JPH088165B2 - 電流リ−ド - Google Patents
電流リ−ドInfo
- Publication number
- JPH088165B2 JPH088165B2 JP62080401A JP8040187A JPH088165B2 JP H088165 B2 JPH088165 B2 JP H088165B2 JP 62080401 A JP62080401 A JP 62080401A JP 8040187 A JP8040187 A JP 8040187A JP H088165 B2 JPH088165 B2 JP H088165B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- current lead
- heat
- superconductor
- support
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y02E40/642—
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- 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〉 この発明は超電導マグネット等に電流を供給するため
の電流リードに関する。
の電流リードに関する。
〈従来の技術と発明が解決しようとする問題点〉 従来、超電導マグネット等の超電導素子に電流を供給
するために、電流供給源と超電導素子との間に介在させ
る電流リードとしては、棒状あるいはパイプ状に形成さ
れた銅導体を用いたものが知られた。
するために、電流供給源と超電導素子との間に介在させ
る電流リードとしては、棒状あるいはパイプ状に形成さ
れた銅導体を用いたものが知られた。
しかしながら、銅導体は常電導体で、しかも熱良伝導
体であるため、通電により発生した熱および高温端子側
の熱が、超電導マグネットを浸漬している液体ヘリウ
ム，液体窒素等の冷媒に伝導し、この伝導熱により冷媒
が蒸発するという弊害があった。
体であるため、通電により発生した熱および高温端子側
の熱が、超電導マグネットを浸漬している液体ヘリウ
ム，液体窒素等の冷媒に伝導し、この伝導熱により冷媒
が蒸発するという弊害があった。
そこで、この液体ヘリウムへの伝導熱を最少限に抑え
るため、従来の電流リードにあっては、第３図に示すよ
うに、その表面に、螺旋フィン（110）を取り付け、こ
れをステンレス製の外筒管（120）の内部に収納した構
造のものとし、伝導熱にて蒸発したヘリウムガス（13
0）を超電導マグネット接続端子（140）側からリード内
に取り込んで、電流リード（100）を冷却しながら電流
を高温側端子（150）より超電導マグネットに供給する
という方法が行なわれ、さらに、液体ヘリウムへの伝導
熱をより少なくするため、電流リードの構造改善等、種
々の試験研究がなされているが、現時点では通電電流10
00Aあたり1Wの熱伝導は避け難いものとされていた。
るため、従来の電流リードにあっては、第３図に示すよ
うに、その表面に、螺旋フィン（110）を取り付け、こ
れをステンレス製の外筒管（120）の内部に収納した構
造のものとし、伝導熱にて蒸発したヘリウムガス（13
0）を超電導マグネット接続端子（140）側からリード内
に取り込んで、電流リード（100）を冷却しながら電流
を高温側端子（150）より超電導マグネットに供給する
という方法が行なわれ、さらに、液体ヘリウムへの伝導
熱をより少なくするため、電流リードの構造改善等、種
々の試験研究がなされているが、現時点では通電電流10
00Aあたり1Wの熱伝導は避け難いものとされていた。
なお、1Wの熱伝導に対し例えば超電導マグネットの冷
媒として液体ヘリウムを用いた場合には、約1.4l/hrの
ヘリウムガスが蒸発する。
媒として液体ヘリウムを用いた場合には、約1.4l/hrの
ヘリウムガスが蒸発する。
〈発明の目的〉 この発明は上記従来の電流リードの問題点に鑑みなさ
れたもので、伝導熱による液体ヘリウム、液体窒素等の
冷媒の蒸発量を低く抑えることができる電流リードを提
供することを目的とする。
れたもので、伝導熱による液体ヘリウム、液体窒素等の
冷媒の蒸発量を低く抑えることができる電流リードを提
供することを目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するためのこの発明の電流リード
は、電流供給源と超電導素子との間に介在させる電流リ
ードであって、セラミックス超電導体と、絶縁体あるい
は非磁性金属体からなる支持体との複合体よりなるもの
である。
は、電流供給源と超電導素子との間に介在させる電流リ
ードであって、セラミックス超電導体と、絶縁体あるい
は非磁性金属体からなる支持体との複合体よりなるもの
である。
〈作用〉 この発明は、電流リードをセラミックス超電導体と絶
縁体あるいは非磁性金属体からなる支持体との複合体に
て形成したものゆえ、臨界温度以下では通電による発熱
がほとんどなく、また高温部からの熱伝導による冷媒へ
の熱伝導を少なくでき、液体ヘリウム、液体窒素等の冷
媒の蒸発量を少なくできる。
縁体あるいは非磁性金属体からなる支持体との複合体に
て形成したものゆえ、臨界温度以下では通電による発熱
がほとんどなく、また高温部からの熱伝導による冷媒へ
の熱伝導を少なくでき、液体ヘリウム、液体窒素等の冷
媒の蒸発量を少なくできる。
〈実施例〉 この発明の実施例について添付図面を参照しながら以
下に詳述する。
下に詳述する。
第１図はこの発明の電流リード（１）を２個一対にし
て使用した場合を示す断面図、第２図は第１図のII−II
線切断断面図である。
て使用した場合を示す断面図、第２図は第１図のII−II
線切断断面図である。
上記電流リード（１）は、酸化物セラミックスからな
る超電導体（1a）および、この超電導体（1a）を支持す
るFRP等の絶縁体、あるいは銅、アルミニウム、ステン
レス等の非磁性金属体からなる支持体（1b）よりなる複
合体にて形成されている。
る超電導体（1a）および、この超電導体（1a）を支持す
るFRP等の絶縁体、あるいは銅、アルミニウム、ステン
レス等の非磁性金属体からなる支持体（1b）よりなる複
合体にて形成されている。
なお、支持体（1b）として非磁性金属体を用いた場合
には、超電導体（1a）を支持する支持体としての役目を
果すとともに、超電導体（1a）の安定化材としての役目
を果し、好適な実施となる。
には、超電導体（1a）を支持する支持体としての役目を
果すとともに、超電導体（1a）の安定化材としての役目
を果し、好適な実施となる。
電流リード（１）は、例えば、非磁性金属体からなる
支持体（1b）の上に超電導体（1a）の粉末を圧粉、接
着、押出、電着等の方法により一体化するか、超電導体
（1a）のみを先に成型しておき、これを支持体（1b）に
接着するか、またはバインドして複合一体化する。な
お、接着にて両者を複合一体化する場合は、接着剤とし
て、エポキシ系樹脂等の有機材料を用いて接着し、複合
化するのが容易である。
支持体（1b）の上に超電導体（1a）の粉末を圧粉、接
着、押出、電着等の方法により一体化するか、超電導体
（1a）のみを先に成型しておき、これを支持体（1b）に
接着するか、またはバインドして複合一体化する。な
お、接着にて両者を複合一体化する場合は、接着剤とし
て、エポキシ系樹脂等の有機材料を用いて接着し、複合
化するのが容易である。
上記電流リード（１）は、単独でも使用可能である
が、一対にして用いる実施が別々に設ける場合よりコン
パクトとなり（第１図参照）好適な実施となる。
が、一対にして用いる実施が別々に設ける場合よりコン
パクトとなり（第１図参照）好適な実施となる。
以下に一対の電流リードを用いる実施についてさらに
詳細に述べると、電流リード（１）（１）間にスペーサ
（２）を長手方向に介在させ、適宜間隔毎にその周囲を
サポート（３）で支持する。
詳細に述べると、電流リード（１）（１）間にスペーサ
（２）を長手方向に介在させ、適宜間隔毎にその周囲を
サポート（３）で支持する。
なお、スペーサ（２）は電流リード（１）の支持体
（1b）が金属体にて形成されている場合はGFRP等の絶縁
体を用い、支持体（1b）が絶縁体の場合は、絶縁体、金
属体のいずれでもよく、また省略も可能である。サポー
タ（３）としては、絶縁性を有するディスク状のものを
嵌め込むか、バインド用の絶縁テープを巻き付ける。
（1b）が金属体にて形成されている場合はGFRP等の絶縁
体を用い、支持体（1b）が絶縁体の場合は、絶縁体、金
属体のいずれでもよく、また省略も可能である。サポー
タ（３）としては、絶縁性を有するディスク状のものを
嵌め込むか、バインド用の絶縁テープを巻き付ける。
なお、正負一対の電流リード（１）を用いた上例の場
合には、電流リード（１）の周囲に磁界が印加された状
態で通電すると、電流リード（１）（１）間と外部磁界
との間で作用するローレンツ力は互いに押し合う方向に
働くこととなり、スペーサ（２）は両電流リード（１）
（１）間の圧縮力に耐え得る強度を有するとともに十分
な絶縁距離を備えたものであることが必要となるが、サ
ポータ（３）はさほど堅固なものでなくてもよく、省略
または非常に小型のものでよいためコンパクトに実施で
き好適なものとなる。
合には、電流リード（１）の周囲に磁界が印加された状
態で通電すると、電流リード（１）（１）間と外部磁界
との間で作用するローレンツ力は互いに押し合う方向に
働くこととなり、スペーサ（２）は両電流リード（１）
（１）間の圧縮力に耐え得る強度を有するとともに十分
な絶縁距離を備えたものであることが必要となるが、サ
ポータ（３）はさほど堅固なものでなくてもよく、省略
または非常に小型のものでよいためコンパクトに実施で
き好適なものとなる。
逆に無磁化の状態で通電する場合には、電流リード
（１）自身により磁界が発生することとなり、しかも各
電流リード（１）に流れる電流の向きが反対方向である
ため、ローレンツの力は両者を互に反発させる方向に作
用する。したがって、上記電流リード（１）の周囲に磁
界を印加した状態で通電する場合と異なり、この場合に
は、スペーサ（２）よりもサポータ（３）を堅固な構造
としておく必要がある。また（４）はクライオスタート
のトップフランジに電流リード（１）を取り付けるため
のフランジであって、クライオスタートトップフランジ
と電流リード（１）とを絶縁する機能を保持させておく
ものである。（５）は高温側接続端子、（６）は超電導
マグネット側接続端子である。
（１）自身により磁界が発生することとなり、しかも各
電流リード（１）に流れる電流の向きが反対方向である
ため、ローレンツの力は両者を互に反発させる方向に作
用する。したがって、上記電流リード（１）の周囲に磁
界を印加した状態で通電する場合と異なり、この場合に
は、スペーサ（２）よりもサポータ（３）を堅固な構造
としておく必要がある。また（４）はクライオスタート
のトップフランジに電流リード（１）を取り付けるため
のフランジであって、クライオスタートトップフランジ
と電流リード（１）とを絶縁する機能を保持させておく
ものである。（５）は高温側接続端子、（６）は超電導
マグネット側接続端子である。
上記セラミックス超電導体はセラミックス超電導体用
原料を焼結する等によって製造され、その原料として
は、超電導体を構成する元素を含有するものであれば単
体、化合物の何れの形態でも使用し得る。上記元素とし
ては、周期律表Ｉ族、II族およびIII族元素並に酸素、
フッ素が例示される。
原料を焼結する等によって製造され、その原料として
は、超電導体を構成する元素を含有するものであれば単
体、化合物の何れの形態でも使用し得る。上記元素とし
ては、周期律表Ｉ族、II族およびIII族元素並に酸素、
フッ素が例示される。
より詳細には、周期律表Ｉ族元素のうち、Ia族元素と
しては、Li、Na、Ｋ、Rb、Cs等が挙げられ、Ib族元素と
しては、Cu、AgおよびAuが挙げられる。また、周期律表
II族元素のうち、IIa族元素としては、Be、Mg、Ca、S
r、BaおよびRaが挙げられ、IIb族元素としては、Zn、Cd
等が挙げられる。周期律表III族元素のうち、IIIa族元
素としては、Sc、Ｙやランタノイド系元素であるLa、C
e、Gd、Lu等、アクチノイド系元素であるAc、Th、Pa、C
f等が挙げられる。また、IIIb族元素としては、Al、G
a、In、Tl等が挙げられる。
しては、Li、Na、Ｋ、Rb、Cs等が挙げられ、Ib族元素と
しては、Cu、AgおよびAuが挙げられる。また、周期律表
II族元素のうち、IIa族元素としては、Be、Mg、Ca、S
r、BaおよびRaが挙げられ、IIb族元素としては、Zn、Cd
等が挙げられる。周期律表III族元素のうち、IIIa族元
素としては、Sc、Ｙやランタノイド系元素であるLa、C
e、Gd、Lu等、アクチノイド系元素であるAc、Th、Pa、C
f等が挙げられる。また、IIIb族元素としては、Al、G
a、In、Tl等が挙げられる。
上記元素のうち、Ib族元素から選ばれた元素、特に酸
化物からなるIIa族元素、IIIa族元素およびランタノイ
ド系元素から選ばれた元素、並びに酸素およびフッ素か
ら選ばれた元素からなるセラミックス超電導体が好まし
い。尚、Ib族元素としてはCuおよびAgが好ましい。
化物からなるIIa族元素、IIIa族元素およびランタノイ
ド系元素から選ばれた元素、並びに酸素およびフッ素か
ら選ばれた元素からなるセラミックス超電導体が好まし
い。尚、Ib族元素としてはCuおよびAgが好ましい。
なお、酸化物セラミックス超電導体（1a）を用いた電
流リード（１）の場合の、高温部からの伝熱による冷媒
への熱伝導量を計測した結果、例えば4.2K〜300Kの場合
で、熱伝導積分値超電導▲∫300k 4.2kλ▼dT（λは熱伝
導率である）は約1990×10-3（W/cm）であった。
流リード（１）の場合の、高温部からの伝熱による冷媒
への熱伝導量を計測した結果、例えば4.2K〜300Kの場合
で、熱伝導積分値超電導▲∫300k 4.2kλ▼dT（λは熱伝
導率である）は約1990×10-3（W/cm）であった。
これは、概ねガラス，石英に近似し、電解銅の1620
（W/cm），燐脱酸銅の461（W/cm）に比べ、1/800あるい
は1/230の減少を示したものとなり、冷媒への伝導熱量
を非常に少なくできたことが判明した。
（W/cm），燐脱酸銅の461（W/cm）に比べ、1/800あるい
は1/230の減少を示したものとなり、冷媒への伝導熱量
を非常に少なくできたことが判明した。
また、超電導体（1a）と複合される支持体（1b）とし
て例えば、４ふっ化エチレン樹脂,GFRP等を用いた場合
の熱伝導は700×10-3〜1000×10-3（W/cm）と非常に小
さく良好なものとなる。さらに金属体を用いた場合でも
従来のもののように金属体に電流を通電するわけではな
く安定化材あるいは支持体としての働きを有するもので
ある。したがって、その断面積等を従来のもののように
通電電流容量を確保するために特に大きくする必要はな
く、安定化材、支持体としての働きをなす大きさで十分
であり、液体ヘリウム等の冷媒への伝導熱量は大幅に減
らすことができる。
て例えば、４ふっ化エチレン樹脂,GFRP等を用いた場合
の熱伝導は700×10-3〜1000×10-3（W/cm）と非常に小
さく良好なものとなる。さらに金属体を用いた場合でも
従来のもののように金属体に電流を通電するわけではな
く安定化材あるいは支持体としての働きを有するもので
ある。したがって、その断面積等を従来のもののように
通電電流容量を確保するために特に大きくする必要はな
く、安定化材、支持体としての働きをなす大きさで十分
であり、液体ヘリウム等の冷媒への伝導熱量は大幅に減
らすことができる。
〈発明の効果〉 以上のようにこの発明によれば、電流リードをセラミ
ックス超電導体と、絶縁体あるいは非磁性金属体からな
る支持体との複合体にて形成したものゆえ、臨界温度以
下では通電による発熱はほとんどなくなり、また高温部
からの熱伝導による冷媒への伝導熱量は大幅に減少され
るため、冷媒の蒸発量を最少限にでき、従来の常電導の
ものに比べ構造が非常に簡単で、コンパクトな構造で形
成できるという特有の効果を奏する。
ックス超電導体と、絶縁体あるいは非磁性金属体からな
る支持体との複合体にて形成したものゆえ、臨界温度以
下では通電による発熱はほとんどなくなり、また高温部
からの熱伝導による冷媒への伝導熱量は大幅に減少され
るため、冷媒の蒸発量を最少限にでき、従来の常電導の
ものに比べ構造が非常に簡単で、コンパクトな構造で形
成できるという特有の効果を奏する。
第１図は電流リードの１実施例を示す断面図、第２図は
前面II−II線切欠断面図、第３図は従来例を示す断面図
である。 （１）……電流リード、（1a）……超電導体、（1b）…
…支持体、
前面II−II線切欠断面図、第３図は従来例を示す断面図
である。 （１）……電流リード、（1a）……超電導体、（1b）…
…支持体、
Claims (1)
- 【請求項１】電流供給源と超電導素子との間に介在させ
る電流リードであって、セラミックス超電導体と、絶縁
体あるいは非磁性金属体からなる支持体との複合体より
なることを特徴とする電流リード。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080401A JPH088165B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 電流リ−ド |
| US07/174,468 US4965246A (en) | 1987-03-31 | 1988-03-28 | Current-carrying lead formed of a ceramic superconductive material carried by a support |
| EP88105209A EP0285147B2 (en) | 1987-03-31 | 1988-03-30 | Current-carrying lead |
| DE3879739T DE3879739T3 (de) | 1987-03-31 | 1988-03-30 | Stromführende Leitung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080401A JPH088165B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 電流リ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63245909A JPS63245909A (ja) | 1988-10-13 |
| JPH088165B2 true JPH088165B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=13717267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080401A Expired - Lifetime JPH088165B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 電流リ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088165B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03283678A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-13 | Fuji Electric Co Ltd | 超電導磁石装置の電流リード |
| JPH04165680A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Fuji Electric Co Ltd | 超電導装置の電流リード |
| JP7710977B2 (ja) * | 2021-12-21 | 2025-07-22 | 株式会社東芝 | 高温超電導コイル装置及び積層型高温超電導コイル装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5998505A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-06 | Japanese National Railways<Jnr> | 超電導電流リ−ド |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62080401A patent/JPH088165B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63245909A (ja) | 1988-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080129 Year of fee payment: 12 |