JPS62199005A

JPS62199005A - 超電導マグネツト装置

Info

Publication number: JPS62199005A
Application number: JP61040170A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kimura; 信一木村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1987-09-02

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は超電導マグネット装置に関する。

〔従来の技術〕

液体ヘリウム中に置かれた超電導コイルに電流を供給す
るためには、超電導コイルから出ている両端の超電導線
を、銅の板または棒、あるいはそれらに適切に加工を施
したものに接続する。この銅の板、または棒は、超電導
線と接続した極低温度から電源に接続できるクライオス
タットの外の常温領域まで配置され、一般に電流リード
と呼ばれる。電流リードは極低温の低温端と常温の高温
端をもつため、電流を供給しない状態でも、電流リード
内の温度勾配に従って極低温部に熱が侵入する。電流リ
ードは、通電中の発熱を小さくするために銅などの良導
体で構成されている。銅などの良導体は一般に熱伝導率
も高いため、非通電時でも熱侵入量が多く、液体ヘリウ
ムを多量に蒸発させる。

超電導コイルを所定の電流値まで励磁した後、永久電流
モードで運転する場合には、電流リードは電流を供給す
る必要がなくなる。従って電流リードは熱侵入量を多く
するのみであるから、電流供給後に抜き取ることのでき
る脱着式の電流り−ドが考案されている。従って脱着式
の電流リードは低温端で分離、接続可能な構造となって
いる。

また電流リードを抜き取り永久電流モードで運転中、コ
イルが何らかの原因により超電導状態から常電導状態に
転移した蒔のエネルギーは、同じくクライオスタット内
に納められたコイル保護抵抗により消費され、コイルを
保護する。このコイル保護抵抗は、電流供給時には常電
導状態に転移した時のエネルギーを電源側のみの保護抵
抗で消費させるため、開とする。

この脱着式電流リードを用いて超電導コイルを永久電流
モードで運転する手順を第５図の回路図をもとに説明す
る。超電導コイル（１）に電源（２）から電流を供給す
るために脱着式の電流リード（３）の正側と負側か取付
けられ超電導コイル（１）に電流を流し始める。この時
、コイル保護抵抗（４）のスイッチ（５）は開とされ、
超電導コイル（１）がなんらかの原因により常電導状態
に転移した時のエネルギーは、電源側の保護抵抗（６）
により消費され超電導コイル（１）を保護する。また永
久電流スイッチ（７）は開とされる。この永久電流スイ
ッチの開閉は超電導線（８）に取り付けられたヒーター
（９）に電流を供給するヒーター電流（１０）のヒータ
ー回路に設れられたヒータースイッチ（１１）の開閉に
より超電導線（８）を超電導状態から常電導状態に、ま
た常電導状態から超電導状愚に転移させることで行なわ
れる。所定の電流まで上げた後、コイル保護抵抗（４）
はスイッチ（５）を閉としコイル（１）と並列に接続し
、永久電流スイッチ（７）はヒータースイッチ（１１）
を開とすることにより超電導線（８）を超電導状態とし
閉とする。これにより永久電流モードとなり、超電導コ
イル（１）と超電導線（８）の閉回路を電流が流れる０
次に電源（２）は電流を零とし電流リード（３）を取外
す、この状態で超電導コイル（１）が常電導状態に転移
した時のエネルギーはコイル保護抵抗（４）で消費され
ることになる。

永久電流モードから電流を下げる場合も同様の操作で行
なわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

通常、脱着式電流リード（３）の挿入、抜き取り、コイ
ル保護抵抗（４）の開閉は別々に行なわれている。例え
ば永久電流モードにするためにはコイル保護抵抗（４）
を閉としてから電流リードを抜き取り、電源側の保護抵
抗（６）を切り離すが、このような手順だとコイル保護
抵抗（４）と電源側の保護抵抗（６）が同時に閉となっ
ている状態が生じる。

この間にコイル（１）が超電導状態から常電導状態に転
移した時、電流は両方の保護抵抗（４）、　（６）に分
流し、コイル保護抵抗（４）は発熱し液体ヘリウムの蒸
発量を増大する結果となる。また、この手順を逆とすれ
ば、保護抵抗（６）が無い状態が生じ、この間にコイル
（１）が常電導に転移すればコイル（１）を破損するこ
ととなる。作業としても正側の電流リード、負側の電流
リードの挿入、抜き取り、コイル保護抵抗（５）の開閉
と繁雑である欠点があった・本発明は電流リードの挿入、抜き取りに伴ってコイル保
護抵抗スイッチ（５）が開閉する超電導マグネット装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明の超電導マグネット装
置においては、正側と負側の電流リードを絶縁物を介し
て一体化し、かっこの電流リードの挿入と略同時にコイ
ル保護抵抗が開となるよう、また抜き取りと略同時に閉
となるよう、電流リードの移動方向に突起を有するコイ
ル保護抵抗スイッチを設けると共に前記絶縁物側に突起
を包みこむツメを介在させる。

〔作　用〕

このように構成されたものにおいては、正負の電流リー
ドが一体になって挿入、抜取り動作し、挿入時はコイル
保護抵抗スイッチのツメが突起に当って開きながら突起
を包み、絶縁物で突起を押し下げて開とする。また電流
リード抜き取りの時は、ツメが突起を包んだ状態で突起
を引上げて、コイル保護抵抗スイッチを閉とし、その後
更にツメを引上げることにより突起から引離される。即
ち電流リードの挿入、抜き取りに伴ってコイル保護抵抗
が略同時に開閉できる。

〔実施例の構成〕

以下、本発明の一実施例について第１図をもとに説明す
る。（３）は銅などから成るリード素線（１３）を蒸発
ガスヘリウムで冷却されるよう低温部にガス入口穴（１
４）と高温部に回収管（１５）を設けたステンレス鋼な
どから成る外管（１６）で、高温部絶縁物（１７）と低
温部絶縁物（１８）を介し被った電流リードで正、負の
両極を結合一体化している。（１９）は低温部絶縁物（
１８）の先端にねじりコイルバネ（２０）を介し取付け
たツメで、閉じる方向にバネ（２０）が働いている。図
示していない超電導コイルへ電流を供給するための接触
部である電流リード接触体（２１）は円筒状となってい
る。　（２２）は図示しない超電導コイル、コイル保護
抵抗を収容し、電流リード挿入後、大気とシールできる
よう０リング（２３）およびかしめ部材（２４）を設け
たクライオスタットである。（２５）はクライオスタッ
ト内に固定された支持用絶縁物である。　（２６）は超
電導コイル端部であり、この先端に電流リード接触体（
２１）に差し込まれるような先端を鋭角とした銅などか
ら成る円柱状の超電導コイル接触子（２７）を設けてい
る。

（２８）は銅などから成る正保護抵抗スイッチで、（２
９）は外周が正保護抵抗スイッチ（２８）と接触するよ
う加工された銅などから成る負保護抵抗スイッチで上端
にツメ（１９）が引っかかるように加工された突起（２
９ａ）を設けている。（３０）は図示していないコイル
保護抵抗と接続されたコイル保護抵抗リード線で正、負
保護抵抗スイッチ（２８）、　（２９）に各々ハンダ付
等で取付けられている。（３１）はコイルバネで負保護
抵抗スイッチ（２９）を押し上げるように働いている。

次にこの実施例の作用について説明する。

このように構成された超電導マグネット装置において、
超電導コイルに電流を供給する場合、電流リード（３）
の電流リード接触体（２）が超電導コイル接触子（２７
）を囲むように接触すると同時にツメ（１９）が突起（
２９ａ）に当りツメ（１９）は押し広げられ突起（２９
ａ）を包む、この押し広げられる状態を第２図に示す。

その後、低温部絶縁物（１８）の下部が突起（２９ａ）
を押し下げ負保護抵抗スイッチ（２９）は正保護抵抗ス
イッチ（２８）との接触がなくなり離れる。この状態を
第３図に示す。この時点でスイッチは開の状態となり電
流を超電導コイルに供給する。電流供給後、永久電流モ
ードとしたら電流リード（３）を引き抜くが、この時ツ
メ（１９）は突起（２９ａ）をはさんで引き上げる、こ
の状態を第４図に示す。またコイル、バネ（３１）も負
保護抵抗スイッチ（２９）を押し上げてスイッチを閉の
状態とする。

その後、電流リード（３）を更に強く引上げるとツメ（
１９）は開いて突起（２９ａ）から離れる。電流リード
接触体（２１）と超電導コイル接触子（２７）も離れ、
超電導コイルから見て図示しない電源側の保護抵抗は開
となる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、正側と負側の電流リード
を一体化し、かつこの電流リードの挿入と略同時にクラ
イオスタット内のコイル保護抵抗が開となるよう、また
抜き取りと略同時に閉となるよう、突起を有する保護抵
抗スイッチと突起を包みこむツメを介在させることによ
り、液体ヘリウムの蒸発量の増加、またはコイルの破損
という事態の発生を無くし、かつ一体の電流リードの挿
入、抜き取りという作業で電流リードの接続、切り離し
およびコイル保護抵抗スイッチの開閉ができるようにな
り、高信頼性で操作の簡単な超電導マグネット装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す超電おマグネット装置
の要部縦断面図、第２図、第３図、第４図は作用の状態
を示す部分縦断面図、第５図は従来および本発明の一実
施例に共通な超電導マグネット装置を示す回路図である
。１・・・超電導コイル、　　　　　　２・・・電源、３
・・・電流リード、　　　　　　　４・・・コイル保護
抵抗、５・・・コイル保護抵抗スイッチ　　６・・・保
護抵抗、７・・・永久電流スイッチ、　　　　８・・・
超電導線、１７・・・高温部絶縁物、　　　　　　１８
・・・低温部絶縁物、１９・・・ツメ、　　　　　　　
　　　２０・・・ねじりコイルバネ、２１・・・電流リ
ード接触体、２２・・・クライオスタット、２５・・・
支持用絶縁物、　　　　　　２６・・・超電導コイル端
部、２７・・・超電導コイル接触子、　　　２８・・・
正保護抵抗スイッチ、２９・・・負保護抵抗スイッチ、
　　　２９ａ・・・突起、３０・・・コイル保護抵抗リ
ード線、　　３１・・・コイルバネ。

Claims

【特許請求の範囲】

　超電導コイルと、この超電導コイルに電源から電流を
供給する脱着式電流リードと、超電導コイルの保護抵抗
と、この保護抵抗を開閉するスイッチとを有する超電導
マグネット装置において、前記脱着式電流リードは正負
両極のリードを絶縁物を介して結合一体化し、コイル保
護抵抗スイッチの可動部側に突起を設け、この突起を包
みこむツメを前記電流リードの絶縁物に配設し、電流リ
ードの挿脱と保護抵抗スイッチの開閉とをそれぞれ前記
突起とツメとを連動させて略同時に行なわせるようにし
たことを特徴とする超電導マグネット装置。