JP3339118B2 - 超電導装置の電流リード - Google Patents

超電導装置の電流リード

Info

Publication number
JP3339118B2
JP3339118B2 JP19658693A JP19658693A JP3339118B2 JP 3339118 B2 JP3339118 B2 JP 3339118B2 JP 19658693 A JP19658693 A JP 19658693A JP 19658693 A JP19658693 A JP 19658693A JP 3339118 B2 JP3339118 B2 JP 3339118B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
low
temperature
superconducting device
side lead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19658693A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0750207A (ja
Inventor
清 滝田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP19658693A priority Critical patent/JP3339118B2/ja
Publication of JPH0750207A publication Critical patent/JPH0750207A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3339118B2 publication Critical patent/JP3339118B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超電導装置の真空断
熱容器内の液体ヘリウム容器に収納されて液体ヘリウム
に浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流を通
電するために使用される電流リード、特に熱侵入量を低
減するためにビスマス系などの酸化物超電導体が使用さ
れた超電導装置の電流リードに関する。
【0002】
【従来の技術】超電導コイルは冷媒として高価な液体ヘ
リウムを使用して超電導状態を保持するため、この液体
ヘリウムの蒸発量を小さく抑えて液体ヘリウムの消費量
を低減し超電導装置の運転コストを低減することが望ま
しく、そのためには電流リードから超電導コイルへの熱
侵入量を小さくすることが必要である。
【0003】通常、極低温に保持された超電導コイルに
室温の外部電源から励磁電流を供給する電流リードは、
銅又は銅合金のような良導電性金属で構成されるが、こ
のような良導電性金属は同時に熱良伝導体の特性を持っ
ている。そのため、室温部から極低温部への伝導熱が侵
入する。導体で発生するジュール熱と室温からの熱伝導
による熱侵入を低減するために、液体ヘリウムが蒸発し
て生成した低温のヘリウムガスを低温端子から流入させ
て導体部を冷却する構成が採用されている。
【0004】超電導装置全体の熱負荷の大半は電流リー
ドで占めるため、電流リードの低熱侵入化は超電導装置
の経済的な運転を実現するために重要な課題となってい
る。酸化物超電導体が発見されると、液体窒素温度状態
でも超電導現象が保持できることから、ジュール発熱が
なく、かつ低温で銅の100分の1以下という低熱伝導
特性を持っていることから、電流リードの熱負荷の軽減
に有効であり、装置の経済的な運転か可能になる。
【0005】図2は従来の酸化物超電導体を用いた超電
導装置の電流リードを示す部分断面図を含む立面図であ
る。この図において電流リード2は下から低温端子2
1、低温側リード22、高温側リード23及び常温端子
24からなっている。低温側リード22と高温側リード
23とは中間接続金具20で電気的機械的に接続されて
おり、低温端子21は引き出しリード11を介して液体
ヘリウム容器10に収納され液体ヘリウム4に浸漬され
ている超電導コイル1に接続され、常温端子24は一部
だけを示す真空容器3の外部の大気中にあって端子金具
242を介して図示しない外部電源に接続される。出口
管241は後述のように電流リード2内の導体を冷却し
ながら流れ昇ってきたヘリウムガスの出口である。
【0006】低温側リード22は横断面図に示すよう
に、筒状容器221とこれに同心に配置された棒状の酸
化物超電導体222とからなり、これらの間に中空部2
23があり、この中空部223をヘリウムガス41が流
れることによって酸化物超電導体222が超電導性を維
持する温度以下に保持される。ヘリウムガス41は後述
するように低温端子21に設けられている流通孔から電
流リード2内に流入する。
【0007】高温側リード23は横断面図に示すよう
に、筒状容器231とその中を通る導線束232からな
っていて、中空部233を冷却のためのヘリウムガスが
流れる。図3は電流リードの一部を示す垂直断面図であ
る。この図において、酸化物超電導体222は下部が低
温端子21の接続金具212の穴に挿入され、上部が中
間接続金具20の穴に挿入されてそれぞれ半田付けなど
で電気的機械的に接続されている。筒状容器221もそ
れぞれ接続金具212と中間接続金具20とに気密に接
続されている。接続金具212には流通孔213が設け
られていて、端子金具211が配置される図2に示した
液体ヘリウム容器10と中空部223とを連通してお
り、中間接続金具20には流通孔201が設けられてい
て低温側リード22の中空部223と高温側リード23
の中空部233とを連通しており、それぞれヘリウムガ
ス41が流れることができるようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】電流リード2内のヘリ
ウムガス41の流れは前述のように、液体ヘリウムが蒸
発して低温端子21の流通孔213を通って低温側リー
ド22の中の中空部223に流入し中間接続金具20の
流通孔201を通って高温側リード23の中空部233
に流入し更に上昇して常温端子24の内部空間を通って
出口管241から外部に放出される。したがって、超電
導装置が運転中で液体ヘリウム4が蒸発してヘリウムガ
ス41が生成されている限り電流リード2内の空間には
ヘリウムガスが充満した状態になっている。一方、予備
冷却と呼ばれる超電導コイル1に電流を流す前の状態や
通電作業後の後処置などの作業時には空気が出口管24
1を通って逆に電流リード2内に流入することになる。
【0009】ところで、一般に酸化物超電導体に水分が
付着すると特性が劣化するということが実験などから判
明している。前述のように空気が中空部223の中に入
り込むと100K以下の極低温に保持されて超電導状態
になっていた酸化物超電導体222の表面に水分が付着
する可能性があり、そのために酸化物超電導体222が
劣化して使用不能になり電流リード2の交換や修理が必
要になるという問題が生ずる。電流リード2の交換、修
理には超電導装置から取り外す必要があるが、そのため
には超電導装置を分解する必要もあり、多大な費用を要
することになるとともに、交換、修理の期間中は超電導
装置全体の運転が不可能になるという問題もある。
【0010】この発明の目的は、このような問題を解決
し、酸化物超電導体への水分の付着による特性劣化の可
能性のない信頼性の高い超電導装置の電流リードを提供
することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、超電導装置の真空断熱容器内に
収納された超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電
するために使用される電流リードであって、外部電源に
接続される常温端子を備えた高温側リード、超電導コイ
ルにコイルリードを介して接続される低温端子を備えた
低温側リード及びこれら高温側リードと低温側リードを
電気的機械的に接続する中間接続金具からなる超電導装
置の電流リードにおいて、前記低温側リードが酸化物超
電導体とこれを収納する筒状容器とからなり、この筒状
容器と前記中間接続金具と前記低温端子とからなる低温
側リード中空部が気密性を有するとともにこの低温側リ
ード中空部に真空引封止配管が接続され、前記低温側リ
ード中空部内が前記真空引封止配管を介して真空引きさ
れるとともに封止されて真空に保持されてなるものと
し、また、中間接続金具に冷媒が注入される冷媒配管及
びこの冷媒配管と高温側リード内部とを連通する流通孔
が設けられてなるものとし、このときの冷媒としては、
液体窒素であってもヘリウムガスであってもよい。ヘリ
ウムガスの場合は、外部から供給することでもよいが、
液体ヘリウム容器内で液体ヘリウムが蒸発して生成され
冷媒配管まで導かれたものでもよい。
【0012】
【作用】この発明の構成において、酸化物超電導体が収
納される低温側リードの筒状容器内を真空に保持するこ
とによって、超電導装置を運転後停止しても100K以
下の低温であった酸化物超電導体の表面に水滴が発生し
ないのでその特性が劣化することがなくなる。また、中
間接続金具に外部から冷媒を注入する冷媒配管と、この
冷媒配管と高温側リードの中空部とを連通する流通孔を
設けることによって、中間接続金具を酸化物超電導体が
超電導状態を維持するに必要な温度に冷却することと高
温側リードの冷却に必要な冷媒を通す流通孔を確保する
ことができる。また、冷媒は液体窒素でもヘリウムガス
でも良く、ヘリウムガスの場合は、超電導装置の外部か
ら供給してもよいが、液体ヘリウム容器内で液体ヘリウ
ムが蒸発して生成したヘリウムガスを冷媒配管まで導く
ように構成してもよい。
【0013】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施例を示す電流リードの部分垂直断
面図であり、図3と同じ部材については共通の符号を付
け類似のものには添字Aを付けて共通の事項に関する説
明を省く。この図において、低温側リード22Aに真空
引封止配管224を設け、低温端子21Aには図3の低
温端子21には設けられていた流通孔213を無くし、
中間接続金具20Aも図3の中間接続金具20に設けら
れていた流通孔201を無くし、代わりに高温側リード
23の中空部233が外部に連通する流通孔201Aを
設け冷媒配管202に接続する構成を採用している。し
たがって、低温側リード22Aの中空部223は真空封
止配管224につながっている以外は何にも連通してい
ない。
【0014】中空部223Aは真空引封止配管224を
真空ポンプに接続して真空引きして真空状態にし、その
上で真空引封止配管224を封じきってしまう。したが
って、電流リード2Aに電流が流れる超電導装置の運転
中も停止中も酸化物超電導体222は真空状態にある中
空部223Aの中にあって、従来の電流リード2のよう
に水滴が付着したり湿度の高い空気に触れるなど酸化物
超電導体222の特性が劣化する要因が排除される。
【0015】図3に示すように、高温側リード23を冷
却するためのヘリウムガス41は低温側リード22を介
して供給されていたので前述のように低温側リード22
Aの内部を真空に保持する構成を採用したことによって
高温側リード23へのヘリウムガス41の供給路がなく
なったので、図1のように、中間接続金具20Aの中に
外部に通ずる流通孔201Aを設け、冷媒配管202を
通じてヘリウムガス41を供給する構成を採用する。
【0016】高温側リード23を冷却する冷媒としてヘ
リウムガス41を実際に使用し、そのヘリウムガス41
は従来と同様に液体ヘリウム4が気化することによって
生ずるものを使用する場合でも、中間接続金具20Aが
設けられる位置は液体ヘリウム容器10の外にあるの
で、何らかの方法で冷媒配管202までヘリウムガスを
導入する必要がある。また、冷媒によって冷却される中
間接続金具20Aの温度は酸化物超電導体222が超電
導状態になる温度以下であればよいので、100K以下
に冷却されればよい。したがって、冷媒として安価な液
体窒素(77K)を使用することもできる。ただ、この
場合は過冷却になって液体窒素が凝固する恐れがあるの
で、これを防止するために中間接続金具20Aに発熱体
を取付けるという配慮が必要である。
【0017】中空部223Aは真空状態を保持しなけれ
ばならないので、これを構成する筒状容器221A、中
間接続金具20A及び低温端子212Aそれぞれの接続
は真空を長期にわたって保持するのに充分な気密性が必
要であるし、筒状容器221Aの外部は常圧なので1気
圧に相当する気圧差に耐えることができる機械的強度も
必要である。ただ、このような要件は従来の技術の範囲
で容易に満足できるものである。
【0018】酸化物超電導体222が超電導状態にある
限り電流による損失は発生しないので中間接続金具20
Aを冷却してその温度を100K以下に保持する限り問
題はなく、酸化物超電導体222そのものを冷却する必
要はないので従来のような低温側リード22の中空部2
23A内にヘリウムガスを流す必要はなく、真空が保持
されていても冷却上の問題が生ずることはない。
【0019】
【発明の効果】この発明は前述のように、酸化物超電導
体が収納される筒状容器内を真空に保持することによっ
て、酸化物超電導体が100K以下の極低温を維持して
いる超電導装置の運転状態の後、運転を停止した場合で
も常温空気が筒状容器内に流入することがないので、酸
化物超電導体の表面に水滴が生じることがない。したが
って、酸化物超電導体が水分によって特性が劣化するこ
とがなくなり信頼性の高い電流リードになるという効果
が得られる。また、中間接続金具に外部から冷媒を注入
する冷媒配管と、この冷媒配管から注入された冷媒を高
温側リードの中空部まで導く流通孔を設けて、中間接続
金具を冷却して酸化物超電導体の超電導状態への維持
と、高温側リードに冷媒を通す流通孔の確保という両方
の役目を果たさせることができる。このときの冷媒は液
体窒素でもヘリウムガスでも良く、また、ヘリウムガス
の場合は超電導装置の外部から供給してもよいが、液体
ヘリウム容器内で液体ヘリウムが蒸発して生成したヘリ
ウムガスを冷媒配管まで導くように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す超電導装置の電流リー
ドの部分垂直断面図
【図2】従来の超電導装置の電流リードを示す部分断面
図を含む立面図
【図3】図2の電流リードの部分垂直断面図
【符号の説明】
1 超電導コイル 2A 電流リード 21A 低温端子 211 端子金具 212A 接続金具 22 低温側リード 221 筒状容器 222 酸化物超電導体 223 中空部 224 真空引封止配管 23 高温側リード 231 筒状容器 233 中空部 20A 中間接続金具 201A 流通孔 202 冷媒配管 10 液体ヘリウム容器 4 液体ヘリウム 41 ヘリウムガス

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超電導装置の真空断熱容器内に収納された
    超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電するために
    使用される電流リードであって、外部電源に接続される
    常温端子を備えた高温側リード、超電導コイルにコイル
    リードを介して接続される低温端子を備えた低温側リー
    ド及びこれら高温側リードと低温側リードを電気的機械
    的に接続する中間接続金具からなる超電導装置の電流リ
    ードにおいて、 前記低温側リードが酸化物超電導体とこれを収納する筒
    状容器とからなり、この筒状容器と前記中間接続金具と
    前記低温端子とからなる低温側リード中空部が気密性を
    有するとともにこの低温側リード中空部に真空引封止配
    管が接続され、前記低温側リード中空部内が前記真空引
    封止配管を介して真空引きされるとともに封止されて真
    空に保持されてなることを特徴とする超電導装置の電流
    リード。
  2. 【請求項2】中間接続金具に冷媒が注入される冷媒配管
    及びこの冷媒配管と高温側リード内部とを連通する流通
    孔が設けられてなることを特徴とする請求項1記載の超
    電導装置の電流リード。
  3. 【請求項3】冷媒が液体窒素であることを特徴とする請
    求項2記載の超電導装置の電流リード。
  4. 【請求項4】冷媒が、ヘリウムガスであることを特徴と
    する請求項2記載の超電導装置の電流リード。
  5. 【請求項5】ヘリウムガスが、液体ヘリウム容器内で液
    体ヘリウムが蒸発して生成され冷媒配管まで導かれたも
    のであることを特徴とする請求項4記載の超電導装置の
    電流リード。
JP19658693A 1993-08-09 1993-08-09 超電導装置の電流リード Expired - Lifetime JP3339118B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19658693A JP3339118B2 (ja) 1993-08-09 1993-08-09 超電導装置の電流リード

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19658693A JP3339118B2 (ja) 1993-08-09 1993-08-09 超電導装置の電流リード

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0750207A JPH0750207A (ja) 1995-02-21
JP3339118B2 true JP3339118B2 (ja) 2002-10-28

Family

ID=16360206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19658693A Expired - Lifetime JP3339118B2 (ja) 1993-08-09 1993-08-09 超電導装置の電流リード

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3339118B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0750207A (ja) 1995-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5737927A (en) Cryogenic cooling apparatus and cryogenic cooling method for cooling object to very low temperatures
US20080115510A1 (en) Cryostats including current leads for electronically powered equipment
EP0596249B1 (en) Compact superconducting magnet system free from liquid helium
JP2006324325A (ja) 超電導磁石装置
US5563369A (en) Current lead
JP3339118B2 (ja) 超電導装置の電流リード
JP2756551B2 (ja) 伝導冷却型超電導磁石装置
JP2952552B2 (ja) 超電導機器用電流リード
JPH10275719A (ja) 超電導体の冷却方法
JP2004111581A (ja) 超電導マグネット装置
JPH06249902A (ja) 超電導臨界電流測定装置
JP3450318B2 (ja) 熱電冷却型パワーリード
JPH0869911A (ja) 超電導磁石装置
JPH11112043A (ja) 超電導装置用電流リード
JP4337253B2 (ja) 超電導電流リード
JP3020140B2 (ja) 冷凍機冷却型超電導磁石用永久電流スイッチ装置
JP2581283B2 (ja) 超電導コイル用電流リード
JPH06268266A (ja) 超電導装置
JPH10247753A (ja) 超電導装置および超電導装置の制御方法
JPH08236342A (ja) 熱電冷却型パワーリード
JP2515813B2 (ja) 超電導機器用電流リ−ド
JP2004127964A (ja) 超伝導マグネット装置
JP3860070B2 (ja) 熱電冷却型パワーリード
JPH11297524A (ja) 超電導装置用電流リード
JPS6161715B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070816

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080816

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080816

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090816

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090816

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100816

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110816

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110816

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120816

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120816

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130816

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term