JPH0697643B2 - 超電導マグネット装置 - Google Patents
超電導マグネット装置Info
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- JPH0697643B2 JPH0697643B2 JP2241645A JP24164590A JPH0697643B2 JP H0697643 B2 JPH0697643 B2 JP H0697643B2 JP 2241645 A JP2241645 A JP 2241645A JP 24164590 A JP24164590 A JP 24164590A JP H0697643 B2 JPH0697643 B2 JP H0697643B2
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- Japan
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- lead
- current power
- cryostat
- voltage terminal
- power lead
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導コイルの保護のため、超電導コイルの
端子電圧の検出に用いる電圧端子リードを備えた超電導
マグネット装置に係り、特に電圧端子リードの絶縁破壊
を防止するに効果的な構造を有する超電導マグネット装
置に関する。
端子電圧の検出に用いる電圧端子リードを備えた超電導
マグネット装置に係り、特に電圧端子リードの絶縁破壊
を防止するに効果的な構造を有する超電導マグネット装
置に関する。
超電導マグネット装置において、従来から、特開昭62-1
76108号公報に記載のように、極低温で励磁中の超電導
コイルの常電導転移（以後クエンチという）を検出し、
クエンチ検出時に超電導コイルへの励磁電流を遮断する
などして、超電導コイルを保護することは行われてい
る。そのクエンチ検出方法の一つに超電導コイルから電
圧端子リードを引き出し、その端子電圧を常温空間に設
置した電圧計等で監視する方法があり、この方法は簡単
でかつ有効な手段であるため広く用いられている。
76108号公報に記載のように、極低温で励磁中の超電導
コイルの常電導転移（以後クエンチという）を検出し、
クエンチ検出時に超電導コイルへの励磁電流を遮断する
などして、超電導コイルを保護することは行われてい
る。そのクエンチ検出方法の一つに超電導コイルから電
圧端子リードを引き出し、その端子電圧を常温空間に設
置した電圧計等で監視する方法があり、この方法は簡単
でかつ有効な手段であるため広く用いられている。
次に超電導マグネット装置の配線と従来装置の構成につ
いて説明する。第３図は超電導マグネット装置の配線接
続図であり、第４図は従来の超電導マグネット装置の概
略構成図で、特に極低温部の超電導コイルの両端から電
圧端子リードを常温空間に取り出す経路および電圧端子
リードの構造を示す図である。
いて説明する。第３図は超電導マグネット装置の配線接
続図であり、第４図は従来の超電導マグネット装置の概
略構成図で、特に極低温部の超電導コイルの両端から電
圧端子リードを常温空間に取り出す経路および電圧端子
リードの構造を示す図である。
第３図および第４図に示すように、超電導マグネット装
置において、超電導コイル１はクライオスタット２内に
納められ、液体ヘリウム３等の冷却媒体で冷却されてい
る。超電導コイル１には大電流が通電可能な電流パワー
リード４が接続され、この電流パワーリード４の他端
は、クライオスタット２の外の常温空間に設置された励
磁電源８に接続されている。また超電導コイル１には電
圧端子リード５が電流パワーリード４と共に接続されて
おり、この電圧端子リード４の他端は電線６を介して常
温空間に設置されたクエンチ検出回路７に接続されてい
る。
置において、超電導コイル１はクライオスタット２内に
納められ、液体ヘリウム３等の冷却媒体で冷却されてい
る。超電導コイル１には大電流が通電可能な電流パワー
リード４が接続され、この電流パワーリード４の他端
は、クライオスタット２の外の常温空間に設置された励
磁電源８に接続されている。また超電導コイル１には電
圧端子リード５が電流パワーリード４と共に接続されて
おり、この電圧端子リード４の他端は電線６を介して常
温空間に設置されたクエンチ検出回路７に接続されてい
る。
ここで超電導マグネット装置の動作について説明する。
励磁電源８の電流を増加させると、この電流が電流パワ
ーリード４を通って超電導コイル１に流れ始める。その
時超電導コイル１の両端には、電流の増加スピード（di
/dt）と超電導コイル１のインピーダンス（Ｌ［Ｈ］）
の積Vt＝−Ｌ・di/dt［Ｖ］の電圧が発生する。この電
圧Vtは電圧端子リード５と電線６を介してクエンチ検出
回路７で検出される。超電導コイルが正常で超電導状態
にあるならば、検出される電圧Vtは計算で得られる電圧
値とほぼ等しい。
励磁電源８の電流を増加させると、この電流が電流パワ
ーリード４を通って超電導コイル１に流れ始める。その
時超電導コイル１の両端には、電流の増加スピード（di
/dt）と超電導コイル１のインピーダンス（Ｌ［Ｈ］）
の積Vt＝−Ｌ・di/dt［Ｖ］の電圧が発生する。この電
圧Vtは電圧端子リード５と電線６を介してクエンチ検出
回路７で検出される。超電導コイルが正常で超電導状態
にあるならば、検出される電圧Vtは計算で得られる電圧
値とほぼ等しい。
超電導コイル１にクエンチが発生すると、超電導コイル
１の抵抗が急激に増加するため、電流が急激に減少す
る。そのためＬ・di/dtで表される電圧Vtが非常に高い
値となる。この時、高電圧のVtを検出したクエンチ検出
回路７から励磁電源８に遮断命令が出される。かくして
励磁電源８が遮断されて超電導コイル１の焼損を防ぐこ
とができる。
１の抵抗が急激に増加するため、電流が急激に減少す
る。そのためＬ・di/dtで表される電圧Vtが非常に高い
値となる。この時、高電圧のVtを検出したクエンチ検出
回路７から励磁電源８に遮断命令が出される。かくして
励磁電源８が遮断されて超電導コイル１の焼損を防ぐこ
とができる。
ところで第４図に示す超電導マグネット装置において、
電流パワーリード４は液体ヘリウムの蒸発ガス９によっ
て冷却されるガス冷却パワーリードとなっている。この
蒸発ガス９を電流パワーリード４内を流し電流パワーリ
ードに設けられたガス取り出し口10から外部に流出させ
る。この時、蒸発ガスはその顕熱によりパワーリードに
発生するジュール熱と常温空間から電流パワーリードを
伝って侵入してくる熱を取り去り、外部に放出する。一
方、電圧端子リード５は電流パワーリード４から離れた
位置に電流パワーリードと並んで配設され、クライオス
タット２の別の箇所から外部に引き出されている。した
がって電圧端子リード５にはクエンチ時の高電圧に耐え
る厚い絶縁被覆を必要とし、また電流パワーリードのよ
うに蒸発ガスの流れで冷却されることもないので、それ
だけ太い導線を必要とする。
電流パワーリード４は液体ヘリウムの蒸発ガス９によっ
て冷却されるガス冷却パワーリードとなっている。この
蒸発ガス９を電流パワーリード４内を流し電流パワーリ
ードに設けられたガス取り出し口10から外部に流出させ
る。この時、蒸発ガスはその顕熱によりパワーリードに
発生するジュール熱と常温空間から電流パワーリードを
伝って侵入してくる熱を取り去り、外部に放出する。一
方、電圧端子リード５は電流パワーリード４から離れた
位置に電流パワーリードと並んで配設され、クライオス
タット２の別の箇所から外部に引き出されている。した
がって電圧端子リード５にはクエンチ時の高電圧に耐え
る厚い絶縁被覆を必要とし、また電流パワーリードのよ
うに蒸発ガスの流れで冷却されることもないので、それ
だけ太い導線を必要とする。
超電導コイルが励磁運転中にクエンチした時、超電導コ
イルの端子電圧は数千Ｖにもなる場合がある。そのた
め、極低温部から常温空間に引き出す電圧端子リードの
電気絶縁には、従来から注意深く対策が施されている。
しかし、超電導の実験段階では、電圧端子リードがクラ
イオスタットあるいはそれに付随する部品との間で引き
起こす絶縁破壊による超電導マグネットの焼損事故はし
ばしば発生している。
イルの端子電圧は数千Ｖにもなる場合がある。そのた
め、極低温部から常温空間に引き出す電圧端子リードの
電気絶縁には、従来から注意深く対策が施されている。
しかし、超電導の実験段階では、電圧端子リードがクラ
イオスタットあるいはそれに付随する部品との間で引き
起こす絶縁破壊による超電導マグネットの焼損事故はし
ばしば発生している。
電気絶縁を強化するためには、電圧端子リードの導体を
太くし、また絶縁被覆を厚くすればよい。しかし、電圧
端子リードが大型になり、そのため常温空間から低温部
へ侵入する熱量が増加し、クライオスタット等の機器が
大型化し、冷媒の蒸発量の増加による熱効率の低下を招
く。特に近頃、電流パワーリードの取り付け部分を狭く
して、極力熱の侵入を減らす設計がなされている。この
ことは回転状態で用いられる回転クライオスタットでも
同様であり、電流パワーリードの引き出し部が狭小なた
め従来型の電圧端子リードの配設は困難で、設置場所が
確保できない場合も起きる。
太くし、また絶縁被覆を厚くすればよい。しかし、電圧
端子リードが大型になり、そのため常温空間から低温部
へ侵入する熱量が増加し、クライオスタット等の機器が
大型化し、冷媒の蒸発量の増加による熱効率の低下を招
く。特に近頃、電流パワーリードの取り付け部分を狭く
して、極力熱の侵入を減らす設計がなされている。この
ことは回転状態で用いられる回転クライオスタットでも
同様であり、電流パワーリードの引き出し部が狭小なた
め従来型の電圧端子リードの配設は困難で、設置場所が
確保できない場合も起きる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
電圧端子リードを電流パワーリードに付属するような形
態で配設することにより、電圧端子リードの絶縁性の安
定化、かつ配設箇所の狭小化を図った構造を有する超電
導マグネット装置を提供することを目的としている。
電圧端子リードを電流パワーリードに付属するような形
態で配設することにより、電圧端子リードの絶縁性の安
定化、かつ配設箇所の狭小化を図った構造を有する超電
導マグネット装置を提供することを目的としている。
第４図に見られるように、電流パワーリード４と電圧端
子リード５は超電導コイル１の端部のほぼ同一箇所に結
線されている。これは、電流パワーリード４と電圧端子
リード５とは定常運転時またはクエンチ時にかかわら
ず、常にほぼ同一電位にあることを意味する。
子リード５は超電導コイル１の端部のほぼ同一箇所に結
線されている。これは、電流パワーリード４と電圧端子
リード５とは定常運転時またはクエンチ時にかかわら
ず、常にほぼ同一電位にあることを意味する。
通常、電流パワーリードは数百Ａから数千Ａの大電流を
流すため、太い導体が用いられる。またその導体に発生
するジュール熱や常温空間から侵入する熱を取り去るた
めに、液体ヘリウムの冷媒ガスを利用したガス冷却パワ
ーリード構造とする。そのため、電流パワーリードは非
常に強固に作られ、クエンチ時に発生する数千Ｖの電気
絶縁耐圧は十分に持つように作られる。
流すため、太い導体が用いられる。またその導体に発生
するジュール熱や常温空間から侵入する熱を取り去るた
めに、液体ヘリウムの冷媒ガスを利用したガス冷却パワ
ーリード構造とする。そのため、電流パワーリードは非
常に強固に作られ、クエンチ時に発生する数千Ｖの電気
絶縁耐圧は十分に持つように作られる。
本発明は、上記のように電流パワーリードと電圧端子リ
ードの電位がほぼ同じであることに着目し、構造が頑丈
で、電気絶縁耐圧が十分にある電流パワーリードの内部
にまたはそれに接して電圧リードを配設する構造とし
た。
ードの電位がほぼ同じであることに着目し、構造が頑丈
で、電気絶縁耐圧が十分にある電流パワーリードの内部
にまたはそれに接して電圧リードを配設する構造とし
た。
したがって、本発明の超電導マグネット装置は、クライ
オスタットと、該クライオスタット内の冷媒液中に設置
された超電導コイルと、クライオスタット外部から超電
導コイルまで配設された電流パワーリードおよび電圧端
子リードとを具備し、かつ電流パワーリードは前記冷媒
液から蒸発し外部に流出する冷媒ガスにより冷却される
ガス冷却パワーリード構造を有し、電圧端子リードは電
流パワーリード内を通ってまたはそれに接して配設され
ていることを特徴としている。
オスタットと、該クライオスタット内の冷媒液中に設置
された超電導コイルと、クライオスタット外部から超電
導コイルまで配設された電流パワーリードおよび電圧端
子リードとを具備し、かつ電流パワーリードは前記冷媒
液から蒸発し外部に流出する冷媒ガスにより冷却される
ガス冷却パワーリード構造を有し、電圧端子リードは電
流パワーリード内を通ってまたはそれに接して配設され
ていることを特徴としている。
さらに具体的に説明すると、電流パワーリードは、該電
流パワーリードの導体と該導体を包囲して該導体に取り
付けられた外筒との間に形成された流路を通って外部に
流出する冷媒液の蒸発ガスにより冷却され、一方、電圧
端子リードは前記電流パワーリードの導体に巻き付いて
配設されている。
流パワーリードの導体と該導体を包囲して該導体に取り
付けられた外筒との間に形成された流路を通って外部に
流出する冷媒液の蒸発ガスにより冷却され、一方、電圧
端子リードは前記電流パワーリードの導体に巻き付いて
配設されている。
また電圧端子リードに関しては、電流パワーリードの軸
心部に穴を設けその穴を通して電圧端子リードを配設し
てもよいし、あるいは、電流パワーリードの導体外周に
螺旋状にフィンを取り付けそのフィンに導体と軸平行に
穴を明けその穴を通して電圧端子リードを配設してもよ
く、あるいは、外筒に巻き付けて電圧端子リードを配設
してもよい。
心部に穴を設けその穴を通して電圧端子リードを配設し
てもよいし、あるいは、電流パワーリードの導体外周に
螺旋状にフィンを取り付けそのフィンに導体と軸平行に
穴を明けその穴を通して電圧端子リードを配設してもよ
く、あるいは、外筒に巻き付けて電圧端子リードを配設
してもよい。
従来のように超電導コイルから電流パワーリードと電圧
端子リードを別々に引き出すと、電流パワーリードと電
圧端子リード双方に高耐電圧構造の必要がある。前述し
たように、電流パワーリードは大電流を流す必要上強固
に作られるため、高耐電圧構造にしやすいが、一方、電
圧端子リードは電流がほとんど流れないことと、常温空
間から導体を伝わってくる侵入熱を極力少なくするた
め、細い銅線に数千Ｖの耐電圧のある絶対物を被せた軟
構造の電線を用いることが多い。そのため、クライオス
タット内の配設工事が難しく、傷がつき易く、マイナス
270℃程度まで冷却されてひび割れが生じるなどの原因
で、実験中にこれまで電圧端子リードに絶縁破壊が発生
した。
端子リードを別々に引き出すと、電流パワーリードと電
圧端子リード双方に高耐電圧構造の必要がある。前述し
たように、電流パワーリードは大電流を流す必要上強固
に作られるため、高耐電圧構造にしやすいが、一方、電
圧端子リードは電流がほとんど流れないことと、常温空
間から導体を伝わってくる侵入熱を極力少なくするた
め、細い銅線に数千Ｖの耐電圧のある絶対物を被せた軟
構造の電線を用いることが多い。そのため、クライオス
タット内の配設工事が難しく、傷がつき易く、マイナス
270℃程度まで冷却されてひび割れが生じるなどの原因
で、実験中にこれまで電圧端子リードに絶縁破壊が発生
した。
本発明では、電圧端子リードを高耐電圧構造の電流パワ
ーリード内に、またはそれに接して配設して一体化する
ことにより、対地（対クライオスタット）間耐電圧は電
流パワーリードが持つため、電圧端子リードの電気絶縁
耐圧は電流パワーリードの電圧降下と、超電導コイル電
流パワーリードの接続抵抗による電圧降下の合計、約数
Ｖあればよく、薄い絶縁被覆の電線を採用でき、配設も
容易になる。
ーリード内に、またはそれに接して配設して一体化する
ことにより、対地（対クライオスタット）間耐電圧は電
流パワーリードが持つため、電圧端子リードの電気絶縁
耐圧は電流パワーリードの電圧降下と、超電導コイル電
流パワーリードの接続抵抗による電圧降下の合計、約数
Ｖあればよく、薄い絶縁被覆の電線を採用でき、配設も
容易になる。
以下本発明の実施例を図面により説明する。第１図は本
発明による超電導マグネット装置の第１の実施例を示す
図である。
発明による超電導マグネット装置の第１の実施例を示す
図である。
第１図に示す超電導マグネット装置において、電流パワ
ーリード４および電圧端子リード５を除く他の構造、配
置はほぼ第４図により説明したのと同じであり、また超
電導マグネット装置の配線接続は同じである。したがっ
てそれら同一部分の説明は重複を避けるために省略し、
相違する電流パワーリード４と電圧端子リード５につい
て主に説明する。
ーリード４および電圧端子リード５を除く他の構造、配
置はほぼ第４図により説明したのと同じであり、また超
電導マグネット装置の配線接続は同じである。したがっ
てそれら同一部分の説明は重複を避けるために省略し、
相違する電流パワーリード４と電圧端子リード５につい
て主に説明する。
第１図において、電流パワーリード４は超電導コイル１
に接続する導体4aと、導体4aを包囲して液体ヘリウム３
液面上方に開口を有する外筒4bと、導体4aの外周に螺旋
状に設けられたフィン4cとから構成されており、外筒4b
には常温空間に突出した部分にガス取出し口10を設けて
いる。電圧端子リード５は超電導コイル１との接続点か
ら導体4aの外周に螺旋状に巻き付けて導かれ、外筒4bで
常温空間に突出した部分に設けられた電圧接続端子11、
さらに電線６を介してクエンチ検出回路７に接続する。
に接続する導体4aと、導体4aを包囲して液体ヘリウム３
液面上方に開口を有する外筒4bと、導体4aの外周に螺旋
状に設けられたフィン4cとから構成されており、外筒4b
には常温空間に突出した部分にガス取出し口10を設けて
いる。電圧端子リード５は超電導コイル１との接続点か
ら導体4aの外周に螺旋状に巻き付けて導かれ、外筒4bで
常温空間に突出した部分に設けられた電圧接続端子11、
さらに電線６を介してクエンチ検出回路７に接続する。
また、液体ヘリウム３の冷媒ガスは外筒4bの開口からフ
ィン4cによって作られた螺旋状流路を通りガス取出し口
10を経て外部に流出する。この時、冷媒ガス９はその顕
熱により電流パワーリード４および電圧端子リード５を
冷却し、電流パワーリード４に生ずるジュール熱と、電
流パワーリード４および電圧端子リード４を通って外部
からクライオスタット２内に侵入する熱を奪って、外部
に放出する。このように電圧端子リード５を電流パワー
リード４と一体化したので、超電導コイルのクエンチ時
に発生する高電圧に対する電気絶縁耐圧を電流パワーリ
ード４に持たせることができ、電圧端子リード５の絶縁
被覆を薄くすることができ、また冷却の効果で電圧端子
リード５の導体を細くフレキシブルにすることができ、
ひいては電圧端子リードの配線を容易にし、電圧端子リ
ードの配設場所を確保することができる。
ィン4cによって作られた螺旋状流路を通りガス取出し口
10を経て外部に流出する。この時、冷媒ガス９はその顕
熱により電流パワーリード４および電圧端子リード５を
冷却し、電流パワーリード４に生ずるジュール熱と、電
流パワーリード４および電圧端子リード４を通って外部
からクライオスタット２内に侵入する熱を奪って、外部
に放出する。このように電圧端子リード５を電流パワー
リード４と一体化したので、超電導コイルのクエンチ時
に発生する高電圧に対する電気絶縁耐圧を電流パワーリ
ード４に持たせることができ、電圧端子リード５の絶縁
被覆を薄くすることができ、また冷却の効果で電圧端子
リード５の導体を細くフレキシブルにすることができ、
ひいては電圧端子リードの配線を容易にし、電圧端子リ
ードの配設場所を確保することができる。
なお、第１図に示す第１の実施例では、電圧端子リード
５は電流パワーリード４の導体4aに巻き付けているが、
その他に電圧端子リード５を電流パワーリード４の外筒
4bに巻き付ける。または電流パワーリード４の導体4aの
軸心部に穴を設けてその穴に電圧端子リード５を通す、
あるいは電流パワーリード４のフィン4cに導体4aと平行
に穴を設けその穴にリジッドな電圧端子リードを通す構
造にすることもできる。これらの構造によっても、第１
実施例と同じように、クエンチ時の高電圧に対する電気
絶縁耐圧を電流パワーリード４に持たせることができ、
電圧端子リード５を細くすることができ、電圧端子リー
ドの配設場所を確保することができる。さらに、電圧端
子リードは電流パワーリードに沿うため、直線的に配線
でき、線材の使用量も従来より少なく、超電導マグネッ
ト装置の軽量化が図れる。上記のように小型化、軽量化
された超電導マグネット装置は高い回転遠心力の加わる
回転クライオスタットに適用した場合非常に有効であ
る。また冷媒として液体ヘリウムに限らず、超電導コイ
ルの構成材料他に適合するたとえば液体窒素を用いても
よい。
５は電流パワーリード４の導体4aに巻き付けているが、
その他に電圧端子リード５を電流パワーリード４の外筒
4bに巻き付ける。または電流パワーリード４の導体4aの
軸心部に穴を設けてその穴に電圧端子リード５を通す、
あるいは電流パワーリード４のフィン4cに導体4aと平行
に穴を設けその穴にリジッドな電圧端子リードを通す構
造にすることもできる。これらの構造によっても、第１
実施例と同じように、クエンチ時の高電圧に対する電気
絶縁耐圧を電流パワーリード４に持たせることができ、
電圧端子リード５を細くすることができ、電圧端子リー
ドの配設場所を確保することができる。さらに、電圧端
子リードは電流パワーリードに沿うため、直線的に配線
でき、線材の使用量も従来より少なく、超電導マグネッ
ト装置の軽量化が図れる。上記のように小型化、軽量化
された超電導マグネット装置は高い回転遠心力の加わる
回転クライオスタットに適用した場合非常に有効であ
る。また冷媒として液体ヘリウムに限らず、超電導コイ
ルの構成材料他に適合するたとえば液体窒素を用いても
よい。
第２図は本発明の第２の実施例を示す図である。第２の
実施例は第１の実施例の超電導マグネット装置に加え
て、電流パワーリードと超電導コイルの間に電流端子接
点を設け、さらに電圧端子リードと超電導コイルの間に
電圧端子接点を設けている。これら追加された部分を除
いた他の構成部分は第１の実施例と同じであるので、説
明を省略すし、追加された部分のみを説明する。
実施例は第１の実施例の超電導マグネット装置に加え
て、電流パワーリードと超電導コイルの間に電流端子接
点を設け、さらに電圧端子リードと超電導コイルの間に
電圧端子接点を設けている。これら追加された部分を除
いた他の構成部分は第１の実施例と同じであるので、説
明を省略すし、追加された部分のみを説明する。
第２図において、超電導コイル１の上に設けられた枠上
に超電導コイル１と接続する電流端子接点12を固定し、
この電流端子接点12は電流パワーリード４の導体4aの先
端部が嵌合するよう構成されている。また前記枠上に超
電導コイル１と接続する電圧端子接点13を電流端子接点
12と隣合わせに固定し、電流パワーリード４の外筒4bの
開口部分に絶縁して取り付け電圧端子リード５と接続す
る電圧端子片14と嵌合するように構成されている。図
中、左側の電流パワーリードは電流端子接点12に装着し
た状態を示し、右側の電流パワーリードは引き抜かれた
状態を示す。電圧端子片14に接続された電圧端子リード
５は電流パワーリード４内を通り電圧接続端子11から電
線６によりクエンチ検出回路７に導かれる。この場合、
電流パワリードを引き抜いた後には電圧端子リードは役
立たないが、電流パワーリードを装着し、超電導マグネ
ットを励磁するとき、減磁するときに起こるクエンチの
検出には有効に使用することができる。
に超電導コイル１と接続する電流端子接点12を固定し、
この電流端子接点12は電流パワーリード４の導体4aの先
端部が嵌合するよう構成されている。また前記枠上に超
電導コイル１と接続する電圧端子接点13を電流端子接点
12と隣合わせに固定し、電流パワーリード４の外筒4bの
開口部分に絶縁して取り付け電圧端子リード５と接続す
る電圧端子片14と嵌合するように構成されている。図
中、左側の電流パワーリードは電流端子接点12に装着し
た状態を示し、右側の電流パワーリードは引き抜かれた
状態を示す。電圧端子片14に接続された電圧端子リード
５は電流パワーリード４内を通り電圧接続端子11から電
線６によりクエンチ検出回路７に導かれる。この場合、
電流パワリードを引き抜いた後には電圧端子リードは役
立たないが、電流パワーリードを装着し、超電導マグネ
ットを励磁するとき、減磁するときに起こるクエンチの
検出には有効に使用することができる。
本発明によれば、超電導マグネット装置において、電圧
端子リードを電流パワーリード内を通ってまたはそれに
接して配設したので、電圧端子リードの電気絶縁を、本
質的に構造が頑丈で絶縁耐圧の大きい電流パワーリード
に依存することができ、電圧端子リードの導線を細く絶
縁被覆を薄くでき、電圧端子リードの配設箇所の確保と
ともに占有場所を狭小にでき装置の小型化、軽量化を図
ることができる。さらに電圧端子リードは電流パワーリ
ードと共に超電導コイルを冷却する冷媒液から蒸発し外
部に流出する冷媒ガスにより冷却されるので、電流パワ
ーリードに生ずるジュール熱および常温空間から電流パ
ワーリードを伝って侵入する熱と共に電圧端子リードを
伝って侵入する熱を冷媒ガスにより除去でき、装置全体
としての熱効率を上げることができる。
端子リードを電流パワーリード内を通ってまたはそれに
接して配設したので、電圧端子リードの電気絶縁を、本
質的に構造が頑丈で絶縁耐圧の大きい電流パワーリード
に依存することができ、電圧端子リードの導線を細く絶
縁被覆を薄くでき、電圧端子リードの配設箇所の確保と
ともに占有場所を狭小にでき装置の小型化、軽量化を図
ることができる。さらに電圧端子リードは電流パワーリ
ードと共に超電導コイルを冷却する冷媒液から蒸発し外
部に流出する冷媒ガスにより冷却されるので、電流パワ
ーリードに生ずるジュール熱および常温空間から電流パ
ワーリードを伝って侵入する熱と共に電圧端子リードを
伝って侵入する熱を冷媒ガスにより除去でき、装置全体
としての熱効率を上げることができる。
上記のように小型化、軽量化および熱効率の向上を図っ
た本発明の装置を高い回転遠心力の加わる回転クライオ
スタットに適用した場合、非常に有効である。
た本発明の装置を高い回転遠心力の加わる回転クライオ
スタットに適用した場合、非常に有効である。
第１図は本発明による超電導マグネット装置の第１の実
施例の概略構成図、第２図は本発明の第２の実施例の概
略構造図、第３図は超電導マグネット装置の配線接続
図、第４図は従来の超電導マグネット装置の概略構成図
である。 １……超電導コイル、２……クライオスタット、３……
液体ヘリウム、４……電流パワーリード、4a……電流パ
ワーリードの導体、4b……外筒、4c……フィン、５……
電圧端子リード、６……電線、７……クエンチ検出回
路、８……励磁電源、９……冷媒ガス、10……ガス取出
し口、11……電圧接続端子、12……電流端子接点、13…
…電圧端子接点。
施例の概略構成図、第２図は本発明の第２の実施例の概
略構造図、第３図は超電導マグネット装置の配線接続
図、第４図は従来の超電導マグネット装置の概略構成図
である。 １……超電導コイル、２……クライオスタット、３……
液体ヘリウム、４……電流パワーリード、4a……電流パ
ワーリードの導体、4b……外筒、4c……フィン、５……
電圧端子リード、６……電線、７……クエンチ検出回
路、８……励磁電源、９……冷媒ガス、10……ガス取出
し口、11……電圧接続端子、12……電流端子接点、13…
…電圧端子接点。
Claims (7)
- 【請求項１】クライオスタットと、該クライオスタット
内の冷媒液中に設置された超電導コイルと、前記クライ
オスタット外部から前記超電導コイルまで配設された電
流パワーリードおよび電圧端子リードとを具備し、かつ
前記電流パワーリードは前記冷媒液から蒸発し外部に流
出する冷媒ガスにより冷却されるガス冷却パワーリード
構造を有する超電導マグネット装置において、前記電圧
端子リードは前記電流パワーリード内を通って配設され
ていることを特徴とする超電導マグネット装置。 - 【請求項２】クライオスタットと、該クライオスタット
内の冷媒液中に設置された超電導コイルと、前記クライ
オスタット外部から前記超電導コイルまで配設された電
流パワーリードおよび電圧端子リードとを具備し、前記
電流パワーリードは、該電流パワーリードの導体と該導
体を包囲して該導体に取り付けられた外筒との間に形成
された流路を通って外部に流出する前記冷媒液の蒸発し
た冷媒ガスにより、冷却される超電導マグネット装置に
おいて、前記電圧端子リードは前記電流パワーリードの
導体に巻き付いて配設されていることを特徴とする超電
導マグネット装置。 - 【請求項３】クライオスタットと、該クライオスタット
内の冷媒液中に設置された超電導コイルと、前記クライ
オスタット外部から前記超電導コイルまで配設された電
流パワーリードおよび電圧端子リードとを具備し、前記
電流パワーリードは、該電流パワーリードの導体と該導
体を包囲して該導体に取り付けられた外筒との間に形成
された流路を通って外部に流出する前記冷媒液の蒸発し
た冷媒ガスにより、冷却される超電導マグネット装置に
おいて、前記電圧端子リードは前記電流パワーリードの
軸心部に設けられた穴を通して配設されていることを特
徴とする超電導マグネット装置。 - 【請求項４】クライオスタットと、該クライオスタット
内の冷媒液中に設置された超電導コイルと、前記クライ
オスタット外部から前記超電導コイルまで配設された電
流パワーリードおよび電圧端子リードとを具備し、前記
電流パワーリードは、該電流パワーリードの導体と該導
体を包囲して該導体に取り付けられた外筒との間に形成
された流路を通って外部に流出する前記冷媒液の蒸発し
た冷媒ガスにより、冷却される超電導マグネット装置に
おいて、前記電圧端子リードは前記電流パワーリードの
導体外周に螺旋状に取り付けられたフィンに前記導体と
軸平行に設けられた穴を通して配設されていることを特
徴とする超電導マグネット装置。 - 【請求項５】クライオスタットと、該クライオスタット
内の冷媒液中に設置された超電導コイルと、前記クライ
オスタット外部から前記超電導コイルまで配設された電
流パワーリードおよび電圧端子リードとを具備し、前記
電流パワーリードは、該電流パワーリードの導体と該導
体を包囲して該導体に取り付けられた外筒との間に形成
された流路を通って外部に流出する前記冷媒液の蒸発し
た冷媒ガスにより、冷却される超電導マグネット装置に
おいて、前記電圧端子リードは前記外筒に巻き付いて配
設されていることを特徴とする超電導マグネット装置。 - 【請求項６】前記クライオスタットは回転駆動される回
転クライオスタットなることを特徴とする請求項１〜５
記載の超電導マグネット装置。 - 【請求項７】前記電流パワーリードと超電導コイルとの
接続部分および電圧端子リードと超電導コイルとの接続
部分それぞれに着脱装置を設けたことを特徴とする請求
項１〜５記載の超電導マグネット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241645A JPH0697643B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 超電導マグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241645A JPH0697643B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 超電導マグネット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04120709A JPH04120709A (ja) | 1992-04-21 |
| JPH0697643B2 true JPH0697643B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=17077400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2241645A Expired - Lifetime JPH0697643B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 超電導マグネット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697643B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5259377B2 (ja) * | 2008-12-22 | 2013-08-07 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 超電導磁石装置 |
| JP2013187405A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Toshiba Corp | 超伝導マグネット装置の接続導体及び超伝導マグネット装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH069454Y2 (ja) * | 1985-12-13 | 1994-03-09 | 富士電機株式会社 | 極低温装置用ガス冷却式電流リ−ド |
| JPH0294503A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導マグネット装置 |
-
1990
- 1990-09-12 JP JP2241645A patent/JPH0697643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04120709A (ja) | 1992-04-21 |
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