DE112010003943T5

DE112010003943T5 - Behater für eine supraleitende Vorrichtungund supraleitende Vorrichtung

Info

Publication number: DE112010003943T5
Application number: DE112010003943T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Oyama; Tsuyoshi Shinzato
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-11-08
Also published as: CN102318098A; CN104465010A; JP5115606B2; DE112010003943T8; CN102318098B; WO2011046038A1; KR20120080535A; JP2011103443A; US20110319269A1; US8374664B2

Abstract

Die Erfindung stellt einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung und eine supraleitende Vorrichtung bereit. In dem Behälter ist eine supraleitende Spule als ein Bauteil montiert, das einen Supraleiter enthält. Der Behälter ist versehen mit: einem vakuumisolierten Behälter 20 als einem Gehäuse, der aus Harz besteht und mit einer Öffnung versehen ist, einer Zuleitungselektrode 50 als einem metallischen Bauelement, die so positioniert ist, daß sie durch die Öffnung hindurch verläuft, und einer Kombination aus Verbindungselementen 63 und 65, die die Öffnung bedeckt, die die Zuleitungselektrode 50 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbindet und die mit einem gekrümmten Abschnitt als einem thermischen Spannungsentlastungsabschnitt versehen ist. Der Behälter mit der oben beschriebenen Struktur kann Ablösen oder Rißbildung an dem Abschnitt, wo das metallische Bauelement hindurch verläuft, entgegenwirken, und die Struktur ist an der Wand des Behälters befestigt, in dem ein Supraleiter, wie zum Beispiel eine supraleitende Spule, montiert ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung und eine supraleitende Vorrichtung, insbesondere einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung, wobei der Behälter mit einer Verbindungsstruktur versehen ist, um einen supraleitenden Draht nach draußen anzuschließen, und eine supraleitende Vorrichtung, die den oben genannten Behälter für eine supraleitende Vorrichtung enthält.
STAND DER TECHNIK
Es ist bekannt, daß ein supraleitender Draht mit einer höheren kritischen Temperatur hergestellt werden kann, wenn man ein auf Bi (Wismut) oder Y (Yttrium) basierendes supraleitendes Oxidmaterial anstatt eines metallischen supraleitenden Materials wie zum Beispiel Nb₃Sn (Niob-Zinn-Legierung) verwendet. Infolge dessen wurde in den zurückliegenden Jahren erwartet, daß ein supraleitender Draht, der unter Verwendung eines supraleitenden Oxidmaterials hergestellt ist, insbesondere als ein Draht für einen Elektromagneten und zur Stromübertragung verwendet wird. Wie oben angesprochen, konnte der supraleitende Draht in den zurückliegenden Jahren bei einer beträchtlich höheren Temperatur verwendet werden als der herkömmliche supraleitende Draht.
Ungeachtet dessen muß eine supraleitende Spule oder dergleichen, die unter Verwendung des oben angesprochenen supraleitenden Drahtes hergestellt ist und die in einer mittels flüssigem Stickstoff erzeugten kryogenischen Umgebung angeordnet ist, elektrisch mit der außerhalb befindlichen Last verbunden werden. Um die oben genannte Anforderung zu erfüllen, wird eine Struktur verwendet, bei der die supraleitende Spule in einem Bad aus flüssigem Stickstoff angeordnet wird, um mittels eines metallischen Bauelements wie zum Beispiel einer Zuleitungselektrode elektrisch mit der außerhalb befindlichen Last verbunden zu werden. Ein Rohr zum Zuführen des flüssigen Stickstoffs, der als Kühlmedium dient, zu dem Bad aus flüssigem Stickstoff ist mit dem Bad aus flüssigem Stickstoff verbunden, in dem die supraleitende Spule angeordnet ist.
Es ist wünschenswert, daß das Bad aus flüssigem Stickstoff ein vakuumisolierter Behälter ist, um zu verhindern, daß Wärme in das Bad aus flüssigem Stickstoff, in dem sich der flüssige Stickstoff und die supraleitende Spule befinden, gelangt, so daß das Innere des Bades aus flüssigem Stickstoff in einem hinreichend gekühlten Temperaturzustand gehalten werden kann, damit die supraleitende Spule funktionieren kann. Insbesondere kann ein vakuumisolierter Behälter, der mit einer strahlungswärmeblockierenden Folie versehen ist, auf hocheffiziente Weise das Eindringen von Wärme von draußen verhindern. Für das Bad aus flüssigem Stickstoff (als vakuumisolierter Behälter) zum Aufnehmen der supraleitenden Spule wurde sehr häufig ein Aufnahmebehälter aus FK (faserverstärktem Kunststoff) verwendet. Weil FK eine ausreichende Festigkeit besitzt und kostengünstig ist, ist es sehr häufig als Material für einen Aufnahmebehälter benutzt worden. Das Anbringen einer strahlungswärmeblockierenden Folie an der Innenseite des vakuumisolierten Behälters (des Aufnahmebehälters) aus FK kann die Wärmedämmung des Bades aus flüssigem Stickstoff, in dem sich die supraleitende Spule befindet, zur Außenwelt sicherstellen.
Der oben beschriebene Aufnahmebehälter aus FK ist mit einer Öffnung versehen, die durch die FK-Platte, die die Wand des Behälters bildet, hindurch verläuft, und metallische Bauelemente, wie zum Beispiel die Zuleitungselektrode und das Metallrohr, sind so angeordnet, daß sie durch die Öffnung hindurch verlaufen. Um die Wand des Aufnahmebehälters aus FK und das die Wand des Aufnahmebehälters durchdringende metallische Bauelement fest miteinander zu verbinden, ist die Wand der Öffnung, die in der Wand des Aufnahmebehälters aus FK hindurch verläuft, herkömmlicherweise mit einem Innengewinde versehen, und der Umfang des metallischen Bauelements, das so angeordnet ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, ist mit einem Außengewinde versehen. Beide werden dann aneinander befestigt, indem das Außengewinde mit dem Innengewinde verschraubt wird. Um die Verbindungsfestigkeit zwischen den beiden Bauelementen weiter zu erhöhen, werden das Außengewinde und das Innengewinde manchmal miteinander verklebt.
In dem oben angesprochenen Verfahren des Befestigens des metallischen Bauelements an dem Aufnahmebehälter aus FK wird der Klebstoff von außerhalb der Öffnung der FK-Platte aufgetragen, bevor der Außengewindeabschnitt des metallischen Bauelements hineingeschraubt wird. Das heißt, wenn mechanische oder thermische Spannungen auf den verklebten Abschnitt zwischen dem Innen- und dem Außengewinde einwirken, wird der verklebte Abschnitt manchmal gelöst, oder es bilden sich Risse an dem verklebten Abschnitt. Im Fall eines solchen Ablösens oder einer solchen Rißbildung kann Luft von draußen in den vakuumisolierten Behälter eindringen. Wenn es zu einem solchen Eindringen von Luft kommt, kann die Funktion der supraleitenden Spule beeinträchtigt werden.
Zur Lösung des oben angesprochenen Problems hat zum Beispiel die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Tokukai 2008-218861 (Patentliteratur 1) ein Verfahren zum Herstellen eines FK-Kryostaten offenbart, der eine Struktur aufweist, bei der ein Flanschabschnitt sowohl an einem Bauelement, das mit einem Innengewinde versehen ist (ein Innengewindeelement), als auch an einem Bauelement, das mit einem Außengewinde versehen ist (ein Außengewindeelement), angeordnet ist und der Flanschabschnitt so angeordnet ist, daß seine Oberfläche mit der Oberfläche des Plattenelements (der Wand) des Aufnahmebehälters aus FK bündig ist. Der in der Patentliteratur 1 erwähnte FK-Kryostat hat eine Struktur, bei der das Plattenelement (die Wand) des Aufnahmebehälters aus FK mit einem zurückgesetzten Abschnitt versehen ist, in den der Flanschabschnitt eingesetzt ist. Diese Struktur erlaubt einen gleichmäßigen Auftrag des Klebstoffs auf den gesamten Verklebungsflächen sowohl der Unterseite des zurückgesetzten Abschnitts als auch der Innenfläche des eingepaßten Flanschabschnitts. Folglich erhöht diese Struktur zusätzlich die Klebefestigkeit zwischen dem Außengewindeelement und dem Innengewindeelement. Anders ausgedrückt: selbst wenn mechanische oder thermische Spannungen auf den verbondeten Abschnitt zwischen dem Außengewindeelement und dem Innengewindeelement einwirken, kann einem Ablösen oder einer Rißbildung an dem verbondeten Abschnitt entgegengewirkt werden. Infolge dessen kann die Funktion der supraleitenden Spule sichergestellt werden.
Selbst wenn bei dem in der Patentliteratur 1 offenbarten FK-Kryostaten verschiedene Materialien zum Herstellen des Außengewindeelements, das mit dem Flanschabschnitt versehen ist, und zum Herstellen des metallischen Bauelements (wie zum Beispiel einer Zuleitungselektrode), das mit dem Außengewindeelement verbondet ist, verwendet werden, kann diese Struktur die Konzentration thermischer Spannungen an dem befestigten Abschnitt mindern, weil die beiden Bauelemente nur an einer einzigen Stelle des in dem Außengewindeelement ausgebildeten Verbindungseinschublochs aneinander befestigt sind, wobei die thermischen Spannungen durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung (das unterschiedliche Niedrigtemperaturschrumpfungsverhältnis) zwischen dem Außengewindeelement und dem metallischen Bauelement verursacht werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Ungeachtet der obigen Beschreibung ist der in Patentliteratur 1 offenbarte FK-Kryostat mit folgendem Problem behaftet. Bei diesem Kryostaten wirken die thermischen Spannungen, die durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem Aufnahmebehälter aus FK und der Komponente, wie zum Beispiel dem Außengewindeelement und dem metallischen Bauelement, verursacht werden, direkt auf den verbondeten Abschnitt zwischen dem Aufnahmebehälter aus FK und dem Außengewindeelement, mit dem das metallische Bauelement verbondet ist. Infolge dessen kann der Kryostat nicht vollständig die Möglichkeit des Ablösens oder der Rißbildung an dem verbondeten Abschnitt beseitigen. Ferner besteht ein hohes Risiko des oben angesprochenen Ablösens oder Rißbildens an dem verbondeten Abschnitt, weil die Wärmeausdehnungskoeffizienten des FK und des Materials, aus dem das metallische Bauelement und das Außengewindeelement bestehen, sehr unterschiedlich sind.
Die vorliegende Erfindung hat das oben angesprochene Problem zum Hintergrund. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Behälters für eine supraleitende Vorrichtung und einer supraleitenden Vorrichtung, die den Behälter für eine supraleitende Vorrichtung enthält, wobei der Behälter in der Lage ist, das Ablösen oder die Rißbildung an dem Befestigungsabschnitt zwischen der Wand des Behälters für eine supraleitende Vorrichtung und dem metallischen Bauelement, das so befestigt ist, daß es die Wand des Behälters für eine supraleitende Vorrichtung durchdringt, zu verhindern (wobei der Behälter einen Supraleiter wie zum Beispiel eine supraleitende Spule beherbergt).
Lösung des Problems
In dem Behälter der vorliegenden Erfindung für eine supraleitende Vorrichtung ist ein Bauteil montiert, das einen Supraleiter umfaßt. Der Behälter für eine supraleitende Vorrichtung besitzt

(a) ein Gehäuse aus Harz, das mit einer Öffnung versehen ist,
(b) ein metallisches Bauelement, das so positioniert ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, und
(c) ein Verbindungselement, das die Öffnung bedeckt, das das metallische Bauelement mit dem Gehäuse verbindet und das mit einem gekrümmten Abschnitt versehen ist.

Das oben beschriebene Gehäuse aus Harz kann zum Beispiel aus FK bestehen.
Der folgende Fall dient als ein Beispiel. In dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung wird das oben angesprochene metallische Bauelement durch das Verbindungselement an dem Gehäuse aus Harz befestigt. Bei diesem Behälter wird die Temperatur auf der Innenseite des Gehäuses auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs verringert, um zum Beispiel den Supraleiter zu kühlen. In diesem Moment unterscheidet sich aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material, aus dem das Gehäuse besteht, und dem Material, aus dem das metallische Bauelement besteht, das Ausmaß der Verformung, das durch die Temperaturänderung (das Ausmaß der thermischen Kontraktion) des Gehäuses verursacht wird, von dem des metallischen Bauelements. In diesem Fall kann es, wenn das metallische Bauelement einfach durch einen Klebstoff oder dergleichen mit dem Gehäuse verbunden und daran befestigt ist, an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gehäuse und dem Klebstoff und zwischen dem Klebstoff und dem metallischen Bauelement zum Ablösen oder zur Rißbildung kommen. Andererseits wird in dem Fall, wo das Verbindungselement zum Verbinden des metallischen Bauelements mit dem Gehäuse einen gekrümmten Abschnitt hat, der eine Struktur ist, die das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Kontraktion zwischen dem metallischen Bauelement und dem Gehäuse absorbiert, selbst dann, wenn eine Ausdehnung (oder Kontraktion) aufgrund des Temperaturanstiegs (oder der Temperaturverringerung) des Behälters für eine supraleitende Vorrichtung eintritt, das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) zwischen dem metallischen Bauelement und dem Gehäuse durch die Verformung des gekrümmten Abschnitts absorbiert. Die oben beschriebene Konfiguration kann dem Entstehen von Problemen wie zum Beispiel Ablösen oder Rißbildung, die durch die thermischen Spannungen an dem Abschnitt, wo das metallische Bauelement mit dem Gehäuse verbunden ist, verursacht werden, entgegenwirken und ermöglicht dadurch eine zuverlässige Verbindung zwischen dem metallischen Bauelement und dem Gehäuse.
In dem Behälter der vorliegenden Erfindung für eine supraleitende Vorrichtung ist ein Bauteil montiert, das einen Supraleiter umfaßt, Der Behälter für eine supraleitende Vorrichtung besitzt:

(a) ein Gehäuse aus Harz, das mit einer Öffnung versehen ist,
(b) ein metallisches Bauelement, das so positioniert ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, und
(c) ein Verbindungselement, das die Öffnung bedeckt, das das metallische Bauelement mit dem Gehäuse verbindet und das einen elastisch verformbaren Abschnitt aus Metall umfaßt.

Der folgende Fall dient als ein Beispiel. Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung wird die Temperatur auf der Innenseite des Gehäuses auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs verringert, um zum Beispiel den Supraleiter zu kühlen. In diesem Moment unterscheidet sich aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material, aus dem das Gehäuse besteht, und dem Material, aus dem das metallische Bauelement besteht, das Ausmaß der Verformung, das durch die Temperaturänderung (das Ausmaß der thermischen Kontraktion) des Gehäuses verursacht wird, von dem des metallischen Bauelements. In diesem Fall kann es, wenn das metallische Bauelement einfach durch einen Klebstoff oder dergleichen mit dem Gehäuse verbunden und daran befestigt ist, an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Gehäuse und dem Klebstoff und zwischen dem Klebstoff und dem metallischen Bauelement zum Ablösen oder zur Rißbildung kommen. Andererseits hat das Verbindungselement zum Verbinden des metallischen Bauelements mit dem Gehäuse bei dem Behälter der vorliegenden Erfindung für eine supraleitende Vorrichtung einen elastisch verformbaren Abschnitt aus Metall, der eine Struktur ist, die das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Kontraktion zwischen dem metallischen Bauelement und dem Gehäuse absorbiert. Folglich wird selbst dann, wenn eine Ausdehnung (oder Kontraktion) aufgrund des Temperaturanstiegs (oder der Temperaturverringerung) des Behälters für eine supraleitende Vorrichtung eintritt, das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) zwischen dem metallischen Bauelement und dem Gehäuse durch die elastische Verformung des elastisch verformbaren Abschnitts absorbiert. Die oben beschriebene Konfiguration kann dem Entstehen von Problemen wie zum Beispiel Ablösen oder Rißbildung, die durch die thermischen Spannungen an dem Abschnitt, wo das metallische Bauelement mit dem Gehäuse verbunden ist, verursacht werden, entgegenwirken und ermöglicht dadurch eine zuverlässige Verbindung zwischen dem metallischen Bauelement und dem Gehäuse.
Eine supraleitende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung besitzt:

(a) den oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung und
(b) ein Bauteil, das einen Supraleiter enthält und das in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung montiert ist.

Die oben beschriebene Struktur kann Rißbildung oder dergleichen an dem Abschnitt des Gehäuses (der Öffnung), durch die das metallische Bauelement verläuft, entgegenwirken und ermöglicht dadurch die Realisierung einer supraleitenden Vorrichtung, die sich durch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit auszeichnet.
Als ein Beispiel des oben beschriebenen Behälters der vorliegenden Erfindung für eine supraleitende Vorrichtung kann der folgende Behälter gezeigt werden. Der Behälter für eine supraleitende Vorrichtung besitzt:

(a) ein Gehäuse, das aus FK, beispielsweise aus Harz, besteht und in dem eine supraleitende Spule montiert ist,
(b) eine Zuleitungselektrode, die ein metallisches Bauelement zum elektrischen Verbinden der supraleitenden Spule mit der außen befindlichen Last ist, und
(c) ein Verbindungselement, das die Zuleitungselektrode mit dem Gehäuse verbindet.

Die Zuleitungselektrode ist so angeordnet, daß sie durch eine Öffnung hindurch verläuft, die in einem Plattenelement ausgebildet ist, das aus FK besteht und das die Wand des Gehäuses bildet. Die Zuleitungselektrode ist mit dem Gehäuse durch ein Verbindungselement, das einen gekrümmten Abschnitt aufweist, verbunden. Die Konfiguration wirkt Ablösen oder Rißbildung an dem Abschnitt entgegen, wo die Zuleitungselektrode mit dem Gehäuse verbunden ist, in dem eine supraleitende Spule montiert ist. Die oben beschriebene Konfiguration, die die Zuleitungselektrode sicher mit dem Gehäuse verbindet, kann dem Entstehen eines Phänomens entgegenwirken, bei dem die elektrischen Eigenschaften der supraleitenden Spule beeinträchtigt werden, indem zum Beispiel Außenluft in das Gehäuse strömt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Verbindungselement zum Verbinden des metallischen Bauelements mit dem Gehäuse aus Harz die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem metallischen Bauelement und dem Gehäuse absorbieren. Folglich kann das Verbindungselement das metallische Bauelement sicher und mit hoher Zuverlässigkeit mit dem Gehäuse verbinden. Weil das metallische Bauelement, wie zum Beispiel eine Zuleitungselektrode, zum elektrischen Verbinden des einen Supraleiter enthaltenden Bauteil mit der außen befindlichen Last sicher mit dem oben beschriebenen Gehäuse, das aus Harz besteht und in dem das den Supraleiter enthaltende Bauteil montiert ist, verbunden ist, kann verhindert werden, daß sich die elektrischen Eigenschaften des Bauteils, das den Supraleiter (zum Beispiel eine supraleitende Spule), der in dem Gehäuse montiert ist, enthält, verschlechtern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaubild, das die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein vergrößertes Schaubild der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist.
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten Region.
4 ist ein vergrößertes Schaubild der Region C, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist.
5 ist ein vergrößertes Schaubild der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein vergrößertes Schaubild der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, in Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein vergrößertes Schaubild der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein vergrößertes Schaubild der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, in Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein vergrößertes Schaubild der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, in Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein vergrößertes Schaubild der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, in Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine schematische Draufsicht, die die Oberfläche des in 10 gezeigten, aus Harz bestehenden Flanschabschnitts zeigt.
12 ist eine schematische Draufsicht, die die Oberfläche des in 10 gezeigten metallischen Flanschabschnitts zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In den Ausführungsformen wird dann, wenn funktionsgleichen Komponenten verschiedene Bezugszeichen zugewiesen sind, die Erklärung nur dann wiederholt, wenn es notwendig ist. In der Zeichnung stimmen die Maßstabsverhältnisse nicht unbedingt mit denen der Erklärung überein.
Ausführungsform 1
Die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ist mit einem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung, wobei der Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist, und einer supraleitenden Spule 60, die in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung montiert ist, Versehen. Der Behälter für eine supraleitende Vorrichtung ist mit einem Gehäuse aus FK zum Aufnehmen der supraleitenden Spule 60, Zuleitungselektroden 50, die metallische Bauelemente zum elektrischen Verbinden der oben beschriebenen supraleitenden Spule mit der außen befindlichen Last sind, und Metallrohren 70 zum Zuführen von flüssigem Stickstoff als Kühlmedium in das Gehäuse versehen. Insbesondere ist, wie in 1 gezeigt, die supraleitende Spule 60 in einem vakuumisolierten Behälter 20 als dem Gehäuse, das durch FK-Plattenelemente gebildet wird, das heißt in dem Behälterinnenraum 10, angeordnet. Der Behälterinnenraum 10 des vakuumisolierten Behälters 20 ist mit einem Kühlmedium wie zum Beispiel flüssigem Stickstoff gefüllt. Diese Konfiguration ermöglicht es der supraleitenden Spule 60, als Elektromagnet zu fungieren. Ein Plattenelement, das eine der Seiten des vakuumisolierten Behälters 20 bildet, ist mit Öffnungen versehen, damit die Zuleitungselektroden 50, die metallische Bauelemente sind, hindurchgeführt werden können. Oder anders ausgedrückt: Die Zuleitungselektroden 50 sind so angeordnet (verbunden), daß sie durch die Öffnungen hindurch verlaufen, die in der Wand (dem Plattenelement) ausgebildet sind, die in 1 an der Unterseite des vakuumisolierten Behälters 20 gezeigt ist.
Ferner sind in der Wand (dem Plattenelement) Öffnungen vorhanden, die in 1 an der Oberseite des vakuumisolierten Behälters 20 gezeigt ist. Die Rohre 70 sind so angeordnet, daß sie durch die Öffnungen hindurch verlaufen. Die Rohre 70 sind mit einem (nicht gezeigten) Kühlmediumzufuhrabschnitt verbunden. Flüssiger Stickstoff als das Kühlmedium wird durch die Rohre 70 in den Behälterinnenraum 10 zugeführt.
Ein vakuumisolierter Behälter 40, der in seinem Inneren ein vakuumisoliertes Bad 30 enthält, ist auf der Außenseite des vakuumisolierten Behälters 20 angeordnet. Anders ausgedrückt: die supraleitende Spule 60 ist durch die doppelten vakuumisolierten Behälter vor der Außenwelt geschützt. Zum Beispiel ist eine strahlungswärmeblockierende Folie in dem vakuumisolierten Bad 30 angeordnet. Die Folie ist angeordnet, um zu verhindern, daß Wärme in das Innere 10 des vakuumisolierten Behälters 20 dringt, so daß der Behälterinnenraum 10 in einem kryogenischen Zustand gehalten werden kann.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Plattenelement, das eine der Seiten des vakuumisolierten Behälters 40 bildet (die Seite liegt der oben beschriebenen Seite des vakuumisolierten Behälters 20 gegenüber), wie bei dem Plattenelement, das die oben beschriebene Seite des vakuumisolierten Behälters 20 bildet, ebenfalls mit Öffnungen versehen, damit die Zuleitungselektroden 50 hindurchgeführt werden können. Anders ausgedrückt: jede der Zuleitungselektroden 50 ist an einem Ende mit der supraleitenden Spule 60, die in dem Behälterinnenraum 10 angeordnet ist, verbunden, verläuft durch den vakuumisolierten Behälter 20, das vakuumisolierte Bad 30 und den vakuumisolierten Behälter 40 hindurch, und ist an dem anderen Ende zum Beispiel mit der (nicht gezeigten) außen befindlichen Last verbunden, die auf der Außenseite des vakuumisolierten Behälters 40 angeordnet ist.
Selbst wenn der Innenraum 10 des vakuumisolierten Behälters 20 doppelt gegen die Außenwelt wärmeisoliert ist, wie in 1 gezeigt, dringt doch mitunter Wärme von außen in den Innenraum 10 des vakuumisolierten Behälters 20. Die von außen eindringende Wärme (Wärmepenetration) ist in drei Arten klassifiziert: eine ist die Wärme Q_C, die von der Oberfläche des vakuumisolierten Behälters 20 in den Behälterinnenraum 10 eindringt, eine zweite ist die Wärme Q_L, die von außen durch die mit der supraleitenden Spule 60 verbundenen Zuleitungselektroden 50 in den Behälterinnenraum 10 eindringt, und die dritte ist die Wärme Q_N, die von außen durch die Rohre 70 in den Behälterinnenraum 10 eindringt.
Wenn der Vakuumgrad in dem vakuumisolierten Bad 30 als P bezeichnet wird, die Spaltlänge des vakuumisolierten Bades 30 als h bezeichnet wird und die äußere Oberfläche des vakuumisolierten Behälters 40 als S bezeichnet wird, so ist die Wärme Q_C proportional zu P² × S/h. In der obigen Beschreibung ist die Spaltlänge gleich der Breite des vakuumisolierten Bades 30 in 1, also der Distanz zwischen der Außenfläche des vakuumisolierten Behälters 20 und der Innenfläche des vakuumisolierten Behälters 40. Die Wärme Q_L ist proportional zur Größenordnung eines Stromes I, der entlang den Zuleitungselektroden 50 von der außen befindlichen Last, die mit den Zuleitungselektroden 50 verbunden ist, in Richtung der supraleitenden Spule 60 fließt. Aufgrund der oben beschriebenen Wärmepenetration, wie zum Beispiel Q_C und Q_L, wird infolge des Eindringens und Austretens von Wärme eine thermische Ausdehnung oder Kontraktion in der Region, zum Beispiel der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, das heißt, an einem der Plattenelemente, die den vakuumisolierten Behälter 20 bilden, und an der Zuleitungselektrode 50, erzeugt. Die thermische Ausdehnung und Kontraktion verursacht thermische Spannungen an dem Bauelement, das die Zuleitungselektrode 50 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbindet. Infolge dessen kann es zum Ablösen oder zur Rißbildung an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Verbindungselement und dem vakuumisolierten Behälter 20 oder der Zuleitungselektrode 50 kommen.
Um dem oben beschriebenen Phänomen des Ablösens oder der Rißbildung entgegenzuwirken, wird bei Ausführungsform 1 in dem Abschnitt, der als die Region A in 1 gezeigt ist (der Abschnitt, wo die Zuleitungselektrode 50 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden ist), die Verbindung wie in den 2 und 3 gezeigt ausgeführt. Insbesondere hat, wie in 2 gezeigt, das Verbindungselement ein erstes Verbindungselement 63 und ein zweites Verbindungselement 65, die beide miteinander verbunden sind. Das erste Verbindungselement 63 ist mit dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 verbunden und erstreckt sich entlang der Zuleitungselektrode 50. Das zweite Verbindungselement 65 hat einen gekrümmten Abschnitt und ist mit der Zuleitungselektrode 50 am Ende 64 des gekrümmten Abschnitts durch ein Bondungsmaterial 66 verbunden.
Das erste Verbindungselement 63 ist an einem Abschnitt, der in die Öffnung des vakuumisolierten Behälters 20 einzusetzen ist, mit einem Hoch-tief-Abschnitt 34, der als Schraubgewinde fungiert, versehen. Dementsprechend ist die Wand der Öffnung des vakuumisolierten Behälters 20 ebenfalls mit einem Hoch-tief-Abschnitt versehen, der als Schraubgewinde fungiert und mit dem oben beschriebenen Hochtief-Abschnitt 34 zusammenpaßt. Das erste Verbindungselement 63 besteht aus einem hohlen zylindrischen Abschnitt, der mit dem oben beschriebenen Hoch-tief-Abschnitt 34 versehen ist und der in die Öffnung einzuführen ist, und einem Flanschabschnitt, der an dem Ende des hohlen zylindrischen Abschnitts ausgebildet ist. Der Flanschabschnitt ist so ausgebildet, daß er sich radial in Richtung der Außenseite erstreckt, wobei seine Mitte mit der Mitte der Achse des hohlen zylindrischen Abschnitts übereinstimmt. Am Umfang des Flanschabschnitts ist ein hohler zylindrischer Verbindungswandabschnitt dazu ausgebildet, mit dem oben beschriebenen zweiten Verbindungselement 65 verbunden zu werden.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, hat das zweite Verbindungselement 65 die Gestalt eines Rings, der einen U-förmigen Querschnitt aufweist, der durch den gekrümmten Abschnitt gebildet wird (die Gestalt eines Torus'). Anders ausgedrückt: das zweite Verbindungselement 65 hat eine ringförmige Gestalt, deren Innenumfangsabschnitt mit der Umfangsfläche der Zuleitungselektrode 50 in Kontakt steht. Der Außenumfangsabschnitt des zweiten Verbindungselements 65 ist mit dem Verbindungswandabschnitt verbunden, der am Umfang des Flanschabschnitts des oben beschriebenen ersten Verbindungselements 63 angeordnet ist. Der Innenumfangsabschnitt des zweiten Verbindungselements 65 ist durch das Bondungsmaterial 66 mit der Umfangsfläche der Zuleitungselektrode 50 verbunden.
Das erste Verbindungselement 63 wird mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden und daran befestigt, indem der Hoch-tief-Abschnitt 34 des ersten Verbindungselements 63 in den Hoch-tief-Abschnitt eingeschraubt wird, der an der Wand der Öffnung des vakuumisolierten Behälters 20 ausgebildet ist. Die Verbindungsstruktur in der Region B in 1 und in den Abschnitten zum Verbinden einer weiteren Zuleitungselektrode 50 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 ist die gleiche wie die Struktur, die in den 2 und 3 gezeigt ist.
Es ist zweckmäßig, daß das erste Verbindungselement 63 und das zweite Verbindungselement 65 zum Beispiel aus Fe-Ni-Legierung bestehen. Außerdem ist es zweckmäßig, daß die Fe-Ni-Legierung, die das erste Verbindungselement 63 bildet, und die Fe-Ni-Legierung, die das zweite Verbindungselement 65 bildet, die gleiche Zusammensetzung haben. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, kann dem Entstehen thermischer Spannungen an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Verbindungselement 63 und dem zweiten Verbindungselement 65 entgegengewirkt werden. Das erste Verbindungselement 63 und das zweite Verbindungselement 65 können mittels eines beliebigen Verfahrens, in dem allgemein bekannte Klebstoffe, Hartlöt- oder Weichlötfüllmetalle oder dergleichen zum Einsatz kommen, miteinander verbunden werden.
Bei der supraleitenden Vorrichtung, die in den 2 und 3 gezeigt ist, kann ein Spalt 67 zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem Verbindungselement, insbesondere der Spalt zwischen dem ersten Verbindungselement 63 und der Zuleitungselektrode 50 (die Distanz in der Links-rechts-Richtung in 2) beträchtlich schmaler sein als der Spalt zwischen der Innenfläche des Außenumfangsabschnitts des zweiten Verbindungselements 65 und der Zuleitungselektrode 50. Folglich kann der Durchmesser des Abschnitts des ersten Verbindungselements 63, wo der Hoch-tief-Abschnitt 34 ausgebildet ist, kleiner sein als der maximale Durchmesser des zweiten Verbindungselements 65 (das heißt der maximale Durchmesser des gekrümmten Abschnitts). Dementsprechend kann der Durchmesser der Öffnung, die in dem vakuumisolierten Behälter 20 ausgebildet ist, kleiner sein als der maximale Durchmesser des zweiten Verbindungselements 65. Die Luftdichtigkeit kann darum an dem Abschnitt, wo die Zuleitungselektrode 50 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden ist, weiter verbessert werden. Infolge dessen können sie zuverlässiger miteinander verbunden werden.
Die unterschiedliche thermische Ausdehnung in der Links-rechts-Richtung in 2 zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und der Zuleitungselektrode 50 wird durch das zweite Verbindungselement 65 absorbiert. Wie oben beschrieben, weist das zweite Verbindungselement 65 den gekrümmten Abschnitt auf, so daß sich der Spalt 67 zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem zweiten Verbindungselement 65 befindet. Der Spalt 67 ist breiter als der Spalt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem ersten Verbindungselement 63. Anders ausgedrückt: der Durchmesser der Öffnung des vakuumisolierten Behälters 20 kann klein sein (das erste Verbindungselement 63 wird in die Öffnung eingeführt und an dem vakuumisolierter Behälter 20 befestigt), und der gekrümmte Abschnitt, der in dem zweiten Verbindungselement 65 ausgebildet ist, kann einen grollen Krümmungsradius haben. Darum kann die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 und der Zuleitungselektrode 50 hinreichend durch die Verformung des gekrümmten Abschnitts absorbiert werden.
Wenn die oben beschriebene Konfiguration verwendet wird, so verbessert das Verkleinern des Durchmessers der Öffnung, in die das erste Verbindungselement 63 eingeführt wird, die Luftdichtigkeit des Behälterinnenraumes 10 gegen die Außenwelt, und die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 und der Zuleitungselektrode 50 wird durch den gekrümmten Abschnitt des zweiten Verbindungselements 65 absorbiert. Infolge dessen können Ablösen oder Rißbildung an dem Verbindungsabschnitt zuverlässiger entgegenwirkt werden. Infolge dessen kann die Funktion der supraleitenden Spule 60 zuverlässiger sichergestellt werden.
Außerdem kann sich, wie bei dem in 2 gezeigten gekrümmten Abschnitt, der Hoch-tief-Abschnitt 34 elastisch verformen. Insbesondere kann der Hoch-tief-Abschnitt 34 seine Länge in der Oben-unten-Richtung in 2 entsprechend der Ausdehnung und der Kontraktion frei verändern. Folglich kann sich das Verbindungselement nicht nur in der Links-rechts-Richtung in 2 durch die Wirkung des gekrümmten Abschnitts frei verformen, sondern kann sich außerdem durch die Wirkung des Hoch-tief-Abschnitts 34 bis zu einem gewissen Grad in der Oben-unten-Richtung in 2 frei verformen. Der Hoch-tief-Abschnitt 34 kann darum die thermischen Spannungen zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 zuverlässiger absorbieren.
Es ist wünschenswert, daß das metallische Bauelement, das die Zuleitungselektrode 50 bildet, beispielsweise aus Kupfer (Cu) besteht. Weil die Zuleitungselektrode 50 ein Bauelement zum Übertragen elektrischer Signale ist, ist es zweckmäßig, Kupfer als ein Material mit ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit und geringen Kosten zu verwenden. Ungeachtet dessen kann die Zuleitungselektrode 50 beispielsweise auch aus Aluminium oder Silber anstelle von Kupfer bestehen.
Es ist wünschenswert, daß das Material, aus dem das erste und das zweite Verbindungselement 63 und 65 des Verbindungselements bestehen, einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von maximal dem Zweifachen des Wärmeausdehnungskoeffizienten von FK, aus dem der vakuumisolierte Behälter 20 besteht, besitzt. Insbesondere ist es zweckmäßig, daß das Verbindungselement aus Fe-Ni-Legierung besteht.
FK hat einen Warmeausdehnungskoeffizieriten (einen Koeffizienten der linearen Ausdehnung) von 6 × 10^–6 (/°C) bei 20°C. Folglich ist es zweckmäßig, daß das Verbindungselement einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von maximal 12 × 10^–6 (/°C) bei 20°C besitzt.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient (der Koeffizient der linearen Ausdehnung) von Fe-Ni-Legierung bei 20°C richtet sich nach dem Verhältnis von Eisen und Nickel (dem in der Legierung enthaltenen Prozentsatz). Wenn zum Beispiel die Legierung etwa 36 Masse-% Nickel und etwa 64 Masse-% Eisen enthält, so hat die Legierung einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 1 × 10^–6 (/°C) bei 20°C, was sein Mindestwert ist. Wenn der Nickelgehalt gegenüber dem oben genannten Gehalt entweder erhöht oder verringert wird, so erhöht sich der Wärmeausdehnungskoeffizient monoton. Genauer gesagt, wenn der Nickelgehalt in der Legierung etwa 0 Masse-% beträgt, so hat die Legierung einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10 × 10^–6 (/°C) bei 20°C. Wenn der Nickelgehalt in der Legierung etwa 70 Masse-% beträgt, so hat die Legierung einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 12 × 10^–6 (/°C) bei 20°C. Das heißt, wenn Fe-Ni-Legierung für das Verbindungselement verwendet wird, wie oben beschrieben, so ist es zweckmäßig, daß der Nickelgehalt in der Legierung maximal 70 Masse-% beträgt. Wenn der Nickelgehalt in der Legierung etwa 30 Masse-% oder etwa 42 Masse-% beträgt, so hat die Legierung einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 6 × 10^–6 (/°C) bei 20°C, was der gleiche ist wie von FK bei 20°C. Das heißt, wenn Fe-Ni-Legierung als das Material des Verbindungselements verwendet wird, so ist es besonders zweckmäßig, daß der Nickelgehalt in der Legierung etwa 30 Masse-% oder etwa 42 Masse-% beträgt. Oder anders ausgedrückt: Je kleiner der Unterschied bei den Wärmeausdehnungskoeffizienten bei 20°C zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und dem Verbindungselement ist, desto kleiner ist der Unterschied bei der thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und dem Verbindungselement. Infolge dessen kann die Zuleitungselektrode 50 in höherer Qualität mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden werden.
Das vakuumisolierte Bad 30 auf der Innenseite des vakuumisolierten Behälters 40 ist ein wärmeisoliertes Bad in einem Vakuumzustand, um zu verhindern, daß die zuvor beschriebene Wärme Q_C in den vakuumisolierten Behälter 20 (den Behälterinnenraum 10) eindringt. Folglich ist es, wie bei dem Behälterinnenraum 10, erforderlich, daß das vakuumisolierte Bad 30 das Einströmen der Luft oder dergleichen von außen verhindert. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, daß die Zuleitungselektrode 50 mit hoher Zuverlässigkeit mittels des in den 2 und 3 gezeigten Verbindungselements mit dem vakuumisolierten Behälter 40 verbunden wird. Es ist zweckmäßig, daß in der Region B, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, die Zuleitungselektrode 50 mittels des gleichen Verfahrens mit dem vakuumisolierten Behälter 40 verbunden wird, wie es in der Region A verwendet wird, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist. Anders ausgedrückt: es ist zweckmäßig, daß die oben beschriebene Verbindung durch das Verfahren hergestellt wird, mit dem der in 2 gezeigte vakuumisolierte Behälter 20 durch den vakuumisolierten Behälter 40 ersetzt wird.
Als nächstes wird anhand von 4 die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen dem Rohr 70 und dem vakuumisolierten Behälter 20 in der Region C in 1 erklärt. Wie in 4 gezeigt, ist die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen dem Rohr 70 und dem vakuumisolierten Behälter 20 im Grunde die gleiche wie die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem in den 2 und 3 gezeigten vakuumisolierten Behälter 20. insbesondere verläuft in dem in 4 gezeigten Verbindungsabschnitt anstelle der Zuleitungselektrode 50 in 2 das Rohr 70 zum Zirkulieren des Kühlmediums durch die Öffnung hindurch und ist mit dem zweiten Verbindungselement 65 verbunden. Wie bei dem in den 2 und 3 gezeigten Verbindungsabschnitt, kann die oben beschriebene Konfiguration einem Ablösen oder einer Rißbildung an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Rohr 70 und dem vakuumisolierten Behälter 20 entgegenwirken. Die Struktur in der Region D in 1 und in den Abschnitten zum Verbinden des anderen Rohres 70 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 ist im Grunde die gleiche wie die Struktur des in 4 gezeigten Verbindungsabschnitts.
Ausführungsform 2
Im Folgenden wird die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Vorrichtung enthält einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung. Anhand von 5 wird die Struktur des Verbindungsabschnitts in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung erklärt, wobei der Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode und dem vakuumisolierten Behälter ausgebildet ist. 5 entspricht 2.
Die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung besitzt im Grunde die gleiche Struktur wie die in den 1 bis 4 gezeigte supraleitende Vorrichtung. Jedoch unterscheidet sich die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen der Zuleitungselektrode 50 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 von der in den 2 und 3 gezeigten Struktur. Anders ausgedrückt: wie in 5 gezeigt, hat ein Verbindungselement 12 zum Verbinden der Zuleitungselektrode 50 mit dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 eine elastisch verformbare Struktur (die Gestalt einer Feder), die die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 aus FK und der Zuleitungselektrode 50 absorbieren kann. Insbesondere hat das Verbindungselement 12, wie in 5 gezeigt, die Gestalt eines Ringes mit einem J-förmigen Querschnitt, der durch einen gekrümmten Abschnitt gebildet wird (der Ring umgibt die Umfangsfläche der Zuleitungselektrode 50). Das Ende des gekrümmten Abschnitts, das das Ende 14 des gekrümmten Abschnitts ist, ist durch ein Bondungsmaterial 16 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden. Von unten betrachtet, hat das Verbindungselement 12 eine ringförmige Gestalt entlang der Umfangsfläche der Zuleitungselektrode 50.
Wenn die oben beschriebene Konfiguration verwendet wird, so absorbiert der gekrümmte Abschnitt des Verbindungselements 12 wie bei dem in den 1 bis 4 gezeigten zweiten Verbindungselement 65 in der supraleitenden Vorrichtung (siehe 2) die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 (FK) und der Zuleitungselektrode 50. Insbesondere entstehen in dem Bondungsmaterial 16 an dem Ende 14 des gekrümmten Abschnitts thermische Spannungen durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung aufgrund des unterschiedlichen Materials zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem Verbindungselement 12. Die thermischen Spannungen breiten sich allgemein in Richtung des vakuumisolierten Behälters 20 entlang des Verbindungselements 12 aus. Der gekrümmte Abschnitt des Verbindungselements 12 blockiert jedoch die Ausbreitung der thermischen Spannungen (oder anders ausgedrückt: die Verformung des gekrümmten Abschnitts absorbiert die thermischen Spannungen). Aus diesem Grund wird der Prozentsatz der thermischen Spannungen, die den vakuumisolierten Behälter 20 erreichen, verringert. Das heißt, weil das Verbindungselement 12 den gekrümmten Abschnitt aufweist, wird die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und dem Verbindungselement 12 oder der Zuleitungselektrode 50 oder beiden absorbiert. Folglich kann die Möglichkeit des Ablösens oder der Rißbildung an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem Verbindungselement und zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und dem Verbindungselement verringert werden. Infolge dessen kann diese Struktur die Möglichkeit der Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften der supraleitenden Spule 60, die zum Beispiel aus dem Einströmen von Luft in den Behälterinnenraum 10 durch Risse oder dergleichen entsteht, verringern.
Außerdem existiert, wie in 5 gezeigt, ein Spalt 17 zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20, weil die Breite (der Durchmesser) der Öffnung des vakuumisolierten Behälters 20 größer ausgelegt ist als die Breite (der Durchmesser) der Zuleitungselektrode 50. Der Spalt 17 wird als die Region verwendet, in der sich der gekrümmte Abschnitt des Verbindungselements 12 erstreckt. Infolge dessen hat der gekrümmte Abschnitt des Verbindungselements 12 einen ausreichenden Krümmungsradius, damit die elastische Verformung des gekrümmten Abschnitts die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und der Zuleitungselektrode 50 problemlos absorbieren kann.
Es ist zweckmäßig, ein allgemein bekanntes Schweißverfahren oder ein Hart- oder Weichlötverfahren (mit Hart- oder Weichlötfüllmetall) als Verfahren zum Verbinden des Verbindungselements 12 mit der Zuleitungselektrode 50 durch das Bondungsmaterial 16 zu verwenden. In 5 kann das Verbindungselement 12 durch ein beliebiges Verfahren, das einen allgemein bekannten Klebstoff, ein Hart- oder Weichlötfüllmetall oder dergleichen verwendet, mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden werden.
Wie oben beschrieben, absorbiert das Verbindungselement 12, das den gekrümmten Abschnitt aufweist und das aus einem Material besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient sich nur geringfügig von dem von FK unterscheidet, die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20. Aus diesem Grund kann das Verbindungselement 12 – wie bei dem in den 1 bis 3 gezeigten ersten und zweiten Verbindungselement 63 und 65 – die Zuleitungselektrode 50 sicher und mit hoher Zuverlässigkeit mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbinden. Anders ausgedrückt: das Verbindungselement 12 kann einer Undichtigkeit von außen in das Behälterinnenraum 10 entgegenwirken und dadurch die Funktion der supraleitenden Spule 60 in dem Behälterinnenraum 10 verbessern.
Damit die supraleitende Spule 60 im Behälterinnenraum 10 mit hoher Leistung funktionieren kann, ist es zweckmäßig, daß das Verbindungselement 12 in der Region A in 1 verwendet wird, wobei die Region A der Verbindungsabschnitt zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und der Zuleitungselektrode 50 ist. Außerdem kann in der Region B, die mit einer gestrichelten Linie eingekreist ist, wie bei der Region A, die mit einer gestrichelten Linie in 1 eingekreist ist, die Verbindung mittels des Verbindungselements 12 hergestellt werden. Des Weiteren kann, wie bei der in den 1 bis 4 gezeigten supraleitenden Vorrichtung, das in 5 gezeigte Verbindungselement 12 in der Region C und dergleichen in 1 angebracht werden (das heißt in dem Abschnitt, wo das Rohr 70 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 verbunden ist).
Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung nur in den oben beschriebenen Aspekten. Anders ausgedrückt: die Struktur, der Zustand, das Verfahren, die Auswirkung und so weiter, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung verzichtet wurde, stimmen alle mit Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung überein.
Ausführungsform 3
Im Folgenden wird die supraleitende Vorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Vorrichtung umfaßt einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung. Anhand von 6 wird die Struktur des Verbindungsabschnitts in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung erklärt, wobei der Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode und dem vakuumisolierten Behälter ausgebildet ist. 6 entspricht 2.
Die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung besitzt im Grunde die gleiche Struktur wie die in den 1 bis 4 gezeigte supraleitende Vorrichtung. Jedoch unterscheidet sich die Struktur des Abschnitts, wo die Zuleitungselektrode 50 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 verbunden ist, von der in den 2 und 3 gezeigten Struktur. Anders ausgedrückt: obgleich ein Verbindungselement 22 wie in 6 gezeigt zum Verbinden der Zuleitungselektrode 50 mit dem vakuumisolierten Behälter 20, wie bei dem in 5 gezeigten Verbindungselements 12, von unten betrachtet, eine ringförmige Gestalt und einen gekrümmten Abschnitt mit einem U-förmigen Querschnitt aufweist, hat das Verbindungselement 22 des Weiteren einen Flanschabschnitt 28, der sich von dem peripheren Endabschnitt des gekrümmten Abschnitts zu der Außenseite erstreckt. Das Verbindungselement 22 ist in einer Region, in der sich das Plattenelement erstreckt (die Region in der Links-rechts-Richtung in 6), durch ein Befestigungselement 21 an dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 befestigt. Indem man den Flanschabschnitt 28, der an dem peripheren Abschnitt des Verbindungselements 22 ausgebildet ist, mittels des Befestigungselements 21 zu dem Plattenelement des vakuumisolierlen Behälters 20 in 6 von unten her aufwärts drückt, wird der Flanschabschnitt 28 des Verbindungselements 22 an dem vakuumisolierten Behälter 20 befestigt. Das Befestigungselement 21 kann zum Beispiel, von unten betrachtet, eine ringförmige Gestalt haben. Das Befestigungselement 21 kann mittels eines allgemein bekannten Verfahrens an dem vakuumisolierten Behälter 20 befestigt werden. Zum Beispiel kann das Befestigungselement 21 mittels eines Sicherungselements, wie zum Beispiel einer Schraube oder einem Klebstoff, an dem vakuumisolierten Behälter 20 befestigt werden. Andererseits wird das Verbindungselement 22 wie bei Ausführungsform 1 (siehe 2) mittels eines Bondungsmaterials 26 an dem Ende 24 des gekrümmten Abschnitts mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden.
In der Region, wo das Verbindungselement 22 positioniert ist, ist eine Öffnung in dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 ausgebildet, durch die die Zuleitungselektrode 50 hindurchgeführt werden kann. Die Breite (der Durchmesser) der Öffnung ist größer als die Zuleitungselektrode 50. Folglich existiert ein Spalt 27 zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20. Wie in 6 gezeigt hat jedoch in dem Spalt 27 die Region zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 eine Breite (die Distanz zwischen der Wand der Öffnung, die in dem vakuumisolierten Behälter 20 ausgebildet ist, und der Oberfläche der Zuleitungselektrode 50), die schmaler ist als die Breite (in der Links-rechts-Richtung in 6) des gekrümmten Abschnitts des Verbindungselements 22. Insbesondere hat der Spalt 27 zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 eine Breite von etwa der Hälfte der Breite des gekrümmten Abschnitts des Verbindungselements 22.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es die in 6 gezeigte Konfiguration, daß der Durchmesser der in dem vakuumisolierten Behälter 20 ausgebildeten Öffnung kleiner sein kann als der Durchmesser der in 5 gezeigten entsprechenden Öffnung. Anders ausgedrückt: etwa die halbe Breite (in der Links-rechts-Richtung in 6) des gekrümmten Abschnitts des Verbindungselements 22 (die Hälfte, die auf der Umfangsseite in 6 angeordnet ist) überlappt, von unten betrachtet, die Region um die Öffnung. Mittels des oben beschriebenen Verbindungsverfahrens kann bei der in 6 gezeigten Struktur die Breite (der Durchmesser) der Öffnung, die in dem vakuumisolierten Behälter 20 ausgebildet ist (die Öffnung, durch die hindurch die Zuleitungselektrode 50 verläuft), ungeachtet der Größe des Verbindungselements 22 klein gehalten werden. Die oben beschriebene Verringerung der Breite der Öffnung kann die Luftdichtigkeit des Verbindungsabschnitts zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 weiter verbessern. Das in 6 gezeigte Verbindungselement 22 kann auf die Regionen C und D in 1 angewendet werden, die die Verbindungsabschnitte zwischen dem Rohr 70 und dem vakuumisolierten Behälter 20 bzw. zwischen dem Rohr 70 und dem vakuumisolierten Behälter 40 sind.
Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung nur in den oben beschriebenen Aspekten. Anders ausgedrückt: die Struktur, der Zustand, das Verfahren, die Wirkung und so weiter, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung verzichtet wurde, stimmen alle mit Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung überein.
Ausführungsform 4
Im folgenden wird die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Vorrichtung enthält einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung. Anhand von 7 wird die Struktur des Verbindungsabschnitts in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung erklärt, wobei der Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode und dem vakuumisolierten Behälter ausgebildet ist. 7 entspricht 2.
Die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung hat im Grunde die gleiche Struktur wie die supraleitende Vorrichtung, die das in 5 gezeigte Verbindungselement enthält. Jedoch unterscheidet sich die Struktur des Abschnitts, wo die Zuleitungselektrode 50 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 verbunden ist, von der in 5 gezeigten Struktur. Anders ausgedrückt: wie in 7 gezeigt sind das Verbindungselement 32 und das Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 an dem Abschnitt, wo das Verbindungselement 32 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden ist, jeweils mit einem Hoch-tief-Abschnitt 34 versehen.
Zum Beispiel hat in 5 der Abschnitt, wo das Verbindungselement 12 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden ist, einen linearen Querschnitt. Andererseits unterscheidet sich das in 7 gezeigte Verbindungselement von der in 5 gezeigten Ausführungsform 2 nur in dem Punkt, daß der Abschnitt, wo das Verbindungselement verbunden ist, anstelle eines linearen Querschnitts einen Querschnitt hat, der aus dem Hoch-tief-Abschnitt 34 besteht. Insbesondere wird durch Hineinschrauben des Hoch-tief-Abschnitts 34, der das Schraubgewinde des Verbindungselements 32 ist, in den entsprechenden Hoch-tief-Abschnitt, der an der Wand der Öffnung des vakuumisolierten Behälters 20 ausgebildet ist, das Verbindungselement 32 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden. Die Struktur des in 7 gezeigten Verbindungsabschnitts ist die gleiche wie die von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung, die oben mit Bezug auf das andere Merkmal an der Öffnung beschrieben wurde. Das heißt, der gekrümmte Abschnitt des Verbindungselements 32 ist durch das Bondungsmaterial 36 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden, Das Verbindungselement 32 ist so angeordnet, daß es den Spalt 37 zwischen dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 und der Zuleitungselektrode 50 überbrückt.
Wie oben beschrieben, fungiert der Hoch-tief-Abschnitt 34 als Gewindeabschnitt zum Verbinden und Befestigen das Verbindungselement 32 mit dem vakuumisolierten Behälter 20. Wie bei dem gekrümmten Abschnitt des Verbindungselements 32, fungiert der Hoch-tief-Abschnitt 34 als eine Federstruktur, die sich elastisch verformen kann, um die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem Plattenmaterial und der Zuleitungselektrode 50 zu absorbieren. Insbesondere kann zum Beispiel nicht nur durch den gekrümmten Abschnitt des Verbindungselements 32, sondern auch durch den Hoch-tief-Abschnitt 34 verhindert werden, daß sich die thermischen Spannungen, die in dem Bondungsmaterial 36 zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem Verbindungselement 32 entstehen, in Richtung des vakuumisolierten Behälters 20 ausbreiten. Weil das Verbindungselement 32 zusätzlich zu dem gekrümmten Abschnitt den Hoch-tief-Abschnitt 34 enthält, kann es des Weiteren die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und dem Verbindungselement 32 oder der Zuleitungselektrode 50 oder beiden absorbieren. Folglich kann die Möglichkeit des Ablösens, der Rißbildung und dergleichen an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 weiteren verringert werden. Infolge dessen kann diese Struktur die Möglichkeit der Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften der supraleitenden Spule 60, zum Beispiel infolge des Einströmens von Luft in den Behälterinnenraum 10, weiter verringern.
Wie bei dem in 2 gezeigten Hoch-tief-Abschnitt 34 kann sich der in 7 gezeigte Hoch-tief-Abschnitt 34 wie bei dem gekrümmten Abschnitt elastisch verformen. Insbesondere kann der in 7 gezeigte Hoch-tief-Abschnitt 34 seine Länge in der Oben-unten-Richtung in 7 entsprechend der Ausdehnung und der Kontraktion frei verändern. Folglich kann sich das Verbindungselement 32 nicht nur in der Links-rechts-Richtung in 7 durch die Wirkung des gekrümmten Abschnitts frei verformen, sondern kann sich bis zu einem gewissen Grad auch in der Oben-unten-Richtung in 7 durch die Wirkung des Hoch-tief-Abschnitts 34 frei verformen. Der Hoch-tief-Abschnitt 34 kann darum die thermischen Spannungen zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 zuverlässiger absorbieren.
Wie bei der Verbindung zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 in 2 für Ausführungsform 1 kann die Verbindung zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 an dem Hoch-tief-Abschnitt 34 durch ein beliebiges Verfahren unter Verwendung eines allgemein bekannten Klebstoffs oder Hart- oder Weichlötfüllmetalls oder dergleichen hergestellt werden. Wie bei der in den 1 bis 4 gezeigten supraleitenden Vorrichtung kann das in 7 gezeigte Verbindungselement 32 auf die Region C und dergleichen in 1 (das heißt, auf den Verbindungsabschnitt zwischen dem Rohr 70 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40) angewendet werden.
Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung nur in den oben beschriebenen Aspekten. Anders ausgedrückt: die Struktur, der Zustand, das Verfahren, die Auswirkung und so weiter, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verzichtet wurde, stimmen alle mit Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung überein.
Ausführungsform 5
Im folgenden wird die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Vorrichtung enthält einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung. Anhand von 8 wird die Struktur des Verbindungsabschnitts in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung erklärt, wobei der Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter ausgebildet ist. 8 entspricht 2.
Die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung hat im Grunde die gleiche Struktur wie die in den 1 bis 4 gezeigte supraleitende Vorrichtung. Jedoch unterscheidet sich die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen der Zuleitungselektrode 50 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 von der in den 2 und 3 gezeigten Struktur. Insbesondere hat, wie in 8 gezeigt, ein Verbindungselement 42 zwei gekrümmte Abschnitte: einen an der Oberseite in 8 und den anderen an der Unterseite. Das heißt, das Verbindungselement 42 hat einen Querschnitt, der durch einen Ring gebildet wird, der einen Spalt 47 umgibt. Von unten in 8 betrachtet, hat das Verbindungselement 42 eine ringförmige Gestalt entlang der Umfangsfläche der Zuleitungselektrode 50.
Zum Beispiel hat, wie in 5 gezeigt, das Verbindungselement 12 in Ausführungsform 2 nur einen einzigen gekrümmten Abschnitt an der Unterseite. Das Verbindungselement 12 ist an dem Ende 14 des gekrümmten Abschnitts, das der Endabschnitt des gekrümmten Abschnitts ist, durch das Bondungsmaterial 16 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden. Wie bei diesem Verbindungsverfahren ist das Verbindungselement 42 in 8 an einer Verbindungsregion 44, die dem Ende 14 des gekrümmten Abschnitts in 5 entspricht, durch das Bondungsmaterial 46 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden. Alternativ kann das Verbindungselement 42 an einer Verbindungsregion 48 eines oberen gekrümmten Abschnitts, die sich am Ende des oberen gekrümmten Abschnitts befindet, durch das Bondungsmaterial 46 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden werden. Als eine weitere Alternative kann das Verbindungselement 42 sowohl an der Ober- als auch an der Unterseite durch das Bondungsmaterial 46 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden werden.
Weil das Verbindungselement 42 zwei gekrümmte Abschnitte hat, einen an der Oberseite und den anderen an der Unterseite, wie in 8 gezeigt, kann es die thermischen Spannungen, die durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 verursacht werden, zuverlässiger absorbieren.
Auch in 8 kann das Verbindungselement 42 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 durch ein beliebiges Verfahren unter Verwendung eines allgemein bekannten Klebstoffs, Hart- oder Weichlötfüllmetalls oder dergleichen verbunden werden. Außerdem kann, wie bei der in 7 gezeigten Ausführungsform 4, auch in 8 ein Hoch-tief-Abschnitt an dem Abschnitt, an dem das Verbindungselement 42 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden ist, ausgebildet sein. Wenn diese Bauweise verwendet wird, so kann, wie zuvor beschrieben, der Hoch-tief-Abschnitt die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 zuverlässiger absorbieren. Des Weiteren kann, wie bei der in den 1 bis 4 gezeigten supraleitenden Vorrichtung, das in 8 gezeigte Verbindungselement 42 auf die Region C und dergleichen in 1 (das heißt, auf den Verbindungsabschnitt zwischen dem Rohr 70 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40) angewendet werden.
Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung nur in den oben beschriebenen Aspekten. Anders ausgedrückt: die Struktur, der Zustand, das Verfahren, die Auswirkung und so weiter, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung verzichtet wurde, stimmen alle mit Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung überein.
Ausführungsform 6
Im folgenden wird die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Vorrichtung enthält einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung. Anhand von 9 wird die Struktur des Verbindungsabschnitts in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung erklärt, wobei der Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter ausgebildet ist. 9 entspricht 2.
Die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung hat im Grunde die gleiche Struktur wie die in den 1 bis 4 gezeigte supraleitende Vorrichtung. Jedoch unterscheidet sich die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen der Zuleitungselektrode 50 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 von der in den 2 und 3 gezeigten Struktur. Anders ausgedrückt: wie in 9 gezeigt, erstreckt sich ein Verbindungselement 52 zum Verbinden der Zuleitungselektrode 50 mit dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 in der Links-rechts-Richtung in 9 und hat einen Hoch-tief-Abschnitt, der Abschnitte enthält, die Höhen und Tiefen in der Aufwärts-abwärts-Richtung in 9 bilden. Von unten in 9 betrachtet, hat das Verbindungselement 52 eine ringförmige Gestalt entlang der Umfangsfläche der Zuleitungselektrode 50. Wie in 9 gezeigt, kann das Verbindungselement 52 seine Breite in der Links-rechts-Richtung in 9 frei verändern (es kann sich ausdehnen und zusammenziehen), weil das Verbindungselement 52 einen Hoch-tief-Abschnitt enthält, der die Gestalt einer Feder aufweist. Wie oben beschrieben, kann das Verbindungselement 52, weil es die Gestalt einer Feder hat, wie bei den oben beschriebenen Verbindungselementen von Ausführungsformen die unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 und der Zuleitungselektrode 50 absorbieren.
Das Verbindungselement 52 ist an der in 9 gezeigten Unterseite durch ein Bondungsmaterial 56 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden. Alternativ kann das Verbindungselement 52 an einer oberen Verbindungsregion 58 an der Oberseite in 9 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden werden. Es ist besonders zweckmäßig, daß der Spalt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem Plattenelement des vakuumisolierten Behälters 20 (die Breite der Öffnung, in der das Verbindungselement 52 angeordnet ist) auf einen kleinstmöglichen Wert verringert wird, um dem Entstehen von Undichtigkeiten an dem Abschnitt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter 20 entgegenzuwirken.
Auch in 9 kann das Verbindungselement 52 durch ein beliebiges Verfahren unter Verwendung eines allgemein bekannten Klebstoffs, Hart- oder Weichlötfüllmetalls oder dergleichen mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden werden. Außerdem kann, wie bei der in den 1 bis 4 gezeigten supraleitenden Vorrichtung, das in 9 gezeigte Verbindungselement 52 auf die Region C und dergleichen in 1 (das heißt, auf den Verbindungsabschnitt zwischen dem Rohr 70 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40) angewendet werden.
Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung nur in den oben beschriebenen Aspekten. Oder anders ausgedrückt: Die Struktur, der Zustand, das Verfahren, die Auswirkung und so weiter, auf die bei der Beschreibung von Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung verzichtet wurde, stimmen alle mit Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung überein.
Ausführungsform 7
Im folgenden wird die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Vorrichtung enthält einen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung. Anhand der 10 bis 12 wird die Struktur des Verbindungsabschnitts in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung erklärt, wobei der Verbindungsabschnitt zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem vakuumisolierten Behälter ausgebildet ist. 10 entspricht 2. Die supraleitende Vorrichtung in Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung hat im Grunde die gleiche Struktur wie die in den 1 bis 4 gezeigte supraleitende Vorrichtung. Jedoch unterscheidet sich die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen der Zuleitungselektrode 50 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 von der in den 2 und 3 gezeigten Struktur. Oder anders ausgedrückt: Wie in 10 gezeigt, ist eine Öffnung so ausgebildet, daß sie durch den vakuumisolierter Behälter 20 aus FK hindurch verläuft. Die Öffnung besteht aus einem Abschnitt mit größerem Durchmesser, der sich auf der Außenflächenseite des vakuumisolierten Behälters 20 befindet und der eine relativ großen Breite hat, und einem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser, der sich an der Innenflächenseite des vakuumisolierten Behälters 20 befindet und der eine Breite hat, die kleiner ist als die Breite des Abschnitts mit größerem Durchmesser. Der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser hat eine Breite (einen Durchmesser), die praktisch die gleiche ist wie die der Zuleitungselektrode 50. Ein gehäuseseitiger Befestigungsabschnitt 73 aus FK wird in den Abschnitt mit größerem Durchmesser eingeführt und daran befestigt. Der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 kann mittels eines beliebigen Bondungselements, wie zum Beispiel Klebstoff, an die Wand des Abschnitts mit größerem Durchmesser gebondet werden.
Der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 erstreckt sich von der Innenseite des Abschnitts mit größerem Durchmesser der Öffnung zu einer Position oberhalb der Außenfläche des vakuumisolierten Behälters 20 und hat einen aus Harz bestehenden Flanschabschnitt, der sich von der Öffnung in Richtung der Außenseite an der oben genannten Position erstreckt. Ein Durchgangsloch 74 ist im mittleren Abschnitt des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73 dergestalt ausgebildet, daß es direkt auf einer Achse mit dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der Öffnung liegt. Ein Hoch-tief-Abschnitt 34, der eine Schraubenstruktur aufweist, ist an der Wand des Durchgangslochs 74 in dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 ausgebildet. Die Seitenfläche der Zuleitungselektrode 50 ist mit einem Schraubenstrukturabschnitt 78 zur Eingriffnahme des Hoch-tief-Abschnitts 34 versehen. Durch Einschrauben des Schraubenstrukturabschnitts 78 der Zuleitungselektrode 50 in den Hoch-tief-Abschnitt 34 in dem Durchgangsloch 74 des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73 wird die Zuleitungselektrode 50 mit dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 verbunden. Dank des oben beschriebenen Schraubenstrukturabschnitts 78 erhöht sich das Gesamtvolumen der Zuleitungselektrode 50. Folglich kann die thermische Gesamtkapazität der Zuleitungselektrode 50 erhöht werden. Weil die Kontaktfläche zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 im Vergleich zu dem Fall, wo der Schraubenstrukturabschnitt 78 und der Hoch-tief-Abschnitt 34 nicht ausgebildet sind, vergrößert werden kann, kann außerdem eine gleichmäßigere Wärmeleitung zwischen der Zuleitungselektrode 50 und dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 erreicht werden.
Des Weiteren ist ein metallbauelementseitiger Befestigungsabschnitt 75 an der Zuleitungselektrode 50 befestigt. Der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 hat einen metallischen Flanschabschnitt, der in einer Position gegenüber dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt des oben beschriebenen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73 angeordnet ist. Der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 hat von oben betrachtet die Gestalt eines Kreises und ist in seinem mittleren Abschnitt mit einem Loch versehen, in das die Zuleitungselektrode 50 einzufügen ist. Unter der Bedingung, daß die Zuleitungselektrode 50 in das Loch eingeführt wird, wird die Seitenfläche der Zuleitungselektrode 50 durch ein Bondungsmaterial 66, wie zum Beispiel Hart- oder Weichlötfüllmetall, mit dem metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt 75 (genauer gesagt, mit der Wand des oben beschriebenen Loches oder dem Oberflächenabschnitt neben dem Loch des metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitts 75) verbunden und hermetisch daran befestigt. Als das Bondungsmaterial 66 kann beispielsweise Silberhartlotfüllmetall, das Silber (Ag), Kupfer (Cu), Zink (Zn) und andere Bauelemente enthält, verwendet werden.
In dem metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt 75 bildet die Region neben dem Loch einen gekrümmten Abschnitt, dessen Querschnitt gekrümmt ist, wie in 10 gezeigt. Anders ausgedrückt: die Region neben dem Loch bildet einen elastisch verformbaren Abschnitt. Das Ausbilden des oben beschriebenen gekrümmten Abschnitts (oder des elastisch verformbaren Abschnitts) ermöglicht die Absorption der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und der Zuleitungselektrode 50. Weil der gekrümmte Abschnitt (oder der elastisch verformbare Abschnitt) mit der Seitenfläche der Zuleitungselektrode 50 in einer geneigten Richtung in Kontakt gebracht wird, kann außerdem der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 einfacher durch das Bondungsmaterial 66 mit der Zuleitungselektrode 50 verbunden werden.
Die Zuleitungselektrode 50, mit der der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 verbunden ist, wird in das Durchgangsloch 74 des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73, der an dem vakuumisolierten Behälter 20 befestigt ist, eingeführt und daran befestigt. In diesem Moment wird der metallische Flanschabschnitt des metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 so angeordnet, daß er dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73 zugewandt ist. Der metallische Flanschabschnitt wird durch ein Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbunden und daran befestigt. Als Bondungselement 76 kann ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis oder dergleichen verwendet werden. Als Verfahren zum Verbonden des metallischen Flanschabschnitts mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt mittels des Bondungselements 76 kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem zum Beispiel das Bondungselement 76 auf einer Oberfläche 72 des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts angeordnet (zum Beispiel aufgetragen) wird und anschließend die Zuleitungselektrode 50, mit der der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 verbunden ist, dergestalt in das Durchgangsloch 74 eingeführt wird, daß der metallische Flanschabschnitt präzise auf dem Bondungselement 76 angeordnet ist. Alternativ kann in einem Behälter, der das Bondungselement 76 in einem flüssigen Zustand enthält, der metallische Flanschabschnitt mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt unter der Bedingung verbondet werden, daß der metallische Flanschabschnitt und der aus Harz bestehende Flanschabschnitt in das Bondungselement 76 eingetaucht werden.
Wie in 11 gezeigt, sind auf der Oberfläche 72 des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73 (der Oberfläche 72, die mittels des Bondungselements 76 zu verbonden ist) bogenförmige Hoch-tief-Abschnitte 79 in Gestalt von Bögen konzentrischer Kreise (zum Beispiel als Segmente konzentrischer Kreise) ausgebildet, wobei sich das Durchgangsloch 74 in der Mitte befindet. Wie in 12 gezeigt, sind auf einer Oberfläche 82 des metallischen Flanschabschnitts des metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 (der Oberfläche 82, die mittels des Bondungselements 76 zu verbonden ist) ebenfalls bogenförmige Hoch-tief-Abschnitte 79 in Gestalt von Bögen konzentrischer Kreise (zum Beispiel als Segmente konzentrischer Kreise) ausgebildet, wobei sich die Zuleitungselektrode 50 in der Mitte befindet. Das Ausbilden der oben beschriebenen bogenförmigen Hoch-tief-Abschnitte 79 kann die Fläche der Oberflächen 72 und 82 vergrößern. Wenn diese Bauweise verwendet wird, so kann die Klebefestigkeit zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt, die durch das Bondungselement 76 verbondet werden, erhöht werden, weil die Fläche der Bondungsgrenzfläche zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem Bondungselement 76 und zwischen dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt und dem Bondungselement 76 vergrößert werden kann. Insbesondere kann in dem Fall, wo das Bondungselement 76 ein Klebstoff aus Harz ist, die Klebefestigkeit zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem Bondungselement 76 geringer sein als die Klebefestigkeit zwischen dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt und dem Bondungselement 76. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, daß die oben beschriebenen bogenförmigen Hoch-tief-Abschnitte 79 mindestens auf der Oberfläche 82 des metallischen Flanschabschnitts ausgebildet sind. Außerdem ist es zweckmäßig, daß jeder der bogenförmigen Hoch-tief-Abschnitte 79 so ausgebildet ist, daß er sich entlang des Umfangs des ursprünglichen Kreises erstreckt, wobei sich das Durchgangsloch 74 oder die Zuleitungselektrode 50 in der Mitte befinden. Diese Konfiguration kann effektiv die Länge des Leckpfades von dem Durchgangsloch 74, oder der Zuleitungselektrode 50, zum Umfang des metallischen Flanschabschnitts oder des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts vergrößern (die Länge des Leckpfades ist die Kriechstrecke in der radialen Richtung der Bondungsgrenzfläche zwischen der Oberfläche 72 des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts oder der Oberfläche 82 des metallischen Flanschabschnitts und dem Bondungselement 76). Obgleich die bogenförmigen Hoch-tief-Abschnitte 79 als vollständige konzentrische Kreise ausgebildet sein können, können sie auch als Segmente konzentrischer Kreise, von unten oder von oben betrachtet, ausgebildet sein, wie in den 11 und 12 gezeigt. Es ist unzweckmäßig, jeden der Hoch-tief-Abschnitte 79 in einer solchen Weise auszubilden, daß er sich radial von der Innenseite zu der Außenseite des metallischen Flanschabschnitts (oder des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts) erstreckt. Anders ausgedrückt: es ist zweckmäßig, daß jeder der bogenförmigen Hoch-tief-Abschnitte 79 so ausgebildet ist, daß er sich nur entlang des Umfangs der ursprünglichen Kreises erstreckt, wobei sich das Durchgangsloch 74, oder die Zuleitungselektrode 50, in der Mitte befindet.
Es ist zweckmäßig, daß der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 aus dem gleichen Material hergestellt wird, aus dem der vakuumisolierte Behälter 20 besteht, wie zum Beispiel FK. Es ist zweckmäßig, daß der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 aus einem Material hergestellt wird, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient nahe dem des Materials liegt, aus dem der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 besteht. Zum Beispiel ist es zweckmäßig, daß das Material des metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 so gewählt wird, daß der Unterschied bei den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material des metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 und dem Material, aus dem der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 besteht, in den Bereich von maximal ±10% des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials fällt, aus dem der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 besteht, besonders bevorzugt maximal ±5%. Genauer gesagt, wenn FK als das Material des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73 verwendet wird, so kann Kovar als das Material des metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 verwendet werden. Wenn diese Bauweise verwendet wird, so kann insbesondere an der Bondungsgrenzfläche zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt (an dem Bondungsabschnitt, der durch das Bondungselement 76 gebildet wird), wo das Entstehen von Rissen oder dergleichen wahrscheinlich ist, der Unterschied bei den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt hinreichend verringert werden. Darum kann diese Bauweise die Möglichkeit der Rißbildung an der Bondungsgrenzfläche verringern. Der metallische Flanschabschnitt kann eine Dicke von mindestens 0,01 mm und maximal 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 0,1 mm und maximal 1 mm haben. Der Grund für den oben genannten Zahlenbereich ist, daß ein relativ einfach verfügbares Plattenmaterial oder Folienmaterial eine Dicke in dem oben genannten Bereich hat. Der aus Harz bestehende Flanschabschnitt kann einen Dicke von mindestens 0,01 mm und maximal 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 0,2 mm und maximal 2 mm haben. Der Grund für den oben genannten Zahlenbereich ist, daß ein relativ einfach verfügbares Plattenmaterial oder Folienmaterial eine Dicke in dem oben genannten Bereich hat.
Der Außendurchmesser des metallischen Flanschabschnitts des metallelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 (oder der Außendurchmesser des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73) kann zusammen mit der oben angegebenen Flanschdicke dergestalt gewählt werden, daß die thermischen Spannungen in dem Flanschbondungsabschnitt nicht die Klebefestigkeit übersteigen. Die Bauweise kann unter Berücksichtigung des Durchmessers der Zuleitungselektrode, des zulässigen Platzes, der Temperatur des Kühlmediums und so weiter gewählt werden.
Wenn der metallische Flanschabschnitt durch das Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbondet wird, wie in 10 gezeigt, so wird die Bondungsfläche zu einem Teil des Dichtungsabschnitt, der die Innenseite des vakuumisolierten Behälters 20 gegen außen isoliert. Mit Hilfe der oben beschriebenen Struktur, bei der der metallische Flanschabschnitt durch das Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbandet wird, können die thermischen Spannungen, die durch den Temperaturunterschied zwischen der Innenseite des vakuumisolierten Behälters und der Außenluft entstehen und an dem Bondungsabschnitt zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt auftreten, durch einen gewissen Grad an elastischer Verformung des metallischen Flanschabschnitts und des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts absorbiert werden (zum Beispiel durch eine Wirkung wie bei einem Bimetall).
Es ist zweckmäßig, daß die Endfläche des peripheren Abschnitts des metallischen Flanschabschnitts und des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts so bearbeitet wird, daß sie eine Trichterform bildet, wie in 10 gezeigt (genauer gesagt, wird an dem Endabschnitt des metallischen Flanschabschnitts und des aus Harz bestehenden Flanschabschnitts eine Endfläche, die in Richtung der Oberfläche 72 oder 82 geneigt ist, so ausgebildet, daß die Dicke in Richtung des Umfangsrandes abnimmt). Die oben beschriebene Bearbeitung kann der Entstehung bestimmter Probleme entgegenwirken, wie zum Beispiel dem Brechen des oben beschriebenen Endabschnitts infolge der oben beschriebenen thermischen Spannungen.
Bei der Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und der Zuleitungselektrode 50, die in den 10 bis 12 gezeigt ist, ist der Dichtungsabschnitt, der die Aufgabe der Vakuumabdichtung übernimmt (der Bondungsabschnitt zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt), unabhängig von dem Stützabschnitt, in dem der vakuumisolierte Behälter 20 die Zuleitungselektrode 50 mechanisch stützt (der Abschnitt, wo der Schraubenstrukturabschnitt 78 der Zuleitungselektrode 50 den Hoch-tief-Abschnitt 34 in dem Durchgangsloch 74 des gehäuseseitigen Befestigungsabschnitts 73, der gegenseitig zu befestigten ist, in Eingriff nimmt). Infolge dessen kann in dem Moment, wo der Stützabschnitt mechanischen Belastungen ausgesetzt wird, die die Position der Zuleitungselektrode 50 relativ zu dem vakuumisolierten Behälter 20 verschieben können, die Luftdichtigkeit (die Vakuumabdichtung) an dem Dichtungsabschnitt selbst dann gewahrt bleiben, wenn Risse oder dergleichen in dem Stützabschnitt entstehen.
Es ist zweckmäßig, die Distanz T (siehe 10) von der Außenfläche des vakuumisolierten Behälters 20 zu dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt auf eine Distanz voreinzustellen, die einen direkten Kontakt selbst dann vermeiden kann, wenn der Dichtungsabschnitt abrupt gekühlt wird.
Im Folgenden werden konkrete Strukturen der vorliegenden Erfindung aufgezählt, obgleich die folgende Beschreibung teilweise die obige Beschreibung von Ausführungsformen dupliziert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung die supraleitende Spule 60 als ein Bauteil, das einen Supraleiter enthält, montiert, und der Behälter ist versehen mit:

(a) den vakuumisolierten Behältern 20 und 40, von denen jeder ein Gehäuse ist, das aus Harz besteht und mit Öffnungen versehen ist,
(b) den Zuleitungselektroden 50 und den Rohren 70, von denen jedes ein metallisches Bauelement ist, das so positioniert ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, und
(c) Verbindungselementen, von denen jedes die Öffnung bedeckt, die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 oder 40 verbindet und mit einem thermischen Spannungsentlastungsabschnitt versehen ist (jedes der Verbindungselemente ist das Verbindungselement 12, 22, 32, 42 oder 52 oder das Verbindungselement, das aus den Verbindungselementen 63 und 65 besteht, oder das Verbindungselement, das aus dem metallelementseitigen Befestigungsabschnitt 75 und dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 besteht).

Die oben beschriebenen vakuumisolierten Behälter 20 und 40 aus Harz können beispielsweise aus FK hergestellt werden. Das Verbindungselement kann einen gekrümmten Abschnitt als den thermischen Spannungsentlastungsabschnitt aufweisen.
Der folgende Fall dient als ein Beispiel. In dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung ist die oben beschriebene Zuleitungselektrode 50 oder das oben beschriebene Rohr 70 an dem aus Harz bestehenden vakuumisolierten Behälter 20 oder 40 durch das Verbindungselement befestigt. Bei diesem Behälter wird die Temperatur auf der Innenseite des vakuumisolierten Behälters 20 auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs verringert, um zum Beispiel die supraleitende Spule 60 zu kühlen. In diesem Moment ist das Ausmaß der Verformung, das durch die Temperaturänderung verursacht wird (das Ausmaß der thermischen Kontraktion), aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material, aus dem der vakuumisolierte Behälter 20 besteht, und dem Material, aus dem die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 bestehen, zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 verschieden. In diesem Fall kann es zu Ablösen oder Rißbildung an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem vakuumisolierten Behälter 20 und dem Klebstoff und zwischen dem Klebstoff und der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 kommen, wenn die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 einfach durch einen Klebstoff oder dergleichen mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden und daran befestigt werden. Andererseits wird in dem Fall, wo das Verbindungselement zum Verbinden der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 einen thermischen Spannungsentlastungsabschnitt (zum Beispiel den gekrümmten Abschnitt) aufweist, der eine Struktur ist, die das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Kontraktion zwischen der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 und dem vakuumisolierten Behälter 20 absorbiert, selbst dann, wenn eine Ausdehnung (oder Kontraktion) aufgrund des Temperaturanstiegs (oder der Temperaturverringerung) des Behälters für eine supraleitende Vorrichtung eintritt, das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) zwischen der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 und dem vakuumisolierten Behälter 20 durch die Verformung des thermischen Spannungsentlastungsabschnitts absorbiert (in der obigen Beschreibung meint der Begriff „Verbindungselement” das Verbindungselement 12, 22, 32, 42 oder 52 oder das Verbindungselement, das aus den Verbindungselementen 63 und 65 besteht, oder das Verbindungselement, das aus dem metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt 75 und dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 besteht). Die oben beschriebene Konfiguration kann dem Entstehen bestimmter Probleme entgegenwirken, wie zum Beispiel dem Ablösen oder der Rißbildung, die durch die thermischen Spannungen an dem Verbindungsabschnitt verursacht werden, wo die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 mit dem vakuumisolierten Behälter 20 verbunden sind, und ermöglicht dadurch eine zuverlässige Verbindung der Zuleitungselektrode 50 oder des Rohres 70 mit dem vakuumisolierten Behälter 20.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung kann das Verbindungselement, das aus dem ersten und dem zweiten Verbindungselement 63 und 65, die in den 2 und 3 gezeigt sind, besteht, das erste Verbindungselement 63 als einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt haben, der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und das zweite Verbindungselement 65 als einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt aufweisen, dessen Breite größer als die Breite der Öffnung ist und der mit dem gekrümmten Abschnitt versehen ist. Bei dem zweiten Verbindungselement 65 kann ein Ende des zweiten Verbindungselements 65 (der außenumfangsseitige Endabschnitt) mit dem ersten Verbindungselement 63 verbunden werden, und das andere Ende (der innenumfangsseitige Endabschnitt) kann mit der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 verbunden werden, wobei das andere Ende auf der gegenüberliegenden Seite durch das Medium des gekrümmten Abschnitts angeordnet ist.
Bei der oben beschriebenen Bauweise kann die Breite des ersten Verbindungselements 63 (das heißt die Breite der Öffnung) kleiner sein als die des zweiten Verbindungselements 65. Oder anders ausgedrückt: Die Breite (der Durchmesser) der Öffnung, die in den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 ausgebildet ist, kann ungeachtet der Struktur des gekrümmten Abschnitts (die Struktur des zweiten Verbindungselements 65) auf einen kleinen Wert eingestellt werden. Infolge dessen kann dem Eindringen und Austreten der Wärme durch die Öffnung stärker entgegenwirkt werden als in dem Fall, wo die Öffnung einen großen Durchmesser hat.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung ist es zweckmäßig, daß die Verbindungselemente 12, 22, 32, 42, 52, 63 und 65 und der in 10 gezeigte metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 einen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, der maximal zweimal so groß ist wie der des Harzes, aus dem die vakuumisolierten Behälter 20 und 40 bestehen. Anders ausgedrückt: wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient der Verbindungselemente 12, 22, 32, 42, 52, 63 und 65 und des in 10 gezeigten metallelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 nur einen geringen Unterschied zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Harzes, aus dem die vakuumisolierten Behälter 20 und 40 bestehen, aufweist, so kann verhindert werden, daß sich die thermischen Spannungen, die durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verursacht werden, an dem Verbindungsabschnitt konzentrieren, wo die Verbindungselemente 12, 22, 32, 42 und 52 und das Verbindungselement, das aus den Verbindungselementen 63 und 65 besteht, und das Verbindungselement, das aus dem metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt 75 und dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 besteht, jeweils mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 verbunden sind. Infolgedessen kann die Möglichkeit, daß der Verbindungsabschnitt durch die Wirkung der thermischen Spannungen bricht, verringert werden. Folglich können die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 zuverlässiger mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 verbunden werden.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung ist es zweckmäßig, daß die Verbindungselemente 12, 22, 32, 42, 52, 63 und 65 und der in 10 gezeigte metallelementseitige Befestigungsabschnitt 75 aus Fe-Ni-Legierung bestehen. Außerdem ist es zweckmäßig, daß das Harz, aus dem die vakuumisolierten Behälter 20 und 40 bestehen, FK ist. Eine Fe-Ni-Legierung, die eine Legierung aus Eisen (Fe) und Nickel (Ni) ist, hat einen geringen Unterschied beim Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu Harz (insbesondere FK). Folglich ist es zweckmäßig, die Fe-Ni-Legierung als ein Material zum Herstellen der Verbindungselemente 12, 22, 32, 42, 52, 63 und 65 und des in 10 gezeigten metallelementseitigen Befestigungsabschnitts 75 zu verwenden.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung, wie in 10 gezeigt, kann das Verbindungselement umfassen:

(a) einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73, der aus Harz besteht und der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und
(b) einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt 75, der aus Metall besteht und der mit der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 als dem metallischen Bauelement verbunden ist.

Der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 kann einen aus Harz bestehenden Flanschabschnitt aufweisen, der sich von der Öffnung in einer Position oberhalb der Außenfläche der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 als dem Gehäuse in Richtung der Außenseite erstreckt. Der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 kann einen metallischen Flanschabschnitt aufweisen, der an einer Position gegenüber dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt angeordnet ist. Der metallische Flanschabschnitt kann durch das Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbondet werden. Der thermische Spannungen entlastende Abschnitt kann einen Bondungsabschnitt zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt enthalten. Außerdem kann der gekrümmte Abschnitt zwischen dem Verbindungsabschnitt, wo der metallelementseitige Befestigungsabschnitt 75 mit der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 verbunden ist (der innenumfangsseitige Endabschnitt, der mit der Zuleitungselektrode 50 in 10 verbunden ist), und dem metallischen Flanschabschnitt angeordnet werden.
In dem oben beschriebenen Fall kann, weil der Abschnitt, wo der metallische Flanschabschnitt durch das Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbunden und daran befestigt ist, zu einem Vakuumdichtungsabschnitt wird, ein Vakuumdichtungsabschnitt, der eine große Fläche aufweist, ausgebildet werden, wobei zwei Flanschabschnitte einander gegenüberliegen. Außerdem können sowohl der metallische Flanschabschnitt als auch der aus Harz bestehende Flanschabschnitt eine Dicke haben, die es ermöglicht, daß sich die Flanschabschnitte elastisch verformen, um die thermischen Spannungen zu entlasten. Infolge dessen kann die elastische Verformung der Flanschabschnitte die thermischen Spannungen entlasten.
In einem Behälter der vorliegenden Erfindung für eine supraleitende Vorrichtung ist die supraleitende Spule 60 montiert, die ein Bauteil ist, das einen Supraleiter enthält, und der Behälter ist versehen mit:

(a) den vakuumisolierten Behältern 20 und 40, von denen jeder ein Gehäuse ist, das aus Harz besteht und mit einer Öffnung versehen ist,
(b) der Zuleitungselektrode 50 und dem Rohr 70, von denen jedes ein metallisches Bauelement ist, das so positioniert ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, und
(c) Verbindungselementen, von denen jedes die Öffnung bedeckt, die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 mit den vakuumisolierten Behältern 20 oder 40 verbindet und einen elastisch verformbaren Abschnitt (einen gekrümmten Abschnitt) aus Metall enthält (jedes der Verbindungselemente ist das Verbindungselement 12, 22, 32, 42 oder 52, oder das Verbindungselement, das aus den Verbindungselementen 63 und 65 besteht, oder das Verbindungselement, das aus dem metallelementseitigen Befestigungsabschnitt 75 und dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 besteht).

Der folgende Fall dient als ein Beispiel. Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung wird die Temperatur auf der Innenseite der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 auf die Temperatur des flüssigen Stickstoffs verringert, um zum Beispiel den Supraleiter zu kühlen. In diesem Moment unterscheidet sich aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Material, aus dem die vakuumisolierten Behälter 20 und 40 bestehen, und dem Material, aus dem die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 bestehen, das Ausmaß der Verformung, das durch die Temperaturänderung (das Ausmaß der thermischen Kontraktion) der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 verursacht wird, von dem der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70. In diesem Fall kann es, wenn die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 einfach durch einen Klebstoff oder dergleichen mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 verbunden und daran befestigt werden, zum Ablösen oder zur Rißbildung an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Klebstoff und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 und zwischen dem Klebstoff und der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 kommen. Andererseits hat bei dem Behälter der vorliegenden Erfindung für eine supraleitende Vorrichtung das Verbindungselement zum Verbinden der Zuleitungselektrode 50 oder des Rohres 70 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 einen elastisch verformbaren Abschnitt aus Metall, der eine Struktur ist, die das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Kontraktion zwischen der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 absorbiert. Folglich wird selbst dann, wenn eine Ausdehnung (oder Kontraktion) aufgrund des Temperaturanstiegs (oder der Temperaturverringerung) des Behälters für eine supraleitende Vorrichtung eintritt, das unterschiedliche Ausmaß der thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) zwischen der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 und den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 durch die elastische Verformung des elastisch verformbaren Abschnitts absorbiert. Die oben beschriebene Konfiguration kann dem Entstehen bestimmter Probleme, wie zum Beispiel Ablösen oder Rißbildung, entgegenwirken, die durch die thermischen Spannungen an dem Verbindungsabschnitt verursacht werden, wo die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 verbunden sind, und ermöglicht dadurch eine zuverlässige Verbindung der Zuleitungselektrode 50 oder des Rohres 70 mit den vakuumisolierten Behältern 20 und 40.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung können die Verbindungselemente 63 und 65 des erste Verbindungselement 63 als einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt haben, der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und können das zweite Verbindungselement 65 als einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt haben, dessen Breite größer als die der Öffnung ist und der mit dem elastisch verformbaren Abschnitt versehen ist. Bei dem zweiten Verbindungselement 65 kann ein Ende des zweiten Verbindungselements 65 mit dem ersten Verbindungselement 63 verbunden werden, und das andere Ende kann mit der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 verbunden werden, wobei das andere Ende auf der gegenüberliegenden Seite durch das Medium des elastisch verformbaren Abschnitts (der gekrümmte Abschnitt) angeordnet ist.
Bei der oben beschriebenen Bauweise kann die Breite des ersten Verbindungselements 63 (das heißt, die Breite der Öffnung) kleiner sein als die des zweiten Verbindungselements 65. Oder anders ausgedrückt: Die Breite (der Durchmesser) der Öffnung, die in den vakuumisolierten Behältern 20 und 40 ausgebildet ist, kann ungeachtet der Struktur des zweiten Verbindungselements 65 auf einen kleiner Wert eingestellt werden. infolge dessen kann dem Eindringen und Austreten der Wärme durch die Öffnung stärker entgegenwirkt werden als in dem Fall, wo die Öffnung einen großen Durchmesser hat.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung, wie in 10 gezeigt, kann das Verbindungselement umfassen:

(a) einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73, der aus Harz besteht und der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und
(b) einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt 75, der aus Metall besteht, der den elastisch verformbaren Abschnitt aufweist und der mit der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 als dem metallischen Bauelement verbunden ist.

Der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 kann einen aus Harz bestehenden Flanschabschnitt aufweisen, der sich von der Öffnung in einer Position oberhalb der Außenfläche der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 als dem Gehäuse in Richtung der Außenseite erstreckt. Der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 kann einen metallischen Flanschabschnitt aufweisen, der in einer Position gegenüber dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt angeordnet ist. Der metallische Flanschabschnitt kann durch das Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbondet werden. Der elastisch verformbare Abschnitt kann einen Bondungsabschnitt zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt enthalten. Außerdem kann der elastisch verformbare Abschnitt zwischen dem Verbindungsabschnitt, wo der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 mit der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 verbunden ist (der innenumfangsseitige Endabschnitt, der mit der Zuleitungselektrode 50 in 10 verbunden ist) und dem metallischen Flanschabschnitt angeordnet werden. Des Weiteren kann der metallische Flanschabschnitt selbst als der elastisch verformbare Abschnitt fungieren, indem er eine hinreichend geringe Dicke aufweist.
In dem oben beschriebenen Fall kann, weil der Abschnitt, wo der metallische Flanschabschnitt durch das Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbunden und daran befestigt ist, zu einem Vakuumdichtungsabschnitt wird, ein Vakuumdichtungsabschnitt, der eine große Fläche aufweist, ausgebildet werden, wobei zwei Flanschabschnitte einander gegenüberliegen. Außerdem können sowohl der metallische Flanschabschnitt als auch der aus Harz bestehende Flanschabschnitt eine Dicke aufweisen, die es ermöglicht, daß sich die Flanschabschnitte elastisch verformen, um die thermischen Spannungen entlasten. Infolge dessen kann die elastische Verformung der Flanschabschnitte die thermischen Spannungen entlasten.
In einem Behälter der vorliegenden Erfindung für eine supraleitende Vorrichtung ist die supraleitende Spule 60 montiert, die ein Bauteil ist, das einen Supraleiter enthält; und der Behälter ist versehen mit:

(a) den vakuumisolierten Behältern 20 und 40, von denen jeder ein Gehäuse ist, das aus Harz besteht und mit einer Öffnung versehen ist,
(b) der Zuleitungselektrode 50 und dem Rohr 70, von denen jedes ein metallisches Bauelement ist, das so positioniert ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, und
(c) Verbindungselementen, von denen jedes die Öffnung bedeckt und die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 mit den vakuumisolierten Behältern 20 oder 40 verbindet (jedes Verbindungselement besteht aus dem metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt 75 und dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73).

Jedes der Verbindungselemente kann umfassen:

Der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 kann einen aus Harz bestehenden Flanschabschnitt aufweisen, der sich von der Öffnung in einer Position oberhalb der Außenfläche der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 als dem Gehäuse in Richtung der Außenseite erstreckt. Der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt kann einen metallischen Flanschabschnitt aufweisen, der in einer Position gegenüber dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt angeordnet ist. Der metallische Flanschabschnitt kann durch das Bondungselement 76 mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbandet werden. Ein elastisch verformbarer Abschnitt (zum Beispiel ein gekrümmter Abschnitt mit einem gekrümmten Querschnitt) kann zwischen dem Verbindungsabschnitt, wo der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt 75 mit der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 verbunden ist (der innenumfangsseitige Endabschnitt, der mit der Zuleitungselektrode 50 in 10 verbunden ist) und dem metallischen Flanschabschnitt angeordnet werden. Des Weiteren kann der metallische Flanschabschnitt selbst als der elastisch verformbare Abschnitt fungieren, indem er eine hinreichend geringe Dicke aufweist. Der aus Harz bestehende Flanschabschnitt kann in einer zuvor festgelegten Distanz T (siehe 10) von der Außenfläche der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 angeordnet werden. Anders ausgedrückt: ein Spalt kann zwischen dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt und der Außenfläche der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 ausgebildet sein.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung können, wie in 12 gezeigt, in dem metallischen Flanschabschnitt auf der Oberfläche 82, die mit dem Bondungselement 76 (siehe 10) in Kontakt steht, bogenförmige Hoch-tief-Abschnitte 79 so ausgebildet sein, daß sie sich jeweils entlang des Umfangs des Kreises erstrecken, dessen Mitte die Mitte des Verbindungsabschnitts ist, wo der metallische Flanschabschnitt mit der Zuleitungselektrode 50 (oder dem Rohr 70) als dem metallischen Bauelement verbunden ist. Des Ausbilden der oben beschriebenen Hoch-tief-Abschnitte 79 kann die Fläche der Bondungsgrenzfläche zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem Bondungselement 76 vergrößern.
Bei dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung kann, wie in 10 gezeigt, der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt 73 mit einem Durchgangsloch 74 versehen sein, das auf der Innenseite der Öffnung der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 als dem Gehäuse angeordnet ist. Die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 als das metallische Bauelement können in das Durchgangsloch 74 eingeführt werden. Das Durchgangsloch 74 kann an seiner Innenfläche mit einem Hoch-tief-Abschnitt 34 versehen sein. Die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 können an ihrer Außenfläche mit einem Schraubenstrukturabschnitt 78 versehen sein. Die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 können an dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 befestigt werden, indem der Schraubenstrukturabschnitt 78 mit dem Hoch-tief-Abschnitt 34 in Eingriff gebracht wird. Wenn diese Struktur verwendet wird, können die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 problemlos an dem Verbindungselement (dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73) durch die Schraubenstruktur befestigt werden. Weil die Kontaktfläche zwischen dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 und der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 im Vergleich zu dem Fall, wo der Schraubenstrukturabschnitt 78 und der Hoch-tief-Abschnitt 34 nicht ausgebildet sind, vergrößert werden kann, kann außerdem eine gleichmäßigere Wärmeleitung zwischen dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt 73 und der Zuleitungselektrode 50 oder dem Rohr 70 erreicht werden.
Eine supraleitende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist versehen mit:

(a) dem oben beschriebenen Behälter für eine supraleitende Vorrichtung, und
(b) der supraleitenden Spule 60, die als ein Bauteil interpretiert wird, das einen Supraleiter enthält und das in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung montiert ist.

Die oben beschriebene Konfiguration kann Rißbildung und dergleichen an dem Abschnitt der vakuumisolierten Behälter 20 und 40 (der Öffnung), durch den die Zuleitungselektrode 50 oder das Rohr 70 hindurch verlaufen, entgegenwirken, wodurch die Realisierung einer supraleitenden Vorrichtung ermöglicht wird, die sich durch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit auszeichnet.
Oben wurden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Es ist zu beachten, daß die oben offenbarten Ausführungsformen veranschaulichend und nicht in allen Aspekten einschränkend sind. Die Reichweite der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus dem Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche. Dementsprechend ist beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung alle Überarbeitungen und Modifikationen umfaßt, die in dem Geist und Schutzumfang, der dem Schutzumfang der Ansprüche entspricht, enthalten sind.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung eignet sich hervorragend als eine Technik, die die Luftdichtigkeit der supraleitenden Vorrichtung gegenüber der Außenwelt verbessert.
Bezugszeichenliste

10: Behälterinnenraum
12, 22, 32, 42 und 52: Verbindungselement
14, 24 und 64: Ende des gekrümmten Abschnitts
16, 26, 36, 46, 56 und 66: Bondungsmaterial
17, 27, 37, 47 und 67: Spalt
20 und 40: vakuumisolierter Behälter
21: Befestigungselement
28: Flanschabschnitt
30: vakuumisoliertes Bad
34: Hoch-tief-Abschnitt
44: Verbindungsregion
48: Verbindungsregion des oberen gekrümmten Abschnitts
50: Zuleitungselektrode
58: obere Verbindungsregion
60: supraleitende Spule
63: erstes Verbindungselement
65: zweites Verbindungselement
70: Rohr
72 und 82: Oberfläche
73: gehäuseseitiger Befestigungsabschnitt
74: Durchgangsloch
75: metallbauelementseitiger Befestigungsabschnitt
76: Bondungselement
78: Schraubenstrukturabschnitt
79: Hoch-tief-Abschnitt

ZITIERUNGSLISTE
Patentliteratur

Patentliteratur 1: veröffentlichte japanische Patentanmeldung Tokukai 2008-218861

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-218861 [0007]

Claims

Behälter für eine supraleitende Vorrichtung, wobei in dem Behälter ein Bauteil montiert ist, das einen Supraleiter enthält, und der umfaßt: (a) ein Gehäuse, das aus Harz besteht und mit einer Öffnung versehen ist, (b) ein metallisches Bauelement, das so positioniert ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, und (c) ein Verbindungselement, des die Öffnung bedeckt, das das metallische Bauelement mit dem Gehäuse verbindet und das mit einem thermischen Spannungsentlastungsabschnitt versehen ist.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement mit einem gekrümmten Abschnitt als thermischem Spannungsentlastungsabschnitt versehen ist.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Verbindungselement umfaßt: (a) einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt, der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und (b) einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt, dessen Breite größer als die der Öffnung ist und der mit dem gekrümmten Abschnitt versehen ist, wobei von dem metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt ein Ende des metallelementseitigen Befestigungsabschnitts mit dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt verbunden ist und das andere Ende mit dem metallischen Bauelement verbunden ist, wobei das andere Ende auf der gegenüberliegenden Seite der Mitte des gekrümmten Abschnitts angeordnet ist.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verbindungselement aus Fe-Ni-Legierung besteht.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: (a) das Verbindungselement umfaßt: (a1) einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt, der aus Harz besteht und der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und (a2) einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt, der aus Metall besteht und der mit dem metallischen Bauelement verbunden ist, (b) der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt einen aus Harz bestehenden Flanschabschnitt aufweist, der sich von der Öffnung in einer Position oberhalb der Außenfläche des Gehäuses in Richtung der Außenseite erstreckt, (c) der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt einen metallischen Flanschabschnitt aufweist, der in einer Position gegenüber dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt angeordnet ist, (d) der metallische Flanschabschnitt durch ein Bondungselement mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt verbondet ist und (e) der thermische Spannungen entlastende Abschnitt einen Bondungsabschnitt zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt enthält.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung, wobei in dem Behälter ein Bauteil montiert ist, das einen Supraleiter enthält, und der umfaßt: (a) ein Gehäuse, das aus Harz besteht und mit einer Öffnung versehen ist, (b) ein metallisches Bauelement, das so positioniert ist, daß es durch die Öffnung hindurch verläuft, und (c) ein Verbindungselement, das die Öffnung bedeckt, das das metallische Bauelement mit dem Gehäuse verbindet und das einen elastisch verformbaren Abschnitt aus Metall enthält.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Verbindungselement umfaßt: (a) einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt, der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und (b) einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt, dessen Breite größer als die der Öffnung ist und der mit dem elastisch verformbaren Abschnitt versehen ist, wobei von dem metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt ein Ende des metallelementseitigen Befestigungsabschnitts mit dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt verbunden ist und das andere Ende mit dem metallischen Bauelement verbunden ist, wobei das andere Ende auf der gegenüberliegenden Seite der Mitte des gekrümmten Abschnitts angeordnet ist.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei: (a) das Verbindungselement umfaßt: (a1) einen gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt, der aus Harz besteht und der mit der Wand der Öffnung in Kontakt steht, und (a2) einen metallbauelementseitigen Befestigungsabschnitt, der aus Metall besteht, der den elastisch verformbaren Abschnitt aufweist und der mit dem metallischen Bauelement verbunden ist, (b) der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt einen aus Harz bestehenden Flanschabschnitt aufweist, der sich von der Öffnung in einer Position oberhalb der Außenfläche des Gehäuses in Richtung der Außenseite erstreckt, (c) der metallbauelementseitige Befestigungsabschnitt einen metallischen Flanschabschnitt aufweist, der in einer Position gegenüber dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt angeordnet ist, (d) der metallische Flanschabschnitt mit dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt durch ein Bondungselement verbondet ist und (e) der elastisch verformbare Abschnitt einen Bondungsabschnitt zwischen dem metallischen Flanschabschnitt und dem aus Harz bestehenden Flanschabschnitt enthält.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 8, wobei an dem metallischen Flanschabschnitt auf der Oberfläche, die mit dem Bondungselement in Kontakt steht, ein bogenförmiger Hoch-tief-Abschnitt so ausgebildet ist, daß er sich entlang des Umfangs eines Kreises erstreckt, dessen Mitte die Mitte des Verbindungsabschnitts ist, wo der metallische Flanschabschnitt mit dem metallischen Bauelement verbunden ist.
Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 8 und 9, wobei: (a) der gehäuseseitige Befestigungsabschnitt mit einem Durchgangsloch versehen ist, das auf der Innenseite der Öffnung des Gehäuses angeordnet ist, (b) das metallische Bauelement in das Durchgangsloch eingeführt wird, (c) das Durchgangsloch mit einem Innengewinde an seiner Innenfläche versehen ist, (d) das metallische Bauelement mit einem Außengewinde an seiner Außenfläche versehen ist, und (e) das Außengewinde mit dem Innengewinde so in Eingriff gebracht wird, daß das metallische Bauelement an dem gehäuseseitigen Befestigungsabschnitt befestigt ist.
Supraleitende Vorrichtung, umfassend: (a) den Behälter für eine supraleitende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6 und (b) ein Bauteil, das einen Supraleiter umfaßt und das in dem Behälter für eine supraleitende Vorrichtung montiert ist.