DE2515477C2

DE2515477C2 - Power supply device for electrical equipment with conductors cooled to low temperatures

Info

Publication number: DE2515477C2
Application number: DE19752515477
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8506 Langenzenn Kulimann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1975-04-09
Publication date: 1976-06-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromzuführungsvorrichtung für elektrische Einrichtungen mit auf Tieftemperatur gekühlten Leitern, die an ihrem Ende mit einem von einem Kaltgas gekühlten Normalleiter verbunden sind, der aus einem Metaiinetz besteht.The invention relates to a power supply device for electrical installations with conductors cooled to a low temperature at their end are connected to a normal conductor that is cooled by a cold gas and consists of a metal network.

Fur eine Stromeinspeisung in elektrische Einrichtungen mit auf Tieftemperatur gekühlten Leitern werden Stromzuführungsvorrichtungen benötigt, über die ein eieliiriQphpr Strom diesen tiefgekühlten Leitern von einer auf Einern höheren Temperaturniveau, beispielsweise auf Raumtemperatur, befindlichen Stromversorgungseinrichtung zugeführt wird. Die elektrischen Einrichtungen können insbesondere supraleitende Spulen, Kabel oder Maschinen sein, deren Leiter supraleitendes Material enthalten, das mit Hilfe eines kryogenen Mediums, wie beispielsweise flüssigem Helium, auf ein Temperaturniveau unterhalb seiner sogenannten Sprungtemperatur gekühlt wird. Da diese Sprungtemperatur der bekannten supraleitenden Materialien weit unter der Raumtemperatur liegt, werden zur Überbrükkung der entsprechenden Temperaturdifferenzen in den Stromzuführungsvorrichtungen Leiter aus elektrisch normalleitendem Material, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium, verwundet. Diese normalleitenden Leiter sind dann mit den Supraleitern der eier irischen Einrichtung an einer Stelle verbunden, die ebenfalls auf einem Temperaturniveau unterhalb der Sprungtemperatur des Supraleitermaterials gehalten wird. Die N-.rmalleiter können bis zu dieser Anschlußstelle kontinuierlich oder auch stufenweise abgekühlt werden.For feeding electricity into electrical equipment With conductors cooled to low temperatures, power supply devices are required through which a eieliiriQphpr current these frozen ladders from one at a higher temperature level, for example at room temperature, located power supply device is supplied. The electrical facilities can in particular be superconducting coils, cables or machines whose conductors are superconducting Contain material, which with the help of a cryogenic medium, such as liquid helium, on a Temperature level is cooled below its so-called transition temperature. Because this transition temperature of the known superconducting materials is well below room temperature, are used to bridge the gap the corresponding temperature differences in the power supply devices conductors from electrical normally conductive material, for example made of copper or aluminum, wounded. These normally conducting Conductors are then connected to the superconductors of the Irish establishment at a point called the also kept at a temperature level below the critical temperature of the superconductor material will. The N-.rmalleiter can up to this connection point be cooled continuously or gradually.

Eine entsprechende Ausführungsform einer Stromzuführungsvorrichtung ist beispielsweise bekannt aus »Rev. Sei. Instr.«, VoI 38, No. 12, Dez. 1967, S. 177C bis 1779. Als normalleitende Leiter dieser Stromzuführungsvorrichtung sind Lamellen, Drähte oder auch Netze vorgesehen. Ober diese Normalleiter wird einem Heliumbad Wärme zugeführt. Ein Teil des flüssigen Heliums verdampft deshalb und steigt als kaltes Heliumgas durch die Leiterlamellen oder das Leiternetz aufwärts und führt so die entstehende Joule'sche Wärme s-iwie die von außen einströmende Wärme ab. Hierbei erwärmt sich das Heliumgas etwa auf Raum temperatur. An der oberen Kontaktstelle des Normalleiters mit einer äußeren Stromversorgungseinrichtung wird das Heliumgas aufgefangen und kann einer Kalte maschine zur Wieder\erflüssigung zugeführt werden.A corresponding embodiment of a power supply device is known for example from »Rev. May be. Instr. ”, VoI 38, No. 12, Dec. 1967, pp. 177C bis 1779. The normally conductive conductors of this power supply device are lamellas, wires or networks intended. Heat is supplied to a helium bath via this normal conductor. Part of the liquid Helium therefore evaporates and rises as cold helium gas through the conductor lamellas or the conductor network upwards and thus dissipates the Joule heat s-i as well as the heat flowing in from the outside. The helium gas heats up to around the room temperature. At the upper contact point of the normal conductor with an external power supply device the helium gas is captured and can be fed to a cold machine for reliquefaction.

Soll /wischen einer elektrischen Stromversorgungs einrichtung und einer Einrichtung mit tiefgekühlten Leitern, insbesondere Supraleitern, eine konstante Temperaturdifferenz au rechterhalten werden, so er gibt sich also das Problem, daß zwischen der Stromversorgungseinrichtung und den tiefgekühlten Leitern ein unerwünschter Wärmeaustausch durch Wärmeleitung über die Normalleiter der Strom/uführungsvorrichtung auftritt. Wird beispielsweise ein Supraleiter an eine auf Raumtemperatur befindliche Stromversorgungseinrich tung angeschlossen, so fließen infolge der endlichen Wärmeleitfähigkeit des Normalleitermatcrials der Stromzuführungsvorrichtung zugleich größere Wärme mengen dem Supraleiter b/w. dem ihn kühlenden kryo gencii Medium zu. Aus wirtschaftlichen Gründen müs sen deshalb die damit verbundenen Kuhlmiltelverluste auf einem Minimum gehalten werden. Ks besieht somit die Forderung, daß der Wärmestrom in das kry.gene Medium für die tiefgekühlten Leiter minimal ist.Should / wipe an electrical power supply device and a device with deep-frozen Conductors, especially superconductors, have to maintain a constant temperature difference, he said So there is the problem that between the power supply device and the frozen conductors an undesirable heat exchange through conduction via the normal conductors of the power supply device occurs. For example, if a superconductor is connected to a room temperature power supply connected, then flow due to the finite thermal conductivity of the normal conductor material Power supply device at the same time greater amounts of heat to the superconductor b / w. the cryo that cools him gencii medium too. For economic reasons sen therefore the associated coolant losses be kept to a minimum. Ks thus sees the requirement that the heat flow in the kry.gene Medium for the frozen head is minimal.

Mit dieser Forderung läßt sich eine optimale geometrische Form der Normalleiter angeben. Dabei muli das Metall der Normalleiter eine gute elektrische Leitfähig keit aufweisen; zugleich soll aber seine Wänneleitfahig keit gering sein. Darüber hinaus muß der Querschnitt einerseits so groß sein, daß die erzeugte |oule'sche Wärme verhältnismäßig gering ist; andererseits muß er abT so klein sein, daß die Wän.iceinleitung begrenzt ist. Außerdem muß die von einem Kaltgas gekühlte Oberfläche der Normalleiter möglichst groß sein, um einen wirksamen Wärmeaustausch mit dem Kaltgas zu gewährleisten.With this requirement, an optimal geometric shape of the normal conductor can be specified. And muli that Metal normal conductors have good electrical conductivity; at the same time, however, it should be conductive be low. In addition, the cross section must on the one hand be so large that the generated | Oule'sche Heat is relatively low; on the other hand he has to abT must be so small that the Wän.icintroduction is limited is. In addition, the surface of the normal conductor cooled by a cold gas must be as large as possible in order to to ensure an effective heat exchange with the cold gas.

Eine entsprechende Stro.n/uführungsvorru htung, bei der diese Forderungen berücksichtigt sind, ist aus der US-Patentschrift 36 10 809 bekannt. Als Nonnalleiter dieser bekannten Strom/uführungsvorrichtung ist beispielsweise eine Drahtgaze oder ein Metallgeflecht vorgesehen. Der Leiterquerschnitt ist in einem mittleren Teil der Stromzuführungsvorrichtung /wischen deren warmem und kaltem Ende verringert.Appropriate power supply, in which these requirements are taken into account, is off known from US Pat. No. 3,610,809. As a normal conductor of this known power supply device for example a wire gauze or a metal mesh intended. The conductor cross-section is in a middle Part of the power supply device / wipe its hot and cold end reduced.

Wird bei einem derartigen netzförmigen Normaliciter eine Querschnittsänderung durch ein geeignetes Zuschneiden vorgenommen, so werden die in axialer Richtung dei Strom/uführungsvorrichtung verlaufenden Drähte des Netzes unterbrochen, und der in ihnen geführte Strom muß auf die in Querrichtung verlaufen-Is used in such a net-shaped normaliciter If a cross-section change is made by suitable cutting, the in axial The wires of the network running in the direction of the power supply device and the wires in them are interrupted conducted current must run in the transverse direction

den Drähte übergehen. Geflochtene Metallnetze weisen jedoch nur Berührungskontakte zwischen diesen sich überschneidenden Drähten auf, so daß ein zusätzlicher ohmscher Übergangswiderstand an den Kreuzungspunkien auftritt. Mit diesen geflochtenen Netzen lassen sich somit keine Variationen des Leiterquerschnitts vornehmen, ohne daß zusätzliche ohmsche Verluste und damit auch zusätzliche Kühlmittelverluste bewirkt werden.skip the wires. However, braided metal nets only have physical contacts between them intersecting wires, so that an additional ohmic contact resistance at the crossing points occurs. With these braided nets, therefore, no variations in the conductor cross-section can be made make without additional ohmic losses and thus additional coolant losses be effected.

Zur Reduzierung dieser Übergangswiderstände können die geflochtenen Metallnetze an den Kreuzungspunkten ihrer transversal und longitudinal verlaufenden Drähte verlötet werden (US-Patentschrift 37 15 452). Das entsprechende Verfahre ^:.-.t jedoch verhältnismäßig aufwendig. ,₅ To reduce this contact resistance, the braided metal nets can be soldered at the crossing points of their transversely and longitudinally running wires (US Pat. No. 3,715,452). The corresponding procedure ^: .-. T, however, relatively time-consuming. , ₅

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine einfach herzustellende Stromzufühi ungsvo-richtung zu schaffen, insbesondere sollen für sie . ..kcmmliche, geflochtene Met.'llnetze verwend- ^: werden können, ohne daß die erwähnten Schwierigkeit- dabei auftreten.The object of the invention is therefore to create a Stromzufühi ungsvo-direction that is easy to manufacture, in particular should for it. ..kcmmliche braided Met.'llnetze ^verwend-: can be without the mentioned Schwierigkeit- occur there.

Diese Aufgabe wird für eine Strom/uführungsvor richtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Metallnet/ über seine gesamte jxiale Lange einen konstanten Querschnitt aufweist und :nit einer vorbestimmten Anzahl von Leiterelementen mit vorgc gebenem Leiterquerschnitt elektrisch leitend verbunden ist.This task is for a power supply direction of the type mentioned is solved in that the metal net / over its entire jxial length has a constant cross section and: nit a predetermined number of conductor elements with vorgc given conductor cross-section is electrically connected.

Die Vorteile diener Gestaltung einer Strom/uführungsvornchtung bestehen insbesondere darin, daß für d'Tcn Normalleiter als Basis einfache, geflochtene Me ^o 1 ve verwendet werden können und daß die Nt ρ iier über ihre gesamte axiale Lange ein großes \ ^ .i.iltnis von !ängenspe/ifischer Wärmeaustausch flache /u l.citerquerschnitt aufweisen. Der Warmeaus tausch mit einem vorbeisirömcnden Kaltgas isi dann entsprechend groß. So beträgt beispielsweise bei einem Drahtnet/ mit je vier axi.i und vier in Querrichtung verlaufenden Drahten pro Millimeter mit je 0.1 mm Drahldurc /imesser dieses Verhältnis etwa 800 Das glei ehe Verhältnis beträgt fur einen Voll/vlinder mit 1 cm _4C Durchmesser / Ii nur 4The advantages of the design of a current / ufleitungsvorchtung are in particular that simple, braided metal can be used as a basis for normal conductors and that the Nt ρ iier over their entire axial length a large \ ^ .i.iltnis of length-specific heat exchange have a flat / ul.citer cross-section. The exchange of heat with a cold gas flowing past is then correspondingly large. For example, with a wire net / with four axi.i and four transverse wires per millimeter, each with a wire diameter of 0.1 mm, this ratio is about 800.The same ratio is _{only for a full / vlinder with a 1 cm 4C} diameter / Ii 4th

Mit Hilfe der Anzahl und der Breite der auf dein Metallnet/ eines Normalleiters aufgebrachten Leiter elemente kann i'cr I.eiterqueischnitt des gesamten Normalleilers so ausgelegt sc-in el.ili die einem Kühl mittelbdd. insbesondere Heliumbjil. /ugelührte War memengc und die damit verbundene- Abgasmenge lnr einen vorbestimmten Betner>sirom und cmc vorgegc bene axiale Lange des Normdllctiers minima: sun!With the help of the number and the width of the on your Metallnet / a normal conductor applied conductor elements can i'cr I.eiterqueischnitt of the whole Normalleilers so designed sc-in el.ili the one cool medium volume especially heliumbjil. / ured war memengc and the associated exhaust gas quantity lnr a predetermined host> sirom and cmc provided plane axial length of the norm animal minima: sun!

Ls UiIm sun so eine 'Mrom/ufiihrungsvorrichtung mit so einem riet'formigen Normallener in einfacher Weise herstellen, dessen Lent !querschnitt einsprechend einer Optimierungsrte hnunii in longitudin.ilir Richtung vaLs UiIm sun such a 'Mrom / ufiihrungsvorrichtung with so a riet'formigen normal man in a simple manner produce the Lent! cross section corresponding to a Optimization rate hnunii in longitudinal direction va

_...,.-.... L .r,r. Al.. K ItYt <llt ·. rti rt, . ■ r, . .. · r ■. t| | 1 .. ;Λ _...,.-.... L .r, r. Al .. K ItYt <llt ·. rti rt,. ■ r,. .. · r ■. t | | 1 .. ; Λ /.ItI Λί\Λ /.ItI Λί \ Λ

bleibt der Normalleiier ohtu· /ii große Drin-kverluste ss fur das Kdllgas ausreichend transparentremains the normal runner ohtu · / ii large drinking losses ss sufficiently transparent for the cooling gas

Die streifenformigcn Leiterelemen'e können bei spie Kw eise .iuf dem MctallntM/ «iufgelniel sein Insbesondere lassen sie sich geneigt bezüglich der Achse der Sirom/iifuhrungsvorriehtung auf dem Metallnet/ hefe (.o stigen. Die Räume /wischen benachbarten streifenför migen Letterelementen eines zusammengerollten Me lallneues bilden «'arm spiraligc Kuhlkaiiäle aus. die gegenüber axialen Kuhlkanalen den Warmeaustausih .les Kaligases mit dem Metallnet/ verbessern 6sThe strip-shaped conductor elements can be used in Spoke in a way to be angry with the metalworker, in particular let them be inclined with respect to the axis of the Sirom / iifleitungsvorriehtung on the metal net / yeast (.o stigen. The rooms / between neighboring strips for The middle letter elements of a rolled up metal create "poor, spiral kuhlkai" channels. the opposite to axial cooling channels the heat exchange .les Potash gases with the metal net / improve 6s

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Slrom/iifuhrungsvor'ii htung gempUdcr I rfindiing sind an dem Metallnet/ Stielten aus einem M.tierial mn geringer elektrischer Leitfähigkeit senkrecht zur Achse der Strorr.zuführungsvorrichtung befestigt. Diese Streifen können insbesondere in einem Bereich k'einsten longitudinalen Letterquerschnitts des gesamten Normalleiters, beispielsweise in einem Bereich ohrs zusätzliche Leiterelemente, angeordnet sein. Die Vorteile dieser Ausbildung des Normalieiters liegen in e;ner Erhöhung der Wärmekapazität dieses Normalleiterbereichs. Die Temperaturstabilitäi der Stromzuführungsvorrichtung läßt sich hierdurch entsprechend verbessern. Darüber hinaus karm auch das Metalinetz auf Grund einer gleichmäßigeren Gesamldicke des Normalleiters leichter zusammengerollt werden.According to a further advantageous embodiment of the flow control device according to the invention on the metal net / stems from a M.tierial mn less electrical conductivity fixed perpendicular to the axis of the power supply device. These strips In particular, in one area, there can be no longitudinal letter cross-section of the entire normal conductor, For example, additional conductor elements can be arranged in one area of the ear. The advantages of this Formation of the normal conductor lie in an increase in the heat capacity of this normal conductor area. The temperature stability of the power supply device can hereby be improved accordingly. About it In addition, the metal mesh is lighter due to a more uniform overall thickness of the normal conductor be rolled up.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in derenTo further explain the invention and its further developments characterized in the subclaims reference is made to the drawing in which

F i g. 1 eine Stromzuführungsvorrichtung mit einem netzförmigen Normalleiter schemsitisch veranschaulicht ist:F i g. 1 schematically illustrates a power supply device with a net-shaped normal conductor is:

F ι g. 2 zeigt in einem Diagramm einen bezüglich minimaler Kühlmittelverluste opt· iierten Querschnitt eines Normalleiters. während inFig. 2 shows in a diagram one with respect to minimal Coolant losses with an optimized cross-section of a normal conductor. while in

F ι g. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Normalleueis einer Stromzuführungsvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.Fig. 3 shows an embodiment of a standard a power supply device according to the invention is shown.

Ub. <· die in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellte Stromzuführungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann ein elektrischer Strom von einer Stromversorgung auf Raumtemperatur einer in der Figur nicht ausgeführten elektrischen Einrichtung, oeispielsweise einer Magnetspuie, deren Leiter auf Tieftemperatur gehalten werden, zugeleitet werden. Die tiefgekühlten Leiter der Magnetspule bzw. der elektrischen Einrichtung können z. B. supraleitendes Material enthalten und mit flüssigem Helium unterhalb ihrer sogenannten Sprungtemperatu·· bei der sie vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand übergehen, gehalten weruen. Die Stromzuführungsvorrichtung enthält einen netzförmigen Normalieiter 2. zwischen dessen warmem Ende 3 auf Raumtemperatur und dessen kalteia Ende 4 auf Tijftemperatur sich in axialer Richtung ein entsprechendes Temperaturgefällc ausbildet. Der netzförmige Normalleiter 2 ist in der f-igur nur ar.gedcutct. seine Einzelheiten gehen aus F ι g. j naner hervor. Lr ist um einen Wickeldorn 5 zusammengerollt unci innerhalb eines Hüllrohnjs 6 angeordnet. Der normalleitende Net/Ieiter ist an seinem kalten Ende 4 in einem Kupferbolzen 8 eingelötet, der in seinem Innern einen oder mehrere Supraleiter 9 enthält und beispielsweise 50 cm lang sein kann. Als Supraleiter 9 können beispielsweise "ollstabilisierte Niob Titanleiter vorgesehen s :in. die als sogenannte Multiiilamentleitcr hergestel'· jind. Der Kupierbol/en 8 ist in einem in der Figur nicht näher «Uf.geführiv" KrVi>^l.?2iCP d'_^lr β!? -'^ritfhpn Finnrhtnnu in einem Heliumbad 10 angeordnet und ubi rbrückt den gan/'.'n Bereich /wischen dem maximalen und minimalen Hehumn ./eau des Kryostaten. Auf Grund seir.er guten Wärmeleitfähigkeit sorgt er somit unabhängig vom jeweiligen Heliumniveau für eine annähernd kon stante Temperatur von beispielsweise 4,2'K am kalten Ende 4 des Netzleitcrs 2. Wegen d*s supraleitenden Kurzschlusses fließt in ihm der Strom verlustfrei.Ub. The power supply device according to the invention shown in a longitudinal section in FIG. 1 can be supplied with an electric current from a power supply at room temperature to an electrical device not shown in the figure, for example a magnetic coil, the conductors of which are kept at low temperature. The frozen conductor of the solenoid or the electrical device can, for. B. contain superconducting material and are kept with liquid helium below their so-called jump temperature at which they pass from the superconducting to the normal conducting state. The power supply device contains a net-shaped normal conductor 2, between its warm end 3 at room temperature and its cold end 4 at low temperature, a corresponding temperature gradient is formed in the axial direction. The net-shaped normal conductor 2 is only cut in the f-figure. its details go from FIG. j naner out. Lr is rolled up around a winding mandrel 5 and is arranged within a casing tube 6. The normally conductive net / conductor is soldered at its cold end 4 in a copper bolt 8, which contains one or more superconductors 9 in its interior and can, for example, be 50 cm long. As superconductors 9, for example, can "ollstabilisierte niobium titanium conductor provided s:.. In the Jind as so-called Multiiilamentleitcr hergestel '· The Kupierbol / s 8 is in an unspecified in the figure" Uf.geführiv "d'krvi> ^l 2iCP _.? ^lr β !? - '^ ritfhpn Finnrhtnnu placed in a helium bath 10 and ubi r bridges the gan /'. 'n area / between the maximum and minimum Hehumn ./eau of the cryostat. Due to its good thermal conductivity, it ensures an approximately constant temperature of, for example, 4.2'K at the cold end 4 of the network conductor 2, regardless of the respective helium level. Because of the superconducting short circuit, the current flows in it without loss.

Der zusammengerollte netzförmige Normalleiter 2 ist außen von eintm dünnwandigen Stahlrohr als Hüllrohr 6 umgeben, dessen unterer Rand oberhalb des Kupferbol/cns 8 endet und somit einen Schlitz \2 frei läßt Wie in der Figur durch Pfeile angedeutet ist. kann durch diesen Schiit/ ein Kühlgas, beispielsweise dasThe rolled up net-shaped normal conductor 2 is surrounded on the outside by a thin-walled steel tube as a cladding tube 6, the lower edge of which ends above the copper bolt 8 and thus leaves a slot 2 free, as indicated by arrows in the figure. can through this Schiit / a cooling gas, for example the

verdampfte Abgas des in dem Bad IO befindlichen Heliums, ins Innere des Hiillrohres 6 und somit an den zusammengerollten netzförmigen Normalleiter 2 gelangen und in diesem aufsteigen.evaporated exhaust gas of the helium located in the bath IO, get into the interior of the sheath tube 6 and thus to the rolled up net-shaped normal conductor 2 and rise in this.

Der Nelzleiler 2 und das Hüllrohr 6 sind am warmen Ende 3 mit einem weiteren Kupferbolzen 14 verlötet. Im Innern des Nctzleiters ist eine zentrale Bohrung 15 zum Abführen des aufgewärmten Kühlgases vorgesehen Hier/u erstreckt sich die Bohrung t5 7iinäch;t '."!."i^'j .'-jrt!''?-i'!-.r w ' über d;i«. wfinc I rnl<- 1 hin;i!is ·ο iruc^r: Νίκη,, lh -ei ''',nc>" A« icv.·: 'Λι·1 c <...<: 11; dt." Figur mil Jh bezeiehnl ist. kann das durch ..ien Nctzlci ter 2 aufsteigende und in der Figur durch gepfeilte l.i men angedeutete Kaltgas in du· Bohrung 15 eingeleitet werden. Das K.iltgas laßt sich dann von einem An i«; Schluß V aus einer mehl dargestellten Kältemaschine wieder zufuhrenThe felt liner 2 and the cladding tube 6 are soldered to a further copper bolt 14 at the warm end 3. A central bore 15 is provided in the interior of the conductor for discharging the warmed-up cooling gas. rw 'over d; i «. wfinc I rnl <- 1 hin; i! is · ο iruc ^r : Νίκη ,, lh -ei ''',nc>"A« icv. ·:' Λι · 1 c <... <: 11; dt. " The figure is marked with a century. the cold gas, which rises through the line 2 and is indicated in the figure by arrowed lines, can be introduced into the bore hole 15. The K.iltgas can then be heard from an An i «; Conclusion V supply from a flour-shown refrigerating machine again

I "»if α·η·ΓΐΙ<- Bnh-'irn» 15 erstreckt sich durch die Stromzufiihriingsvorricbtung b;s /u dem Kupferbol/en 8 am kalten F.rile 4 Sie <st uSer einen thermisch schlicht leitenden St?¹^. der beispielsweise aus einem hartgewebe bestehen .mn. verschlossen, is fül5· .ich Sn em Suoi...ingskur/ hluß für da*· Kalifis vcriiin dem IXt Stab dieni iglcich als Wickeldorn 5 /um /usainmeniiillen tic r-x '. fori.-ficr; Norm<illetierv jsI "" if α · η · ΓΐΙ <- Bnh-'irn »15 extends through the Stromzufiihriingsvorricbtung b s / u the Kupferbol / s 8 at the cold F.rile 4 st <uSer a thermally conducting simple St ¹ ^? . which consist, for example, of a hard tissue .mn. closed, is fül5 · .I Sn em Suoi ... ingskur / hluß for the * · Kalifis vcriiin the IXt staff also serves as a winding mandrel 5 / um / usainmeniiillen tic rx '. fori. -ficr; norm <illetierv js

Wahrend einer Veii'.'ung des Nor malleiters 2 mit dem Bolzen "4 am war.'.cn finde > st zweckmäßig der Stab 5 'lurch einen nu.ii> veriotbaen und die Lotung nicht behindernden te'nf/eratiirbe«ian(lip<:n MilfssJab. wie beispielsweise aus .·■ Ρ.ιΐιιπί'τη. ersetzt. Dieser Hilfs st ib ragt /weckmäßig . -"as .iber die Lötstelle /wi sehen dem Kupferboizdi j4 iinu dem Normalleiter 2 in die Bohrung 15 innerhalb i^s Kupferbol/ens.During a rotation of the normal conductor 2 with the bolt "4 am was." Rod 5 'through a nu.ii> veriotbaen and the sounding non-hindering te'nf / eratiirbe «ian (lip <: n MilfssJab. such as from. · ■ Ρ.ιΐιιπί'τη. replaced. This auxiliary st ib protrudes / wake-up. - "as .about the soldering point / wi see the Kupferboizdi j4 iinu the normal conductor 2 in the bore 15 within i ^ s copper bolts.

Die Temperatur der Si..,in/ufuhrungsv,»rrichtung kann am warmen Ende 3 des Normalleiters 2 mittels ts einer elektrischen Heizungsregelung oder mittels eines flussigen oder gasförmigen Mediums, das durch einen ipiiiT mehrere Kanäle i8 in dem Kupferbol/en 14 strömt, .iuf einer vorgegebenen Temperatur, beispiels weise aul Raumtemperatur, konstant gehalten werden.The temperature of the infeed direction can at the warm end 3 of the normal conductor 2 by means of ts an electrical heating control or by means of a liquid or gaseous medium, which by a ipiiiT several channels i8 in the copper pin / s 14 flows, .iuf a predetermined temperature, for example be kept constant at room temperature.

f erncr ist im allgemeiner eine :n der Figur nicht an gedeutete Regelung der Kühlgas-Durchsat/mcnpc diirt h die Strom/uführungsvorrichtung vorzusehen. Als Steuerparameter können beispielsweise der Strom durch den Normalleiier 2 und dessen axialer Widerstandswert oder der Spannungsabf?ll längs des Netzlei ters dienen. I erner ist es auch möglich, mit einem oder mehreren TemperaturmeBiuhkrn die bei ungenügender oder zu starker Kühlung .wftreieriden Temperatur abweichungen von einem οθ1:ν·«=-ΐ an vo>bestimmten r,o Stellen d^s Normaüeiters z'i messen mid zu einer Steuerung des Stromes oder der Abgasmenge heranzu ziehenFor more generally a regulation of the cooling gas flow rate (not indicated in the figure) is to be provided in the power supply device. For example, the current through the normal conductor 2 and its axial resistance value or the voltage drop along the network conductor can serve as control parameters. I erner is also possible with one or more TemperaturmeBiuhkrn the .wftreieriden with insufficient or excessive cooling temperature deviations from a οθ1: ν · «= - ΐ at vo> certain r, o Make d ^ s Normaüeiters z 'i measure mid to use to control the current or the amount of exhaust gas

In dem Diagramm der F 1 f. 2 ift die Querschnittsflä ehe /eines netzförmigen Normaüoiters eine·" Strom/u führungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Abhän gigkeit von der Fntfernung χ vom warmen Ende des netzförmigen N.,rmalleiters ai" v..eüe-gegfben. Auf der Abszisse ist der Leiterpurar.i' ter ϊ :,'aiifgeüag-.n. wobei /die Leiterlänge und χ die i eiterkoordinate vom warmen Ende des Normalleiters aus in Richtung auf scm kaltes F.nde in dem Kühimittelbad der elektrischen \ inrichtung bedeuten. Auf der Ordinate ist die auf die Querschnittsfiäche Fo am warmen Ende normierte e,)ijiTsrbjii!tsfläehe /- aufgetragen. Die .Strom/ufuh- f>s rungsvomehtung isi für eine vorgegebene i.eiter'änge / iip'I einen vorgegebenen Betriebsstrom optimier» d. h..F in the diagram of the F 1. 2, ift the Querschnittsflä before / a reticulated Normaüoiters · a "current / u of the invention in depen guide apparatus according to the dependence of Fntfernung χ from the warm end of the reticulated N., rmalleiters ai" v..eüe- given. On the abscissa is the ladder purar.i 'ter ϊ:,' aiifgeüag-.n. wherein / i eiterkoordinate from the warm end of the normal conductor in the direction to scm cold F.nde in the Kühimittelbad the electrical \ inrichtung mean the conductor length and χ. On the ordinate the normalized to the cross-sectional area Fo at the warm end is plotted. The current flow rate is optimized for a given additional length, ie a given operating current.

sie weist bei diesem Strom die geringsten Kühlmiltelvcrlustc auf. Im Diagramm ist eine Kurve für einen opsimicrten Normallc'ier wiedcrgtigebcn, dessen Rcstwidcrstandsverhältnic beispielsweise 50 beträgt. Wie dieser durchgezogenen Kurve zu entnehmen ist, muß der Querschnitt der Stromzuführung nach Durchlaufen eines Minimums bei etwa zwei Drittel der axialen Normailciterlängc im Bereich des Restwidcrstandes bei tiefen Temperaturen wieder .»iinchtv.cn.with this current it has the least loss of cooling medium on. In the diagram is a curve for an opsimicrten Normally reproduced, the residual resistance ratio of which is 50, for example. As can be seen from this solid curve, must the cross-section of the power supply after passing through a minimum at about two thirds of the axial Normailciterlängc in the area of the residual resistance again at low temperatures. »iinchtv.cn.

Im Diagramm ι->ι ierr> <·. als A'i^fuhriing'.bi 'srn'i «ii·.· ;e!.:t:v. ί.'ι;·_·rs= hu isflö- ' , ' · ein: <·.. Jic .e du·.ch gezogene Kurve angepaßt ·.) izforniigen Normallei ttrs durch eine sinchpunktiertL· Linie wiedergegeben Dic'-cr angepaßte net'formige Noviiallc'er ist in F ι g 3 naher veranschaulichtIn the diagram ι-> ι ierr> <·. as A'i ^ fahriing'.bi 'srn'i «ii ·. · ; e!.: t: v. ί.'ι; _ rs = hu isflö- ',' a: <· .. Jic .e du · .ch drawn curve adapted.) izforniigen normal things ttrs is represented by a three-dot chain L line Dic'-cr adapted net'formige Noviiallc'er is in Fig. 3 illustrates in more detail

(nmaii f ig i enthalt dieser Noimalleiier einer Stromzufiihrungsvorrichiung. wie sie in F ig I angedeutet ist. ein rechteckiges Melallni-tz 20 der axialen Länge /. sowie der Breite h. Die axiale Lange /. seizt sich aus den Längen /. L und ii zusammen Das Meiüll net/ 20. das in der l'giir nur teilweise a'isgefüh^rt ¹St. bestthi bcispielsw ist au-. ·:ιη . Cieilctnl von a\ia! und in Querrichtung veiiaife;.:· -1 K;:pferdrahtcn 2i bzw 22 An seintM ober···!, v, ::Tieri Ende 3 .st ein Streifen 24 mn Jer axialin La"»? Λ· dir f-'inlciiung in einen Kupiirbol/en 14 und an st -nem unteren. k:iiien F.nde 4 ein entsprechender Miefic 21 !.,it ,jnialcr !.äti ge /* zur Finlotnng in den Kupici^::l/en 8 vorgesehen Langs der axialen I ange ' des Welzes 20 I ildet sich som.t ein entsprechendes Tem-.p-vturvefalle aus Auf die obere, au das warme Ende 3 -rischlu-ßende Hälfte des Netzes 20 sind zur Anpassung .ϊπ üen iifiiderh chen Leitcrquerschiiitt gemäß f i g 2 einzelne, unicr einander beabstandete. dünne Kup'vrSciiistreifcn 27 als Lehrelemente aufgelotet. Diese zusätzlichen Leiterelemente 27 sind bezüglich der axialen Richtung schräg angeordnet. Durch diese schräge Strc.enanord nung wird ein Zusammenrollen des Mctallnet/es 20 /u einem Paket erleichtert Um im Bereich des kleinsten Leiterquerschnitts das TemperaturHeichgewicht zu stabilisieren, sind senkrecht zur axirsSen Richtung /i\ sätzliche Slre-fen 28 bis 32 aus V2A-Blechen eingelegt Sie können beispielsweise am kand des Metallnetzes 20 mit diesem befestigt sein. Diese Streifen erhöhen die gesamte Wärmekapazität, ohne die Verluste wesentlich zu beeinflussen. Um einen möglichst guten Wärmeaus tausch zwischen dem Kühlgas und den Leitern zu er möglichen, muß das Metallnetz möglichst dicht zusammengeroilt und in ein eng anliegendes dünnwandiges Hüllrohr 6 mit schlechter WärmeeinleiUug eingebaut werden, in der Nähe des kalten Endes t !st quer über das Metallnetz 20 ein weiteres Kupferband 34 auf das Netz aufgelötet. Die entsprechenden Lötnähte sind in der Figur durch gestrichelte Linien 35 angedeutet Mit diesem Kupferband 34 wird eine Vergrößerung des Querschnitts des gesamter. Normalleiters erreicht, die bei tiefer Temperatur auf Grund des Reslwiderstandes des KunTermatenals notwendig ist. (nmaii Fig. i contains this nominal line of a power supply device. as it is indicated in Fig. I. A rectangular area 20 of the axial length /. and the width h. The axial length /. is made up of the lengths /. L and ii together Das Meiüll net / 20. which in the l'giir only partially a'isgefüh ^r t ¹ St. bestthi examplesw is au-. ·: ιη. Cieilctnl from a \ ia! and in the transverse direction veiiaife;.: · -1 K;: pferdrahtcn 2i or 22 at its upper ··· !, v, :: Tieri end 3 .st a strip 24 mn Jer axialin La "»? Λ · dir f-'inlciiung in a cupiirbol / en 14 and at st -n the lower. k: iiien F.nd 4 a corresponding Miefic 21!., it, jnialcr! ildet som.t to a corresponding Tem-.p-vturvefalle out on the upper, except the warm end 3 -rischlu-sequent half of the network 20 are to adapt .ϊπ ueen iifiiderh chen Leitcrquerschiiitt according to i f g 2 individual, spaced-apart unicr thin Kup'vrSciiistreifcn 27 listed as teaching elements. These additional conductor elements 27 are arranged obliquely with respect to the axial direction. By this oblique Strc.enanord voltage is a rolling the Mctallnet / es 20 / u a packet facilitates order to stabilize the TemperaturHeichgewicht in the region of the smallest conductor cross-section, perpendicular to the axirsSen direction / i \ additional SLRE-fen 28 to 32 of V2A sheets inserted You can for example be attached to the edge of the metal net 20 with this. These strips increase the total heat capacity without significantly affecting the losses. In order to enable the best possible heat exchange between the cooling gas and the conductors, the metal mesh must be rolled together as closely as possible and installed in a tightly fitting, thin-walled jacket tube 6 with poor heat transfer, near the cold end across the metal mesh 20 another copper tape 34 is soldered onto the network. The corresponding solder seams are indicated in the figure by dashed lines 35. This copper strip 34 increases the cross section of the entire. Normal conductor reached, which is necessary at low temperatures due to the resistance of the KunTermatals.

Im Ausfuhrungsbeispie! gemäß den figuren ist eine Stromzuführungsvorrichtung tür eine Magnetspule mii Supraleitern gewählt, die mit Helium gekühlt werden. Es können jedoch auch entsprechende andere Einrichtungen fur andere auf Tieftemperaiur gekühlte Leiter, beispielsweise aus Aluminium oder Beryllium, vorgesehen sein, die mit anderen Kiihlmiüelri. beis j»e!sweise mit Wasserstoff, gekühlt werden.In the example! according to the figures is one Power supply device for a magnetic coil mii Superconductors selected that are cooled with helium. However, corresponding other facilities can also be used for other conductors cooled to low temperature, for example made of aluminum or beryllium, which can be used with other Kiihlmiüelri. in each case with hydrogen.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

! Stromzuführungsvorrichiung for electrical Devices with cryogenic conductors terminated with one of a Cold gas-cooled normal conductors are connected, which consists of a metal network, characterized in that that the metal net (20) has a constant to over its entire axial length (1) Has conductor cross-section and with a predetermined number of conductor elements (27, 34) predetermined conductor cross-section is electrically connected.

2. Power supply device according to claim 1, characterized in that thin strip-shaped Conductor elements (27, 34) are provided which are soldered onto the metal mesh (20) (FIG. 3)

3. Power supply device according to claim 1 or claim 2. g »characterized in that the Conductor elements (27) inclined with respect to the axis of the power supply device on the metal net (20) are arranged.

4. Power supply device according to claim 1 or 2, characterized in that at least individual the conductor elements (34) perpendicular to the axis of the power supply device on the metal net (20) are arranged by means of solder seams (35) which are inclined with respect to the axis of the power supply device get lost

5. Stromzuführungsvorrichiung according to any one of claims 1 to 3, characterized gdtenru Jrechner. that the Conductor cross-section of the conductor slots (27) in axial Direction is different in size.

6. Power supply device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the metal mesh (20) strips (28 to 32) made of a material with low electrical conductivity are attached perpendicular to the axis of the power supply device.