超导磁体、超导线材及超导磁体的生产方法技术

实现可便宜地构成的超导磁体。为此，超导磁体(100)具备：磁体部(1)，其卷绕有第1超导线材(50)，该第1超导线材(50)具有超导材料部、高阻导体层和每单位长度的电阻值比高阻导体层低的低阻导体层；以及电流开关(30)，其包括第2超导线材(52)，该第2超导线材(52)具有超导材料部和高阻导体层，第2超导线材(52)不含低阻导体层，或者具有比第1超导线材(50)中的低阻导体层形成得薄的低阻导体层。导体层形成得薄的低阻导体层。导体层形成得薄的低阻导体层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超导磁体、超导线材及超导磁体的生产方法


[0001]本专利技术涉及超导磁体、超导线材及超导磁体的生产方法。

技术介绍

[0002]作为本
的
技术介绍
，在下述专利文献1的说明书的段落0019中，记载了：“向线圈骨架C卷绕无连接超导线1而制作超导线圈S1，并向该同一线材的一部分缠绕加热线H。以无感卷绕将该缠绕了加热线H的部分制作成超导线圈S2。超导线圈S2作为热式恒流开关而使用。在将超导线圈整体浸在制冷剂中的状态下向超导线圈S2的加热线H通入电流而将其加热到超导转变温度以上，破坏超导状态。在该状态下，若从电极PL1和电极PL2供电，则能够将超导线圈S1励磁”。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2001
‑
176338

技术实现思路

[0006]另外，如专利文献1所记载那样，大多在超导磁体中设有恒流开关。但是，会产生由于设置恒流开关而超导磁体的成本增长变大这一问题。
[0007]本专利技术是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种可便宜地构成的超导磁体、超导线材及超导磁体的生产方法。
[0008]为了解决上述课题，本专利技术的超导磁体的特征在于，具备：磁体部，其卷绕有第1超导线材，该第1超导线材具有超导材料部、高阻导体层和每单位长度的电阻值比上述高阻导体层低的低阻导体层；以及电流开关，其包括第2超导线材，该第2超导线材具有上述超导材料部和上述高阻导体层，上述第2超导线材不含上述低阻导体层，或者具有比上述第1超导线材中的上述低阻导体层形成得薄的上述低阻导体层。
[0009]专利技术效果
[0010]根据本专利技术，能够实现可便宜地构成的超导磁体、超导线材及超导磁体的生产方法。
附图说明
[0011]图1是基于优选的第1实施方式的超导磁体的示意电路图。
[0012]图2是图1中的II
‑
II剖视图。
[0013]图3是图1中的III
‑
III剖视图。
[0014]图4是基于优选的第2实施方式的超导磁体的示意电路图。
[0015]图5是表示PCS中的第2超导线材的其他配置方法的图。
[0016]图6是表示PCS中的第2超导线材的另一其他配置方法的图。
[0017]图7是基于优选的第3实施方式的超导磁体的主要部分的剖视图。
[0018]图8是基于优选的第4实施方式的超导磁体的示意电路图。
[0019]图9是图8中的超导线材的IX
‑
IX剖视图。
[0020]图10是图8中的超导线材的X
‑
X剖视图。
[0021]图11是基于优选的第5实施方式的超导磁体的示意电路图。
[0022]图12是基于优选的第6实施方式的超导磁体110的示意电路图。
具体实施方式
[0023][实施方式的前提][0024]使用了超导线材的超导磁体在MRI(Magnetic Resonance Imaging；磁共振成像)、NMR(nuclear magnetic resonance；核磁共振)、粒子线医疗装置等中被利用，另外向电动机等的应用也在每日研究。超导磁体由于即使向超导线材通入直流电流也不会产生损失的特征，而具有在以超导方式构成包含超导磁体的闭合电路整体且持续流动直流电流、所谓恒流模式下运行的情况。在恒流模式下，在没有连接向超导磁体通入电流的电源的状态下，超导磁体能够维持磁场。
[0025]通常恒流模式运行在设有将超导磁体和励磁用电源连接而向超导磁体供给励磁电流的闭合电路、以及将上述超导磁体和PCS(Persistent Current Switch；恒流开关)超导连接而通入恒定电流的闭合电路的装置中被执行。即，只要在使PCS为常导状态的状态下从励磁用电源向超导磁体施加励磁电流，并在励磁电流成为了所期望的值时使PCS为超导状态且将励磁用电源从超导磁体在电路上断开即可。
[0026]相反地，在将超导磁体消磁的情况下，使PCS转变到常导状态。其方法采用了以加热器对超导线材进行加热、或者向超导线材施加磁场等方法。励磁消磁所需的时间依赖于根据超导磁体的电感L和常导状态的PCS的电气电阻(以下简记为电阻)R确定的时间常数(＝L/R)。如何设定时间常数通常是根据超导磁体应用设备的规格等决定的事项，常导状态的PCS被要求具有所期望的电阻。
[0027]PCS的常导状态下的电阻值由构成在PCS中使用的超导线材的材料的电气电阻率(以下简记为电阻率)、截面尺寸和长度决定。通常超导线材通过使Cu、Al、Ag等或以这些金属为基础的合金成为管状并在内部填充超导材料、或者将这些金属和超导材料呈带状层叠而实现。即，在超导线材的截面中通常含有超导材料和金属。金属具有作为超导线的稳定化材料的作用，作为稳定化材料的金属被要求低阻。另一方面，由于在PCS中如上述那样要求在常导状态下具有所期望的电阻，所以在以与超导磁体相同的超导线材构成PCS的情况下，会产生PCS的线材长度变长这一问题。
[0028]对于缩短PCS的线材长度，具有通过作为与超导磁体不同的PCS用超导线材而使用减少金属部分的截面面积的电阻率高的金属(例如Cu
‑
Ni合金)等手段来增大每单位长度的电阻的方法。这些方法由于是要与稳定化进行权衡的对策，所以通常是利用通过将PCS设置于磁场比较低的场所、增大超导材料的截面面积等方法来将负荷裕度取得大而由此确保稳定性。此外，对于与超导材料接触的金属，选择在超导线材加工时不会妨碍超导材料的原料发生反应而成为超导材料的金属。根据这些方法，超导磁体和PCS构成在它们的两处端部彼此超导连接的闭合电路。
[0029]在恒流模式下运行的超导磁体中，期望如下：将超导磁体和PCS超导连接，对于PCS
在常导时赋予所期望的电阻值，且作为超导磁体和PCS的电路整体实现经济性结构。另一方面，在适用了专利文献1的内容的结构中，将成为环形的超导线材的一部分以流动的电流成为相同朝向的方式卷绕而构成超导磁体，通过使除此以外的部分为无感线圈而构成PCS。根据这样的结构，在超导磁体与PCS之间不再需要设置超导连接，或者能够将超导连接设在一处。
[0030]通常对超导连接要求很高的技术，且需要确保超导磁体在应用设备内的处理和作业性，因此与以往的超导连接需要两处的结构相比具有经济性。另一方面，由于是以相同的超导线材构成超导线磁体和PCS，所以PCS所需的线材长度会变长。
[0031]因此，后述的优选实施方式相较于将超导磁体与PCS之间的超导连接设为一处、且使PCS用的超导线材为与超导磁体的超导线材相同的结构的情况下的PCS，要实现小型轻量的PCS，由此经济性地实现超导磁体。
[0032][第1实施方式][0033]图1是基于优选的第1实施方式的超导磁体100的示意电路图。
[0034]在图1中，超导磁体100具备PCS30(电流开关)、第1超导线材5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超导磁体，其特征在于，具备：磁体部，其卷绕有第1超导线材，该第1超导线材具有超导材料部、高阻导体层和每单位长度的电阻值比所述高阻导体层低的低阻导体层；以及电流开关，其包括第2超导线材，该第2超导线材具有所述超导材料部和所述高阻导体层，所述第2超导线材不含所述低阻导体层，或者具有比所述第1超导线材中的所述低阻导体层形成得薄的所述低阻导体层。2.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述电流开关具备对所述第2超导线材进行加热的加热器。3.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述电流开关具备向所述第2超导线材的所述高阻导体层施加交流电压的交流电源。4.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，所述电流开关具备交流磁场产生部，通过产生交流磁场而在所述第2超导线材的所述高阻导体层中产生涡电流。5.如权利要求1至4中任一项所述的超导磁体，其特征在于，所述超导材料部含MgB2。6.如权利要求5所述的超导磁体，其特征在于，所述低阻导体层是将Cu或Cu基合金形成为圆筒状而得到的，所述高阻导体层配置在所述低阻导体层的内周侧，是将Fe或Fe基合金形成为圆筒状而得到的，所述超导材料部配置在所述高阻导体层的内周侧。7.如权利要求1所述的超导磁体，其特征在于，还具备：向所述第1超导...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本直哉，和久田毅，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：