JPH07297455A - Current lead for superconducting equipment - Google Patents
Current lead for superconducting equipmentInfo
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- JPH07297455A JPH07297455A JP6104385A JP10438594A JPH07297455A JP H07297455 A JPH07297455 A JP H07297455A JP 6104385 A JP6104385 A JP 6104385A JP 10438594 A JP10438594 A JP 10438594A JP H07297455 A JPH07297455 A JP H07297455A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は超電導機器用電流リード
にかかるもので、とくにクライオスタット容器などの断
熱容器内で極低温に保持された超電導コイル装置などの
超電導機器に外部電源装置から電流を供給するための超
電導機器用電流リードに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current lead for a superconducting device, and in particular, supplies an electric current from an external power supply device to a superconducting device such as a superconducting coil device which is kept at a cryogenic temperature in a heat insulating container such as a cryostat container. The present invention relates to a current lead for superconducting equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、常温環境下に置かれた励磁用
電源(外部電源装置)から、クライオスタット容器内の
液化ヘリウム(液体ヘリウム)中に浸責冷却された超電
導機器へ電流を供給するための手段として、各種の電流
リードを用いている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to supply an electric current from an exciting power source (external power source device) placed in a room temperature environment to superconducting equipment that is cooled by immersion in liquefied helium (liquid helium) in a cryostat container. As the means, various current leads are used.
【0003】超電導機器においては、外部からの熱伝導
や輻射、および電流リードからの侵入熱により高価な液
体ヘリウムが蒸発してしまうという問題がある。通常の
超電導機器においては、電流リードからの侵入熱が侵入
熱全体の大半を占めていることは周知の通りである。In a superconducting device, there is a problem that expensive liquid helium evaporates due to heat conduction and radiation from the outside and heat entering from the current leads. It is well known that, in a normal superconducting device, the intrusion heat from the current lead occupies most of the intrusion heat.
【0004】当該電流リードとしては、各種の材料から
これを選択することが可能であるが、まず銅材料を用い
た従来の電流リードを図5にもとづき概説する。図5
は、従来の銅製電流リードを用いた超電導機器たとえば
超電導コイル装置1の概略断面図であって、超電導コイ
ル装置1は、超電導コイル2と、液体ヘリウム容器であ
るコイル容器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、断熱真空容器としたクライオス
タット容器5と、銅材からなるガス冷却型の電流リード
6と、外部電源装置7と、電源側接続線8と、電流リー
ド6を被覆している蒸発管9とを有する。The current lead can be selected from various materials. First, a conventional current lead using a copper material will be outlined with reference to FIG. Figure 5
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional superconducting device using a copper current lead, for example, a superconducting coil device 1. The superconducting coil device 1 includes a superconducting coil 2, a coil container 3 which is a liquid helium container, and the coil container 3. A coolant 4 (for example, liquid helium), a cryostat container 5 that is an adiabatic vacuum container, a gas-cooled current lead 6 made of a copper material, an external power supply device 7, a power supply side connecting wire 8, and a current lead 6 And an evaporation pipe 9 covering the same.
【0005】上記電流リード6および電源側接続線8に
より、超電導コイル2を外部電源装置7に電気的に接続
するものであるが、超電導コイル側端子10から常温側
端子11に向かって蒸発上昇するヘリウムガス12によ
り電流リード6を冷却し、外部からの侵入熱および通電
時のジュール熱がこの電流リード6を介してコイル容器
3内に侵入することを抑制しようとしている。Although the superconducting coil 2 is electrically connected to the external power supply device 7 by the current lead 6 and the power source side connecting wire 8, the superconducting coil 2 evaporates and rises from the superconducting coil side terminal 10 to the room temperature side terminal 11. The current lead 6 is cooled by the helium gas 12 to suppress the invasion heat from the outside and the Joule heat at the time of energization from entering the coil container 3 through the current lead 6.
【0006】しかしながら、上述のように、超電導コイ
ル2部分への侵入熱の大半は電流リード6の部分におけ
る侵入熱であって、この電流リード6では液体ヘリウム
4の消耗が激しいとともに、この侵入熱を低減すること
は困難である。However, as described above, most of the heat entering the superconducting coil 2 portion is the heat entering the current lead 6, and in this current lead 6, the liquid helium 4 is heavily consumed and the heat entering the superconducting coil 2 is large. Is difficult to reduce.
【0007】しかして、当該電流リード6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。たとえば、液
化窒素(液体窒素)温度(77K)以上の臨界温度を有
する高温超電導材料を用いて電流リードを構成する方法
が考えられている。なお、酸化物高温超電導体として
は、ビスマス(Bi)系、イットリウム(Y)系、タリ
ウム(Tl)系、ランタン(La)系、BPBO系など
のものがある。However, the whole or a part of the current lead 6 is made of a high temperature superconductor having a low thermal conductivity, for example, an oxide high temperature superconductor, so that the amount of heat penetration from the outside through this portion, and The amount of Joule heat generated in the same portion can be suppressed low. For example, a method of forming a current lead by using a high temperature superconducting material having a critical temperature of liquefied nitrogen (liquid nitrogen) temperature (77K) or higher has been considered. The oxide high-temperature superconductors include bismuth (Bi) based, yttrium (Y) based, thallium (Tl) based, lanthanum (La) based, and BPBO based.
【0008】図6は、こうした液体窒素温度(77K)
以上の臨界温度を有する高温超電導材料を採用した電流
リードを用いた他の超電導コイル装置13の概略断面図
である。超電導コイル装置13は、図5にもとづいて概
説した銅材からなるガス冷却型の電流リード6およびこ
の電流リード6を被覆している蒸発管9に代えて、銅材
などによる金属製電流リード本体14およびこの金属製
電流リード本体14に中間接続部15において接続して
いる高温超電導体電流リード本体16から構成した電流
リード17と、窒素ガス蒸発管18と、ステンレスなど
から構成するとともに液体窒素19を収容した液体窒素
容器20と、ヘリウムガス蒸発管21と、を設けてあ
る。FIG. 6 shows such a liquid nitrogen temperature (77K).
It is a schematic sectional drawing of the other superconducting coil apparatus 13 using the current lead which adopted the high temperature superconducting material which has the above critical temperature. The superconducting coil device 13 includes a metal current lead body made of a copper material or the like instead of the gas cooling type current lead 6 made of a copper material and the evaporation pipe 9 covering the current lead 6 as outlined based on FIG. 14 and a current lead 17 composed of a high-temperature superconductor current lead body 16 connected to the metal current lead body 14 at an intermediate connection portion 15, a nitrogen gas evaporation pipe 18, and stainless steel and the like, and liquid nitrogen 19 A liquid nitrogen container 20 accommodating the above and a helium gas evaporation pipe 21 are provided.
【0009】すなわち、常温側端子11から液体窒素容
器20までのリード部分には金属製電流リード本体14
を採用し、液体窒素容器20から超電導コイル側端子1
0までのリード部分には高温超電導体電流リード本体1
6を採用している。That is, in the lead portion from the room temperature side terminal 11 to the liquid nitrogen container 20, the metal current lead body 14 is provided.
, The liquid nitrogen container 20 to the superconducting coil side terminal 1
High-temperature superconductor current lead body 1 for the lead portion up to 0
6 is adopted.
【0010】こうした構成の超電導コイル装置13にお
いては、高温超電導体電流リード本体16の部分はヘリ
ウムガス12により冷却されるとともに、中間接続部1
5側の端部が液体窒素19により温度77Kに保たれる
ので、高温超電導体電流リード本体16は超電導状態に
維持されてこの高温超電導体電流リード本体16の部分
においてはジュール熱は発生しない。In the superconducting coil device 13 having such a structure, the portion of the high temperature superconductor current lead body 16 is cooled by the helium gas 12 and the intermediate connecting portion 1 is used.
Since the end on the fifth side is kept at a temperature of 77 K by the liquid nitrogen 19, the high temperature superconductor current lead body 16 is maintained in a superconducting state, and Joule heat is not generated in this high temperature superconductor current lead body 16.
【0011】また、金属製電流リード本体14の部分
は、中間接続部15から常温側端子11に向かって蒸発
上昇する窒素ガス22により冷却され、外部からの侵入
熱および通電時のジュール熱がこの銅材による金属製電
流リード本体14を介して高温超電導体電流リード本体
16さらにはコイル容器3内に侵入することを抑制しよ
うとしている。The portion of the metal current lead body 14 is cooled by the nitrogen gas 22 which evaporates and rises from the intermediate connection portion 15 toward the room temperature side terminal 11, so that the intrusion heat from the outside and the Joule heat at the time of energization are generated. It is intended to suppress the intrusion of the high-temperature superconductor current lead body 16 and the coil container 3 through the metal current lead body 14 made of a copper material.
【0012】したがって、金属製電流リード本体14、
中間接続部15および高温超電導体電流リード本体16
の電流リード17からコイル容器3内に侵入する熱は熱
伝導分のみとなる。Therefore, the metal current lead body 14,
Intermediate connection portion 15 and high temperature superconductor current lead body 16
The heat penetrating from the current lead 17 into the coil container 3 is only the heat conduction component.
【0013】一方、高温超電導体電流リード本体16は
セラミックス製のものが多く、したがって、その熱伝導
率は銅材などと比較してきわめて小さいもので、金属製
電流リード本体14、中間接続部15および高温超電導
体電流リード本体16の電流リード17からコイル容器
3への侵入熱は、図5のように銅材を用いたガス冷却型
の電流リード6の場合に比較してきわめて小さくなる。On the other hand, the high-temperature superconductor current lead body 16 is often made of ceramics, and therefore its thermal conductivity is extremely small as compared with a copper material or the like, and the metal current lead body 14 and the intermediate connection portion 15 are made. Also, the heat penetrating from the current lead 17 of the high-temperature superconductor current lead body 16 to the coil container 3 is extremely small as compared with the case of the gas cooling type current lead 6 using a copper material as shown in FIG.
【0014】しかしながら、こうした構成の電流リード
17によっても依然として、コイル容器3から蒸発して
くるヘリウムガス12と、液体窒素容器20内に充満し
た液体窒素19と、その窒素ガス22とによって電流リ
ード17を冷却しているので、液体ヘリウム4および液
体窒素19という冷媒の煩雑な補給は避けられないとと
もに、複雑な構造となることも避けられない。However, even with the current lead 17 having such a configuration, the current lead 17 is still caused by the helium gas 12 vaporized from the coil container 3, the liquid nitrogen 19 filled in the liquid nitrogen container 20, and the nitrogen gas 22. Since it is cooled, complicated replenishment of the liquid helium 4 and liquid nitrogen 19 refrigerant is inevitable, and a complicated structure is inevitable.
【0015】とくに電流リード17の中間部に設ける液
体窒素容器20は、クライオスタット容器5およびヘリ
ウムガス12流路などに対して真空気密を保った圧力容
器とする必要があるので、配管などの装置構造の複雑
化、および品質試験などの煩雑化を避けることができな
い等の問題がある。In particular, the liquid nitrogen container 20 provided in the middle of the current lead 17 is required to be a pressure container that is kept vacuum-tight with respect to the cryostat container 5 and the helium gas 12 flow path, and therefore the device structure such as piping is used. However, there is a problem in that it is inevitable to avoid complication of the above and complicatedness of quality tests.
【0016】さらに、こうした構成の電流リード17の
長さは高温超電導体材料を用いない場合と比較しても特
別小さくなるものではないため、超電導コイル2を含む
超電導コイル装置13全体の高さは電流リード17の分
だけ高くなってしまい、その設置場所などに制約がある
という問題がある。Further, since the length of the current lead 17 having such a structure is not particularly small as compared with the case where the high temperature superconductor material is not used, the height of the entire superconducting coil device 13 including the superconducting coil 2 is set. There is a problem that the current lead 17 becomes higher by the amount corresponding to the current lead 17 and there is a restriction on the installation location and the like.
【0017】上述のような諸問題を解消する方法とし
て、本出願人が提案した電流リード装置(「超電導装
置」、特願平5−76170号)について図7にもとづ
き概説する。図7は、超電導コイル装置30の断面図で
あり、超電導コイル装置30は、クライオスタット容器
31と、このクライオスタット容器31に収容した冷媒
4と、真空容器32と、多段冷却ステージ式の小型冷凍
機たとえばGM冷凍機(ギフォード・マクマフォン冷凍
機)33と、を有する。As a method for solving the above-mentioned problems, a current lead device ("superconducting device", Japanese Patent Application No. 5-76170) proposed by the present applicant will be outlined with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the superconducting coil device 30. The superconducting coil device 30 includes a cryostat container 31, a refrigerant 4 contained in the cryostat container 31, a vacuum container 32, and a multistage cooling stage type small refrigerator, for example. And a GM refrigerator (Gifford McMahon refrigerator) 33.
【0018】外部電源装置7を、電源側接続線8および
常温側端子11から、銅材などによる金属製電流リード
本体34、高温超電導体電流リード本体35、超電導コ
イル側端子36、および超電導線材37を介して超電導
コイル2に接続してある。In the external power supply device 7, the power supply side connecting wire 8 and the room temperature side terminal 11 are connected to a metal current lead body 34 made of a copper material, a high temperature superconductor current lead body 35, a superconducting coil side terminal 36, and a superconducting wire material 37. It is connected to the superconducting coil 2 via.
【0019】GM冷凍機33は、これを真空容器32の
頭部の蓋部材38に固定し、その第一段冷却ステージ3
3Aを第1のセラミックス板39を介して電気的絶縁を
保ったまま金属製電流リード本体34に熱的に接続させ
てこれを冷却する。The GM refrigerator 33 is fixed to the lid member 38 on the head of the vacuum container 32, and the first cooling stage 3 thereof is provided.
3A is thermally connected to the metallic current lead body 34 while maintaining electrical insulation via the first ceramics plate 39, and this is cooled.
【0020】GM冷凍機33の第二段冷却ステージ33
Bを第2のセラミックス板40を介して電気的絶縁を保
ったまま高温超電導体電流リード本体35に熱的に接続
させてこれを冷却する。第1のセラミックス板39およ
び第2のセラミックス板40は、たとえば窒化アルミニ
ウムなど、低温における熱伝導率が高く、かつ電気絶縁
性が良好な材料によりこれを構成する。The second cooling stage 33 of the GM refrigerator 33
B is thermally connected to the high-temperature superconductor current lead body 35 via the second ceramic plate 40 while maintaining electrical insulation, and this is cooled. The first ceramics plate 39 and the second ceramics plate 40 are made of a material such as aluminum nitride having a high thermal conductivity at a low temperature and a good electrical insulation property.
【0021】真空容器32、GM冷凍機33、金属製電
流リード本体34、高温超電導体電流リード本体35、
超電導コイル側端子36、第1のセラミックス板39お
よび第2のセラミックス板40により電流リード41を
構成してある。Vacuum container 32, GM refrigerator 33, metal current lead body 34, high temperature superconductor current lead body 35,
The superconducting coil side terminal 36, the first ceramic plate 39 and the second ceramic plate 40 constitute a current lead 41.
【0022】上記真空容器32は、その容器常温側端部
32Aを常温側端子11(温度約300K)に位置さ
せ、高温側容器中間部32BをGM冷凍機33の第一段
冷却ステージ33A(温度約70K)に熱的に接触さ
せ、かつ容器底部32CをGM冷凍機33の第二段冷却
ステージ33B(温度約4〜20K)に熱的に接触させ
てある。The vacuum container 32 has its room temperature side end 32A positioned at the room temperature side terminal 11 (temperature of about 300K) and the high temperature side container intermediate part 32B of the GM refrigerator 33 at the first cooling stage 33A (temperature). About 70 K) and the container bottom 32C is in thermal contact with the second cooling stage 33B of the GM refrigerator 33 (temperature about 4 to 20 K).
【0023】こうした構成の超電導コイル装置30にお
いては、高温超電導体電流リード本体35がGM冷凍機
33により冷却されるとともに、真空容器32内に納め
られている構造であるため、常温側端子11ないし容器
常温側端部32Aの温度は300K、高温側容器中間部
32Bの部分の温度は70K、容器底部32Cないし超
電導コイル側端子36の部分の温度が4〜20Kとな
り、図5の超電導コイル装置1および図6の超電導コイ
ル装置13に比較して、液体ヘリウム4への侵入熱が大
幅に低減される。In the superconducting coil device 30 having such a structure, the high temperature superconductor current lead body 35 is cooled by the GM refrigerator 33 and is housed in the vacuum container 32. The temperature of the container normal temperature side end portion 32A is 300K, the temperature of the high temperature side container intermediate portion 32B is 70K, the temperature of the container bottom portion 32C or the superconducting coil side terminal 36 is 4 to 20K, and the superconducting coil device 1 of FIG. And, compared with the superconducting coil device 13 of FIG. 6, the heat entering the liquid helium 4 is significantly reduced.
【0024】しかしながら、この形の超電導コイル装置
30にも以下に述べるような欠点や短所があることが分
かってきた。第一に、冷凍機に関する現状の技術では、
GM冷凍機33の第二段冷却ステージ33Bの温度が液
体ヘリウム4の温度(4.2K)レベルのときには冷却
能力が低く、図7にもとづき説明したような構成におけ
る侵入熱量のもとでは、第二段冷却ステージ33Bの温
度を実際に10K以下に冷却することは困難であると考
えられる。However, it has been found that the superconducting coil device 30 of this type also has the following drawbacks and disadvantages. First, with the current technology for refrigerators,
When the temperature of the second cooling stage 33B of the GM refrigerator 33 is at the temperature of the liquid helium 4 (4.2K) level, the cooling capacity is low, and when the amount of intruding heat in the configuration as described with reference to FIG. It is considered difficult to actually cool the temperature of the second cooling stage 33B to 10 K or less.
【0025】したがって、温度が10K以上の超電導コ
イル側端子36から液体ヘリウム4中の超電導コイル2
までの間を熱伝導率の高い超電導線材37によって接続
するような構成では、10K〜4Kまでの温度勾配のた
め、超電導コイル2への侵入熱を十分低い値とすること
は困難であるという問題がある。Therefore, the superconducting coil 2 in the liquid helium 4 is supplied from the superconducting coil side terminal 36 having a temperature of 10 K or more.
In the configuration in which the above are connected by the superconducting wire 37 having a high thermal conductivity, it is difficult to set the heat entering the superconducting coil 2 to a sufficiently low value due to the temperature gradient from 10K to 4K. There is.
【0026】第二に、真空容器32の容器常温側端部3
2AをGM冷凍機33の第一段冷却ステージ33Aに熱
的に接触させている点に問題がある。すなわちこの熱的
な接触構造は、室温部から真空容器32を通して侵入す
る熱を第一段冷却ステージ33Aで取り去って第二段冷
却ステージ33Bには伝えないようにするためのもので
あるが、このことが逆に第一段冷却ステージ33Aに対
して熱負荷が発生することになる。第一段冷却ステージ
33Aには、このほかに室温から電流を供給している金
属製電流リード本体34による熱負荷も加わる。Secondly, the end portion 3 of the vacuum container 32 on the room temperature side.
There is a problem in that 2A is in thermal contact with the first cooling stage 33A of the GM refrigerator 33. That is, this thermal contact structure is for removing the heat entering from the room temperature through the vacuum container 32 by the first cooling stage 33A and not transmitting it to the second cooling stage 33B. On the contrary, a heat load is generated on the first cooling stage 33A. In addition to this, a thermal load is also applied to the first cooling stage 33A by the metal current lead body 34 that supplies current from room temperature.
【0027】第一段冷却ステージ33Aにおける熱負荷
および冷凍能力の試算を行うと、温度70Kにおいて冷
凍能力60W(すなわち、温度が70Kになったとき第
一段冷却ステージ33Aにおいて60Wの熱を加えても
この温度70Kを維持することができる冷凍能力であ
り、無負荷の状態では温度40Kを維持することができ
る冷凍能力)に対して、通電容量500Aの金属製電流
リード本体34についてその一対からの侵入熱は約44
Wで、真空容器32からの侵入熱による熱負荷は約12
Wである。A trial calculation of the heat load and the refrigerating capacity in the first cooling stage 33A shows that the refrigerating capacity is 60W at a temperature of 70K (that is, 60W of heat is added in the first cooling stage 33A when the temperature reaches 70K). Also has a refrigerating capacity capable of maintaining this temperature of 70K, and a refrigerating capacity capable of maintaining a temperature of 40K in an unloaded state). Invasion heat is about 44
At W, the heat load due to the intrusion heat from the vacuum container 32 is about 12
W.
【0028】ここで電流容量を増加しようとした場合、
第一段冷却ステージ33Aにおいては、60−(44+
12)=4Wの余裕があるだけであるため、真空容器3
2からの侵入熱をなくし、その分の熱負荷を金属製電流
リード本体34に分配しなければ電流容量の増加を実現
することはできない。すなわち、この超電導コイル装置
30のような構成では、通電可能な電流容量を制限して
しまっているという問題が発生するのである。If the current capacity is to be increased,
In the first cooling stage 33A, 60- (44+
12) = vacuum container 3 because there is only a margin of 4W
The increase in current capacity cannot be realized unless the invasion heat from 2 is eliminated and the heat load corresponding to that is distributed to the metal current lead body 34. That is, in the structure such as the superconducting coil device 30, there is a problem that the current capacity that can be conducted is limited.
【0029】本出願人が提案した他の電流リード装置
(「高温超電導電流リード」、特願平5−299134
号)について図8にもとづき概説する。図8は、超電導
コイル装置50の断面図であり、その高温超電導体電流
リード51は、GM冷凍機33と、銅材などによる金属
製電流リード本体52と、中間接続部53と、高温超電
導体電流リード本体54と、低温側接続部55と、第一
段サーマルアンカー部材56と、第二段サーマルアンカ
ー部材57と、アンカー側超電導線材58と、酸化物超
電導体などによる超電導体電流リード59と、コイル側
超電導線材60と、これらを外周から被覆する断熱材容
器61と、からこれを構成する。Another current lead device proposed by the present applicant (“high temperature superconducting current lead”, Japanese Patent Application No. 5-299134).
No.) is outlined based on FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the superconducting coil device 50. The high-temperature superconductor current lead 51 includes a GM refrigerator 33, a metal current lead body 52 made of a copper material, an intermediate connecting portion 53, and a high-temperature superconductor. A current lead body 54, a low temperature side connection portion 55, a first stage thermal anchor member 56, a second stage thermal anchor member 57, an anchor side superconducting wire 58, and a superconductor current lead 59 made of an oxide superconductor or the like. The coil side superconducting wire 60 and the heat insulating material container 61 covering these from the outer circumference are configured.
【0030】断熱材容器61は、たとえば発泡スチロー
ル材などを採用し、その長さ方向(図中上下方向)にふ
たつ割りとして左右に分解可能とするとともに、その底
部には開口部62を形成し、内部空間63に蒸発ヘリウ
ムガス12が侵入可能とするが、この内部空間63内で
の対流は困難なようにしてある。The heat insulating material container 61 is made of, for example, styrofoam material, and can be disassembled into two parts in the length direction (vertical direction in the figure) so that it can be disassembled to the left and right, and an opening 62 is formed at the bottom thereof. The vaporized helium gas 12 can enter the internal space 63, but convection in the internal space 63 is made difficult.
【0031】断熱材容器61は、その底部をクライオス
タット容器21内の冷媒4の液面より下方に配置してあ
る。The bottom of the heat insulating material container 61 is arranged below the liquid level of the refrigerant 4 in the cryostat container 21.
【0032】こうした構成の超電導コイル装置50にお
いては、高温超電導体電流リード51により液体ヘリウ
ム4への侵入熱量を大幅に低減することができるが、G
M冷凍機33の第一段冷却ステージ33Aが内部空間6
3の充満ヘリウムガス12中にあるため、ヘリウムガス
12を介して室温部から熱が侵入してくるので、第一段
冷却ステージ33Aへの熱負荷が大きい。In the superconducting coil device 50 having such a structure, the amount of heat entering the liquid helium 4 can be greatly reduced by the high temperature superconductor current lead 51.
The first cooling stage 33A of the M refrigerator 33 has an internal space 6
Since it is in the filled helium gas 12 of No. 3, heat enters from the room temperature portion through the helium gas 12, so that the heat load on the first cooling stage 33A is large.
【0033】したがって、金属製電流リード本体52に
よる熱負荷を減少させる必要があり、図7に示した電流
リード41の場合と同様に、電流容量の増加が不可能と
なってしまうという問題がある。Therefore, it is necessary to reduce the heat load due to the metal current lead body 52, and as with the case of the current lead 41 shown in FIG. 7, it is impossible to increase the current capacity. .
【0034】また、超電導体電流リード59は機械的強
度が低いために、コイル側超電導線材60が接続されて
いるその端部に外力が加わると破損してしまう可能性が
あるという問題がある。Further, since the superconductor current lead 59 has a low mechanical strength, there is a problem that the coil side superconducting wire 60 may be damaged if an external force is applied to its end.
【0035】従来の電流リード6、17、41、51は
いずれも、超電導コイル2などの超電導機器を極低温に
維持するために、電流リード6、17、41、51およ
び真空容器32などを介した侵入熱を低減させることに
より液体ヘリウム4の消耗を効果的に抑制することが困
難であるという問題がある。All of the conventional current leads 6, 17, 41, 51 are provided with current leads 6, 17, 41, 51 and a vacuum container 32 in order to maintain the superconducting device such as the superconducting coil 2 at a cryogenic temperature. There is a problem that it is difficult to effectively suppress the consumption of the liquid helium 4 by reducing the penetration heat.
【0036】[0036]
【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、低温のガスや液体な
どによって冷却することなく、GM冷凍機など小型の冷
凍機を用いて単純な構造で、外部から極低温容器(クラ
イオスタット容器)内への侵入熱を大幅に低減し、高価
な液体ヘリウムなどの冷媒の蒸発量を削減することがで
きるようにした超電導機器用電流リードを提供すること
を課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is simple to use a small refrigerator such as a GM refrigerator without cooling with a low temperature gas or liquid. To provide a current lead for superconducting equipment that has a structure that can significantly reduce the heat entering from the outside into the cryogenic container (cryostat container) and reduce the evaporation amount of expensive refrigerant such as liquid helium. This is an issue.
【0037】[0037]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、GM
冷凍機の第二段冷却ステージのさらに低温側(超電導機
器側)に低温端子部を追加し、この低温端子部の温度を
4K付近とするように冷却可能とすることにより超電導
機器との間に温度勾配をできるだけ少なくするようにす
ることに着目したもので、クライオスタット容器内にお
いて冷媒に浸漬した超電導機器と、クライオスタット容
器の外部に配置した外部電源装置とを電気的に接続する
ための超電導機器用電流リードであって、上記超電導機
器と上記外部電源装置との間に配置した冷凍機と、上記
外部電源装置に接続するとともにこの冷凍機の第一段冷
却ステージに熱的に接触させた金属製電流リード本体
と、この金属製電流リード本体に直列に接続するととも
に上記冷凍機の第二段冷却ステージに熱的に接触させた
高温超電導体電流リード本体と、この高温超電導体電流
リード本体と上記超電導機器との間に直列に接続する超
電導機器側端子と、上記金属製電流リード本体および上
記高温超電導体電流リード本体、ならびに上記冷凍機の
少なくとも第一段冷却ステージおよび第二段冷却ステー
ジを覆うとともに上記クライオスタット容器内に設けた
真空容器と、を有するとともに、この真空容器の側壁の
低温側容器中間部を上記冷凍機の第二段冷却ステージに
熱的に接触させ、この低温側容器中間部より高温側の高
温側容器中間部は、これを上記冷凍機の第一段冷却ステ
ージに熱的に接触させずに容器非接触部とし、かつ上記
真空容器の容器底部は、これを上記超電導機器と同一温
度としたことを特徴とする超電導機器用電流リードであ
る。That is, the present invention provides a GM
By adding a low temperature terminal to the lower temperature side (superconducting device side) of the second cooling stage of the refrigerator, and allowing cooling so that the temperature of this low temperature terminal is around 4K, it is possible to connect it to the superconducting device. Focusing on making the temperature gradient as small as possible, it is for superconducting equipment for electrically connecting the superconducting equipment immersed in the refrigerant in the cryostat container and the external power supply device arranged outside the cryostat container. A current lead, a refrigerator arranged between the superconducting device and the external power supply, and a metal connected to the external power supply and in thermal contact with the first cooling stage of the refrigerator. A current lead body and a high-temperature superconductor current source connected in series to the metal current lead body and in thermal contact with the second cooling stage of the refrigerator. A main body, a superconducting equipment-side terminal connected in series between the high-temperature superconductor current lead body and the superconducting equipment, the metal current lead body, the high-temperature superconductor current lead body, and at least the refrigerator. A vacuum container provided in the cryostat container while covering the first cooling stage and the second cooling stage, and the intermediate part of the low temperature side container of the side wall of the vacuum container is the second cooling stage of the refrigerator. To the container, the high temperature side container middle part on the higher temperature side than the low temperature side container middle part is a container non-contact part without thermally contacting it with the first stage cooling stage of the refrigerator, and The container bottom of the vacuum container is a current lead for superconducting equipment, which has the same temperature as that of the superconducting equipment.
【0038】上記真空容器の容器底部を、上記超電導機
器を浸漬する上記冷媒に浸漬し、あるいは接触させるこ
とができる。The bottom of the vacuum container may be immersed in or brought into contact with the refrigerant in which the superconducting device is immersed.
【0039】上記超電導機器側端子は、これを上記真空
容器の上記容器底部に設けるとともに上記超電導機器と
同一温度とすることができる。The superconducting device side terminal can be provided at the bottom of the vacuum vessel and can be at the same temperature as the superconducting device.
【0040】上記真空容器の容器底部と、上記超電導機
器を浸漬する上記冷媒との間に、冷却伝熱部材を設ける
ことができる。A cooling heat transfer member may be provided between the bottom of the vacuum container and the refrigerant in which the superconducting device is immersed.
【0041】上記金属製電流リード本体は、上記クライ
オスタット容器の常温側端子から上記冷凍機の第一段冷
却ステージまでを結ぶようにすることができる。The metal current lead body may be connected from the room temperature side terminal of the cryostat container to the first cooling stage of the refrigerator.
【0042】上記高温超電導体電流リード本体は、上記
冷凍機の第一段冷却ステージから上記超電導機器側端子
までを結ぶようにすることができる。The main body of the high temperature superconductor current lead may be connected from the first cooling stage of the refrigerator to the terminal of the superconducting device.
【0043】上記高温超電導体電流リード本体は、その
中間部を上記冷凍機の第二段冷却ステージに熱的に接触
させることができる。The intermediate part of the high temperature superconductor current lead body can be brought into thermal contact with the second cooling stage of the refrigerator.
【0044】上記高温超電導体電流リード本体は、これ
を高温側および低温側において一対とするとともに、こ
の高温側の高温超電導体電流リード本体を上記冷凍機の
第一段冷却ステージと第二段冷却ステージとの間に設
け、かつ低温側の高温超電導体電流リード本体を上記冷
凍機の第二段冷却ステージと上記超電導機器側端子との
間に設けることができる。The high temperature superconductor current lead body is paired on the high temperature side and the low temperature side, and the high temperature superconductor current lead body on the high temperature side is cooled in the first cooling stage and the second stage of the refrigerator. The high temperature superconductor current lead body on the low temperature side, which is provided between the stage and the stage, may be provided between the second cooling stage of the refrigerator and the terminal on the superconducting device side.
【0045】上記真空容器の上記容器底部は、これを上
記超電導機器の容器に接続することができる。The bottom of the vacuum vessel can be connected to the vessel of the superconducting device.
【0046】当該超電導機器用電流リードは、これを上
記超電導機器に対して、鉛直方向上部に、あるいは上記
超電導機器に対して、水平方向に並べて配置することが
できる。The current lead for the superconducting device can be arranged vertically above the superconducting device or in the horizontal direction with respect to the superconducting device.
【0047】上記高温超電導体電流リード本体は、これ
を鉛直方向あるいは水平方向に配置することができる。The high-temperature superconductor current lead body can be arranged vertically or horizontally.
【0048】上記真空容器の低温側容器中間部の温度を
約15Kとすることができる。上記真空容器の容器底部
の温度を約4Kとすることができる。The temperature of the middle part of the low temperature side container of the vacuum container can be set to about 15K. The temperature of the bottom of the vacuum container may be about 4K.
【0049】[0049]
【作用】本発明による超電導機器用電流リードにおいて
は、真空容器の側壁の高温側容器中間部を冷凍機の第一
段冷却ステージに熱的に接触させずに容器非接触部と
し、第一段冷却ステージには金属製電流リード本体のみ
を熱的に接触させることにより、第一段冷却ステージの
冷却能力をすべて金属製電流リード本体の冷却に使うこ
とができるので、この金属製電流リード本体の通電容量
を大きくしてもその温度を高温超電導体電流リード本体
の臨界温度以下(たとえば70K)にすることができ
る。In the current lead for superconducting equipment according to the present invention, the middle part of the high temperature side container of the side wall of the vacuum container is not contacted with the first stage cooling stage of the refrigerator to be the container non-contact part, and the first stage By making only the metal current lead body in thermal contact with the cooling stage, all the cooling capacity of the first cooling stage can be used for cooling the metal current lead body. Even if the current carrying capacity is increased, the temperature can be kept below the critical temperature of the high temperature superconductor current lead body (for example, 70K).
【0050】また、冷凍機の第二段冷却ステージには高
温超電導体電流リード本体を熱的に接触させ、さらに真
空容器の側壁の容器常温側端部から容器非接触部を介し
て低温側容器中間部において上記第二段冷却ステージに
熱的に接触する。冷凍機の第二段冷却ステージへの侵入
熱のほとんどがこの真空容器の側壁からの侵入熱であ
り、この侵入熱により第二段冷却ステージの温度は15
Kレベルとなる。The main body of the high-temperature superconductor current lead is brought into thermal contact with the second cooling stage of the refrigerator, and further, the side wall of the vacuum vessel is connected to the room temperature side end through the vessel non-contact side to the low temperature side vessel. Thermal contact is made with the second cooling stage at the intermediate portion. Most of the heat entering the second cooling stage of the refrigerator is the heat of entering from the side wall of the vacuum container, and the temperature of the second cooling stage is 15 due to the heat of entering.
It becomes K level.
【0051】さらに、高温超電導体電流リード本体と超
電導機器との間に超電導機器側端子を接続するととも
に、真空容器の容器底部をGM冷凍機の第二段冷却ステ
ージのさらに低温側における低温端子部として超電導機
器と同一温度(温度4K)としたので、高温超電導体電
流リード本体ないし超電導機器側端子から超電導機器へ
の温度勾配を理想的にはゼロとすることができ、超電導
機器への侵入熱を抑制することが可能となり、液体ヘリ
ウムの消耗を押さえることができる。Further, the superconducting device side terminal is connected between the high temperature superconducting current lead body and the superconducting device, and the container bottom part of the vacuum container is a low temperature terminal part at a further lower temperature side of the second cooling stage of the GM refrigerator. Since the temperature is the same as that of the superconducting equipment (temperature 4K), the temperature gradient from the high-temperature superconductor current lead body or the terminals on the superconducting equipment side to the superconducting equipment can ideally be zero, and the heat entering the superconducting equipment can be reduced. Can be suppressed, and the consumption of liquid helium can be suppressed.
【0052】[0052]
【実施例】つぎに本発明の第1の実施例による超電導機
器用電流リードを図面にもとづき説明する。ただし、図
5ないし図8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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a current lead for a superconducting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the same parts as those in FIGS. 5 to 8 are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.
【0053】図1は、超電導コイル装置70の断面図で
あり、その超電導機器用電流リード71は、GM冷凍機
33と、銅材などによる金属製電流リード本体34と、
高温側接続部72と、第1の高温超電導体電流リード本
体35と、中間接続部73と、第2の高温超電導体電流
リード本体74と、低温側接続部75と、超電導コイル
側端子36と、超電導線材37と、冷却伝熱部材76
と、からこれを構成する。なお、正極側および負極側が
あるので、対応部分には同一符号を付し、その一方につ
いてのみ説明する。FIG. 1 is a sectional view of a superconducting coil device 70. The superconducting device current lead 71 includes a GM refrigerator 33, a metal current lead body 34 made of a copper material, and the like.
High temperature side connecting portion 72, first high temperature superconductor current lead body 35, intermediate connecting portion 73, second high temperature superconductor current lead body 74, low temperature side connecting portion 75, and superconducting coil side terminal 36. , Superconducting wire 37 and cooling heat transfer member 76
And, this is constructed from. Since there are a positive electrode side and a negative electrode side, corresponding parts are designated by the same reference numerals, and only one of them will be described.
【0054】高温側接続部72は、第1のセラミックス
板39を介してGM冷凍機33の第一段冷却ステージ3
3Aに電気的絶縁を保ったまま熱的に接続させてこれを
冷却する。中間接続部73は、第2のセラミックス板4
0を介してGM冷凍機33の第二段冷却ステージ33B
に電気的絶縁を保ったまま熱的に接続させてこれを冷却
する。The high temperature side connection portion 72 is connected to the first cooling stage 3 of the GM refrigerator 33 via the first ceramics plate 39.
3A is thermally connected while keeping electrical insulation and cooled. The intermediate connecting portion 73 is used for the second ceramic plate 4
2nd cooling stage 33B of GM refrigerator 33
It is cooled by electrically connecting it to while maintaining electrical insulation.
【0055】なお、真空容器32の前記高温側容器中間
部32B(図7)に相当する部分はGM冷凍機33の第
一段冷却ステージ33Aに熱的に接触させることなく、
ここを容器非接触部32Dとしてある。The portion of the vacuum container 32 corresponding to the high temperature side container intermediate portion 32B (FIG. 7) is not brought into thermal contact with the first cooling stage 33A of the GM refrigerator 33,
This is the container non-contact portion 32D.
【0056】真空容器32の低温側容器中間部32Eを
GM冷凍機33の第二段冷却ステージ33Bに熱的に接
触させる。The low temperature side container middle part 32E of the vacuum container 32 is brought into thermal contact with the second cooling stage 33B of the GM refrigerator 33.
【0057】これらの熱接触においては、電流リード部
分(金属製電流リード本体34、第1の高温超電導体電
流リード本体35および第2の高温超電導体電流リード
本体74など)の熱接触とは異なり、電気的絶縁の必要
はないが、真空気密を取る必要がある。この構成として
は、第二段冷却ステージ33Bと真空容器32とを溶接
する構成や、金属製のOリングなどを挿入して締め付け
る構成などがあるが、真空気密が保たれ、かつ熱的接触
が実現されればその他の構成であっても構わない。These thermal contacts are different from the thermal contacts of the current lead portions (such as the metal current lead body 34, the first high temperature superconductor current lead body 35 and the second high temperature superconductor current lead body 74). , No need for electrical insulation, but vacuum tightness is required. This configuration includes a configuration in which the second cooling stage 33B and the vacuum container 32 are welded, a configuration in which a metal O-ring or the like is inserted and tightened, but vacuum airtightness is maintained and thermal contact is maintained. Other configurations may be used as long as they are realized.
【0058】真空容器32の前記容器底部32C(図
7)に相当する容器底部32Fは、これを低温端子部と
して、第3のセラミックス板77を介して低温側接続部
75に熱的に接触させるとともに、冷却伝熱部材76を
介して液体ヘリウム4と熱的に接触させてある。したが
って、容器底部32Fは超電導コイル2と同一の温度と
なり、この間における温度勾配をきわめて小さくするこ
とができる。A container bottom portion 32F corresponding to the container bottom portion 32C (FIG. 7) of the vacuum container 32 is used as a low temperature terminal portion and is brought into thermal contact with the low temperature side connection portion 75 through the third ceramics plate 77. At the same time, it is in thermal contact with the liquid helium 4 via the cooling heat transfer member 76. Therefore, the container bottom portion 32F has the same temperature as the superconducting coil 2, and the temperature gradient during this can be made extremely small.
【0059】ただし、真空容器32の側壁を構成する材
料は、熱伝導率の低いステンレス鋼や繊維強化樹脂材料
(FRP)などを用いることによって、低温側容器中間
部32Eへの熱侵入を低減させる必要がある。また、低
温側容器中間部32Eへの侵入熱を低減する構成として
は、薄肉のステンレス鋼などの材料から構成するととも
に、ベローズ型をした真空容器32側壁を使用すること
により熱侵入経路を物理的に長くする構成などが有効で
ある。However, the side wall of the vacuum container 32 is made of stainless steel or fiber reinforced resin material (FRP) having a low thermal conductivity, so that the heat invasion into the low temperature side container middle portion 32E is reduced. There is a need. Further, as a structure for reducing the heat entering the low temperature side container middle portion 32E, the heat entering path is physically formed by using a material such as thin stainless steel and using a bellows type vacuum container 32 side wall. It is effective to make it long.
【0060】第1の高温超電導体電流リード本体35お
よび第2の高温超電導体電流リード本体74は、たとえ
ばBi系2223相焼結体などの酸化物高温超電導体な
どからこれを構成する。The first high-temperature superconductor current lead body 35 and the second high-temperature superconductor current lead body 74 are made of, for example, an oxide high-temperature superconductor such as a Bi-based 2223 phase sintered body.
【0061】銅材などによる金属製電流リード本体34
の長さおよび断面積は、熱伝導にもとづく侵入熱および
ジュール熱にもとづく侵入熱の合計が最小となるように
これを設計することができる。なお、たとえば本出願人
による「超電導コイル装置の電流リード」(特願平5−
41761号)などのように、金属製電流リード部の一
部に高温超電導線材を並列に接続することにより金属製
電流リード部からの侵入熱を低減することができる。Metal current lead body 34 made of copper or the like
The length and cross-sectional area of the can be designed such that the sum of the heat of conduction-based and heat of Joule-based heat of penetration is minimal. In addition, for example, “Current Lead of Superconducting Coil Device” by the present applicant (Japanese Patent Application No.
No. 41761), a high-temperature superconducting wire is connected in parallel to a part of the metallic current lead portion, so that heat entering from the metallic current lead portion can be reduced.
【0062】第2の高温超電導体電流リード本体74
は、使用される温度域が4〜15Kであり、第1の高温
超電導体電流リード本体35の使用温度域15〜70K
より低いので、臨界電流密度が第1の高温超電導体電流
リード本体35より大きくなるため、通電に必要な断面
積は第1の高温超電導体電流リード本体35より小さく
なる。したがって、第2の高温超電導体電流リード本体
74が第1の高温超電導体電流リード本体35と同じ材
料である場合には、その断面積を第1の高温超電導体電
流リード本体35のものより小さくすることができる。Second high temperature superconductor current lead body 74
Has a temperature range of 4 to 15K, and the first high temperature superconductor current lead body 35 has a temperature range of 15 to 70K.
Since it is lower, the critical current density is larger than that of the first high-temperature superconductor current lead body 35, and thus the cross-sectional area required for energization is smaller than that of the first high-temperature superconductor current lead body 35. Therefore, when the second high temperature superconductor current lead body 74 is made of the same material as the first high temperature superconductor current lead body 35, its cross-sectional area is smaller than that of the first high temperature superconductor current lead body 35. can do.
【0063】なお本実施例では、第1の高温超電導体電
流リード本体35および第2の高温超電導体電流リード
本体74を直列に接続した構成となっているが、これら
を1本の高温超電導体電流リード本体に置き換えること
もできる。この場合に、その高温側端部をGM冷凍機3
3の第一段冷却ステージ33Aに、その中間部を第二段
冷却ステージ33Bに、そして低温側端部を超電導コイ
ル側端子36にそれぞれ接続する。In this embodiment, the first high-temperature superconductor current lead body 35 and the second high-temperature superconductor current lead body 74 are connected in series. However, these are combined into one high-temperature superconductor. It can also be replaced with the current lead body. In this case, the high temperature side end of the GM refrigerator 3
3, the intermediate portion thereof is connected to the second cooling stage 33B, and the low temperature side end portion thereof is connected to the superconducting coil side terminal 36, respectively.
【0064】また、上記1本の高温超電導体電流リード
本体については、第二段冷却ステージ33Bと超電導コ
イル側端子36との間を結ぶ部分の断面積を、第一段冷
却ステージ33Aと第二段冷却ステージ33Bとを結ぶ
部分の断面積より小さくなるような形状とすることがで
きる。Further, regarding the above-mentioned one high-temperature superconductor current lead main body, the cross-sectional area of the portion connecting the second-stage cooling stage 33B and the superconducting coil-side terminal 36 is the same as that of the first-stage cooling stage 33A. The shape may be smaller than the cross-sectional area of the portion connecting with the stage cooling stage 33B.
【0065】超電導コイル側端子36は、銅などの電気
伝導度の高い金属材料でこれを構成し、その形状とくに
その断面積および長さは通電時のジュール発熱をできる
だけ小さくするように決定する。また、超電導コイル側
端子36部分にNbTi超電導線材や銀シースBi系超
電導線材など(図示せず)を並列に接続することができ
る。The superconducting coil side terminal 36 is made of a metal material having a high electric conductivity such as copper, and its shape, especially its cross-sectional area and length, is determined so as to minimize Joule heat generation during energization. Further, an NbTi superconducting wire, a silver sheath Bi-based superconducting wire, or the like (not shown) can be connected in parallel to the superconducting coil side terminal 36 portion.
【0066】真空容器32の容器底部32Fを液体ヘリ
ウム4に直接漬けることによって(図1中仮想線による
液面を参照)、あるいはこうした直接的な浸漬構成とと
もに容器底部32Fに前記冷却伝熱部材76を取り付け
ることにより、超電導コイル2を冷却する液体ヘリウム
4により容器底部32Fを冷却する。By directly immersing the container bottom 32F of the vacuum container 32 in the liquid helium 4 (see the liquid surface by the phantom line in FIG. 1), or with such a direct immersion structure, the cooling heat transfer member 76 is provided on the container bottom 32F. Is attached to cool the container bottom 32F with liquid helium 4 that cools the superconducting coil 2.
【0067】冷却伝熱部材76は、銅や銀などの良熱伝
導材料によりこれを構成し、その一方の端部を液体ヘリ
ウム4に浸漬し、その他法の端部を容器底部32Fに熱
的に接触させる。したがって、液体ヘリウム4が蒸発に
より減少しても、残存する液体ヘリウム4と容器底部3
2Fとの熱的接触状態を維持することができる。The cooling heat transfer member 76 is made of a good heat conductive material such as copper or silver. One end of the cooling heat transfer member 76 is immersed in liquid helium 4, and the other end is thermally transferred to the container bottom 32F. Contact. Therefore, even if the liquid helium 4 is reduced by evaporation, the remaining liquid helium 4 and the container bottom 3
The thermal contact state with 2F can be maintained.
【0068】なお、超電導コイル側端子36が液体ヘリ
ウム4などの冷媒によって直接冷却されない場合には、
超電導線材37を銅などの良導体製の熱伝導部材と超電
導線材との複合体とし、この超電導線材37により超電
導コイル側端子36と超電導コイル2との間を接続す
る。If the superconducting coil side terminal 36 is not directly cooled by a coolant such as liquid helium 4,
The superconducting wire 37 is a composite of a heat conducting member made of a good conductor such as copper and the superconducting wire, and the superconducting wire 37 connects between the superconducting coil side terminal 36 and the superconducting coil 2.
【0069】こうした構成の超電導機器用電流リード7
1を用いた超電導コイル装置70において、GM冷凍機
33の仕様、真空容器32側壁の材質や形状、各電流リ
ード部分の仕様(定格通電電流値など)その他によって
異なるが、GM冷凍機を用いて電流値400Aクラスの
超電導機器用電流リード71を作った場合、第一段冷却
ステージ33Aの温度を第1の高温超電導体電流リード
本体35の臨界温度以下のたとえば70K、第二段冷却
ステージ33Bを15K程度とすることができ、超電導
コイル側端子36は容器底部32Fとともに液体ヘリウ
ム4によって冷却され、温度4K近くにまで冷却され
る。The current lead 7 for superconducting equipment having such a configuration
In the superconducting coil device 70 using No. 1, although it depends on the specifications of the GM refrigerator 33, the material and shape of the side wall of the vacuum container 32, the specifications of each current lead portion (rated current value, etc.), etc. When the current lead 71 for a superconducting device having a current value of 400 A is made, the temperature of the first stage cooling stage 33A is set to, for example, 70 K below the critical temperature of the first high temperature superconductor current lead body 35, and the second stage cooling stage 33B. The temperature can be set to about 15K, and the superconducting coil side terminal 36 is cooled by the liquid helium 4 together with the container bottom portion 32F, and is cooled to a temperature close to 4K.
【0070】したがって、第1の高温超電導体電流リー
ド本体35の両端部の温度は、それぞれ第一段冷却ステ
ージ33Aおよび第二段冷却ステージ33Bと同程度と
なるのでともに臨界温度温度以下となり、第1の高温超
電導体電流リード本体35は超電導状態となる。Therefore, the temperatures at both ends of the first high-temperature superconductor current lead body 35 are about the same as those of the first cooling stage 33A and the second cooling stage 33B, respectively, and both are below the critical temperature temperature. The high-temperature superconductor current lead body 35 of No. 1 is in a superconducting state.
【0071】また、第2の高温超電導体電流リード本体
74の両端部の温度は、それぞれ第二段冷却ステージ3
3Bおよび超電導コイル側端子36と同程度の温度(7
〜4K)になるのでともに臨界温度以下となり、第2の
高温超電導体電流リード本体74も超電導状態となる。The temperatures at both ends of the second high temperature superconductor current lead body 74 are the same as those of the second cooling stage 3 respectively.
3B and the superconducting coil side terminal 36, the same temperature (7
.About.4K), both are below the critical temperature, and the second high temperature superconductor current lead body 74 is also in the superconducting state.
【0072】同様にして、真空容器32もGM冷凍機3
3により冷却されるので、その温度も容器常温側端部3
2Aから徐々に低くなり、第二段冷却ステージ33Bと
熱的に接触させた低温側容器中間部32Eにおいて第二
段冷却ステージ33Bと同じ温度(15K)になる。Similarly, the vacuum container 32 is also used for the GM refrigerator 3.
Since it is cooled by 3, the temperature of the container 3
The temperature gradually decreases from 2A and reaches the same temperature (15K) as that of the second cooling stage 33B in the low temperature side container intermediate portion 32E that is in thermal contact with the second cooling stage 33B.
【0073】ところで、超電導コイル側端子36への侵
入熱量は、ふたつの経路を通した熱伝導と、通電時の端
子部におけるジュール発熱とによって決定される。すな
わち第一の熱伝導経路は、第2の高温超電導体電流リー
ド本体74を通してのもので、温度約15Kのレベルの
第2の高温超電導体電流リード本体74の中間接続部7
3から温度4Kレベルにある低温側接続部75への熱伝
導経路である。By the way, the amount of heat entering the superconducting coil side terminal 36 is determined by the heat conduction through the two paths and the Joule heat generation at the terminal portion when energized. That is, the first heat conduction path is through the second high-temperature superconductor current lead main body 74, and the intermediate connection portion 7 of the second high-temperature superconductor current lead main body 74 at the temperature level of about 15K is used.
It is a heat conduction path from 3 to the low temperature side connecting portion 75 at the temperature 4K level.
【0074】第2の高温超電導体電流リード本体74と
して、断面積S=0.5cm2、長さL=5.0cmの
Bi系2223相焼結体を用いた場合の侵入熱量の概算
を以下に示す。図2は、Bi系2223相焼結体および
ステンレス鋼に関する熱伝導率の積分値の実測値を示す
グラフである(ステンレス鋼についての出典は低温工学
ハンドブック;低温工学協会編、P583であり、Bi
系2223相焼結体については本出願人による実測値で
ある)。このグラフを用いて、上記寸法の第2の高温超
電導体電流リード本体74の正負極2本分の温度15K
から4Kまでの侵入熱量Q1を計算すると、侵入熱量Q
1=(2S/L)・(熱伝導率の積分値)であり、Bi
系2223相焼結体について温度15Kから4Kまでの
熱伝導率の積分値はグラフから約5×10-2であるか
ら、Q1=(2×0.5/5)×5×10-2=約10m
Wとなる。The following is a rough calculation of the amount of heat entering when a Bi-based 2223 phase sintered body having a cross-sectional area S = 0.5 cm 2 and a length L = 5.0 cm is used as the second high-temperature superconductor current lead body 74. Shown in. FIG. 2 is a graph showing the measured values of the integrated values of the thermal conductivity of the Bi-based 2223 phase sintered body and the stainless steel (the source of the stainless steel is the Low Temperature Engineering Handbook; Low Temperature Engineering Association, P583, Bi.
For the 2223 phase sintered body, it is the actual measurement value by the applicant). Using this graph, the temperature of two positive and negative electrodes of the second high-temperature superconductor current lead main body 74 having the above-mentioned dimensions is 15K.
Calculate the intrusion heat quantity Q1 from 1 to 4K
1 = (2S / L) * (integral value of thermal conductivity), and Bi
Since the integrated value of the thermal conductivity from the temperature of 2K to 4K for the system 2223 phase sintered body is about 5 × 10 -2 from the graph, Q1 = (2 × 0.5 / 5) × 5 × 10 -2 = About 10m
W.
【0075】第二の熱伝導経路は、真空容器32の低温
側容器中間部32Eから容器底部32Fまでの熱伝導経
路である。低温側容器中間部32Eは、上述のように温
度15Kであり、容器底部32Fは約4Kである。The second heat conduction path is a heat conduction path from the low temperature side container middle portion 32E of the vacuum container 32 to the container bottom portion 32F. The low temperature side container middle part 32E has a temperature of 15K as described above, and the container bottom part 32F has a temperature of about 4K.
【0076】真空容器32を肉厚0.08cm、内径1
5.0cm、長さ9.5cm、したがって断面積3.8
cm2のステンレス鋼製の筒体から形成した場合の侵入
熱量Q2は、上記Q1の場合と同様に図2に示すグラフ
から熱伝導率の積分値のデータを用いて計算すると、ス
テンレス鋼について温度15Kから4Kまでの熱伝導率
の積分値はグラフから約8×10-2であるから、Q2=
(3.8/9.5)×8×10-2=約32mWとなる。The vacuum vessel 32 has a wall thickness of 0.08 cm and an inner diameter of 1
5.0 cm, length 9.5 cm, therefore cross section 3.8
When the amount of heat of penetration Q2 when formed from a stainless steel cylinder of cm 2 is calculated using the integrated thermal conductivity data from the graph shown in FIG. The integrated value of thermal conductivity from 15K to 4K is about 8 × 10 -2 from the graph, so Q2 =
(3.8 / 9.5) × 8 × 10 −2 = about 32 mW.
【0077】したがって、第2の高温超電導体電流リー
ド本体74および真空容器32を介した熱伝導による超
電導コイル側端子36への侵入熱量の合計は、約42m
W(10+32)となる。Therefore, the total amount of heat entering the superconducting coil side terminal 36 by heat conduction through the second high temperature superconductor current lead main body 74 and the vacuum container 32 is about 42 m.
It becomes W (10 + 32).
【0078】一方、上記通電時のジュール発熱について
は、超電導コイル側端子36として超電導線材およびこ
れを囲む良導体材料を並列化することにより、接続部分
の抵抗によるものだけにすることができ、50mW程度
にすることができる。On the other hand, with respect to Joule heat generation during energization, by superposing a superconducting wire and a good conductor material surrounding it as the superconducting coil side terminal 36, only those due to the resistance of the connecting portion can be used. Can be
【0079】したがって、第2の高温超電導体電流リー
ド本体74および真空容器32から超電導コイル側端子
36への侵入熱量の総合計は、42+50=92mWと
なる。Therefore, the total amount of heat entering from the second high temperature superconductor current lead body 74 and the vacuum container 32 to the superconducting coil side terminal 36 is 42 + 50 = 92 mW.
【0080】さて、従来型のガス冷却型の銅製電流リー
ド6(図5を参照)の侵入熱量は電流1000Aあた
り、1Wになるといわれており、400Aクラスの電流
リード一対では0.8Wとなるので、本発明による超電
導機器用電流リード71はその約9分の1の侵入熱量
(92mW)になることが分かる。It is said that the amount of heat entering the conventional gas-cooled copper current lead 6 (see FIG. 5) is 1 W per 1000 A of current, and 0.8 W for a pair of 400 A class current leads. It can be seen that the current lead 71 for superconducting equipment according to the present invention has an intrusion heat amount (92 mW) which is about 1/9 of that.
【0081】なお、超電導機器用電流リード71におい
ては、超電導コイル2との間を接続する超電導線材37
を取り付ける端子(超電導コイル側端子36)に外力が
加わっても、酸化物超電導体製の第2の高温超電導体電
流リード本体74には力が加わらないので、機械的強度
が低い酸化物超電導体を用いた場合でもその破損の心配
がない。In the current lead 71 for superconducting equipment, the superconducting wire 37 connecting between the superconducting coil 2 and the superconducting coil 2 is used.
Even if an external force is applied to the terminal (the superconducting coil side terminal 36) to which is attached, no force is applied to the second high temperature superconductor current lead body 74 made of an oxide superconductor, so that the oxide superconductor having a low mechanical strength is used. Even when using, there is no concern about its damage.
【0082】つぎに本発明においては、上述した第1の
実施例の場合のように、高温超電導体電流リード本体3
5、74を鉛直方向に配置して、超電導コイル2などの
超電導機器に対して超電導機器用電流リード71を鉛直
方向上部に配置することもできるが、たとえば図3およ
び図4に示すように、超電導コイル2に対して真空容器
32を水平方向に並べて配置することにより容器底部3
2Fを液体ヘリウム4の容器の側壁や底部に取り付けた
構造とすることができる。Next, in the present invention, as in the case of the first embodiment described above, the high temperature superconductor current lead body 3
5, 74 may be arranged in the vertical direction, and the superconducting device current lead 71 may be arranged vertically above the superconducting device such as the superconducting coil 2. However, as shown in FIGS. 3 and 4, for example, By arranging the vacuum containers 32 horizontally with respect to the superconducting coil 2, the container bottom 3
The structure in which 2F is attached to the side wall or the bottom of the container of liquid helium 4 can be adopted.
【0083】すなわち図3は、本発明の第2の実施例に
よる超電導機器用電流リード81を用いた超電導コイル
装置80の断面図であって、この超電導コイル装置80
は、クライオスタット容器31内に真空容器32および
コイル容器3を互いに左右横位置に置いたもので、コイ
ル容器3の側壁から超電導コイル側端子36をコイル容
器3内に突出させている。That is, FIG. 3 is a sectional view of a superconducting coil device 80 using a current lead 81 for superconducting equipment according to a second embodiment of the present invention.
Is a cryostat container 31 in which a vacuum container 32 and a coil container 3 are placed laterally relative to each other, and a superconducting coil-side terminal 36 projects from the side wall of the coil container 3 into the coil container 3.
【0084】超電導機器用電流リード81は、前記超電
導機器用電流リード71と事実上基本的構造は同様であ
るが、前記高温超電導体電流リード本体35、73を水
平方向に配置するとともに、冷却伝熱部材76を設けず
に、真空容器32の容器底部32Fをコイル容器3の液
体ヘリウム4に熱的に接触させてある。The current lead 81 for superconducting equipment has basically the same structure as the current lead 71 for superconducting equipment, but the high temperature superconductor current lead bodies 35, 73 are arranged horizontally and the The container bottom portion 32 </ b> F of the vacuum container 32 is brought into thermal contact with the liquid helium 4 of the coil container 3 without providing the heat member 76.
【0085】こうした構成の超電導機器用電流リード8
1を用いた超電導コイル装置80においては、真空容器
32の容器底部32Fをコイル容器3の液体ヘリウム4
に熱的にかつ直接に接触させてあるため、この容器底部
32Fを超電導コイル2と同一温度に維持することが比
較的容易である。The current lead 8 for superconducting equipment having such a structure
In the superconducting coil device 80 using 1, the container bottom 32F of the vacuum container 32 is connected to the liquid helium 4 of the coil container 3.
It is relatively easy to maintain the container bottom portion 32F at the same temperature as the superconducting coil 2 because it is in thermal and direct contact with the superconducting coil 2.
【0086】図4は、他の構成の超電導コイル装置90
の断面図であって、この超電導コイル装置90において
は、上記超電導機器用電流リード81を縦方向に用いる
とともに、真空容器32をコイル容器3の横でかつ液体
ヘリウム4の液面より下方において容器底部32Fを液
体ヘリウム4に熱的に接触させている。FIG. 4 shows a superconducting coil device 90 having another structure.
In the superconducting coil device 90, the superconducting device current lead 81 is used in the vertical direction, and the vacuum container 32 is disposed next to the coil container 3 and below the liquid surface of the liquid helium 4. The bottom 32F is in thermal contact with the liquid helium 4.
【0087】すなわち、超電導コイル装置80と同様に
クライオスタット容器31内に真空容器32およびコイ
ル容器3を互いに左右横に置いたもので、コイル容器3
の底面部から超電導コイル側端子36をコイル容器3内
に突出させている。That is, as in the superconducting coil device 80, the vacuum container 32 and the coil container 3 are placed in the cryostat container 31 on the left and right sides of each other.
The superconducting coil side terminal 36 is projected into the coil container 3 from the bottom surface part of the.
【0088】こうした構成の超電導コイル装置90にお
いては、真空容器32の容器底部32Fをコイル容器3
の液体ヘリウム4の液面よりはるかに下方に位置させる
ことができるため、液体ヘリウム4の蒸発による消耗が
あっても、容器底部32Fを超電導コイル2と同一温度
に維持することが比較的容易である。In the superconducting coil device 90 having such a structure, the container bottom 32F of the vacuum container 32 is connected to the coil container 3
Since it can be positioned much lower than the liquid surface of the liquid helium 4, the container bottom 32F is relatively easy to maintain the same temperature as the superconducting coil 2 even if the liquid helium 4 is consumed by evaporation. is there.
【0089】なお、本発明による高温超電導体電流リー
ドによって電流を供給される超電導機器としては、上述
のような液体ヘリウム内に浸漬冷却された超電導コイル
のほかに、冷凍機によって伝導冷却された超電導コイル
などもある。In addition to the superconducting coil that is immersed and cooled in liquid helium as described above, the superconducting device that is supplied with current by the high-temperature superconductor current lead according to the present invention is a superconducting device that is conduction-cooled by a refrigerator. There is also a coil.
【0090】[0090]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、GM冷凍
機の第一段冷却ステージおよび第二段冷却ステージによ
る冷却機能に加えて、第二段冷却ステージのさらに別段
に容器底部を形成し、この容器底部部分を液体ヘリウム
により直接あるいは超電導線材などにより間接的に温度
4K付近に冷却可能とするとともに、真空容器の容器非
接触部部分を形成することとしたので、高温超電導体電
流リードを通しての外部からの侵入熱を極力低減するこ
とができ、高価な液体ヘリウムの消耗を効率的に抑える
ことができる。As described above, according to the present invention, in addition to the cooling function of the first cooling stage and the second cooling stage of the GM refrigerator, the bottom of the container is formed in another stage of the second cooling stage. The bottom of the container can be cooled to a temperature of around 4K directly with liquid helium or indirectly with a superconducting wire, and the container non-contact part of the vacuum container is formed. It is possible to minimize the heat entering from the outside through the through, and it is possible to efficiently suppress the consumption of expensive liquid helium.
【0091】[0091]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の第1の実施例による超電導機器用電流
リード71を用いた超電導コイル装置70の断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view of a superconducting coil device 70 using a current lead 71 for a superconducting device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同、Bi系2223相焼結体およびステンレス
鋼に関する熱伝導率の積分値の実測値を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing an actually measured value of an integrated value of thermal conductivity regarding a Bi-based 2223 phase sintered body and stainless steel.
【図3】本発明の第2の実施例による超電導機器用電流
リード81を用いた超電導コイル装置80の断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view of a superconducting coil device 80 using a current lead 81 for a superconducting device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】同、超電導機器用電流リード81を用いた他の
構成の超電導コイル装置90の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a superconducting coil device 90 of another configuration using the current lead 81 for superconducting equipment.
【図5】従来の銅製電流リード6を用いた超電導機器た
とえば超電導コイル装置1の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a superconducting device such as superconducting coil device 1 using a conventional copper current lead 6.
【図6】従来の液体窒素温度(77K)以上の臨界温度
を有する高温超電導材料を採用した電流リード17を用
いた他の超電導コイル装置13の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of another superconducting coil device 13 using a current lead 17 using a high-temperature superconducting material having a critical temperature of liquid nitrogen temperature (77K) or higher.
【図7】従来の他の構成の超電導コイル装置30の断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of another conventional superconducting coil device 30.
【図8】従来のさらに他の構成の超電導コイル装置50
の断面図である。FIG. 8 is a conventional superconducting coil device 50 having still another configuration.
FIG.
1 超電導コイル装置(超電導機器) 2 超電導コイル 3 コイル容器(液体ヘリウム容器) 4 液体ヘリウム(冷媒) 5 クライオスタット容器(断熱真空容器) 6 銅材からなるガス冷却型の電流リード 7 外部電源装置 8 電源側接続線 9 蒸発管 10 超電導コイル側端子 11 常温側端子 12 ヘリウムガス 13 超電導コイル装置 14 銅材などによる金属製電流リード本体 15 中間接続部 16 高温超電導体電流リード本体 17 電流リード 18 窒素ガス蒸発管 19 液体窒素 20 液体窒素容器 21 ヘリウムガス蒸発管 22 窒素ガス 30 超電導コイル装置 31 クライオスタット容器 32 真空容器 32A 真空容器32の容器常温側端部 32B 真空容器32の高温側容器中間部 32C 真空容器32の容器底部 32D 真空容器32の容器非接触部 32E 真空容器32の低温側容器中間部 32F 真空容器32の容器底部(低温端子部) 33 GM冷凍機(ギフォード・マクマホン冷凍機) 33A GM冷凍機33の第一段冷却ステージ 33B GM冷凍機33の第二段冷却ステージ 34 銅材などによる金属製電流リード本体 35 高温超電導体電流リード本体(第1の高温超電導
体電流リード本体) 36 超電導コイル側端子(超電導機器側端子) 37 超電導線材 38 蓋部材 39 第1のセラミックス板 40 第2のセラミックス板 41 電流リード 50 超電導コイル装置 51 高温超電導体電流リード 52 銅材などによる金属製電流リード本体 53 中間接続部 54 高温超電導体電流リード本体 55 低温側接続部 56 第一段サーマルアンカー部材 57 第二段サーマルアンカー部材 58 アンカー側超電導線材 59 酸化物超電導体などによる超電導体電流リード 60 コイル側超電導線材 61 断熱材容器 62 開口部 63 内部空間 70 超電導コイル装置(超電導機器) 71 超電導機器用電流リード 72 高温側接続部 73 中間接続部 74 第2の高温超電導体電流リード本体 75 低温側接続部 76 冷却伝熱部材 77 第3のセラミックス板 80 超電導コイル装置(超電導機器) 81 超電導機器用電流リード 90 超電導コイル装置(超電導機器)1 superconducting coil device (superconducting device) 2 superconducting coil 3 coil container (liquid helium container) 4 liquid helium (refrigerant) 5 cryostat container (adiabatic vacuum container) 6 gas-cooled current lead made of copper material 7 external power supply device 8 power supply Side connection line 9 Evaporation tube 10 Superconducting coil side terminal 11 Room temperature side terminal 12 Helium gas 13 Superconducting coil device 14 Metal current lead body made of copper material 15 Intermediate connection section 16 High temperature superconductor current lead body 17 Current lead 18 Nitrogen gas evaporation Tube 19 Liquid nitrogen 20 Liquid nitrogen container 21 Helium gas evaporation pipe 22 Nitrogen gas 30 Superconducting coil device 31 Cryostat container 32 Vacuum container 32A Container room temperature side end of vacuum container 32 32B High temperature side container middle part 32C Vacuum container 32 Container bottom 32D vacuum container 3 Container non-contact part 32E Low temperature side container middle part of vacuum container 32 32F Container bottom part (low temperature terminal part) of vacuum container 32 33 GM refrigerator (Gifford McMahon refrigerator) 33A First stage cooling stage of GM refrigerator 33 33B Second cooling stage of GM refrigerator 33 Metal current lead body made of copper or the like 35 High temperature superconductor current lead body (first high temperature superconductor current lead body) 36 Superconducting coil side terminal (superconducting device side terminal) 37 Superconducting wire 38 Cover member 39 First ceramic plate 40 Second ceramic plate 41 Current lead 50 Superconducting coil device 51 High temperature superconductor current lead 52 Metal current lead body 53 made of copper or the like 53 Intermediate connection portion 54 High temperature superconductor current lead Main body 55 Low temperature side connection 56 First stage thermal anchor member 57 Second stage service Maru anchor member 58 Anchor-side superconducting wire 59 Superconducting current lead made of oxide superconductor 60 Coil-side superconducting wire 61 Heat insulation container 62 Opening 63 Internal space 70 Superconducting coil device 71 Superconducting device current lead 72 High temperature Side connection part 73 Intermediate connection part 74 Second high temperature superconductor current lead body 75 Low temperature side connection part 76 Cooling heat transfer member 77 Third ceramic plate 80 Superconducting coil device (superconducting device) 81 Current lead for superconducting device 90 Superconducting coil Equipment (superconducting equipment)
フロントページの続き (72)発明者 坪井 時雄 神奈川県平塚市夕陽ケ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚研究所内Continued Front Page (72) Inventor Tokio Tsuboi 63-30 Yuhigaoka, Hiratsuka-shi, Kanagawa Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Hiratsuka Laboratory
Claims (16)
に浸漬した超電導機器と、クライオスタット容器の外部
に配置した外部電源装置とを電気的に接続するための超
電導機器用電流リードであって、 前記超電導機器と前記外部電源装置との間に配置した冷
凍機と、 前記外部電源装置に接続するとともにこの冷凍機の第一
段冷却ステージに熱的に接触させた金属製電流リード本
体と、 この金属製電流リード本体に直列に接続するとともに前
記冷凍機の第二段冷却ステージに熱的に接触させた高温
超電導体電流リード本体と、 この高温超電導体電流リード本体と前記超電導機器との
間に直列に接続する超電導機器側端子と、 前記金属製電流リード本体および前記高温超電導体電流
リード本体、ならびに前記冷凍機の少なくとも第一段冷
却ステージおよび第二段冷却ステージを覆うとともに前
記クライオスタット容器内に設けた真空容器と、を有す
るとともに、 この真空容器の側壁の低温側容器中間部を前記冷凍機の
第二段冷却ステージに熱的に接触させ、 この低温側容器中間部より高温側の高温側容器中間部
は、これを前記冷凍機の第一段冷却ステージに熱的に接
触させずに容器非接触部とし、かつ前記真空容器の容器
底部は、これを前記超電導機器と同一温度とすることを
特徴とする超電導機器用電流リード。1. A current lead for a superconducting device for electrically connecting a superconducting device immersed in a refrigerant in a cryostat container and an external power supply device arranged outside the cryostat container, wherein the superconducting device and the superconducting device are connected to each other. A refrigerator arranged between the external power supply device, a metal current lead body connected to the external power supply device and in thermal contact with the first cooling stage of the refrigerator, and the metal current lead body A high temperature superconductor current lead body connected in series to the second cooling stage of the refrigerator, and a superconductor connected in series between the high temperature superconductor current lead body and the superconducting device. Equipment-side terminals, the metal current lead body, the high-temperature superconductor current lead body, and at least the first-stage cooling stay of the refrigerator And a vacuum container provided inside the cryostat container while covering the second cooling stage, and the middle part of the low temperature side container of the side wall of the vacuum container is in thermal contact with the second cooling stage of the refrigerator. The middle part of the high temperature side, which is on the higher temperature side than the middle part of the low temperature side, serves as a container non-contact part without thermally contacting the first side cooling stage of the refrigerator, and the container of the vacuum container A current lead for a superconducting device, characterized in that the bottom has the same temperature as that of the superconducting device.
導機器を浸漬する前記冷媒に浸漬したことを特徴とする
請求項1記載の超電導機器用電流リード。2. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the bottom of the vacuum container is immersed in the refrigerant in which the superconducting device is immersed.
導機器を浸漬する前記冷媒に接触させたことを特徴とす
る請求項1記載の超電導機器用電流リード。3. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the bottom of the vacuum container is brought into contact with the coolant in which the superconducting device is immersed.
真空容器の前記容器底部に設けるとともに前記超電導機
器と同一温度とすることを特徴とする請求項1記載の超
電導機器用電流リード。4. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the superconducting device side terminal is provided at the bottom of the vacuum container and has the same temperature as the superconducting device.
導機器を浸漬する前記冷媒との間に、冷却伝熱部材を設
けたことを特徴とする請求項1記載の超電導機器用電流
リード。5. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein a cooling heat transfer member is provided between the bottom of the vacuum container and the refrigerant in which the superconducting device is immersed.
ライオスタット容器の常温側端子から前記冷凍機の第一
段冷却ステージまでを結ぶことを特徴とする請求項1記
載の超電導機器用電流リード。6. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the metal current lead body connects from a room temperature side terminal of the cryostat container to a first cooling stage of the refrigerator.
前記冷凍機の第一段冷却ステージから前記超電導機器側
端子までを結ぶことを特徴とする請求項1記載の超電導
機器用電流リード。7. The high temperature superconductor current lead body comprises:
The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein a first cooling stage of the refrigerator is connected to a terminal on the superconducting device side.
その中間部を前記冷凍機の第二段冷却ステージに熱的に
接触させたことを特徴とする請求項1記載の超電導機器
用電流リード。8. The high temperature superconductor current lead body comprises:
The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein an intermediate portion thereof is thermally contacted with a second cooling stage of the refrigerator.
これを高温側および低温側において一対とするととも
に、 この高温側の高温超電導体電流リード本体を前記冷凍機
の第一段冷却ステージと第二段冷却ステージとの間に設
け、かつ低温側の高温超電導体電流リード本体を前記冷
凍機の第二段冷却ステージと前記超電導機器側端子との
間に設けたことを特徴とする請求項1記載の超電導機器
用電流リード。9. The high temperature superconductor current lead body comprises:
This is paired on the high temperature side and the low temperature side, and the high temperature superconductor current lead body on the high temperature side is provided between the first cooling stage and the second cooling stage of the refrigerator, and the high temperature on the low temperature side is high. The current lead for superconducting equipment according to claim 1, wherein a superconductor current lead body is provided between the second cooling stage of the refrigerator and the terminal on the superconducting equipment side.
れを前記超電導機器の容器に接続したことを特徴とする
請求項1記載の超電導機器用電流リード。10. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the container bottom portion of the vacuum container is connected to the container of the superconducting device.
上部に配置したことを特徴とする請求項1記載の超電導
機器用電流リード。11. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the current lead is arranged vertically above the superconducting device.
に並べて配置したことを特徴とする請求項1記載の超電
導機器用電流リード。12. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the current leads are arranged side by side in the horizontal direction with respect to the superconducting device.
は、これを鉛直方向に配置したことを特徴とする請求項
1記載の超電導機器用電流リード。13. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the high-temperature superconductor current lead body is arranged in a vertical direction.
は、これを水平方向に配置したことを特徴とする請求項
1記載の超電導機器用電流リード。14. The current lead for superconducting equipment according to claim 1, wherein the high-temperature superconductor current lead body is arranged horizontally.
温度を約15Kとしたことを特徴とする請求項1記載の
超電導機器用電流リード。15. The current lead for a superconducting device according to claim 1, wherein the temperature of the middle portion of the low temperature side container of the vacuum container is about 15K.
4Kとしたことを特徴とする請求項1記載の超電導機器
用電流リード。16. The current lead for superconducting equipment according to claim 1, wherein the temperature of the bottom of the vacuum vessel is about 4K.
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