JPH0817620A - 超電導機器の電流リード - Google Patents
超電導機器の電流リードInfo
- Publication number
- JPH0817620A JPH0817620A JP15252394A JP15252394A JPH0817620A JP H0817620 A JPH0817620 A JP H0817620A JP 15252394 A JP15252394 A JP 15252394A JP 15252394 A JP15252394 A JP 15252394A JP H0817620 A JPH0817620 A JP H0817620A
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- Japan
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- cooling gas
- particles
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- superconducting
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- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導機器の電流リードに冷却ガスを導いて
電流リードを冷却する装置において、冷却効率の高い、
熱的に安定した超電導機器の電流リードを提供する。 【構成】 電流リードの冷却ガス流路（12）に粒子（1
4）を充填し、例えば、この粒子（14）を流動化して流
動層として電流リードを冷却するよう構成する。
電流リードを冷却する装置において、冷却効率の高い、
熱的に安定した超電導機器の電流リードを提供する。 【構成】 電流リードの冷却ガス流路（12）に粒子（1
4）を充填し、例えば、この粒子（14）を流動化して流
動層として電流リードを冷却するよう構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導機器の電流リー
ドに関する。
ドに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、超電導材料は合金超電導材料が一
般的である。超電導材料の超電導状態を保つため、超電
導材料から構成される超電導機器をクライオスタット内
に納めヘリウム温度に維持する必要がある。このため、
常温側の端子とヘリウム温度の超電導機器を結ぶ電流リ
ードが必要となる。電流リードには外部からの入熱の
他、電流リード自体の発熱などがあり、これらの熱を除
するために通常熱交換型のものが用いられている。熱交
換型の電流リードは、常電導金属、または、超電導金属
から構成され、その表面積をできるだけ大きく取り、電
流リードの下部におかれたヘリウム溜から蒸発してくる
ヘリウムガスと熱交換を行い冷却を行う。図４に、超電
導機器の一例として超電導マグネットと電流リードの一
構成例を示す。超電導マグネット１を励磁する電流は、
常温の電源２から常温の導体３を経てクライオスタット
４内の極低温の超電導マグネット１に流れる。クライオ
スタット４上部の常温の電流端子６から超電導マグネッ
ト１側の極低温の電流端子７までを電流リード５と呼
ぶ。図５に電流リード５の構成例を示す。電流リード５
は、ヘリウム溜９からヘリウムガスからなる冷却ガス10
を取り込み、冷却ガス10と電流リード通電部８の間で熱
交換を行なう構成である。電流リードの設計は、通電電
流、電流リードの外形寸法、クライオスタットの熱損失
等を考慮して行う。例えば、常電導金属から構成する電
流リードの設計において、常温部からの熱侵入を減らす
ために電流リードの断面積を小さくすると、電流リード
自体の電気抵抗が大きくなりジュール発熱が増える。逆
に電流リードの断面積を大きくすると、熱伝導による外
部からの入熱が増える。従って、外部からの入熱量、電
流リードの発熱量、冷却ガスの冷却効果等のバランスを
考慮した熱設計が必要であり、電流リードにフィンを設
け冷却効果の高い構造にするなど各種の工夫がなされて
いる。
般的である。超電導材料の超電導状態を保つため、超電
導材料から構成される超電導機器をクライオスタット内
に納めヘリウム温度に維持する必要がある。このため、
常温側の端子とヘリウム温度の超電導機器を結ぶ電流リ
ードが必要となる。電流リードには外部からの入熱の
他、電流リード自体の発熱などがあり、これらの熱を除
するために通常熱交換型のものが用いられている。熱交
換型の電流リードは、常電導金属、または、超電導金属
から構成され、その表面積をできるだけ大きく取り、電
流リードの下部におかれたヘリウム溜から蒸発してくる
ヘリウムガスと熱交換を行い冷却を行う。図４に、超電
導機器の一例として超電導マグネットと電流リードの一
構成例を示す。超電導マグネット１を励磁する電流は、
常温の電源２から常温の導体３を経てクライオスタット
４内の極低温の超電導マグネット１に流れる。クライオ
スタット４上部の常温の電流端子６から超電導マグネッ
ト１側の極低温の電流端子７までを電流リード５と呼
ぶ。図５に電流リード５の構成例を示す。電流リード５
は、ヘリウム溜９からヘリウムガスからなる冷却ガス10
を取り込み、冷却ガス10と電流リード通電部８の間で熱
交換を行なう構成である。電流リードの設計は、通電電
流、電流リードの外形寸法、クライオスタットの熱損失
等を考慮して行う。例えば、常電導金属から構成する電
流リードの設計において、常温部からの熱侵入を減らす
ために電流リードの断面積を小さくすると、電流リード
自体の電気抵抗が大きくなりジュール発熱が増える。逆
に電流リードの断面積を大きくすると、熱伝導による外
部からの入熱が増える。従って、外部からの入熱量、電
流リードの発熱量、冷却ガスの冷却効果等のバランスを
考慮した熱設計が必要であり、電流リードにフィンを設
け冷却効果の高い構造にするなど各種の工夫がなされて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年超電導
機器は大型化してきており、必要とする電流リードも大
電流化の傾向にある。それに伴い外部からの熱侵入、お
よび、電流リードのジュール発熱も大きくなる。また、
交流用の超電導機器に用いる電流リードは、電流リード
を超電導金属で構成すると、交流損失による発熱が大き
くなり熱的に不安定となる。そこで本発明の目的は、冷
却効率の高い、熱的に安定した超電導機器の電流リード
を提供することにある。
機器は大型化してきており、必要とする電流リードも大
電流化の傾向にある。それに伴い外部からの熱侵入、お
よび、電流リードのジュール発熱も大きくなる。また、
交流用の超電導機器に用いる電流リードは、電流リード
を超電導金属で構成すると、交流損失による発熱が大き
くなり熱的に不安定となる。そこで本発明の目的は、冷
却効率の高い、熱的に安定した超電導機器の電流リード
を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による超電導機器
の電流リードは、上記目的を達成するために、電流リー
ドの冷却ガス流路に粒子を充填したことを特徴とするも
のである。
の電流リードは、上記目的を達成するために、電流リー
ドの冷却ガス流路に粒子を充填したことを特徴とするも
のである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、電流リードの冷却ガス流路に
粒子を充填することにより冷却ガスの流れが乱れるこ
と、また、粒子と電流リード間の接触熱伝導が加わるこ
とにより、電流リードと冷却ガス間の熱交換が促進され
電流リードは熱的に安定したものとすることができる。
粒子を充填することにより冷却ガスの流れが乱れるこ
と、また、粒子と電流リード間の接触熱伝導が加わるこ
とにより、電流リードと冷却ガス間の熱交換が促進され
電流リードは熱的に安定したものとすることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の超電導機器の電流リードの一
実施例を、図１、図２、および、図３を参照して説明す
る。図１、図２、および図３において図５と同じ部分に
は同一の符号をつけてその説明は省略する。図１、およ
び、図２で図５と異なる点は冷却ガス流路12に分散板13
を設け、冷却ガス流路12の中に粒子14を充填したことで
ある。図１は電流リード通電部８の外周に冷却ガス流路
12を設けた構成例であり、図２は電流リードの通電部８
内部に冷却ガス流路12を設けた構成例である。図３は粒
子を充填したときの電流リード通電部８と冷却ガス10、
および、粒子14間の伝熱機構を表した図である。従来の
ように粒子14を充填しない場合、電流リードの冷却は、
冷却ガス10と電流リード通電部８との間の熱伝達のみで
ある。しかし、粒子14を充填することにより冷却ガス10
の流れが乱れること、および電流リード通電部８と粒子
14間の接触熱伝導が加わることにより電流リードの冷却
効果が促進される。
実施例を、図１、図２、および、図３を参照して説明す
る。図１、図２、および図３において図５と同じ部分に
は同一の符号をつけてその説明は省略する。図１、およ
び、図２で図５と異なる点は冷却ガス流路12に分散板13
を設け、冷却ガス流路12の中に粒子14を充填したことで
ある。図１は電流リード通電部８の外周に冷却ガス流路
12を設けた構成例であり、図２は電流リードの通電部８
内部に冷却ガス流路12を設けた構成例である。図３は粒
子を充填したときの電流リード通電部８と冷却ガス10、
および、粒子14間の伝熱機構を表した図である。従来の
ように粒子14を充填しない場合、電流リードの冷却は、
冷却ガス10と電流リード通電部８との間の熱伝達のみで
ある。しかし、粒子14を充填することにより冷却ガス10
の流れが乱れること、および電流リード通電部８と粒子
14間の接触熱伝導が加わることにより電流リードの冷却
効果が促進される。
【０００７】例えば、充填粒子としてプラスチックやア
ルミナ粒子などの比重の小さい微少な粒子を用い、流路
断面積、分散板の圧損、粒子の充填量、および、冷却ガ
ス流量を勘案することで、充填粒子と冷却ガスによる流
動層を形成する。この時、流動化粒子により電流リード
近傍の温度境界層が乱されることにより、飛躍的に電流
リードの冷却効果を向上させることが期待できる。
ルミナ粒子などの比重の小さい微少な粒子を用い、流路
断面積、分散板の圧損、粒子の充填量、および、冷却ガ
ス流量を勘案することで、充填粒子と冷却ガスによる流
動層を形成する。この時、流動化粒子により電流リード
近傍の温度境界層が乱されることにより、飛躍的に電流
リードの冷却効果を向上させることが期待できる。
【０００８】さらに、図２のように冷却ガス流路を二重
化し、それぞれの流路の圧損を分散板13で調査すること
により冷却ガス流量を適切な割合に配分することが期待
できる。
化し、それぞれの流路の圧損を分散板13で調査すること
により冷却ガス流量を適切な割合に配分することが期待
できる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、電流リードの冷却ガス
流路に粒子を充填することにより冷却ガスの流れの乱
れ、および、粒子と電流リード間の接触熱伝導により伝
熱効果が促進され、電流リードは熱的に安定したもので
ある。
流路に粒子を充填することにより冷却ガスの流れの乱
れ、および、粒子と電流リード間の接触熱伝導により伝
熱効果が促進され、電流リードは熱的に安定したもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超電導機器の電流リードの一実施例を
示す構成図
示す構成図
【図２】本発明の超電導機器の電流リードの一実施例を
示す構成図
示す構成図
【図３】本発明の超電導機器の電流リードの伝熱機構を
示す図
示す図
【図４】従来の超電導機器の一実施例を示す構成図
【図５】従来の超電導機器の電流リードの一実施例を示
す構成図
す構成図
１…超電導コイル、２…電源、３…常温導体、４…クラ
イオスタット、５…電流リード、６…常温電流端子、７
…極低温電流端子、８…電流リード通電部、９…ヘリウ
ム溜、10…冷却ガス、11…液体ヘリウム、12…冷却ガス
流路、13…分散板、14…粒子、15…接触熱伝導。
イオスタット、５…電流リード、６…常温電流端子、７
…極低温電流端子、８…電流リード通電部、９…ヘリウ
ム溜、10…冷却ガス、11…液体ヘリウム、12…冷却ガス
流路、13…分散板、14…粒子、15…接触熱伝導。
Claims (5)
- 【請求項１】 超電導機器の電流リードに冷却ガスを導
き前記電流リードを冷却する装置において、前記冷却ガ
ス流路に粒子を充填したことを特徴とする超電導機器の
電流リード。 - 【請求項２】 電流リードの一端をクライオスタット内
の上部空間に挿入してクライオスタット内の冷却ガスを
電流リードに導き前記電流リードを冷却する装置におい
て、前記冷却ガス流路端に分散板を設けるとともに、前
記冷却ガス流路に粒子を充填したことを特徴とする超電
導機器の電流リード。 - 【請求項３】 電流リード外周に冷却ガス流路を設け、
該冷却ガス流路に粒子を充填したことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の超電導機器の電流リード。 - 【請求項４】 電流リード内部に冷却ガス流路を設け、
該冷却ガス流路に粒子を充填したことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の超電導機器の電流リード。 - 【請求項５】 粒子を冷却ガスにより流動化し流動層と
して電流リードを冷却することを特徴とする請求項３ま
たは請求項４記載の超電導機器の電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15252394A JPH0817620A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 超電導機器の電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15252394A JPH0817620A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 超電導機器の電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817620A true JPH0817620A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15542304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15252394A Pending JPH0817620A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 超電導機器の電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817620A (ja) |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP15252394A patent/JPH0817620A/ja active Pending
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