JPH0669554A - 酸化物超電導体を用いた電流リード - Google Patents
酸化物超電導体を用いた電流リードInfo
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- JPH0669554A JPH0669554A JP5080995A JP8099593A JPH0669554A JP H0669554 A JPH0669554 A JP H0669554A JP 5080995 A JP5080995 A JP 5080995A JP 8099593 A JP8099593 A JP 8099593A JP H0669554 A JPH0669554 A JP H0669554A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低温側リードの酸化物超電導体のクエンチによ
る焼損を回避して超電導コイルへの電流の供給を継続で
き、侵入熱が少なく構成が簡素な電流リードを得る。 【構成】真空断熱容器２に収納されて極低温に保持され
た超電導コイル１と外部電源とを電気的に接続する電流
リード１３が、高温側リード４と低温側リード１５が直
列接続されたもので、その低温側リードの酸化物超電導
体９を包囲する中空管に低熱伝導性金属としてのステン
レス材を用い、これを酸化物超電導体９と並列接続した
バイパス導体１７とすることよって、通常は熱伝導性が
低いことから侵入熱を低減し、酸化物超電導体９にクエ
ンチが発生したときには、酸化物超電導体の電流がバイ
パス導体１７に転流して酸化物超電導体９の発熱を抑制
し焼損を防止する。
る焼損を回避して超電導コイルへの電流の供給を継続で
き、侵入熱が少なく構成が簡素な電流リードを得る。 【構成】真空断熱容器２に収納されて極低温に保持され
た超電導コイル１と外部電源とを電気的に接続する電流
リード１３が、高温側リード４と低温側リード１５が直
列接続されたもので、その低温側リードの酸化物超電導
体９を包囲する中空管に低熱伝導性金属としてのステン
レス材を用い、これを酸化物超電導体９と並列接続した
バイパス導体１７とすることよって、通常は熱伝導性が
低いことから侵入熱を低減し、酸化物超電導体９にクエ
ンチが発生したときには、酸化物超電導体の電流がバイ
パス導体１７に転流して酸化物超電導体９の発熱を抑制
し焼損を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、真空断熱容器に収納
された超電導コイルに外部電源からの直流励磁電流を供
給する酸化物超電導体を用いた電流リードに関する。
された超電導コイルに外部電源からの直流励磁電流を供
給する酸化物超電導体を用いた電流リードに関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導磁石装置の超電導コイルは液体ヘ
リウムなどの極低温冷媒により冷却されて超電導状態を
保持するので、液体窒素を用いたふく射シールドや多層
断熱層を有する真空断熱容器に液体ヘリウムを浸漬した
状態で収納される。また、電流リードは液体ヘリウムが
気化した低温のヘリウムガスにより冷却され、常温側か
らの侵入熱及び電流リードで発生するジュール熱が極低
温部に侵入するのを阻止するように構成される。従来、
電流リードにはその導体として銅などの電気良導体を用
いていたが、銅は良導電体であると同時に良熱伝導体で
もあるため極低温部への侵入熱が増し、高価な液体ヘリ
ウムの気化損失が大きくなるという欠点がある。そこ
で、電流リードの低温側に高温超電導体である酸化物系
超電導導体を用い、ジュール熱を零にすると同時にその
低熱伝導性を利用して極低温側への侵入熱を大幅に低減
した電流リードが知られている。
リウムなどの極低温冷媒により冷却されて超電導状態を
保持するので、液体窒素を用いたふく射シールドや多層
断熱層を有する真空断熱容器に液体ヘリウムを浸漬した
状態で収納される。また、電流リードは液体ヘリウムが
気化した低温のヘリウムガスにより冷却され、常温側か
らの侵入熱及び電流リードで発生するジュール熱が極低
温部に侵入するのを阻止するように構成される。従来、
電流リードにはその導体として銅などの電気良導体を用
いていたが、銅は良導電体であると同時に良熱伝導体で
もあるため極低温部への侵入熱が増し、高価な液体ヘリ
ウムの気化損失が大きくなるという欠点がある。そこ
で、電流リードの低温側に高温超電導体である酸化物系
超電導導体を用い、ジュール熱を零にすると同時にその
低熱伝導性を利用して極低温側への侵入熱を大幅に低減
した電流リードが知られている。
【０００３】図８は超電導磁石装置の電流リードの従来
構造を簡略化して示す断面図、図９は図８のＡ−Ａ部分
を拡大して示す断面図、図１０は図８のＢ−Ｂ部分を拡
大して示す断面図である。これらの図において、超電導
コイル１は真空断熱容器２内に液体ヘリウムＨe に浸漬
した状態で収納され、リード線６により電流リード３の
低温端子５Ａに導電接続される。電流リード３は上部に
常温端子４Ａを有する高温側リード４と下部に低温端子
５Ａを有する低温側リード５の直列接続体として構成さ
れ、低温のヘリウムガスＧＨe がリード内を通って常温
端子４Ａ側に抜けることにより冷却される。
構造を簡略化して示す断面図、図９は図８のＡ−Ａ部分
を拡大して示す断面図、図１０は図８のＢ−Ｂ部分を拡
大して示す断面図である。これらの図において、超電導
コイル１は真空断熱容器２内に液体ヘリウムＨe に浸漬
した状態で収納され、リード線６により電流リード３の
低温端子５Ａに導電接続される。電流リード３は上部に
常温端子４Ａを有する高温側リード４と下部に低温端子
５Ａを有する低温側リード５の直列接続体として構成さ
れ、低温のヘリウムガスＧＨe がリード内を通って常温
端子４Ａ側に抜けることにより冷却される。
【０００４】高温側リード４は図９に示すように、中空
管７の内部に銅又は銅合金などの電気良導体８の束を収
納し、その隙間に形成された冷却通路を低温のヘリウム
ガスＧＨe が流れることにより、常温端子４Ａ側からの
侵入熱及び導体８に電流が流れることにより発生するジ
ュール熱の排熱が行われる。また、低温側リード５は図
１０に示すように、熱伝導率の小さな金属又は絶縁材か
らなる中空管７の内部に例えばイットリウム系、ビスマ
ス系などの酸化物系超電導導体からなる酸化物超電導体
９を収納し、中空管７との間に低温のヘリウムガスＧＨ
e による冷却通路を形成し、酸化物超電導体９の温度を
液体窒素温度（約７７Ｋ）以下に冷却することにより、
酸化物超電導体９は超電導状態となってジュール熱が零
になり、かつ低温端子５Ａ側への侵入熱が少なく液体ヘ
リウムの消費量が少ない超電導磁石装置の電流リード３
が得られる。
管７の内部に銅又は銅合金などの電気良導体８の束を収
納し、その隙間に形成された冷却通路を低温のヘリウム
ガスＧＨe が流れることにより、常温端子４Ａ側からの
侵入熱及び導体８に電流が流れることにより発生するジ
ュール熱の排熱が行われる。また、低温側リード５は図
１０に示すように、熱伝導率の小さな金属又は絶縁材か
らなる中空管７の内部に例えばイットリウム系、ビスマ
ス系などの酸化物系超電導導体からなる酸化物超電導体
９を収納し、中空管７との間に低温のヘリウムガスＧＨ
e による冷却通路を形成し、酸化物超電導体９の温度を
液体窒素温度（約７７Ｋ）以下に冷却することにより、
酸化物超電導体９は超電導状態となってジュール熱が零
になり、かつ低温端子５Ａ側への侵入熱が少なく液体ヘ
リウムの消費量が少ない超電導磁石装置の電流リード３
が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように構成され
た電流リード３において、酸化物超電導体９は通電当初
から安定した超電導状態が得られることはまれであり、
初め超電導状態が局部的に破れて常電導状態に転移する
クエンチ現象を繰り返しつつ通電可能の電流が徐々に増
加してゆき最後に安定した超電導状態に到達するのが一
般的である。また、安定した超電導状態に到達しても予
期しないときにクエンチが発生することもある。ところ
で、酸化物超電導体９の常電導状態における抵抗率は銅
材のそれに比べて３〜４桁大きく、かつ熱伝導度は低温
の銅のそれの１／１００以下であるため、酸化物超電導
体９にクエンチが発生すると、その発生部位に過大なジ
ュール熱が発生し、かつ酸化物超電導体９内部の伝導に
よる熱の逃げ場が無いために酸化物超電導体９が局部的
に過熱し、焼損する事態が発生する。もし、酸化物超電
導体９が焼損した場合には、電流の供給を持続できない
ばかりか、電流リードを分解修理するために多額の補修
費用を要し、かつ補修期間中超電導コイル装置を使用で
きないという問題が発生する。
た電流リード３において、酸化物超電導体９は通電当初
から安定した超電導状態が得られることはまれであり、
初め超電導状態が局部的に破れて常電導状態に転移する
クエンチ現象を繰り返しつつ通電可能の電流が徐々に増
加してゆき最後に安定した超電導状態に到達するのが一
般的である。また、安定した超電導状態に到達しても予
期しないときにクエンチが発生することもある。ところ
で、酸化物超電導体９の常電導状態における抵抗率は銅
材のそれに比べて３〜４桁大きく、かつ熱伝導度は低温
の銅のそれの１／１００以下であるため、酸化物超電導
体９にクエンチが発生すると、その発生部位に過大なジ
ュール熱が発生し、かつ酸化物超電導体９内部の伝導に
よる熱の逃げ場が無いために酸化物超電導体９が局部的
に過熱し、焼損する事態が発生する。もし、酸化物超電
導体９が焼損した場合には、電流の供給を持続できない
ばかりか、電流リードを分解修理するために多額の補修
費用を要し、かつ補修期間中超電導コイル装置を使用で
きないという問題が発生する。
【０００６】この対策として、低温側リード５の両端に
パワーダイオード、サイリスタ、電圧非直線抵抗素子な
どを含むバイパス回路を付加し、クエンチによる酸化物
超電導体９の電位降下の増大を検出して電流をパイパス
回路側にパイパスするよう構成した電流リードが、この
発明の出願人などにより既に提案されている（特願平３
−３３２６９号公報）。しかしながら、この方法では電
流リードの外部にバイパス回路部品を付加する必要があ
り、電流リードの構成の複雑化を招くという問題があ
り、その改善が求められている。
パワーダイオード、サイリスタ、電圧非直線抵抗素子な
どを含むバイパス回路を付加し、クエンチによる酸化物
超電導体９の電位降下の増大を検出して電流をパイパス
回路側にパイパスするよう構成した電流リードが、この
発明の出願人などにより既に提案されている（特願平３
−３３２６９号公報）。しかしながら、この方法では電
流リードの外部にバイパス回路部品を付加する必要があ
り、電流リードの構成の複雑化を招くという問題があ
り、その改善が求められている。
【０００７】この発明の目的は、低温側リードの酸化物
超電導体のクエンチによる焼損を回避して超電導コイル
への電流の供給を継続でき、侵入熱が少なく構成が簡素
な電流リードを提供することにある。
超電導体のクエンチによる焼損を回避して超電導コイル
への電流の供給を継続でき、侵入熱が少なく構成が簡素
な電流リードを提供することにある。
【０００８】
【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、真空断熱容器に収納されて極低
温に保持された超電導コイルに、外部電源からの励磁電
流を通流する電流リードが、良導電性金属からなる高温
側リードと、酸化物超電導体からなる低温側リードとの
直列接続体からなり、低温の冷媒ガスで冷却されるもの
において、低熱伝導性金属からなるバイパス導体が前記
酸化物超電導体に並列接続されて設けられてなるものと
し、また、バイパス導体が、酸化物超電導体を収納する
筒状の導体からなり、その内部に低温の冷媒ガスが流通
する中空管を兼ねてなるものとし，また、バイパス導体
が、酸化物超電導体とともに中空管に収納された棒状の
導体からなるものとし、また、バイパス導体が、酸化物
超電導体が収納された中空管の外径側に巻回された導体
からなるものとし、また、バイパス導体がステンレス材
であるものとする。
に、この発明によれば、真空断熱容器に収納されて極低
温に保持された超電導コイルに、外部電源からの励磁電
流を通流する電流リードが、良導電性金属からなる高温
側リードと、酸化物超電導体からなる低温側リードとの
直列接続体からなり、低温の冷媒ガスで冷却されるもの
において、低熱伝導性金属からなるバイパス導体が前記
酸化物超電導体に並列接続されて設けられてなるものと
し、また、バイパス導体が、酸化物超電導体を収納する
筒状の導体からなり、その内部に低温の冷媒ガスが流通
する中空管を兼ねてなるものとし，また、バイパス導体
が、酸化物超電導体とともに中空管に収納された棒状の
導体からなるものとし、また、バイパス導体が、酸化物
超電導体が収納された中空管の外径側に巻回された導体
からなるものとし、また、バイパス導体がステンレス材
であるものとする。
【０００９】
【作用】この発明の構成において、低温側リードに、低
熱伝導性のバイパス導体を、酸化物超電導体に並列に設
けるよう構成したことにより、酸化物超電導体が超電導
状態を維持している正常な流通状態では酸化物超電導体
だけに電流が流れ、また、バイパス導体は低熱伝導性な
ので高温側リード側からの侵入熱は抑制される。何らか
の理由で酸化物超電導体にクエンチが発生しこれによっ
て酸化物超電導体の抵抗が急増すると、これに対応して
電流はバイパス導体側に転流して酸化物超電導体の電流
は激減する。その結果、酸物超電導体の発熱が抑制され
その焼損が回避される。
熱伝導性のバイパス導体を、酸化物超電導体に並列に設
けるよう構成したことにより、酸化物超電導体が超電導
状態を維持している正常な流通状態では酸化物超電導体
だけに電流が流れ、また、バイパス導体は低熱伝導性な
ので高温側リード側からの侵入熱は抑制される。何らか
の理由で酸化物超電導体にクエンチが発生しこれによっ
て酸化物超電導体の抵抗が急増すると、これに対応して
電流はバイパス導体側に転流して酸化物超電導体の電流
は激減する。その結果、酸物超電導体の発熱が抑制され
その焼損が回避される。
【００１０】また、バイパス導体として酸化物超電導体
を包囲する筒状の低熱伝導性金属を用い、その内部に低
温の冷媒ガスが流通するように構成すれば、バイパス導
体が中空管を兼ねて電流リードの構成を簡素化できる。
また、バイパス導体を、棒状の低熱伝導性金属で構成し
て酸化物超電導体とともに従来の中空管の中に収納する
構成を採用することによっても前述と同様の作用が得ら
れる。
を包囲する筒状の低熱伝導性金属を用い、その内部に低
温の冷媒ガスが流通するように構成すれば、バイパス導
体が中空管を兼ねて電流リードの構成を簡素化できる。
また、バイパス導体を、棒状の低熱伝導性金属で構成し
て酸化物超電導体とともに従来の中空管の中に収納する
構成を採用することによっても前述と同様の作用が得ら
れる。
【００１１】また、バイパス導体を、酸化物超電導体を
収納する中空管の外径側に巻回したコイルスプリグ状の
低熱伝導性金属で構成することによって前述と同様の機
能が得られるとともに、その断面積と巻回数とを任意に
選定することによって、最適の電気抵抗値や熱抵抗値を
設定することができる。また、低熱伝導性金属にステン
レス材を採用すると、ステンレス材の電気抵抗率は常温
状態の酸化物超電導体の１〜２桁小さく、熱伝導率は銅
材の約１００分の１と小さいので、理想的なバイパス導
体とすることができる。
収納する中空管の外径側に巻回したコイルスプリグ状の
低熱伝導性金属で構成することによって前述と同様の機
能が得られるとともに、その断面積と巻回数とを任意に
選定することによって、最適の電気抵抗値や熱抵抗値を
設定することができる。また、低熱伝導性金属にステン
レス材を採用すると、ステンレス材の電気抵抗率は常温
状態の酸化物超電導体の１〜２桁小さく、熱伝導率は銅
材の約１００分の１と小さいので、理想的なバイパス導
体とすることができる。
【００１２】
【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になる酸化物超電導体を用いた
電流リードを簡略化して示す断面図、図２は図１のＣ−
Ｃ位置における断面図であり、従来技術と同じ構成部分
には同一参照符号を付すことにより、重複した説明を省
略する。これらの図において、電流リード１３は高温側
リード４と低温側リード１５の直列接続体として構成さ
れ、その内部を低温端子５Ａ側から常温端子４Ａ側に向
けて通流する低温のヘリウムガスＧＨe により冷却され
る。低温側リード１５は、例えば複数条に分割された酸
化物超電導体９と、これを包囲する筒状のバイパス導体
１７とで構成され、両者はその両端部の導電結合部１５
Ａ及び１５Ｂで互いに導電結合されるとともに、両者の
隙間には低温のヘリウムガスＧＨe による冷却通路が形
成される。このようにバイパス導体１７は図８の中空管
７の機能を兼用するものである。また、筒状のバイパス
導体１７としては、熱伝導率の小さな金属であるステン
レス材を用いることにより、抵抗率が常電導状態の酸化
物超電導体に比べて１〜２桁低く、かつ熱伝導率が銅材
のそれよりも２桁程度低いバイパス導体１７が形成され
る。
図１はこの発明の実施例になる酸化物超電導体を用いた
電流リードを簡略化して示す断面図、図２は図１のＣ−
Ｃ位置における断面図であり、従来技術と同じ構成部分
には同一参照符号を付すことにより、重複した説明を省
略する。これらの図において、電流リード１３は高温側
リード４と低温側リード１５の直列接続体として構成さ
れ、その内部を低温端子５Ａ側から常温端子４Ａ側に向
けて通流する低温のヘリウムガスＧＨe により冷却され
る。低温側リード１５は、例えば複数条に分割された酸
化物超電導体９と、これを包囲する筒状のバイパス導体
１７とで構成され、両者はその両端部の導電結合部１５
Ａ及び１５Ｂで互いに導電結合されるとともに、両者の
隙間には低温のヘリウムガスＧＨe による冷却通路が形
成される。このようにバイパス導体１７は図８の中空管
７の機能を兼用するものである。また、筒状のバイパス
導体１７としては、熱伝導率の小さな金属であるステン
レス材を用いることにより、抵抗率が常電導状態の酸化
物超電導体に比べて１〜２桁低く、かつ熱伝導率が銅材
のそれよりも２桁程度低いバイパス導体１７が形成され
る。
【００１３】したがって、得られた低温リード１５は、
バイパス導体１７が中空管を兼ねているので電流リード
の構成を簡素化できる。また、ステンレス材の抵抗率が
常電導状態の酸化物超電導体９のそれよりも１〜２桁低
いことを利用し、クエンチにより酸化物超電導体９の抵
抗の増大に対応して酸化物超電導体に流れていた電流の
大部分がバイパス導体１７側に転流して酸化物超電導体
９のクエンチ部分の発熱を低減し、酸化物超電導体９の
焼損を回避する。更に、バイパス導体１７が中空管を兼
ね、かつステンレス材の熱伝導度が銅材のそれの１／１
００以下であることから、バイパス導体１７を設けたこ
とによる高温側リード４側からの侵入熱が抑制されるの
で、酸化物超電導体９のクエンチによる焼損を防止して
超電導コイルへの電流の供給を継続でき、かつ侵入熱が
少なく構成が簡素な電流リードを得ることができる。
バイパス導体１７が中空管を兼ねているので電流リード
の構成を簡素化できる。また、ステンレス材の抵抗率が
常電導状態の酸化物超電導体９のそれよりも１〜２桁低
いことを利用し、クエンチにより酸化物超電導体９の抵
抗の増大に対応して酸化物超電導体に流れていた電流の
大部分がバイパス導体１７側に転流して酸化物超電導体
９のクエンチ部分の発熱を低減し、酸化物超電導体９の
焼損を回避する。更に、バイパス導体１７が中空管を兼
ね、かつステンレス材の熱伝導度が銅材のそれの１／１
００以下であることから、バイパス導体１７を設けたこ
とによる高温側リード４側からの侵入熱が抑制されるの
で、酸化物超電導体９のクエンチによる焼損を防止して
超電導コイルへの電流の供給を継続でき、かつ侵入熱が
少なく構成が簡素な電流リードを得ることができる。
【００１４】図３はこの発明の異なる実施例を示す低温
側リード部分の断面図であり、低温側リード２５が、中
空管７に収納されて両端が互いに導電結合された酸化物
系超電導体２９、及び丸棒状のステンレス材からなるバ
イパス導体２７とで構成された点が前述の実施例と異な
っており、低温側リード２５の酸化物超電導体２９にク
エンチが発生しても、バイパス導体２９に転流すること
によって酸化物系超電導体２９の焼損を防止して超電導
コイルへの電流の供給を継続でき、かつ侵入熱が少なく
構成が簡素な電流リードを得ることができる。
側リード部分の断面図であり、低温側リード２５が、中
空管７に収納されて両端が互いに導電結合された酸化物
系超電導体２９、及び丸棒状のステンレス材からなるバ
イパス導体２７とで構成された点が前述の実施例と異な
っており、低温側リード２５の酸化物超電導体２９にク
エンチが発生しても、バイパス導体２９に転流すること
によって酸化物系超電導体２９の焼損を防止して超電導
コイルへの電流の供給を継続でき、かつ侵入熱が少なく
構成が簡素な電流リードを得ることができる。
【００１５】図４はこの発明の他の実施例を示す低温側
リード部分の断面図であり、低温側リード３５が、中空
管７に収納されてて両端が互いに導電結合された方形棒
状の酸化物系超電導体３９、及び方形棒状のステンレス
材からなるバイパス導体３７とで構成された点が前述の
実施例と異なっており、前述の実施例におけると同様な
作用、効果を得ることができる。
リード部分の断面図であり、低温側リード３５が、中空
管７に収納されてて両端が互いに導電結合された方形棒
状の酸化物系超電導体３９、及び方形棒状のステンレス
材からなるバイパス導体３７とで構成された点が前述の
実施例と異なっており、前述の実施例におけると同様な
作用、効果を得ることができる。
【００１６】図５はこの発明の他の実施例になる酸化物
超電導体を用いた電流リードを簡略化して示す断面図、
図６は図５の低温リードの縦断面図、図７は図６のＤ−
Ｄ断面図であり、図８と同じ部材については共通の符号
を付けて詳しい説明を省略する。電流リード４３は高温
側電流リード４と低温側電流リード４５とからなってい
て、低温側電流リード４５は図８の低温側電流リード５
の外径側にスプリングコイル状のバイパス導体４７を巻
き付けたものであり、このバイパス導体４７も前述のバ
イパス導体１７，２７，３７と同様にステンレス材から
なっており、その上部は導電結合部１５Ａに、下部は低
温端子５Ａにそれぞれ接続されている。
超電導体を用いた電流リードを簡略化して示す断面図、
図６は図５の低温リードの縦断面図、図７は図６のＤ−
Ｄ断面図であり、図８と同じ部材については共通の符号
を付けて詳しい説明を省略する。電流リード４３は高温
側電流リード４と低温側電流リード４５とからなってい
て、低温側電流リード４５は図８の低温側電流リード５
の外径側にスプリングコイル状のバイパス導体４７を巻
き付けたものであり、このバイパス導体４７も前述のバ
イパス導体１７，２７，３７と同様にステンレス材から
なっており、その上部は導電結合部１５Ａに、下部は低
温端子５Ａにそれぞれ接続されている。
【００１７】バイパス導体４７は、酸化物超電導体９を
収納し内部にヘリウムガスＧＨe を通す中空管７の外径
側に所定の巻回数で巻き付けられてスプリングコイル状
をした構成であり、バイパス導体の断面積と巻回数とを
適切な値に選定することによってその電気抵抗値や熱抵
抗値を最適の値に設定することができる。これらの図で
は、バイパス導体４７を断面形状が円形のステンレス材
を１本で構成してあるがこれにこだわるものではなく、
断面形状が板状であってもよい。また、導体本数を複数
としてもよい。
収納し内部にヘリウムガスＧＨe を通す中空管７の外径
側に所定の巻回数で巻き付けられてスプリングコイル状
をした構成であり、バイパス導体の断面積と巻回数とを
適切な値に選定することによってその電気抵抗値や熱抵
抗値を最適の値に設定することができる。これらの図で
は、バイパス導体４７を断面形状が円形のステンレス材
を１本で構成してあるがこれにこだわるものではなく、
断面形状が板状であってもよい。また、導体本数を複数
としてもよい。
【００１８】前述のバイパス導体は全てステンレス材を
使用するものとして説明したが、このステンレス材は前
述のように、熱伝導率が銅材に比べてはるかに小さく、
抵抗率は常温時の酸化物超電導体に比べてはるかに小さ
いというバイパス導体としての必要な特性を持っている
ものである。したがって、バイパス導体の材料にステン
レス材を採用することによってバイパス導体としての機
能を充分発揮させることができる。ただ、バイパス導体
の材料としてステンレス材に限定するものではなく、バ
イパス導体として必要とする小さな侵入熱量と小さな電
気抵抗とが満足される金属材料であればステンレス材以
外の材料であっても差し支えない。
使用するものとして説明したが、このステンレス材は前
述のように、熱伝導率が銅材に比べてはるかに小さく、
抵抗率は常温時の酸化物超電導体に比べてはるかに小さ
いというバイパス導体としての必要な特性を持っている
ものである。したがって、バイパス導体の材料にステン
レス材を採用することによってバイパス導体としての機
能を充分発揮させることができる。ただ、バイパス導体
の材料としてステンレス材に限定するものではなく、バ
イパス導体として必要とする小さな侵入熱量と小さな電
気抵抗とが満足される金属材料であればステンレス材以
外の材料であっても差し支えない。
【００１９】
【発明の効果】この発明は前述のように、低温側リード
の酸化物超電導体に並列に低熱伝導性の金属からなるバ
イパス導体を設けたことにより、酸化物超電導体が超電
導状態を維持している正常な流通状態では酸化物超電導
体だけに電流が流れるが、クエンチによって酸化物超電
導体の抵抗が急増するとその抵抗値に対してバイパス導
体の抵抗値ははるかに小さいので、酸化物超電導体に流
れていた電流がバイパス導体に転流して酸物超電導体に
流れる電流が激減しその発熱が抑制されてその焼損を回
避することができるとともに、通常の状態では、バイパ
ス導体が低熱伝導性なので高温側リードの側からの侵入
熱を抑制することができるという効果が得られる。
の酸化物超電導体に並列に低熱伝導性の金属からなるバ
イパス導体を設けたことにより、酸化物超電導体が超電
導状態を維持している正常な流通状態では酸化物超電導
体だけに電流が流れるが、クエンチによって酸化物超電
導体の抵抗が急増するとその抵抗値に対してバイパス導
体の抵抗値ははるかに小さいので、酸化物超電導体に流
れていた電流がバイパス導体に転流して酸物超電導体に
流れる電流が激減しその発熱が抑制されてその焼損を回
避することができるとともに、通常の状態では、バイパ
ス導体が低熱伝導性なので高温側リードの側からの侵入
熱を抑制することができるという効果が得られる。
【００２０】また、バイパス導体に酸化物導体を包囲す
る筒状の低熱伝導性金属を用い、その内部に低温の冷媒
ガスを流通させるとともに、このバイパス導体の両端を
酸化物超電導体の両端に導電結合する構成とすることに
より、バイパス導体が中空管を兼ねるので電流リードの
構成を簡素化できるという効果が得られる。また、バイ
パス導体を、丸棒又は角棒などの棒状の低熱伝導性金属
で構成し酸化物超電導体とともに中空管の中に設ける構
成を採用しても前述と同様の効果が得られる。また、バ
イパス導体を酸化物超電導体を収納する中空管の外径側
に巻回したコイルスプリグ状の低熱伝導性金属で構成す
ることによって、前述と同様の効果が得られるととも
に、断面積と巻回数とを任意に選定することによって、
最適の電気抵抗値や熱抵抗値を設定することができると
いう効果が得られる。
る筒状の低熱伝導性金属を用い、その内部に低温の冷媒
ガスを流通させるとともに、このバイパス導体の両端を
酸化物超電導体の両端に導電結合する構成とすることに
より、バイパス導体が中空管を兼ねるので電流リードの
構成を簡素化できるという効果が得られる。また、バイ
パス導体を、丸棒又は角棒などの棒状の低熱伝導性金属
で構成し酸化物超電導体とともに中空管の中に設ける構
成を採用しても前述と同様の効果が得られる。また、バ
イパス導体を酸化物超電導体を収納する中空管の外径側
に巻回したコイルスプリグ状の低熱伝導性金属で構成す
ることによって、前述と同様の効果が得られるととも
に、断面積と巻回数とを任意に選定することによって、
最適の電気抵抗値や熱抵抗値を設定することができると
いう効果が得られる。
【００２１】また、低熱伝導性金属にステンレス材を採
用することによって、電気抵抗率は常温状態の酸化物超
電導体の１〜２桁小さく、熱伝導率は銅材の約１００分
の１と小さいのでバイパス導体として適した材料なの
で、前述の効果をより確実に得ることのできるバイパス
導体になる。
用することによって、電気抵抗率は常温状態の酸化物超
電導体の１〜２桁小さく、熱伝導率は銅材の約１００分
の１と小さいのでバイパス導体として適した材料なの
で、前述の効果をより確実に得ることのできるバイパス
導体になる。
【図１】この発明の実施例になる酸化物超電導体を用い
た電流リードを簡略化した断面図
た電流リードを簡略化した断面図
【図２】図１におけるＣ−Ｃ方向の断面図
【図３】この発明の異なる実施例を示す低温側リード部
分の断面図
分の断面図
【図４】この発明の他の実施例を示す低温側リード部分
の断面図
の断面図
【図５】この発明の別の実施例になる酸化物超電導体を
用いた電流リードを簡略化した断面図
用いた電流リードを簡略化した断面図
【図６】図５の低温側リードの縦断面図
【図７】図６のＤ−Ｄ断面図
【図８】超電導磁石装置の電流リードの従来構造を簡略
化して示す断面図
化して示す断面図
【図９】図８のＡ−Ａ部分を拡大して示す断面図
【図１０】図８のＢ−Ｂ部分を拡大して示す断面図
１ 超電導コイル ２ 真空断熱容器 ３，１３，４３ 電流リード ４ 高温側リード ５，１５，２５，３５，４５ 低温側リード １５Ａ，１５Ｂ 導電結合部 １７，２７，３７，４７ バイパス導体 ７ 中空管 ８ 電気良導体 ９，２９，３９ 酸化物超電導体 １３ 真空断熱容器 ＧＨe ヘリウムガス Ｈe 液体ヘリウム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 郁夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 上出 俊夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】真空断熱容器に収納されて極低温に保持さ
れた超電導コイルに、外部電源からの励磁電流を通流す
る電流リードが、良導電性金属からなる高温側リード
と、酸化物超電導体からなる低温側リードとの直列接続
体からなり、低温の冷媒ガスで冷却されるものにおい
て、低熱伝導性金属からなるバイパス導体が前記酸化物
超電導体に並列接続されて設けられてなることを特徴と
する酸化物超電導体を用いた電流リード。 - 【請求項２】バイパス導体が、酸化物超電導体を収納す
る筒状の導体からなり、その内部に低温の冷媒ガスが流
通する中空管を兼ねてなることを特徴とする請求項１記
載の酸化物超電導体を用いた電流リード。 - 【請求項３】バイパス導体が、酸化物超電導体とともに
中空管に収納された棒状の導体からなることを特徴とす
る請求項１記載の酸化物超電導体を用いた電流リード。 - 【請求項４】バイパス導体が、酸化物超電導体が収納さ
れた中空管の外径側に巻回された導体からなることを特
徴とする請求項１記載の酸化物超電導体を用いた電流リ
ード。 - 【請求項５】バイパス導体が、ステンレス材であること
を特徴とする請求項１，２，３又は４記載の酸化物超電
導体を用いた電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08099593A JP3284656B2 (ja) | 1992-06-19 | 1993-04-08 | 酸化物超電導体を用いた電流リード |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15985492 | 1992-06-19 | ||
| JP4-159854 | 1992-06-19 | ||
| JP08099593A JP3284656B2 (ja) | 1992-06-19 | 1993-04-08 | 酸化物超電導体を用いた電流リード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0669554A true JPH0669554A (ja) | 1994-03-11 |
| JP3284656B2 JP3284656B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=26421957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08099593A Expired - Lifetime JP3284656B2 (ja) | 1992-06-19 | 1993-04-08 | 酸化物超電導体を用いた電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3284656B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021005749A1 (ja) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット |
| CN114883048A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-09 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种高温超导电力装备用二元高压电流引线 |
| CN114097047B (en) * | 2019-07-10 | 2024-10-18 | 佳能医疗系统株式会社 | Superconducting magnet |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP08099593A patent/JP3284656B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021005749A1 (ja) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット |
| CN114097047A (zh) * | 2019-07-10 | 2022-02-25 | 三菱电机株式会社 | 超导磁体 |
| US11961661B2 (en) | 2019-07-10 | 2024-04-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Superconducting magnet |
| CN114097047B (en) * | 2019-07-10 | 2024-10-18 | 佳能医疗系统株式会社 | Superconducting magnet |
| CN114883048A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-09 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种高温超导电力装备用二元高压电流引线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3284656B2 (ja) | 2002-05-20 |
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