JPS6245105A - 超電導コイル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超電導コイルに閏する。

〔発明の技術的前頭とその問題点〕

一般に、超電導コイルは少ない電力で強磁場を発生させ
ることができるもので、例えば、核融合装置、画像診断
装置、単結品引上装訂等に使用されている。

第３図はこの種の従来の超電導コイルの要部の構成を示
１ｇ７ｉ面図である。この第３図において、コイル１は
、コイル収納容器としてのヘリウム容器３に蓄えられた
液体ヘリウム２に浸されている。

また、ヘリウム容器３は熱に対するシールド４で覆われ
ており、これら全体が真空容器５内に保持されている。

そして、コイル１に電流を流ずための電流リード６がヘ
リウム容器３の上部壁、シールド４および真空容器５の
上部壁を貫通して外部に導出されている。

ここで、シールド４の温度は略４．２に〜１００Ｋに保
たれ、これによって大気温度である貞空容器からの熱が
直接液体ヘリウム２に入るのを防ぐと共に、シールド４
と電流リード６と−を熱伝導可能に結合するサーマルア
ンカー７を介して、電流リード６を伝わって液体ヘリウ
ム２に侵入する熱を途中で奪う構成になっている。

第４図はこの超電導コイルのうち、Ａ−Ａ矢視部の拡大
断面図であり、銅バイブ１１の外周は絶縁チューブ１２
で覆われており、これらが本明細出に言う電流リード６
を構成している。この電流リード６には２つ割りのアル
ミパイプ１３ａ。

１３ｂを介してステンレスパイプ１４が嵌合され、さら
に、このステンレスバイブ１４は、ボルト１５によって
結合される１対のり一−マルアンカー７ａ、７ｂによっ
て握持されでいる。

しかして、銅バイブ１１は絶縁デユープ１２によって他
と絶縁が保たれる一方、アルミバイブ１３ａ、１３ｂ、
ステンレスバイブ１４およびサーマルアンカー７ａ、７
ｂを介してシールド４に熱伝導可能に結合される。

ここで、アルミバイブ１３ａ、１３ｂはサーマルアンカ
一部のみに設けられており、人気側から液体ヘリウムに
向かう熱の経路としては銅バイブ１３が考えられ、その
熱はいずれもり゛−マルアンカー７８．７ｂを介してシ
ールド４に吸収される構成になっている。

ところで、これらの熱を効率よく吸収するためには銅バ
イブ１１、絶縁チューブ１２、アルミバイブ１３ａ、１
３ｂ、ステンレスバイブ１４を互いに圧力接触させる必
要がある。このうち、絶縁ヂニＬ−１１２は熱収縮によ
り銅パイプ１１に密着せしめられているので、この両者
間の接触状態は良好と考えられる。しかしながら、絶縁
チューブ１２およびアルミバイブ１３ａ、１３ｂ間、ア
ルミバイブ１３ａ、１３ｂおよびステンレスパイプ１４
間はそれぞれ組立に際して僅かな間隙が必要になること
から、圧力接触状態が得られず、その分だけ熱伝導効率
が低く、充分に熱を奪うことができなかった。

かくして、従来の超電導コイルにあっては、熱侵入によ
って液体ヘリウムの蒸発ら１が増大し、これによって不
足分を補給する回数が増える外、高価な液体ヘリウムの
消費量増大によって運転コス１〜が高騰するという欠点
があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の欠点を除去するためになさたもので、コ
イル収納容器内への熱浸入量を著しく低く抑さえ得、こ
れによって液体ヘリウム等の液冷媒の補給回数を減らし
得ると共に運転コス１〜の大幅な低下を図り得るｆｆｌ
？ｕ導コイルの提供を目的とする。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために本発明は、熱に対す１　　　
　　るシールドで覆われたコイル収納容器内に保持され
、外周に絶縁皮膜を有する管状の電流リードが前記シー
ルドおよび真空容器壁を貫通して外部に導出されると共
に、前記シールドに熱伝導可能に結合される超電導コイ
ルにおいて、周方向の少なくとも１箇所に切込みを有し
、前記絶縁皮膜を介して前記電流リードに嵌合する第１
のパイプと、この第１のパイプに嵌合し、冷却時に前記
第１のパイプに径方向内方の力が作用づるように周方向
の少なくとも１箇所が溶着された第２のパイプとを具備
し、この第２のパイプを前記シールドに結合したことを
特徴としている。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図で、サー
マルアンカーによって握持される部分を示してシ＼る。

図中、第３図と同一の符号を付したものはそれぞれ同一
の要素を示す。そして、絶縁デユープ１２の外側に設け
られるアルミバイブ２０ａ、２０ｂが軸心を含む平面で
２分割されているものの、絶縁チューブ１２に押し当て
たとさ・、分割面の相互間に間隙δができるように形成
すると共に、分割面の径方向端部に切欠き２０ｃを形成
した点、予め分割せしめられたステンレスバイブ２１８
．２１ｂを、上記切欠き２０Ｃに対応する位置で溶接し
た点が第３図と異なっている。

この第１図において、ステンレスバイブ２１ａ。

２１ｂは絶縁チューブ１２との間にアルミバイブ２０ａ
、２０ｂを介挿し、且つ、分割部が切欠き２０ｃの位置
に一致した状態で溶接される。

一般に、パイプを周方向に分割してその分割部を溶接づ
ると、バイブの直径（よ小さくなる。第１図に示した実
施例はこの現象を利用したもので、予め分割せしめられ
たステンレスバイブ２１ａ。

２１ｂを溶接してその内径を縮少させることによってア
ルミバイブ２１ａ、２１ｂに径方向内方の力を作用され
ている。このとぎアルミバイブ２１ａ、２１ｂの分割部
に間隙δがあるので、アルミバイブ２０ａ、２０ｂの内
面は絶縁デユープ１２に圧力接触し、アルミバイブ２０
ａ、２０ｂの外面はステンレスバイブ２１ａ、２１ｂの
内面に圧）ｊ接触づることになる。

なＪ３、アルミバイブの分割部に設けられた切欠き２０
ｃは溶接時の熱を他に伝え難くするためのしのであるり
れどち、ここに用いられる材質自体が熱伝導性に優れて
いるので、絶縁チューブ１２μ熱振１傷を受は易い状況
にある。これを防止づるには銅バイブ１１内に水等の冷
却媒体を通せばよい。

かくして、この実施例によれば絶縁チューブ１２に対し
てアルミバイブ２０ａ、２０ｂを、アルミバイブ２０ａ
、２０ｂに対してステンレスバイブ２１ａ、２１ｂをそ
れぞれ圧力接触させ得るので、従来装置に比べて熱の伝
達効率を大幅に向上させることができ、これによってコ
イル収納容器内への熱侵入量を著しく低下させることが
できる。

第２図は本発明の他の実施例の構成を示す斜視図である
。これは、第３図に示したヘリウム容器３、真空容器５
がいずれもスデンレススチール板で形成されていること
に対応し、その壁部を０通する電流リード６を堅固に支
持すると共に、熱伝達効率をざらに高めＪ：うとづるも
のである。

第２図にＪ３いて、銅バイブ１１の外周は絶縁デユープ
１２によって覆われている。この絶縁チューブ１２の外
側には第１図で説明したアルミバイブ２０ａ、２０ｂ　
（第２図に示されない）が設けられ、さらに、このアル
ミバイブ２０ａ、２０ｂの外側に銅バイブ３１ａ、３１
ｂが配置されている。この銅パイプ３１ａ、３１ｂは予
め２つに分＾１ｊされ、その分割部３０ｃを溶接するこ
とによっ〔前述したと同様に径方向内方の力を作用させ
ている。この場合、銅パイプ３１８．３１ｂの外側をり
゛−マルアンカー７ａ、７ｂ（第１図）によって握持す
るが、第１図の実施例に比べてステンレスバイブ２１ａ
、２１ｂの代わりに銅バイブ３１ａ、３１ｂを用いた分
だけ熱伝導効率が高められる。

一方、銅パイプ３１ａ、３１ｂの軸方向端部には、銅バ
イブ３２ａ、銅バイブ３３ａが溶接されており、さらに
、これらの胴パイプの端部には略同じ寸法のステンレス
バイブ３２ｂ、３３ｂが溶接されている。

ここで、銅バイブ３２ａおよびステンレスバイブ３２ｂ
、銅バイブ３３ａおよびステンレスバイブ３３ｂはそれ
ぞれ異材継手を構成し、例えばステンレスバイブ３２ｂ
を真空容器５に、ステンレスバイブ３３ｂをヘリウム容
器３にそれぞれ溶接することににって、容易且つ、堅固
な接合が可能になる。

なお、上記実施例では、絶縁チューブ１２の外側に２分
割されｌζアルミパイプを嵌合させる一方、このアルミ
バイブの外側に２分割されたステンレスバイブまたは銅
バイブを配置してその分割部を溶接するものについて説
明したが、これらの分割数は３個以上でもよく、また、
周方向の１箇所に切込みを設けて、この切込みを溶接す
るようにしてもよい。

また、上記実施例では絶縁ブユーブ１２の外側に２分割
したアルミバイブを設けたがこの代わりに銅バイブを使
用しても上述したと同様な作用を行なわせることができ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかな如く、この発明にＪ：れば
、コイル収納容器内への熱侵入量を著しく低く抑さえ得
、これによって取扱いに難がある液体ヘリウム等の液冷
媒の補給回数を減らし得ると共に、運転コス１〜を大幅
に低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
は他の実施例の゛構成を示Ｊ斜視図、第３図は従来の超
電導コイルの構成を承り断面図、第４図はこの超電導コ
イルの要部を拡大して示した断面図である。 １・・・コイル、２・・・液体ヘリウム、３・・・コイ
ル収納容器としてのヘリウム容器、４・・・シールド、
５・・・真空容器、６・・・電流リード、７．７ａ、７
ｂ・・・サーマルアンカー、１１・・・銅パイプ、１２
・・・絶縁チューブ、２０ａ、２０ｂ・・・第１のパイ
プとしてのアルミパイプ、 ２１ａ・・・第２のパイプとしてのステンレスパイプ、
３１ａ、３１ｂ・・・第２のパイプとしての胴バイブ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 区面の？ンＢ（内＄に変更なし〕 第１図 第３図 手続ネ１１正書（方式） 昭和６０年１２月７３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　熱に対するシールドで覆われたコイル収納容器が真空
   容器内に保持され、外周に絶縁皮膜を有する管状の電流
   リードが前記シールドおよび真空容器壁を貫通して外部
   に導出されると共に、前記シールドに熱伝導可能に結合
   される超電導コイルにおいて、周方向の少なくとも１箇
   所に切込みを右し、前記絶縁皮膜を介して前記電流リー
   ドに嵌合する第１のパイプと、この第１のパイプに嵌合
   し、冷却時に前記第１のパイプに径方向内方の力が作用
   するように周方向の少なくとも１箇所が溶着された第２
   のパイプとを具備し、この第２のパイプを前記シールド
   に結合したことを特徴とする超電導コイル。