JPS6161713B2 - - Google Patents
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- JPS6161713B2 JPS6161713B2 JP5859981A JP5859981A JPS6161713B2 JP S6161713 B2 JPS6161713 B2 JP S6161713B2 JP 5859981 A JP5859981 A JP 5859981A JP 5859981 A JP5859981 A JP 5859981A JP S6161713 B2 JPS6161713 B2 JP S6161713B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
- H01F6/065—Feed-through bushings, terminals and joints
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、クライオスタツトに収納された超電
導マグネツト等の超電導機器に電流を供給する電
流供給装置に関する。
導マグネツト等の超電導機器に電流を供給する電
流供給装置に関する。
従来の超電導機器用電流供給装置はパワーリー
ドが銅パイプで形成され、超電導マグネツトの励
消磁時にクライオスタツトの冷媒として使用する
ヘリウムのガス等の冷媒ガスをこの銅パイプ内に
流すように構成されていた。このような構成であ
ると、超電導マグネツトの励消磁時の銅パイプの
発熱をクライオスタツト内へ侵入させることを防
止することができるが、クライオスタツト内の超
電導マグネツトの運転時においてはパワーリード
から外部の熱がクライオスタツト内に侵入してク
ライオスタツト内の冷媒を無駄に蒸発させる原因
となつていた。この熱侵入を防止する手段とし
て、(1)常時パワーリードの銅パイプに冷媒を流通
させる、(2)パワーリードの銅パイプを細くする、
ことが考えられる。しかしながら銅パイプに常時
ヘリウム等の高価な冷媒を流通させることはコス
トの面で問題となる。又、パワーリードの銅パイ
プを細くすると、超電導マグネツトの励消磁時に
発熱が増大し、かつ焼損する恐れが生じる。
ドが銅パイプで形成され、超電導マグネツトの励
消磁時にクライオスタツトの冷媒として使用する
ヘリウムのガス等の冷媒ガスをこの銅パイプ内に
流すように構成されていた。このような構成であ
ると、超電導マグネツトの励消磁時の銅パイプの
発熱をクライオスタツト内へ侵入させることを防
止することができるが、クライオスタツト内の超
電導マグネツトの運転時においてはパワーリード
から外部の熱がクライオスタツト内に侵入してク
ライオスタツト内の冷媒を無駄に蒸発させる原因
となつていた。この熱侵入を防止する手段とし
て、(1)常時パワーリードの銅パイプに冷媒を流通
させる、(2)パワーリードの銅パイプを細くする、
ことが考えられる。しかしながら銅パイプに常時
ヘリウム等の高価な冷媒を流通させることはコス
トの面で問題となる。又、パワーリードの銅パイ
プを細くすると、超電導マグネツトの励消磁時に
発熱が増大し、かつ焼損する恐れが生じる。
本発明の目的は上記の欠点を除去し、クライオ
スタツト内の熱侵入量がきわめて少ない超電導機
器用電流供給装置を提供することにある。
スタツト内の熱侵入量がきわめて少ない超電導機
器用電流供給装置を提供することにある。
本発明は、超電導機器用電流供給装置を熱伝導
率の小さい材料で形成した外管と励磁電流を供給
するパワーリードで構成し、パワーリードの低温
側を電気伝導率の小さい材料に超電導線を巻装し
た超電導部で構成し、超電導機器を励消磁すると
き予め外管内にクライオスタツト内の冷媒を流通
させて前記パワーリードの超電導部が臨界温度に
なるまで冷却するごとく構成することにより、ク
ライオスタツト内への外部からの熱侵入を減らす
ようにしたものである。
率の小さい材料で形成した外管と励磁電流を供給
するパワーリードで構成し、パワーリードの低温
側を電気伝導率の小さい材料に超電導線を巻装し
た超電導部で構成し、超電導機器を励消磁すると
き予め外管内にクライオスタツト内の冷媒を流通
させて前記パワーリードの超電導部が臨界温度に
なるまで冷却するごとく構成することにより、ク
ライオスタツト内への外部からの熱侵入を減らす
ようにしたものである。
以下、本発明の代表的実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
図は、本発明に係る超電導機器用電流供給装置
１をクライオスタツト２に使用した状態を示す。
クライオスタツト２は内槽３と外槽４から構成さ
れ、内槽３内に超電導マグネツト等の超電導機器
５が液体ヘリウム６によつて冷却されて収納され
ている。内槽３と外槽４との間の空間７は断熱の
ために真空となつておりこの空間７にシールド板
８を配置し、かつ液体窒素を流通させるシールド
配管９をシールド板８にはわせて熱シールド効果
を高めている。シールド配管９に流通させる液体
窒素を供給するシールド供給管１０と、シールド
配管９を循環した液体窒素を排出するシールド排
出管１１とをシールド配管９に接続して外槽４を
貫通させて設ける。又、内槽３に液体ヘリウムを
供給する供給管１２を内槽３から外槽４に貫通さ
せて設置する。超電導機器５の励消磁中に電流の
通流を行わせる超電導機器用電流供給装置１は、
超電導機器５への熱侵入量を極力減らす目的で、
超電導機器用電流供給装置１を内槽３のまわりに
迂回させて超電導機器５へ接続してクライオスタ
ツト２の外部からの距離をかせいでいる。超電導
機器用電流供給装置１はステンレス等の熱伝導率
の小さい材料で形成した外管１２とこの中に挿入
されるパワーリード１３とから構成されている。
外管１２はクライオスタツト２の外槽４と内槽３
とを結ぶように配置されている。銅パイプで形成
されるパワーリード１３は４分割されており、パ
ワーリード１３の内槽３側から電気伝導率の大き
い銅（OFHC等）で構成されるリード部１４、銅
（OFHC等）に比べて熱伝導率の小さいキユプロ
ニツケル等の材料１５に超電導線１６を巻装した
超電導部１７と常温側を常電導部材で形成した常
電導部１８で構成されている。この常電導部１８
は２分割され、超電導部側リード１９を他方側で
ある常温側リード２０に使用されるリン脱酸銅等
の一般の電流供給用の材料より電気伝導率の大き
い銅（OFHC等）の材料で形成されている。以上
のように構成されたパワーリード１３はクライオ
スタツト２の外部に引き出されている。このパワ
ーリード１３の常電導部１８のクライオスタツト
２の外部に引き出された箇所と外管１２とを繊維
強化プラスチツク（FRP）材等の電気絶縁材２
１で電気的に絶縁しかつ気密が保たれるように密
封する。又、内槽３内にはヒーター２１が外管１
２の設置された近辺に設けられ、ヒーター２２の
発熱によつて内槽３内の液体ヘリウム６が気化
し、このヘリウムガスが外管１２内を流れてパワ
ーリード１３を冷却する。このヘリウムガスを外
部に逃がすための排出口２３が外管１３の外槽４
の外部に設けられている。ヒーター２２のリード
線２４及びパワーリード１３の超電導部１７と常
電導部１８の接続箇所近辺にゲルマニウム温度計
２５を設け、このリード線２６は図示していない
が、内槽３、外槽４を貫通して直接クライオスタ
ツト２の外部に引き出されている。又、パワーリ
ード１３の常電導部１８の常温側リード２０の一
部に貫通２７を有するアルミ等の熱伝導率の大き
い良熱伝導体２８を外管１２と接するように設
け、外管１２の前記良熱伝導体２８を設けた箇所
に液体窒素溜２９を設けてサーマルアンカー３０
を構成し、この液体窒素はシールド配管９から導
いている。尚、パワーリード１３のリード部１４
と超電導機器５とはブスバー３１を介して接続さ
れている。
１をクライオスタツト２に使用した状態を示す。
クライオスタツト２は内槽３と外槽４から構成さ
れ、内槽３内に超電導マグネツト等の超電導機器
５が液体ヘリウム６によつて冷却されて収納され
ている。内槽３と外槽４との間の空間７は断熱の
ために真空となつておりこの空間７にシールド板
８を配置し、かつ液体窒素を流通させるシールド
配管９をシールド板８にはわせて熱シールド効果
を高めている。シールド配管９に流通させる液体
窒素を供給するシールド供給管１０と、シールド
配管９を循環した液体窒素を排出するシールド排
出管１１とをシールド配管９に接続して外槽４を
貫通させて設ける。又、内槽３に液体ヘリウムを
供給する供給管１２を内槽３から外槽４に貫通さ
せて設置する。超電導機器５の励消磁中に電流の
通流を行わせる超電導機器用電流供給装置１は、
超電導機器５への熱侵入量を極力減らす目的で、
超電導機器用電流供給装置１を内槽３のまわりに
迂回させて超電導機器５へ接続してクライオスタ
ツト２の外部からの距離をかせいでいる。超電導
機器用電流供給装置１はステンレス等の熱伝導率
の小さい材料で形成した外管１２とこの中に挿入
されるパワーリード１３とから構成されている。
外管１２はクライオスタツト２の外槽４と内槽３
とを結ぶように配置されている。銅パイプで形成
されるパワーリード１３は４分割されており、パ
ワーリード１３の内槽３側から電気伝導率の大き
い銅（OFHC等）で構成されるリード部１４、銅
（OFHC等）に比べて熱伝導率の小さいキユプロ
ニツケル等の材料１５に超電導線１６を巻装した
超電導部１７と常温側を常電導部材で形成した常
電導部１８で構成されている。この常電導部１８
は２分割され、超電導部側リード１９を他方側で
ある常温側リード２０に使用されるリン脱酸銅等
の一般の電流供給用の材料より電気伝導率の大き
い銅（OFHC等）の材料で形成されている。以上
のように構成されたパワーリード１３はクライオ
スタツト２の外部に引き出されている。このパワ
ーリード１３の常電導部１８のクライオスタツト
２の外部に引き出された箇所と外管１２とを繊維
強化プラスチツク（FRP）材等の電気絶縁材２
１で電気的に絶縁しかつ気密が保たれるように密
封する。又、内槽３内にはヒーター２１が外管１
２の設置された近辺に設けられ、ヒーター２２の
発熱によつて内槽３内の液体ヘリウム６が気化
し、このヘリウムガスが外管１２内を流れてパワ
ーリード１３を冷却する。このヘリウムガスを外
部に逃がすための排出口２３が外管１３の外槽４
の外部に設けられている。ヒーター２２のリード
線２４及びパワーリード１３の超電導部１７と常
電導部１８の接続箇所近辺にゲルマニウム温度計
２５を設け、このリード線２６は図示していない
が、内槽３、外槽４を貫通して直接クライオスタ
ツト２の外部に引き出されている。又、パワーリ
ード１３の常電導部１８の常温側リード２０の一
部に貫通２７を有するアルミ等の熱伝導率の大き
い良熱伝導体２８を外管１２と接するように設
け、外管１２の前記良熱伝導体２８を設けた箇所
に液体窒素溜２９を設けてサーマルアンカー３０
を構成し、この液体窒素はシールド配管９から導
いている。尚、パワーリード１３のリード部１４
と超電導機器５とはブスバー３１を介して接続さ
れている。
次に動作について説明する。
超電導機器５を励磁する場合について説明す
る。まず、電流供給装置１の外管１２に設けたヘ
リウムガスの排出口２３を閉じ、内槽３内に設け
たヒーター２２を発熱させる。このヒーター２２
の発熱によつて内槽３内の液体ヘリウム６が気化
してヘリウムガスが外管１２内に流れて充満し、
これによつてパワーリード１３は冷却される。パ
ワーリード１３の超電導部１７の近辺に設置した
ゲルマニウム温度計２５により、超電導部１７が
超電導線１６の超電導状態となる温度（通常6K
〜7K以下）になつたことを確認した後、パワー
リード１３に電流を流す。常電導部１８の常温側
リード２０は、リン脱酸銅等の一般の電流供給用
の材料を用いているので発熱するがサーマルアン
カー３０を設置しているのでこの発熱の一部が吸
収される。更に常電導部１８の超電導部側リード
１９は電気伝導率の大きい材料で形成されている
ので、常電導部１８の常温側リード２０で発生し
た熱の他の一部は常電導部１８の超電導部側リー
ド１９に伝導されるが、超電導部側リード１９で
はほとんど発熱しないので外管１２内に充満して
いるヘリウムガスによつて熱が吸収される。従つ
て、常電導部１８で発生した熱は超電導部１７に
伝導されるのを防止することができるので超電導
部１７の超電導線１６は安定した超電導状態を維
持でき、超電導機器５の収納されている内槽３内
に熱を侵入させることなく超電導機器５に安定し
てパワーリード１３を通して電流を供給できる。
る。まず、電流供給装置１の外管１２に設けたヘ
リウムガスの排出口２３を閉じ、内槽３内に設け
たヒーター２２を発熱させる。このヒーター２２
の発熱によつて内槽３内の液体ヘリウム６が気化
してヘリウムガスが外管１２内に流れて充満し、
これによつてパワーリード１３は冷却される。パ
ワーリード１３の超電導部１７の近辺に設置した
ゲルマニウム温度計２５により、超電導部１７が
超電導線１６の超電導状態となる温度（通常6K
〜7K以下）になつたことを確認した後、パワー
リード１３に電流を流す。常電導部１８の常温側
リード２０は、リン脱酸銅等の一般の電流供給用
の材料を用いているので発熱するがサーマルアン
カー３０を設置しているのでこの発熱の一部が吸
収される。更に常電導部１８の超電導部側リード
１９は電気伝導率の大きい材料で形成されている
ので、常電導部１８の常温側リード２０で発生し
た熱の他の一部は常電導部１８の超電導部側リー
ド１９に伝導されるが、超電導部側リード１９で
はほとんど発熱しないので外管１２内に充満して
いるヘリウムガスによつて熱が吸収される。従つ
て、常電導部１８で発生した熱は超電導部１７に
伝導されるのを防止することができるので超電導
部１７の超電導線１６は安定した超電導状態を維
持でき、超電導機器５の収納されている内槽３内
に熱を侵入させることなく超電導機器５に安定し
てパワーリード１３を通して電流を供給できる。
次に、超電導機器５が超電導モードでの運転状
態に入つた場合について説明する。
態に入つた場合について説明する。
内槽３内のヒーター２２をオフにして発熱を止
め、外管１２のヘリウムガス排出口２３を開とす
る。クライオスタツト２の外部の熱は外管１２及
びパワーリード１３を伝導してクライオスタツト
２内に侵入しようとする。外管１２はステンレス
等の熱伝導率の小さい材料で形成されており、か
つ、途中にサーマルアンカー３０が設置されてい
るので外管１２を伝導して内槽３内に侵入する熱
はなくなる。パワーリード１３に関しては、常電
導部１８の常温側リード２０によつて相当の熱量
が侵入するが、サーマルアンカー３０によつてか
なりの熱量が吸収される。実際の温度測定ではパ
ワーリード１３の入口の温度が300Kのとき、サ
ーマルアンカー３０によつて80Kまで温度が低下
している。この様にして外部から侵入した熱は超
電導部１７に伝導する。この超電導部１７は電気
伝導率の小さいキユプロニツケル等の材料１５に
超電導線１６を巻装した構成となつている。超電
導材料は一般に熱伝導率が小さい。従つて超電導
部１７まで侵入してきた熱は内槽３内の液体ヘリ
ウム６の自然蒸発によるヘリウムガスの流出によ
り外管１２内に流れるヘリウムガスによつて吸収
されるので内槽３まで外部の熱が侵入することが
できない。
め、外管１２のヘリウムガス排出口２３を開とす
る。クライオスタツト２の外部の熱は外管１２及
びパワーリード１３を伝導してクライオスタツト
２内に侵入しようとする。外管１２はステンレス
等の熱伝導率の小さい材料で形成されており、か
つ、途中にサーマルアンカー３０が設置されてい
るので外管１２を伝導して内槽３内に侵入する熱
はなくなる。パワーリード１３に関しては、常電
導部１８の常温側リード２０によつて相当の熱量
が侵入するが、サーマルアンカー３０によつてか
なりの熱量が吸収される。実際の温度測定ではパ
ワーリード１３の入口の温度が300Kのとき、サ
ーマルアンカー３０によつて80Kまで温度が低下
している。この様にして外部から侵入した熱は超
電導部１７に伝導する。この超電導部１７は電気
伝導率の小さいキユプロニツケル等の材料１５に
超電導線１６を巻装した構成となつている。超電
導材料は一般に熱伝導率が小さい。従つて超電導
部１７まで侵入してきた熱は内槽３内の液体ヘリ
ウム６の自然蒸発によるヘリウムガスの流出によ
り外管１２内に流れるヘリウムガスによつて吸収
されるので内槽３まで外部の熱が侵入することが
できない。
尚、超電導機器５の励磁中のみに説明したが、
消磁中についても同様である。
消磁中についても同様である。
以上の説明で明らかなように本発明に係る電流
供給装置を用いれば、超電導機器の励消磁中にお
いて、パワーリードの発熱が少なく、超電導機器
の超電導モードでの運転中においては外部からの
熱侵入が非常に少なくなり、効率良くクライオス
タツトを作動させることができる。
供給装置を用いれば、超電導機器の励消磁中にお
いて、パワーリードの発熱が少なく、超電導機器
の超電導モードでの運転中においては外部からの
熱侵入が非常に少なくなり、効率良くクライオス
タツトを作動させることができる。
図面は本発明に係る超電導機器用電流供給装置
をクライオスタツトに備えた様子を示す断面図で
ある。 １……超電導機器用電流供給装置、２……クラ
イオスタツト、５……超電導機器、６……液体ヘ
リウム（冷媒）、１２……外管、１３……パワー
リード、１５……熱伝導率の小さい材料、１６…
…超電導線、１７……超電導部、１８……常電導
部、１９……常電導部の超電導部側リード、２０
……常電導部の常温側リード。
をクライオスタツトに備えた様子を示す断面図で
ある。 １……超電導機器用電流供給装置、２……クラ
イオスタツト、５……超電導機器、６……液体ヘ
リウム（冷媒）、１２……外管、１３……パワー
リード、１５……熱伝導率の小さい材料、１６…
…超電導線、１７……超電導部、１８……常電導
部、１９……常電導部の超電導部側リード、２０
……常電導部の常温側リード。
Claims (1)
- １ クライオスタツトにおける冷媒を収納した内
槽に浸漬される超電導機器に常温側から励磁電流
を供給するパワーリードを具備した超電導機器用
電流供給装置において、前記パワーリードの低温
側を超電導体で構成した超電導部で形成し、前記
パワーリードの常温側を常電導体で構成した常電
導部で形成し、熱伝導率の小さい材料で形成した
外管で前記パワーリードを覆つて前記内槽から常
温側に導き、前記超電導機器の励消磁時に予め前
記内槽内の冷媒を前記内槽内に設けたヒーターに
よつて蒸発させて前記外管内に強制的に流通させ
て前記パワーリードの超電導部を臨界温度まで冷
却し、前記超電導機器の運転時には前記内槽内の
自然蒸発した冷媒を前記外管内に流通させて冷却
するごとく構成したことを特徴とする超電導機器
用電流供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5859981A JPS57173986A (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Current supply device for super conductive apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5859981A JPS57173986A (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Current supply device for super conductive apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57173986A JPS57173986A (en) | 1982-10-26 |
| JPS6161713B2 true JPS6161713B2 (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=13088965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5859981A Granted JPS57173986A (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Current supply device for super conductive apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57173986A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6213009A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | 極低温電気装置 |
| JPS6218010A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導磁石装置 |
| JP2563391B2 (ja) * | 1987-11-18 | 1996-12-11 | 株式会社東芝 | 超電導パワーリード |
| JPH01133307A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-25 | Fujikura Ltd | 低温機器 |
-
1981
- 1981-04-20 JP JP5859981A patent/JPS57173986A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57173986A (en) | 1982-10-26 |
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