JPH04239703A - 超伝導コイル装置 - 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］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強磁場等の発生に使用さ
れる超伝導コイル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超伝導コイル装置は極低温の状態に維持
されて使用されるが、電流の給電部は電源と取り合うた
め室温レベルにあり、真空シールされた電流導入端子と
この電流導入端子の発熱を冷却するための液体ヘリウム
用のヘリウム貯槽が用いられる。図４に従来の超伝導コ
イル装置の構造を示す。超伝導コイル１は液体ヘリウム
を収納するヘリウム容器２に収納され、ヘリウム容器２
の周囲には真空断熱のための断熱真空容器４と、輻射熱
を低減するために液体窒素シールドや多層断熱層（スー
パーインシュレーション）から構成される輻射シールド
３が設置される。ヘリウム容器２はヘリウム貯槽６と接
続され、その内部でコイル口出し７は電流導入端子５ａ
，５ｂに接続される。ヘリウム貯槽６はヘリウム容器２
と同電位にあり、大地電位に固定されるため、ヘリウム
貯槽６とコイル口出し７及び電流導入端子５ａ，５ｂと
の間には絶縁が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ヘリウム貯槽６の内部
はヘリウムの蒸発ガスが充満しているが、ヘリウムガス
の絶縁特性は低く、そのため沿面距離や絶縁距離を十分
にとる必要があり、装置の大型化や誤差磁場発生の原因
となるほかに、高電圧化がむずかしい原因となっている
。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高電圧に
耐え、誤差磁場が少なく、熱侵入量の少ない超伝導コイ
ル装置を提供することを目的とする。 ［発明の構成］

【０００４】

【課題を解決するための手段】コイル口出しに接続され
た電流導入端子にヘリウム貯槽を設ける。ヘリウム貯槽
は絶縁フランジを介して断熱真空容器にとりつけてヘリ
ウム貯槽を電流導入端子と同電位とする。コイル口出し
はそれぞれ絶縁して密着させてもよい。また、電流導入
端子を絶縁フランジにとりつけてヘリウム貯槽の位置を
断熱真空容器内としてもよい。

【０００５】

【作用】ヘリウム貯槽と電流導入端子とは同電位なので
、電流導入端子は絶縁処理の必要がなく、真空中におか
れたヘリウム貯槽との間で絶縁をとれば良い。真空中で
の絶縁特性は、ガスヘリウムの絶縁特性より格段にすぐ
れており、数ｃｍのギャップをあけることで数ｋＶ以上
の電圧に容易に耐えることができる。従って高電圧に耐
える超伝導コイル装置を提供することができる。又、コ
イル口出しを密着させると、コイル口出しの間に働く電
磁力が打ち消し合うため支持が容易となり、コイル口出
しの作る誤差磁場が低減する。さらに、ヘリウム貯槽を
低温側にとりつけると熱侵入量をさらに低減させること
ができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１によって説明す
る。超伝導コイル１は、強制冷却型超伝導々体で構成さ
れているので、ヘリウム容器を必要としない。従ってコ
イル口出し７ａ，７ｂに対し別個のヘリウム貯槽６ａ，
６ｂがとりつけられており、この内部でコイル口出し７
ａ，７ｂは電流導入端子５ａ，５ｂに接続される。ヘリ
ウム貯槽６ａ，６ｂ内の液体ヘリウム８の蒸発ガスは電
流導入端子５ａ，５ｂの冷却に使用される。ヘリウム貯
槽６ａ，６ｂは絶縁フランジ９を介して断熱真空容器４
にとりつけられているので、ヘリウム貯槽６ａは電流導
入端子５ａと同電位に、また、ヘリウム貯槽６ｂは電流
導入端子５ｂと同電位にできる。超伝導コイル１と断熱
真空容器４の間には輻射シールド３を設け輻射熱の低減
をはかる。ヘリウム貯槽６ａ，６ｂ内の液体ヘリウムは
絶縁管等を介して蒸発量に応じて供給し、回収は電流導
入端子５ａ，５ｂの冷却ガス放出口から絶縁管等を介し
て行う。また超伝導コイル１の冷却用ヘリウムはヘリウ
ム貯槽６ａ，６ｂをでた部分で絶縁管等を介して一方か
ら供給し、他方から回収する。

【０００７】以上のように構成すると、口出し７ａとヘ
リウム貯槽６ａと電流導入端子５ａは同電位であり、ま
た口出し７ｂとヘリウム貯槽６ｂと電流導入端子５ｂは
同電位であるから、絶縁能力の劣るヘリウムガスが充満
したヘリウム貯槽６ａと６ｂ内での絶縁は不要となる。 コイル端子間電圧はヘリウム貯槽６ａと６ｂとの間に印
加されるので、ヘリウム貯槽６ａと６ｂ間を絶縁すれば
良いことになる。ヘリウム貯槽６ａ，６ｂは断熱真空容
器４内に設置されているので、その周囲は絶縁特性にす
ぐれた真空に保持されており、ヘリウム貯槽６ａと６ｂ
の間に絶縁に必要なギャップをあけるだけで高電圧に耐
えることができる。 （他の実施例）

【０００８】図２は他の実施例を示す構成図で、コイル
口出し７ａと７ｂに絶縁処理を施し、密着させたもので
ある。コイル口出し７ａと７ｂには逆方向の電流が流れ
、反発力が働くが、コイル口出し７ａ及び７ｂに働く電
磁力は大きさが同じで、方向が逆であるから、密着させ
ることで、相殺できる。従って支持構造を単純化できる
。又コイル口出し７ａと７ｂが囲む面積が大きい程、こ
の部分の作る磁場も強くなり、超伝導コイルにとって、
誤差磁場の原因となるが、密着させたことでコイル口出
し７ａと７ｂの囲む面積は最小となり、誤差磁場の低減
が可能となる。図３の実施例は各ヘリウム貯槽６ａと６
ｂの取り付け位置を室温の断熱真空容器から離したもの
である。本実施例ではヘリウム貯槽６ａ，６ｂの高温側
温度が室温よりはるかに低いので、その分侵入熱が低減
される。なお、本発明は超伝導コイルの形状が円形でな
いものを含むことはいうまでもないが、超伝導コイル内
に電磁力等に対する補強を有する場合も含むものである
。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では高電圧に
耐え、誤差磁場が少なく高精度で、かつ熱侵入量の少な
い超伝導コイル装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超伝導コイル装置の第１の実施例の断
面図

【図２】第２の実施例の図

【図３】第３の実施例の図

【図４】従来の超伝導コイル装置の図

【符号の説明】

１…超伝導コイル、　　　　　　２…ヘリウム容器、　
　　　３…輻射シールド４…断熱真空容器、　　　　　
　５ａ，５ｂ…電流導入端子６ａ，６ｂ…ヘリウム貯槽
、　　　　７ａ，７ｂ…コイル口出し８…液体ヘリウム
、　　　　　　９…絶縁フランジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　断熱真空容器内に超伝導コイルを収納
   した超伝導コイル装置において、導体内部に極低温ヘリ
   ウム等の冷媒を流す強制冷却方式超伝導材を使用してコ
   イルをつくり、コイルの口出し毎に電流導入端子とその
   冷却用のヘリウム貯槽を有し、電流導入端子とヘリウム
   貯槽を絶縁フランジを介して断熱真空容器に取り付けた
   ことを特徴とする超伝導コイル装置。
2. 【請求項２】　　超伝導コイルの口出しを絶縁し、電流
   の入出に対応した１対の口出し同士を密着させたことを
   特徴とする請求項１記載の超伝導コイル装置。
3. 【請求項３】　　一体化された電流導入端子とヘリウム
   貯槽を有し、ヘリウム貯層の取付位置を低温側とし、電
   流導入端子を絶縁フランジに取り付けたことを特徴とす
   る請求項２記載の超伝導コイル装置。