JPH05152622A - 超電導コイル装置の電流リード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流リード２０としてのコンパクト化が可
能であるとともに、冷却用の蒸発ガス流のアンバランス
によるトラブル防止が可能で、信頼性の高い、安定した
性能の超電導コイル装置の電流リード２０を提供するこ
と。 【構成】 正極用リード導体２５および負極用リード
導体２６を電気絶縁板２７を介して一体化することによ
り、蒸発ガスを共通化することができることに着目した
もので、正極用リード導体２５と負極用リード導体２６
との間に設けた電気絶縁板２７と、正極用リード導体２
５と負極用リード導体２６と電気絶縁板２７とを収容可
能であるとともに冷媒の蒸発ガスを通過可能とした導体
挿入管とを有するとともに、電気絶縁板２７に冷媒の蒸
発ガスを通過可能な複数個の流通孔２９を形成したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超電導コイル装置の電流
リードにかかるもので、とくに正極用リード導体および
負極用リード導体を電気絶縁板を介して一体化した超電
導コイル装置の電流リードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の超電導コイル装置１について、図
４および図５にもとづきその一例を説明する。

【０００３】図４に示すように超電導コイル装置１は、
超電導コイル２と、コイル容器３と、このコイル容器３
内の冷媒４（たとえば液体ヘリウム）と、熱シールド板
５と、クライオスタット容器６と、正極用電流リード７
および負極用電流リード８と、外部電源９と、コイル側
接続線１０および電源側接続線１１と、正極用電流リー
ド７および負極用電流リード８を被覆しているガイド管
１２とを有する。

【０００４】正極用電流リード７および負極用電流リー
ド８は事実上同一構造であり、図５に示した正極用電流
リード７あるいは負極用電流リード８は、コイル側電極
端子（低温部電極端子）１３と、電源側電極端子（常温
部電極端子）１４と、これらコイル側電極端子１３およ
び電源側電極端子１４の間の円筒状の電流リード本体１
５と、複数本のリード導体１６とを有する。

【０００５】上記正極用電流リード７、負極用電流リー
ド８、コイル側接続線１０および電源側接続線１１によ
り、超電導コイル２を外部電源９に電気的に接続する。

【０００６】リード導体１６は、電流リード本体１５の
内部にこれを収容するもので、電導材から形成した細
管、細線、あるいは板状、フィン状などの特殊形状とし
た線状部材からこれを構成することにより、以下に述べ
る冷却効率を高めている。

【０００７】すなわち、ガス冷却型の電流リードの場合
には、図示のように電流リード本体１５内を上昇する冷
媒４の蒸発ガスにより、正極用電流リード７、負極用電
流リード８、コイル側接続線１０および電源側接続線１
１を冷却し、外部からの侵入熱を低く抑えるようにして
いる。

【０００８】正極用電流リード７および負極用電流リー
ド８からの侵入熱は、この蒸発ガスの流量により影響を
受けるため、何らかの原因で一方の蒸発ガスの流量が減
少すると、一方の側でのリード導体１６の温度が上昇
し、冷媒４の蒸発が促進されて蒸発ガス容積が増加する
ことにより、蒸発ガスがさらに流れにくくなる現象が起
こる。

【０００９】したがって、他方の側への蒸発ガスの流量
が相対的に増加し、上記一方の側の正極用電流リード７
あるいは負極用電流リード８は、その温度が上昇してま
すます蒸発ガスが流れにくくなるという悪循環の問題が
ある。

【００１０】また、従来の超電導コイル装置１では、正
負一対の正極用電流リード７および負極用電流リード８
を設置する必要があるため、その設置空間を多く必要と
するという問題もある。

【００１１】なお、当該正極用電流リード７および負極
用電流リード８の全体あるいは一部を、熱伝導度の低い
高温超電導体たとえば酸化物高温超電導体（図示せず）
により製作することによって、この部分を通した外部か
らの熱侵入量、および同部分におけるジュール熱発生量
を低く抑えることができる。

【００１２】なお、酸化物高温超電導体としては、ビス
マス系、イットリウム系、タリウム系などのものがあ
る。

【００１３】しかしながら、酸化物高温超電導体あるい
は通常の導体をリード導体１６として用いた場合でも、
上述の諸問題には変わりはないものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、電流リードとしての
コンパクト化が可能であるとともに、冷却用の蒸発ガス
流のアンバランスによるトラブル防止が可能で、信頼性
の高い、上述のような諸問題を解消することができる安
定した性能の超電導コイル装置の電流リードを提供する
ことを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、正極
用リード導体および負極用リード導体を電気絶縁板を介
して一体化することにより、蒸発ガスを共通化すること
ができることに着目したもので、冷媒により冷却する超
電導コイルと、外部電源とを電気的に接続可能な、超電
導コイル装置の電流リードであって、上記超電導コイル
に接続する正極用コイル側電極端子および負極用コイル
側電極端子と、上記外部電源に接続する正極用電源側電
極端子および負極用電源側電極端子と、上記正極用コイ
ル側電極端子および正極用電源側電極端子の間に接続し
た正極用リード導体と、上記負極用コイル側電極端子お
よび負極用電源側電極端子の間に接続した負極用リード
導体と、上記正極用リード導体と負極用リード導体との
間に設けた電気絶縁板と、上記正極用リード導体と負極
用リード導体と電気絶縁板とを収容可能であるとともに
上記冷媒の蒸発ガスを通過可能とした導体挿入管と、を
有するとともに、上記電気絶縁板に上記冷媒の蒸発ガス
を通過可能な複数個の流通孔を形成したことを特徴とす
る超電導コイル装置の電流リードである。

【００１６】

【作用】本発明による超電導コイル装置の電流リードに
おいては、従来の正極用電流リードおよび負極用電流リ
ード８電気絶縁板を介して導体挿入管内に一体化したの
で、電流リードの設置スペースを節約して、全体をコン
パクト化可能である。

【００１７】さらに、上記電気絶縁板には複数個の流通
孔を形成したので、蒸発ガスはこの流通孔を通って正極
用電流リードあるいは負極用電流リードのいずれの側に
も流れることができ、正極用電流リードおよび負極用電
流リードを均一に冷却することとなるので、蒸発ガスの
流量が変化しても正負電極用リード部分の冷却が不均一
となるという問題を解消することができ、安定した信頼
性の高い電流リードとすることができる。

【００１８】

【実施例】つぎに、本発明の一実施例による超電導コイ
ル装置の電流リード２０を図１ないし図３にもとづき説
明する。 ただし、図４および図５と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略する。

【００１９】図１は電流リード２０の分解斜視図、図２
は組立て状態の斜視図であって、この電流リード２０
は、正極用コイル側電極端子２１と、負極用コイル側電
極端子２２と、正極用電源側電極端子２３と、負極用電
源側電極端子２４と、正極用リード導体２５と、負極用
リード導体２６と、電気絶縁板２７と、円筒状の導体挿
入管２８（図２）とを有する。

【００２０】正極用コイル側電極端子２１、負極用コイ
ル側電極端子２２、正極用電源側電極端子２３および負
極用電源側電極端子２４は、電気絶縁板２７に面するそ
れぞれの絶縁板側面２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを
平坦面とし、図２に示すような組立状態を可能としてい
る。

【００２１】正極用リード導体２５および負極用リード
導体２６は、たとえば直径１〜５ｍｍの無酸素銅、電気
銅その他の各種銅材、あるいはアルミニウム、銀、さら
には超電導体などの任意の導体によりこれらを構成する
もので、ハンダ付け、ロウ付けなどによりその両端を正
極用コイル側電極端子２１、負極用コイル側電極端子２
２、正極用電源側電極端子２３および負極用電源側電極
端子２４にそれぞれ接続する。

【００２２】この正極用リード導体２５および負極用リ
ード導体２６の細線は、供給する電流値に応じて、その
太さ、本数、長さ、あるいはワイヤ状かパイプ状か等の
形状などを設定するものとする。

【００２３】なお、正極用リード導体２５および負極用
リード導体２６をパイプ状としたときには、その内外部
を連通する任意の数の貫通孔を形成してもよい。

【００２４】電気絶縁板２７には、蒸発ガスが通過可能
な複数個の流通孔２９をその長さ方向に沿って所定範囲
に均一に形成してある。

【００２５】またこの電気絶縁板２７の材質は、電気絶
縁性、低温強度などを考慮して、たとえばＧＦＲＰ（ガ
ラス繊維強化プラスチック）、ＡｌＦＲＰ（アルミニウ
ム繊維強化プラスチック）、各種セラミックス、ベーク
ライト等からこれを選択する。

【００２６】流通孔２９のサイズ、数、および電気絶縁
板２７の板厚なども任意にこれを決定する。

【００２７】正極用リード導体２５、負極用リード導体
２６および電気絶縁板２７を導体挿入管２８に入れて全
体を一体化し、正極用コイル側電極端子２１と、負極用
コイル側電極端子２２と、正極用電源側電極端子２３と
および負極用電源側電極端子２４とともに、電流リード
２０とする。

【００２８】図３は、電流リード２０を装備した超電導
コイル装置３０の概略図で、従来の正極用電流リード７
および負極用電流リード８に替えて、当該電流リード２
０を装備してある。

【００２９】こうした構成の超電導コイル装置３０にお
いて、冷却用の冷媒４の蒸発ガスは、導体挿入管２８内
の各正極用リード導体２５および負極用リード導体２６
の隙間を流れるとともに、電気絶縁板２７の流通孔２９
を介して正極用リード導体２５あるいは負極用リード導
体２６のいずれの側にも流通可能で、冷却用としての蒸
発ガスは導体挿入管２８内を一様に流れ、蒸発ガスを正
負極用に共通化することができる。

【００３０】したがって、従来型の超電導コイル装置１
のように正極用電流リード７および負極用電流リード８
が独立し、蒸発ガスが分離された構造に起因する冷却の
アンバランスにともなう不具合を解消することが可能と
なる。

【００３１】さらに、正極用リード導体２５および負極
用リード導体２６が一体化されているので、全体として
コンパクトな構造とすることができ、その設置スペース
を減少させることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、正極用リ
ード導体および負極用リード導体を電気絶縁板を介して
一体化するとともに電気絶縁板に蒸発ガスの流通孔を形
成したことにより冷却用の蒸発ガスを共有することがで
きるので、全体をコンパクト化することができるととも
に、正負極の冷却の不均一を防止して安定した性能を発
揮可能である。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による超電導コイル装置の電
流リード２０の分解斜視図である。

【図２】同、超電導コイル装置の電流リード２０の組立
て状態の斜視図である。

【図３】同、電流リード２０を装備した超電導コイル装
置３０の概略図である。

【図４】従来の超電導コイル装置１の概略図である。

【図５】同、正極用電流リード７あるいは負極用電流リ
ード８の斜視図である。

【符号の説明】

１ 超電導コイル装置 ２ 超電導コイル ３ コイル容器 ４ 冷媒（液体ヘリウム） ５ 熱シールド板 ６ クライオスタット容器 ７ 正極用電流リード ８ 負極用電流リード ９ 外部電源 １０ コイル側接続線 １１ 電源側接続線 １２ ガイド管 １３ コイル側電極端子（低温部電極端子） １４ 電源側電極端子（常温部電極端子） １５ 円筒状の電流リード本体 １６ リード導体 ２０ 超電導コイル装置の電流リード ２１ 正極用コイル側電極端子 ２１Ａ 正極用コイル側電極端子２１の絶縁板側面 ２２ 負極用コイル側電極端子 ２２Ａ 負極用コイル側電極端子２２の絶縁板側面 ２３ 正極用電源側電極端子 ２３Ａ 正極用電源側電極端子２３の絶縁板側面 ２４ 負極用電源側電極端子 ２４Ａ 負極用電源側電極端子２４の絶縁板側面 ２５ 正極用リード導体 ２６ 負極用リード導体 ２７ 電気絶縁板 ２８ 円筒状の導体挿入管 ２９ 流通孔 ３０ 超電導コイル装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒により冷却する超電導コイルと、
   外部電源とを電気的に接続可能な、超電導コイル装置の
   電流リードであって、 前記超電導コイルに接続する正極用コイル側電極端子お
   よび負極用コイル側電極端子と、 前記外部電源に接続する正極用電源側電極端子および負
   極用電源側電極端子と、 前記正極用コイル側電極端子および正極用電源側電極端
   子の間に接続した正極用リード導体と、 前記負極用コイル側電極端子および負極用電源側電極端
   子の間に接続した負極用リード導体と、 前記正極用リード導体と負極用リード導体との間に設け
   た電気絶縁板と、 前記正極用リード導体と、負極用リード導体と、電気絶
   縁板とを収容可能であるとともに、前記冷媒の蒸発ガス
   を通過可能とした導体挿入管とを有するとともに、 前記電気絶縁板に前記冷媒の蒸発ガスを通過可能な複数
   個の流通孔を形成したことを特徴とする超電導コイル装
   置の電流リード。