JPS60216514A - 超電導電磁石 - Google Patents
超電導電磁石Info
- Publication number
- JPS60216514A JPS60216514A JP7182184A JP7182184A JPS60216514A JP S60216514 A JPS60216514 A JP S60216514A JP 7182184 A JP7182184 A JP 7182184A JP 7182184 A JP7182184 A JP 7182184A JP S60216514 A JPS60216514 A JP S60216514A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- electromagnet
- refrigerant
- cryostat
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- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/02—Quenching; Protection arrangements during quenching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は超電導線に接続部のある超電導電磁石に関する
。
。
第１図に従来および本発明の第１の実施例に共通した部
分を示す超電導電磁石、およびこれに関連する電源、保
護抵抗等の回路図を示す。第１図において超電導電磁石
（Ｍ）は超電導線で巻回され直列接続された４個の分割
コイル（１ａ）〜（１ｄ）からなる超電導コイル（１）
と、これを収納して液体ヘリウムで冷却して極低温に保
つり２イオスタツト（２）から成る。超電導コイル（１
）の両端には保護抵抗（３）を接続し、その外側に遮断
器（４）を介して励磁電源（５）を接続する。超電導電
磁石（Ｍ）を運転する場合には遮断器（４）を投入して
励磁電源（５）から超電導コイルに通電する。超電導コ
イル（１）が超電導状態から常電導状態に転移（以下ク
エンチとする）した時には、遮断器（４）を開放し、超
電導コイ“ル（１）に蓄積されたエネルギを保護抵抗（
３）に放出させ、超電導コイル（１）の焼損を防ぐよう
にしている。
分を示す超電導電磁石、およびこれに関連する電源、保
護抵抗等の回路図を示す。第１図において超電導電磁石
（Ｍ）は超電導線で巻回され直列接続された４個の分割
コイル（１ａ）〜（１ｄ）からなる超電導コイル（１）
と、これを収納して液体ヘリウムで冷却して極低温に保
つり２イオスタツト（２）から成る。超電導コイル（１
）の両端には保護抵抗（３）を接続し、その外側に遮断
器（４）を介して励磁電源（５）を接続する。超電導電
磁石（Ｍ）を運転する場合には遮断器（４）を投入して
励磁電源（５）から超電導コイルに通電する。超電導コ
イル（１）が超電導状態から常電導状態に転移（以下ク
エンチとする）した時には、遮断器（４）を開放し、超
電導コイ“ル（１）に蓄積されたエネルギを保護抵抗（
３）に放出させ、超電導コイル（１）の焼損を防ぐよう
にしている。
第２図は超電導コイル（１）がクエンチし、遮断器（４
）を開放した後の等価回路を示す。超電導コイル（１）
全体としてのインダクタンスをＬ （Ｈ）、各分割コイ
ル（ｌａ）−（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌｄ）の抵抗をｒ
ａ ｒ ｒ ｂ ＋ ｒ ｅ ＊ｒｄ（Ω）、保護抵
抗（３）の抵抗をも（Ω）とすると、この回路の放電時
定数τ（ｓｅｃ）は でオシ、クライオスタット（２）内で消費されるエネル
ギの割合ｌ（％）は となる。この関係は第３図の曲線で示すように、超電導
コイル（１）の抵抗（ｒａ＋ｒｂ＋ｒｃ＋ｒｄ ）が保
護抵抗（３）の抵抗几、に比べて小さいほど、クライオ
スタット（２）内で消費されるエネルギの割合ηが小さ
い。従って高価な液体冷媒である液体ヘリウムの消費量
を少なくするためＫは、超電導コイル（１）の抵抗を小
さくすればよいことが分る。ところが、複数個の分割コ
イル（１ａ）〜（ｌｄ）をもつ超電導コイル（１）では
、最初にクエンチするのはそのうちの１個の分割コイル
の１部分であるにも拘らず、クエンチによって生ずる熱
が接続部を介して他の分割コイルに伝わシ、クエンチを
波及させてしまうため液体冷媒の消費量が多いという欠
点があった。
）を開放した後の等価回路を示す。超電導コイル（１）
全体としてのインダクタンスをＬ （Ｈ）、各分割コイ
ル（ｌａ）−（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌｄ）の抵抗をｒ
ａ ｒ ｒ ｂ ＋ ｒ ｅ ＊ｒｄ（Ω）、保護抵
抗（３）の抵抗をも（Ω）とすると、この回路の放電時
定数τ（ｓｅｃ）は でオシ、クライオスタット（２）内で消費されるエネル
ギの割合ｌ（％）は となる。この関係は第３図の曲線で示すように、超電導
コイル（１）の抵抗（ｒａ＋ｒｂ＋ｒｃ＋ｒｄ ）が保
護抵抗（３）の抵抗几、に比べて小さいほど、クライオ
スタット（２）内で消費されるエネルギの割合ηが小さ
い。従って高価な液体冷媒である液体ヘリウムの消費量
を少なくするためＫは、超電導コイル（１）の抵抗を小
さくすればよいことが分る。ところが、複数個の分割コ
イル（１ａ）〜（ｌｄ）をもつ超電導コイル（１）では
、最初にクエンチするのはそのうちの１個の分割コイル
の１部分であるにも拘らず、クエンチによって生ずる熱
が接続部を介して他の分割コイルに伝わシ、クエンチを
波及させてしまうため液体冷媒の消費量が多いという欠
点があった。
〔発明の目的〕
本発明はクエンチ発生時、そのクエンチを小部分に止め
、他への波及を防止して液体冷媒の消費量を低減させた
超電導電磁石を提供することを目的とする。
、他への波及を防止して液体冷媒の消費量を低減させた
超電導電磁石を提供することを目的とする。
本発明においては、相互間に接続部を有する複数本の超
電導線を巻回した超電導コイルをクライオスタット内に
収納して液体冷媒で冷却する超電導電磁石において、接
続部はフィンを付設してクライオスタット内下方の液体
冷媒中に配置することによシ、接続部を確実に液体冷媒
で冷却すると共にフィンで冷却を良好にし、クエンチに
よって発生した熱を他部へ伝達させず、従ってクエンチ
を拡大させず液体冷媒の消費を少量にとめるものである
。
電導線を巻回した超電導コイルをクライオスタット内に
収納して液体冷媒で冷却する超電導電磁石において、接
続部はフィンを付設してクライオスタット内下方の液体
冷媒中に配置することによシ、接続部を確実に液体冷媒
で冷却すると共にフィンで冷却を良好にし、クエンチに
よって発生した熱を他部へ伝達させず、従ってクエンチ
を拡大させず液体冷媒の消費を少量にとめるものである
。
実施例１
以下、本発明の第１の実施例について、第４図および第
５図を参照して説明する。第４図はこの実施例のクライ
オスタットと液体冷媒の図示を省略した斜視図であシ、
第５図は第４図の接続部の拡大縦断面図である。
５図を参照して説明する。第４図はこの実施例のクライ
オスタットと液体冷媒の図示を省略した斜視図であシ、
第５図は第４図の接続部の拡大縦断面図である。
超電導線を巻回した４個の分割コイル（ｌａ）、（ｌｂ
）。
）。
（ｌｃ）、（ｌａ）は、接続部（６）にフィン（７）封
筒状のサーマルアンカ（８）を嵌めて、ろう付けにより
電気的、機械的に接続する。（９）は接続部のろうであ
る。そしてこの接続部のサーマルアンカ（８）は図示し
ないクライオスタット内下方の液体冷媒である液体ヘリ
ウム中に配置する。ａ呻は超電導コイル（１）の日出線
である。
筒状のサーマルアンカ（８）を嵌めて、ろう付けにより
電気的、機械的に接続する。（９）は接続部のろうであ
る。そしてこの接続部のサーマルアンカ（８）は図示し
ないクライオスタット内下方の液体冷媒である液体ヘリ
ウム中に配置する。ａ呻は超電導コイル（１）の日出線
である。
次に作用について説明する。
超電導電磁石の超電導コイル（１）は液体ヘリウム中に
浸漬され、超電導状態を保つことによって運転が可能で
ある。今例えば第１の分割コイル（１ａ）がクエンチを
起して発熱したとしても、第１、掛２の分割コイル（ｌ
ａ）＝（ｌｂ）間の接続部のサーマルアンカ（８）はフ
ィン（７）を有して強力に冷却されているので、第１の
分割コイル（１ａ）で発生した熱は第２の分割コイル（
１ｂ）に伝わることがない。そして接続部のサーマルア
ンカ（８）はクライオスタット内下方の液体ヘリウム中
に配置されているので、第１の分割コイル（１ａ）の発
熱によって液体ヘリウムが多少蒸発しても、冷却は確実
に行なわれ、他の分割コイル（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌ
ｄ）にクエンチが波及する仁とがない。従って液体ヘリ
ウムの消費量を低減させることができる。
浸漬され、超電導状態を保つことによって運転が可能で
ある。今例えば第１の分割コイル（１ａ）がクエンチを
起して発熱したとしても、第１、掛２の分割コイル（ｌ
ａ）＝（ｌｂ）間の接続部のサーマルアンカ（８）はフ
ィン（７）を有して強力に冷却されているので、第１の
分割コイル（１ａ）で発生した熱は第２の分割コイル（
１ｂ）に伝わることがない。そして接続部のサーマルア
ンカ（８）はクライオスタット内下方の液体ヘリウム中
に配置されているので、第１の分割コイル（１ａ）の発
熱によって液体ヘリウムが多少蒸発しても、冷却は確実
に行なわれ、他の分割コイル（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌ
ｄ）にクエンチが波及する仁とがない。従って液体ヘリ
ウムの消費量を低減させることができる。
尚、クエンチを起す分割コイルが、（ｌａ）でなくて、
（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌｄ）のいずれであっても作用
効果は同様である。
（ｌｂ）、（ｌｃ）、（ｌｄ）のいずれであっても作用
効果は同様である。
実施例２
第６図に第２の実施例を示す。
これは超電導コイル（１）を分割せず、コイル内の超電
導線の接続部にサーマルアンカ（８）を設けたもので、
他は実施例１０通りである。
導線の接続部にサーマルアンカ（８）を設けたもので、
他は実施例１０通りである。
このようにしても超電導コイル（１）のクエンチを部分
的にとどめ、実施例１と同様の作用効果を奏する。
的にとどめ、実施例１と同様の作用効果を奏する。
実施例３
第７図に第３の実施例を示す。
これは超電導コイルの接続！ （６） 、 （６）の接
続部のフィン（７）を接続部のろう（９）のある部分を
避けて設けたもので他は実施例１又は２と同様である。
続部のフィン（７）を接続部のろう（９）のある部分を
避けて設けたもので他は実施例１又は２と同様である。
このようにすれば接続が容易になるはか、実施例１又は
２と同様の作用効果を奏する。
２と同様の作用効果を奏する。
実施例４
第８図に第４の実施例を示す。
これは冷却フィン（７）を平板状にしたもので、他は実
施例１，２．３のいずれかと同様にしたものである。
施例１，２．３のいずれかと同様にしたものである。
このようにしても実施例１，２．３等と同様の作用効果
を奏する。
を奏する。
以下説明したように、本発明によれば、超電導コイルの
一部がクエンチを発生しても超電４森の接続部に付設し
たフィンで伝熱を防止し、その防止作用は接続部をクラ
イオスタット内下方の液体冷媒中に配置したことにより
、液体冷媒が多少蒸発しても確実に行なわれ、他部へク
エンチの波及することを確率に防止したから、液体冷媒
の消費蓋を従来に比べ格段に低減させることができ、経
済的な超電導電磁石を提供することができる。
一部がクエンチを発生しても超電４森の接続部に付設し
たフィンで伝熱を防止し、その防止作用は接続部をクラ
イオスタット内下方の液体冷媒中に配置したことにより
、液体冷媒が多少蒸発しても確実に行なわれ、他部へク
エンチの波及することを確率に防止したから、液体冷媒
の消費蓋を従来に比べ格段に低減させることができ、経
済的な超電導電磁石を提供することができる。
第１図は従来および本発明の第１の実施例に共通した部
分を示す超電導電磁石およびこれに関連する電源や保護
抵抗等の回路図、第２図は第１図の電源遮断時の等価回
路図、第３図は第１図の超電導コイルのクエンチ時のコ
イル抵抗とクライオスタット内で消費されるエネルギの
割合の関係を示す曲線図、第４図は本発明の超電導電磁
石の第１の実施例の超電導コイル周辺を示す斜視図、第
５図は第４図の接続部を示す拡大縦断面図、第６図は第
２の実施例を示す要部斜視図、第７図は第３の実施例を
示す要部模式図、第８図は第４の実施例を示す要部かＦ
構図である。 Ｍ・・超電導電磁石 １・・・超電導コイル１ａ〜１ｄ
・・・分割コイル２・・・クジイオスタット６・・・接
続線 ７・・・フィン ８・・・接続部のサーマルアンカ ９・・・接続部のろう 代理人 弁理士 井 上 −男 第１図 第２図 第 ４ 図 第５図
分を示す超電導電磁石およびこれに関連する電源や保護
抵抗等の回路図、第２図は第１図の電源遮断時の等価回
路図、第３図は第１図の超電導コイルのクエンチ時のコ
イル抵抗とクライオスタット内で消費されるエネルギの
割合の関係を示す曲線図、第４図は本発明の超電導電磁
石の第１の実施例の超電導コイル周辺を示す斜視図、第
５図は第４図の接続部を示す拡大縦断面図、第６図は第
２の実施例を示す要部斜視図、第７図は第３の実施例を
示す要部模式図、第８図は第４の実施例を示す要部かＦ
構図である。 Ｍ・・超電導電磁石 １・・・超電導コイル１ａ〜１ｄ
・・・分割コイル２・・・クジイオスタット６・・・接
続線 ７・・・フィン ８・・・接続部のサーマルアンカ ９・・・接続部のろう 代理人 弁理士 井 上 −男 第１図 第２図 第 ４ 図 第５図
Claims (1)
- 相互間に接続部を有する複数本の超電導線を巻回した超
電導コイルをクライオスタット内に収納して液体冷媒で
冷却する超電導電磁石において、接続部はフィンを付設
してクライオスタット内下方の液体冷媒中に配置したこ
とを特徴とする超電導電磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7182184A JPS60216514A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 超電導電磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7182184A JPS60216514A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 超電導電磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216514A true JPS60216514A (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=13471598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7182184A Pending JPS60216514A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 超電導電磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216514A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01150234U (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-17 | ||
| GB2596781A (en) * | 2020-06-11 | 2022-01-12 | Scient Magnetics Limited | Method and apparatus for cooling a superconducting magnet |
-
1984
- 1984-04-12 JP JP7182184A patent/JPS60216514A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01150234U (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-17 | ||
| GB2596781A (en) * | 2020-06-11 | 2022-01-12 | Scient Magnetics Limited | Method and apparatus for cooling a superconducting magnet |
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