JPH04116108U - 電流導入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流リード本体を介しての常温部から低温部
への熱伝導による熱侵入を抑制し、超伝導コイルの永久
電流ループでの長時間運転時におけるプラント効率の向
上を図る。 【構成】 真空容器１の内面とヘリウム容器２の外面の
間に設けたスパイラル状の２本の管２２内に２本の電流
リード本体８，８´をそれぞれ挿入し、それぞれの一端
をヘリウム容器２内の超伝導コイル１８の両端に接続
し、他端を真空容器１外で電源ケーブル１０に接続する
ことにより、電流リード本体８，８′を真空容器１内で
スパイラル状としてその長さを長くしたため、常温端か
ら低温端への熱侵入量が抑制され、特に、永久電流ルー
プでの長時間運転の場合におけるプラント効率の向上を
可能とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、超伝導機器において低温部に設置される超伝導コイルと常温部に設 置される電源との間を電気的に接続する電流導入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の超伝導機器における電流導入装置の構造を図３に示す。図３において、 １は真空容器、２はＨｅ容器、３は真空排気弁、４はＯリング、５は上フランジ 、６は締付ボルト、７はＨｅ容器２内に外部より矢印Ｃで示すように液体ヘリウ ムＤを供給するためのトランスファチューブ、７´はＯリング、０８は電流リー ド本体、９は電流リード本体０８と電源ケーブル１０を接続する接続金具、１１ は電流リード本体０８に固定されたフランジ、１２はＯリング、１３は絶縁ボル ト、１４は絶縁部材、１５はＯリングであり、電流リード本体０８は上フランジ ５に絶縁した状態で取付けられる。１８は超伝導コイルであり、超伝導線よりな る接続ケーブル１７を介して電流リード本体０８に接合点１６で接合されている 。説明を省略したが、０８´はもう一方の電流リード本体で、前記９〜１６まで と同等の部材が設けられている。上記液体ヘリウムＤ中の超伝導コイル１８には 、電流リード０８，０８′を介して外部電源ケーブル１０より通電される。

【０００３】 上記において、Ｈｅ容器２と真空容器１の間の空間Ａは、図中に矢印Ｂで示す ように真空排気した後、真空排気弁３を閉とし、真空に維持して真空断熱する。 超伝導コイル１８へ通電する場合には、通電中に電流リード０８，０８´に発生 するジュール熱を除去するため、液体ヘリウムＤの蒸発ガスを図中にＥ→Ｆ，Ｅ ´→Ｆ´で示すように電流リード０８，０８´の管内を通して大気に放出させ、 強制冷却する。所期の電流値まで通電を行った後は、永久電流スイッチ１９を閉 とし、矢印Ｇで示すように永久電流ループを形成し、超伝導エネルギー貯蔵や高 磁場発生源として利用していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

超伝導機器における電流導入装置は、常温部から低温部への熱伝導による熱侵 入の抑制、及び通電時に発生するジュール発熱の除去を考慮する必要がある。上 記熱伝導による熱侵入量Ｑは次式によって表わされる。 Ｑ＝λ・Ａ／Ｌ・ΔＴ………………………………………………………（１） こゝで、Ｑは熱侵入量、λは熱伝導率、Ａは断面積、Ｌは伝熱長さ、ΔＴは温度 差である。

【０００５】 従来の装置においては、常温部から低温部までの距離が短いため、Ｌが小さく 、熱侵入量Ｑが大となるという課題があった。特に、永久電流ループでの長時間 運転が要求される場合、上述の侵入熱低減は効率に大きく影響する重要な課題で ある。

【０００６】 本考案は、上記課題を解決するため、低熱侵入型の電流導入装置を提案するも のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の電流導入装置は、真空容器内に設けられたヘリウム容器の外面に一端 が接続され中間がスパイラル状に形成され他端が上記真空容器の内面に接続され スペーサが設けられた２本の管、および同管内にそれぞれ配設され一端が上記ヘ リウム容器内に設けられた超伝導コイルの両端にそれぞれ接続され他端が上記真 空容器外で電源ケーブルに接続され絶縁被覆された２本の電流リード本体を備え たことを特徴としている。

【０００８】

【作用】

上記において、電源ケーブルに一端が接続された電流リード本体は、それぞれ 真空容器内でスパイラル状に形成され、他端がヘリウム容器内に挿入されて超伝 導コイルの両端にそれぞれ接続されるため、常温端より低温端までの伝熱長が長 くとれ、侵入熱を低く抑えることを可能としている。

【０００９】 上記により、電流リード本体を真空容器内でスパイラル状とし、その長さを長 くしたため、常温端から低温端への熱侵入量が抑制され、特に、永久電流ループ での長時間運転の場合におけるプラント効率の向上を可能とする。

【００１０】

【実施例】

本考案の一実施例を図１及び図２により説明する。図１及び図２に示す本実施 例は、Ｏリング４を介して設けられ締付ボルト６により締付けられた上フランジ ５を上部に有し側部に真空排気弁３が設けられた真空容器１、同真空容器１の内 部に配設され断熱部材３３により支持され上部にＯリング４´を介して設けられ 締付ボルト６´により締付けられた上フランジ５´を有し内部に永久電流スイッ チ付きの超伝導コイル１８が配設されたＨｅ容器２、上部が上記真空容器１の上 フランジ５にＯリング２８と締付ボルト２９を用いて接続され下部が上記Ｈｅ容 器２の上フランジ５´にＯリング３０と締付ボルト３１を用いて接続された連通 管２７、同連通管２７内を経て一端が上記Ｈｅ容器２内に挿入され他端がＯリン グ７´を介して上記真空容器１の上フランジ５を貫通するトランスファチューブ ７、一端が上記Ｈｅ容器２の上フランジ５´を貫通し同Ｈｅ容器２内で上記超伝 導コイル１８の一端に接続され上記真空容器１内でスパイラル状に形成され他端 が同真空容器１の上フランジ５を貫通し絶縁被覆２１が設けられた電流リード本 体８、同電流リード本体８の上記真空容器１内に配設された部分を被覆し一端が 同真空容器１の上フランジ５の内面にＯリング２５を介し締付ボルト２６により 固定され他端が上記Ｈｅ容器２の上フランジ５´の外面にＯリング２３を介し締 付ボルト２４により固定されスペーサ３２が設けられた管２２、上記電流リード 本体８の他端に接続され上記真空容器１外で電源ケーブル１０に接続された接続 金具９、および上記超伝導コイル１８の他端に接続され図示しない管及び接続金 具を介して上記電流リード本体８と同様に電源ケーブルに接続され絶縁被覆２１ ´が設けられた電流リード本体８´を備えている。

【００１１】 上記において、電流リード本体８，８´は導電体（例えば、リン脱酸銅管製） からなり、図２に示すようにその表面は絶縁被覆２１，２１´（例えばポリイミ ドフィルム製）にてハーフラップ状に被覆され電気絶縁された状態として、管２ ２（例えばステンレス鋼管製）の中にそう入されてスパイラル状に巻かれ、一端 が接続金具９を介して電源ケーブル１０に接続され、他端がＨｅ容器２内の超伝 導コイル１８と接続した超伝導線よりなる接続ケーブル１７と接合点１６で接合 されている。

【００１２】 Ｈｅ容器２は断熱支持部材３３（例えばＧＦＲＰ製）にて支持されており、同 Ｈｅ容器２内には、上記真空容器１と同Ｈｅ容器２のそれぞれの上フランジ５， ５´の間に設けられた連通管２７内に挿入されたトランスファチューブ７により 、液体ヘリウムＤを矢印Ｃの方向に注入し充填する。通電中の冷却、永久電流ル ープ等の運転方法等は従来のものと同等のため、その説明を省略する。

【００１３】 本実施例においては、電流リード８，８´は常温端より低温端までの伝熱長が 長くとれるため、侵入熱を低く抑えることができる。

【００１４】 上記により、電流リード本体を真空容器内でスパイラル状とし長さを長くした ため、常温端から低温端への熱侵入量が抑制され、特に永久電流ループでの長時 間運転の場合におけるプラント効率の向上を可能とする。

【００１５】

【考案の効果】

本考案の電流導入装置は、真空容器の内面とヘリウム容器の外面の間に設けた スパイラル状の２本の管内に２本の電流リード本体をそれぞれ挿入し、それぞれ の一端をヘリウム容器内の超伝導コイルの両端に接続し、他端を真空容器外で電 源ケーブルに接続することによって、電流リード本体を真空容器内でスパイラル 状とし、その長さを長くしたため、常温端から低温端への熱侵入量が抑制され、 特に、永久電流ループでの長時間運転の場合におけるプラント効率の向上を可能 とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の電流導入装置の説明図であ
る。

【図２】上記一実施例に係る電流リード本体の説明図で
ある。

【図３】従来の装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 ２ Ｈｅ容器 ５，５´ 上フランジ ８，８´ 電流リード本体 １８ 超伝導コイル ２１，２１´ 絶縁被覆 ２２ 管 ３２ スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中野 俊英 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)考案者 松山 千秋 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に設けられたヘリウム容器の
   外面に一端が接続され中間がスパイラル状に形成され他
   端が上記真空容器の内面に接続されスペーサが設けられ
   た２本の管、および同管内にそれぞれ配設され一端が上
   記ヘリウム容器内に設けられた超伝導コイルの両端にそ
   れぞれ接続され他端が上記真空容器外で電源ケーブルに
   接続され絶縁被覆された２本の電流リード本体を備えた
   ことを特徴とする電流導入装置。