JPH04129204A - ガス冷却式電流リード装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、クライオスタット内に収容されている超電導
コイルを外部電源に接続するときなどに用いられるガス
冷却式電流リード装置に関する。

（従来の技術） 周知にように、クライオスタット内に超電導コイルと液
体ヘリウムで代表される極低温冷媒液とを収容したもの
を実際に使用するときには、外部電源からクライオスタ
ット内の超電導コイルに電流を供給する必要がある。こ
の場合、電流供給ラインを介してクライオスタット内に
熱が侵入するのを防止する必要がある。

このようなことから、熱侵入を抑えることのできる電流
リード装置が種々考えられている。これらの中に、バン
ドル型のガス冷却式電流リード装置がある。このガス冷
却式電流リード装置は、通常、第３図に示すように、断
熱材製あるいは内面に絶縁コーティング層を設けたステ
ンレス鋼製の配管１と、この配管１内に複数収納された
銅製の導線２とで構成されている。そして、各導線２の
、たとえば図中下側がクライオスタット側に接続され、
上側が外部電源に接続される場合には、配管１内に図中
実線矢印３で示すように臨界温度に近いヘリウムガス等
の冷媒ガスを通流させ、この冷媒ガスで各導線２が発生
したジュール熱や各導線２を介して伝わろうとする熱を
奪わせ、これによってクライオスタット側に熱が移動す
るのを防止するようにしている。

このガス冷却式電流リード装置において、配管１内に通
流される冷媒ガスは、クライオスタット内での蒸発によ
′って生成されたヘリウムガスや、液体ヘリウムをヒー
タで蒸発させて得たヘリウムガスなどが用いられる。こ
のバンドル型のガス冷却式電流リード装置では、複数の
導線２を用いているので、必要な断面積を１本の導線で
得るようにしたものに比べて冷媒ガスとの熱交換面積を
大きくできる利点がある。

しかしながら、上記のように構成された従来のガス冷却
式電流リード装置にあっては次のような問題があった。

−すなわち、配管１内に冷媒ガスを通流させる関係上、
配管１の通流断面積に対して各導線２の合計断面積はか
なり小さい。このため、配管１内に各導線２を収容する
と、導線の剛性や配管の曲り等の影響で、第４図に示す
ように、各導線２が配管１内の片側に偏って位置する傾
向を示す。このため、導線２の分布してない領域を通流
する冷媒ガスは導線２の冷却には寄与しないことになり
、冷却効率が悪いと言う問題があった。

そこで、このような不具合を解消するために、第５図に
示すように、導線２の直径より所定だけ大きい導線保持
用の孔５を有したスペーサ４を配管１内に所定間隔で配
置することが考えられる。

このように構成すると、各導線２を配管１内に均一に分
布させることができる半面、スペーサ４によって冷媒ガ
スの流れが阻害され、これが原因して良好な冷却効果が
得られない問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く、従来のガス冷却式電流リード装置では、冷
媒ガスを有効に利用できなかったり、冷媒ガスをスムー
ズに流すことができなかったりし、良好な冷却特性を発
揮させることができない問題があった。

そこで本発明は、上述した不具合を解消でき、各導線を
良好に冷却できるガス冷却式電流リード装置を提供する
ことを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、複数の導線を配
管内に収容するとともに上記配管内に冷媒ガスを通流さ
せて上記各導線を冷却するようにしたガス冷却式電流リ
ード装置において、前記各導線間に、上記各導線間に冷
媒ガスの通流に必要な隙間を上記冷媒ガスの通流方向に
ずらせて形成する実質的に複数のスペーサを設けたもの
となっている。

（作　用） 上記構成であると、スペーサの存在によって各導線間に
冷媒ガスの通流に必要な隙間が確保される。換言すると
、配管内に各導線をほぼ一様に分布させることが可能と
なる。加えて、上記構成であると、スペーサによって流
路が絞られている部分は、冷媒ガスの通流方向と直交す
る方向に並ぶことがなく、冷媒ガスの通流方向にずれて
いる。

したがって、冷媒ガスの流れが阻害されることがなく、
結局、良好な冷却特性を期待できることになる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図には本発明の一実施例に係るガス冷却式電流リー
ド装置の要部断面図が示されている。なお、この図では
第３図と同一部分が同一符号で示されている。したがっ
て、重複する部分の詳しい説明は省略する。

このガス冷却式電流リード装置が従来のものと異なる点
は、各導線２間に特徴あるスペーサ６を介在させたこと
にある。

スペーサ６は、この実施例の場合、絶縁性の紐７によっ
て構成されている。すなわち、紐７は冷媒ガスの通流方
向に対して斜に交差する線に沿って延びながら各導線２
間に介在もしくは実施例のように各導線２に螺旋状に１
回巻き付けられてスペーサ６を構成している。

なお、実際に紐７を上記のように装着するには次のよう
にする。すなわち、各導線２を平面上に平行に展開配置
し、この状態で“すだれ″を作るときの要領で各導線２
に紐７を１回ずつ巻き付ける。この場合、導線２の太さ
に対して固定度あるいはそれ以上の太さの紐７を使い、
これを各導線２の長手方向に対して斜めに交差する線に
沿って進行させながら巻き付ける。したがって、“すだ
れ″にたとえると、縦紐が斜めに延びていることになる
。このように形成されたものを、“すだれ”を巻く要領
で巻き、それを配管１内に装着したものとなっている。

このように構成されたガス冷却式電流リード装置では、
紐７で形成されたスペーサ６の存在によって隣接する導
線２が互いにほぼ一様に離間され、しかも各導線２が配
管１内にほぼ一様な分布に配置される。したかって、配
管１内を通流する冷媒ガスを各導線２に良好に接触させ
ることかできる。

また、導線２に紐７が巻き付けられている部分の位置は
、冷媒ガスの通流方向にそれぞれずれている。このため
、スペーサ６の存在によって流動抵抗が増加するような
こともない。したがって、各導線２を一様に、かつ良好
に冷却することが可能となる。

第２図には本発明の別の実施例に係るガス冷却式電流リ
ード装置の要部断面図が示されている。

第１図に示した実施例では、紐７でスペーサ６を形成し
ているが、この第２図に示す実施例では、各導線２の外
周に複数箇所に亘って低温状態下で縮まる熱収縮性の絶
縁チューブ８を装着し、これら絶縁チューブ８でスペー
サ９を構成している。

この場合、各絶縁チューブ８は、冷媒ガスの通流方向と
直交する方向には隣接しないように装着されている。

このような構成でも各導線２を一様に離間させることが
でき、しかも絶縁チューブ８の存在で流動抵抗を増加さ
せることがないので、前記実施例と同様な効果を発揮さ
せることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した各実施例では、クライオスタッ
ト内に収容されている超電導コイルを外部電源に接続す
るときに使用されるものを対象にしているが、本発明は
この使用例に限定されるものではない。また、第１図に
示す実施例において、紐を糸に置き代えることもできる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、バンドル型の特
徴を最大限に発揮させ得るガス冷却式電流リード装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るガス冷却式電流リード
装置の要部断面図、第２図は本発明の別の実施例に係る
ガス冷却式電流リード装置の要部断面図、第３図は従来
のガス冷却式電流リード装置の要部断面図、第４図は従
来のガス冷却式電流リード装置の問題点を説明するため
の図、第５図は従来の別のガス冷却式電流リード装置の
要部断面図である。 １・・・配管、２・・・導線、３・・・冷媒ガスの通流
方向、６．９・・・スペーサ、７・・・紐、８・・・絶
縁チューブ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の導線を配管内に収容するとともに上記配管
   内に冷媒ガスを通流させて上記各導線を冷却するように
   したガス冷却式電流リード装置において、前記各導線間
   に設けられ、上記各導線間に冷媒ガスの通流に必要な隙
   間を上記冷媒ガスの通流方向にずらせて形成する実質的
   に複数のスペーサを具備してなることを特徴とするガス
   冷却式電流リード装置。
2. （２）前記スペーサは、前記冷媒ガスの通流方向に対し
   て斜に交差する線に沿って配設されて前記各導線間に介
   在もしくは各導線に巻き付けられた紐または糸で構成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のガス冷却式
   電流リード装置。
3. （３）前記スペーサは、前記各導線の外周の複数箇所に
   亘って装着された熱収縮性のチューブで構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のガス冷却式電流リー
   ド装置。