JPH0983020A - 超電導装置用電流リード - Google Patents
超電導装置用電流リードInfo
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- JPH0983020A JPH0983020A JP7234957A JP23495795A JPH0983020A JP H0983020 A JPH0983020 A JP H0983020A JP 7234957 A JP7234957 A JP 7234957A JP 23495795 A JP23495795 A JP 23495795A JP H0983020 A JPH0983020 A JP H0983020A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低温側リードに用いた高温酸化物超電導体が常
電導状態へと移行する事態が生じても、熱応力により破
損する危険性がなく、長期にわたり安定して使用できる
ものにする。 【解決手段】一端が良導電性金属からなる中間接続体１
５を介して高温側リードの良導電性金属からなる高温側
導体１１に接続され、他端が良導電性金属からなる低温
端子４に接続された、低温側リードの高温酸化物超電導
体からなる低温側導体１３に、高温酸化物超電導体より
熱伝導率が大きく、比熱の大きいステンレス鋼よりなる
複数の保冷板１８を、長手方向に分散して付設し、常電
導状態移行時の低温側導体１３の温度上昇を抑制する。
電導状態へと移行する事態が生じても、熱応力により破
損する危険性がなく、長期にわたり安定して使用できる
ものにする。 【解決手段】一端が良導電性金属からなる中間接続体１
５を介して高温側リードの良導電性金属からなる高温側
導体１１に接続され、他端が良導電性金属からなる低温
端子４に接続された、低温側リードの高温酸化物超電導
体からなる低温側導体１３に、高温酸化物超電導体より
熱伝導率が大きく、比熱の大きいステンレス鋼よりなる
複数の保冷板１８を、長手方向に分散して付設し、常電
導状態移行時の低温側導体１３の温度上昇を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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電する電
流リード、ことに低温側リードに高温酸化物超電導体を
用いた電流リードの構造に関する。
電導コイルに、室温にある電源からの電流を通電する電
流リード、ことに低温側リードに高温酸化物超電導体を
用いた電流リードの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、超電導コイルは液体ヘリウム等
の極低温冷媒によって冷却されて超電導に保持される。
したがって、通常、真空断熱容器内に液体ヘリウムに浸
漬して収納される。この超電導コイルを励磁するために
は、真空断熱容器に電流リードを組み込み、外部の電源
と接続して通電する必要がある。このとき、電流リード
は常温部と極低温部とを連結することになるので、この
電流リードを介して極低温部へ侵入する熱侵入量が多い
と高価な液体ヘリウムを多量に消費することになる。し
たがって、電流リードを構成する際には、発生するジュ
ール発熱を極力抑えるとともに、気化した低温のヘリウ
ムガスによって冷却し侵入熱を抑える方法が採られてい
る。
の極低温冷媒によって冷却されて超電導に保持される。
したがって、通常、真空断熱容器内に液体ヘリウムに浸
漬して収納される。この超電導コイルを励磁するために
は、真空断熱容器に電流リードを組み込み、外部の電源
と接続して通電する必要がある。このとき、電流リード
は常温部と極低温部とを連結することになるので、この
電流リードを介して極低温部へ侵入する熱侵入量が多い
と高価な液体ヘリウムを多量に消費することになる。し
たがって、電流リードを構成する際には、発生するジュ
ール発熱を極力抑えるとともに、気化した低温のヘリウ
ムガスによって冷却し侵入熱を抑える方法が採られてい
る。
【０００３】電流リードの導体の材料としては、銅ある
いは銅合金のような良導電性金属を用いるのが一般的で
あるが、これらの材料は熱伝導率が大きいので、伝導に
よる熱侵入量を抑制するためには、ジュール発熱量を勘
案して電流値に対応した導体断面積の最適化が必要であ
る。近年、臨界温度の極めて高い酸化物超電導体が発見
されると、ジュール発熱がゼロとなり、かつ熱伝導率が
極めて小さいというその特性に着目して、電流リードの
低温側にこの高温酸化物超電導体を用い、高温側には従
来のように良導電性金属を用いる方式の電流リード（特
開昭63−292610号公報参照）が注目され、開発がすすめ
られている。
いは銅合金のような良導電性金属を用いるのが一般的で
あるが、これらの材料は熱伝導率が大きいので、伝導に
よる熱侵入量を抑制するためには、ジュール発熱量を勘
案して電流値に対応した導体断面積の最適化が必要であ
る。近年、臨界温度の極めて高い酸化物超電導体が発見
されると、ジュール発熱がゼロとなり、かつ熱伝導率が
極めて小さいというその特性に着目して、電流リードの
低温側にこの高温酸化物超電導体を用い、高温側には従
来のように良導電性金属を用いる方式の電流リード（特
開昭63−292610号公報参照）が注目され、開発がすすめ
られている。
【０００４】図３は、超電導コイルに接続された従来の
この種の超電導装置用電流リードの基本構成を示す超電
導装置の模式図である。図において、超電導装置用電流
リードは、一端に常温端子１を接続した高温側リード２
と、一端に低温端子４を接続した低温側リード３とから
なり、取付けフランジ７により真空断熱容器８に保持さ
れている。常温端子１には図示しない外部電源からの接
続導体が接続され、低温端子４には、真空断熱容器８の
液体ヘリウム容器９の内部に液体ヘリウムに浸漬された
超電導コイル５の低温接続導体６が接続されている。侵
入熱によって液体ヘリウムが蒸発して生じた低温のヘリ
ウムガスは、低温端子４に設けられた図示しないヘリウ
ムガス入口より低温側リード３の内部へと導かれ、さら
に高温側リード２へと送られ、内部の導体を冷却したの
ち、ヘリウムガス出口１０より外部へと排出される。
この種の超電導装置用電流リードの基本構成を示す超電
導装置の模式図である。図において、超電導装置用電流
リードは、一端に常温端子１を接続した高温側リード２
と、一端に低温端子４を接続した低温側リード３とから
なり、取付けフランジ７により真空断熱容器８に保持さ
れている。常温端子１には図示しない外部電源からの接
続導体が接続され、低温端子４には、真空断熱容器８の
液体ヘリウム容器９の内部に液体ヘリウムに浸漬された
超電導コイル５の低温接続導体６が接続されている。侵
入熱によって液体ヘリウムが蒸発して生じた低温のヘリ
ウムガスは、低温端子４に設けられた図示しないヘリウ
ムガス入口より低温側リード３の内部へと導かれ、さら
に高温側リード２へと送られ、内部の導体を冷却したの
ち、ヘリウムガス出口１０より外部へと排出される。
【０００５】図４は、上記の従来の電流リードの構成を
示す断面図で、（ａ）は高温側リードの横断面図、
（ｂ）は低温側リードの縦断面図、（ｃ）は低温側リー
ドのＸ−Ｘ面での横断面図である。（ａ）に示すよう
に、高温側リードは、銅あるいは銅合金等の良導電性金
属からなる円形断面の多数本の高温側導体１１を、例え
ばステンレス鋼からなる外筒１２の中に組み込んで構成
されており、内部の空隙に低温のヘリウムガスを通流さ
せて冷却している。
示す断面図で、（ａ）は高温側リードの横断面図、
（ｂ）は低温側リードの縦断面図、（ｃ）は低温側リー
ドのＸ−Ｘ面での横断面図である。（ａ）に示すよう
に、高温側リードは、銅あるいは銅合金等の良導電性金
属からなる円形断面の多数本の高温側導体１１を、例え
ばステンレス鋼からなる外筒１２の中に組み込んで構成
されており、内部の空隙に低温のヘリウムガスを通流さ
せて冷却している。
【０００６】また、低温側リードは、（ｂ）および
（ｃ）に示したごとく、臨界温度の高いＢｉ２２２３
（ Bi2Sr2Ca2Cu3OX ）等の高温酸化物超電導体からなる
円形断面の低温側導体１３を、例えばステンレス鋼から
なる外筒１４の中に収納して構成されており、低温側導
体１３の外周部に低温のヘリウムガスを通流させて冷却
し、超電導状態として用いる構成である。低温側導体１
３の一端は、多数本の高温側導体１１が電気的に接続さ
れた良導電性金属からなる中間接続体１５の凹部に挿入
してハンダ付け接続され、他端は、同じく良導電性金属
からなる低温端子４の凹部に挿入してハンダ付け接続さ
れ、電気的、機械的な接続が保持されている。また、中
間接続体１５および低温端子４は外筒１４により支持さ
れている。
（ｃ）に示したごとく、臨界温度の高いＢｉ２２２３
（ Bi2Sr2Ca2Cu3OX ）等の高温酸化物超電導体からなる
円形断面の低温側導体１３を、例えばステンレス鋼から
なる外筒１４の中に収納して構成されており、低温側導
体１３の外周部に低温のヘリウムガスを通流させて冷却
し、超電導状態として用いる構成である。低温側導体１
３の一端は、多数本の高温側導体１１が電気的に接続さ
れた良導電性金属からなる中間接続体１５の凹部に挿入
してハンダ付け接続され、他端は、同じく良導電性金属
からなる低温端子４の凹部に挿入してハンダ付け接続さ
れ、電気的、機械的な接続が保持されている。また、中
間接続体１５および低温端子４は外筒１４により支持さ
れている。
【０００７】液体ヘリウムが蒸発して生じた低温のヘリ
ウムガスは、低温端子４に設けられたヘリウムガス入口
１６より導入され、高温酸化物超電導体からなる低温側
導体１３を冷却して超電導状態に保持するとともに、中
間接続体１５に設けられたヘリウムガス通流孔１７を通
じて高温側リードの内部へと流れ、高温側導体１１を冷
却するよう構成されている。
ウムガスは、低温端子４に設けられたヘリウムガス入口
１６より導入され、高温酸化物超電導体からなる低温側
導体１３を冷却して超電導状態に保持するとともに、中
間接続体１５に設けられたヘリウムガス通流孔１７を通
じて高温側リードの内部へと流れ、高温側導体１１を冷
却するよう構成されている。
【０００８】上記のように、従来の電流リードは、低温
側導体として臨界温度が約 100Ｋと高く、熱伝導率が銅
の約１／100 と小さい高温酸化物超電導体を用いること
によって、侵入熱量が極めて小さく、液体ヘリウムの蒸
発量の少ない効率的な電流リードとなっている。
側導体として臨界温度が約 100Ｋと高く、熱伝導率が銅
の約１／100 と小さい高温酸化物超電導体を用いること
によって、侵入熱量が極めて小さく、液体ヘリウムの蒸
発量の少ない効率的な電流リードとなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに低侵入熱量の優れた特性をもつ従来の超電導装置用
電流リードにあっても、冷却条件の悪化等により低温側
導体に用いた高温酸化物超電導体が超電導状態から常電
導状態へと移行する事態が生じると、低温側導体の温度
が局部的に上昇し、熱応力が生じて、最悪の場合損傷に
至る危険性があるという難点がある。
うに低侵入熱量の優れた特性をもつ従来の超電導装置用
電流リードにあっても、冷却条件の悪化等により低温側
導体に用いた高温酸化物超電導体が超電導状態から常電
導状態へと移行する事態が生じると、低温側導体の温度
が局部的に上昇し、熱応力が生じて、最悪の場合損傷に
至る危険性があるという難点がある。
【００１０】すなわち、通電中に、例えば冷凍機の故障
等によって液体ヘリウム容器９の液体ヘリウムが消失す
る事態が生じたりすることにより、電流リードを冷却す
るヘリウムガスの供給流量が低下し、あるいは供給が停
止すると、電流リードの導体の冷却が不十分となり温度
が上昇する。銅あるいは銅合金等の良導電性金属からな
る多数本の高温側導体１１においては、電気抵抗が小さ
く、かつ熱伝導率が相対的に大きいので、急激に温度上
昇することはなく、また局部的な温度上昇を生じること
もない。これに対して、高温酸化物超電導体よりなる低
温側導体１３は、温度上昇に伴って超電導状態から常電
導状態へと移行して高抵抗体となり多大なジュール発熱
を生じることとなる。また熱伝導率が小さいので、熱の
拡散が不十分であり、大幅で、かつ局部的な温度上昇を
生じることとなる。したがって、低温側導体１３は大幅
に温度上昇するとともに、内部には多大な温度差、温度
勾配が生じて熱応力が発生するので、最悪の場合、低温
側導体１３が、あるいは低温側導体１３と低温端子４あ
るいは中間接続導体１７との接続部が熱応力により損傷
する恐れがある。
等によって液体ヘリウム容器９の液体ヘリウムが消失す
る事態が生じたりすることにより、電流リードを冷却す
るヘリウムガスの供給流量が低下し、あるいは供給が停
止すると、電流リードの導体の冷却が不十分となり温度
が上昇する。銅あるいは銅合金等の良導電性金属からな
る多数本の高温側導体１１においては、電気抵抗が小さ
く、かつ熱伝導率が相対的に大きいので、急激に温度上
昇することはなく、また局部的な温度上昇を生じること
もない。これに対して、高温酸化物超電導体よりなる低
温側導体１３は、温度上昇に伴って超電導状態から常電
導状態へと移行して高抵抗体となり多大なジュール発熱
を生じることとなる。また熱伝導率が小さいので、熱の
拡散が不十分であり、大幅で、かつ局部的な温度上昇を
生じることとなる。したがって、低温側導体１３は大幅
に温度上昇するとともに、内部には多大な温度差、温度
勾配が生じて熱応力が発生するので、最悪の場合、低温
側導体１３が、あるいは低温側導体１３と低温端子４あ
るいは中間接続導体１７との接続部が熱応力により損傷
する恐れがある。
【００１１】この発明の目的は、上記のように低温側導
体に高温酸化物超電導体を用いた低温側リードを備えた
低熱侵入量の電流リードにおいて、低温側導体が超電導
状態から常電導状態へと移行する事態が生じても、温度
上昇、熱応力が低く抑えられ、破損の危険性が回避され
て、長期にわたり安全に使用できる高信頼性の超電導装
置用電流リードを提供することにある。
体に高温酸化物超電導体を用いた低温側リードを備えた
低熱侵入量の電流リードにおいて、低温側導体が超電導
状態から常電導状態へと移行する事態が生じても、温度
上昇、熱応力が低く抑えられ、破損の危険性が回避され
て、長期にわたり安全に使用できる高信頼性の超電導装
置用電流リードを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、真空断熱容器内に収納され、
液体ヘリウムに浸漬された超電導コイルに外部電源より
電流を通電する超電導装置用電流リードで、良導電性金
属からなる常温端子と、高温側リードの良導電性金属か
らなる高温側導体と、良導電性金属からなる中間接続体
と、低温側リードの高温酸化物超電導体からなる低温側
導体と、良導電性金属からなる低温端子とを直列に接続
してなる超電導装置用電流リードにおいて、 低温側導体を構成する高温酸化物超電導体より熱伝導
率が大きく、比熱の大きい保熱性材料、例えばステンレ
ス鋼よりなる保冷板を、低温側導体に、長手方向に分散
して複数個付設することとする。あるいは、 低温側導体に、長手方向の単位長さ当たりの体積を他
の部分に比し増大させて形成した保冷部を、長手方向の
中間部と中間接続体との接続部との間に、少なくとも１
個備えることとする。
めに、本発明においては、真空断熱容器内に収納され、
液体ヘリウムに浸漬された超電導コイルに外部電源より
電流を通電する超電導装置用電流リードで、良導電性金
属からなる常温端子と、高温側リードの良導電性金属か
らなる高温側導体と、良導電性金属からなる中間接続体
と、低温側リードの高温酸化物超電導体からなる低温側
導体と、良導電性金属からなる低温端子とを直列に接続
してなる超電導装置用電流リードにおいて、 低温側導体を構成する高温酸化物超電導体より熱伝導
率が大きく、比熱の大きい保熱性材料、例えばステンレ
ス鋼よりなる保冷板を、低温側導体に、長手方向に分散
して複数個付設することとする。あるいは、 低温側導体に、長手方向の単位長さ当たりの体積を他
の部分に比し増大させて形成した保冷部を、長手方向の
中間部と中間接続体との接続部との間に、少なくとも１
個備えることとする。
【００１３】上記ののごとくにすれば、保冷板は比熱
の大きい材料で構成されているので、保冷板が付設され
た低温側導体の実効的な熱容量が大幅に増大する。また
保冷板は熱伝導率が大きいので熱拡散性能が向上する。
したがって、仮に低温側導体が超電導状態から常電導状
態へと移行して多大のジュール発熱を生じることとなっ
ても、温度上昇速度が低く抑えられることとなり、一般
的に用いられるように、異常を検知して所定の時定数で
通電電流を減衰させる処置を行う場合には、到達する最
高温度が従来例に比較して大幅に低く抑えられることと
なる。このように温度上昇が低く抑えられるので、低温
側導体内部、あるいは低温側導体と低温端子等の接続部
で生じる熱応力は抑制され、破損が回避されることとな
る。また、低温側導体に付設された保冷板は長手方向に
分散して配されているので、低温側導体を介しての熱伝
導特性への影響は微小であり、極低温部への熱侵入量は
微小に抑えられることとなる。
の大きい材料で構成されているので、保冷板が付設され
た低温側導体の実効的な熱容量が大幅に増大する。また
保冷板は熱伝導率が大きいので熱拡散性能が向上する。
したがって、仮に低温側導体が超電導状態から常電導状
態へと移行して多大のジュール発熱を生じることとなっ
ても、温度上昇速度が低く抑えられることとなり、一般
的に用いられるように、異常を検知して所定の時定数で
通電電流を減衰させる処置を行う場合には、到達する最
高温度が従来例に比較して大幅に低く抑えられることと
なる。このように温度上昇が低く抑えられるので、低温
側導体内部、あるいは低温側導体と低温端子等の接続部
で生じる熱応力は抑制され、破損が回避されることとな
る。また、低温側導体に付設された保冷板は長手方向に
分散して配されているので、低温側導体を介しての熱伝
導特性への影響は微小であり、極低温部への熱侵入量は
微小に抑えられることとなる。
【００１４】また、上記ののごとく低温側導体に保冷
部を設けることとすれば、保冷部を設けた部分の低温側
導体の熱容量は他の部分に比較して大幅に増大する。し
たがって、上記のの場合と同様に、仮に低温側導体が
超電導状態から常電導状態へと移行して多大のジュール
発熱を生じることとなっても、温度上昇速度が低く抑え
られる。とくに、保冷部を従来もっとも温度が高くなる
長手方向の中間部と中間接続体との接続部との間に設け
ているので、低温側導体の到達する最高温度が低く抑え
られ、熱応力が抑制されて、破損の発生の危険性が回避
されることとなる。
部を設けることとすれば、保冷部を設けた部分の低温側
導体の熱容量は他の部分に比較して大幅に増大する。し
たがって、上記のの場合と同様に、仮に低温側導体が
超電導状態から常電導状態へと移行して多大のジュール
発熱を生じることとなっても、温度上昇速度が低く抑え
られる。とくに、保冷部を従来もっとも温度が高くなる
長手方向の中間部と中間接続体との接続部との間に設け
ているので、低温側導体の到達する最高温度が低く抑え
られ、熱応力が抑制されて、破損の発生の危険性が回避
されることとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の超電導装置用電
流リードの第１の実施の形態を示す低温側リード部分の
要部断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ面での横断面図である。本図において、図４に示し
た従来例の電流リードと同一機能を有する構成部品につ
いては同一符号を付すことにより重複する説明を省略す
る。
流リードの第１の実施の形態を示す低温側リード部分の
要部断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ面での横断面図である。本図において、図４に示し
た従来例の電流リードと同一機能を有する構成部品につ
いては同一符号を付すことにより重複する説明を省略す
る。
【００１６】本図の電流リードと従来例との差異は、高
温酸化物超電導体からなる低温側導体１３に保冷板１８
が付設されている点にある。保冷板１８は、低温側導体
１３に用いられている高温酸化物超電導体より熱伝導率
が大きく、比熱の大きいステンレス鋼よりなり、低温側
導体１３に組み込んだ際にヘリウムガス通路を備えた円
板を構成するよう形成されており、相対的に熱拡散が悪
い低温側導体１３の長手方向の高温側部分に偏して分散
配置されている。
温酸化物超電導体からなる低温側導体１３に保冷板１８
が付設されている点にある。保冷板１８は、低温側導体
１３に用いられている高温酸化物超電導体より熱伝導率
が大きく、比熱の大きいステンレス鋼よりなり、低温側
導体１３に組み込んだ際にヘリウムガス通路を備えた円
板を構成するよう形成されており、相対的に熱拡散が悪
い低温側導体１３の長手方向の高温側部分に偏して分散
配置されている。
【００１７】本構成の電流リードでは、保冷板１８の付
設により低温側導体１３の実効的な熱容量が大幅に増大
し、熱拡散も良好となるので、仮に低温側導体が超電導
状態から常電導状態へと移行して多大のジュール発熱を
生じることとなっても、低温側導体１３の温度上昇速度
は低く抑えられ、到達温度が従来例に比較して大幅に低
く抑えられることとなる。したがって、低温側導体１３
の内部、あるいは低温側導体１３と低温端子４または中
間接続体１５との接続部で生じる熱応力が抑制され、破
損が回避されるので、長期にわたり安全に使用できるこ
ととなる。なお、保冷板１８は長手方向に分散して配さ
れているので、低温側導体１３を介しての熱伝導特性へ
の影響は微小であり、極低温部への熱侵入量は微小に抑
えられることとなる。
設により低温側導体１３の実効的な熱容量が大幅に増大
し、熱拡散も良好となるので、仮に低温側導体が超電導
状態から常電導状態へと移行して多大のジュール発熱を
生じることとなっても、低温側導体１３の温度上昇速度
は低く抑えられ、到達温度が従来例に比較して大幅に低
く抑えられることとなる。したがって、低温側導体１３
の内部、あるいは低温側導体１３と低温端子４または中
間接続体１５との接続部で生じる熱応力が抑制され、破
損が回避されるので、長期にわたり安全に使用できるこ
ととなる。なお、保冷板１８は長手方向に分散して配さ
れているので、低温側導体１３を介しての熱伝導特性へ
の影響は微小であり、極低温部への熱侵入量は微小に抑
えられることとなる。
【００１８】図２は、本発明の超電導装置用電流リード
の第２の実施の形態を示す低温側リード部分の要部断面
図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ面で
の横断面図である。本図においても、図４に示した従来
例の電流リードと同一機能を有する構成部品については
同一符号が付されている。本図の電流リードと従来例と
の差異は、高温酸化物超電導体からなる低温側導体１３
Ａが、中間接続体１５との接続部と長手方向の中間部と
の間に、長手方向の単位長さ当たりの体積を他の部分に
比し増大させて形成した保冷部１９を備えている点にあ
る。本構成では、保冷部１９を設置した部分の熱容量が
大幅に増大するので、仮に低温側導体が常電導状態へと
移行し、多大のジュール発熱を生じることとなっても、
低温側導体１３Ａの温度上昇速度、到達温度が従来例に
比較して大幅に低く抑えられるので、低温側導体１３Ａ
の内部、あるいは低温側導体１３Ａと低温端子４または
中間接続体１５との接続部で生じる熱応力が抑制され、
破損が回避されるので、長期にわたり安全に使用できる
こととなる。なお、保冷部１９は、低温端子４から隔た
った低温側導体１３Ａの中間接続体１５との接続部に近
い位置に設置されているので、中間接続体１５から低温
端子４へといたる低温側導体１３Ａの熱伝導性は従来例
とほぼ同一の低いレベルにあり、低熱侵入性能が保持さ
れている。
の第２の実施の形態を示す低温側リード部分の要部断面
図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ面で
の横断面図である。本図においても、図４に示した従来
例の電流リードと同一機能を有する構成部品については
同一符号が付されている。本図の電流リードと従来例と
の差異は、高温酸化物超電導体からなる低温側導体１３
Ａが、中間接続体１５との接続部と長手方向の中間部と
の間に、長手方向の単位長さ当たりの体積を他の部分に
比し増大させて形成した保冷部１９を備えている点にあ
る。本構成では、保冷部１９を設置した部分の熱容量が
大幅に増大するので、仮に低温側導体が常電導状態へと
移行し、多大のジュール発熱を生じることとなっても、
低温側導体１３Ａの温度上昇速度、到達温度が従来例に
比較して大幅に低く抑えられるので、低温側導体１３Ａ
の内部、あるいは低温側導体１３Ａと低温端子４または
中間接続体１５との接続部で生じる熱応力が抑制され、
破損が回避されるので、長期にわたり安全に使用できる
こととなる。なお、保冷部１９は、低温端子４から隔た
った低温側導体１３Ａの中間接続体１５との接続部に近
い位置に設置されているので、中間接続体１５から低温
端子４へといたる低温側導体１３Ａの熱伝導性は従来例
とほぼ同一の低いレベルにあり、低熱侵入性能が保持さ
れている。
【００１９】なお、上記の図１および図２に示した実施
の形態においては低温側導体１３、１３Ａを円柱形状の
ものとして示しているが、これらは円柱形状に限られる
ものではなく、角柱形状のもの、あるいは円筒等の中空
形状のものにあっても同様の効果が得られることは、図
示するまでもなく明らかである。
の形態においては低温側導体１３、１３Ａを円柱形状の
ものとして示しているが、これらは円柱形状に限られる
ものではなく、角柱形状のもの、あるいは円筒等の中空
形状のものにあっても同様の効果が得られることは、図
示するまでもなく明らかである。
【００２０】
【発明の効果】上述のように、本発明においては、良導
電性金属からなる常温端子と、高温側リードの良導電性
金属からなる高温側導体と、良導電性金属からなる中間
接続体と、低温側リードの高温酸化物超電導体からなる
低温側導体と、良導電性金属からなる低温端子とを直列
に接続してなる低熱侵入量の超電導装置用電流リードに
おいて、低温側導体を構成する高温酸化物超電導体より
熱伝導率が大きく、比熱の大きい保熱性材料、例えばス
テンレス鋼よりなる保冷板を、低温側導体に、長手方向
に分散して複数個付設することとするか、あるいは、低
温側導体に、長手方向の単位長さ当たりの体積を他の部
分に比し増大させて形成した保冷部を、長手方向の中間
部と中間接続体との接続部との間に、少なくとも１個備
えることとしたので、低温側導体が超電導状態から常電
導状態へと移行する事態が生じても、温度上昇、熱応力
が低く抑えられ、破損の危険性が回避されて、長期にわ
たり安全に使用できる高信頼性の超電導装置用電流リー
ドが得られることとなった。
電性金属からなる常温端子と、高温側リードの良導電性
金属からなる高温側導体と、良導電性金属からなる中間
接続体と、低温側リードの高温酸化物超電導体からなる
低温側導体と、良導電性金属からなる低温端子とを直列
に接続してなる低熱侵入量の超電導装置用電流リードに
おいて、低温側導体を構成する高温酸化物超電導体より
熱伝導率が大きく、比熱の大きい保熱性材料、例えばス
テンレス鋼よりなる保冷板を、低温側導体に、長手方向
に分散して複数個付設することとするか、あるいは、低
温側導体に、長手方向の単位長さ当たりの体積を他の部
分に比し増大させて形成した保冷部を、長手方向の中間
部と中間接続体との接続部との間に、少なくとも１個備
えることとしたので、低温側導体が超電導状態から常電
導状態へと移行する事態が生じても、温度上昇、熱応力
が低く抑えられ、破損の危険性が回避されて、長期にわ
たり安全に使用できる高信頼性の超電導装置用電流リー
ドが得られることとなった。
【図１】本発明の超電導装置用電流リードの第１の実施
の形態を示す低温側リード部分の要部断面図で、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ面での横断面図
の形態を示す低温側リード部分の要部断面図で、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ面での横断面図
【図２】本発明の超電導装置用電流リードの第２の実施
の形態を示す低温側リード部分の要部断面図で、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ面での横断面図
の形態を示す低温側リード部分の要部断面図で、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ面での横断面図
【図３】超電導コイルに接続された従来のこの種の超電
導装置用電流リードの基本構成を示す超電導装置の模式
図
導装置用電流リードの基本構成を示す超電導装置の模式
図
【図４】従来の超電導装置用電流リードの構成を示す断
面図で、（ａ）は高温側リードの横断面図、（ｂ）は低
温側リードの縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ面での
横断面図
面図で、（ａ）は高温側リードの横断面図、（ｂ）は低
温側リードの縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ面での
横断面図
１ 常温端子 ２ 高温側リード ３ 低温側リード ４ 低温端子 ５ 超電導コイル ８ 真空断熱容器 ９ 液体ヘリウム容器 １１ 高温側導体 １２ 外筒 １３ 低温側導体 １３Ａ 低温側導体 １４ 外筒 １５ 中間接続体 １６ ヘリウムガス入口 １７ ヘリウムガス通流孔 １８ 保冷板 １９ 保冷部
Claims (3)
- 【請求項１】真空断熱容器内に収納され、液体ヘリウム
に浸漬された超電導コイルに外部電源より電流を通電す
る超電導装置用電流リードで、良導電性金属からなる常
温端子と、高温側リードの良導電性金属からなる高温側
導体と、良導電性金属からなる中間接続体と、低温側リ
ードの高温酸化物超電導体からなる低温側導体と、良導
電性金属からなる低温端子とを直列に接続してなるもの
において、低温側導体を構成する高温酸化物超電導体よ
り熱伝導率が大きく、比熱の大きい保熱性材料からなる
保冷板が、低温側導体に、長手方向に分散して複数個付
設されていることを特徴とする超電導装置用電流リー
ド。 - 【請求項２】前記保熱性材料がステンレス鋼であること
を特徴とする請求項１に記載の超電導装置用電流リー
ド。 - 【請求項３】真空断熱容器内に収納され、液体ヘリウム
に浸漬された超電導コイルに外部電源より電流を通電す
る超電導装置用電流リードで、良導電性金属からなる常
温端子と、高温側リードの良導電性金属からなる高温側
導体と、良導電性金属からなる中間接続体と、低温側リ
ードの高温酸化物超電導体からなる低温側導体と、良導
電性金属からなる低温端子とを直列に接続してなるもの
において、低温側導体が、長手方向の単位長さ当たりの
体積を他の部分に比し増大させて形成された保冷部を、
長手方向の中間部と中間接続体との接続部との間に、少
なくとも１個備えてなることを特徴とする超電導装置用
電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7234957A JPH0983020A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 超電導装置用電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7234957A JPH0983020A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 超電導装置用電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0983020A true JPH0983020A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16978915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7234957A Pending JPH0983020A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 超電導装置用電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0983020A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105190343A (zh) * | 2013-03-14 | 2015-12-23 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于超导磁体系统的气体流量减少的电引线 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP7234957A patent/JPH0983020A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105190343A (zh) * | 2013-03-14 | 2015-12-23 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于超导磁体系统的气体流量减少的电引线 |
| JP2016516297A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-02 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 超電導マグネットシステムのための削減ガスフロー導電性リード |
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