container has a small volume and a small amount of refrigerant, the amount of gasified refrigerant is small, and the presence of the connecting pipe prevents the gasified refrigerant from being rapidly transmitted to the second container. , Further increase safety.

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

【図1】この発明の実施例1による超電導マグネット装
置を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例2による超電導マグネット装
置を示す回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例2による他の超電導マグネッ
ト装置を示す回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing another superconducting magnet device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】この発明の実施例3による超電導マグネット装
置を示す回路構成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例3による他の超電導マグネッ
ト装置を示す回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing another superconducting magnet device according to Embodiment 3 of the present invention.

【図6】この発明の実施例4による超電導マグネット装
置を示す回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to Embodiment 4 of the present invention.

【図7】この発明の実施例4による他の超電導マグネッ
ト装置を示す回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing another superconducting magnet device according to embodiment 4 of the present invention.

【図8】この発明の実施例5による超電導マグネット装
置の一部を示す回路構成図である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a part of a superconducting magnet device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例6及び実施例7に係わる超電
導コイルを示す斜視構成図である。
FIG. 9 is a perspective configuration diagram showing superconducting coils according to Embodiments 6 and 7 of the present invention.

【図10】超電導線における磁界と常電導伝搬速度の関
係を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a magnetic field and a normal conduction propagation velocity in a superconducting wire.

【図11】この発明の実施例6及び実施例7に係わる他
の超電導コイルを示す斜視構成図である。
FIG. 11 is a perspective configuration diagram showing another superconducting coil according to Embodiments 6 and 7 of the present invention.

【図12】この発明の実施例8による超電導マグネット
装置を示す回路構成図である。
FIG. 12 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図13】この発明の実施例9による超電導マグネット
装置を示す回路構成図である。
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to Example 9 of the present invention.

【図14】この発明の実施例10による超電導マグネッ
ト装置を示す回路構成図である。
FIG. 14 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to Example 10 of the invention.

【図15】この発明の実施例10に係わる保護用ダイオ
ードの特性を示す特性図である。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing characteristics of the protective diode according to the tenth embodiment of the present invention.

【図16】この発明の実施例11による超電導マグネッ
ト装置を示す回路構成図である。
FIG. 16 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to Example 11 of the present invention.

【図17】この発明の実施例12による超電導マグネッ
ト装置を示す回路構成図である。
FIG. 17 is a circuit configuration diagram showing a superconducting magnet device according to Embodiment 12 of the present invention.

【図18】従来の超電導マグネット装置を示す回路図で
ある。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a conventional superconducting magnet device.

【図19】従来の超電導マグネット装置の動作を説明す
る説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an operation of a conventional superconducting magnet device.

【図20】従来の超電導マグネット装置の動作を説明す
る説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating an operation of a conventional superconducting magnet device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超電導コイル 1a 超電導コイル 1b 超電導コイル 2a 強制クエンチヒータ 2b 強制クエンチヒータ 3 励磁電源 4 スイッチ 5 保護抵抗 6 クライオスタット 6a クライオスタット 6b クライオスタット 7 クエンチ検出器 8 強制クエンチヒータ電源 9 無停電電源 10 停電信号 11 タイマー 12 永久電流スイッチヒータ電源 13 永久電流スイッチ 14a 着脱電流リード 14b 着脱電流リード 15 保護抵抗 16 スイッチ 17 抵抗 18 電圧計 19 抵抗分圧器 20 常温リード 21 ダイオード 22 保護用ダイオード 23 冷媒 24 コイル容器 25 収納容器 26 連結管 27 真空槽 1 superconducting coil 1a superconducting coil 1b superconducting coil 2a forced quench heater 2b forced quench heater 3 excitation power supply 4 switch 5 protective resistance 6 cryostat 6a cryostat 6b cryostat 7 quench detector 8 forced quench heater power supply 9 uninterruptible power supply 10 timer 12 power failure signal Permanent current switch Heater power supply 13 Permanent current switch 14a Detachable current lead 14b Detachable current lead 15 Protection resistor 16 Switch 17 Resistance 18 Voltmeter 19 Resistance voltage divider 20 Room temperature lead 21 Diode 22 Protection diode 23 Refrigerant 24 Coil container 25 Storage container 26 Connection Tube 27 vacuum tank

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 忠利 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 中村 史朗 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 松田 哲也 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 竹内 敏恵 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 小寺 溢男 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 横山 彰一 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 下畑 賢司 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 妹尾 和威 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tadatoshi Yamada 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Central Research Institute (72) Inventor Shiro Nakamura 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Matsuda 8-1-1 Tsukaguchi Honmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Central Research Institute (72) Inventor Toshie Takeuchi 8-1-1 Tsukaguchi Honmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Corporation Inside the Central Research Laboratory (72) Inventor Oguru Kouji 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Central Research Institute (72) Inventor Shoichi Yokoyama 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Corporation Central In the laboratory (72) Kenji Shimohata 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Central Research Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation (72 ) Inventor Kao Senoo 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki-shi Central Research Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超電導コイル、この超電導コイルを収納
し、超電導状態に保つクライオスタット、及び上記超電
導コイルを励磁する励磁電源で構成される超電導マグネ
ット装置において、上記超電導コイルに設置され、上記
超電導コイルを強制的にクエンチさせる強制クエンチヒ
ータ、上記超電導コイルのクエンチを検出するクエンチ
検出器、クエンチ検出時に上記強制クエンチヒータに電
流を通電する強制クエンチヒータ電源、及び上記クエン
チ検出器と上記強制クエンチヒータ電源を作動させる無
停電電源を備えたことを特徴とする超電導マグネット装
置。
1. A superconducting magnet device comprising a superconducting coil, a cryostat for accommodating the superconducting coil and keeping the superconducting state, and an exciting power source for exciting the superconducting coil, wherein the superconducting coil is installed in the superconducting coil. A forced quench heater for forcibly quenching, a quench detector for detecting the quench of the superconducting coil, a forced quench heater power source for supplying a current to the forced quench heater at the time of quench detection, and the quench detector and the forced quench heater power source. A superconducting magnet device that is equipped with an uninterruptible power supply to operate.
【請求項2】 停電時において、無停電電源は無停電電
源の許容容量に達するまでに強制クエンチヒータ電源を
作動させ、強制クエンチヒータに電流を通電して超電導
コイルをクエンチさせることを特徴とする請求項1記載
の超電導マグネット装置。
2. At the time of a power failure, the uninterruptible power supply activates the forced quench heater power supply until the capacity of the uninterruptible power supply is reached, and the superconducting coil is quenched by supplying a current to the forced quench heater. The superconducting magnet device according to claim 1.
【請求項3】 超電導コイル、永久電流スイッチ、これ
らを収納し、超電導状態に保つクライオスタット、及び
上記超電導コイルを励磁する励磁電源で構成される超電
導マグネット装置において、上記超電導コイルに設置さ
れ、上記超電導コイルを強制的にクエンチさせる強制ク
エンチヒータ、上記超電導コイルのクエンチを検出する
クエンチ検出器、クエンチ検出時に上記強制クエンチヒ
ータに電流を通電する強制クエンチヒータ電源、上記永
久電流スイッチのヒータに電流を通電する永久電流スイ
ッチヒータ電源、及び上記クエンチ検出器と上記各電源
を作動させる無停電電源を備え、停電時において、上記
無停電電源は上記無停電電源の許容容量に達するまでに
上記永久電流スイッチヒータ電源を作動させ、上記永久
電流スイッチヒータに電流を通電して強制的に超電導コ
イルを消磁することを特徴とする超電導マグネット装
置。
3. A superconducting magnet device comprising a superconducting coil, a permanent current switch, a cryostat accommodating them and keeping them in a superconducting state, and an exciting power source for exciting the superconducting coil, wherein the superconducting coil is installed on the superconducting coil. Forced quench heater that forcibly quenches the coil, quench detector that detects the quench of the superconducting coil, forced quench heater power supply that supplies current to the forced quench heater at the time of quench detection, and supply current to the heater of the permanent current switch. The permanent current switch heater power supply, and the quench detector and the uninterruptible power supply for operating each of the power supplies are provided, and at the time of a power failure, the uninterruptible power supply reaches the allowable capacity of the uninterruptible power supply. Operate the power supply, and the above permanent current switch heater A superconducting magnet device, characterized in that a current is applied to the coil to forcibly demagnetize the superconducting coil.
【請求項4】 超電導コイル及び永久電流スイッチを収
納するクライオスタットと励磁電源とを着脱可能にする
電流リードを備え、停電時において、無停電電源は上記
無停電電源の許容容量に達するまでに、上記電流リード
を脱状態から着状態にして永久電流スイッチヒータ電源
を作動させ、永久電流スイッチヒータに電流を通電して
強制的に上記超電導コイルを消磁することを特徴とする
請求項3記載の超電導マグネット装置。
4. A cryostat for accommodating a superconducting coil and a permanent current switch and a current lead for attaching and detaching an exciting power source are provided, and the uninterruptible power source has the above-mentioned characteristics until the capacity of the uninterruptible power source is reached during a power failure. 4. The superconducting magnet according to claim 3, wherein the current lead is switched from the detached state to the attached state to operate the permanent current switch heater power supply, and a current is passed through the permanent current switch heater to forcibly demagnetize the superconducting coil. apparatus.
【請求項5】 強制クエンチヒータ電源より強制クエン
チヒータに微少電流を通電し、上記強制クエンチヒータ
の断線を検出する検出手段を備えたことを特徴とする請
求項1ないし4のいずれかに記載の超電導マグネット装
置。
5. The detecting means for detecting a disconnection of the forced quench heater by supplying a small amount of current to the forced quench heater from the forced quench heater power source, according to any one of claims 1 to 4. Superconducting magnet device.
【請求項6】 超電導コイルは少なくとも二個以上の超
電導コイルよりなり、強制クエンチヒータは上記超電導
コイルそれぞれの端部に設置し、少なくとも―個の上記
超電導コイルがクエンチした場合、すべての上記超電導
コイルに設置された上記強制クエンチヒータに電流を通
電し、すべての超電導コイルを強制的にクエンチさせる
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の
超電導マグネット装置。
6. The superconducting coil comprises at least two or more superconducting coils, a forced quench heater is installed at each end of the superconducting coils, and when at least-the above superconducting coils are quenched, all the superconducting coils. The superconducting magnet device according to claim 1, wherein all the superconducting coils are forcibly quenched by supplying a current to the forced quench heater installed in the above.
【請求項7】 超電導コイルは少なくとも二個以上の超
電導コイルよりなり、強制クエンチヒータは上記超電導
コイルそれぞれの巻線に直交する方向に設置し、少なく
とも一個の上記超電導コイルがクエンチした場合、すべ
ての上記超電導コイルに設置された上記強制クエンチヒ
ータに電流を通電し、すべての超電導コイルを強制的に
クエンチさせることを特徴とする請求項1ないし6のい
ずれかに記載の超電導マグネット装置。
7. The superconducting coil comprises at least two or more superconducting coils, the forced quench heater is installed in a direction orthogonal to each winding of the superconducting coils, and when at least one of the superconducting coils is quenched, 7. The superconducting magnet device according to claim 1, wherein a current is passed through the forced quench heater installed in the superconducting coils to forcibly quench all the superconducting coils.
【請求項8】 超電導コイルとこの超電導コイルを収納
し、超電導状態に保つクライオスタットとからなる超電
導マグネットを、偶数個直列に常温リードを介して接続
した超電導マグネット装置において、上記常温リードを
抵抗で分圧して、三端子法のクエンチ検出を行うことを
特徴とする超電導マグネット装置。
8. A superconducting magnet device comprising an even number of superconducting magnets comprising a superconducting coil and a cryostat accommodating the superconducting coil and kept in a superconducting state connected in series via a room temperature lead. A superconducting magnet device characterized by performing quench detection by a three-terminal method by pressing.
【請求項9】 超電導コイル、この超電導コイルを収納
し、超電導状態に保つクライオスタット、及び上記超電
導コイルを励磁する励磁電源で構成される超電導マグネ
ット装置において、上記励磁電源と並列に、上記超電導
コイルの励磁電圧とほぼターンオン電圧が等しくなるよ
うにダイオードを複数個直列に接続したことを特徴とす
る超電導マグネット装置。
9. A superconducting magnet device comprising a superconducting coil, a cryostat for accommodating the superconducting coil and keeping the superconducting state, and an exciting power source for exciting the superconducting coil, wherein the superconducting coil is connected in parallel with the exciting power source. A superconducting magnet device comprising a plurality of diodes connected in series so that the excitation voltage and the turn-on voltage are substantially equal to each other.
【請求項10】 超電導コイル、極低温中に設置された
クエンチ保護用ダイオード、これらを収納し、超電導状
態に保つクライオスタット、及び上記超電導コイルを励
磁する励磁電源で構成される超電導マグネット装置にお
いて、上記励磁電源と並列に、上記極低温ダイオードが
ターンオンする電圧よりも低い電圧になるように常温部
にダイオードを複数個直列に接続したことを特徴とする
超電導マグネット装置。
10. A superconducting magnet device comprising a superconducting coil, a quench protection diode installed in a cryogenic temperature, a cryostat for accommodating them and keeping them in a superconducting state, and an exciting power source for exciting the superconducting coil. A superconducting magnet device, wherein a plurality of diodes are connected in series at room temperature so that the voltage is lower than the voltage at which the cryogenic diode is turned on in parallel with the excitation power source.
【請求項11】 超電導コイル、永久電流スイッチ、ク
エンチエネルギ吸収体、及びこれらを収納し、超電導状
態に保つためのクライオスタットを備えた超電導マグネ
ット装置において、上記超電導コイルよりも上方に上記
永久電流スイッチを配置し、さらに上記永久電流スイッ
チよりも上方に上記エネルギ吸収体を配置したことを特
徴とする超電導マグネット装置。
11. A superconducting magnet device comprising a superconducting coil, a persistent current switch, a quench energy absorber, and a cryostat for accommodating them and keeping them in a superconducting state, wherein the permanent current switch is provided above the superconducting coil. A superconducting magnet device, wherein the energy absorber is arranged above the permanent current switch.
【請求項12】 超電導コイルを収納した第1の容器、
この第1の容器より容積が大きく、永久電流スイッチと
クエンチエネルギ吸収体とを収納し、冷媒を貯める第2
の容器、第1の容器と第2の容器を結合する連結管、及
び上記各容器と上記連結管を極低温状態に保つ真空槽を
備え、第1の容器よりも上方に第2の容器を配置し、第
2の容器の下部に上記永久電流スイッチを、上部に上記
エネルギ吸収体を配置したことを特徴とする超電導マグ
ネット装置。
12. A first container containing a superconducting coil,
The second container, which has a larger volume than the first container, accommodates the permanent current switch and the quench energy absorber, and stores the refrigerant.
The container, the connecting pipe for connecting the first container and the second container, and the vacuum tank for keeping each of the container and the connecting pipe in a cryogenic state, and the second container above the first container. A superconducting magnet device, wherein the permanent current switch is arranged in a lower part of the second container, and the energy absorber is arranged in an upper part of the second container.
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