JP2538897Y2 - 超伝導コイル装置 - Google Patents
超伝導コイル装置Info
- Publication number
- JP2538897Y2 JP2538897Y2 JP1991019941U JP1994191U JP2538897Y2 JP 2538897 Y2 JP2538897 Y2 JP 2538897Y2 JP 1991019941 U JP1991019941 U JP 1991019941U JP 1994191 U JP1994191 U JP 1994191U JP 2538897 Y2 JP2538897 Y2 JP 2538897Y2
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- Japan
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- container
- superconducting coil
- upper flange
- helium
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Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、超伝導コイル装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超伝導コイル装置の構造を図３に
示す。図３において、１は真空容器、２はＨｅ容器、３
は真空排気弁、４はＯリング、５は上フランジ、６は締
付ボルト、７はＨｅ容器２内に外部より矢印Ｃで示すよ
うに液体ヘリウムＤを供給するためのトランスファチュ
ーブ、７´はＯリング、０８は電流リード本体、９は電
流リード本体０８と電源ケーブル１０を接続する接続金
具、１１は電流リード本体０８に固定されたフランジ、
１２はＯリング、１３は絶縁ボルト、１４は絶縁部材、
１５はＯリングであり、電流リード本体０８は上フラン
ジ５に絶縁した状態で取付けられる。１８は超伝導コイ
ルであり、超伝導線よりなる接続ケーブル１７を介して
電流リード本体０８に接合点１６で接合されている。説
明を省略したが、０８´はもう一方の電流リード本体
で、前記９〜１６までと同等の部材が設けられている。
上記液体ヘリウムＤ中の超伝導コイル１８には、電流リ
ード０８，０８′を介して外部電源ケーブル１０より通
電される。
示す。図３において、１は真空容器、２はＨｅ容器、３
は真空排気弁、４はＯリング、５は上フランジ、６は締
付ボルト、７はＨｅ容器２内に外部より矢印Ｃで示すよ
うに液体ヘリウムＤを供給するためのトランスファチュ
ーブ、７´はＯリング、０８は電流リード本体、９は電
流リード本体０８と電源ケーブル１０を接続する接続金
具、１１は電流リード本体０８に固定されたフランジ、
１２はＯリング、１３は絶縁ボルト、１４は絶縁部材、
１５はＯリングであり、電流リード本体０８は上フラン
ジ５に絶縁した状態で取付けられる。１８は超伝導コイ
ルであり、超伝導線よりなる接続ケーブル１７を介して
電流リード本体０８に接合点１６で接合されている。説
明を省略したが、０８´はもう一方の電流リード本体
で、前記９〜１６までと同等の部材が設けられている。
上記液体ヘリウムＤ中の超伝導コイル１８には、電流リ
ード０８，０８′を介して外部電源ケーブル１０より通
電される。
【０００３】上記において、Ｈｅ容器２と真空容器１の
間の空間Ａは、図中に矢印Ｂで示すように真空排気した
後、真空排気弁３を閉とし、真空に維持して真空断熱す
る。超伝導コイル１８へ通電する場合には、通電中に電
流リード０８，０８´に発生するジュール熱を除去する
ため、液体ヘリウムＤの蒸発ガスを図中にＥ→Ｆ，Ｅ´
→Ｆ´で示すように電流リード０８，０８´の管内を通
して大気に放出させ、強制冷却する。所期の電流値まで
通電を行った後は、永久電流スイッチ１９を閉とし、矢
印Ｇで示すように永久電流ループを形成し、超伝導エネ
ルギー貯蔵や高磁場発生源として利用していた。
間の空間Ａは、図中に矢印Ｂで示すように真空排気した
後、真空排気弁３を閉とし、真空に維持して真空断熱す
る。超伝導コイル１８へ通電する場合には、通電中に電
流リード０８，０８´に発生するジュール熱を除去する
ため、液体ヘリウムＤの蒸発ガスを図中にＥ→Ｆ，Ｅ´
→Ｆ´で示すように電流リード０８，０８´の管内を通
して大気に放出させ、強制冷却する。所期の電流値まで
通電を行った後は、永久電流スイッチ１９を閉とし、矢
印Ｇで示すように永久電流ループを形成し、超伝導エネ
ルギー貯蔵や高磁場発生源として利用していた。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】超伝導コイル装置は、
常温部から低温部への熱伝導による熱侵入の抑制、及び
通電時に発生するジュール発熱の除去を考慮する必要が
ある。上記熱伝導による熱侵入量Ｑは次式によって表わ
される。 Ｑ＝λ・Ａ／Ｌ・ΔＴ………………………………………………………（１） こゝで、Ｑは熱侵入量：λは熱伝導率、Ａは断面積、Ｌ
は伝熱長さ、ΔＴは温度差である。
常温部から低温部への熱伝導による熱侵入の抑制、及び
通電時に発生するジュール発熱の除去を考慮する必要が
ある。上記熱伝導による熱侵入量Ｑは次式によって表わ
される。 Ｑ＝λ・Ａ／Ｌ・ΔＴ………………………………………………………（１） こゝで、Ｑは熱侵入量：λは熱伝導率、Ａは断面積、Ｌ
は伝熱長さ、ΔＴは温度差である。
【０００５】従来の装置においては、常温部から低温部
までの距離が短いため、Ｌが小さく、熱侵入量Ｑが大と
なるという課題があった。特に、永久電流ループでの長
時間運転が要求される場合、上述の侵入熱低減は効率に
大きく影響する重要な課題である。
までの距離が短いため、Ｌが小さく、熱侵入量Ｑが大と
なるという課題があった。特に、永久電流ループでの長
時間運転が要求される場合、上述の侵入熱低減は効率に
大きく影響する重要な課題である。
【０００６】本考案は、上記課題を解決するため、低熱
侵入型の超伝導コイル装置を提案するものである。
侵入型の超伝導コイル装置を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本考案の超伝導コイル装
置は、上部に内部を密閉する第１の上フランジが設けら
れ内部に超伝導コイルが配設され液体ヘリウムが注入さ
れるヘリウム容器、同ヘリウム容器が収納され上部に内
部を密閉する第２の上フランジが設けられた真空容器、
上記第１の上フランジの外面に一端が接続され中間がス
パイラル状に形成され他端が上記第２の上フランジの内
面に接続されスペーサが設けられた２本の管、および同
管内にそれぞれ配設され一端が上記第１の上フランジを
貫通して上記ヘリウム容器内に設けられた超伝導コイル
の両端にそれぞれ接続され他端が上記第２の上フランジ
を貫通して上記真空容器外で電源ケーブルに接続され絶
縁被覆された中空の２本の電流リード本体を備えたこと
を特徴としている。
置は、上部に内部を密閉する第１の上フランジが設けら
れ内部に超伝導コイルが配設され液体ヘリウムが注入さ
れるヘリウム容器、同ヘリウム容器が収納され上部に内
部を密閉する第２の上フランジが設けられた真空容器、
上記第１の上フランジの外面に一端が接続され中間がス
パイラル状に形成され他端が上記第２の上フランジの内
面に接続されスペーサが設けられた２本の管、および同
管内にそれぞれ配設され一端が上記第１の上フランジを
貫通して上記ヘリウム容器内に設けられた超伝導コイル
の両端にそれぞれ接続され他端が上記第２の上フランジ
を貫通して上記真空容器外で電源ケーブルに接続され絶
縁被覆された中空の２本の電流リード本体を備えたこと
を特徴としている。
【０００８】
【作用】上記において、ヘリウム容器は、真空容器内に
収納され、その壁面が全て真空断熱されるものとしたた
め、側部と下部のみを２重構造とした従来の装置に比べ
て容器の壁面を介して外部からの侵入熱を更に抑制する
ことが可能となる。 また、真空容器の外部の電源ケーブ
ルに一端が接続された中空の２本の電流リード本体は、
それぞれ真空容器内の上部の空間に設けられスパイラル
状に形成された管内を通って他端がヘリウム容器内に挿
入されて超伝導コイルの両端にそれぞれ接続されるた
め、常温端より低温端までの伝熱長を長くとることが可
能になるとともに、ヘリウム容器内で気化したヘリウム
ガスは中空の電流リード本体内を通って外部へ排出され
るため、電流リード本体を介して外部より侵入する侵入
熱の熱量を低く抑えることが可能となる。
収納され、その壁面が全て真空断熱されるものとしたた
め、側部と下部のみを２重構造とした従来の装置に比べ
て容器の壁面を介して外部からの侵入熱を更に抑制する
ことが可能となる。 また、真空容器の外部の電源ケーブ
ルに一端が接続された中空の２本の電流リード本体は、
それぞれ真空容器内の上部の空間に設けられスパイラル
状に形成された管内を通って他端がヘリウム容器内に挿
入されて超伝導コイルの両端にそれぞれ接続されるた
め、常温端より低温端までの伝熱長を長くとることが可
能になるとともに、ヘリウム容器内で気化したヘリウム
ガスは中空の電流リード本体内を通って外部へ排出され
るため、電流リード本体を介して外部より侵入する侵入
熱の熱量を低く抑えることが可能となる。
【０００９】上記のように、ヘリウム容器は真空容器内
に収納されるため、容器の壁面を介して侵入する侵入熱
の熱量が抑制され、また、真空容器内の上部の空間に電
流リード本体をスパイラル状に形成されるため、その長
さを長くすることができ、電流リード本体を介して侵入
する侵入熱の熱量が抑制され、特に、永久電流ループで
の長時間運転の場合におけるプラント効率の向上を可能
とする。
に収納されるため、容器の壁面を介して侵入する侵入熱
の熱量が抑制され、また、真空容器内の上部の空間に電
流リード本体をスパイラル状に形成されるため、その長
さを長くすることができ、電流リード本体を介して侵入
する侵入熱の熱量が抑制され、特に、永久電流ループで
の長時間運転の場合におけるプラント効率の向上を可能
とする。
【００１０】
【実施例】本考案の一実施例を図１及び図２により説明
する。図１及び図２に示す本実施例は、Ｏリング４を介
して設けられ締付ボルト６により締付けられた上フラン
ジ５を上部に有し側部に真空排気弁３が設けられた真空
容器１、同真空容器１の内部に配設され断熱部材３３に
より支持され上部にＯリング４´を介して設けられ締付
ボルト６´により締付けられた上フランジ５´を有し内
部に永久電流スイッチ付きの超伝導コイル１８が配設さ
れたＨｅ容器２、上部が上記真空容器１の上フランジ５
にＯリング２８と締付ボルト２９を用いて接続され下部
が上記Ｈｅ容器２の上フランジ５´にＯリング３０と締
付ボルト３１を用いて接続された連通管２７、同連通管
２７内を経て一端が上記Ｈｅ容器２内に挿入され他端が
Ｏリング７´を介して上記真空容器１の上フランジ５を
貫通するトランスファチューブ７、一端が上記Ｈｅ容器
２の上フランジ５´を貫通し同Ｈｅ容器２内で上記超伝
導コイル１８の一端に接続され上記真空容器１内でスパ
イラル状に形成され他端が同真空容器１の上フランジ５
を貫通し絶縁被覆２１が設けられた電流リード本体８、
同電流リード本体８の上記真空容器１内に配設された部
分を被覆し一端が同真空容器１の上フランジ５の内面に
Ｏリング２５を介し締付ボルト２６により固定され他端
が上記Ｈｅ容器２の上フランジ５´の外面にＯリング２
３を介し締付ボルト２４により固定されスペーサ３２が
設けられた管２２、上記電流リード本体８の他端に接続
され上記真空容器１外で電源ケーブル１０に接続された
接続金具９、および上記超伝導コイル１８の他端に接続
され図示しない管及び接続金具を介して上記電流リード
本体８と同様に電源ケーブルに接続され絶縁被覆２１´
が設けられた電流リード本体８´を備えている。
する。図１及び図２に示す本実施例は、Ｏリング４を介
して設けられ締付ボルト６により締付けられた上フラン
ジ５を上部に有し側部に真空排気弁３が設けられた真空
容器１、同真空容器１の内部に配設され断熱部材３３に
より支持され上部にＯリング４´を介して設けられ締付
ボルト６´により締付けられた上フランジ５´を有し内
部に永久電流スイッチ付きの超伝導コイル１８が配設さ
れたＨｅ容器２、上部が上記真空容器１の上フランジ５
にＯリング２８と締付ボルト２９を用いて接続され下部
が上記Ｈｅ容器２の上フランジ５´にＯリング３０と締
付ボルト３１を用いて接続された連通管２７、同連通管
２７内を経て一端が上記Ｈｅ容器２内に挿入され他端が
Ｏリング７´を介して上記真空容器１の上フランジ５を
貫通するトランスファチューブ７、一端が上記Ｈｅ容器
２の上フランジ５´を貫通し同Ｈｅ容器２内で上記超伝
導コイル１８の一端に接続され上記真空容器１内でスパ
イラル状に形成され他端が同真空容器１の上フランジ５
を貫通し絶縁被覆２１が設けられた電流リード本体８、
同電流リード本体８の上記真空容器１内に配設された部
分を被覆し一端が同真空容器１の上フランジ５の内面に
Ｏリング２５を介し締付ボルト２６により固定され他端
が上記Ｈｅ容器２の上フランジ５´の外面にＯリング２
３を介し締付ボルト２４により固定されスペーサ３２が
設けられた管２２、上記電流リード本体８の他端に接続
され上記真空容器１外で電源ケーブル１０に接続された
接続金具９、および上記超伝導コイル１８の他端に接続
され図示しない管及び接続金具を介して上記電流リード
本体８と同様に電源ケーブルに接続され絶縁被覆２１´
が設けられた電流リード本体８´を備えている。
【００１１】上記において、ヘリウム容器２は真空容器
１とにより完全二重構造を形成している。また、電流リ
ード本体８，８´は導電体（例えば、リン脱酸銅管製）
からなり、図２に示すように中空であり、その表面は絶
縁被覆２１，２１´（例えばポリイミドフィルム製）に
てハーフラップ状に被覆され電気絶縁された状態とし
て、管２２（例えばステンレス鋼管製）の中にそう入さ
れてスパイラル状に巻かれ、一端が接続金具９を介して
電源ケーブル１０に接続され、他端がＨｅ容器２内の超
伝導コイル１８と接続した超伝導線よりなる接続ケーブ
ル１７と接合点１６で接合されている。
１とにより完全二重構造を形成している。また、電流リ
ード本体８，８´は導電体（例えば、リン脱酸銅管製）
からなり、図２に示すように中空であり、その表面は絶
縁被覆２１，２１´（例えばポリイミドフィルム製）に
てハーフラップ状に被覆され電気絶縁された状態とし
て、管２２（例えばステンレス鋼管製）の中にそう入さ
れてスパイラル状に巻かれ、一端が接続金具９を介して
電源ケーブル１０に接続され、他端がＨｅ容器２内の超
伝導コイル１８と接続した超伝導線よりなる接続ケーブ
ル１７と接合点１６で接合されている。
【００１２】Ｈｅ容器２は断熱支持部材３３（例えばＧ
ＦＲＰ製）にて支持されており、同Ｈｅ容器２内には、
上記真空容器１と同Ｈｅ容器２のそれぞれの上フランジ
５，５´の間に設けられた連通管２７内に挿入されたト
ランスファチューブ７により、液体ヘリウムＤを矢印Ｃ
の方向に注入し充填する。通電中の冷却、永久電流ルー
プ等の運転方法等は従来のものと同等のため、その説明
を省略する。
ＦＲＰ製）にて支持されており、同Ｈｅ容器２内には、
上記真空容器１と同Ｈｅ容器２のそれぞれの上フランジ
５，５´の間に設けられた連通管２７内に挿入されたト
ランスファチューブ７により、液体ヘリウムＤを矢印Ｃ
の方向に注入し充填する。通電中の冷却、永久電流ルー
プ等の運転方法等は従来のものと同等のため、その説明
を省略する。
【００１３】本実施例においては、電流リード８，８´
は常温端より低温端までの伝熱長が長くとれるため、侵
入熱を低く抑えることができる。
は常温端より低温端までの伝熱長が長くとれるため、侵
入熱を低く抑えることができる。
【００１４】上記のように、ヘリウム容器を真空容器と
により完全二重構造としたため、ヘリウム容器の壁面を
介して侵入する熱侵入量が抑制され、電流リード本体を
真空容器内でスパイラル状とし長さを長くしたため、常
温端から低温端への熱侵入量が抑制され、特に永久電流
ループでの長時間運転の場合におけるプラント効率の向
上を可能とする。
により完全二重構造としたため、ヘリウム容器の壁面を
介して侵入する熱侵入量が抑制され、電流リード本体を
真空容器内でスパイラル状とし長さを長くしたため、常
温端から低温端への熱侵入量が抑制され、特に永久電流
ループでの長時間運転の場合におけるプラント効率の向
上を可能とする。
【００１５】
【考案の効果】本考案の超伝導コイル装置は、ヘリウム
容器を真空容器内に収納して完全二重構造としたことに
よって、ヘリウム容器の壁面からの熱侵入量が抑制され
るとともに、真空容器の内面とヘリウム容器の外面の間
に設けたスパイラル状の２本の管内に２本の電流リード
本体をそれぞれ挿入し、それぞれの一端をヘリウム容器
内の超伝導コイルの両端に接続し、他端を真空容器外で
電源ケーブルに接続することによって、電流リード本体
を真空容器内でスパイラル状とし、その長さを長くした
ため、常温端から低温端への熱侵入量が抑制され、特
に、永久電流ループでの長時間運転の場合におけるプラ
ント効率の向上を可能とする。
容器を真空容器内に収納して完全二重構造としたことに
よって、ヘリウム容器の壁面からの熱侵入量が抑制され
るとともに、真空容器の内面とヘリウム容器の外面の間
に設けたスパイラル状の２本の管内に２本の電流リード
本体をそれぞれ挿入し、それぞれの一端をヘリウム容器
内の超伝導コイルの両端に接続し、他端を真空容器外で
電源ケーブルに接続することによって、電流リード本体
を真空容器内でスパイラル状とし、その長さを長くした
ため、常温端から低温端への熱侵入量が抑制され、特
に、永久電流ループでの長時間運転の場合におけるプラ
ント効率の向上を可能とする。
【図１】本考案の一実施例の超伝導コイル装置の説明図
である。
である。
【図２】上記一実施例に係る電流リード本体の説明図で
ある。
ある。
【図３】従来の装置の説明図である。
１ 真空容器 ２ Ｈｅ容器 ５，５´ 上フランジ ８，８´ 電流リード本体 １８ 超伝導コイル ２１，２１´ 絶縁被覆 ２２ 管 ３２ スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中野 俊英 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)考案者 松山 千秋 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献 特開 平２−183505（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 上部に内部を密閉する第１の上フランジ
が設けられ内部に超伝導コイルが配設され液体ヘリウム
が注入されるヘリウム容器、同ヘリウム容器が収納され
上部に内部を密閉する第２の上フランジが設けられた真
空容器、上記第１の上フランジの外面に一端が接続され
中間がスパイラル状に形成され他端が上記第２の上フラ
ンジの内面に接続されスペーサが設けられた２本の管、
および同管内にそれぞれ配設され一端が上記第１の上フ
ランジを貫通して上記ヘリウム容器内に設けられた超伝
導コイルの両端にそれぞれ接続され他端が上記第２の上
フランジを貫通して上記真空容器外で電源ケーブルに接
続され絶縁被覆された中空の２本の電流リード本体を備
えたことを特徴とする超伝導コイル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991019941U JP2538897Y2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超伝導コイル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991019941U JP2538897Y2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超伝導コイル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116108U JPH04116108U (ja) | 1992-10-16 |
| JP2538897Y2 true JP2538897Y2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=31906108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991019941U Expired - Lifetime JP2538897Y2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超伝導コイル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538897Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02183505A (ja) * | 1989-01-10 | 1990-07-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導マグネット装置 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP1991019941U patent/JP2538897Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04116108U (ja) | 1992-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970128 |