JP2906494B2 - 超電導装置の電流リード冷却装置 - Google Patents
超電導装置の電流リード冷却装置Info
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- JP2906494B2 JP2906494B2 JP1307866A JP30786689A JP2906494B2 JP 2906494 B2 JP2906494 B2 JP 2906494B2 JP 1307866 A JP1307866 A JP 1307866A JP 30786689 A JP30786689 A JP 30786689A JP 2906494 B2 JP2906494 B2 JP 2906494B2
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- Japan
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- cooling
- cooling gas
- superconducting
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超電導装置の電流リード冷却装置に関するも
のである。
のである。
［従来の技術］ 第４図は、強制冷却方式の超電導装置の一例を示すも
ので、１は超電導装置である超電導マグネット、２は該
超電導マグネット１を収納するマグネット冷却室、３は
マグネット冷却室２内の超電導マグネット１に外部より
電流を供給する電流リード、４はヘリウム等の極低温の
冷却ガス、５は冷却ガス４を前記マグネット冷却室２内
に供給する冷却ガス供給管、６は前記マグネット冷却室
２内を循環した冷却ガス４を外部に排出する冷却ガス排
出管、７は真空容器を示している。
ので、１は超電導装置である超電導マグネット、２は該
超電導マグネット１を収納するマグネット冷却室、３は
マグネット冷却室２内の超電導マグネット１に外部より
電流を供給する電流リード、４はヘリウム等の極低温の
冷却ガス、５は冷却ガス４を前記マグネット冷却室２内
に供給する冷却ガス供給管、６は前記マグネット冷却室
２内を循環した冷却ガス４を外部に排出する冷却ガス排
出管、７は真空容器を示している。
前記超電導マグネット１には図示しない超電導コイル
が具備されており、該コイルは前記冷却ガス供給管５及
び冷却ガス排出管６により循環される冷却ガス４で臨界
温度まで強制冷却されて電気抵抗の無い超電導状態とな
っている。斯かる状態の超電導コイルに前記電流リード
３により電流を供給すると、前記超電導マグネット１は
強力な磁力を発生する。
が具備されており、該コイルは前記冷却ガス供給管５及
び冷却ガス排出管６により循環される冷却ガス４で臨界
温度まで強制冷却されて電気抵抗の無い超電導状態とな
っている。斯かる状態の超電導コイルに前記電流リード
３により電流を供給すると、前記超電導マグネット１は
強力な磁力を発生する。
上記した如き強制冷却方式の超電導マグネット１にお
いては、超電導状態を保ち得るようマグネット冷却室２
内温度を常に臨界温度以下に保つことが重要な課題であ
る。
いては、超電導状態を保ち得るようマグネット冷却室２
内温度を常に臨界温度以下に保つことが重要な課題であ
る。
ところが、前記超電導マグネット１に電流を供給する
電流リード３は、真空容器７外部の熱を伝導により伝搬
したり、或いは電流リード３自身が自らの電気抵抗によ
り熱を発する等してマグネット冷却室２内に入熱する恐
れがある為、従来は図示する如く電流リード３のリード
端子８を冷却液容器９に貯溜した液体ヘリウム（−196
℃）等の極低温の冷却液10に浸して冷却し、前記リード
端子８から超電導線11を介して超電導マグネット１に電
流を供給するようにしてマグネット冷却室２内への入熱
を防止するようにしていた。
電流リード３は、真空容器７外部の熱を伝導により伝搬
したり、或いは電流リード３自身が自らの電気抵抗によ
り熱を発する等してマグネット冷却室２内に入熱する恐
れがある為、従来は図示する如く電流リード３のリード
端子８を冷却液容器９に貯溜した液体ヘリウム（−196
℃）等の極低温の冷却液10に浸して冷却し、前記リード
端子８から超電導線11を介して超電導マグネット１に電
流を供給するようにしてマグネット冷却室２内への入熱
を防止するようにしていた。
尚、上記冷却液10は、前記冷却ガス４と全く別系路で
冷却液タンク12等から供給され、前記リード端子８を冷
却することにより気化したものは冷却ガス10′となって
前記電流リード３を予備冷却しながらその外周部を上昇
し、ガス出口13より排出されるようになっている。又、
マグネット冷却室２に対する液密は液密シール14により
保たれている。
冷却液タンク12等から供給され、前記リード端子８を冷
却することにより気化したものは冷却ガス10′となって
前記電流リード３を予備冷却しながらその外周部を上昇
し、ガス出口13より排出されるようになっている。又、
マグネット冷却室２に対する液密は液密シール14により
保たれている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来構造では、超電導マグネット
１の冷却系路と電流リード３の冷却系路とを別々に備え
なければならない上に、液密を保持しなければならない
ので、構造が複雑化すると共に、装置全体が大型化して
しまう問題があった。
１の冷却系路と電流リード３の冷却系路とを別々に備え
なければならない上に、液密を保持しなければならない
ので、構造が複雑化すると共に、装置全体が大型化して
しまう問題があった。
その為、従来より超電導マグネット１の冷却に使用し
た冷却ガス４を利用して電流リード３を強制冷却し得る
ようにする方式が検討されてきたが、斯かる冷却ガス４
を用いた強制冷却方式では従来の冷却液10に浸す方式に
比べ冷却特性が悪く電流リード３のリード端子８を十分
に冷却することができなかった。
た冷却ガス４を利用して電流リード３を強制冷却し得る
ようにする方式が検討されてきたが、斯かる冷却ガス４
を用いた強制冷却方式では従来の冷却液10に浸す方式に
比べ冷却特性が悪く電流リード３のリード端子８を十分
に冷却することができなかった。
本発明は上述の実情に鑑みて成したもので、冷却ガス
による強制冷却方式でリード端子を十分に冷却し得る、
冷却特性の良好な電流リード冷却装置を提供することに
よって、電流リードを超電導装置の冷却に使用した冷却
ガスにより強制冷却し得るようにして、装置全体の構造
の単純化及びコンパクト化を図ることを目的としてい
る。
による強制冷却方式でリード端子を十分に冷却し得る、
冷却特性の良好な電流リード冷却装置を提供することに
よって、電流リードを超電導装置の冷却に使用した冷却
ガスにより強制冷却し得るようにして、装置全体の構造
の単純化及びコンパクト化を図ることを目的としてい
る。
［課題を解決するための手段］ 本発明は極低温の冷却ガスによる強制冷却によって臨
界温度以下に保持するようにした超電導装置の電流リー
ド冷却装置において、前記超電導装置に電流を供給する
電流リードのリード端子を包囲するような強制冷却室を
設け、該強制冷却室に、前記超電導装置の冷却に使用し
た冷却ガスを前記リード端子先端側に導く冷却ガス導入
口と、前記強制冷却室の冷却ガスを前記リード端子基端
側から排出する冷却ガス排出口とを設け、更に前記強制
冷却室内に、前記リード端子外周との間に前記冷却ガス
導入口と冷却ガス排出口とを連通する絞り流路を形成す
るスペーサを設けたことを特徴とするものである。
界温度以下に保持するようにした超電導装置の電流リー
ド冷却装置において、前記超電導装置に電流を供給する
電流リードのリード端子を包囲するような強制冷却室を
設け、該強制冷却室に、前記超電導装置の冷却に使用し
た冷却ガスを前記リード端子先端側に導く冷却ガス導入
口と、前記強制冷却室の冷却ガスを前記リード端子基端
側から排出する冷却ガス排出口とを設け、更に前記強制
冷却室内に、前記リード端子外周との間に前記冷却ガス
導入口と冷却ガス排出口とを連通する絞り流路を形成す
るスペーサを設けたことを特徴とするものである。
［作用］ 従って本発明では、超電導装置の冷却に使用した冷却
ガスを冷却ガス導入口より強制冷却室内に導くと、冷却
ガスは絞り流路を通過することによって流速を高めら
れ、リード端子と熱交換されて該リード端子を強制冷却
し、冷却ガス排出管より排出される。
ガスを冷却ガス導入口より強制冷却室内に導くと、冷却
ガスは絞り流路を通過することによって流速を高めら
れ、リード端子と熱交換されて該リード端子を強制冷却
し、冷却ガス排出管より排出される。
［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図〜第３図は本発明の一実施例であり、図中第４
図と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
図と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
第１図及び第２図に示すように、電流リード３下部に
リード端子８を包囲するような強制冷却室15を設け、該
強制冷却室15におけるリード端子８先端8aより下方位置
に冷却ガス導入口16を設け、該冷却ガス導入口16とマグ
ネット冷却室２とを接続管17にて接続し、超電導装置で
ある超電導マグネット１の冷却に使用した冷却ガス４を
強制冷却室15に導くようにする。又、前記強制冷却室15
におけるリード端子８基端8bの近傍位置に冷却ガス排出
口18を設け、該冷却ガス排出口18と冷却ガス排出管６と
を接続し、前記冷却ガス導入口16から導入された冷却ガ
ス４を真空容器７外部に排出するようにする。
リード端子８を包囲するような強制冷却室15を設け、該
強制冷却室15におけるリード端子８先端8aより下方位置
に冷却ガス導入口16を設け、該冷却ガス導入口16とマグ
ネット冷却室２とを接続管17にて接続し、超電導装置で
ある超電導マグネット１の冷却に使用した冷却ガス４を
強制冷却室15に導くようにする。又、前記強制冷却室15
におけるリード端子８基端8bの近傍位置に冷却ガス排出
口18を設け、該冷却ガス排出口18と冷却ガス排出管６と
を接続し、前記冷却ガス導入口16から導入された冷却ガ
ス４を真空容器７外部に排出するようにする。
更に、前記強制冷却室15内に、リード端子８外周との
間に前記冷却ガス導入口16から冷却ガス排出口18に連通
する狭隘な絞り流路19を形成するスペーサ20を設け、冷
却ガス導入口16より強制冷却室15内に導かれた冷却ガス
４を、前記絞り流路19を通して冷却ガス排出口18へと流
すようにする一方、第２図及び第３図に示す如く、前記
リード端子８外周面には軸方向に延び溝21を周方向所要
間隔で複数本形成する。
間に前記冷却ガス導入口16から冷却ガス排出口18に連通
する狭隘な絞り流路19を形成するスペーサ20を設け、冷
却ガス導入口16より強制冷却室15内に導かれた冷却ガス
４を、前記絞り流路19を通して冷却ガス排出口18へと流
すようにする一方、第２図及び第３図に示す如く、前記
リード端子８外周面には軸方向に延び溝21を周方向所要
間隔で複数本形成する。
又、電流リード３の外周部には、前記強制冷却室15に
連通する予備冷却流路22を形成し、強制冷却室15内の冷
却ガス４の一部を前記電流リード３に沿って上方に流
し、ガス出口13より排出するようにする。
連通する予備冷却流路22を形成し、強制冷却室15内の冷
却ガス４の一部を前記電流リード３に沿って上方に流
し、ガス出口13より排出するようにする。
上記構成によれば、冷却ガス供給管５よりマグネット
冷却室２に供給された冷却ガス４は超電導マグネット１
を冷却した後、接続管17を介して冷却ガス導入口16から
強制冷却室15内に流入し、絞り流路19を通過する間にリ
ード端子８と熱交換して該リード端子８を冷却する。
冷却室２に供給された冷却ガス４は超電導マグネット１
を冷却した後、接続管17を介して冷却ガス導入口16から
強制冷却室15内に流入し、絞り流路19を通過する間にリ
ード端子８と熱交換して該リード端子８を冷却する。
この時、上記冷却ガス４は、スペーサ20により形成さ
れた狭隘な絞り流路19を通過することによってその流速
を高められ、且つリード端子８は、その外周面に形成さ
れた複数本の溝21により熱交換面積を増大されるので、
前記絞り流路19を通過する冷却ガス４とリード端子８と
の熱交換効率が著しく高められ、前記冷却ガス４のリー
ド端子８に対する冷却特性が大幅に向上される。
れた狭隘な絞り流路19を通過することによってその流速
を高められ、且つリード端子８は、その外周面に形成さ
れた複数本の溝21により熱交換面積を増大されるので、
前記絞り流路19を通過する冷却ガス４とリード端子８と
の熱交換効率が著しく高められ、前記冷却ガス４のリー
ド端子８に対する冷却特性が大幅に向上される。
上記の如くリード端子８を冷却して絞り流路19を通過
した冷却ガス４は、その一部を予備冷却流路22へと分岐
しつつ冷却ガス排出口18から排出され、冷却ガス排出管
６を通って真空容器７外部に導かれる。又、前記予備冷
却流路22に分岐された冷却ガス４は電流リード３を予備
冷却しながら上昇しガス出口13より排出される。
した冷却ガス４は、その一部を予備冷却流路22へと分岐
しつつ冷却ガス排出口18から排出され、冷却ガス排出管
６を通って真空容器７外部に導かれる。又、前記予備冷
却流路22に分岐された冷却ガス４は電流リード３を予備
冷却しながら上昇しガス出口13より排出される。
従って上記によれば、強制冷却方式でもリード端子８
を十分に冷却し得る極めて良好な冷却特性を得ることが
できるので、電流リード３を超電導マグネット１の冷却
に使用した冷却ガス４を利用して強制冷却することが可
能となり、装置全体の構造を大幅に単純化することがで
き、且つ装置を著しくコンパクト化することができる。
を十分に冷却し得る極めて良好な冷却特性を得ることが
できるので、電流リード３を超電導マグネット１の冷却
に使用した冷却ガス４を利用して強制冷却することが可
能となり、装置全体の構造を大幅に単純化することがで
き、且つ装置を著しくコンパクト化することができる。
尚、本発明の超電導装置の電流リード冷却装置は、上
述の実施例にのみ限定されるものではなく、超電導装置
は、超電導マグネット以外にも極低温の冷却ガスによる
強制冷却によって生じる超電導現象を利用する装置であ
れば良いこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。
述の実施例にのみ限定されるものではなく、超電導装置
は、超電導マグネット以外にも極低温の冷却ガスによる
強制冷却によって生じる超電導現象を利用する装置であ
れば良いこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の超電導装置の電流リー
ド冷却装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏
し得る。
ド冷却装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏
し得る。
（Ｉ） 強制冷却室内に導かれた冷却ガスは絞り流路を
通過することにより流速を高められるので、強制冷却方
式でも極めて良好な冷却特性を得ることができ、従って
超電導装置の冷却に使用した冷却ガスを利用して電流リ
ードを強制冷却することができる。
通過することにより流速を高められるので、強制冷却方
式でも極めて良好な冷却特性を得ることができ、従って
超電導装置の冷却に使用した冷却ガスを利用して電流リ
ードを強制冷却することができる。
（II） 上記（Ｉ）により装置全体の構造を大幅に単純
化することができ、且つ装置を著しくコンパクト化する
ことができる。
化することができ、且つ装置を著しくコンパクト化する
ことができる。
（III） 上記（II）により装置の製作コストが大幅に
削減できる。
削減できる。
（IV） 上記（Ｉ）により超電導装置の冷却コストを大
幅に削減できる。
幅に削減できる。
（Ｖ） 電流リードによる超電導装置への入熱を確実に
防止して超電導状態の安定化を図ることができる。
防止して超電導状態の安定化を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
強制冷却室の拡大断面図、第３図は第２図のIII−III方
向の矢視図、第４図は従来例を示す断面図である。 図中、１は超電導マグネット（超電導装置）、３は電流
リード、４は冷却ガス、８はリード端子、15は強制冷却
室、16は冷却ガス導入口、18は冷却ガス排出口、19は絞
り流路、20はスペーサ、21は溝を示す。
強制冷却室の拡大断面図、第３図は第２図のIII−III方
向の矢視図、第４図は従来例を示す断面図である。 図中、１は超電導マグネット（超電導装置）、３は電流
リード、４は冷却ガス、８はリード端子、15は強制冷却
室、16は冷却ガス導入口、18は冷却ガス排出口、19は絞
り流路、20はスペーサ、21は溝を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 39/04 H01F 7/22
Claims (1)
- 【請求項１】極低温の冷却ガスによる強制冷却によって
臨界温度以下に保持するようにした超電導装置の電流リ
ード冷却装置において、前記超電導装置に電流を供給す
る電流リードのリード端子を包囲するような強制冷却室
を設け、該強制冷却室に、前記超電導装置の冷却に使用
した冷却ガスを前記リード端子先端側に導く冷却ガス導
入口と、前記強制冷却室の冷却ガスを前記リード端子基
端側から排出する冷却ガス排出口とを設け、更に前記強
制冷却室内に、前記リード端子外周との間に前記冷却ガ
ス導入口と冷却ガス排出口とを連通する絞り流路を形成
するスペーサを設けたことを特徴とする超電導装置の電
流リード冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307866A JP2906494B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 超電導装置の電流リード冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1307866A JP2906494B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 超電導装置の電流リード冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165581A JPH03165581A (ja) | 1991-07-17 |
| JP2906494B2 true JP2906494B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=17974108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1307866A Expired - Lifetime JP2906494B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 超電導装置の電流リード冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906494B2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1307866A patent/JP2906494B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03165581A (ja) | 1991-07-17 |
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