JPH0774018A - 超電導装置の電流リード - Google Patents
超電導装置の電流リードInfo
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- JPH0774018A JPH0774018A JP5220872A JP22087293A JPH0774018A JP H0774018 A JPH0774018 A JP H0774018A JP 5220872 A JP5220872 A JP 5220872A JP 22087293 A JP22087293 A JP 22087293A JP H0774018 A JPH0774018 A JP H0774018A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】液体窒素の凍結を防止することにより、電流リ
ードの損傷を防ぎ、かつ電流の通流が常時可能な状態に
保持する。 【構成】真空断熱容器内の液体ヘリウム容器１２に液体
ヘリウムに浸漬した状態で収納された超電導コイル１１
に外部より電流を通流する電流リード１が、良導電性金
属導体からなる高温側リード２と、酸化物系超電導導体
からなる低温側リード３と、両者を直列接続しかつ冷却
するそれ自身液体窒素冷却される熱交換ブロック４と、
高温側リードが熱交換ブロック内で気化した低温の窒素
ガスにより冷却されるものにおいて、熱交換ブロック内
の液体窒素の凍結防止手段２１として、埋込電気ヒ−タ
２２を良導電性金属板２３中に埋設した加熱板を熱交換
ブロックに密接して設ける。
ードの損傷を防ぎ、かつ電流の通流が常時可能な状態に
保持する。 【構成】真空断熱容器内の液体ヘリウム容器１２に液体
ヘリウムに浸漬した状態で収納された超電導コイル１１
に外部より電流を通流する電流リード１が、良導電性金
属導体からなる高温側リード２と、酸化物系超電導導体
からなる低温側リード３と、両者を直列接続しかつ冷却
するそれ自身液体窒素冷却される熱交換ブロック４と、
高温側リードが熱交換ブロック内で気化した低温の窒素
ガスにより冷却されるものにおいて、熱交換ブロック内
の液体窒素の凍結防止手段２１として、埋込電気ヒ−タ
２２を良導電性金属板２３中に埋設した加熱板を熱交換
ブロックに密接して設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、極低温にある超電導
コイルに室温にある電源からの電流を通流する電流リー
ド、ことにリードの低温側に酸化物系超電導導体を用い
た電流リードの冷却構造に関する。
コイルに室温にある電源からの電流を通流する電流リー
ド、ことにリードの低温側に酸化物系超電導導体を用い
た電流リードの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導コイルは通常液体ヘリウム等の極
低温冷媒によって冷却されるため、液体窒素シールドや
高真空などで熱の浸入を阻止した断熱真空容器内に設け
られた液体ヘリウム容器に、液体ヘリウムに浸漬した状
態で収納される。電流リードは極低温に保持された超電
導電磁石としての超電導コイルに常温側から励磁電流を
通流するために設けられるものであり、リードで発生す
るジュール熱および常温側から極低温側に伝導により浸
入する熱を低減するために、電流リードの内部に気化し
た低温のヘリウムガスを流すよう構成したものが知られ
ている。この場合、電流リードの材料としては銅または
銅合金のような良導電性金属導体を用いるのが一般的で
あるが、その熱伝導率が高く浸入熱を低減する効果を期
待できないため、電流リードの侵入熱による液体ヘリウ
ムの気化量が超電導装置全体の液体ヘリウムの消費量の
大部分を占めるという問題があった。そこで、電流リー
ドを良導電性金属導体を用いた高温側リードと酸化物系
超電導導体を用いた低温側リードとの直列接続体とし、
両者の中間接続部に液体窒素冷却される良導電性金属容
器（熱交換ブロック）を設けて高温側リードからの侵入
熱を吸収し、かつ低温側リードを液体窒素およびヘリウ
ムガス冷却して液体窒素温度（７７．３５Ｋ）以下に保
ち、低温側リードを超電導状態に保持してジュ−ル発熱
を零にするとともに、その低熱伝導性を利用して液体ヘ
リウムの消費量を低減した電流リードが、例えば特開平
４−９４１０５号，特開平５−４８１５６号などで開示
されている。
低温冷媒によって冷却されるため、液体窒素シールドや
高真空などで熱の浸入を阻止した断熱真空容器内に設け
られた液体ヘリウム容器に、液体ヘリウムに浸漬した状
態で収納される。電流リードは極低温に保持された超電
導電磁石としての超電導コイルに常温側から励磁電流を
通流するために設けられるものであり、リードで発生す
るジュール熱および常温側から極低温側に伝導により浸
入する熱を低減するために、電流リードの内部に気化し
た低温のヘリウムガスを流すよう構成したものが知られ
ている。この場合、電流リードの材料としては銅または
銅合金のような良導電性金属導体を用いるのが一般的で
あるが、その熱伝導率が高く浸入熱を低減する効果を期
待できないため、電流リードの侵入熱による液体ヘリウ
ムの気化量が超電導装置全体の液体ヘリウムの消費量の
大部分を占めるという問題があった。そこで、電流リー
ドを良導電性金属導体を用いた高温側リードと酸化物系
超電導導体を用いた低温側リードとの直列接続体とし、
両者の中間接続部に液体窒素冷却される良導電性金属容
器（熱交換ブロック）を設けて高温側リードからの侵入
熱を吸収し、かつ低温側リードを液体窒素およびヘリウ
ムガス冷却して液体窒素温度（７７．３５Ｋ）以下に保
ち、低温側リードを超電導状態に保持してジュ−ル発熱
を零にするとともに、その低熱伝導性を利用して液体ヘ
リウムの消費量を低減した電流リードが、例えば特開平
４−９４１０５号，特開平５−４８１５６号などで開示
されている。
【０００３】図４は従来の超電導装置の電流リードを模
式化して示す断面図である。図において、超電導コイル
１１は図示しない断熱真空容器内に設けられた液体ヘリ
ウム容器１２内に液体ヘリウムＨe に浸漬した状態で収
納され、超電導状態が保持される。電流リード１は銅ま
たは銅合金等の良導電性金属導体６からなる高温側リー
ド２と、酸化物系超電導導体からなる低温側リード３と
の直列接続体からなり、良導電性金属からなり液体窒素
Ｎ2 冷却される熱交換ブロック４を介して両者が直列接
続され、低温端子金具３Ａが超電導コイル１１に接続さ
れ、常温端子金具２Ａが図示しない電源に接続されるこ
とにより、超電導コイル１に電流が供給される。
式化して示す断面図である。図において、超電導コイル
１１は図示しない断熱真空容器内に設けられた液体ヘリ
ウム容器１２内に液体ヘリウムＨe に浸漬した状態で収
納され、超電導状態が保持される。電流リード１は銅ま
たは銅合金等の良導電性金属導体６からなる高温側リー
ド２と、酸化物系超電導導体からなる低温側リード３と
の直列接続体からなり、良導電性金属からなり液体窒素
Ｎ2 冷却される熱交換ブロック４を介して両者が直列接
続され、低温端子金具３Ａが超電導コイル１１に接続さ
れ、常温端子金具２Ａが図示しない電源に接続されるこ
とにより、超電導コイル１に電流が供給される。
【０００４】また、高温側リード２は冷却フィン７を有
する良導電性金属導体６と、良導電性金属導体６との間
に冷却通路８を形成する筒状容器５とを備え、冷却通路
８の下端部が熱交換ブロック４内の液体窒素室に連通
し、上端部が排出口５Ａを介して外部に連通し、熱交換
ブロック内で気化した低温の窒素ガスＧＮ2 が冷却通路
８を介して外部に放出される。一方、低温側リード３は
液体ヘリウム容器１２に連通する筒状容器９で包囲さ
れ、液体ヘリウム容器１２内で気化した低温のヘリウム
ガスＧＨe が酸化物系超電導導体３の表面に沿って流れ
ることにより冷却される。従って、高温側リード２側の
侵入熱およびジュ−ル発熱は高温側リードの伝導によっ
て熱交換ブロック４に導かれ、熱交換ブロック内での液
体窒素の気化熱として吸収されるとともに、気化した低
温の窒素ガスが冷却フィンを有する冷却通路８を通って
排出される過程で高温側リードが冷却される。また、低
温側リード３はその上部側が液体窒素温度（約７７Ｋ）
に保持された熱交換ブロック４によって冷却され、下端
部側からは低温のヘリウムガスによって冷却されること
により、液体窒素温度以下に保持されて超電導状態とな
り、そのジュ−ル発熱が零になって低温端子金具３Ａ側
への侵入熱が減り、高価な液体ヘリウムの消費量が少な
く運転コストの低い超電導装置が得られる。
する良導電性金属導体６と、良導電性金属導体６との間
に冷却通路８を形成する筒状容器５とを備え、冷却通路
８の下端部が熱交換ブロック４内の液体窒素室に連通
し、上端部が排出口５Ａを介して外部に連通し、熱交換
ブロック内で気化した低温の窒素ガスＧＮ2 が冷却通路
８を介して外部に放出される。一方、低温側リード３は
液体ヘリウム容器１２に連通する筒状容器９で包囲さ
れ、液体ヘリウム容器１２内で気化した低温のヘリウム
ガスＧＨe が酸化物系超電導導体３の表面に沿って流れ
ることにより冷却される。従って、高温側リード２側の
侵入熱およびジュ−ル発熱は高温側リードの伝導によっ
て熱交換ブロック４に導かれ、熱交換ブロック内での液
体窒素の気化熱として吸収されるとともに、気化した低
温の窒素ガスが冷却フィンを有する冷却通路８を通って
排出される過程で高温側リードが冷却される。また、低
温側リード３はその上部側が液体窒素温度（約７７Ｋ）
に保持された熱交換ブロック４によって冷却され、下端
部側からは低温のヘリウムガスによって冷却されること
により、液体窒素温度以下に保持されて超電導状態とな
り、そのジュ−ル発熱が零になって低温端子金具３Ａ側
への侵入熱が減り、高価な液体ヘリウムの消費量が少な
く運転コストの低い超電導装置が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電流リードの低温側に
酸化物系超電導導体としてイットリウム，バリウムを含
むセラミック系高温超電導体を用いた場合、液体窒素温
度以下で超電導常態を示し、ジュ−ル熱が零になるとと
もに、その熱伝導率が銅の１／１００程度と小さく伝導
による侵入熱を大幅に低減できるので、液体ヘリウムの
消費量が少なく運転コストの低い超電導装置が得られ
る。また、高温側リードの熱伝導による侵入熱，および
電流により発生するジュ−ル熱（併せて侵入熱と呼ぶ）
を、熱交換ブロック中の液体窒素の気化熱として吸収
し、中間接続部の温度を液体窒素温度近くに保持できる
ので、低温側に酸化物系超電導導体を用いることによっ
て液体ヘリウムの気化量が減少し、これに伴って低温の
ヘリウムガスによる低温側リードの冷却効果が不十分に
なっても、この不足分を熱交換ブロックの液体窒素冷却
効果によって補償して低温側リードの超電導状態を安定
に保持し、信頼性の高い電流リードを備えた超電導装置
を得ることができる。
酸化物系超電導導体としてイットリウム，バリウムを含
むセラミック系高温超電導体を用いた場合、液体窒素温
度以下で超電導常態を示し、ジュ−ル熱が零になるとと
もに、その熱伝導率が銅の１／１００程度と小さく伝導
による侵入熱を大幅に低減できるので、液体ヘリウムの
消費量が少なく運転コストの低い超電導装置が得られ
る。また、高温側リードの熱伝導による侵入熱，および
電流により発生するジュ−ル熱（併せて侵入熱と呼ぶ）
を、熱交換ブロック中の液体窒素の気化熱として吸収
し、中間接続部の温度を液体窒素温度近くに保持できる
ので、低温側に酸化物系超電導導体を用いることによっ
て液体ヘリウムの気化量が減少し、これに伴って低温の
ヘリウムガスによる低温側リードの冷却効果が不十分に
なっても、この不足分を熱交換ブロックの液体窒素冷却
効果によって補償して低温側リードの超電導状態を安定
に保持し、信頼性の高い電流リードを備えた超電導装置
を得ることができる。
【０００６】ところが、超電導コイル側で発熱を伴う異
常現象，例えば超電導コイルが局部的に常電導状態に転
移するクエンチ現象が発生すると、その発熱によって液
体ヘリウムが多量に気化し、この低温のヘリウムガスに
よって低温側リードおよび熱交換ブロックが過冷却状態
となり、熱交換ブロックおよびその注入管部分で液体窒
素がその融点（６３Ｋ）以下に冷却されて固体化（凍
結）するという現象が発生する。液体窒素は固体化する
と、水におけると同様にその比重が液体状態のそれより
大きくなるという性質があるため、固体窒素の体膨張に
熱交換ブロックおよびその注入管部分が耐え切れずに破
損するという事態が予想される。また、熱交換ブロック
内の液体窒素が一旦凍結すると、高温側リード側からの
侵入熱によって固体窒素が融解するのに時間がかかり、
この間超電導コイルの再励磁が困難になるという問題も
発生する。
常現象，例えば超電導コイルが局部的に常電導状態に転
移するクエンチ現象が発生すると、その発熱によって液
体ヘリウムが多量に気化し、この低温のヘリウムガスに
よって低温側リードおよび熱交換ブロックが過冷却状態
となり、熱交換ブロックおよびその注入管部分で液体窒
素がその融点（６３Ｋ）以下に冷却されて固体化（凍
結）するという現象が発生する。液体窒素は固体化する
と、水におけると同様にその比重が液体状態のそれより
大きくなるという性質があるため、固体窒素の体膨張に
熱交換ブロックおよびその注入管部分が耐え切れずに破
損するという事態が予想される。また、熱交換ブロック
内の液体窒素が一旦凍結すると、高温側リード側からの
侵入熱によって固体窒素が融解するのに時間がかかり、
この間超電導コイルの再励磁が困難になるという問題も
発生する。
【０００７】この発明の目的は、液体窒素の凍結を防止
することにより、電流リードの損傷を防ぎ、かつ電流の
通流が常時可能な状態に保持することにある。
することにより、電流リードの損傷を防ぎ、かつ電流の
通流が常時可能な状態に保持することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、真空断熱容器の液体ヘリウム容
器内に液体ヘリウムに浸漬した状態で収納された超電導
コイルに外部より電流を通流する電流リードが、良導電
性金属導体からなる高温側リードと、酸化物系超電導導
体からなる低温側リードと、高温側リードと低温側リー
ドとを直列に導電接続しかつ冷却する，それ自身液体窒
素冷却される熱交換ブロックと、前記高温側リード内に
形成されて熱交換ブロック内で気化した低温の窒素ガス
により前記良導電性金属導体を冷却する冷却通路とを備
えたものにおいて、前記熱交換ブロック内の液体窒素の
凍結防止手段を備えてなるものとする。
に、この発明によれば、真空断熱容器の液体ヘリウム容
器内に液体ヘリウムに浸漬した状態で収納された超電導
コイルに外部より電流を通流する電流リードが、良導電
性金属導体からなる高温側リードと、酸化物系超電導導
体からなる低温側リードと、高温側リードと低温側リー
ドとを直列に導電接続しかつ冷却する，それ自身液体窒
素冷却される熱交換ブロックと、前記高温側リード内に
形成されて熱交換ブロック内で気化した低温の窒素ガス
により前記良導電性金属導体を冷却する冷却通路とを備
えたものにおいて、前記熱交換ブロック内の液体窒素の
凍結防止手段を備えてなるものとする。
【０００９】凍結防止手段が埋込電気ヒ−タを良導電性
金属板中に埋設した加熱板からなり、この加熱板と熱交
換ブロックとを密接して一体化してなるものとする。凍
結防止手段が埋込電気ヒ−タからなり、この埋込電気ヒ
−タを熱交換ブロックの母材中に埋設してなるものとす
る。凍結防止手段が埋込電気ヒ−タと、熱交換ブロック
温度の監視センサと、検出温度が窒素の融点近傍にまで
低下したとき前記埋込ヒ−タに加熱を指令する制御回路
とからなるものとする。
金属板中に埋設した加熱板からなり、この加熱板と熱交
換ブロックとを密接して一体化してなるものとする。凍
結防止手段が埋込電気ヒ−タからなり、この埋込電気ヒ
−タを熱交換ブロックの母材中に埋設してなるものとす
る。凍結防止手段が埋込電気ヒ−タと、熱交換ブロック
温度の監視センサと、検出温度が窒素の融点近傍にまで
低下したとき前記埋込ヒ−タに加熱を指令する制御回路
とからなるものとする。
【００１０】
【作用】この発明において、高温側リードと低温側リー
ドとを直列に導電接続しかつ冷却するそれ自身液体窒素
室冷却される熱交換ブロックに、熱交換ブロック内の液
体窒素の凍結防止手段を設けるよう構成したことによ
り、超電導コイルでクエンチが発生して低温のヘリウム
ガスの気化量が急増したとき、凍結防止手段の発熱によ
って熱交換ブロックおよび液体窒素の注入口内の液体窒
素の凍結を防止できるので、液体窒素が凍結，膨張する
ことにより発生する熱交換ブロックおよび液体窒素の注
入口の損傷、および凍結した窒素が自然融解する迄の
間、電流の再通流が制約されるなどの従来の問題点を排
除し、電流リードを電流の通流が常時可能な状態に保持
する機能が得られる。
ドとを直列に導電接続しかつ冷却するそれ自身液体窒素
室冷却される熱交換ブロックに、熱交換ブロック内の液
体窒素の凍結防止手段を設けるよう構成したことによ
り、超電導コイルでクエンチが発生して低温のヘリウム
ガスの気化量が急増したとき、凍結防止手段の発熱によ
って熱交換ブロックおよび液体窒素の注入口内の液体窒
素の凍結を防止できるので、液体窒素が凍結，膨張する
ことにより発生する熱交換ブロックおよび液体窒素の注
入口の損傷、および凍結した窒素が自然融解する迄の
間、電流の再通流が制約されるなどの従来の問題点を排
除し、電流リードを電流の通流が常時可能な状態に保持
する機能が得られる。
【００１１】また、凍結防止手段を良導電性金属板中に
埋込電気ヒ−タを埋設した加熱板とし、この加熱板と熱
交換ブロックとを密接して一体化するよう構成すれば、
簡素な構成の凍結防止手段により、超電導コイルでクエ
ンチが発生して低温のヘリウムガスの気化量が急増した
とき、凍結防止手段の発熱によって熱交換ブロックおよ
び液体窒素の注入口内の液体窒素の凍結を防止できるの
で、液体窒素が凍結，膨張することにより発生する熱交
換ブロックおよび液体窒素の注入口の損傷、および凍結
した窒素が自然融解する迄の間、電流の再通流が制約さ
れるなどの従来の問題点を排除し、電流リードを電流の
通流が常時可能な状態に保持する機能が得られる。
埋込電気ヒ−タを埋設した加熱板とし、この加熱板と熱
交換ブロックとを密接して一体化するよう構成すれば、
簡素な構成の凍結防止手段により、超電導コイルでクエ
ンチが発生して低温のヘリウムガスの気化量が急増した
とき、凍結防止手段の発熱によって熱交換ブロックおよ
び液体窒素の注入口内の液体窒素の凍結を防止できるの
で、液体窒素が凍結，膨張することにより発生する熱交
換ブロックおよび液体窒素の注入口の損傷、および凍結
した窒素が自然融解する迄の間、電流の再通流が制約さ
れるなどの従来の問題点を排除し、電流リードを電流の
通流が常時可能な状態に保持する機能が得られる。
【００１２】さらに、凍結防止手段を埋込電気ヒ−タと
し、この埋込電気ヒ−タを熱交換ブロックの母材中に埋
設するよう構成すれば、より簡素な構成の凍結防止手段
により、上記と同様の機能が得られる。一方、凍結防止
手段を埋込電気ヒ−タと、熱交換ブロック温度の監視セ
ンサと、検出温度が窒素の融点近傍にまで低下したとき
埋込ヒ−タの加熱を指令する制御回路とで構成すれば、
クエンチの発生によるヘリウムガスの発生量の増加を、
熱交換ブロック温度の低下として温度監視センサが捕ら
え、その温度が窒素の融点近傍にまで低下したことを制
御回路が検知して埋込電気ヒ−タの加熱を指令するの
で、自動化することによって凍結防止手段の保護動作の
信頼性を向上し、液体窒素の凍結を確実に防止する機能
が得られる。
し、この埋込電気ヒ−タを熱交換ブロックの母材中に埋
設するよう構成すれば、より簡素な構成の凍結防止手段
により、上記と同様の機能が得られる。一方、凍結防止
手段を埋込電気ヒ−タと、熱交換ブロック温度の監視セ
ンサと、検出温度が窒素の融点近傍にまで低下したとき
埋込ヒ−タの加熱を指令する制御回路とで構成すれば、
クエンチの発生によるヘリウムガスの発生量の増加を、
熱交換ブロック温度の低下として温度監視センサが捕ら
え、その温度が窒素の融点近傍にまで低下したことを制
御回路が検知して埋込電気ヒ−タの加熱を指令するの
で、自動化することによって凍結防止手段の保護動作の
信頼性を向上し、液体窒素の凍結を確実に防止する機能
が得られる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の実施例になる超電導装置とその電
流リードを模式化して示す断面図であり、従来技術と同
じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重複し
た説明を省略する。図において、凍結防止手段２１は埋
込電気ヒ−タ２２を熱伝導性のよい金属板２３中に埋設
した加熱板として構成され、熱交換ブロック４の下面に
密着するよう取り付けられる。
る。図１はこの発明の実施例になる超電導装置とその電
流リードを模式化して示す断面図であり、従来技術と同
じ構成部分には同一参照符号を付すことにより、重複し
た説明を省略する。図において、凍結防止手段２１は埋
込電気ヒ−タ２２を熱伝導性のよい金属板２３中に埋設
した加熱板として構成され、熱交換ブロック４の下面に
密着するよう取り付けられる。
【００１４】このように構成された凍結防止手段２１を
有する電流リード１において、超電導コイル１１でクエ
ンチが発生して低温のヘリウムガスＧＨ2 の気化量が急
増したとき埋込電気ヒ−タ２２に通電すれば、凍結防止
手段２１の発熱によって熱交換ブロック４および液体窒
素の注入口４Ａ内の液体窒素の凍結を防止できるので、
液体窒素が凍結，膨張することによって発生する電流リ
ードの損傷，および電流の再通流に与える制約を排除
し、電流リードを電流の通流が常時可能な状態に保持で
きる利点が得られる。なお、液体ヘリウム容器１２には
バイパス通路１２Ｂを設け、低温側リード３側の筒状容
器９に流れる低温のヘリウムガス流量を制限するよう構
成してもよい。
有する電流リード１において、超電導コイル１１でクエ
ンチが発生して低温のヘリウムガスＧＨ2 の気化量が急
増したとき埋込電気ヒ−タ２２に通電すれば、凍結防止
手段２１の発熱によって熱交換ブロック４および液体窒
素の注入口４Ａ内の液体窒素の凍結を防止できるので、
液体窒素が凍結，膨張することによって発生する電流リ
ードの損傷，および電流の再通流に与える制約を排除
し、電流リードを電流の通流が常時可能な状態に保持で
きる利点が得られる。なお、液体ヘリウム容器１２には
バイパス通路１２Ｂを設け、低温側リード３側の筒状容
器９に流れる低温のヘリウムガス流量を制限するよう構
成してもよい。
【００１５】図２はこの発明の異なる実施例になる超電
導装置とその電流リードを模式化して示す断面図であ
り、凍結防止手段としての埋込ヒ−タ２２が熱交換ブロ
ック４の母材中に直接埋設された点が前述の実施例と異
なり、凍結防止手段をより簡素に構成して前記実施例と
同様に目的を達成することができる。図３はこの発明の
他の実施例になる超電導装置とその電流リードを模式化
して示す断面図であり、凍結防止手段３１を埋込電気ヒ
−タ２２と、熱交換ブロック温度の監視センサ３２と、
検出温度が窒素の融点（固体化開始温度）近傍にまで低
下したとき埋込ヒ−タ２２に加熱を指令する制御回路３
３とで構成すれば、クエンチの発生によるヘリウムガス
の発生量の増加を、熱交換ブロック４の温度の低下とし
て温度監視センサ３２が捕らえ、その温度が窒素の融点
近傍にまで低下したことを制御回路３３が検知して埋込
電気ヒ−タに加熱を指令するので、自動化することによ
って凍結防止手段の動作の信頼性が向上し、液体窒素が
凍結することにより発生する電流リードの損傷，および
電流の再通流に与える制約を未然に排除し、電流の通流
を常時可能な状態に保持できる電流リードを得ることが
できる。
導装置とその電流リードを模式化して示す断面図であ
り、凍結防止手段としての埋込ヒ−タ２２が熱交換ブロ
ック４の母材中に直接埋設された点が前述の実施例と異
なり、凍結防止手段をより簡素に構成して前記実施例と
同様に目的を達成することができる。図３はこの発明の
他の実施例になる超電導装置とその電流リードを模式化
して示す断面図であり、凍結防止手段３１を埋込電気ヒ
−タ２２と、熱交換ブロック温度の監視センサ３２と、
検出温度が窒素の融点（固体化開始温度）近傍にまで低
下したとき埋込ヒ−タ２２に加熱を指令する制御回路３
３とで構成すれば、クエンチの発生によるヘリウムガス
の発生量の増加を、熱交換ブロック４の温度の低下とし
て温度監視センサ３２が捕らえ、その温度が窒素の融点
近傍にまで低下したことを制御回路３３が検知して埋込
電気ヒ−タに加熱を指令するので、自動化することによ
って凍結防止手段の動作の信頼性が向上し、液体窒素が
凍結することにより発生する電流リードの損傷，および
電流の再通流に与える制約を未然に排除し、電流の通流
を常時可能な状態に保持できる電流リードを得ることが
できる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は前述のように、高温側リード
と低温側リードとを直列に導電接続しかつ冷却するそれ
自身液体窒素冷却される熱交換ブロックに、熱交換ブロ
ック内の液体窒素の凍結防止手段として例えば良導電性
金属板中に埋込電気ヒ−タを埋設した加熱板を設けるよ
う構成した。その結果、超電導コイルでクエンチが発生
して低温のヘリウムガスの気化量が急増したとき、凍結
防止手段の発熱によって熱交換ブロックの温度の低下を
防ぎ、液体窒素の凍結を防止できるので、従来、液体窒
素が凍結，膨張することによって発生した熱交換ブロッ
クおよび液体窒素の注入口の損傷、および凍結した窒素
が自然融解する迄の間、電流の再通流が制約されるなど
の問題点を排除し、電流の通流を常時可能な状態に安定
して保持できる電流リードを備えた超電導装置を提供す
ることができる。
と低温側リードとを直列に導電接続しかつ冷却するそれ
自身液体窒素冷却される熱交換ブロックに、熱交換ブロ
ック内の液体窒素の凍結防止手段として例えば良導電性
金属板中に埋込電気ヒ−タを埋設した加熱板を設けるよ
う構成した。その結果、超電導コイルでクエンチが発生
して低温のヘリウムガスの気化量が急増したとき、凍結
防止手段の発熱によって熱交換ブロックの温度の低下を
防ぎ、液体窒素の凍結を防止できるので、従来、液体窒
素が凍結，膨張することによって発生した熱交換ブロッ
クおよび液体窒素の注入口の損傷、および凍結した窒素
が自然融解する迄の間、電流の再通流が制約されるなど
の問題点を排除し、電流の通流を常時可能な状態に安定
して保持できる電流リードを備えた超電導装置を提供す
ることができる。
【図１】この発明の実施例になる超電導装置とその電流
リードを模式化して示す断面図
リードを模式化して示す断面図
【図２】この発明の異なる実施例になる超電導装置とそ
の電流リードを模式化して示す断面図
の電流リードを模式化して示す断面図
【図３】この発明の他の実施例になる超電導装置とその
電流リードを模式化して示す断面図
電流リードを模式化して示す断面図
【図４】従来の超電導装置の電流リードを模式化して示
す断面図
す断面図
１ 電流リード ２ 高温側リード ３ 低温側リード（酸化物系超電導導体） ４ 熱交換ブロック ４Ａ 液体窒素の注入口 ５ 筒状容器 ５Ａ 排出口 ６ 良導電性金属導体 ７ 冷却フィン ８ 冷却通路 ９ 筒状容器（低温側リード側） １１ 超電導コイル １２ 液体ヘリウム容器 ２１ 凍結防止手段（加熱板） ２２ 埋込ヒ−タ ２３ 良熱伝導性金属板 ３１ 凍結防止手段 ３２ 温度監視センサ ３３ 制御回路 ＧＨe 低温のヘリウムガス ＧＮ2 低温の窒素ガス
Claims (4)
- 【請求項１】真空断熱容器内の液体ヘリウム容器に液体
ヘリウムに浸漬した状態で収納された超電導コイルに外
部より電流を通流する電流リードが、良導電性金属導体
からなる高温側リードと、酸化物系超電導導体からなる
低温側リードと、高温側リードと低温側リードとを直列
に導電接続しかつ冷却する，それ自身液体窒素冷却され
る熱交換ブロックと、前記高温側リード内に形成されて
熱交換ブロック内で気化した低温の窒素ガスにより前記
良導電性金属導体を冷却する冷却通路とを備えたものに
おいて、前記熱交換ブロック内の液体窒素の凍結防止手
段を備えてなることを特徴とする超電導装置の電流リー
ド。 - 【請求項２】凍結防止手段が埋込電気ヒ−タを良導電性
金属板中に埋設した加熱板からなり、この加熱板と熱交
換ブロックとを密接して一体化してなることを特徴とす
る請求項１記載の超電導装置の電流リード。 - 【請求項３】凍結防止手段が埋込電気ヒ−タからなり、
この埋込電気ヒ−タを熱交換ブロックの母材中に埋設し
てなることを特徴とする請求項１記載の超電導装置の電
流リード。 - 【請求項４】凍結防止手段が埋込電気ヒ−タと、熱交換
ブロック温度の監視センサと、検出温度が窒素の融点近
傍にまで低下したとき前記埋込ヒ−タに加熱を指令する
制御回路とからなることを特徴とする請求項１記載の超
電導装置の電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5220872A JPH0774018A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 超電導装置の電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5220872A JPH0774018A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 超電導装置の電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774018A true JPH0774018A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16757865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5220872A Pending JPH0774018A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 超電導装置の電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774018A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1261113A3 (en) * | 2001-05-15 | 2002-12-11 | General Electric Company | High temperature superconducting rotor power leads |
| KR20140040418A (ko) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | 한국전력공사 | 초전도기기의 전류도입선 냉각장치 |
| CN112271051A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-01-26 | 宁波健信核磁技术有限公司 | 一种超导磁体低温换热装置 |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP5220872A patent/JPH0774018A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1261113A3 (en) * | 2001-05-15 | 2002-12-11 | General Electric Company | High temperature superconducting rotor power leads |
| CN1311616C (zh) * | 2001-05-15 | 2007-04-18 | 通用电气公司 | 高温超导转子电源线和电机 |
| CZ301682B6 (cs) * | 2001-05-15 | 2010-05-26 | General Electric Company | Silové prívody vysokoteplotního supravodivého rotoru |
| KR20140040418A (ko) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | 한국전력공사 | 초전도기기의 전류도입선 냉각장치 |
| CN112271051A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-01-26 | 宁波健信核磁技术有限公司 | 一种超导磁体低温换热装置 |
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