JPH0456106A - ガス冷却式電流リード - Google Patents
ガス冷却式電流リードInfo
- Publication number
- JPH0456106A JPH0456106A JP2162711A JP16271190A JPH0456106A JP H0456106 A JPH0456106 A JP H0456106A JP 2162711 A JP2162711 A JP 2162711A JP 16271190 A JP16271190 A JP 16271190A JP H0456106 A JPH0456106 A JP H0456106A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid nitrogen
- current lead
- cooling
- gas
- cooled
- 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.)
- 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）
この発明は、極低温に冷却されている超電導マグ子ツト
などの超電導装置と室温にある電源とを電気的に接続す
る超電導装置用のガス冷却式電流リードに関する。
などの超電導装置と室温にある電源とを電気的に接続す
る超電導装置用のガス冷却式電流リードに関する。
（従来の技術）
超電導の最大の特徴は、無損失で大電流を流すことがで
きることであり、超電導マグネットはその代表的な応用
例である。この超電導マグネットには、室温から液体ヘ
リウムで冷却された極低温部に電流を供給するための電
流リードが必要である。この電流リードは、通常鋼を材
料としており、通電中にジュール発熱を伴うので、電流
リド自身からの液体ヘリウム槽への熱流入あるいはヒー
タ等による強制的な熱入力により蒸発したヘリウムガス
によって冷却されるガス式電流リードが採用されている
。
きることであり、超電導マグネットはその代表的な応用
例である。この超電導マグネットには、室温から液体ヘ
リウムで冷却された極低温部に電流を供給するための電
流リードが必要である。この電流リードは、通常鋼を材
料としており、通電中にジュール発熱を伴うので、電流
リド自身からの液体ヘリウム槽への熱流入あるいはヒー
タ等による強制的な熱入力により蒸発したヘリウムガス
によって冷却されるガス式電流リードが採用されている
。
このガス式電流リードにおいては、極低温部に対する低
熱侵入化を図るため、室温から極低温部への経路の途中
に液体窒素アンカー部を設置する構造がしばしば採用さ
れている。特にこの手法は、電流リード通電時のみ冷却
用ヘリウムガスを流し、非通電時にはヘリウムガスを流
さないタイプの電流リードの低熱侵入化には有効である
。この液体窒素アンカーか設けられた従来のガス冷却式
電流リードの概念図を第３図に示す。電流リード本体１
は、冷却用配管工と、その中に設けられた導体２とを有
しており、導体２と冷却用配管１との間には冷却用ヘリ
ウムガス通路３が形成されている。
熱侵入化を図るため、室温から極低温部への経路の途中
に液体窒素アンカー部を設置する構造がしばしば採用さ
れている。特にこの手法は、電流リード通電時のみ冷却
用ヘリウムガスを流し、非通電時にはヘリウムガスを流
さないタイプの電流リードの低熱侵入化には有効である
。この液体窒素アンカーか設けられた従来のガス冷却式
電流リードの概念図を第３図に示す。電流リード本体１
は、冷却用配管工と、その中に設けられた導体２とを有
しており、導体２と冷却用配管１との間には冷却用ヘリ
ウムガス通路３が形成されている。
導体２の一部には、電気絶縁体６を介して液体窒素配管
７か接続されており、この配管７を通流する液体窒素に
よって本体１か部分的に冷却され、その冷却される部分
か液体窒素アンカー部５として形成される。そして、本
体１のＡ側は室温部に、Ｂ側は極低温部に接続されてお
り、冷却用ヘリウムは通路３をＢ側からＡ側へ流れるよ
うになっている。
７か接続されており、この配管７を通流する液体窒素に
よって本体１か部分的に冷却され、その冷却される部分
か液体窒素アンカー部５として形成される。そして、本
体１のＡ側は室温部に、Ｂ側は極低温部に接続されてお
り、冷却用ヘリウムは通路３をＢ側からＡ側へ流れるよ
うになっている。
しかしながら、このような電流リードには、以下のよう
な問題点がある。すなわち極低温側の液体ヘリウム槽か
ら蒸発した冷却ヘリウムガスは、発熱している電流リー
ドと熱交換して４．２Ｋから温度が上昇していくが、液
体窒素アンカー部５に到達した際に、窒素の凝固温度６
３．３Ｋ （１気圧での３重点）より温度が低い可能性
かある。
な問題点がある。すなわち極低温側の液体ヘリウム槽か
ら蒸発した冷却ヘリウムガスは、発熱している電流リー
ドと熱交換して４．２Ｋから温度が上昇していくが、液
体窒素アンカー部５に到達した際に、窒素の凝固温度６
３．３Ｋ （１気圧での３重点）より温度が低い可能性
かある。
この場合には、配管７の内側に液体窒素の氷結が生じ、
液体窒素配管７の閉塞を招き信頼性が大きく低下する。
液体窒素配管７の閉塞を招き信頼性が大きく低下する。
このような問題点を解決する手段として、第４図に示す
ように、液体窒素アンカー部５に熱スィッチ８を介在さ
せる方法が提案されている。この熱スィッチ８は、７７
に以上ではＯＮ、７７に以下ではＯＦＦ状態となるため
、６６．３に以下のヘリウムガスが流れた状態では、液
体窒素配管７と電流リード本体１とは熱的に遮断される
ため、液体窒素氷結の問題は生じない。
ように、液体窒素アンカー部５に熱スィッチ８を介在さ
せる方法が提案されている。この熱スィッチ８は、７７
に以上ではＯＮ、７７に以下ではＯＦＦ状態となるため
、６６．３に以下のヘリウムガスが流れた状態では、液
体窒素配管７と電流リード本体１とは熱的に遮断される
ため、液体窒素氷結の問題は生じない。
しかしこのような技術においては、電流リードの構造が
複雑で大きくなるという欠点がある。また、熱スィッチ
として、ＡｄｖａｎｃｅＣｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｉ
ｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ、２９（１９８４） ８５８ペ
ージノＪ、Ｙａ■ａｓｏｔｏの論文にあるような重力型
ヒートバイブを用いると、その重力依存性のため、使用
場所の制約を受けるという問題点がある。
複雑で大きくなるという欠点がある。また、熱スィッチ
として、ＡｄｖａｎｃｅＣｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｉ
ｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ、２９（１９８４） ８５８ペ
ージノＪ、Ｙａ■ａｓｏｔｏの論文にあるような重力型
ヒートバイブを用いると、その重力依存性のため、使用
場所の制約を受けるという問題点がある。
（発明か解決しようとする課題）
このように、従来の電流リードでは、ヘリウム槽より蒸
発したヘリウムガスが液体窒素アンカー部に到達した際
に液体窒素の氷結が生じるという問題点かあり、これを
解消した熱スイツチ式のものも構造が複雑で大きくなり
、また使用場所の制約を受けるという問題点があった。
発したヘリウムガスが液体窒素アンカー部に到達した際
に液体窒素の氷結が生じるという問題点かあり、これを
解消した熱スイツチ式のものも構造が複雑で大きくなり
、また使用場所の制約を受けるという問題点があった。
この発明は、このような点を考慮してなされたものであ
って、液体窒素の氷結が生じず、しかも構造上、及び使
用場所の制限の問題が生じないガス冷却式電流リードを
提供することを目的とする。
って、液体窒素の氷結が生じず、しかも構造上、及び使
用場所の制限の問題が生じないガス冷却式電流リードを
提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するために、この発明では、導体と導体
に沿ってヘリウムガスを通流させるための冷却ガス通路
とを有する電流リード本体と、この本体の一部を液体窒
素により冷却して前記導体の一部を冷却する冷却手段と
、この冷却手段により前記電流リード本体に形成される
液体窒素アンカー部と、この液体窒素アンカー部に対応
する位置に前記電流リード本体から離隔して設けられる
と共に、前記冷却ガス通路に接続され、前記ヘリウムガ
スをバイパスするバイパス管と、を具備することを特徴
とするガス冷却式電流リード、及び導体と導体に沿って
ヘリウムガスを通流させるための冷却ガス通路とを有す
る電流リード本体と、この本体の一部を液体窒素により
冷却して前記導体の一部を冷却する冷却手段と、この冷
却手段により前記電流リード本体に形成される液体窒素
アンカー部と、前記冷却ガス通路の前記アンカー部に対
応する部分に設けられ、アンカー部を通流するヘリウム
ガスと前記冷却手段とを断熱するための断熱手段と、を
具備することを特徴とするガス冷却式電流リードを提供
する。
に沿ってヘリウムガスを通流させるための冷却ガス通路
とを有する電流リード本体と、この本体の一部を液体窒
素により冷却して前記導体の一部を冷却する冷却手段と
、この冷却手段により前記電流リード本体に形成される
液体窒素アンカー部と、この液体窒素アンカー部に対応
する位置に前記電流リード本体から離隔して設けられる
と共に、前記冷却ガス通路に接続され、前記ヘリウムガ
スをバイパスするバイパス管と、を具備することを特徴
とするガス冷却式電流リード、及び導体と導体に沿って
ヘリウムガスを通流させるための冷却ガス通路とを有す
る電流リード本体と、この本体の一部を液体窒素により
冷却して前記導体の一部を冷却する冷却手段と、この冷
却手段により前記電流リード本体に形成される液体窒素
アンカー部と、前記冷却ガス通路の前記アンカー部に対
応する部分に設けられ、アンカー部を通流するヘリウム
ガスと前記冷却手段とを断熱するための断熱手段と、を
具備することを特徴とするガス冷却式電流リードを提供
する。
（作 用）
この発明の第１態様においては、冷却ヘリウムガスが液
体窒素アンカー部に流れることがなく、仮にヘリウムガ
スの温度か窒素の凝固点以下であっても液体窒素の氷結
を回避することができる。
体窒素アンカー部に流れることがなく、仮にヘリウムガ
スの温度か窒素の凝固点以下であっても液体窒素の氷結
を回避することができる。
・また、第２態様においても、アンカー部を通流するヘ
リウムガスと冷却手段とを断熱する断熱手段を設けたの
で、液体窒素の氷結を回避することかできる。
リウムガスと冷却手段とを断熱する断熱手段を設けたの
で、液体窒素の氷結を回避することかできる。
（実施例）
以下、添付図面を参照して、この発明の実施例について
詳細に説明する。 第１図は、この発明の第１の態様に
係るガス冷却式電流リードを示す断面図である。電流リ
ード本体１０は、冷却用配管１２と、その中に設けられ
た導体１１とを有しており、導体１１と冷却用配管１２
との間には冷却用ヘリウムガス通路１３が形成されてい
る。
詳細に説明する。 第１図は、この発明の第１の態様に
係るガス冷却式電流リードを示す断面図である。電流リ
ード本体１０は、冷却用配管１２と、その中に設けられ
た導体１１とを有しており、導体１１と冷却用配管１２
との間には冷却用ヘリウムガス通路１３が形成されてい
る。
導体１１の一部には、電気絶縁体１５を介して液体窒素
配管７が接続されており、この配管１７を通流する液体
窒素によって本体１０が部分的に冷却され、その冷却さ
れる部分が液体窒素アンカー部１４として形成される。
配管７が接続されており、この配管１７を通流する液体
窒素によって本体１０が部分的に冷却され、その冷却さ
れる部分が液体窒素アンカー部１４として形成される。
そして、本体１のＡ側は室温部に、Ｂ側は極低温部に接
続されており、冷却用ヘリウムは通路１３をＢ側からＡ
側へ流れるようになっている。
続されており、冷却用ヘリウムは通路１３をＢ側からＡ
側へ流れるようになっている。
冷却用ヘリウムガス通路１３は、液体窒素アンカー部１
４において、電流リード本体１０から離隔して設けられ
たバイパス管１８に接続されている。そして、アンカー
部１４において通路１３は電気絶縁部材１９で閉塞され
ており、アンカー部１４にヘリウムガスが流れず、全て
バイパス管・１８へ迂回して流れるようになっている。
４において、電流リード本体１０から離隔して設けられ
たバイパス管１８に接続されている。そして、アンカー
部１４において通路１３は電気絶縁部材１９で閉塞され
ており、アンカー部１４にヘリウムガスが流れず、全て
バイパス管・１８へ迂回して流れるようになっている。
このような構造においては、バイパス管１８が本体１０
から離隔しているので、冷却用ヘリウムガスと液体窒素
配管１７及びその中を流れる液体窒素との間の熱交換が
極力抑えられ、液体窒素の氷結を回避することができる
。
から離隔しているので、冷却用ヘリウムガスと液体窒素
配管１７及びその中を流れる液体窒素との間の熱交換が
極力抑えられ、液体窒素の氷結を回避することができる
。
第２図は、この発明の第２の態様に係るガス冷却式電流
リードを示す断面図である。この態様に係る電流リード
は、基本的に第１の態様の電流リードと類似した構造を
有しており、第１の態様と同じものには同じ参照符号を
付して説明を省略する。この態様においては、液体窒素
アンカー部１４におけるヘリウムガス通路１３が電気絶
縁性を有する断熱部材２０で閉塞されており、この断熱
部材２０には通路１３に沿って孔２１が形成されている
。そして、アンカー部１４においては、冷却用ヘリウム
ガスがこの孔２１を通流する。断熱部材は、ＦＲＰ、ポ
リテトラフルオロエチレン、断熱耐火物等の熱伝導率が
低い材料で構成されている。
リードを示す断面図である。この態様に係る電流リード
は、基本的に第１の態様の電流リードと類似した構造を
有しており、第１の態様と同じものには同じ参照符号を
付して説明を省略する。この態様においては、液体窒素
アンカー部１４におけるヘリウムガス通路１３が電気絶
縁性を有する断熱部材２０で閉塞されており、この断熱
部材２０には通路１３に沿って孔２１が形成されている
。そして、アンカー部１４においては、冷却用ヘリウム
ガスがこの孔２１を通流する。断熱部材は、ＦＲＰ、ポ
リテトラフルオロエチレン、断熱耐火物等の熱伝導率が
低い材料で構成されている。
このような構造においては、液体窒素アンカー部１４に
おける断熱部材２０の存在により、それに形成された孔
２１を通流するヘリウムガスと液体窒素配管１７及びそ
の中を流れる液体窒素との間の熱交換が極力抑えられ、
第１の態様と同様に、液体窒素の氷結を回避することが
できる。
おける断熱部材２０の存在により、それに形成された孔
２１を通流するヘリウムガスと液体窒素配管１７及びそ
の中を流れる液体窒素との間の熱交換が極力抑えられ、
第１の態様と同様に、液体窒素の氷結を回避することが
できる。
〔発明の効果コ
この発明によれば、バイパス管又は断熱手段の存在によ
り、冷却用ヘリウムガスによる液体窒素の氷結を回避す
ることかでき、簡便な構造で信頼性の高い低熱侵入のガ
ス冷却式電流リードが提供される。
り、冷却用ヘリウムガスによる液体窒素の氷結を回避す
ることかでき、簡便な構造で信頼性の高い低熱侵入のガ
ス冷却式電流リードが提供される。
第１図及び第２図はこの発明の実施例に係るガス冷却式
電流リードを示す断面図、第３図及び第４図は従来のガ
ス冷却式電流リードを示す断面図である。 １０；電流リート本体、１１．導体、１２：冷却用配管
、１３．ヘリウムガス通路、１４：液体窒素アンカー部
、１５．１９；電気絶縁部材、１７；液体窒素配管、１
８；バイパス管、２０：断熱部材、２１；孔
電流リードを示す断面図、第３図及び第４図は従来のガ
ス冷却式電流リードを示す断面図である。 １０；電流リート本体、１１．導体、１２：冷却用配管
、１３．ヘリウムガス通路、１４：液体窒素アンカー部
、１５．１９；電気絶縁部材、１７；液体窒素配管、１
８；バイパス管、２０：断熱部材、２１；孔
Claims (2)
- （１）極低温に冷却された超電導装置と室温部の電源と
を接続し、超電導装置冷却用の液体ヘリウムを蒸発させ
たヘリウムガスによって冷却されるガス冷却式電流リー
ドであって、 導体と導体に沿ってヘリウムガスを通流させるための冷
却ガス通路とを有する電流リード本体と、この本体の一
部を液体窒素により冷却して前記導体の一部を冷却する
冷却手段と、 この冷却手段により前記電流リード本体に形成される液
体窒素アンカー部と、 この液体窒素アンカー部に対応する位置に前記電流リー
ド本体から離隔して設けられると共に、前記冷却ガス通
路に接続され、前記ヘリウムガスをバイパスするバイパ
ス管と、 を具備することを特徴とするガス冷却式電流リード。 - （２）極低温に冷却された超電導装置と室温部の電源と
を接続し、超電導装置冷却用の液体ヘリウムを蒸発させ
たヘリウムガスによって冷却されるガス冷却式電流リー
ドであって、 導体と導体に沿ってヘリウムガスを通流させるための冷
却ガス通路とを有する電流リード本体と、この本体の一
部を液体窒素により冷却して前記導体の一部を冷却する
冷却手段と、 この冷却手段により前記電流リード本体に形成される液
体窒素アンカー部と、 前記冷却ガス通路の前記アンカー部に対応する部分に設
けられ、アンカー部を通流するヘリウムガスと前記冷却
手段とを断熱するための断熱手段と、 を具備することを特徴とするガス冷却式電流リード。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162711A JPH0456106A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | ガス冷却式電流リード |
| EP19910110187 EP0464498A3 (en) | 1990-06-22 | 1991-06-20 | Current lead |
| US08/180,800 US5563369A (en) | 1990-06-22 | 1994-01-10 | Current lead |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162711A JPH0456106A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | ガス冷却式電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456106A true JPH0456106A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15759842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2162711A Pending JPH0456106A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | ガス冷却式電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5686733B2 (ja) * | 2009-06-11 | 2015-03-18 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置に用いる超電導磁石の調整方法および超電導磁石励磁用ドック |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP2162711A patent/JPH0456106A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5686733B2 (ja) * | 2009-06-11 | 2015-03-18 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置に用いる超電導磁石の調整方法および超電導磁石励磁用ドック |
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