JPH0314217B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0314217B2 JPH0314217B2 JP59122000A JP12200084A JPH0314217B2 JP H0314217 B2 JPH0314217 B2 JP H0314217B2 JP 59122000 A JP59122000 A JP 59122000A JP 12200084 A JP12200084 A JP 12200084A JP H0314217 B2 JPH0314217 B2 JP H0314217B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- current lead
- helium gas
- conductors
- metal cylinder
- 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.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/884—Conductor
- Y10S505/885—Cooling, or feeding, circulating, or distributing fluid; in superconductive apparatus
- Y10S505/886—Cable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
本発明は超電導機器用ガス冷却型電流リードに
関する。 液体ヘリウムを使つて稼動する超電導機器は
益々大形化、かつ大電流化される傾向にある。こ
の機器には室温から液体ヘリウム温度に電流を移
送する電流リードが必要である。この電流リード
は液体ヘリウム温度部への熱侵入の主なものをな
している。電流リード内の熱交換効率が設計通り
でないことによつて、必要電流値を流すために、
中を流れるヘリウムガスの流量が設計値より多量
に必要になることが多い。このような状態になる
と、超電導機器を冷凍しているヘリウム液化冷凍
機に本来戻つて来るべきヘリウムガスが電流リー
ド用に使用されてしまうので、冷凍系のバランス
がくずれ、ひいては超電導機器が稼働出来ない状
態に陥ることさえある。従来しばしば電流リード
に起因してこのような状態になりがちであつた。 電流リードの製作上の問題は、机上で設計した
通りの熱交換率の構造及び製作が可能かどうかと
いうことに掛かつている。一般には、電流リード
はヘリウムガスの通るステンレス管の中に電気を
通ずる導体を挿入したものによつて構成されてい
る。しかしながら、長い管の中に導体を挿入する
ことが困難なために、従来の電流リードは第1図
に示すようなものとなつていた。即ち、第1図a
は外管であるステンレス管1の中側にらせん状の
プラスチツクスペーサー3と電気導管2を挿入し
たものを示している。冷たいヘリウムガスは導管
とステンレス管との間をらせん状に走る。導管の
内側は空洞になつている。このような方式では、
導管とヘリウムとが相互に接触する面積が小さい
ので熱交換効率が悪い。また、第1図bは細い電
気導線を多数本ステンレス管の中に挿入し、これ
に電流を通すようになつている。このような方式
では、ヘリウムに接する導線の面積は大きいが、
導線をステンレス管の中に通すので、導線の管中
の占積率は小さく、ヘリウムガスは広い空間を走
つてしまうことになり、結果として熱交換効率が
悪い。 本発明の目的は、このような欠点のない電流リ
ードを提供することである。 本願発明者等は、鋭意研究の結果、電流を輸送
する電気導体を多数本、十分短いピツチで撚り又
は編んだものを金属円筒の中に稠密に挿入し、ヘ
リウムガスと該導体との熱交換を良くした、室温
から極低温にある超電導マグネツトへ電流を輸送
するための電流リードを発明し、この目的を達成
するに至つた。 第2図は本発明の電流リードの説明図である
が、第2図において、ステンレス管1の中に撚り
導線2(第2図a)、或いは編み導線2(第2図
b)を通し、その後特殊な加工によつて断面内の
電気導体の占積率を大きくして熱交換率を上げる
とともにヘリウムガスの流れが均一になるように
されている。 本発明の電流リードを従来の電流リードと比較
して実験した結果を第1表に示す。
関する。 液体ヘリウムを使つて稼動する超電導機器は
益々大形化、かつ大電流化される傾向にある。こ
の機器には室温から液体ヘリウム温度に電流を移
送する電流リードが必要である。この電流リード
は液体ヘリウム温度部への熱侵入の主なものをな
している。電流リード内の熱交換効率が設計通り
でないことによつて、必要電流値を流すために、
中を流れるヘリウムガスの流量が設計値より多量
に必要になることが多い。このような状態になる
と、超電導機器を冷凍しているヘリウム液化冷凍
機に本来戻つて来るべきヘリウムガスが電流リー
ド用に使用されてしまうので、冷凍系のバランス
がくずれ、ひいては超電導機器が稼働出来ない状
態に陥ることさえある。従来しばしば電流リード
に起因してこのような状態になりがちであつた。 電流リードの製作上の問題は、机上で設計した
通りの熱交換率の構造及び製作が可能かどうかと
いうことに掛かつている。一般には、電流リード
はヘリウムガスの通るステンレス管の中に電気を
通ずる導体を挿入したものによつて構成されてい
る。しかしながら、長い管の中に導体を挿入する
ことが困難なために、従来の電流リードは第1図
に示すようなものとなつていた。即ち、第1図a
は外管であるステンレス管1の中側にらせん状の
プラスチツクスペーサー3と電気導管2を挿入し
たものを示している。冷たいヘリウムガスは導管
とステンレス管との間をらせん状に走る。導管の
内側は空洞になつている。このような方式では、
導管とヘリウムとが相互に接触する面積が小さい
ので熱交換効率が悪い。また、第1図bは細い電
気導線を多数本ステンレス管の中に挿入し、これ
に電流を通すようになつている。このような方式
では、ヘリウムに接する導線の面積は大きいが、
導線をステンレス管の中に通すので、導線の管中
の占積率は小さく、ヘリウムガスは広い空間を走
つてしまうことになり、結果として熱交換効率が
悪い。 本発明の目的は、このような欠点のない電流リ
ードを提供することである。 本願発明者等は、鋭意研究の結果、電流を輸送
する電気導体を多数本、十分短いピツチで撚り又
は編んだものを金属円筒の中に稠密に挿入し、ヘ
リウムガスと該導体との熱交換を良くした、室温
から極低温にある超電導マグネツトへ電流を輸送
するための電流リードを発明し、この目的を達成
するに至つた。 第2図は本発明の電流リードの説明図である
が、第2図において、ステンレス管1の中に撚り
導線2(第2図a)、或いは編み導線2(第2図
b)を通し、その後特殊な加工によつて断面内の
電気導体の占積率を大きくして熱交換率を上げる
とともにヘリウムガスの流れが均一になるように
されている。 本発明の電流リードを従来の電流リードと比較
して実験した結果を第1表に示す。
【表】
即ち、最も少ない熱損失のデーターが得られて
いることがわかる。 更に、この幾何学的条件の導体には、それぞれ
に僅かの量の超電導線を含ませておくことができ
る。電流リードの下端部のガス温度は超電導体の
臨界温度より低いので、このようにすることによ
り、一部が超電導状態を保つことができ、熱損失
を低減することができる。
いることがわかる。 更に、この幾何学的条件の導体には、それぞれ
に僅かの量の超電導線を含ませておくことができ
る。電流リードの下端部のガス温度は超電導体の
臨界温度より低いので、このようにすることによ
り、一部が超電導状態を保つことができ、熱損失
を低減することができる。
第1図は従来の電流リードの構造を示す説明図
である。第2図は本発明の電流リードの構造を示
す説明図で、aは電気導体を撚つたもの、bは電
気導体を編んだものである。 図において、1は金属円筒、2は電気導体、3
はプラスチツクスペーサー、を示す。
である。第2図は本発明の電流リードの構造を示
す説明図で、aは電気導体を撚つたもの、bは電
気導体を編んだものである。 図において、1は金属円筒、2は電気導体、3
はプラスチツクスペーサー、を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電流を輸送する電気導体を多数本十分短いピ
ツチで撚り、又は編んだものを金属円筒の中に稠
密に挿入し、ヘリウムガスと該導体との熱交換を
良くした、極低温にある超電導マグネツトへ室温
から電流を輸送するための電流リード。 2 該電気導体の金属円筒中の占積率は50〜85%
の範囲内で、ヘリウムガスの通路となる残りの空
間と電気導体とは十分に稠密でかつその分布は一
様である第1項の電流リード。 3 該電気導体はその中に全長にわたつて、或い
は部分的にその全断面積の約20000分の1以下の
超電導線を含む第1項の電流リード。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122000A JPS612307A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 超電導機器用ガス冷却型電流リ−ド |
| US06/726,983 US4626614A (en) | 1984-06-15 | 1985-04-25 | Gas cooled current lead for superconducting machine |
| DE3521255A DE3521255C3 (de) | 1984-06-15 | 1985-06-13 | Gasgekühlter Stromleiter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59122000A JPS612307A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 超電導機器用ガス冷却型電流リ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS612307A JPS612307A (ja) | 1986-01-08 |
| JPH0314217B2 true JPH0314217B2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=14825078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59122000A Granted JPS612307A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 超電導機器用ガス冷却型電流リ−ド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4626614A (ja) |
| JP (1) | JPS612307A (ja) |
| DE (1) | DE3521255C3 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3609624A1 (de) * | 1986-03-21 | 1987-10-01 | Kernforschungsz Karlsruhe | Supraleiterkabel mit innenkuehlung |
| JPH0828532B2 (ja) * | 1986-07-14 | 1996-03-21 | 富士電機株式会社 | 超電導電磁石装置用電流リ−ド |
| US5057489A (en) * | 1990-09-21 | 1991-10-15 | General Atomics | Multifilamentary superconducting cable with transposition |
| DE102007014360A1 (de) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Abb Technology Ag | Abstandhalter für Wicklungen |
| US11961662B2 (en) * | 2020-07-08 | 2024-04-16 | GE Precision Healthcare LLC | High temperature superconducting current lead assembly for cryogenic apparatus |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT293506B (de) * | 1968-12-04 | 1971-10-11 | Kabel Metallwerke Ghh | Anordnung zur Halterung eines oder mehrerer supraleitfähiger Leiterstränge im Innern eines tiefstgekühlten Kabels |
| DE1813397A1 (de) * | 1968-12-07 | 1970-06-18 | Kabel Metallwerke Ghh | Anordnung zur Halterung eines oder mehrerer supraleitfaehiger Leiterstraenge im Innern eines tiefstgekuehlten Kabels |
| CH493905A (de) * | 1969-10-27 | 1970-07-15 | Oerlikon Maschf | Gasgekühlte Stromzuleitung, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung derselben |
| US3708606A (en) * | 1970-05-13 | 1973-01-02 | Air Reduction | Cryogenic system including variations of hollow superconducting wire |
| DE2114131A1 (de) * | 1971-03-24 | 1972-10-05 | Kabel Metallwerke Ghh | Elektrisches Tieftemperaturkabel |
| SU484597A1 (ru) * | 1973-02-27 | 1975-09-15 | Физический институт им.П.Н.Лебедева АН СССР | Токоввод дл криогенных электротехнических устройств |
| US4048437A (en) * | 1974-05-16 | 1977-09-13 | The United States Energy Research And Development Administration | Superconducting magnet cooling system |
| US4091298A (en) * | 1975-12-18 | 1978-05-23 | General Electric Company | Cryogenic current lead construction with self-contained automatic coolant vapor flow control |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP59122000A patent/JPS612307A/ja active Granted
-
1985
- 1985-04-25 US US06/726,983 patent/US4626614A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-13 DE DE3521255A patent/DE3521255C3/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3521255C2 (ja) | 1992-10-01 |
| US4626614A (en) | 1986-12-02 |
| DE3521255A1 (de) | 1985-12-19 |
| JPS612307A (ja) | 1986-01-08 |
| DE3521255C3 (de) | 1999-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |