JPH07272921A - 超電導装置用電流リード - Google Patents
超電導装置用電流リードInfo
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- JPH07272921A JPH07272921A JP6064287A JP6428794A JPH07272921A JP H07272921 A JPH07272921 A JP H07272921A JP 6064287 A JP6064287 A JP 6064287A JP 6428794 A JP6428794 A JP 6428794A JP H07272921 A JPH07272921 A JP H07272921A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】常電導導体と酸化物超電導導体とを接続してな
る電流リードにおいて、低温部分の導体の所要断面積が
小さく、小型化された電流リードを得る。 【構成】一端に常温端子１を付設し、複数の常電導導体
１１を外筒１２の内部に収納してなる常温側リード２
と、一端に低温端子３を付設し、酸化物超電導導体を外
筒１３の内部に収納してなる低温側リードを、中間接続
片１５を介して電気的に接続してなる電流リードにおい
て、酸化物超電導導体を、低磁界側に配置した棒状のビ
スマス系２２２３酸化物超電導体部２４と、高磁界側に
配置した棒状のビスマス系２２１２酸化物超電導体部３
４と、これらを電気的に接続する低温部接続片２５とか
ら構成する。これらの酸化物超電導導体、および常電導
導体１１は、Ｈｅガス入口９より導入し、Ｈｅガス出口
１０から排出する低温のヘリウムガスで冷却する。
る電流リードにおいて、低温部分の導体の所要断面積が
小さく、小型化された電流リードを得る。 【構成】一端に常温端子１を付設し、複数の常電導導体
１１を外筒１２の内部に収納してなる常温側リード２
と、一端に低温端子３を付設し、酸化物超電導導体を外
筒１３の内部に収納してなる低温側リードを、中間接続
片１５を介して電気的に接続してなる電流リードにおい
て、酸化物超電導導体を、低磁界側に配置した棒状のビ
スマス系２２２３酸化物超電導体部２４と、高磁界側に
配置した棒状のビスマス系２２１２酸化物超電導体部３
４と、これらを電気的に接続する低温部接続片２５とか
ら構成する。これらの酸化物超電導導体、および常電導
導体１１は、Ｈｅガス入口９より導入し、Ｈｅガス出口
１０から排出する低温のヘリウムガスで冷却する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気浮上列車、磁気
共鳴画像診断装置等の超電導装置において、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励磁電流
を通電する超電導装置用電流リードに関する。
共鳴画像診断装置等の超電導装置において、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励磁電流
を通電する超電導装置用電流リードに関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導装置の超電導コイルは、液体ヘリ
ウム等の極低温冷媒により冷却されることによって超電
導状態を保持するので、通常、極低温の窒素を用いた輻
射シールドや多層断熱層を備えた真空断熱容器中に、液
体ヘリウムに浸漬した状態で収納される。
ウム等の極低温冷媒により冷却されることによって超電
導状態を保持するので、通常、極低温の窒素を用いた輻
射シールドや多層断熱層を備えた真空断熱容器中に、液
体ヘリウムに浸漬した状態で収納される。
【０００３】この超電導コイルを励磁するためには、真
空断熱容器に電流リードを組み込み、外部電源と接続し
て励磁電流を通電する必要がある。このとき電流リード
は常温部と極低温部とを連結することとなるので、この
電流リードを介して極低温側へ侵入する熱が多いと高価
な液体ヘリウムが多量に気化してしまうこととなる。し
たがって、電流リードは、自身による侵入熱で気化した
低温のヘリウムガスを有効に利用して自己冷却させ、常
温側からの侵入熱、および通電に伴うジュール熱が極低
温部へ侵入するのを極力抑制するように配慮し、構成さ
れている。常温側からの侵入熱を抑えるには、電流リー
ドの導体の断面積を小さくすることが有効であるが、導
体の断面積を小さくすると電流リードの電気抵抗が高く
なるのでジュール熱は大きくなる。したがって、冷却効
果を勘案し、これらのバランスのとれた構成とすること
が重要である。
空断熱容器に電流リードを組み込み、外部電源と接続し
て励磁電流を通電する必要がある。このとき電流リード
は常温部と極低温部とを連結することとなるので、この
電流リードを介して極低温側へ侵入する熱が多いと高価
な液体ヘリウムが多量に気化してしまうこととなる。し
たがって、電流リードは、自身による侵入熱で気化した
低温のヘリウムガスを有効に利用して自己冷却させ、常
温側からの侵入熱、および通電に伴うジュール熱が極低
温部へ侵入するのを極力抑制するように配慮し、構成さ
れている。常温側からの侵入熱を抑えるには、電流リー
ドの導体の断面積を小さくすることが有効であるが、導
体の断面積を小さくすると電流リードの電気抵抗が高く
なるのでジュール熱は大きくなる。したがって、冷却効
果を勘案し、これらのバランスのとれた構成とすること
が重要である。
【０００４】電流リードの導体には、一般に、銅、ある
いは銅合金等の良導電性の金属が使用されてきたが、酸
化物超電導体が発見されるとともに、その極めて高い臨
界温度（超電導状態を保持できる上限温度）を有効に活
用すれば低温部分でのジュール熱が皆無となること、ま
た熱伝導率が銅の約 1/100と小さく侵入熱が抑制できる
ことが期待され、酸化物超電導体を用いた電流リードが
開発されている。
いは銅合金等の良導電性の金属が使用されてきたが、酸
化物超電導体が発見されるとともに、その極めて高い臨
界温度（超電導状態を保持できる上限温度）を有効に活
用すれば低温部分でのジュール熱が皆無となること、ま
た熱伝導率が銅の約 1/100と小さく侵入熱が抑制できる
ことが期待され、酸化物超電導体を用いた電流リードが
開発されている。
【０００５】図４は、超電導コイルに接続された従来の
電流リードを簡略化して示した基本構成図である。図に
おいて、電流リードは、一端に常温端子１を組み込んだ
常温側リード２と、一端に低温端子３を組み込んだ低温
側リード４とからなり、取付フランジ７によって真空断
熱容器８に結合されている。常温端子１には、図示しな
い外部電源からの接続導体が接続され、低温端子３に
は、真空断熱容器８の内部に収納され、液体ヘリウムに
浸漬、冷却される超電導コイル５が、低温接続導体６を
介して接続されている。液体ヘリウムが侵入熱により蒸
発して生じた低温のヘリウムガスは、低温端子３に設け
られているヘリウムガス入口９より低温側リード４の内
部へと導かれ、常温側リード２の内部を通り、組み込ま
れた各導体を冷却したのち、ヘリウムガス出口１０より
外部へと排出されている。
電流リードを簡略化して示した基本構成図である。図に
おいて、電流リードは、一端に常温端子１を組み込んだ
常温側リード２と、一端に低温端子３を組み込んだ低温
側リード４とからなり、取付フランジ７によって真空断
熱容器８に結合されている。常温端子１には、図示しな
い外部電源からの接続導体が接続され、低温端子３に
は、真空断熱容器８の内部に収納され、液体ヘリウムに
浸漬、冷却される超電導コイル５が、低温接続導体６を
介して接続されている。液体ヘリウムが侵入熱により蒸
発して生じた低温のヘリウムガスは、低温端子３に設け
られているヘリウムガス入口９より低温側リード４の内
部へと導かれ、常温側リード２の内部を通り、組み込ま
れた各導体を冷却したのち、ヘリウムガス出口１０より
外部へと排出されている。
【０００６】図５は、図４の電流リードの常温側リード
２の横断面図である。円形断面をもつ多数本の常電導導
体１１を、円筒状の外筒中に組み込んで構成されてお
り、内部の残余の空隙は低温ヘリウムガスの流路となっ
ている。常電導導体１１は、銅、あるいは銅合金等の良
導電性導体により構成されるのが通常である。図６は、
図４の電流リードの低温側リード４の横断面図である。
一本の円形断面の酸化物超電導導体１４が外筒１３の内
部に収納されており、酸化物超電導導体１４の外周部に
低温ヘリウムガスを流して冷却する構成である。酸化物
超電導導体１４は、通常、臨界温度の高いＢｉ２２２３
（ Bi2Sr2Ca2Cu3Ox ) により構成される 図７は、図４の電流リードの低温側リード４の縦断面図
である。酸化物超電導導体１４の一端は、多数の常電導
導体１１が電気的に接続された中間接続片１５にはんだ
付け等により電気的、機械的に接続されており、他端は
低温端子３に、同様な方法により電気的、機械的に接続
されている。液体ヘリウムが蒸発して生じた低温のヘリ
ウムガスは、低温端子３に設けられたヘリウムガス入口
９より導入され、酸化物超電導導体１４を冷却して超電
導状態に保持するとともに、さらに、中間接続片１５に
設けられたガス流通孔１６を通して常温側リード２の内
部へと流れ、常電導導体１１を冷却する。
２の横断面図である。円形断面をもつ多数本の常電導導
体１１を、円筒状の外筒中に組み込んで構成されてお
り、内部の残余の空隙は低温ヘリウムガスの流路となっ
ている。常電導導体１１は、銅、あるいは銅合金等の良
導電性導体により構成されるのが通常である。図６は、
図４の電流リードの低温側リード４の横断面図である。
一本の円形断面の酸化物超電導導体１４が外筒１３の内
部に収納されており、酸化物超電導導体１４の外周部に
低温ヘリウムガスを流して冷却する構成である。酸化物
超電導導体１４は、通常、臨界温度の高いＢｉ２２２３
（ Bi2Sr2Ca2Cu3Ox ) により構成される 図７は、図４の電流リードの低温側リード４の縦断面図
である。酸化物超電導導体１４の一端は、多数の常電導
導体１１が電気的に接続された中間接続片１５にはんだ
付け等により電気的、機械的に接続されており、他端は
低温端子３に、同様な方法により電気的、機械的に接続
されている。液体ヘリウムが蒸発して生じた低温のヘリ
ウムガスは、低温端子３に設けられたヘリウムガス入口
９より導入され、酸化物超電導導体１４を冷却して超電
導状態に保持するとともに、さらに、中間接続片１５に
設けられたガス流通孔１６を通して常温側リード２の内
部へと流れ、常電導導体１１を冷却する。
【０００７】このように構成された電流リードにおいて
は、低温側リードに臨界温度、すなわち超電導状態を保
持できる上限温度の高い酸化物超電導体Ｂｉ２２２３材
を用い、蒸発した低温のヘリウムガスで冷却して、低温
側リードでのジュール発熱を皆無としているので、酸化
物超電導体を使用しない電流リードに比較して、低温部
分への熱侵入量、したがって、液体ヘリウムの蒸発量が
大幅に低減された電流リードとなっている。
は、低温側リードに臨界温度、すなわち超電導状態を保
持できる上限温度の高い酸化物超電導体Ｂｉ２２２３材
を用い、蒸発した低温のヘリウムガスで冷却して、低温
側リードでのジュール発熱を皆無としているので、酸化
物超電導体を使用しない電流リードに比較して、低温部
分への熱侵入量、したがって、液体ヘリウムの蒸発量が
大幅に低減された電流リードとなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに優れた特性をもつ超電導装置用電流リードにあって
も、低温側リードに用いている酸化物超電導体Ｂｉ２２
２３材の臨界電流密度、すなわち超電導状態での最大許
容電流密度は、磁界強度が上がると大幅に低下する。図
８は、酸化物超電導体Ｂｉ２２２３および同じく酸化物
超電導体のＢｉ２２１２（ Bi2Sr2Ca1Cu2Ox ) の温度 5
0 〔Ｋ〕、磁界強度 0.1〜１〔Ｔ〕における臨界電流密
度を、 70 〔Ｋ〕、０〔Ｔ〕における臨界電流密度に対
する比として示したものである。図に見られるように、
Ｂｉ２２２３においては、磁界強度0.2、0.4 〔Ｔ〕で
上記の臨界電流密度比は、0.3 〜0.4 に過ぎず、温度が
下がっているにもかかわらず、磁界が加わることにより
臨界電流密度が大幅に低下していることが判る。これに
対して、Ｂｉ２２１２では、１〔Ｔ〕においても上記の
臨界電流密度比は約５と大きく、温度の下降とともに臨
界電流密度が大幅に上昇し、かつ磁界が強くても臨界電
流密度の低下は少ない。
うに優れた特性をもつ超電導装置用電流リードにあって
も、低温側リードに用いている酸化物超電導体Ｂｉ２２
２３材の臨界電流密度、すなわち超電導状態での最大許
容電流密度は、磁界強度が上がると大幅に低下する。図
８は、酸化物超電導体Ｂｉ２２２３および同じく酸化物
超電導体のＢｉ２２１２（ Bi2Sr2Ca1Cu2Ox ) の温度 5
0 〔Ｋ〕、磁界強度 0.1〜１〔Ｔ〕における臨界電流密
度を、 70 〔Ｋ〕、０〔Ｔ〕における臨界電流密度に対
する比として示したものである。図に見られるように、
Ｂｉ２２２３においては、磁界強度0.2、0.4 〔Ｔ〕で
上記の臨界電流密度比は、0.3 〜0.4 に過ぎず、温度が
下がっているにもかかわらず、磁界が加わることにより
臨界電流密度が大幅に低下していることが判る。これに
対して、Ｂｉ２２１２では、１〔Ｔ〕においても上記の
臨界電流密度比は約５と大きく、温度の下降とともに臨
界電流密度が大幅に上昇し、かつ磁界が強くても臨界電
流密度の低下は少ない。
【０００９】したがって、酸化物超電導体Ｂｉ２２２３
を使用している従来の電流リードにおいては、電流リー
ドを接続している超電導コイルの発生磁界が強い場合、
あるいは電流リードが超電導コイルに近接して配置され
ている場合には、酸化物超電導体Ｂｉ２２２３の許容電
流密度が大幅に低下するので、所要断面積が大幅に増大
し、多数本の酸化物超電導導体を配することが必要とな
り、このため低温側リードが大型化して超電導装置の構
成に大幅な制約を与えてしまうという難点がある。
を使用している従来の電流リードにおいては、電流リー
ドを接続している超電導コイルの発生磁界が強い場合、
あるいは電流リードが超電導コイルに近接して配置され
ている場合には、酸化物超電導体Ｂｉ２２２３の許容電
流密度が大幅に低下するので、所要断面積が大幅に増大
し、多数本の酸化物超電導導体を配することが必要とな
り、このため低温側リードが大型化して超電導装置の構
成に大幅な制約を与えてしまうという難点がある。
【００１０】この発明の目的は、電流リードを接続して
いる超電導コイルの発生磁界が強い場合、あるいは電流
リードが超電導コイルに近接して配置されている場合に
あっても、大型化することなく、接続する超電導装置の
構成に対して制約の少ない超電導装置用電流リードを提
供することにある。
いる超電導コイルの発生磁界が強い場合、あるいは電流
リードが超電導コイルに近接して配置されている場合に
あっても、大型化することなく、接続する超電導装置の
構成に対して制約の少ない超電導装置用電流リードを提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、常温側に配した常電導導体
と、低温側に配した酸化物超電導体とを接続片を介して
接続してなり、低温のヘリウムガスを通流して酸化物超
電導体を超電導状態とする超電導装置用電流リードにお
いて、前記の酸化物超電導体を、低磁界側に配置した第
１の酸化物超電導体部と、高磁界側に配置した第２の酸
化物超電導体部と、これらを電気的に接続する良導電性
導体からなる低温接続片とから構成することとし、さら
に、第１の酸化物超電導体部を、例えばビスマス系２２
２３相酸化物超電導体を用いて構成し、第２の酸化物超
電導体部を、例えばビスマス系２２１２相酸化物超電導
体、あるいは銀シース型ビスマス系酸化物超電導体を用
いて構成するものとする。
めに、本発明においては、常温側に配した常電導導体
と、低温側に配した酸化物超電導体とを接続片を介して
接続してなり、低温のヘリウムガスを通流して酸化物超
電導体を超電導状態とする超電導装置用電流リードにお
いて、前記の酸化物超電導体を、低磁界側に配置した第
１の酸化物超電導体部と、高磁界側に配置した第２の酸
化物超電導体部と、これらを電気的に接続する良導電性
導体からなる低温接続片とから構成することとし、さら
に、第１の酸化物超電導体部を、例えばビスマス系２２
２３相酸化物超電導体を用いて構成し、第２の酸化物超
電導体部を、例えばビスマス系２２１２相酸化物超電導
体、あるいは銀シース型ビスマス系酸化物超電導体を用
いて構成するものとする。
【００１２】
【作用】常温側に配した常電導導体と、低温側に配した
酸化物超電導体とを接続してなる超電導装置用電流リー
ドの低温側の酸化物超電導体を、上記のように、低磁界
側、すなわち超電導コイルからの距離が隔たり、比較的
高温度の部分に配置された第１の酸化物超電導体部と、
高磁界側、すなわち超電導コイルに近く、温度の低い部
分に配置された第２の酸化物超電導体部と、これらを電
気的に接続する良導電性導体からなる低温接続片とから
構成することとすれば、第１、第２の酸化物超電導体部
を、それぞれの使用条件、すなわち、磁界強度、温度に
適合した酸化物超電導体を用いて構成することができ
る。
酸化物超電導体とを接続してなる超電導装置用電流リー
ドの低温側の酸化物超電導体を、上記のように、低磁界
側、すなわち超電導コイルからの距離が隔たり、比較的
高温度の部分に配置された第１の酸化物超電導体部と、
高磁界側、すなわち超電導コイルに近く、温度の低い部
分に配置された第２の酸化物超電導体部と、これらを電
気的に接続する良導電性導体からなる低温接続片とから
構成することとすれば、第１、第２の酸化物超電導体部
を、それぞれの使用条件、すなわち、磁界強度、温度に
適合した酸化物超電導体を用いて構成することができ
る。
【００１３】すでに、図８を用いて説明したように、従
来の電流リードで用いられている酸化物超電導体Ｂｉ２
２２３の臨界電流密度、すなわち超電導状態での最大許
容電流密度は、磁界が加わると大幅に低下する。これに
対して同じく酸化物超電導体のＢｉ２２１２において
は、磁界が加わっても臨界電流密度の低下は少ない。一
方、酸化物超電導体Ｂｉ２２２３は、Ｂｉ２２１２に比
べて臨界温度が高いので、印加磁界が微小であればＢｉ
２２１２より有利である。
来の電流リードで用いられている酸化物超電導体Ｂｉ２
２２３の臨界電流密度、すなわち超電導状態での最大許
容電流密度は、磁界が加わると大幅に低下する。これに
対して同じく酸化物超電導体のＢｉ２２１２において
は、磁界が加わっても臨界電流密度の低下は少ない。一
方、酸化物超電導体Ｂｉ２２２３は、Ｂｉ２２１２に比
べて臨界温度が高いので、印加磁界が微小であればＢｉ
２２１２より有利である。
【００１４】したがって、上記の電流リードにおいて、
第１の酸化物超電導体部をＢｉ２２２３を用いて構成
し、また第２の酸化物超電導体部をＢｉ２２１２を用い
て構成すれば、低磁界側、高磁界側とも臨界電流密度が
高くとれる。特に、超電導コイルに近接した高磁界側に
用いるＢｉ２２１２は、従来から使用されているＢｉ２
２２３に比べて磁界下での臨界電流密度が大幅に高くと
れるので、超電導コイルからの磁界の影響が強い場合に
あっても、従来のように多数本の棒状の酸化物超電導導
体を配する必要がなく、超電導装置の構成に制約を与え
ることのない簡潔な構成の電流リードを得ることができ
る。
第１の酸化物超電導体部をＢｉ２２２３を用いて構成
し、また第２の酸化物超電導体部をＢｉ２２１２を用い
て構成すれば、低磁界側、高磁界側とも臨界電流密度が
高くとれる。特に、超電導コイルに近接した高磁界側に
用いるＢｉ２２１２は、従来から使用されているＢｉ２
２２３に比べて磁界下での臨界電流密度が大幅に高くと
れるので、超電導コイルからの磁界の影響が強い場合に
あっても、従来のように多数本の棒状の酸化物超電導導
体を配する必要がなく、超電導装置の構成に制約を与え
ることのない簡潔な構成の電流リードを得ることができ
る。
【００１５】また、銀シース型ビスマス系酸化物超電導
体は、上記の棒状に一体化形成されたビスマス系酸化物
超電導体とは製作方法が基本的に異なり、臨界電流密度
が約１桁高い高臨界電流密度の酸化物超電導体である。
したがって、この銀シース型ビスマス系酸化物超電導体
を上記の第２の酸化物超電導体部に用いれば、磁界印加
条件下においても、Ｂｉ２２１２の場合は勿論のこと、
Ｂｉ２２２３であっても十分高い電流密度が得られるの
で、所要断面積が小さくてよく、小型で簡潔な電流リー
ドを得ることができる。
体は、上記の棒状に一体化形成されたビスマス系酸化物
超電導体とは製作方法が基本的に異なり、臨界電流密度
が約１桁高い高臨界電流密度の酸化物超電導体である。
したがって、この銀シース型ビスマス系酸化物超電導体
を上記の第２の酸化物超電導体部に用いれば、磁界印加
条件下においても、Ｂｉ２２１２の場合は勿論のこと、
Ｂｉ２２２３であっても十分高い電流密度が得られるの
で、所要断面積が小さくてよく、小型で簡潔な電流リー
ドを得ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の実施例を図にもとづいて説
明する。図１は、この発明による超電導装置用電流リー
ドの第１の実施例を示す要部縦断面図を含む平面図であ
る。本電流リードは、一端に常温端子１を付設し、良導
電性導体からなる複数本の常電導導体１１を外筒１２の
内部に収納してなる常温側リード２と、一端に低温端子
３を付設し、酸化物超電導導体を外筒１３の内部に収納
してなる低温側リードを、良導電性導体からなる中間接
続片１５を介して電気的に接続して構成されており、常
温端子１に外部電源への接続導体を接続し、低温端子３
に超電導コイルへの低温接続導体を接続して、超電導コ
イルへ通電される。低温側リードの酸化物超電導導体
は、低磁界側、すなわち高温度側に配置した棒状のビス
マス系２２２３酸化物超電導体部２４と、高磁界側、す
なわち低温度側に配置した棒状のビスマス系２２１２酸
化物超電導体部３４とを、良導電性導体からなる低温部
接続片２５を介して電気的に接続して構成されている。
明する。図１は、この発明による超電導装置用電流リー
ドの第１の実施例を示す要部縦断面図を含む平面図であ
る。本電流リードは、一端に常温端子１を付設し、良導
電性導体からなる複数本の常電導導体１１を外筒１２の
内部に収納してなる常温側リード２と、一端に低温端子
３を付設し、酸化物超電導導体を外筒１３の内部に収納
してなる低温側リードを、良導電性導体からなる中間接
続片１５を介して電気的に接続して構成されており、常
温端子１に外部電源への接続導体を接続し、低温端子３
に超電導コイルへの低温接続導体を接続して、超電導コ
イルへ通電される。低温側リードの酸化物超電導導体
は、低磁界側、すなわち高温度側に配置した棒状のビス
マス系２２２３酸化物超電導体部２４と、高磁界側、す
なわち低温度側に配置した棒状のビスマス系２２１２酸
化物超電導体部３４とを、良導電性導体からなる低温部
接続片２５を介して電気的に接続して構成されている。
【００１７】外部からの侵入熱によって液体ヘリウムが
蒸発して生じた低温のヘリウムガスは、低温端子３に設
けられたＨｅガス入口９より外筒１３の内部へと導か
れ、棒状のビスマス系２２１２酸化物超電導体部３４を
表面より冷却したのち、低温部接続片２５に設けられた
Ｈｅガス通流孔２６を通して高温度側へ移り、棒状のビ
スマス系２２２３酸化物超電導体部２４を表面より冷却
したのち、中間接続片１５に設けられたＨｅガス通流孔
１６を通して、常温側リード２の内部へと送られる。常
温側リードへ送られたヘリウムガスは、従来の電流リー
ドと同様に、複数の常電導導体１１を冷却したのち、Ｈ
ｅガス出口１０より外部へ排出される。
蒸発して生じた低温のヘリウムガスは、低温端子３に設
けられたＨｅガス入口９より外筒１３の内部へと導か
れ、棒状のビスマス系２２１２酸化物超電導体部３４を
表面より冷却したのち、低温部接続片２５に設けられた
Ｈｅガス通流孔２６を通して高温度側へ移り、棒状のビ
スマス系２２２３酸化物超電導体部２４を表面より冷却
したのち、中間接続片１５に設けられたＨｅガス通流孔
１６を通して、常温側リード２の内部へと送られる。常
温側リードへ送られたヘリウムガスは、従来の電流リー
ドと同様に、複数の常電導導体１１を冷却したのち、Ｈ
ｅガス出口１０より外部へ排出される。
【００１８】このように構成された電流リードにおいて
は、低温側リードをさらに高温度側と低温度側とに分割
し、高温度側の酸化物超電導導体として、臨界温度の高
いビスマス系２２２３酸化物超電導体を用いて温度変動
に対しての裕度を確保するとともに、低温度側、したが
って超電導コイルに近接し磁界強度が相対的に高い側の
酸化物超電導導体として、磁界印加状態においても臨界
電流の低下が少ないビスマス系２２１２酸化物超電導体
を用いているので、従来のビスマス系２２２３酸化物超
電導体のみからなる低温側リードの場合に比較して、低
温度側での臨界電流密度が増大し、そのため所要導体断
面積が減少し、小型化される。
は、低温側リードをさらに高温度側と低温度側とに分割
し、高温度側の酸化物超電導導体として、臨界温度の高
いビスマス系２２２３酸化物超電導体を用いて温度変動
に対しての裕度を確保するとともに、低温度側、したが
って超電導コイルに近接し磁界強度が相対的に高い側の
酸化物超電導導体として、磁界印加状態においても臨界
電流の低下が少ないビスマス系２２１２酸化物超電導体
を用いているので、従来のビスマス系２２２３酸化物超
電導体のみからなる低温側リードの場合に比較して、低
温度側での臨界電流密度が増大し、そのため所要導体断
面積が減少し、小型化される。
【００１９】図２、図３は、この発明による超電導装置
用電流リードの第２の実施例を示したもので、図２は要
部縦断面図を含む平面図、図３は図２に用いられている
銀シース型ビスマス系酸化物超電導体部の斜視図であ
る。第２の実施例の第１の実施例との相違点は、上記の
２分割された低温側リードのうち低温度側に配した酸化
物超電導体部の材料、構成にある。第１の実施例では、
棒状のビスマス系２２１２酸化物超電導体を用いたのに
対して、第２の実施例においては、銀シース型ビスマス
系酸化物超電導体部４４が用いられており、図３に見ら
れるように、繊維強化プラスチック等の絶縁物からなる
棒状のサポート４７とその両端部に配置した銅ブロック
４６、４８とに設けられた複数の溝中に、複数の平角線
状の銀シース型ビスマス系酸化物超電導導体４５を収
納、支持し、両端部を銅ブロックに電気的に接続して構
成されている。
用電流リードの第２の実施例を示したもので、図２は要
部縦断面図を含む平面図、図３は図２に用いられている
銀シース型ビスマス系酸化物超電導体部の斜視図であ
る。第２の実施例の第１の実施例との相違点は、上記の
２分割された低温側リードのうち低温度側に配した酸化
物超電導体部の材料、構成にある。第１の実施例では、
棒状のビスマス系２２１２酸化物超電導体を用いたのに
対して、第２の実施例においては、銀シース型ビスマス
系酸化物超電導体部４４が用いられており、図３に見ら
れるように、繊維強化プラスチック等の絶縁物からなる
棒状のサポート４７とその両端部に配置した銅ブロック
４６、４８とに設けられた複数の溝中に、複数の平角線
状の銀シース型ビスマス系酸化物超電導導体４５を収
納、支持し、両端部を銅ブロックに電気的に接続して構
成されている。
【００２０】この構成においても、使用されている銀シ
ース型ビスマス系酸化物超電導導体は、棒状に成形した
ビスマス系酸化物超電導体に比較して臨界電流密度が約
１桁高いので、磁界が印加された条件下においても、Ｂ
ｉ２２１２の場合は勿論のこと、Ｂｉ２２２３の場合に
おいても十分高い臨界電流密度をとることができるの
で、所要導体断面積が小さくてよく、小型化した電流リ
ードとなる。
ース型ビスマス系酸化物超電導導体は、棒状に成形した
ビスマス系酸化物超電導体に比較して臨界電流密度が約
１桁高いので、磁界が印加された条件下においても、Ｂ
ｉ２２１２の場合は勿論のこと、Ｂｉ２２２３の場合に
おいても十分高い臨界電流密度をとることができるの
で、所要導体断面積が小さくてよく、小型化した電流リ
ードとなる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、常温側に配した常電導
導体と低温側に配した酸化物超電導体とを接続片を介し
て接続してなり、低温のヘリウムガスを通流して酸化物
超電導体を超電導状態とする超電導装置用電流リードに
おいて、前記の酸化物超電導体を、低磁界側、すなわち
高温度側に配置した第１の酸化物超電導体部と、高磁界
側、すなわち低温度側に配置した第２の酸化物超電導体
部と、これらを接続する低温接続片とから構成すること
とし、さらに、第１の酸化物超電導体部を、例えばビス
マス系２２２３酸化物超電導体を用いて構成し、第２の
酸化物超電導体部を、例えばビスマス系２２１２酸化物
超電導体、あるいは銀シース型ビスマス系酸化物超電導
体を用いて構成するものとすることによって、低磁界
側、すなわち高温度側における温度変動に対する裕度を
保ちつつ、高磁界側、すなわち低温度側の酸化物超電導
体部の臨界電流密度を増大させ、所要導体断面積を減少
させることができるので、従来に比べて所要空間を小さ
く抑えた小型化された超電導装置用電流リードを得るこ
とができる。
導体と低温側に配した酸化物超電導体とを接続片を介し
て接続してなり、低温のヘリウムガスを通流して酸化物
超電導体を超電導状態とする超電導装置用電流リードに
おいて、前記の酸化物超電導体を、低磁界側、すなわち
高温度側に配置した第１の酸化物超電導体部と、高磁界
側、すなわち低温度側に配置した第２の酸化物超電導体
部と、これらを接続する低温接続片とから構成すること
とし、さらに、第１の酸化物超電導体部を、例えばビス
マス系２２２３酸化物超電導体を用いて構成し、第２の
酸化物超電導体部を、例えばビスマス系２２１２酸化物
超電導体、あるいは銀シース型ビスマス系酸化物超電導
体を用いて構成するものとすることによって、低磁界
側、すなわち高温度側における温度変動に対する裕度を
保ちつつ、高磁界側、すなわち低温度側の酸化物超電導
体部の臨界電流密度を増大させ、所要導体断面積を減少
させることができるので、従来に比べて所要空間を小さ
く抑えた小型化された超電導装置用電流リードを得るこ
とができる。
【図１】この発明による超電導装置用電流リードの第１
の実施例を示す要部縦断面図を含む平面図
の実施例を示す要部縦断面図を含む平面図
【図２】この発明による超電導装置用電流リードの第２
の実施例を示す要部縦断面図を含む平面図
の実施例を示す要部縦断面図を含む平面図
【図３】この発明による超電導装置用電流リードの第２
の実施例に用いられる銀シース型ビスマス系酸化物超電
導体部の斜視図。
の実施例に用いられる銀シース型ビスマス系酸化物超電
導体部の斜視図。
【図４】超電導コイルに接続された従来の電流リードを
簡略化して示した基本構成図
簡略化して示した基本構成図
【図５】図４に示した従来の電流リードの常温側リード
の横断面図
の横断面図
【図６】図４に示した従来の電流リードの低温側リード
の横断面図
の横断面図
【図７】図４に示した従来の電流リードの低温側リード
の縦断面図
の縦断面図
【図８】酸化物超電導体Ｂｉ２２２３材およびＢｉ２２
１２材の臨界電流密度特性図
１２材の臨界電流密度特性図
１ 常温端子 ２ 常温側リード ３ 低温端子 ９ Ｈｅガス入口 １０ Ｈｅガス出口 １１ 常電導導体 １２ 外筒 １３ 外筒 １５ 中間接続片 １６ Ｈｅガス通流孔 ２４ ビスマス系２２２３酸化物超電導体部 ２５ 低温部接続片 ２６ Ｈｅガス通流孔 ３４ ビスマス系２２１２酸化物超電導体部 ４４ 銀シース型ビスマス系酸化物超電導体部 ４５ 銀シース型ビスマス系酸化物超電導体 ４６ 銅ブロック ４７ サポート ４８ 銅ブロック
Claims (5)
- 【請求項１】真空断熱容器内に充填された液体ヘリウム
に浸漬された超電導コイルに外部電源からの励磁電流を
通電する電流リードであって、常温側に配した常電導導
体と低温側に配した酸化物超電導体とを接続片を介して
電気的に接続してなり、低温のヘリウムガスを通流して
酸化物超電導体を超電導状態とする電流リードにおい
て、前記酸化物超電導体が、低磁界側に配置された第１
の酸化物超電導体部と高磁界側に配置された第２の酸化
物超電導体部からなり、これらが低温接続片を介して電
気的に接続されていることを特徴とする超電導装置用電
流リード。 - 【請求項２】請求項１記載の超電導装置用電流リードに
おいて、第１の酸化物超電導体部が、ビスマス系２２２
３相酸化物超電導体を用いてなることを特徴とする超電
導装置用電流リード。 - 【請求項３】請求項１または２記載の超電導装置用電流
リードにおいて、第２の酸化物超電導体部が、ビスマス
系２２１２相酸化物超電導体を用いてなることを特徴と
する超電導装置用電流リード。 - 【請求項４】請求項１または２記載の超電導装置用電流
リードにおいて、第２の酸化物超電導体部が、銀シース
型ビスマス系酸化物超電導体を用いてなることを特徴と
する超電導装置用電流リード。 - 【請求項５】請求項４記載の超電導装置用電流リードに
おいて、ビスマス系銀シース型酸化物超電導体が、両端
に銅材からなる接続ブロックを配した絶縁物からなる支
持材の表面に複数本配置され、前記接続ブロックに電気
的に接続されていることを特徴とする超電導装置用電流
リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6064287A JPH07272921A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 超電導装置用電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6064287A JPH07272921A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 超電導装置用電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272921A true JPH07272921A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13253876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6064287A Pending JPH07272921A (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 超電導装置用電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07272921A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153825A (en) * | 1996-12-27 | 2000-11-28 | Japan Atomic Energy Research Institute | Superconducting current lead |
-
1994
- 1994-04-01 JP JP6064287A patent/JPH07272921A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153825A (en) * | 1996-12-27 | 2000-11-28 | Japan Atomic Energy Research Institute | Superconducting current lead |
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