JPH04167404A - 超電導装置用電流リード - Google Patents
超電導装置用電流リードInfo
- Publication number
- JPH04167404A JPH04167404A JP2291955A JP29195590A JPH04167404A JP H04167404 A JPH04167404 A JP H04167404A JP 2291955 A JP2291955 A JP 2291955A JP 29195590 A JP29195590 A JP 29195590A JP H04167404 A JPH04167404 A JP H04167404A
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- Japan
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- temperature
- superconducting
- sectional area
- superconducting material
- cross
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- Pending
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-
- 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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は液体ヘリウム液体窒素等の極低温冷媒中に浸漬
された超電導コイルヘ、常温環境下におかれた励磁用電
源から電流を供給するための電流リードに関するもので
ある。
された超電導コイルヘ、常温環境下におかれた励磁用電
源から電流を供給するための電流リードに関するもので
ある。
（従来の技術）
液体ヘリウム容器内に収容した液体ヘリウム中に浸漬冷
却された超電導装置の超電導コイルヘ、常温環境下にお
かれた励磁用電源から電流を供給するための手段として
、電流リードが使用されている。超電導装置においては
、外部からの熱伝導、ふく射および電流リードからの侵
入熱によって、非常に高価な液体ヘリウムが蒸発する。
却された超電導装置の超電導コイルヘ、常温環境下にお
かれた励磁用電源から電流を供給するための手段として
、電流リードが使用されている。超電導装置においては
、外部からの熱伝導、ふく射および電流リードからの侵
入熱によって、非常に高価な液体ヘリウムが蒸発する。
このうち、通常の超電導装置においては、電流リードか
らの侵入熱が全体の大半を占めることは周知の通りであ
る。
らの侵入熱が全体の大半を占めることは周知の通りであ
る。
そこで、液体窒素温度以上で超電導状態を示す高温超電
導材を用いて電流リードを構成し、侵入熱の低減を計っ
ている。第２図に高温超電導材を用いた従来の電流リー
ドを示し、その構造について説明する。第２図において
１は超電導材を巻回して成る超電導コイルであり、この
超電導コイル１はステンレス等から成る液体へ勺つム容
器２内に収容した液体ヘリウム３中に浸漬されている。
導材を用いて電流リードを構成し、侵入熱の低減を計っ
ている。第２図に高温超電導材を用いた従来の電流リー
ドを示し、その構造について説明する。第２図において
１は超電導材を巻回して成る超電導コイルであり、この
超電導コイル１はステンレス等から成る液体へ勺つム容
器２内に収容した液体ヘリウム３中に浸漬されている。
また、液体ヘリウム容器２はステンレス等から成る断り
真空容器４内に収容されている。一方、５はステンレス
等より成るガス管で、上端部が断熱真空容器４の上面部
から外部に連通されると共に、下端部が液体ヘリウム容
器２の上面部に溶接等により取付けられている。６はこ
のガス管５のほぼ中間部に設けられた液体窒素７を収容
し、かつ電流リード８を貫通して設けられるステンレス
等より成る液体窒素容器である。またこの電流リード８
はその常温端子９から液体窒素容器６までのリード部分
８ａは鋼材を用い、液体窒素容器６から超電導コイル側
端子１０までのリード部分８ｂは液体窒素温度（７７Ｋ
）以上で超電導状態を示す高温超電導材を用いてそれ
ぞれ構成し、この各リード部分８ａ、 ８ｂを液体窒素
容器６内の中間接続部１１で接続している。さらにガス
管５は液体窒素容器６より上側部分をガス窒素１２の流
通部分５ａとし、液体窒素容器６より下側部分は図示の
ように断熱真空容器４の外部に連通する分岐管を側方に
形成してガスヘリウム１３の流通部分５ｂとしている。
真空容器４内に収容されている。一方、５はステンレス
等より成るガス管で、上端部が断熱真空容器４の上面部
から外部に連通されると共に、下端部が液体ヘリウム容
器２の上面部に溶接等により取付けられている。６はこ
のガス管５のほぼ中間部に設けられた液体窒素７を収容
し、かつ電流リード８を貫通して設けられるステンレス
等より成る液体窒素容器である。またこの電流リード８
はその常温端子９から液体窒素容器６までのリード部分
８ａは鋼材を用い、液体窒素容器６から超電導コイル側
端子１０までのリード部分８ｂは液体窒素温度（７７Ｋ
）以上で超電導状態を示す高温超電導材を用いてそれ
ぞれ構成し、この各リード部分８ａ、 ８ｂを液体窒素
容器６内の中間接続部１１で接続している。さらにガス
管５は液体窒素容器６より上側部分をガス窒素１２の流
通部分５ａとし、液体窒素容器６より下側部分は図示の
ように断熱真空容器４の外部に連通する分岐管を側方に
形成してガスヘリウム１３の流通部分５ｂとしている。
常温側端子９は常温環境下におかれた図示しない励磁用
電源に接続され、超電導コイル１に励磁用の電流を供給
できるようになっている。また１４は真空バルブで図示
しない真空排気装置と接続し、断熱真空容器４内を真空
にする。このように構成された電流リードでは、リード
部分８ｂが高温超電導材より成っているためジュール熱
は発生せず、また高温超電導材はセラミック系であるた
め、その熱伝導率はリード部分８ａを構成する鋼材に比
べ小さいことから、液体ヘリウム容器２への侵入熱は極
めて少なくなる。
電源に接続され、超電導コイル１に励磁用の電流を供給
できるようになっている。また１４は真空バルブで図示
しない真空排気装置と接続し、断熱真空容器４内を真空
にする。このように構成された電流リードでは、リード
部分８ｂが高温超電導材より成っているためジュール熱
は発生せず、また高温超電導材はセラミック系であるた
め、その熱伝導率はリード部分８ａを構成する鋼材に比
べ小さいことから、液体ヘリウム容器２への侵入熱は極
めて少なくなる。
（発明が解決しようとする課題）
高温超電導材は温度対臨界電流密度の関係か図−３に示
すようになっている。この図から明らかなように、温度
が高くなると臨界電流密度が小さくなる。このため高温
超電導材の液体窒素近傍の高温側では臨界電流密度が小
さく、クエンチレ超電導状態から常電導状態に転移する
可能性が高い。クエンチした状態のまま通電を続けると
ジュール熱により高温超電導材が破損する。そのため′
高温超電導材の断面積を大きくし安全率を高める方法が
考えられるか、熱伝導による侵入熱が多くなる。
すようになっている。この図から明らかなように、温度
が高くなると臨界電流密度が小さくなる。このため高温
超電導材の液体窒素近傍の高温側では臨界電流密度が小
さく、クエンチレ超電導状態から常電導状態に転移する
可能性が高い。クエンチした状態のまま通電を続けると
ジュール熱により高温超電導材が破損する。そのため′
高温超電導材の断面積を大きくし安全率を高める方法が
考えられるか、熱伝導による侵入熱が多くなる。
本発明の目的はクエンチに対する安全率が高く、しかも
侵入熱の少ない超電導装置用電流リードを提供すること
である。
侵入熱の少ない超電導装置用電流リードを提供すること
である。
［発明の構成］
（課題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においては、高温超電
導材の断面積を超電導コイル側端子から徐々に増加させ
る。
導材の断面積を超電導コイル側端子から徐々に増加させ
る。
（作 用）
このような超電導装置用電流リードではクエンチに対す
る安全率が高くなり、しかも侵入熱が少ない。
る安全率が高くなり、しかも侵入熱が少ない。
（実施例）
（実施例の構成）
以下本発明の一実施例を第１図をもとに説明する。図に
示すように、高温超電導材８Ｃは超電導コイル側端子１
０の低温側から中間接続部１１まで徐々に断面積を増加
させる。この増加の度合いは高温超電導材の長手方向の
各温度における臨界電流密度と断面積を乗じた臨界電流
値が同じになるように増加させる。
示すように、高温超電導材８Ｃは超電導コイル側端子１
０の低温側から中間接続部１１まで徐々に断面積を増加
させる。この増加の度合いは高温超電導材の長手方向の
各温度における臨界電流密度と断面積を乗じた臨界電流
値が同じになるように増加させる。
（実施例の作用）
高温超電導材８Ｃは長手方向のどの位置においても臨界
電流値が同じであるため、高温側で特にクエンチする可
能性が高いということはない。
電流値が同じであるため、高温側で特にクエンチする可
能性が高いということはない。
（実施例の効果）
クエンチする可能性が低く、しかも熱伝導による液体ヘ
リウム容器２への侵入熱も全体の断面積を大きくするこ
とに比べて少なくなる。
リウム容器２への侵入熱も全体の断面積を大きくするこ
とに比べて少なくなる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、高温超電導材の長
手方向の各温度における臨界電流密度と断面積を乗じた
臨界電流値が同じになるように低温側から徐々に断面積
を増加させることにより、高温側で特にクエンチする可
能性が高いということはなくなる。また熱伝導による液
体ヘリウム容器への侵入熱も全体の断面積を大きくする
ことに比べて少なくなる。
手方向の各温度における臨界電流密度と断面積を乗じた
臨界電流値が同じになるように低温側から徐々に断面積
を増加させることにより、高温側で特にクエンチする可
能性が高いということはなくなる。また熱伝導による液
体ヘリウム容器への侵入熱も全体の断面積を大きくする
ことに比べて少なくなる。
第１図は本発明の一実施例の超電導装置用電流リードの
縦断面図、第２図は従来の超電導装置用電流リードの断
面図、第３図は高温超電導材の温度対臨界電流密度の関
係を表わすグラフである。 １・・・超電導コイル ２・・・液体ヘリウム容器
３・・・液体ヘリウム ４・・・断熱真空容器５・
・・ガス管 ６・・・液体窒素容器７・・・
液体窒素 ８・・・電流リード８Ｃ・・・高温
超電導材 ９・・・常温側端子１０・・・超電導コ
イル側端子 １１・・・中間接続部 Ｉ２・・・ガス窒素１３
・・・ガスヘリウム １４・・・真空バルブ代理人
弁理士 則 近 憲 佑 第１図
縦断面図、第２図は従来の超電導装置用電流リードの断
面図、第３図は高温超電導材の温度対臨界電流密度の関
係を表わすグラフである。 １・・・超電導コイル ２・・・液体ヘリウム容器
３・・・液体ヘリウム ４・・・断熱真空容器５・
・・ガス管 ６・・・液体窒素容器７・・・
液体窒素 ８・・・電流リード８Ｃ・・・高温
超電導材 ９・・・常温側端子１０・・・超電導コ
イル側端子 １１・・・中間接続部 Ｉ２・・・ガス窒素１３
・・・ガスヘリウム １４・・・真空バルブ代理人
弁理士 則 近 憲 佑 第１図
Claims (2)
- （１）極低温冷媒中に浸漬された超電導コイルヘ常温環
境下におかれた励磁用電源から電流を供給するための電
流リードにおいて、この電流リードを液体窒素温度以上
で超電導状態を示す高温超電導材で構成し、この高温超
電導材の断面積を超電導コイル側端子から徐々に増加さ
せたことを特徴とする超電導装置用電流リード。 - （２）高温超電導材はセラミックス系のものであること
を特徴とする請求項（１）記載の超電導装置用電流リー
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291955A JPH04167404A (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 超電導装置用電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291955A JPH04167404A (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 超電導装置用電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04167404A true JPH04167404A (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=17775630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2291955A Pending JPH04167404A (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 超電導装置用電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04167404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2983218B1 (en) | 2014-08-06 | 2020-03-11 | Karlsruher Institut für Technologie | Design of superconducting devices by optimization of the superconductor's local critical current |
| CN115691940A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-02-03 | 合肥国际应用超导中心 | 一种大电流传导冷却磁体用高温超导电流引线 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2291955A patent/JPH04167404A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2983218B1 (en) | 2014-08-06 | 2020-03-11 | Karlsruher Institut für Technologie | Design of superconducting devices by optimization of the superconductor's local critical current |
| EP2983218B2 (en) † | 2014-08-06 | 2023-10-18 | Karlsruher Institut für Technologie | Design of superconducting devices by optimization of the superconductor's local critical current |
| CN115691940A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-02-03 | 合肥国际应用超导中心 | 一种大电流传导冷却磁体用高温超导电流引线 |
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