(57)【要約】【課題】超伝導磁石回路においてクエンチから保護するために、超伝導スイッチシステムを作動させる方法を提供する。【解決手段】磁石回路40と、メイン超伝導スイッチ1と、低い抵抗の接続部によりこれに並列に接続された補助超伝導スイッチ2とを備えている。最初の磁石通電手続きでは、回路内に超伝導流れを確立したのちにメインおよび補助スイッチ1、2が閉じられて、さらなる電力入力なしに、回路内で電流が持続するようにされる。メインスイッチ1がクエンチすると、電流は、抵抗性の接続部を通って補助スイッチ2に移動することになる。メインスイッチ1が超伝導状態に回復されると、抵抗性の接続部を介した電圧低下により、電流がメインスイッチ1に戻されることになる。補助スイッチ2を通る超伝導電流が確立されることを確認するためメインスイッチ1を開く事前調節手続きが、磁石通電手続きの一部として実施される。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
持続モード超伝導磁石システムの超伝導磁石回路のクエンチに対して前記システムを調節するための、前記システム用の超伝導スイッチを作動する方法であって、
2つの接続部によりメイン超伝導スイッチを前記磁石回路に接続し、前記メイン超伝導スイッチは前記接続部の間に第1の抵抗値の抵抗を設けるステップと、
前記接続部により補助超伝導スイッチを前記磁石回路に接続し、前記補助超伝導スイッチは前記接続部の間に前記第1の抵抗値よりも大きい第2の抵抗値の抵抗を設けるステップと、
前記接続部に接続された電源により前記磁石回路に通電するステップと、
超伝導電流が前記磁石回路内で前記メイン超伝導スイッチを通って流れるようにするため、かつ、前記電源が接続解除されたときに、前記超伝導電流が前記磁石回路内で持続するようにするために、前記メイン超伝導スイッチおよび前記補助超伝導スイッチを閉じるステップと、
前記メイン超伝導スイッチを開き、前記補助超伝導スイッチを通って流れることにより前記超伝導電流が前記磁石回路内で持続しているかどうかを判断することによって、事前調整ステップを実施するステップと、
前記第2の抵抗値が前記第1の抵抗値よりも大きくされている結果として、前記超伝導電流流れが前記メイン超伝導スイッチを通って流れる状態に復帰されるように、前記メイン超伝導スイッチを閉じるステップと、
前記事前調整ステップにおける前記判断により、前記超伝導電流が前記メイン超伝導スイッチから前記補助超伝導スイッチへ移動していないことが示された場合に、前記システムをクエンチに対して調節するのに必要なだけ、前記事前調整ステップを繰り返すステップとを含む、方法。
【請求項２】
複数の補助超伝導スイッチが、前記接続部の間で、前記磁石回路に並列に接続されており、大電流作動の場合に前記磁石が停止する危険を低減するため、前記メイン超伝導スイッチが開いた状態のときに前記超伝導電流が前記補助超伝導スイッチを通って並列に流れるよう、超伝導モード時に、前記補助超伝導スイッチのそれぞれが、前記接続部の間で、前記第2の抵抗値の抵抗を提供する、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
複数のメイン超伝導スイッチが、前記接続部の間で、前記磁石回路に並列に接続されており、閉じた状態のときに前記超伝導電流が前記メイン超伝導スイッチを通って並列に流れるよう、超伝導モード時に、前記メイン超伝導スイッチのそれぞれが、前記接続部の間で、前記第1の抵抗値の抵抗を提供する、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記超伝導電流が前記補助超伝導スイッチへと変化したときの電流変化率を緩やかにするために、インダクタが、前記接続部の間で、前記メイン超伝導スイッチに直列に接続されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
前記メイン超伝導スイッチが、誘導式に巻かれた超伝導スイッチとされている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６】
前記超伝導電流が前記補助超伝導スイッチへと変化し、前記補助超伝導スイッチが開くのを防止したときの電流変化率を緩やかにするために、インダクタが、前記接続部の間で、前記補助超伝導スイッチに直列に接続されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７】
前記補助超伝導スイッチが、誘導式に巻かれた超伝導スイッチとされている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項８】
前記メイン超伝導スイッチが、単一または複数のストランドで巻かれている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９】
前記補助超伝導スイッチが、単一ストランドまたは複数ストランドで巻かれている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０】
前記メイン超伝導スイッチとして機能する一方のストランド部と、前記補助超伝導スイッチとして機能する別のストランド部とを有する単一の複数ストランド巻きスイッチ部品において、前記メイン超伝導スイッチが、関連する補助超伝導スイッチと組み合わされている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１】
前記補助超伝導スイッチが、前記第2の抵抗値の前記抵抗を提供する接続手段により、前記接続部の間に接続されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２】
前記接続手段がはんだ接続を備える、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
1つ以上のメイン超伝導スイッチが前記接続部の間に直列に接続され、複数の補助超伝導スイッチが前記接続部の間に直列に接続されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導スイッチシステムおよび持続モード超伝導磁石システムを作動させる方法に関し、より詳しくは、超伝導磁石作動中の超伝導スイッチのクエンチ（quenching）の回復に関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴分光学（NMR）、磁気共鳴映像法（MRI）、電子常磁性共鳴（EPR）およびフーリエ変換質量分析（FTMS）で使用される持続モード超伝導磁石は、「メイン超伝導スイッチ」とも呼ばれる持続スイッチを組み込んでいる。これは、閉じられたときに、回路への電流のさらなる注入を必要とせずに、超伝導電流が磁石回路内で持続できるようにする。このような持続スイッチの使用により、長期間にわたって超伝導磁石の安定性が向上し、電流が磁石回路に継続的に供給される必要のある場合に生じることのあるボイルオフの量に対する極低温液体ボイルオフの量が低減される。
【０００３】
メイン超伝導スイッチは通常、磁石の入力端子にまたがって接続された超伝導線の短い部分と、スイッチが開かれるべきときに超伝導線を抵抗モードへと駆動するための一体型の加熱器とを備えている。加熱器がオンにされて超伝導線が抵抗性となったときに、磁石にかかる電圧が蓄積されて、磁石を通電（または通電停止）することができる。外部の電源からのこのような通電後に、加熱器はオフにされ、抵抗性の超伝導線は、再度超伝導性となるよう極低温液体槽により冷却される。この持続超伝導モードでは、外部の電源は、極低温液体槽への熱入力を低減するためにオフにすることができ、電流は、磁石回路およびメイン超伝導スイッチ中を循環し続けることになる。
【０００４】
メイン超伝導スイッチは、例えば干渉またはマグネットワイヤーの移動のために、磁石作動の期間後に、クエンチ（quench）される場合がある。メイン超伝導スイッチがこのようにして開かれまたはクエンチされると、超伝導磁石電流が持続性を失って減少することになり、または磁石をクエンチさせることにさえなる。
複数の超伝導スイッチを並列に接続すれば、スイッチのうちの1つが持続電流を常に伝導することができるため、この問題が克服されると考えるかもしれない。しかし、再循環電流が超伝導スイッチ内に発生するため、かつ、2つの超伝導スイッチの間で電流を等しく共有することが不可能となるため、このような構成は効果的に機能しないことが分かっている。
【０００５】
下記特許文献1は、回路の通常作動中に磁石作動電流を流すメイン超伝導スイッチと、メイン超伝導スイッチに並列接続された補助超伝導スイッチとを備える超伝導スイッチシステムを開示している。補助超伝導スイッチは、好ましくははんだ接合により形成された接続部によって、回路に抵抗接続されている。このような超伝導スイッチシステムは、メイン超伝導スイッチがクエンチした場合に電流が接続部を通じて補助超伝導スイッチへと移動するようにして、磁石の意図せぬクエンチに対する保護を提供することを意図している。次いで、メイン超伝導スイッチが再冷却されて超伝導状態に回復された後、抵抗接続部を通じた電圧低下により、電流がメイン超伝導スイッチへと戻されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第2006／072630号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、メイン超伝導スイッチがクエンチしたときに、電流が補助超伝導スイッチへと移動することを常に保証できるわけでなく、電流の補助超伝導スイッチへの移動が失敗すると深刻な結果を招く場合があり、超伝導磁石電流がその持続性を失って減少し、または磁石がクエンチされることさえある。
本発明の目的は、この問題を実質的に防止するために、持続モード超伝導磁石システム用の超伝導スイッチを作動させる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、持続モード超伝導磁石システムの超伝導磁石回路のクエンチに対して前記システムを調節するための、前記システム用の超伝導スイッチを作動する方法が提供される。この方法は、2つの接続部によりメイン超伝導スイッチを前記磁石回路に接続し、前記メイン超伝導スイッチは前記接続部の間に第1の抵抗値の非常に低い抵抗を設けるステップと、前記接続部により補助超伝導スイッチを前記磁石回路に接続し、前記補助超伝導スイッチは前記接続部の間に前記第1の抵抗値よりも大きい第2の抵抗値の低い抵抗を設けるステップと、前記接続部に接続された電源により前記磁石回路に通電するステップと、超伝導電流が前記磁石回路内で前記メイン超伝導スイッチを通って流れるようにするため、かつ、前記電源が接続解除されたときに、前記超伝導電流が前記磁石回路内で持続するようにするために、前記メイン超伝導スイッチおよび前記補助超伝導スイッチを閉じるステップと、前記メイン超伝導スイッチを開き、前記補助超伝導スイッチを通って流れることにより前記超伝導電流が前記磁石回路内で持続しているかどうかを判断することによって、事前調整ステップを実施するステップと、前記第2の抵抗値が前記第1の抵抗値よりも大きくされている結果として、前記超伝導電流が前記メイン超伝導スイッチを通って流れる状態に復帰されるように、前記メイン超伝導スイッチを閉じるステップと、前記事前調整ステップにおける前記判断により、前記超伝導電流が前記メイン超伝導スイッチから前記補助超伝導スイッチへ移動していないことが示された場合に、前記システムをクエンチに対して調節するのに必要なだけ、前記事前調整ステップを繰り返すステップとを含んでいる。
【０００９】
このようにして、超伝導スイッチシステムは、予備調整されて、超伝導スイッチシステムの続く作動中に常に、メイン超伝導スイッチが開いている場合に超伝導電流が補助超伝導スイッチへと移動することを保証できるようにされている。これにより、（超伝導接続ではなく）低抵抗接続によりメイン超伝導スイッチに接続された1つ以上の補助超伝導スイッチの使用により、メイン超伝導スイッチが、外的または内的な事象または干渉から常に保護されることが保証される。何かの事象が生じてメイン超伝導スイッチが開くと、磁石電流が補助超伝導スイッチにより捕捉され、磁石のクエンチが回避される。2つ以上の補助超伝導スイッチを使用する場合、これらのスイッチの電流は（動的な意味でも静的な意味でも）均等に共有されるため、各補助超伝導スイッチに関連する抵抗およびインダクタンスは同一の値になると思われる。
【発明の効果】
【００１０】
メイン超伝導スイッチを開かせる事象が起きた場合に磁石電流が補助超伝導スイッチにより捕捉されるよう、超伝導スイッチシステムが必要な作動条件にあること保証するために、このような予備調整が必要な理由は公知でない。しかし、このような予備調整がなされない場合、ときとして、メイン超伝導スイッチを突然開かせる事象が起きたときに磁石電流が補助超伝導スイッチへと移動せず、結果として磁石がクエンチすることが観察されてきた。これは、非常にコスト高になる場合がある。なぜなら、この場合、磁石を製造業者に返却し、全体を調節し直さなくてはならないからである。したがって、製造後でかつ恒久作動に入る前に、事前調節手続きをすべての磁石に施す必要があると思われる。この手続きによれば、磁石に最大の電流が流れている状態でメイン超伝導スイッチが開かれ、それにより電流が補助超伝導スイッチへと移動されているかどうかを確認するための検査が実施される。電流が移動せずスイッチがクエンチした場合に、この手続きを繰り返すことがしばしば必要となる。スイッチシステムが作動条件にあることを確認するため十分に繰り返されて、このような予備調整が完了したあとにのみ、磁石は恒久作動に供される。
【００１１】
補助超伝導スイッチの手法を使用することにより、通常の磁石作動中、磁石電流はメイン超伝導スイッチのみを通って流れることになり、メイン超伝導スイッチは磁石に対して抵抗性の結合とならない。外的または内的な障害のためにメイン超伝導スイッチが開いた場合、メイン超伝導スイッチの抵抗が数オームのオーダーまで上昇するため、磁石電流は、各補助超伝導スイッチを通って迂回されることになる。
【００１２】
補助超伝導スイッチの抵抗値は、メイン超伝導スイッチの電圧低下が少なくなり、それゆえにメイン超伝導スイッチの電力消失もまた少なくなるのに十分なだけ、低くなければならない。補助超伝導スイッチに関連した抵抗は非常に低くなければならず、例えば10-8Ωのオーダーである。これにより、メイン超伝導スイッチを冷却して閉じることができ、次いで、電流が補助超伝導スイッチからメイン超伝導スイッチへと、L/R秒に等しい時定数（Lは、補助超伝導スイッチおよびメイン超伝導スイッチの全体のインダクタンスであり、Rは、補助超伝導スイッチのみの抵抗である）で移動する。メイン超伝導スイッチが開き、電流が補助超伝導スイッチへと迂回されると、最後にメイン超伝導スイッチに戻る前に、この処理中のエネルギーの損失は最小になる（通常、約1ジュール）。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】超伝導スイッチシステムを組み込んだ超伝導磁石回路を示す図である。
【図２】超伝導スイッチシステムの実施形態を示す図である。
【図３】超電導スイッチの第２の実施形態を示す図である。
【図４】超電導スイッチの第３の実施形態を示す図である。
【図５】超電導スイッチの第４の実施形態を示す図である。
【図６】超電導スイッチの第５の実施形態を示す図である。
【図７】超電導スイッチの第６の実施形態を示す図である。
【図８】超電導スイッチの第７の実施形態を示す図である。
【図９】超電導スイッチの第８の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明をより十分に理解するために、例示により、添付図面を参照して、本発明の複数の実施形態について説明する。
以下に説明する超伝導スイッチシステムのそれぞれは、超伝導温度に維持された容器中に、第1の抵抗値である非常に低い抵抗を有するメイン超伝導スイッチと、第2の抵抗値である低い抵抗（この抵抗は、以下に説明する抵抗性のはんだ接合の抵抗を含んでいる）を有する補助超伝導スイッチとを組み込んでいる。メイン超伝導スイッチが閉じた状態に戻ったときに超伝導電流がメイン超伝導スイッチを通って流れる状態に復帰するように、第2の抵抗値は第1の抵抗値よりも大きくされている。通常、第2の抵抗値は10-8Ωのオーダーで、約10-9〜10-7Ωであり、第1の抵抗値は10-12Ωのオーダーである。
【００１５】
図1を参照して、一般的な超伝導磁石回路40は、超伝導継ぎ手42により互いに直列に接続され、保護抵抗器43または抵抗器およびダイオードの組み合わせ44を有する多数の磁石コイル41を備えている。保護抵抗器43または抵抗器およびダイオードの組み合わせ44は、これと並列に接続されて、磁石のクエンチ時にコイル41を保護する。
メイン超伝導スイッチ1は、超伝導継ぎ手により回路40に接続されており、補助超伝導スイッチ2は、抵抗性のはんだ継ぎ手45により、メイン超伝導スイッチ1に並列して、回路40に接続されている。
【００１６】
ダイオード保護電気回路47は、さらなる抵抗性のはんだ継ぎ手46により、メイン超伝導スイッチ1および補助超伝導スイッチ2の両方に並列に接続されて、スイッチを損傷から保護しており、室温の外部電源48との接続用の電源端子は、ダイオード保護電気回路47と並列に接続されている。
通常の作動では、メイン超伝導スイッチ1および補助スイッチ2が開いた位置にある状態で適切な電流が電源により回路40へと供給されていれば、さらなる電力入力なしに電流が回路40内で持続するようにするために、メイン超伝導スイッチ1および補助スイッチ2は閉じられる。
【００１７】
この回路において、抵抗性のはんだ継ぎ手45の抵抗値は10-9〜10-7Ωのオーダーであり、スイッチアセンブリのインダクタンスは10-6〜10-4Hのオーダーであり、スイッチアセンブリの時定数は10〜1000秒のオーダーであり、磁石のエネルギー損失は1ジュールのオーダーとなるだろう。
図2は、図1を参照してすでに説明したように、回路の通常作動中に磁石作動電流を流すメイン超伝導スイッチ1と、メイン超伝導スイッチ1に並列に接続された補助超伝導スイッチ2とを備える超伝導スイッチシステムを示している。補助超伝導スイッチ2は、好ましくは上述したはんだ接合により構成された接続部3および4を介して、回路に抵抗接続されている。このようなスイッチシステムの目的は、メイン超伝導スイッチ1が外的または内的な妨害のためにクエンチした場合に、電流が接続部3および4を介して補助超伝導スイッチ2へと非常に速やかに移動することを保証することである。次いで、メイン超伝導スイッチ1が再冷却されて超伝導状態を回復したのち、抵抗性の接続部3および4を介した電圧低下により、電流がメイン超伝導スイッチ1に戻されることになる。
【００１８】
超伝導スイッチ1および2は、超伝導線で形成される必要があるが、これは電流を流したときに特に安定しているわけではなく、予備調整をしない場合、メイン超伝導スイッチ1を突然に開く事象が生じたときに、磁石電流が補助超伝導スイッチ2へと流れないことがあり、その結果、磁石がクエンチすることもあるのが明らかになっている。したがって、製造後かつ恒久作動に供する前にすべての磁石に事前調節手続きを施すことが必要なことが明らかになっている。
【００１９】
上述したように、超伝導スイッチシステムは、システムを最初に通電させるために外部電源48を回路に接続しスイッチ加熱器をオンにして超伝導スイッチ1および2を開く手続きを使用して、外部電源48からの外部電流接続により通電される。次いで、磁石を通る電流が、外部電源48の通電電圧および磁石のインダクタンスにより決定される比率で増加する。磁石内で適切な電流および磁場に達すると、外部電源48の電圧をゼロ付近まで低下させ、次いで2つの超伝導スイッチ1および2を閉じることにより、電流が持続するようにする。このようにして、外部の回路を通る電流はゼロまで低減されて、所望の電流および磁場が磁石内で持続するようにされる。
【００２０】
上述した磁石通電手続きの一部として実施される事前調節手続きによれば、磁石に最大の電流を流した状態で（2つの超伝導スイッチ1および2を閉じて超伝導電流を持続させたのちに）関連するスイッチ加熱器をオンにすることによってメイン超伝導スイッチ1を開き、次いで、これにより超伝導電流がメイン超伝導スイッチ1から補助超伝導スイッチ2へと移動されていることを確認することにより、超伝導スイッチシステムが予備調整される。
【００２１】
関連するスイッチ加熱器がこの手続き中にオンにされると、電流は、メイン超伝導スイッチ1から補助超伝導スイッチ2へと急速に移動しなければならない。これが起きない場合、両方の超伝導スイッチ1および2が同時に開き、電流は外部回路へ外部電源48を通過して急速に戻る。こうなると、次いで、外部電流は磁石内の所望の電流へと増加されて再び戻り、超電導電流は、上記磁石通電手続きで説明したように、再び流れるようにされる。そして、関連するスイッチ加熱器の起動によってメイン超伝導スイッチ1が開かれることによりさらなる事前調節サイクルが開始される。メイン超伝導スイッチ1が開かれたときに補助超伝導スイッチ2が最大の磁石電流を確実に流すことが分かるまで、事前調節ステップは繰り返される。電流がメイン超伝導スイッチ1から補助超伝導スイッチ2へと確実に急速移動できることが分かるまで、必要な事前調節手続きを何度か試みることが必要な場合もあることを理解されたい。
【００２２】
補助超伝導スイッチ2が調節されると、事前調節手続きは停止され、外部電源48を接続解除して磁石内で超伝導電流が持続するままにすることができる。その後、メイン超伝導スイッチ1を突然開かせる事象が起きた場合に、磁石電流が補助超伝導スイッチ2へと移動し、磁石の望ましくないクエンチが防止されるものと信頼することができる。
上記説明から分かるように、電流が補助超伝導スイッチ2へと移動せずスイッチがクエンチする場合、超伝導スイッチシステムが十分に調整されるまで、事前調節手続きを繰り返す必要がしばしばある。超伝導スイッチシステムが作動条件にあること保証するために十分に繰り返されて、このような予備調整が完了したのちにのみ、磁石は恒久作動に供される。メイン超伝導スイッチ1が意図せずに開いた場合に超伝導電流をすぐに捕捉する作動条件に超伝導スイッチシステムがあることを保証するために、この事前調節手続きは不可欠である。このような事前調節手続きがないと、超伝導スイッチシステムが、まさに必要とされているときに実際に作動せず磁石がクエンチすることが大いに起こり得る。
【００２３】
磁石作動電流が大きい場合、メイン超伝導スイッチから補助超伝導スイッチへの電流の変化率が大きいために、メイン超伝導スイッチが開いたときに単一の補助超伝導スイッチで作動電流を処理することは不可能である。この場合、1つを超える補助超伝導スイッチが必要である。図3は、超伝導スイッチシステムの第2の実施形態を示している。この超伝導スイッチシステムでは、2つ以上の補助超伝導スイッチ6、7、8がメイン超伝導スイッチ5に並列して磁石回路に接続されており、メイン超伝導スイッチ5は、抵抗性のはんだ接合9、10、11、12、13、14により、磁石回路の通常作動中に磁石作動電流を流す。メイン超伝導スイッチ5がクエンチした（または開いた）場合、電流は、はんだ接合9、10、11、12、13、14を介して補助超伝導スイッチ6、7、8へ移動することになる。次いで、メイン超伝導スイッチ5が回復したのち、はんだ接合9、10、11、12、13、14にかかる電圧により、電流はメイン超伝導スイッチ5に戻されることになる。先の実施形態と同様、補助超伝導スイッチ6、7、8がメイン超伝導スイッチ5からの電流をすぐに受けられる作動条件にあることを保証するために、事前調節手続きは、磁石通電手続きの一部として実施される。
【００２４】
メイン超伝導スイッチから補助超伝導スイッチへの電流移動率を低減するため、磁石回路にインダクタを追加してもよい。図4は、インダクタ16がメイン超伝導スイッチ15と補助超伝導スイッチ17との間に直列に接続された、第3の実施形態を示している。インダクタ16は、メイン超伝導スイッチ15から補助超伝導スイッチ17への電流移動率を低減させる。補助超伝導スイッチ17は、はんだ接合により全体が形成された接続部18および19を介して、回路に抵抗接続されている。メイン超伝導スイッチ15がクエンチした場合、電流は、接続部18および19を介して、補助超伝導スイッチ17へ移動されることになる。次いで、メイン超伝導スイッチ15およびインダクタ16が回復したのち、接続部18および19にかかる電圧により、電流がメイン超伝導スイッチ15へ戻されることになる。インダクタ16があることで、時定数が約30分に増加する場合があり、磁石のエネルギー損失は、10ジュールのオーダーとなる場合がある。先の実施形態と同様、補助超伝導スイッチ17がメイン超伝導スイッチ5からの電流をすぐに受けられる作動条件にあることを保証するために、事前調節手続きは、磁石通電手続きの一部として実施される。
【００２５】
部品の数を減らすため、図4の直列に接続されたメイン超伝導スイッチ15およびインダクタ16に代わって、図5の第4の実施形態のように、誘導式に巻かれたメイン超伝導スイッチ20が回路に接続されていてもよい。メイン超伝導スイッチ20がクエンチした場合に接続部22および23を介して電流が補助超伝導スイッチ21へ移動するように、補助超伝導スイッチ21は、接続部22および23を介して磁石回路に接続されている。事前調節手続きは、磁石通電手続きの一部として実施される。
【００２６】
メイン超伝導スイッチ24から補助超伝導スイッチ25への電流移動率を低減するため、図6に示す第5の実施形態では、補助超伝導スイッチ25と磁石回路との間に、インダクタ26が直列に接続されている。メイン超伝導スイッチ24がクエンチした場合に接続部27および28を介して電流が補助超伝導スイッチ25へ移動するように、補助超伝導スイッチ25は、接続部27および28を介して磁石回路に接続されている。事前調節手続きは、磁石通電手続きの一部として実施される。
【００２７】
図7に示す第6の実施形態では、図4の直列に接続されたメイン超伝導スイッチ15およびインダクタ16に代わって、誘導式に巻かれた補助超伝導スイッチ30が設けられている。メイン超伝導スイッチ29がクエンチした場合に接続部31および32を介して電流が補助超伝導スイッチ21へ移動するよう、補助超伝導スイッチ30は、接続部31および32を介して磁石回路に接続されている。誘導式に巻かれた補助超伝導スイッチ30は、メイン超伝導スイッチ29から補助超伝導スイッチ30への電流移動率を低減する。事前調節手続きは、磁石通電手続きの一部として実施される。
【００２８】
図8に示す第7の実施形態では、メイン超伝導スイッチおよび補助超伝導スイッチの両方に代わって、マルチストランド超伝導スイッチ33が設けられている。スイッチ33のストランドの一方の部分は、超伝導継ぎ手により磁石回路に接続されて、メイン超伝導スイッチとして機能し、スイッチ33のストランドの他方の部分は、接続部34および35を介して磁石回路に抵抗接続されて、補助超伝導スイッチとして機能するため、メイン超伝導スイッチがクエンチした場合、電流は、接続部34および35を介して補助超伝導スイッチへ移動されることになる。次いで、メイン超伝導スイッチを構成するストランドの部分が回復したのち、接続部34および35にかかる電圧により、作動電流がメイン超伝導スイッチを構成するストランドの部分へ戻されることになる。事前調節手続きは、磁石通電手続きの一部として実施される。
【００２９】
図9に示す第8の実施形態では、1つ以上のメイン超伝導スイッチ36が、磁石回路内で直列に接続され、1つ以上の直列接続された補助超伝導スイッチ37が、抵抗性の接続部38および39により、メイン超伝導スイッチ36に並列して、磁石回路に接続されている。メイン超伝導スイッチ36がクエンチした場合、電流は、接続部38および39を介して、補助超伝導スイッチ37へ移動することになる。直列接続された補助超伝導スイッチ37を設けることには、通常状態の全抵抗を増加させ、それにより通電中または電流遮断時に磁石傾斜率（magnet ramp rate）が増加されるという利点がある。事前調節手続きは、磁石通電手続きの一部として実施される。
【００３０】
例示していない本発明の他の実施形態では、2つ以上のメイン超伝導スイッチを並列に接続してもよい。さらに、上記実施形態において、各メイン超伝導スイッチが、単一のストランドまたは複数のストランドに巻かれていてもよい。また、各補助超伝導スイッチが、単一のストランドまたは複数のストランドに巻かれていてもよい。
本特許出願は、2007年10月11日に英国特許庁に出願された英国特許出願第0719843.5号の優先権を主張する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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