JPH07176425A - 超電導磁石 - Google Patents
超電導磁石Info
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- JPH07176425A JPH07176425A JP5321961A JP32196193A JPH07176425A JP H07176425 A JPH07176425 A JP H07176425A JP 5321961 A JP5321961 A JP 5321961A JP 32196193 A JP32196193 A JP 32196193A JP H07176425 A JPH07176425 A JP H07176425A
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁特性に優れた電流リードを備え、耐電圧
を向上させた超電導磁石を提供する。 【構成】 上記の目的を達成するために本発明の超電導
磁石は、超電導コイル（７）に電流を供給する電流リー
ド（１）と、この電流リード（１）を冷却するための冷
媒流路に絶縁材からなる仕切板（11）を備えた構成とす
る。
を向上させた超電導磁石を提供する。 【構成】 上記の目的を達成するために本発明の超電導
磁石は、超電導コイル（７）に電流を供給する電流リー
ド（１）と、この電流リード（１）を冷却するための冷
媒流路に絶縁材からなる仕切板（11）を備えた構成とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導磁石に係り、特
に超電導コイルに電流を供給する電流リードの構造に関
する。
に超電導コイルに電流を供給する電流リードの構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年の超電導技術の進歩はめざましく、
それに伴い超電導磁石も次第に大容量化する傾向にあ
る。超電導磁石を応用したシステムとして核融合、電力
貯蔵、加速器などが挙げられるが、いずれのシステムに
おいても現有技術に比べ電圧・電流容量ともに向上させ
る必要がある。超電磁石の耐電圧を向上させるために
は、コイル本体およびコイルへ電流を供給する電流リー
ド部の耐電圧を向上させることが重要である。
それに伴い超電導磁石も次第に大容量化する傾向にあ
る。超電導磁石を応用したシステムとして核融合、電力
貯蔵、加速器などが挙げられるが、いずれのシステムに
おいても現有技術に比べ電圧・電流容量ともに向上させ
る必要がある。超電磁石の耐電圧を向上させるために
は、コイル本体およびコイルへ電流を供給する電流リー
ド部の耐電圧を向上させることが重要である。
【０００３】従来の超電導磁石では、電流リードによる
常温部から極低温部への熱侵入を抑えるために、伝熱距
離をかせぐとともに液体ヘリウム容器の上部に存在する
蒸発ヘリウム（ヘリウムガス）を電流リード内部に流し
て冷却することが知られている。
常温部から極低温部への熱侵入を抑えるために、伝熱距
離をかせぐとともに液体ヘリウム容器の上部に存在する
蒸発ヘリウム（ヘリウムガス）を電流リード内部に流し
て冷却することが知られている。
【０００４】図３に従来の浸漬冷却タイプ超電導磁石の
電流リード部の構造の一例を示す。電流リードの導体１
は常温側の電源端子２から、真空容器３、熱輻射シール
ド４及び液体ヘリウム容器５から成るクライオスタット
を貫通して液体ヘリウム６中の超電導コイル７に電流を
供給する。また、常温側からの伝熱はヘリウム容器上部
に存在するガスヘリウムの寒冷を利用している。ヘリウ
ムガスは熱交換により導体部を冷却して外部へ放出され
る構造であり、常温端に近づくほど周囲に充満している
ヘリウムガスの温度は高くなる。一般的に、超電導磁石
の耐電圧はこの電流リード部のヘリウムガスの絶縁特性
に依存するところが大きい。
電流リード部の構造の一例を示す。電流リードの導体１
は常温側の電源端子２から、真空容器３、熱輻射シール
ド４及び液体ヘリウム容器５から成るクライオスタット
を貫通して液体ヘリウム６中の超電導コイル７に電流を
供給する。また、常温側からの伝熱はヘリウム容器上部
に存在するガスヘリウムの寒冷を利用している。ヘリウ
ムガスは熱交換により導体部を冷却して外部へ放出され
る構造であり、常温端に近づくほど周囲に充満している
ヘリウムガスの温度は高くなる。一般的に、超電導磁石
の耐電圧はこの電流リード部のヘリウムガスの絶縁特性
に依存するところが大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電流リードの構造は、ヘリウムガスが常温端まで充満し
ている。図２にヘリウムガスの絶縁破壊電圧の温度依存
性を示す。この図から判るようにヘリウムガスの絶縁特
性は温度に対する依存性が高く、温度が室温に近づくに
つれて絶縁破壊電圧が低下し、これが超電導磁石の耐電
圧を低下させる要因となっていた。そこで、本発明の目
的は、絶縁特性に優れた電流リードを備え、耐電圧を向
上させた超電導磁石を提供することにある。
電流リードの構造は、ヘリウムガスが常温端まで充満し
ている。図２にヘリウムガスの絶縁破壊電圧の温度依存
性を示す。この図から判るようにヘリウムガスの絶縁特
性は温度に対する依存性が高く、温度が室温に近づくに
つれて絶縁破壊電圧が低下し、これが超電導磁石の耐電
圧を低下させる要因となっていた。そこで、本発明の目
的は、絶縁特性に優れた電流リードを備え、耐電圧を向
上させた超電導磁石を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による超電導応用
装置は上記の目的を達成するために、電流リードをヘリ
ウムガスと窒素ガスによって冷却する構造とする。
装置は上記の目的を達成するために、電流リードをヘリ
ウムガスと窒素ガスによって冷却する構造とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、電流リードの常温端付近には
窒素ガスが充填されているのでヘリウムガスを使用した
場合に比べ、絶縁特性が優れ、超電導磁石の耐電圧が大
きく向上する。
窒素ガスが充填されているのでヘリウムガスを使用した
場合に比べ、絶縁特性が優れ、超電導磁石の耐電圧が大
きく向上する。
【０００８】
【実施例】以下本発明の超電導磁石の一実施例を図１を
参照して説明する。図１において図３と同じ部分には同
一符号をつけてその説明は省略する。図１で図３と異な
る点は、電流リードの導体１を冷却するための冷媒流路
の熱輻射シールド近傍に絶縁材11を配し、この絶縁材よ
りも常温側は窒素ガスの寒冷を利用する構造としたこと
である。
参照して説明する。図１において図３と同じ部分には同
一符号をつけてその説明は省略する。図１で図３と異な
る点は、電流リードの導体１を冷却するための冷媒流路
の熱輻射シールド近傍に絶縁材11を配し、この絶縁材よ
りも常温側は窒素ガスの寒冷を利用する構造としたこと
である。
【０００９】熱輻射シールドと絶縁材近傍の電流リード
導体部はサーマルアンカーをとり、絶縁材近傍からヘリ
ウムガスを外部へ排出する。よって、導体部周辺のヘリ
ウムガスは窒素温度以下となる。
導体部はサーマルアンカーをとり、絶縁材近傍からヘリ
ウムガスを外部へ排出する。よって、導体部周辺のヘリ
ウムガスは窒素温度以下となる。
【００１０】一方、窒素ガスは熱輻射シールドを冷却す
るためにシールドの外周に巻回された窒素予冷管12から
供給し、電流リードの常温側を冷却して上方のガス排出
口から排出する。窒素ガスの絶縁特性は大気とほぼ同等
であり温度依存性が小さいため、電流リード部の絶縁特
性上（言い換えれば超電導磁石の耐電圧上）、最も厳し
いのはヘリウムガスの温度が最も高い絶縁材近傍とな
る。
るためにシールドの外周に巻回された窒素予冷管12から
供給し、電流リードの常温側を冷却して上方のガス排出
口から排出する。窒素ガスの絶縁特性は大気とほぼ同等
であり温度依存性が小さいため、電流リード部の絶縁特
性上（言い換えれば超電導磁石の耐電圧上）、最も厳し
いのはヘリウムガスの温度が最も高い絶縁材近傍とな
る。
【００１１】図２から判るように窒素温度（77Ｋ）にお
けるヘリウムガスの絶縁特性は常温（約300 Ｋ）の場合
に比べて高くなるため、超電導磁石の耐電圧を向上させ
ることができる。
けるヘリウムガスの絶縁特性は常温（約300 Ｋ）の場合
に比べて高くなるため、超電導磁石の耐電圧を向上させ
ることができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、電流リードを冷却する
ヘリウムガスは窒素温度以下の部分にしか存在しないた
め、絶縁特性の劣化が少なくマグネットの耐電圧が高い
超電導磁石を提供することができる。
ヘリウムガスは窒素温度以下の部分にしか存在しないた
め、絶縁特性の劣化が少なくマグネットの耐電圧が高い
超電導磁石を提供することができる。
【図１】本発明の実施例の超電導磁石の電流リード部を
示す断面図
示す断面図
【図２】ヘリウムガスの絶縁破壊電圧の温度依存性を示
す図
す図
【図３】従来の超電導磁石の電流リード部を示す断面図
１…電流リード導体 ２…常温側電源端子 ３…真空容器 ４…熱輻射シールド ５…ヘリウム容器 ６…液体ヘリウム ７…超電導コイル 11…絶縁材 12…窒素予冷管
Claims (3)
- 【請求項１】 超電導コイルと、この超電導コイルに電
流を供給する電流リードと、この電流リードを冷却する
ための冷媒流路に絶縁材による仕切板を備えたことを特
徴とする超電導磁石。 - 【請求項２】 電流リードの常温側を窒素ガスで冷却
し、低温側をヘリウムガスで冷却することを特徴とする
請求項１記載の超電導磁石。 - 【請求項３】 窒素ガスは、熱輻射シールドを冷却する
ためのガスを利用することを特徴とする請求項１記載の
超電導磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5321961A JPH07176425A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 超電導磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5321961A JPH07176425A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 超電導磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176425A true JPH07176425A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18138366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5321961A Pending JPH07176425A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 超電導磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07176425A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5959062B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2016-08-02 | 学校法人中部大学 | 電流リード装置 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP5321961A patent/JPH07176425A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5959062B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2016-08-02 | 学校法人中部大学 | 電流リード装置 |
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