CN100356646C - 低温设备的终端结构 - Google Patents

Abstract

一种低温设备的终端结构，它能够将低温设备(100)的终端从极低温部分通过一个套筒引导至室温部分，其特征在于，沿着在极低温部分(200)和室温部分(400)之间的上述套筒(30)的外圆周，包括将极低温部分(200)和室温部分(400)绝热连接起来的绝热连接的部分(300)。

Description

低温设备的终端结构

技术领域

本发明涉及将低温设备的导体从极低温引导至室温的终端结构。更具体地说，涉及绝热性或隔热性能非常好的终端结构。

背景技术

图7为表示用于低温设备的传统终端结构的示意图。

这个终端结构具有一个低温设备100(未示出)的终端；一个容纳该终端的致冷剂箱10；一个保护通向室温部分的真空容器20的导体导电的套筒30；一个覆盖致冷剂箱10的外面的真空容器20；和一个与真空容器20的上部连接以从真空容器突出出来的绝缘子40。

套筒30基本上以直角与从低温设备100引入的超导体连接。套筒30的芯子有一个导体，并且其圆周涂敷有坚固的绝缘材料，例如乙烯-丙烯橡胶等。套筒30穿过真空容器20和绝缘子40之间的连接表面，放入绝缘子40中。绝缘子40的内部充满绝缘流体43，例如绝缘油、六氟化硫(SF6)等。

由供给管22送来的液氮11积存在致冷剂箱中，同时在液氮11上面形成一个氮气储存器15。氮气通过气体排出口14排出。

这样，在这种终端结构中，从低温设备100至绝缘子40的导电部分按照离电缆80的距离增加的顺序，通过浸入液氮11中的极低温部分，氮气储存器15和绝缘子中的室温部分。

然而，上述的终端结构有下列问题：

(1)从室温部分400侵入极低温部分200中的热量多。

当氮气储存器15位于液氮11的液面高度和真空容器20的上表面之间时，由于氮气对流，热从真空容器20传至室温部分400。由于热传导的影响，液氮温度升高。作为对抗温度升高的对策，要根据温度升高的情况进行冷却。结果，冷却需要的能量成为一种损失，使整个系统的损失增加。

(2)利用致冷剂箱的封闭系统进行回热式冷却很困难。

套筒30的一部分通常浸入致冷剂中。控制液氮11的液面高度，以保持浸入所需的液面高度。当致冷剂箱为一个开放系统时，可通过供给液氮11保持液面高度。然而，当将供应管22和排出口14关闭，保持原有的液氮11，以进行回热式冷却时，压力的变化，侵入热量的变化等使液面高度难以控制。

另一方面，套筒30基本上是以直角与和低温设备100的超导体连接的连接电缆(导体)80连接的。套筒30是(例如)将铜等导体插入不锈钢管制成的芯子中，并在不锈钢管的圆周上涂敷有坚固的绝缘材料(例如乙烯-丙烯橡胶等)制成的。套筒30的一端浸入致冷剂中，而另一端则穿过真空容器20和绝缘子40之间的连接表面，放在绝缘子40中。绝缘子40的内部充满绝缘流体60-例如绝缘油、SF6等。当绝缘子40充满绝缘油时，在绝缘油上面可以形成一个气体容器。在不锈钢管内部，有一个使极低温部分与室温部分连接的空间。这个空间可以与上述的气体容器连通，或不与上述的气体容器连通。

由供应管22送来的液氮11积存在致冷剂箱10中。在液氮11的上面形成一个氮气储存器部分13。氮气可通过气体排出口14排出。

这样，在这个终端结构中，从低温设备100至绝缘子40的导电部分，按照与电缆的距离增加的顺序，通过浸入液氮11中的极低温部分200、氮气储存器部分13和绝缘子40中的室温部分400。

然而，上述终端结构还有下列问题：

(3)当套筒30内的空间与绝缘子40中的气体容器42连通时，绝缘性能可能恶化。

如果在极低温与室温连接的套筒30中形成的空间中有空气，则极低温会使空气液化和结冰，使空气的容积大大减少。结果，绝缘子40的内部成为负压，使绝缘性能变坏。

还可以考虑连接一个供气部件，使气体供应能跟随套筒30空间中的气体容积变化。然而，由于气体入口22为一个高电压部分，为了与供气部件连接，需要断开电流和安装/拆卸管路装置，这是不现实的。

还可考虑不将气体送入套筒30的空间中，而事先使套筒30的空间和绝缘子40中的气体容器42保持高压，以防止由冷却造成的压力降低影响绝缘性能。但是，为了保证压力足够大，以致冷却后不会影响绝缘性能，在冷却前的压力应非常的大，这是不现实的。

(4)当套筒30内的空间不与绝缘子40中的气体容器42连通时，套筒内的过大的压力变化可以引起机械损坏。

在套筒30内的空间不与绝缘子40中的气体容器42连通的结构中，一般要密封套筒30内的空间。因此，上述的由负压引起的绝缘性能变坏不严重。然而，套筒30内的空间的密封并不是很理想的。在这种情况，该空间仍有可能(虽然很轻微)与气体容器42连通。从长期观点来看，套筒30内的空间中的气体会液化，形成负压，从而由于这种负压状态的影响，气体容器42中的空气会逐渐被吸入套筒30内部。当从气体容器吸入套筒30内的空间中的空气液化时，在该空气回至室温时，会形成非常大的压力。这样，非常大的压力会造成套筒30机械损坏。

发明内容

本发明的第一个目的是要提供一种绝热性非常好的低温设备的终端结构。

此外，本发明的第二个目的是要提供一种低温设备的终端结构，它可防止导体部分(例如套筒等)内部发生物质液化，从而可以抵制由发生液化的物质造成的绝缘性能降低和导体部分内的过大的压力变化。

上述目的可通过提供将极低温部分和室温部分之间绝热连接的一个连接/绝热部分来达到。

为了实现上述目的，本发明提供了一种低温设备的终端结构，它用于将低温设备的终端从极低温部分通过芯子处具有导体部分的套筒引导至室温部分，在极低温部分和室温部分之间具有一个连接/绝热部分，使上述两个部分之间绝热地连接，并覆盖套筒的外圆周，套筒被一个气相空间覆盖，在所述气相空间中形成真空，该空间从极低温部分开始，穿过连接/绝热部分到达室温部分。

本发明还提供了一种低温设备的终端结构，它用于将低温设备的终端从极低温部分通过芯子处具有导体部分的套筒引导至室温部分，在极低温部分和室温部分之间具有一个连接/绝热部分，使上述两个部分之间绝热地连接，并覆盖套筒的外圆周，连接/绝热部分通过用于密封极低温部分的极低温侧法兰和用于密封室温部分的室温侧法兰与极低温部分和室温部分绝热连接，所述两个法兰与所述套筒的外圆周连接，从该外圆周突出出来，并且，作为绝热连接部分的气相空间由所述两个法兰、所述套筒的外圆周表面和外部容器构成。

即：根据本发明的终端结构为一种低温设备的终端结构，它用于将低温设备的终端从极低温部分通过一个套筒引导至室温部分。终端结构的特征在于，沿着上述套筒的外圆周，在上述极低温部分和上述室温部分之间，形成一个连接/绝热部分，该部分将上述极低温部分和上述室温部分绝热连接起来。

由于绝热连接的连接/绝热部分放置在极低温部分和室温部分之间，因此可以避免作为传统氮气部分中一个问题的、由氮气对流产生的极低温部分和室温部分之间的热传导，因此绝热性高。根据这种高的绝热性，可以在封闭系统中容易地进行回热式冷却。

优选，上述连接/绝热部分在用于热密封极低温部分的极低温侧法兰和用于热密封室温部分的室温侧法兰之间形成。这两个法兰与上述套筒的外圆周连接，并从该外圆周突出出来。

在这种情况下，优选其中一个法兰与真空容器或致冷剂箱固定，而另一个法兰可运动。这样，法兰可根据套筒的热膨胀和收缩而运动，以防止过大的应力施加在任何一个法兰上。一般，优选是极低温侧法兰固定而室温侧法兰可运动。

另外，优选，所述连接/绝热部分为彼此分开的内层部分和外层部分组成的双重结构。这种情况下，在所述内层部分和所述外层部分中都形成真空，或仅有内层部分充满气体。

当在内层部分和外层部分中都形成真空时，充满致冷剂的极低温部分中的压力较大。这样，极低温部分中的致冷剂会泄漏至连接/绝热部分中。即使在这种情况下，也只有内层部分的一个有限部分充满致冷剂，而在外层部分中的真空可以保证极低温部分和室温部分之间的绝热。因此，可将绝热性的降低减至最小。因此，优选将内层部分作成一个小空间。

另一方面，当气体只充入内层部分中时，优选气体的沸点比极低温部分中的致冷剂的沸点低，气体的压力基本上与极低温部分中的致冷剂的压力相等。当内层部分中的压力与极低温部分中的压力相等时，可防止致冷剂从极低温部分泄漏至内层部分中。另外，当气体的沸点比在极低温部分中的致冷剂的沸点低时，即使致冷剂泄漏至内层部分中，也可防止气体液化或固化。当选择液氮作为极低温部分中的致冷剂时，优选充入内层部分中的气体优选为氦(He)或类似气体。

另外，当设置检测内层部分中的压力的装置时，可以检测致冷剂从极低温部分中的泄漏所引起的内层部分的压力升高，因此可以监测致冷剂的泄漏。

优选，法兰由可以与套筒粘接的材料制成。例如，套筒的主要材料为纤维增强的塑料(FRP)，而法兰的主要材料为可以与纤维增强的塑料粘接的塑料(例如环氧树脂等)。

使用根据本发明的终端结构的低温设备的例子包括：超导电缆，超导磁性能量存储系统(SMES)，超导电流限制器等。特别是，根据本发明的终端结构对于要求在封闭系统中进行回热式冷却以达到长距离冷却的超导电缆的终端结构是最优的。

另外，这里所用的套筒可具有一个从上述极低温部分通至室温部分的导体部分，和沿着上述导体部分的外圆周将该极低温的部分与室温部分连接起来的外圆周气相空间。

理想的是，这个外圆周气相空间充满在极低温的温度下不液化的气体。

另外，优选，上述气体为氦等。

在该外圆周气相空间中还可以形成真空。

另外，根据本发明的第二方面，充入内部空间的气体限制在导体部分的纵向上，或在该空间中形成真空。这样，可保持压力为常数，防止损坏导体部分和电气参数的连续性被破坏。这样，可达到上述第二个目的。

根据本发明的第二方面，提供了一种具有从极低温部分通至室温部分的导体部分的低温设备的终端结构，其特征在于，上述导体部分被覆盖，在将该极低温部分与室温部分连接起来的区域中形成气相空间。

优选，该终端结构的特征在于，导体部分被在连接极低温部分与室温部分的区域中形成的气相空间所覆盖，并且这个空间充满在极低温下不液化的气体。

在这种情况下使用的气体的一个具体例子包括氦。

另外，优选该终端结构为低温设备的终端结构，其导体部分从极低温部分通至室温部分，其特征在于，所述导体部分被连接极低温部分和室温部分的气相空间覆盖，并且该空间保持于真空。

当导体部分被连接极低温部分和室温部分的区域中形成的气相空间覆盖，和当该气相空间充满在极低温下不液化的气体，或在该气相空间中形成真空时，即使在极低温下也可防止物质液化。因此，可抑止由导体部分中的压力降低造成的绝缘性能降低和导体部分内部的过大的压力变化。

下面将说明根据本发明的终端结构相应零件的具体结构。

导体部分可以是具有空心管的导体部分，或是铜等的导电引线插入空心管中的导体部分。导体部分可以形成使连接极低温的部分和室温部分的空间在导体部分内形成。一般，在空心管的外圆周上加橡胶、环氧树脂等坚固的绝缘材料。绝缘的电流引线可以作成杆、管、金属丝股等。

极低温部分没有特别限制，只要极低温部分的结构是该部分保持在由诸如液氮等致冷剂产生的极低温条件下即可。该极低温部分的典型结构是具有一个贮存致冷剂的致冷剂箱和用于保持致冷剂箱外圆周中的真空的真空容器。

室温部分的结构可以是使导体部分穿过绝缘套(例如绝缘子、环氧树脂套筒等)的大致中心，和绝缘流体充入绝缘套和导体部分之间的空间。作为绝缘流体，可以使用液体(例如绝缘油等)或气体(例如SF₆等)。一般，当使用绝缘油时，要在绝缘套内设置在绝缘油容器和在绝缘油容器上方形成的气隙部分。

当该气隙部分与导体部分中的空间连通时，该导体部分中的空间和上述气隙部分充满在极低温下不液化的气体。因此，在极低温下，可防止在导体部分中的物质液化。这样，可防止由于在导体部分和气隙部分中的负压造成的绝缘性能降低。

当在绝缘油容器上方形成的气隙部分不与导体部分中的空间连通时，在该导体部分的空间中产生真空，或导体部分中的空间可充满在极低温下不液化的气体。通过焊接等方法，将导体部分中的空间密封，可以得到这个结构。因此，在极低温下可防止导体部分中的物质液化。这样，可抑止套筒中的过大的压力变化，防止套筒受到机械损坏。

使用根据本发明的终端结构的低温设备的例子包括超导电缆、超导磁性能量存储系统(SMES)、超导电流限制器等。特别是，根据本发明的终端结构对于需要在封闭系统中进行回热式冷却以便达到长距离冷却目的的超导电缆的终端结构是最优的。

附图说明

图1为根据本发明的第一实施例的终端结构的示意图；

图2为表示在根据本发明第一实施例的终端结构中使用的套筒的一个例子的侧视图；

图3为根据本发明第二实施例的终端结构的示意性截面图；

图4为在根据本发明第三实施例的终端结构中的室温部分的局部截面图；

图5为根据本发明第四实施例的终端结构中的室温部分的局部截面图；

图6为根据本发明第五实施例的终端结构中的室温部分的示意性截面图；和

图7为表示传统的终端结构的示意图。

附图中的标号所表示的部件如下：

10-致冷剂箱，       11-液氮，

13-下屏蔽板，       14-气体排出口，

15-氮气储存器，     100-低温设备，

20-真空容器，       30-套筒，

31-本体，           32-极低温侧法兰，

33-室温侧法兰，     34-上屏蔽板，

71-内层部分，       72-外层部分，

73A，73B-挠性管，   40-绝缘子，

41-硅油，           42-气体容器，

43-绝缘流体，       110-致冷剂箱，

111-液氮，          112-液氮部分，

113-氮气储存器部分，120-真空容器，

130-套筒，          131-不锈钢管，

132-坚固的绝缘层，  133-电流引线，

134-空间，          135-极低温侧法兰，

136-室温侧法兰，    137-法兰，

140-绝缘子，      141-绝缘油容器，

142-气隙部分，    143-SF6，气体，

150-挠性管，      22，23-供应管，

22，23-供给管，   80-连接导体，

100-低温设备，    200-极低温部分，

300-连接/绝热部分，

400-室温部分。

具体实施方式

下面将说明本发明的实施例。

(第一实施例)

现在通过例子来说明超导电缆的终端结构。图1为根据本发明的终端结构的示意图。这个终端结构具有：浸入致冷剂箱10中的液氮11中的极低温部分；放在绝缘子40中的一个室温部分400；和在极低温部分200与室温部分400之间形成的一个连接/绝热部分300。

真空容器20与超导电缆的绝热管(未示出)连接。在真空容器20中的与绝热管连接的部分和在绝热管中保持真空。在该实施例中，真空容器20的开口直径设定为φ600mm。

与超导电缆的绝缘子40连接的连接导体80通入致冷剂箱10中。致冷剂箱10为一根圆柱形管，其中密封地装入液氮11。圆柱形管在套筒侧和电缆侧的直径设为φ400mm。

在该致冷剂箱10中，连接导体80基本上以直角与套筒30的一个末端部分连接。这个连接部分放在下屏蔽板13中。

套筒30为一个杆状体，在不锈钢管的外圆周上层叠着纤维增强塑料(FRP)和箔电极，并且其相对的两端作有锥度。纤维增强塑料和箔电极的层叠是所谓的电容器式电场松弛装置。锥形结构和电容器式电场松弛装置是套筒的一个例子，并不是对本发明结构的限制。套筒可以是直管结构，或者可以使用应力锥形式的电场松弛装置。

图2表示套筒30的一个例子。一对法兰32和33与套筒体31的外圆周作成一个整体。下法兰为极低温侧法兰32，而上法兰为室温侧法兰33。

选择容易与套筒体的外圆周材料粘接的法兰作为法兰32和33，使它们可通过螺钉拧紧装在套筒体31上，和通过粘接与套筒体作成一个整体。这里，极低温侧法兰32由纤维增强塑料制成，而室温侧法兰33用不锈钢制成。铜或铝制的上屏蔽板34作在套筒30的上端。

真空容器20的上端用这种结构的室温侧法兰33密封，而致冷剂箱10的上端则用极低温侧法兰32密封。在极低温侧法兰32和室温侧法兰33之间形成的空间作为连接/绝热部分300(图1)。

室温侧法兰33设计成可利用波纹式的挠性管73A和73B来运动的形式。这样，室温侧法兰33可根据套筒30的热膨胀和收缩而运动，以防止将过大的应力施加在极低温侧法兰32上。

例如，极低温侧法兰32固定到致冷剂箱10的上端，而包围该同一法兰32的挠性管73A的下端固定在致冷剂箱10的上端。挠性管73A的上端固定在室温侧法兰33上，并且挠性管73B的下端与挠性管73A的上端连接。挠性管73B的上端固定在真空容器20的上端。

在该结构中，连接/绝热部分被挠性管73A分隔为内层部分71和外层部分72。内层部分71为一个被外层部分72包围的小空间。

致冷剂箱10贮存被压缩和循环的液氮11。因此，致冷剂箱10中的压力比在致冷剂箱10和真空容器2之间保持真空的空间中的压力高。这样，当连接/绝热部分设计成具有内层部分71和外层部分72的双重结构时，由于以下原因，终端结构整个的绝热性保持足够好。即是说，即使致冷剂从致冷剂箱10中泄漏，则泄漏的致冷剂也留在内层部分71中。因此，只有内层部分71的绝热性能变坏，但外层部分72中的真空仍保持。

如果设置检测内层部分71的压力的装置来监测内层部分71的压力变化，则也可以根据压力的增加来检测致冷剂从致冷剂箱10中的泄漏。

另外，作为在内层部分71中形成真空的替代方案，内层部分71可以充满气体。这时，气体的压力可以设置成基本上与致冷剂箱10中的液氮的压力相等。结果，致冷剂箱中的压力可以与内层部分中的压力相等，因此可以限制致冷剂从致冷剂箱10中泄漏出来。气体的沸点应低于作为致冷剂的氮的沸点，例如可以选择氦作为要使用的气体。即使致冷剂泄漏至内层部分71中，气体也不会被致冷剂的温度液化或固化。

虽然上文说明了具有双重结构的连接/绝热部分，但可将挠性管73A从图1中去掉，形成一单层的连接/绝热部分。在这种情况下，由于室温侧法兰33与挠性管73B连接，因此，室温侧法兰33可根据套筒的热膨胀和收缩进行运动。

再如图1所示，在绝缘子40中，为了改善套筒外表面和绝缘子内表面的表面耐电强度，在绝缘子40和套筒30之间的空间中装入硅油41。另外，为了解决由于硅油温度变化造成的容积改变，在硅油41上面设有气体容器42。考虑到当将液氮充入终端结构时气体会液化，可以使用在液氮温度下不液化的He气作为气体容器42的气体。

当设有这种连接/绝热部分时，可以增强极低温部分和室温部分之间的绝热性，因此可以得到绝热性非常好的低温设备的终端结构。另外，可以得到其中致冷剂箱密封而同时不需要再供应致冷剂即能进行回热式冷却的封闭系统的终端结构。

如上所述，根据本发明可以在低温设备的终端结构的极低温部分和室温部分之间形成一个连接/绝热部分。这样，可以得到高的热阻，使得不需要再供应致冷剂，即可在系统中进行利用封闭系统的回热式冷却。

(第二实施例)

现在，借助示例来说明超导电缆的终端结构。图3为根据本发明的终端结构的示意图。该终端结构具有：浸入在致冷剂箱110中的液氮111中的极低温部分200；放在绝缘子140中的一个室温部分400；和在极低温部分与室温部分之间形成的一个连接/绝热部分300。

与未示出的超导电缆的导体连接的一个连接导体通过真空容器120通入成为极低温部分200的组成部分的致冷剂箱110中。致冷剂箱110为一个圆柱形管，液氮111密封地装入该管中。在致冷剂箱中，上述连接导体与套筒130(导体部分)连接。

这种结构的致冷剂箱110放在真空容器120中。真空容器120中可以保持预定的真空状态。真空容器120的未示出的下端部分与超导电缆的绝热管(未示出)连接。在将真空容器与绝热管连接的部分和在绝热管中，也保持真空。

另一方面，绝缘子140固定在真空容器120的上部，形成室温部分。绝缘子140的内部可容纳套筒130，其将在后面说明。绝缘子140还带有一个绝缘油容器141和在绝缘油容器141上方形成的气隙部分142；在该容器141中，绝缘油装入绝缘子内部和套筒130之间。可以使用例如硅烷基苯、聚丁烯等一类的油作为绝缘油。

套筒130以与上述第一实施例所述的相同方法制造。套筒的一端浸入液氮111中，而其另一端则放入绝缘子140中。纤维增强塑料和箔电极的层叠是所谓的电容器式电场松弛装置。将作为电流引线133的铜管插入不锈钢管131的内部。有锥度的结构和电容器式的电场松弛装置是套筒的一个例子，并不是对本发明结构的限制。套筒可以是直管结构，或者可以使用应力锥式的电场松弛装置。

在不锈钢管131中形成连接极低温部分与室温部分的空间134。该空间134与绝缘油容器上方的气隙部分142连通。在极低温下不液化的氦气充入空间134中。一般，极低温是指所用的致冷剂的温度。通常，沸点比氦高的致冷剂(例如液氮)优选作为致冷剂。在大气压力下，N₂的沸点为77.3K。利用这种结构，可防止在套筒内部中的极低温下物质液化，因此可防止由于在该空间和气隙部分中的负压造成的绝缘性能降低。

另一方面，一对法兰135和136与套筒130的外圆周作成一个整体。下法兰是极低温侧法兰135，而上法兰是室温侧的法兰136。

选择容易与坚固的绝缘层132的外圆周的材料粘接的法兰作为法兰135和136，使它们可通过螺纹拧紧安装在坚固的绝缘层上和通过粘接与绝缘层作成一个整体。极低温侧法兰135由纤维增强的塑料制成，而室温侧的法兰136由不锈钢制成。

真空容器120的上端用这种结构的室温侧法兰136密封，而致冷剂箱110的上端则用极低温侧法兰135密封。在极低温侧法兰135和室温侧法兰136之间形成的空间设为连接/绝热部分(图1)。

室温侧法兰136设计成可利用波纹式的挠性管150而运动的形式。这样，室温侧法兰136可根据套筒130的热膨胀和收缩而运动，以防止将过大的应力施加在极低温侧法兰135上。

例如，极低温侧法兰135固定在致冷剂箱110的上端。挠性管150的上端固定在室温侧法兰136上，并且挠性管150的下端与真空容器120的上端连接。

当设有这种连接/绝热部分300时，可以增强极低温部分200和室温部分400之间的绝热性，因此可以得到绝热性非常好的低温设备100的终端结构。另外，可以得到其中致冷剂箱110密封而同时不需要再供应致冷剂即能进行回热式冷却的封闭系统的终端结构。

(第三实施例)

图4表示室温部分结构不同的一个实施例。除了室温部分的末端部分结构不同以外，第三个实施例的结构与第一个实施例的结构相同。因此，主要说明不同点。

该室温部分的结构是套筒130放在绝缘子中，但在套筒130内形成的空间134与在绝缘油容器上方形成的气隙部分142不连通。在这种情况下，在套筒内部的空间中形成真空，或者套筒内部的空间充满在极低温度下不液化的氦气。套筒内部的空间通过焊接不锈钢管131的端部等方法进行密封。采用这种结构，可防止在套筒内部发生物质液化，因此可抑止套筒中的过大的压力变化。这样，可防止套筒被机械地损坏。

(第四实施例)

图5表示选择SF₆气体143作为室温部分中的绝缘流体的实施例。除了室温部分的末端部分的结构不同以外，第四实施例的结构与第二实施例的结构相同。因此，主要说明不同点。

该室温部分的结构也是套筒130放在绝缘子内，但在套筒内形成的空间134不与充满SF₆气体143的空间连通。虽然在第三个实施例中用绝缘油作为绝缘流体，但在这个实施例中，利用SF₆气体143代替绝缘油。在这种情况下，在套筒内部的空间中也形成真空，或者该套筒内部的空间充满在极低温下不液化的氦气。套筒内部的空间通过焊接不锈钢管131的末端部分等进行密封。利用这种结构，可防止在套筒内部产生物质液化，因此可抑止套筒中的过大的压力变化。这样，可防止套筒受到机械损坏。

(第五实施例)

图6表示没有连接/绝热部分的终端结构。虽然，在第一实施例中，利用两个法兰形成连接/绝热部分，但这个实施例只利用在套筒外圆周上的一个法兰137，而液氮部分112和氮气储存器部分113设在致冷剂层中。法兰137上面的部分，以法兰137为边界，直接与室温部分连接。

在该终端结构中，也同第二实施例所述一样，当在套筒内部形成的空间134与在绝缘油容器上面形成的气隙部分142连通时，套筒内部的空间充满在极低温下不液化的氦气。采用这种结构，可防止在套筒内产生物质液化。因此，可防止绝缘性能降低。

如同在第三和第四实施例中一样，当空间134和气隙部分142互相不连通时，在套筒内部的空间中形成真空，或者该空间套筒内部的充满在极低温下不液化的氦气。采用这种结构，可防止在套筒内部发生物质的液化，因此可抑止套筒中的过大的压力变化。这样，可防止套筒受机械损坏。

工业适用性

如上所述，根据本发明的终端结构，提供了一个由极低温部分和室温部分之间绝热连接形成的气相空间构成的连接/绝热部分，该空间充满在极低的温度下不液化的气体，或者在该空间中形成真空。这样，即使在极低的温度下，也可防止在该空间内部的物质液化，因此可保证导体部分和极低温部分之间的绝热。

另外，在导体部分的外圆周上形成连接极低温部分和室温部分的外圆周气相空间，该空间充满在极低的温度下不液化的气体，或者在该空间中形成真空。这样，即使在极低温下，也可防止在该空间内部的物质液化。因此，可以防止由于导体部分中的压力减小造成的绝缘性能降低或导体中的过大的压力变化。

Claims (17)

1.一种低温设备的终端结构，它用于将所述低温设备的终端从极低温部分通过芯子处具有导体部分的套筒引导至室温部分，其特征在于，在所述极低温部分和所述室温部分之间具有一个连接/绝热部分，使上述两个部分之间绝热地连接，并覆盖所述套筒的外圆周，

所述套筒被一个气相空间覆盖，在所述气相空间中形成真空，该空间从所述极低温部分开始，穿过所述连接/绝热部分到达所述室温部分。

2.一种低温设备的终端结构，它用于将所述低温设备的终端从极低温部分通过芯子处具有导体部分的套筒引导至室温部分，其特征在于，在所述极低温部分和所述室温部分之间具有一个连接/绝热部分，使上述两个部分之间绝热地连接，并覆盖所述套筒的外圆周，

所述连接/绝热部分通过用于密封所述极低温部分的极低温侧法兰和用于密封所述室温部分的室温侧法兰与所述极低温部分和所述室温部分绝热连接，所述两个法兰与所述套筒的外圆周连接，从该外圆周突出出来，并且，作为绝热连接部分的气相空间由所述两个法兰、所述套筒的外圆周表面和外部容器构成。

3.如权利要求1所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述气相空间充满沸点比在所述极低温部分中所用的致冷剂的沸点低的气体。

4.如权利要求2所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述两个法兰中，一个法兰固定而另一个法兰可运动，使它可随着所述套筒的热收缩而互锁。

5.如权利要求2所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述连接/绝热部分为彼此分开的内层部分和外层部分组成的双重结构。

6.如权利要求5所述的低温设备的终端结构，其特征在于，在所述内层部分和所述外层部分中都形成真空。

7.如权利要求5所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述连接/绝热部分中只有所述内层部分充满沸点比在所述极低温部分所用的致冷剂的沸点低的气体。

8.如权利要求7所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述内层部分中的所述气体的压力与所述极低温部分中的所述致冷剂的压力相等。

9.一种低温设备的终端结构，它用于将所述低温设备的终端从极低温部分通过芯子处具有导体部分的套筒引导至室温部分，其特征在于，在所述极低温部分和所述室温部分之间具有一个连接/绝热部分，使上述两个部分之间绝热地连接，并覆盖所述套筒的外圆周，

所述套筒具有从所述极低温部分通至所述室温部分的导体部分，以及沿着所述导体部分的外圆周将所述极低温部分与所述室温部分连接起来的外圆周气相空间。

10.如权利要求9所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述外圆周气相空间充满在极低温下不液化的气体。

11.如权利要求10所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述气体为氦。

12.如权利要求9所述的低温设备的终端结构，其特征在于，在所述外圆周气相空间中形成真空。

13.一种低温设备的终端结构，它包括从极低温部分通至室温部分的导体部分，其特征在于，所述导体部分具有沿着所述导体部分外圆周的一个外圆周气相空间，所述外圆周气相空间连接所述极低温部分和所述室温部分。

14.如权利要求13所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述外圆周气相空间充满在极低温下不液化的气体。

15.如权利要求14所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述气体为氦。

16.如权利要求13所述的低温设备的终端结构，其特征在于，在所述外圆周气相空间中形成真空。

17.如权利要求13所述的低温设备的终端结构，其特征在于，所述导体部分为一个空心管，并且导电引线插入所述空心管中，形成一个连接所述极低温部分和所述室温部分的外圆周气相空间。

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