JPS5898992A - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置Info
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- JPS5898992A JPS5898992A JP56196762A JP19676281A JPS5898992A JP S5898992 A JPS5898992 A JP S5898992A JP 56196762 A JP56196762 A JP 56196762A JP 19676281 A JP19676281 A JP 19676281A JP S5898992 A JPS5898992 A JP S5898992A
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- Japan
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- conductor
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- cooling
- superconducting
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
- H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導マグネットなどの超電導機器に常温部か
ら通電する必要のある超電導装置に係り。
ら通電する必要のある超電導装置に係り。
特に通電時の熱侵入量のみならず、非通電時の熱侵入量
を著しく低減するに好適な電流導線を有する超電導装置
に関する。
を著しく低減するに好適な電流導線を有する超電導装置
に関する。
第１図に従来の超電導装置の一例を示す、ｌは超電導フ
ィル、−２は超電導コイル１の極低温冷媒である液体ヘ
リウム３を収納する内容器、４は液体ヘリウム３部分へ
の外部からのふく耐浸入熱をしやへいするシールド、５
は断熱のための真空空間を形成する外容器である。６は
低温発生部からの冷媒が供給される凝縮器、７はガスを
外部に放出する排気管、８は常温部から超電導コイルｌ
へ給電するための電流導線で、対をなす相手の電流で、
液体ヘリウム３内に設けられ、と−タ９０通電により蒸
発を促進することによってガス量が調節される。このよ
うに調節された低温のガスは、低温弁ｌＯを通じ、てガ
ス供給管１１に導かれる。
ィル、−２は超電導コイル１の極低温冷媒である液体ヘ
リウム３を収納する内容器、４は液体ヘリウム３部分へ
の外部からのふく耐浸入熱をしやへいするシールド、５
は断熱のための真空空間を形成する外容器である。６は
低温発生部からの冷媒が供給される凝縮器、７はガスを
外部に放出する排気管、８は常温部から超電導コイルｌ
へ給電するための電流導線で、対をなす相手の電流で、
液体ヘリウム３内に設けられ、と−タ９０通電により蒸
発を促進することによってガス量が調節される。このよ
うに調節された低温のガスは、低温弁ｌＯを通じ、てガ
ス供給管１１に導かれる。
１２および１３は電気絶縁と冷却ガスのシール動゛兼ね
た絶縁シール、１４は常温側の端子である。
た絶縁シール、１４は常温側の端子である。
１５は冷却ガスを外部に取シ出すガス排出管。
１６．１７は管路に設は九弁である。１８は超電導コイ
ルｌを永久モード運転するための永久電流スイッチであ
る。第２図は電流導！！！８部分の詳細図を示す、電流
導線８は外管１９内にらせん状の絶縁スペーサ２０によ
り支持されている。２１は冷却管、２２は比較的熱伝導
率のよい電気絶縁物。
ルｌを永久モード運転するための永久電流スイッチであ
る。第２図は電流導！！！８部分の詳細図を示す、電流
導線８は外管１９内にらせん状の絶縁スペーサ２０によ
り支持されている。２１は冷却管、２２は比較的熱伝導
率のよい電気絶縁物。
２３はガス排出管１５に設けられた安全弁である。
本超電導装置の運転の手順を簡単に説明する。
図示されていない注入管よシ液体ヘリウムが内容れた状
態になる０次に、超電導コイルＩＫ電流を供給するには
、先ず低温弁１０および弁１６を開き、弁１７を閉じて
、ヒータ９によって調節された低温の蒸発ヘリウムガス
をガス供給管１１に導く、゛ −
ガス供給管１１に導かれた低温の蒸発ヘリウムガスは、
外管１９と電流導線８０間に配置され九らせん状の絶絶
スペーサ２０が形成する冷に４流鮎を訛れ、顕熱によっ
て電流導−８１ｃ冷却しながら、ガス併出営１５に達し
、升１６ｔ−通して放出される。次に、永久ｗＬＲスイ
ッチ１８ｔ−開とし、常温側の’ｔｇ端子１４よ〕通篤
し、その電流鴛を次第に増加させる。所定の′＃を流量
に到達し友ら、永久電流スイッチ１８ｔ−閉じ、永久電
流モード連転に入る。それからｍ流量−８への通゛域賞
を保々に下げ零として通′ｗＬを終了する。この電ｆＬ
４１１Ａ ８への通電中は、低温の蒸気ヘリウムガスの
顕熱による冷却は継続される。電流導−８に通電する必
費がなくなると、低−升１（ｌ閉じ、弁１６よｐガス供
給管１１．、＆よびＩＥｆＬ４巌８と外管１９の閾の冷
却流路内のへリタムガスは、図示しないＸ！２ボ／プで
ＩＴｏｒｒ機匿まで排気され、その後弁１６を閉じる。
態になる０次に、超電導コイルＩＫ電流を供給するには
、先ず低温弁１０および弁１６を開き、弁１７を閉じて
、ヒータ９によって調節された低温の蒸発ヘリウムガス
をガス供給管１１に導く、゛ −
ガス供給管１１に導かれた低温の蒸発ヘリウムガスは、
外管１９と電流導線８０間に配置され九らせん状の絶絶
スペーサ２０が形成する冷に４流鮎を訛れ、顕熱によっ
て電流導−８１ｃ冷却しながら、ガス併出営１５に達し
、升１６ｔ−通して放出される。次に、永久ｗＬＲスイ
ッチ１８ｔ−開とし、常温側の’ｔｇ端子１４よ〕通篤
し、その電流鴛を次第に増加させる。所定の′＃を流量
に到達し友ら、永久電流スイッチ１８ｔ−閉じ、永久電
流モード連転に入る。それからｍ流量−８への通゛域賞
を保々に下げ零として通′ｗＬを終了する。この電ｆＬ
４１１Ａ ８への通電中は、低温の蒸気ヘリウムガスの
顕熱による冷却は継続される。電流導−８に通電する必
費がなくなると、低−升１（ｌ閉じ、弁１６よｐガス供
給管１１．、＆よびＩＥｆＬ４巌８と外管１９の閾の冷
却流路内のへリタムガスは、図示しないＸ！２ボ／プで
ＩＴｏｒｒ機匿まで排気され、その後弁１６を閉じる。
ｆＰ定常的な冷却運転へ移行する。
この場合、電訛導１ｖｉ１８はたとえシールド４の寒剤
九とえば液体窒素などで冷却゛＃２１および電気絶縁り
２２１ｃ介して冷却されるにしても、低温弁ｌＯおよび
弁１６ｔ−閉じているため、ヘリウムガスの顕１ｌＬ１
％を利用し几冷却は止まシ、熱伝導による液体ヘリクム
部への侵入熱量が増大する。この量はガス冷却がある場
合の１０倍〜３０倍になると計算されるので、内容器２
を密閉し九ととくよる冷５［負荷の増大は図示しない冷
ａｌＩＩ機に大きな負担を与えることになシ、経済的に
も大きな損失である。
九とえば液体窒素などで冷却゛＃２１および電気絶縁り
２２１ｃ介して冷却されるにしても、低温弁ｌＯおよび
弁１６ｔ−閉じているため、ヘリウムガスの顕１ｌＬ１
％を利用し几冷却は止まシ、熱伝導による液体ヘリクム
部への侵入熱量が増大する。この量はガス冷却がある場
合の１０倍〜３０倍になると計算されるので、内容器２
を密閉し九ととくよる冷５［負荷の増大は図示しない冷
ａｌＩＩ機に大きな負担を与えることになシ、経済的に
も大きな損失である。
本発明の目的は上記従来の欠点を解消すべくなされたも
ので、通電時のみならず、永久電流モード状態の非通電
時における内谷器円への侵入熱量音大きく諷少させ′ｆ
ｔ−超電導装置を提供することにある。
ので、通電時のみならず、永久電流モード状態の非通電
時における内谷器円への侵入熱量音大きく諷少させ′ｆ
ｔ−超電導装置を提供することにある。
本発明ｔよ、常温側には従来と同様の電流導１ｉｉｔ。
低温側には比較的熱伝導率の小さい導体と高臨界ｔｈ１
腿１ｔｉｉ電尋俸が一体となった超電導線を便用し、こ
れらを冷却ガスとの熱交換が良い接続導体で接続すると
共にこの接続導体と冷却ガスとの熱変換器として、接続
導体に金網や多孔板を積層し九ものなどで冷却ガス１５
！１２ｉ′に形成し、熱伝達率を大輪に＾め、熱変換器
の効率ｔ−尚めたものである。
腿１ｔｉｉ電尋俸が一体となった超電導線を便用し、こ
れらを冷却ガスとの熱交換が良い接続導体で接続すると
共にこの接続導体と冷却ガスとの熱変換器として、接続
導体に金網や多孔板を積層し九ものなどで冷却ガス１５
！１２ｉ′に形成し、熱伝達率を大輪に＾め、熱変換器
の効率ｔ−尚めたものである。
以下２Ｆ−発明の超電導！ｆｉｌｌの一冥厖例を第３図
〜第５図によｊｌ説明する。第３図はこの央厖例におけ
るＮｔｌｔ４縁部分の詳細図である。内部に液体ヘリウ
ムなどの極低温冷媒を貯蔵する内容ｆｆ、２４には外容
器２５ｔ−貫通する外’！Ｆ２６が設けられている。こ
の外管２６内には常温側の電流導−２７と低温側の超電
導線２８とこれら導−２７と２８に接続する電気抵抗率
の小さい材料からできてりる一接続導体２９が配設され
ている。この超電導磁２８はＮｂ、Ｓｎ化会物超電体な
どのように高臨界温！Ｔｃｔ−有する高臨界温り超電４
俸２８１が複数本と銅−錫ブロンズ合金などのような熱
伝導率の小さい導体２８ｂから構成されている。超電導
体２８１の全所ｒｋ１積は通電する所定の％流量を充分
に流すことができるように超電導体の動作条件下におけ
る臨界Ｋｍ！［Ｔ ｃ ’ｌｃ基に決定されるのｔ−ｆ
ｉね九絶縁シール３０．上端には電気絶縁と冷却ガスの
シールを兼ね次絶縁シール３１がそれぞれ設けられてい
る。上記外管２６と常温側の電流導線２７および低温側
超電導磁２８との閣の空自 閣３２および３３に扛それぞれ電気絶縁とらせん状の冷
却流路を形成するための絶縁スペーサ３４および３５が
配置されている。外管２６と接続導側電苑導縁２７＠の
９閲３２と絶縁スペーサ３５が配置されている低温側超
電導ｆｆ１２８１１１の空間３３とｔ″噛絶ている。
〜第５図によｊｌ説明する。第３図はこの央厖例におけ
るＮｔｌｔ４縁部分の詳細図である。内部に液体ヘリウ
ムなどの極低温冷媒を貯蔵する内容ｆｆ、２４には外容
器２５ｔ−貫通する外’！Ｆ２６が設けられている。こ
の外管２６内には常温側の電流導−２７と低温側の超電
導線２８とこれら導−２７と２８に接続する電気抵抗率
の小さい材料からできてりる一接続導体２９が配設され
ている。この超電導磁２８はＮｂ、Ｓｎ化会物超電体な
どのように高臨界温！Ｔｃｔ−有する高臨界温り超電４
俸２８１が複数本と銅−錫ブロンズ合金などのような熱
伝導率の小さい導体２８ｂから構成されている。超電導
体２８１の全所ｒｋ１積は通電する所定の％流量を充分
に流すことができるように超電導体の動作条件下におけ
る臨界Ｋｍ！［Ｔ ｃ ’ｌｃ基に決定されるのｔ−ｆ
ｉね九絶縁シール３０．上端には電気絶縁と冷却ガスの
シールを兼ね次絶縁シール３１がそれぞれ設けられてい
る。上記外管２６と常温側の電流導線２７および低温側
超電導磁２８との閣の空自 閣３２および３３に扛それぞれ電気絶縁とらせん状の冷
却流路を形成するための絶縁スペーサ３４および３５が
配置されている。外管２６と接続導側電苑導縁２７＠の
９閲３２と絶縁スペーサ３５が配置されている低温側超
電導ｆｆ１２８１１１の空間３３とｔ″噛絶ている。
外管２６０下方には低温の蒸発ヘリウムガスを電内に導
入するための冷却ガス導入管３７、上方には冷却ガスｔ
−雪外から排出する九めの冷却ガス排出管３８がそれぞ
れ設けられている。ｔた、外１１ｆ２６１Ｚ）中閲郁外
蝋にｒｉ液体窒素などの冷媒を流丁冷ｆ４１１３９が熱
的に捩合されておシ冷却管３９内ｔａれる冷媒によル熱
伝導皐の比較的大きい電気絶縁物４Ｑｉ介して常＠側の
電滝導１１１１２７の中関温直部分を冷却する。
入するための冷却ガス導入管３７、上方には冷却ガスｔ
−雪外から排出する九めの冷却ガス排出管３８がそれぞ
れ設けられている。ｔた、外１１ｆ２６１Ｚ）中閲郁外
蝋にｒｉ液体窒素などの冷媒を流丁冷ｆ４１１３９が熱
的に捩合されておシ冷却管３９内ｔａれる冷媒によル熱
伝導皐の比較的大きい電気絶縁物４Ｑｉ介して常＠側の
電滝導１１１１２７の中関温直部分を冷却する。
第４図は第３図における接続導体２９部分の詳細図であ
る。ｉ！続導体２９は冷却ガスが流れる９閲３２，８３
と連通する冷却流路２９１を有し、この冷却流路２９１
内には薄い金網や粒状成形金属などの多数の微細な孔ｔ
ｉする伝熱性薄板を多数積層したｐ多孔板とスペー！と
ｔ−父互に多数積いる。この賜キ進邸材４１は積層状に
なっているため接続導体２９と冷却ガスとの熱交換効率
は大幅に高めることができる。２９′ｂは接続導体２９
のｌＱｌ壁内に埋設された高臨界＠度超電導体、４２＃
：ｔｍ続導体２９の温［１−モニターするための温度針
である。
る。ｉ！続導体２９は冷却ガスが流れる９閲３２，８３
と連通する冷却流路２９１を有し、この冷却流路２９１
内には薄い金網や粒状成形金属などの多数の微細な孔ｔ
ｉする伝熱性薄板を多数積層したｐ多孔板とスペー！と
ｔ−父互に多数積いる。この賜キ進邸材４１は積層状に
なっているため接続導体２９と冷却ガスとの熱交換効率
は大幅に高めることができる。２９′ｂは接続導体２９
のｌＱｌ壁内に埋設された高臨界＠度超電導体、４２＃
：ｔｍ続導体２９の温［１−モニターするための温度針
である。
このように構成された超電導装置において、通電の閣、
接続導体２９の温ＩＩＩＬは冷却ガス量會調整すること
によって上記低温側の超電導−２８の臨界温藏Ｔｃ以下
に冷却される。
接続導体２９の温ＩＩＩＬは冷却ガス量會調整すること
によって上記低温側の超電導−２８の臨界温藏Ｔｃ以下
に冷却される。
これによって、低温側の超電４縁２８は完全に超電導状
態になって、通電ＩＥ訛は超電導線２８の超′に導体２
８１のみに流れることになｐ、この部分でのジュール発
熱は４となる。その結果１通電中における液体ヘリウム
への侵入熱量は非常に小さい。
態になって、通電ＩＥ訛は超電導線２８の超′に導体２
８１のみに流れることになｐ、この部分でのジュール発
熱は４となる。その結果１通電中における液体ヘリウム
への侵入熱量は非常に小さい。
次に非通電時では冷却ガスは流さず、顕熱による冷却が
ないので、液体ヘリウムへの侵入熱にはとんど導体の伝
導による。この場合熱伝導率の小さい導体２８ｂと超電
導体２８Ｍからなる低温側の超電導４ｍ［２８は、その
熱伝導率が従来の電流導体の約１／１０から１／１０Ｇ
となるので、前述の侵入熱も約１／１０から１／１００
根度にすることかで璽る。
ないので、液体ヘリウムへの侵入熱にはとんど導体の伝
導による。この場合熱伝導率の小さい導体２８ｂと超電
導体２８Ｍからなる低温側の超電導４ｍ［２８は、その
熱伝導率が従来の電流導体の約１／１０から１／１０Ｇ
となるので、前述の侵入熱も約１／１０から１／１００
根度にすることかで璽る。
以上のように、本発明によれは通電中の発熱を低諷し、
液体へり９ムへの侵入熱量を低減できるのみならず、非
通電時における伝導による侵入熱を大幅に低減すること
ができる。
液体へり９ムへの侵入熱量を低減できるのみならず、非
通電時における伝導による侵入熱を大幅に低減すること
ができる。
第１図は従来の超電導装置−例を説明する断面模式図、
第２図はｇ１図における電流４１１８部分の＃Ｐ細図、
第３図は本発明の超電導装置における電流導１ｍ１部分
の詳細図、第４図は第３図における轍絖導体部分の詳＃
ｉＩｌ＃ｒ＠図である。 ２４・・・内容器、２５・・・外容器、２６・・・外宮
、２７・・・常温９１１１（Ｄ電流導線、２８・・・低
温−の超電導線、２９−＠ｆｉ導体、３０．３１．３６
−１１！ｌ縁シール、３４．３５・・・絶縁スペーサ、
３７・・・冷却ガス導入管、３８・・・冷却ガス排出富
、３９・・・冷却室、４１・・・伝熱促進部材。 ￥］１図 ｆＪｚ 目 苓 ３ 図 一一一ノ′ ３３ ２ □三 ｑｔ ３２ ｚＢ ”Ｚｔｂ ７ ｂ りに し ′罠
第２図はｇ１図における電流４１１８部分の＃Ｐ細図、
第３図は本発明の超電導装置における電流導１ｍ１部分
の詳細図、第４図は第３図における轍絖導体部分の詳＃
ｉＩｌ＃ｒ＠図である。 ２４・・・内容器、２５・・・外容器、２６・・・外宮
、２７・・・常温９１１１（Ｄ電流導線、２８・・・低
温−の超電導線、２９−＠ｆｉ導体、３０．３１．３６
−１１！ｌ縁シール、３４．３５・・・絶縁スペーサ、
３７・・・冷却ガス導入管、３８・・・冷却ガス排出富
、３９・・・冷却室、４１・・・伝熱促進部材。 ￥］１図 ｆＪｚ 目 苓 ３ 図 一一一ノ′ ３３ ２ □三 ｑｔ ３２ ｚＢ ”Ｚｔｂ ７ ｂ りに し ′罠
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、極低温冷媒を貯麓する内容器と、この内容器を用い
空間に真空部を形成する外容器と、前記極低温冷媒ヤ電
導機器を収め、この超電導機器と外部の常温にある電源
とを接続する電流導線と、この電流導線を冷却する冷却
流路とを有する超電導装置において、前記電流導線を。 常温側の電流導線と、熱伝導率の小さい導体と起電導体
が一体となった低温側の超電導線と。 これらの導線を接続する接続導体によシ構成すると共に
、前記接続導体には伝熱促進部材を有する冷却流路を形
成したことを特徴とする超電導装置。 ２、伝熱促進部材は多数の微細な孔を有する伝熱性薄板
を多数積層して構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１１に記載の超電導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196762A JPS5898992A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196762A JPS5898992A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5898992A true JPS5898992A (ja) | 1983-06-13 |
| JPS6161716B2 JPS6161716B2 (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=16363192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196762A Granted JPS5898992A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5898992A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007080940A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 超電導コイル装置 |
-
1981
- 1981-12-09 JP JP56196762A patent/JPS5898992A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007080940A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Toshiba Corp | 超電導コイル装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161716B2 (ja) | 1986-12-26 |
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