JPH0778712A - Current lead for superconducting device - Google Patents

Current lead for superconducting device

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Publication number
JPH0778712A
JPH0778712A JP22406293A JP22406293A JPH0778712A JP H0778712 A JPH0778712 A JP H0778712A JP 22406293 A JP22406293 A JP 22406293A JP 22406293 A JP22406293 A JP 22406293A JP H0778712 A JPH0778712 A JP H0778712A
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JP
Japan
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liquid helium
container
current lead
tube
helium container
Prior art date
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Pending
Application number
JP22406293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Ito
郁夫 伊藤
Masayuki Konno
雅行 今野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP22406293A priority Critical patent/JPH0778712A/en
Publication of JPH0778712A publication Critical patent/JPH0778712A/en
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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain at low cost the title current lead by simplifying the constitution of a pressure-regulating tube which is used to discharge helium gas to outside for regulation of the pressure of a liquid helium container used to cool the current lead. CONSTITUTION:By using the constitution in which a pressure regulating tube 10A is connected to a helium gas discharging piping which passes through the bottom wall 111 of a liquid helium container 11A, passes inside a vacuum heat-insulating container 2 and brought out to outside, the pressure regulating tube 14A does not pass through the cover part 13A of the liquid helium container 11A. As a result, the O-ring 22, which is provided to airtightly maintain between the cover part 13A and the vacuum heat-insulating container 2, is prevented from excessively becoming a low temperature, and this unneccessitates the formation of double-tube structure of the bellows-attached pressure regulating tube.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、超電導装置の真空断
熱容器内の液体ヘリウム容器に収納されて液体ヘリウム
に浸漬された超電導コイルと、この超電導コイルに励磁
電流を供給する外部電源とを電気的に接続するための電
流リード、特に電流リードを冷却するための液体ヘリウ
ム容器が設けられて直接液体ヘリウムで冷却されるタッ
プ切換器付静止誘導電器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting coil which is housed in a liquid helium container in a vacuum insulation container of a superconducting device and immersed in liquid helium, and an external power supply which supplies an exciting current to the superconducting coil. The present invention relates to a static induction machine with a tap changer, which is provided with a liquid helium container for cooling the current lead and is directly cooled with liquid helium.

【0002】[0002]

【従来の技術】超電導コイルは冷媒として高価な液体ヘ
リウムを使用して超電導状態を保持するため、この液体
ヘリウムの蒸発量を小さく抑えて液体ヘリウムの消費量
を低減し超電導装置の運転コストを低減することが望ま
しく、そのためには電流リードから超電導コイルへの熱
侵入量を小さくすることが必要である。
2. Description of the Related Art A superconducting coil uses expensive liquid helium as a refrigerant to maintain a superconducting state. Therefore, the evaporation amount of this liquid helium is suppressed to a small amount to reduce the consumption of liquid helium and the operating cost of the superconducting device. Therefore, it is necessary to reduce the amount of heat penetration from the current lead to the superconducting coil.

【0003】通常、極低温に保たれた超電導コイルに常
温の外部電源から励磁電流を供給する電流リードは、銅
又は銅合金のような良導電性金属で構成されるが、この
ような良導電性金属は同時に熱良伝導体の特性を持って
いる。そのため、常温部から極低温部への伝導熱が侵入
する。超電導装置全体の熱負荷の大半は電流リードで占
めるため、電流リードの低熱侵入化は超電導装置の経済
的な運転を実現するための重要な課題となっている。導
体で発生するジュール熱と常温部からの熱伝導による熱
侵入を低減するために、液体ヘリウムが蒸発して生成し
た低温のヘリウムガスを低温端子から流入させて導体部
を冷却構成が採用され、更には直接液体ヘリウムで電流
リードを冷却する方式が採用されることがある。
Usually, a current lead for supplying an exciting current from an external power source at room temperature to a superconducting coil kept at an extremely low temperature is made of a good conductive metal such as copper or a copper alloy. At the same time, the functional metal has the characteristics of a good thermal conductor. Therefore, conduction heat penetrates from the room temperature part to the cryogenic part. Since most of the heat load of the entire superconducting device is occupied by the current leads, reducing the heat penetration of the current leads is an important issue for realizing economical operation of the superconducting device. In order to reduce Joule heat generated in the conductor and heat intrusion due to heat conduction from the room temperature part, a low temperature helium gas generated by evaporation of liquid helium is introduced from the low temperature terminal to cool the conductor part, Further, a method of directly cooling the current lead with liquid helium may be adopted.

【0004】図5は超電導装置の略示的な断面図であ
り、電流リードとして電流リードを冷却するための液体
ヘリウム容器と電流リードとを一体構造としたもので、
この発明と同じ出願人による特開昭63-299217 号公報に
よるものである。この図において、真空断熱容器2の中
に液体ヘリウム容器3が設けられその中に超電導コイル
4が液体ヘリウム9に浸漬された状態で収納されてい
る。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a superconducting device in which a liquid helium container for cooling a current lead as a current lead and a current lead are integrally structured.
This is based on JP-A-63-299217 filed by the same applicant as this invention. In this figure, a liquid helium container 3 is provided in a vacuum heat insulating container 2, and a superconducting coil 4 is housed therein in a state of being immersed in liquid helium 9.

【0005】電流リード1は往と復の電流が流れる2本
が設けられていて、外部リード101を介して外部電源100
に接続されている。2本の電流リード1は電流の方向
が反対方向という点が異なるだけで構成は全く同じなの
で図の右側の電流リードだけに符号をつけ詳しい説明を
する。電流リード1は液体ヘリウム容器11、この中を貫
通する電流リード本体12、その下部の低温側リード121
、上部の高温側リード122 、高温側リード122 に設け
られている液体ヘリウム11のふた部13、高温側リード12
2 の常温側の上先端部の常温端子16、及びヘリウムガス
出口配管15からなっている。常温端子16が外部リード10
1 に直接接続される。低温側リード121 は超電導コイル
4に接続される。
The current lead 1 is provided with two currents, a forward current and a backward current, and an external power source 100 is provided via an external lead 101.
It is connected to the. The two current leads 1 have exactly the same configuration except that the directions of the currents are opposite to each other. Therefore, only the current leads on the right side of the figure are denoted by reference numerals for detailed description. The current lead 1 is a liquid helium container 11, a current lead body 12 penetrating therethrough, and a low temperature side lead 121 thereunder.
, The upper high temperature side lead 122, the lid part 13 of the liquid helium 11 provided on the high temperature side lead 122, the high temperature side lead 12
2, which is composed of a room temperature terminal 16 at the upper end of the room temperature side and a helium gas outlet pipe 15. Room temperature terminal 16 is external lead 10
Connected directly to 1. The low temperature side lead 121 is connected to the superconducting coil 4.

【0006】液体ヘリウム容器3と11には液体ヘリウム
9が封入されていて、これが気化してヘリウムガス91と
なるときの気化熱が容器内の熱を奪うことによって超電
導コイル4や低温側リード121 が冷却される。蒸発によ
って液体ヘリウム9は減少するので、略示的に図示する
液体ヘリウム供給配管7によって最初に液体ヘリウムを
注入するときはもちろん運転中の減少を補うために適宜
補給される。
Liquid helium containers 3 and 11 are filled with liquid helium 9, and the heat of vaporization when the helium gas 91 is vaporized to become helium gas 91 deprives the heat in the containers to superconducting coil 4 and low temperature side lead 121. Is cooled. Since the liquid helium 9 is reduced by evaporation, the liquid helium is schematically replenished by the liquid helium supply pipe 7 shown schematically when the liquid helium is first injected to compensate for the reduction during operation.

【0007】ふた部13は真空断熱容器2のフランジ21に
気密にボルト締めで取付けられている。ふた部13には液
体ヘリウム容器11内の圧力が上昇したときに排気するた
めの圧力調整配管14が設けられている。容器内の圧力上
昇は超電導導体がクエンチを起こして超電導状態から常
温状態に変移するときに液体ヘリウム9が急激に蒸発す
るとき、あるいは高温側リード122 内を流れるヘリウム
ガス91の流量をしぼったときなどに生ずる。前者の場合
は常時生ずるものではないが、後者は条件によっては継
続的に生じて圧力調整管14からは運転中に継続してヘリ
ウムガス91が流れ出す場合がある。
The lid portion 13 is hermetically attached to the flange 21 of the vacuum insulation container 2 by bolting. The lid portion 13 is provided with a pressure adjusting pipe 14 for exhausting when the pressure inside the liquid helium container 11 rises. The pressure increase in the container occurs when the liquid helium 9 evaporates rapidly when the superconducting conductor is quenched and changes from the superconducting state to the room temperature state, or when the flow rate of the helium gas 91 flowing in the high temperature side lead 122 is reduced. Etc. In the former case, it does not always occur, but in the latter case, depending on the conditions, the helium gas 91 may continuously flow out from the pressure adjusting pipe 14 during operation.

【0008】液体ヘリウム容器3の中で生成したヘリウ
ムガス91は略示的に二重線で示したヘリウムガス排出配
管6によって真空断熱容器2の外部に引き出される。圧
力調整管14、ヘリウムガス出口配管15及びヘリウムガス
排出配管6から出たヘリウムガス91は単に外気に放出さ
れる簡単な構成の場合もあるが、ヘリウムは高価なもの
なので一括して冷凍機に導き再度液化して液体ヘリウム
供給配管6に供給する方式が採用されることが多い。
The helium gas 91 generated in the liquid helium container 3 is drawn out of the vacuum heat insulating container 2 by a helium gas discharge pipe 6 which is schematically shown by a double line. The helium gas 91 discharged from the pressure adjustment pipe 14, the helium gas outlet pipe 15, and the helium gas discharge pipe 6 may be simply discharged to the outside air, but since helium is expensive, it can be collectively used as a refrigerator. In many cases, a method of guiding and liquefying again and supplying it to the liquid helium supply pipe 6 is adopted.

【0009】電流リード1の液体ヘリウム容器11内の液
体ヘリウム9が蒸発して生成されたヘリウムガス91は高
温側電流リード122 の内部を通って内部の導体を冷却し
ながら上昇しヘリウムガス排出管15から排出される。な
お、この図では真空断熱容器2と液体ヘリウム容器3及
び11との間に何も記載していないが、実際に複数層の対
流・ふく射防止板が設けられて常温部からの熱侵入を低
減する構成が採用されている。また、液体窒素で冷却さ
れる層が設けられる場合もある。
The helium gas 91 produced by the evaporation of the liquid helium 9 in the liquid helium container 11 of the current lead 1 passes through the inside of the high temperature side current lead 122 and rises while cooling the internal conductor, and the helium gas discharge pipe. Emitted from 15. Although nothing is shown between the vacuum insulation container 2 and the liquid helium containers 3 and 11 in this figure, multiple layers of convection / radiation prevention plates are actually provided to reduce heat intrusion from the room temperature part. The configuration has been adopted. Also, a layer cooled with liquid nitrogen may be provided.

【0010】図6は図5の電流リード1だけを拡大して
示す部分拡大断面図である。この図において、液体ヘリ
ウム容器11を貫通する電流リード本体12の高温側リード
122は外径側から順に、真空外管123 、真空内管124 及
びリード導体125 からなっていて、真空外管123 と真空
内管124 との間は密封空間になっていて真空に維持され
ている。真空外管123 に設けられている波状の部分は熱
伝導による熱侵入を低減するためのベローズである。
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view showing only the current lead 1 of FIG. 5 in an enlarged manner. In this figure, the high temperature side lead of the current lead body 12 penetrating the liquid helium container 11 is shown.
122 is composed of a vacuum outer tube 123, a vacuum inner tube 124, and a lead conductor 125 in this order from the outer diameter side. A vacuum is formed between the vacuum outer tube 123 and the vacuum inner tube 124 to maintain a vacuum. There is. The wavy portion provided on the vacuum outer tube 123 is a bellows for reducing heat intrusion due to heat conduction.

【0011】真空外管123 の符号を付けない下部の金具
の穴から入ったヘリウムガス91は真空内管124 の中、す
なわちリード導体125 が通る管の中を通りリード導体12
5 を冷却しながら上昇して前述のようにヘリウムガス出
口配管15から排出される。リード導体125 は低温側リー
ド121 と導電結合される符号を付さない金具と上部の常
温端子金具16との間を電気的に連結するものである。
The helium gas 91, which has entered through the hole of the lower metal fitting of the outer vacuum tube 123, does not pass through the inner vacuum tube 124, that is, the tube through which the lead conductor 125 passes.
While cooling 5, it rises and is discharged from the helium gas outlet pipe 15 as described above. The lead conductor 125 is for electrically connecting between the low-temperature-side lead 121 and the metal fitting not denoted by the reference numeral and the room temperature terminal metal fitting 16 on the upper side.

【0012】液体ヘリウム容器11の上部には前述した液
体ヘリウム容器3と真空断熱容器2との間と同様に、対
流・ふく射防止板17が設けられている。この対流・ふく
射防止板17はふた部13からロッドを介して吊り下げて支
持されているもので支持のためのロッドなどの構造の図
示は省略している。圧力調整管14は2層になっていて、
内側の内管141 、外側の外管142 及び外管142 の途中に
設けられているベローズ部143 からなっている。ベロー
ズ部143 はふた部13に対して大気側と真空断熱容器2側
にそれぞれ設けられている。これが設けられるのは真空
外管123 のそれと同様に熱侵入を低減するためのもので
あり、同時に、真空外管123 と真空内管124 との熱侵入
の差による寸法変化の差を吸収して熱応力を低減する機
能も果たしている。このような二重構造が採用されるの
は内管141 を通る低温のヘリウムガスとふた部13とを熱
的に遮断するためである。ふた部13はフランジ21にボル
ト締めで取付けられるが真空断熱容器2内の真空を長期
にわたって維持するための高度の気密性を確保するため
にOリング22が設けられている。ふた部13が低温になる
とそれが原因でこのOリング22の温度も低下して特性が
劣化し気密の保持が困難になるという問題が生ずる。そ
のため前述のように圧力調整管14にはベローズ付の二
重構造が採用されているのである。
A convection / radiation prevention plate 17 is provided on the upper portion of the liquid helium container 11 as in the case between the liquid helium container 3 and the vacuum heat insulating container 2 described above. The convection / radiation protection plate 17 is supported by being suspended from the lid portion 13 via a rod, and the structure of the rod or the like for supporting is not shown. The pressure adjusting pipe 14 has two layers,
The inner pipe 141, the outer outer pipe 142, and the bellows portion 143 provided in the middle of the outer pipe 142. The bellows portion 143 is provided on the atmosphere side and the vacuum heat insulating container 2 side with respect to the lid portion 13, respectively. This is provided in order to reduce heat invasion similarly to that of the outer vacuum tube 123, and at the same time absorbs the difference in dimensional change due to the difference in heat intrusion between the outer vacuum tube 123 and the inner vacuum tube 124. It also fulfills the function of reducing thermal stress. The reason why such a double structure is adopted is to thermally shut off the low-temperature helium gas passing through the inner tube 141 and the lid portion 13. The lid 13 is attached to the flange 21 by bolting, but an O-ring 22 is provided to ensure a high degree of airtightness for maintaining the vacuum in the vacuum heat insulating container 2 for a long period of time. When the temperature of the lid portion 13 becomes low, the temperature of the O-ring 22 also lowers due to it, the characteristics deteriorate, and it becomes difficult to maintain airtightness. Therefore, as described above, the pressure adjusting tube 14 has a double structure with a bellows.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】前述のように圧力調整
管14にベローズ付の二重構造が採用されいるので、構造
が複雑で高価にもなっているという問題がある。この発
明の目的はこのような問題を解決し、電流リードを冷却
するための液体ヘリウム容器に設けられる圧力調整管
を、簡素な構造でしたがって安価なものにした超電導装
置の電流リードを提供することにある。
As described above, since the pressure adjusting tube 14 has the double structure with the bellows, there is a problem that the structure is complicated and expensive. An object of the present invention is to solve such a problem and provide a current lead of a superconducting device in which a pressure adjusting tube provided in a liquid helium container for cooling the current lead is made simple and therefore inexpensive. It is in.

【0014】[0014]

【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、液体ヘリウム容器とこの液体ヘ
リウム容器を貫通する電流リード本体とからなる超電導
装置の電流リードにおいて、液体ヘリウム容器内の圧力
を調整する圧力調整管が液体ヘリウム容器の底壁を貫通
し液体ヘリウム容器が収納される真空断熱容器内を通り
外部に引き出されるヘリウムガス排出配管に連通してな
るものとする。また、圧力調整管が液体ヘリウム容器内
の液体ヘリウムに直接触れてなるものとし、又は、一方
の開口部が液体ヘリウム容器内の液体ヘリウムの液面を
越え、他方の開口部が液体ヘリウム容器の底壁に到達す
る管が設けられ、この管の底壁に面した開口部が底壁に
液密に取付けられ、この管の中を圧力調整管か通り液体
ヘリウム容器底壁を貫通してなるものとする。また、真
空断熱容器に収納された液体ヘリウム容器とこの液体ヘ
リウム容器を貫通する電流リード本体からなる超電導装
置の電流リードにおいて、液体ヘリウム容器が電流リー
ド本体によって真空断熱容器の上面から吊り下げられて
なり、液体ヘリウム容器内の圧力を調整する圧力調整管
が液体ヘリウム容器の上壁を貫通して真空断熱容器内を
通り外部に引き出されるヘリウムガス排出配管に連通し
てなるものとする。
In order to solve the above problems, according to the present invention, a liquid helium container is provided in a current lead of a superconducting device comprising a liquid helium container and a current lead body penetrating the liquid helium container. It is assumed that a pressure adjusting pipe for adjusting the internal pressure penetrates the bottom wall of the liquid helium container and communicates with a helium gas discharge pipe that is drawn out through a vacuum heat insulating container in which the liquid helium container is housed. Further, the pressure adjusting tube shall be in direct contact with the liquid helium in the liquid helium container, or one opening exceeds the liquid level of the liquid helium in the liquid helium container, and the other opening of the liquid helium container. A pipe reaching the bottom wall is provided, an opening facing the bottom wall of the pipe is liquid-tightly attached to the bottom wall, and a pressure adjusting pipe is passed through the pipe to penetrate the bottom wall of the liquid helium container. I shall. Further, in a current lead of a superconducting device consisting of a liquid helium container housed in a vacuum heat insulating container and a current lead body penetrating the liquid helium container, the liquid helium container is hung from the upper surface of the vacuum heat insulating container by the current lead body. The pressure adjusting pipe for adjusting the pressure in the liquid helium container is connected to the helium gas discharge pipe that penetrates the upper wall of the liquid helium container, passes through the vacuum heat insulating container, and is drawn to the outside.

【0015】[0015]

【作用】この発明の構成において、電流リード本体が貫
通して冷却される液体ヘリウム容器内の圧力を調整する
圧力調整管を、液体ヘリウム容器の底壁を貫通し真空断
熱容器内を通り外部に引き出されるヘリウムガス排出配
管に連通する構成とすることによって、圧力調整管はこ
の液体ヘリウム容器のふた部を貫通しなくなるので、ふ
た部と真空断熱容器との間を気密に保つために設けられ
るOリングなどのシール材が過度に低温になることがな
い。また、圧力調整管が直接液体ヘリウムに接する構成
を採用して構成を簡単にすることができる。又は、液体
ヘリウム内を通る部分に別の管を設けてその中を圧力調
整管を通して直接液体ヘリウムが圧力調整管に触れない
構成を採用して、圧力調整管を流れるヘリウムガスの温
度が高いときにこのヘリウムガスを冷却するために液体
ヘリウムの蒸発量が増えることが抑制される。また、電
流リードの液体ヘリウム容器を真空断熱容器に直接取付
ける構成ではなく、電流リード本体によって吊り下げる
構成を採用することによって、真空断熱容器の上面と液
体ヘリウム容器の上面との間に空間を確保できるので、
圧力調整管を液体ヘリウム容器の上壁に取付けてしかも
従来のようにベローズ付の二重管構造にする必要がな
い。
In the structure of the present invention, the pressure adjusting tube for adjusting the pressure in the liquid helium container, which is cooled by penetrating the current lead body, passes through the bottom wall of the liquid helium container, passes through the inside of the vacuum heat insulating container, and is exposed outside. Since the pressure adjustment tube does not penetrate the lid part of this liquid helium container by making it communicate with the helium gas discharge pipe to be drawn out, an O-ring etc. which is provided to keep the lid part and the vacuum heat insulation container airtight The sealing material will not get too cold. Further, the structure can be simplified by adopting a structure in which the pressure adjusting tube is in direct contact with the liquid helium. Or, when another helium gas is flowing through the pressure adjusting pipe, another pipe is installed in the part that passes through the liquid helium, and the liquid helium does not come into direct contact with the pressure adjusting pipe through the pressure adjusting pipe. In addition, the evaporation amount of liquid helium is suppressed from increasing because the helium gas is cooled. Also, instead of directly attaching the liquid helium container of the current lead to the vacuum insulation container, by adopting a configuration in which it is suspended by the current lead body, a space is secured between the top surface of the vacuum insulation container and the top surface of the liquid helium container. Because you can
It is not necessary to attach the pressure adjusting pipe to the upper wall of the liquid helium container and to form a double pipe structure with a bellows as in the conventional case.

【0016】[0016]

【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を示す電流リードの部分拡大断
面図であり、図6と同じ部材には共通の符号を付け、類
似の部材については添字Aを付けて詳しい説明を省く。
この図において、圧力調整管14A は図6の圧力調整管14
の下部の開口部と略同じ位置に上の開口部を持ち、対流
・ふく射防止板17を貫通し液体ヘリウム9の中を通って
液体ヘリウム容器1Aの底壁111 を貫通して後述のヘリウ
ムガス排出配管6Aに接続される。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a current lead showing an embodiment of the present invention. The same members as those in FIG. 6 are designated by common reference numerals, and similar members are denoted by a suffix A, and detailed description thereof is omitted.
In this figure, the pressure adjusting pipe 14A is the pressure adjusting pipe 14A of FIG.
Has an upper opening at substantially the same position as the lower opening, penetrates the convection / radiation protection plate 17, passes through the liquid helium 9 and penetrates the bottom wall 111 of the liquid helium container 1A to be described later. Connected to the discharge pipe 6A.

【0017】圧力調整管14A はふた部13A を貫通しない
ので、ふた部13A を冷却することはない。したがって、
ベローズ付の二重構造を採用する必要がなく、構成が簡
素になって価格低減に寄与する。圧力調整管14A を底壁
111 を貫通するのではなく側壁を貫通させる構成を考え
ることができるが、このとき、貫通部に設ける配管口が
液体ヘリウム容器11A から出っ張るために、超電導装置
を組み立てる際に電流リード1Aを上部から真空断熱容器
2内に挿入するときに配管口の出っ張りが邪魔にならな
いようフランジ21の径を大きくしておかなければならな
いという問題が生ずる。フランジ21の大きさには種々の
理由から限界があって、結局圧力調整管14A を側壁を貫
通させる構成は採用できないというのが実際である。
Since the pressure adjusting pipe 14A does not penetrate the lid portion 13A, it does not cool the lid portion 13A. Therefore,
There is no need to use a double structure with bellows, which simplifies the configuration and contributes to cost reduction. Pressure adjustment tube 14A on the bottom wall
It is possible to consider a configuration in which the side wall is penetrated instead of penetrating 111, but at this time, since the piping port provided in the penetrating portion protrudes from the liquid helium container 11A, the current lead 1A is installed from above when assembling the superconducting device. There is a problem that the diameter of the flange 21 must be made large so that the protrusion of the pipe port does not get in the way when it is inserted into the vacuum heat insulating container 2. The size of the flange 21 is limited for various reasons, and the structure in which the pressure adjusting pipe 14A penetrates the side wall cannot be adopted in the end.

【0018】図2は図1の電流リードが使用された超電
導装置の略示的な断面図であり、図5と同じ部材には共
通の符号を付けて詳しい説明を省く。この図において、
圧力調整管14A は電流リード1Aの液体ヘリウム容器11A
の底壁111 から出てヘリウムガス排出配管6Aに接続さ
れ、もう一方の電流リードの圧力調整管及び図5に示し
た液体ヘリウム容器3からの排出配管6に相当する配管
と一緒になって超電導装置の外部に引き出される。な
お、ヘリウムガス排出配管6Aの図示の構成は略示的なも
のであってこれにこだわるものではない。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a superconducting device using the current lead shown in FIG. 1. The same members as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and their detailed description will be omitted. In this figure,
Pressure adjustment tube 14A is a liquid helium container 11A with current lead 1A.
Is connected to the helium gas discharge pipe 6A from the bottom wall 111, and is connected with the pressure adjusting pipe of the other current lead and the pipe corresponding to the discharge pipe 6 from the liquid helium container 3 shown in FIG. Pulled out of the device. The illustrated configuration of the helium gas discharge pipe 6A is a schematic one and is not limited to this.

【0019】図3はこの発明の別の実施例を示す電流リ
ードの部分拡大断面図であり、図1と同じ部材には共通
の符号を付け、類似の部材については添字Bを付けて詳
しい説明を省く。この図において、圧力調整管14B が液
体ヘリウム9の中を通る部分に管112 を設けて圧力調整
管14B が直接液体ヘリウム9に触れないようにした構成
を示している。なお、この図では対流・ふく射防止板を
図示していないが、実際には図1と同様の対流・ふく射
防止板17が設けられている。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of a current lead showing another embodiment of the present invention. The same members as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and similar members are denoted by a suffix B for detailed description. Omit. In this figure, a structure is shown in which a pipe 112 is provided at a portion where the pressure adjusting pipe 14B passes through the liquid helium 9 so that the pressure adjusting pipe 14B does not directly contact the liquid helium 9. Although the convection / radiation protection plate is not shown in this figure, the convection / radiation protection plate 17 similar to that in FIG. 1 is actually provided.

【0020】管112 を設けて圧力調整管14B が直接液体
ヘリウム9に触れない構成にしたので、圧力調整管14B
に流れるヘリウムガスが比較的温度の高い場合でも、そ
の熱を液体ヘリウムが奪って蒸発することがなくなり、
液体ヘリウム9の消費量が増えるのを抑えることができ
る。圧力調整管14B に温度の高いヘリウムガス91が流れ
るのは、圧力調整管14B のヘリウムガス91が流入する上
の開口部の位置がふた部13A に近い位置にある場合であ
る。逆に開口部の位置が低い位置にあるときには圧力調
整管14B に流入するヘリウムガス91の温度は液体ヘリウ
ム9の温度である4Kに近い温度なのでこのヘリウムガ
ス91を冷却するために必要な液体ヘリウム9の消費は僅
かであることから、管112 を設ける必要はななく、より
構成が簡素な図1の構成が妥当である。
Since the pipe 112 is provided so that the pressure adjusting pipe 14B does not directly contact the liquid helium 9, the pressure adjusting pipe 14B
Even if the temperature of the helium gas flowing in the is relatively high, the heat is not taken away by liquid helium and vaporized,
It is possible to suppress an increase in the consumption of liquid helium 9. The high temperature helium gas 91 flows through the pressure adjusting tube 14B when the position of the upper opening into which the helium gas 91 of the pressure adjusting tube 14B flows is close to the lid 13A. On the contrary, when the position of the opening is low, the temperature of the helium gas 91 flowing into the pressure adjusting pipe 14B is close to the temperature of the liquid helium 9, which is 4K, so that the liquid helium gas 91 necessary for cooling the helium gas 91 is required. Since the consumption of 9 is small, it is not necessary to provide the pipe 112, and the configuration of FIG. 1 having a simpler configuration is appropriate.

【0021】なお、管112 にベローズ部を設ける必要が
ないので図6の圧力調整管14に比べてはるかに構造が簡
単でこの管112 を設けるための価格上昇も僅かである。
圧力調整管14A 又は14B の開口部をどの位置にするかは
圧力調整機能を考慮して決定される。たとえば、クエン
チなどによる急激な液体ヘリウム9の蒸発を充分考慮す
る必要があるときにはなるべく下にしてヘリウムガス91
の流体抵抗をなるべく小さくした方が良いし、定常的な
圧力調整のために常時ヘリウムガスを流して圧力調整機
能を働かせるだけなのであれば開口部をなるべく高い位
置にして高い温度のヘリウムガスを排出することによっ
て熱効率を僅かでも改善する方が適している。
Since it is not necessary to provide the bellows portion on the pipe 112, the structure is much simpler than that of the pressure adjusting pipe 14 of FIG. 6, and the price increase for providing the pipe 112 is slight.
The position of the opening of the pressure adjusting pipe 14A or 14B is determined in consideration of the pressure adjusting function. For example, when it is necessary to fully consider rapid evaporation of liquid helium 9 due to quenching, etc.
It is better to make the fluid resistance of the device as small as possible, and if the helium gas is constantly flowed for constant pressure adjustment and the pressure adjustment function is only activated, set the opening as high as possible to discharge the high temperature helium gas. It is more suitable to improve the thermal efficiency even a little by doing so.

【0022】図4はこの発明のもう一つ別の実施例を示
す電流リードの部分拡大断面図であり、図1や図3と同
じ部材については共通を符号を付け、類似の部材につい
ては添字Cを付けて詳しい説明を省く。この図におい
て、高温側リード122Cはふた部13C と液体ヘリウム容器
11C との間の真空外管123 を省略して、ふた部13C の上
部の外管123Cと液体ヘリウム容器11C 内の真空外管123
に相当する外管126 だけを残した構成としたものであ
る。真空内管124Cの外側は図1、図3及び図6の場合も
真空空間であるが、図4の場合も同様であるから、リー
ド導体125 の熱絶縁のための真空層は形は変わっても存
在しており、リード導体125 が通る真空内管124 はその
まま残っていてその中をヘリウムガス91が通るので、リ
ード導体125の冷却性能が前述の実施例に比べて異なる
ことはない。
FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of a current lead showing another embodiment of the present invention. The same members as those in FIGS. 1 and 3 are designated by the same reference numerals, and similar members are designated by the suffix. Add C to omit detailed explanation. In this figure, the high temperature side lead 122C is a lid 13C and a liquid helium container.
The outer vacuum tube 123 between 11C and the outer tube 123C at the top of the lid 13C and the outer vacuum tube 123 inside the liquid helium container 11C are omitted.
The outer tube 126 corresponding to the above is left. The outside of the inner vacuum tube 124C is a vacuum space also in FIGS. 1, 3 and 6, but the same applies to FIG. 4, so that the shape of the vacuum layer for thermal insulation of the lead conductor 125 is changed. Since the inner vacuum tube 124 through which the lead conductor 125 passes remains as it is and the helium gas 91 passes through it, the cooling performance of the lead conductor 125 is not different from that of the above-described embodiment.

【0023】液体ヘリウム容器11C は真空内管124Cだけ
によって吊り下げられた構成になっているので真空内管
124Cにはこれに耐えるだけの機械的強度が必要であると
いう点で真空内管124Cは前述の実施例での真空内管124
とは異なる。このような構成によってふた部13C と液体
ヘリウム容器11C の上部との間に真空の空間が生じたの
で圧力調整管14C は図示のように液体ヘリウム容器11C
の上面に設けることができる。また、液体ヘリウム容器
11C 内に対流・ふく射防止板を設ける必要もなくなる。
その代わり、真空容器2と図2の液体ヘリウム容器3と
の間に設けられる図示しない対流・ふく射防止板がふた
部13C と液体ヘリウム容器11C との間の空間にまで延ば
して設けられることになる。ヘリウムガス排出配管は図
2のヘリウムガス排出配管6Aと当然異なった配置にな
るが、配管の引き回しに支障が生ずる要因はない。圧力
調整管14C を液体ヘリウム容器11C の上部に設けたので
底壁を貫通して下部に出す構成よりも簡素になる。
Since the liquid helium container 11C is configured to be suspended only by the vacuum inner tube 124C, it is a vacuum inner tube.
The vacuum inner tube 124C is the same as the vacuum inner tube 124C in the above-described embodiment in that 124C needs to have mechanical strength enough to withstand this.
Is different from. With this structure, a vacuum space is created between the lid 13C and the upper portion of the liquid helium container 11C.
Can be provided on the upper surface of the. Also, liquid helium container
There is no need to install a convection / radiation prevention plate inside 11C.
Instead, a convection / radiation prevention plate (not shown) provided between the vacuum container 2 and the liquid helium container 3 of FIG. 2 is provided extending to the space between the lid portion 13C and the liquid helium container 11C. The helium gas discharge pipe is naturally arranged differently from the helium gas discharge pipe 6A shown in FIG. 2, but there is no factor that hinders the routing of the pipe. Since the pressure adjusting pipe 14C is provided on the upper part of the liquid helium container 11C, it is simpler than the structure of penetrating the bottom wall and extending to the lower part.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明は前述のように、圧力調整管を
電流リードの液体ヘリウム容器の底壁を貫通してヘリウ
ムガス排出配管に接続する構成を採用することによっ
て、液体ヘリウム容器のふた部が圧力調整管によって低
温になり、気密に保つためのシール材が過度に低温にな
って特性が劣化することがなくなるので、信頼性が向上
するとともに、圧力調整管として複雑なベローズを設け
た二重管構造を採用する必要がないので装置の価格低減
にも貢献するという効果が得られる。
As described above, the present invention adopts the structure in which the pressure adjusting tube is connected to the helium gas discharge pipe by penetrating the bottom wall of the liquid helium container of the current lead, so that the lid part of the liquid helium container is The pressure adjustment tube reduces the temperature to a low level, and the sealing material for maintaining airtightness does not become excessively low and the characteristics do not deteriorate, so reliability is improved and a double bellows with a complicated bellows is provided as the pressure adjustment tube. Since it is not necessary to adopt a tube structure, it is possible to obtain the effect of contributing to the cost reduction of the device.

【0025】また、圧力調整管を液体ヘリウム内に浸る
状態のまま直接液体ヘリウム容器の底壁を貫通させる構
成を採用することによって、構成が簡単になり、価格低
減に貢献する。この構成は圧力調整管を通るヘリウムガ
スの温度が液体ヘリウムの温度に近いときに有効であ
る。ヘリウムガスの温度が高いときには、液体ヘリウム
内を通る部分に別の管を設けてその中を圧力調整管を通
して液体ヘリウム容器の底壁を貫通させる構成を採用す
ることによって、圧力調整管は液体ヘリウムに直接触れ
なくなるので高温のヘリウムガスを冷却するために液体
ヘリウムが消費されることがなくなり、高価な液体ヘリ
ウムの消費の増大を抑制できるという効果が得られる。
また、電流リードの液体ヘリウム容器を真空断熱容器に
直接取付ける構成ではなく、電流リード本体によって吊
り下げる構成を採用することによって、真空断熱容器の
上面と液体ヘリウム容器の上面との間に空間を確保でき
るので、圧力調整管を液体ヘリウム容器の上壁に取付け
て外部に引き出す構成を採用することができ、しかも従
来のようにベローズを持った二重管構造にする必要はな
いので、構成が簡単になりしたがって安価になるという
効果が得られる。
Further, by adopting a structure in which the pressure adjusting pipe is directly penetrated through the bottom wall of the liquid helium container while being immersed in the liquid helium, the structure is simplified and the cost is reduced. This configuration is effective when the temperature of the helium gas passing through the pressure adjusting tube is close to the temperature of liquid helium. When the temperature of the helium gas is high, another tube is provided in the part that passes through the liquid helium, and the pressure adjustment tube is used to penetrate the bottom wall of the liquid helium container to make the pressure adjustment tube a liquid helium. The liquid helium is not consumed to cool the high-temperature helium gas because it is not directly touched with, and the effect of suppressing the increase in the consumption of expensive liquid helium can be obtained.
Also, instead of directly mounting the liquid helium container of the current lead to the vacuum heat insulating container, by adopting a structure in which it is suspended by the current lead body, a space is secured between the upper surface of the vacuum heat insulating container and the upper surface of the liquid helium container. Since it is possible to install the pressure adjustment tube on the upper wall of the liquid helium container and pull it out to the outside, it is not necessary to have a double tube structure with a bellows as in the past, so the configuration is simple. Therefore, it is possible to obtain the effect of being cheap.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例を示す電流リードの部分拡大
断面図
FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a current lead showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の電流リードが使用された超電導装置の略
示的な断面図
2 is a schematic cross-sectional view of a superconducting device using the current lead of FIG.

【図3】この発明の別の実施例を示す電流リードの部分
拡大断面図
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of a current lead showing another embodiment of the present invention.

【図4】この発明のもう一つ別の実施例を示す電流リー
ドの部分拡大断面図
FIG. 4 is a partial enlarged sectional view of a current lead showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来の超電導装置の略示的な概略断面図FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional superconducting device.

【図6】図5の電流リードだけを拡大して示す部分拡大
断面図
6 is a partially enlarged sectional view showing only the current lead of FIG. 5 in an enlarged manner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A 電流リード 11,11A 液体ヘリウム容器 111 底壁 112 管 12 電流リード本体 122 高温側リード 123 真空外管 124,124C 真空内管 123C 外管 125 リード導体 126 外管 13,13A ふた部 14,14A,14B,14C 圧力調整管 2 真空断熱容器 3 液体ヘリウム容器 4 超電導コイル 6,6A ヘリウムガス排出配管 9 液体ヘリウム 91 ヘリウムガス 1,1A current lead 11,11A liquid helium container 111 bottom wall 112 tube 12 current lead body 122 high temperature side lead 123 vacuum outer tube 124,124C vacuum inner tube 123C outer tube 125 lead conductor 126 outer tube 13,13A lid part 14,14A , 14B, 14C Pressure adjustment tube 2 Vacuum insulation container 3 Liquid helium container 4 Superconducting coil 6, 6A Helium gas discharge pipe 9 Liquid helium 91 Helium gas

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液体ヘリウム容器とこの液体ヘリウム容器
を貫通する電流リード本体とからなる超電導装置の電流
リードにおいて、液体ヘリウム容器内の圧力を調整する
圧力調整管が液体ヘリウム容器の底壁を貫通し液体ヘリ
ウム容器が収納される真空断熱容器内を通り外部に引き
出されるヘリウムガス排出配管に連通してなることを特
徴とする超電導装置の電流リード。
1. A current lead of a superconducting device comprising a liquid helium container and a current lead body penetrating the liquid helium container, wherein a pressure adjusting tube for adjusting a pressure in the liquid helium container penetrates a bottom wall of the liquid helium container. A current lead of a superconducting device, characterized in that the current lead is connected to a helium gas discharge pipe that is drawn out to the outside through a vacuum heat insulating container that houses a liquid helium container.
【請求項2】圧力調整管が液体ヘリウム容器内の液体ヘ
リウムに直接触れてなることを特徴とする請求項1記載
の超電導装置の電流リード。
2. The current lead of a superconducting device according to claim 1, wherein the pressure adjusting tube is in direct contact with liquid helium in the liquid helium container.
【請求項3】一方の開口部が液体ヘリウム容器内の液体
ヘリウムの液面を越え、他方の開口部が液体ヘリウム容
器の底壁に到達する管が設けられ、この管の底壁に面し
た開口部が底壁に液密に取付けられ、この管の中を圧力
調整管が通り液体ヘリウム容器底壁を貫通してなること
を特徴とする請求項1記載の超電導装置の電流リード。
3. A pipe is provided, one opening of which exceeds the liquid level of liquid helium in the liquid helium container, and the other opening of which reaches the bottom wall of the liquid helium container, facing the bottom wall of this pipe. 2. The current lead of a superconducting device according to claim 1, wherein the opening is liquid-tightly attached to the bottom wall, and a pressure adjusting tube passes through the tube to penetrate the bottom wall of the liquid helium container.
【請求項4】真空断熱容器に収納された液体ヘリウム容
器とこの液体ヘリウム容器を貫通する電流リード本体か
らなる超電導装置の電流リードにおいて、液体ヘリウム
容器が電流リード本体によって真空断熱容器の上面から
吊り下げられてなり、液体ヘリウム容器内の圧力を調整
する圧力調整管が液体ヘリウム容器の上壁を貫通して真
空断熱容器内を通り外部に引き出されるヘリウムガス排
出配管に連通してなることを特徴とする超電導装置の電
流リード。
4. A current lead of a superconducting device comprising a liquid helium container housed in a vacuum heat insulating container and a current lead body penetrating the liquid helium container, wherein the liquid helium container is suspended from the upper surface of the vacuum heat insulating container by the current lead body. It is lowered, and the pressure adjustment pipe for adjusting the pressure inside the liquid helium container is connected to the helium gas discharge pipe that penetrates the upper wall of the liquid helium container and passes through the vacuum heat insulation container and is drawn out to the outside. And the current lead of the superconducting device.
JP22406293A 1993-09-09 1993-09-09 Current lead for superconducting device Pending JPH0778712A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100720031B1 (en) * 2005-12-14 2007-05-18 한국기초과학지원연구원 Current lead

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