JPH0394404A - 着脱式電流リード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、液体ヘリウムなどで冷却される超電導マグ
ネットなどの超電導機器に冷却容器外部から電流を供給
するための着脱式電流リードに関し、電流供給後、引き
抜くことができるようにし冷却容器内への侵入熱を減少
するようにしたものである。

［従来の技術］ 超電導についての研究開発の進展にともない、大電流を
流すことができる大型の超電導マグネットなどの超電導
機器が作られており、種々の分野に応用されつつある。

このような超電導機器の一つである超電導マグネットは
、超電導状態を保持するためクライオスタットなどの冷
却容器内に入れられ、液体ヘリウムなどによって極低温
に冷却される。この冷却容器内の超電導マグネットに電
流を供給するため電流リードが設けられ、冷却容器外部
の常温部から極低温状態の冷却容器内部に電流を供給す
るようになっている。

従来の電流リードの構造は、例えば第４図に示すように
、クライオスタット１の側壁部分に取付けたリード取付
板２を貫通させて被覆銅線で構成した電流リード３を固
定し、クライオスタット１外部の電流リード３から電流
を供給し、クライオスタット１内部の電流リード３を超
電導マグネット（図示せず）に接続するようにしている
。

また、別の電流リードの構造としては、第５図に示すよ
うに、タライオスタット１の側壁部分にフランジ４を設
け、このフランジ４を塞ぐ絶縁製の蓋板５に銅製の電極
棒で構成した電流リード６を貫通させて取付ける一方、
クライオスタット１内の超電導マグネットなどの固定部
分に電極受座７を設けておき、電流リード６である電極
棒を電極受座７に嵌め込んだのち、フランジ４に蓋板５
を固定するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来の電流リード３．６の構造では、被覆銅
線で構成した電流リード３の場合には、多くの本数をリ
ード取付板２部分から入れることができるが、超電導マ
グネットへの電流供給後もそのまま設置される常設式で
あるため、常温部から電流リード３である被覆銅線を介
して伝わる侵入熱が多く、液体ヘリウムなどの冷却材の
消費量が多くなってしまうという問題がある。

また、フランジ構造とした電極棒を電流リード６として
用いる場合には、電極棒の本数が多くなると、蓋板５を
大きくする必要があり、フランジ４部分の構造が複雑に
なり、コストアップになるとともに、フランジ構造であ
ってもクライオスタットｌを組立てた後は、電極棒を簡
単に取り外すことが出来ず、超電導マグネットへの電流
供給後の侵入熱が多くなるという問題がある。

この発明はかかる従来技術の課題に鑑みてなされたもの
で、超電導機器への電流供給後に引き抜くことができ、
侵入熱を減少し、冷却材の消費量を減らすことができる
着脱式電流リードを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の
着脱式電流リードは、冷却容器外部に設けられる外部電
極と冷却容器内部に設けられ超電導機器に接続される内
部電極との間にシール状態で着脱可能に設けられるガイ
ド管と、このガイド管内に設けられ上部が外部電極に接
続され下部に拡縮部が形成されたリード部と、このリー
ド部の拡縮部をガイド管上部から挿脱操作して内部電極
に接続される下部電極部にリード部を接触させる締付用
ロッド部とからなり、電流供給後冷却容器から引き抜く
ことができるようにしたことを特徴とするものである。

［作　用］ この着脱式電流リードによれば、タライオスタットなど
の冷却容器の内部と外部に電極部を設け、これら電極部
間にシール状態で着脱できるガイド管を着脱するように
し、このガイド管内に所定本数のリードを絶縁状態で装
着し、その下部の拡縮部をガイド管上部から入れる締付
用ロツドで拡大させて電極部と接触させて電流の供給を
可能とするようにしており、電流供給後にリード部を縮
小させてガイド管ごと冷却容器外部に引き抜くことがで
きるようにしている。

したがって、永久電流モードによる運転中は電極リード
が冷却容器内になく、侵入熱を減少できるとともに、冷
却材の消費量を減少することができる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第１図〜第３図はこの発明の着脱式電流リードの一実施
例にかかり、第１図は縦断面図、第２図は第１図の■−
■断面図、第３図は第１図の■部の詳細図である。

この着脱式電流リード１０は、４電極電流リードであり
、４箇所に同一の電流の供給を行う場合だけでなく、そ
れぞれに異なる電流を供給する場合にも使用される。

この着脱式電流リード１０では、冷却容器であるクライ
オスタット１の内部に４個の下部電極部１１が配置され
ており、上端部がテーパ状に拡がった下部受座１２の内
周部に等間隔に取付けられている。そして、これら４個
の下部電極１１と超電導マグネットのリード線（図示せ
ず）が接続されている。

これら下部電極部１１に電流を供給するため電源と接続
される上部電極部１３は、冷却容器であるクライオスタ
ット１の外部に設けられるが、この実施例では、冷却用
パイプを兼ねるガイド管１４の上端部に４個それぞれが
絶縁されて取付けられている。

これら上部電極部１３と下部電極部１１とを着脱可能か
つシール状態でつなぐため、ガイド管１４をクライオス
タット１内に挿脱するようになっており、ガイド管１４
の直径が下部電極部１１の円形の隙間よりわずかに小さ
くしてある。

このガイド管１４の内部には、４本のリード部１５が個
々に絶縁されて挿通されており、上端部が上部電極部１
３に接続され、下端部がガイド管１４の下端部側面に形
戊した４箇所の孔に位置する拡縮部１６となっている。

このガイド管１４の４箇所の孔部分に位置するリード部
１５の拡縮部１６の内周側には、外側が円弧状に膨らん
だ張出駒１７がそれぞれ取付けら゛れており、ガイド管
１４の上端から挿入する締付用ロッド部１８の先端のテ
ーバ部分によってリード部１５の拡縮部１６を拡径して
外側に膨らむようにしたり、抜き出して縮径し、ガイド
管１４内に収納できるようになっている。

この締付用ロッド１８を挿入状態で固定できるようにガ
イド管１４の上端にめねじが形成され締付ボルト１つで
締付けて固定できるようになっている。

また、このガイド管１４はリード部１５を流れる電流に
よる発熱を冷却する冷却用パイプを兼ねるようになって
おり、下端部から冷却材である液体ヘリウムのガスを導
き、クライオスタット１外部のガイド管１４の上端部に
形成したガス排出部２０から排出する間にリード部１５
を冷却するようになっている。

さらに、このガイド管１４を冷却容器であるクライオス
ータット１にシール状態で着脱するため、下部受座１２
の上方のクライオスタット１の側壁に着脱用孔が形成さ
れ、ウィルソンシール部２１が設けられてシールできる
ようになっている。

このように構成された着脱式電流リード１０では、超電
導マグネットなどの超電導機器に電流を供給する場合、
電流リード１０をクライオスタット１のウィルソンシー
ル部２１から挿入し、ガイド管１４の下端部を下部受座
１２のテーパ部分を利用してリード部１５の拡縮部１６
，が下部電極部１１の所に位置するようにする。

この後、ガイド管１４の上端部の締付ボルト１９を締付
けて締付用ロッド部１８を突き出し、先端のテーパ部分
で張出駒１７を張り出させ、リード部１５の拡縮部１６
をそれぞれの下部電極部１１に押し付けて電気的に接触
させる。

また、上部電極部１３には、図示しない電源に接続して
おく。

こうして準備ができた後、通電すると、電流は、上部電
極部１３からリード部１５を通り、下部電極部１１から
超電導マグネットに供給される。そして、通電に伴う発
熱は、下部受座１２部分から流入する冷却ガスが下部電
極部１１及びリード部１５を冷却してジュール熱を奪い
ながら上昇し、クライオスタット１外部のガス排出部２
０から排出される間に除去される。

こうして超電導マグネットに通電されて永久電流モード
による運転状態になると、電流の供給が必要なくなるた
め、通電を停止し、ガイド管１４上部の締付ボルト１９
を緩めるようにして締付用ロッド１８を抜き出し、リー
ド部１５の拡縮部１６を縮小させてガイド管１４内に収
納する。

この後、ガイド管１４ごとクライオスタット１から引き
抜くようにして完全に取り外し、ウィルソンシール部２
１でシール状態を保持する。

このように、この着脱式電流リード１０によれば、電流
供給後、クライオスタット１内から完全に取り出すこと
ができ、電流リードを介して侵入する熱を大幅に減少す
ることができ、冷却材としての液体ヘリウムなどの消費
量を最少にすることができる。

したがって、超電導マグネットなどの温度上昇も最少と
なり、安定した状態で長期間の運転が可能となる。

また、ガイド管１４内に４本のリード部１５を絶縁状態
で装着するようにしたので、１本の電流リード１０で４
つの電極に通電でき、各電極に同一の電流だけでなく、
異なる電流を流すこともできる。

したがって、各リード部１５に５ＩＯＡ以下の電流を供
給する場合などに利用でき、補正用コイルなどの電流リ
ードとして好適である。

さらに、下部電極部１１との接点となるリード部１５の
拡縮部１６をガイド管１４ごとクライオスタット１の外
部に取り出すことができるので、接点の補修が容易とな
る。

なお、上記実施例では、ガイド管内に４本のリード部を
装着するようにしたが、これに限るものでない。

［発明の効果］ 以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの発
明の着脱式電流リードによれば、タライオスタットなど
の冷却容器の内部と外部に電極部を設け、これら電極部
間にシール状態で着脱できるガイド管を着脱するように
し、このガイド管内に所定本数のリードを絶縁状態で装
着し、その下部の拡縮部をガイド管上部から入れる締付
用ロッドで拡大させて電極部と接触させて電流の供給を
可能としたので、電流供給後にリード部を縮小させてガ
イド管ごと冷却容器外部に引き抜くことができる。

したがって、永久電流モードによる運転中は電極リード
が冷却容器内になく、侵入熱を減少できるとともに、冷
却材の消費量を減少することができ、安定した状態で長
期間運転することができる。

また、電流リードを取り出すことができるので、接点部
分の補修が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の着脱式電流リードの一実施
例にかかり、第１図は縦断面図、第２図は第１図の■−
■断面図、第３図は第１図の■部の詳細図である。 第４図及び第５図はそれぞれ従来の電流リードの概略説
明図である。 １：クライオスタット（冷却容器）、 １０：着脱式電流リード、１１：下部電極部、１２：下
部受座、１３：上部電極部、１４：ガイド管、１５：リ
ード部、１６：拡縮部、１７：張出駒、１８：締付用ロ
ッド部、１９：締付ボルト、２０：ガス排出部、２１：
ウィルソンシール部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却容器外部に設けられる外部電極と冷却容器内部に設
   けられ超電導機器に接続される内部電極との間にシール
   状態で着脱可能に設けられるガイド管と、このガイド管
   内に設けられ上部が外部電極に接続され下部に拡縮部が
   形成されたリード部と、このリード部の拡縮部をガイド
   管上部から挿脱操作して内部電極に接続される下部電極
   部にリード部を接触させる締付用ロッド部とからなり、
   電流供給後冷却容器から引き抜くことができるようにし
   たことを特徴とする着脱式電流リード。