JPH0794319A - Current lead device - Google Patents
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- JPH0794319A JPH0794319A JP5232875A JP23287593A JPH0794319A JP H0794319 A JPH0794319 A JP H0794319A JP 5232875 A JP5232875 A JP 5232875A JP 23287593 A JP23287593 A JP 23287593A JP H0794319 A JPH0794319 A JP H0794319A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物系超電導体で形
成された電流リードを備えてなる電流リード装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current lead device having a current lead formed of an oxide superconductor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】酸化物系超電導体は、金属系超電導体に
比べて臨界温度がはるかに高い。最近では、130Kを越え
る臨界温度のものも発表されている。したがって、今
後、各分野への応用が期待されている。2. Description of the Related Art Oxide superconductors have a much higher critical temperature than metal superconductors. Recently, those with a critical temperature of over 130K have been announced. Therefore, application to each field is expected in the future.
【０００３】酸化物系超電導体の実用化例の１つとし
て、超電導装置において用いる電流リード装置（パワー
リード）が考えられている。超電導装置は、通常、断熱
容器内に金属系超電導体で形成されたコイルや限流器等
の超電導機器と冷却用の液体ヘリウムとを収容したもの
となっている。そして、断熱容器内に収容されている超
電導機器と断熱容器外に位置している電源回路等とを電
流リード装置を介して電気的に接続するようにしてい
る。As one of practical examples of the oxide superconductor, a current lead device (power lead) used in a superconducting device is considered. A superconducting device usually contains a superconducting device such as a coil and a current limiter formed of a metal-based superconductor in a heat insulating container and liquid helium for cooling. Then, the superconducting device housed in the heat insulating container and the power supply circuit and the like located outside the heat insulating container are electrically connected via the current lead device.
【０００４】上記用途の電流リード装置には、ジュール
熱がほとんど発生しないこと、外部の熱を伝導で断熱容
器内に伝えないことなどが要求される。このようなこと
から、酸化物系超電導体で電流リードを構成し、この電
流リードを液体窒素（77K ）で臨界温度以下に冷却する
ことによって上述した要望を満たすようにした電流リー
ド装置が考えられている。The current lead device for the above-mentioned applications is required to generate almost no Joule heat and not to transfer external heat into the heat insulating container. Therefore, a current lead device that can satisfy the above requirements by forming a current lead with an oxide-based superconductor and cooling the current lead with liquid nitrogen (77K) to a critical temperature or lower is considered. ing.
【０００５】ところで、酸化物系超電導体は、特に液体
窒素温度レベルにおいて外部磁場に対する臨界電流密度
の劣化が著しい。したがって、酸化物系超電導体で形成
された電流リードを持つ電流リード装置を超電導磁石装
置のように磁場を発生する装置に組込むには、外部磁場
に対する特性劣化を何等かの手段で解決する必要があ
る。By the way, in oxide superconductors, the critical current density is remarkably deteriorated with respect to an external magnetic field, especially at the liquid nitrogen temperature level. Therefore, in order to incorporate a current lead device having a current lead formed of an oxide-based superconductor into a device that generates a magnetic field such as a superconducting magnet device, it is necessary to solve the characteristic deterioration due to an external magnetic field by some means. is there.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、酸化
物系超電導体で形成された電流リードが外部磁場によっ
て特性劣化するのを防止できる電流リード装置を提供す
ることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a current lead device capable of preventing the current lead formed of an oxide superconductor from being deteriorated in characteristics due to an external magnetic field.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電流リード装置は、抵抗率の小さい材
料，透磁率の高い材料，超電導体の中から選ばれた材料
で形成されて酸化物系超電導体製の電流リードを取り囲
むように配置された磁気シールド体と、この磁気シール
ド体を所定の温度に冷却する手段とを備えている。な
お、前記磁気シールド体に代えて無端の超電導コイルを
設けることも有効である。In order to achieve the above object, the current lead device according to the present invention is made of a material having a low resistivity, a high magnetic permeability or a superconductor. And a magnetic shield body arranged so as to surround the current lead made of an oxide-based superconductor, and means for cooling the magnetic shield body to a predetermined temperature. It is also effective to provide an endless superconducting coil instead of the magnetic shield body.
【０００８】[0008]
【作用】銅やアルミニウムのように抵抗率の小さい材料
あるいは鉄のように透磁率の高い材料を磁束が貫通しよ
うとすると、表皮効果によって材料の表面部に磁束の貫
通を阻止する向きの電流が流れる。なお、表皮厚さδ
は、材料の抵抗率をρとし、材料の透磁率をμとし、角
周波数をω（＝2 π×周波数）とすると、 δ＝（2 ρ／μω）1/2 で表される。上記式から判るように、表皮厚さδは、抵
抗率が小さい程、透磁率が大きい程小さくなる。したが
って、表皮厚さδの小さい材料を選択すれば、それだけ
大きい磁気遮蔽効果が得られることになる。[Function] When a magnetic flux tries to penetrate a material having a low resistivity such as copper or aluminum or a material having a high magnetic permeability such as iron, a skin effect causes a current in a direction to prevent the penetration of the magnetic flux on the surface of the material. Flowing. The skin depth δ
Is expressed as δ = (2ρ / μω) 1/2, where ρ is the resistivity of the material, μ is the magnetic permeability of the material, and ω (= 2π × frequency) is the angular frequency. As can be seen from the above equation, the skin depth δ becomes smaller as the resistivity is smaller and the permeability is larger. Therefore, if a material having a small skin thickness δ is selected, a greater magnetic shielding effect can be obtained.
【０００９】本発明のように、抵抗率の小さい材料ある
いは透磁率の高い材料で磁気シールド体を形成すると、
外部磁場の侵入を阻止できるので、外部磁場によって電
流リードの特性が劣化するのを防止できる。また、磁気
シールド体を冷却手段で冷却しているので、材料の抵抗
率を一層小さくでき、効果的な磁気遮蔽を実現できるば
かりか、材料に流れる渦電流による発熱を吸収すること
ができる。したがって、この場合には、交流外部磁場に
対して有効である。When the magnetic shield body is formed of a material having a low resistivity or a material having a high magnetic permeability as in the present invention,
Since the invasion of the external magnetic field can be prevented, it is possible to prevent the characteristics of the current lead from being deteriorated by the external magnetic field. Further, since the magnetic shield is cooled by the cooling means, the resistivity of the material can be further reduced, effective magnetic shielding can be realized, and heat generated by the eddy current flowing in the material can be absorbed. Therefore, in this case, it is effective for the AC external magnetic field.
【００１０】一方、超電導体で磁気シールド体を形成す
ると、超電導体のマイスナー効果によって外部磁場の侵
入を阻止できる。また、無端の超電導コイルに置き代え
た場合には、磁束が侵入しようとしたときに超電導コイ
ルに侵入磁束を打ち消す向きの電流が流れるので、この
場合も良好な磁気遮蔽効果が期待できる。したがって、
超電導体で形成された磁気シールド体を設けた場合およ
び超電導コイルを設けた場合には、直流外部磁場と交流
外部磁場に対して有効である。On the other hand, when the magnetic shield body is formed of a superconductor, the intrusion of an external magnetic field can be prevented by the Meissner effect of the superconductor. Further, when the magnetic flux is replaced with an endless superconducting coil, when the magnetic flux tries to invade, a current flows in the direction of canceling the invading magnetic flux, so that a good magnetic shielding effect can be expected in this case as well. Therefore,
When a magnetic shield body made of a superconductor is provided and when a superconducting coil is provided, it is effective for a DC external magnetic field and an AC external magnetic field.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１には本発明の一実施例に係る電流リード装置を
組み込んだ交流超電導磁石装置の要部が模式的に示され
ている。Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a main part of an AC superconducting magnet device incorporating a current lead device according to an embodiment of the present invention.
【００１２】図中１は断熱容器を示している。この断熱
容器１は、内槽２と、この内槽２を収容するように配置
されるとともに内槽２との間に真空断熱層３を形成する
外槽４とで構成されている。In the figure, reference numeral 1 indicates a heat insulating container. The heat insulating container 1 is composed of an inner tank 2 and an outer tank 4 which is arranged to accommodate the inner tank 2 and forms a vacuum heat insulating layer 3 between the inner tank 2 and the inner tank 2.
【００１３】内槽２内にはＮｂＴｉ合金やＮｂ3 Ｓｎな
どの金属系超電導体で形成された超電導コイル５と冷媒
である液体ヘリウム６とが収容されている。超電導コイ
ル５の両線端は、それぞれ銅リード７ａ，７ｂの一端側
に接続されている。銅リード７ａ，７ｂの他端側は、そ
れぞれ内槽２の上壁を絶縁状態に、かつ気密に貫通して
銅ブロックで形成された接続端子８ａ，８ｂに接続され
ている。接続端子８ａ，８ｂは、銅リード９ａ，９ｂ、
銅ブロックで形成された接続端子１０ａ，１０ｂ、Ｙ
系，Ｂｉ系，Ｔｌ系，Ｈｇ系などで形成された酸化物系
超電導体リード１１ａ，１１ｂ、銅ブロックで形成され
た接続端子１２ａ，１２ｂ、銅リード１３ａ，１３ｂの
一端側に接続されている。そして、銅リード１３ａ，１
３ｂの他端側が、断熱容器１の壁を絶縁状態に、かつ気
密に貫通して外部に導かれている。In the inner tank 2, a superconducting coil 5 made of a metallic superconductor such as NbTi alloy or Nb 3 Sn and liquid helium 6 as a refrigerant are contained. Both wire ends of the superconducting coil 5 are connected to one ends of the copper leads 7a and 7b, respectively. The other ends of the copper leads 7a, 7b are connected to connection terminals 8a, 8b formed of a copper block, respectively, in an insulating state and airtightly penetrating the upper wall of the inner tank 2. The connection terminals 8a and 8b are copper leads 9a and 9b,
Connection terminals 10a, 10b, Y formed of a copper block
Connected to one end side of the oxide-based superconductor leads 11a, 11b made of a system, Bi system, Tl system, Hg system, etc., the connection terminals 12a, 12b made of a copper block, and the copper leads 13a, 13b. . And the copper leads 13a, 1
The other end of 3b penetrates the wall of the heat insulating container 1 in an insulated state and is airtightly guided to the outside.
【００１４】外槽４内で、銅リード１３ａ，１３ｂの設
けられている部分には、内部に銅リード１３ａ，１３ｂ
を通す関係に金属材で形成された液体窒素溜め１４が配
置されており、この液体窒素溜め１４には常に所定レベ
ルとなるように液体窒素１５が収容されている。なお、
液体窒素溜め１４の底壁で、銅リード１３ａ，１３ｂを
貫通させる部分には、銅リード１３ａ，１３ｂとの間の
絶縁を確保し、かつ液密性を確保するための封止機構１
６ａ，１６が装着されている。Inside the outer tub 4, the copper leads 13a and 13b are internally provided at the portions where the copper leads 13a and 13b are provided.
A liquid nitrogen reservoir 14 made of a metal material is arranged in a passing relationship, and the liquid nitrogen reservoir 14 stores liquid nitrogen 15 so that the liquid nitrogen 15 is always at a predetermined level. In addition,
A sealing mechanism 1 for ensuring insulation between the copper leads 13a, 13b and liquid-tightness at the bottom wall of the liquid nitrogen reservoir 14 where the copper leads 13a, 13b penetrate.
6a and 16 are attached.
【００１５】液体窒素溜め１４から銅リード９ａ，９ｂ
までの部分には、接続端子１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１
２ｂを含めて酸化物系超電導体リード１１ａ，１１ｂを
囲むように磁気シールド体１７が配置されている。この
磁気シールド体１７は、銅やアルミニウムなどのように
抵抗率の小さい材料あるいは鉄などのように透磁率の高
い材料あるいは臨界温度が液体窒素温度以上の酸化物系
超電導体で容器状に形成されたもので、開口部側、つま
り図中上端部が液体窒素溜め１４の底壁に熱的に接続さ
れるように液体窒素溜め１４に対して固定されている。
なお、磁気シールド体１７の、いわゆる底壁には、銅リ
ード９ａ，９ｂを絶縁状態に貫通させるための孔１８
ａ，１８ｂが形成されている。Liquid nitrogen reservoir 14 to copper leads 9a, 9b
To the connection terminals 10a, 10b, 12a, 1
A magnetic shield body 17 is arranged so as to surround the oxide-based superconductor leads 11a and 11b including 2b. The magnetic shield 17 is made of a material having a low resistivity such as copper or aluminum, a material having a high magnetic permeability such as iron, or an oxide-based superconductor having a critical temperature not lower than the liquid nitrogen temperature and formed in a container shape. It is fixed to the liquid nitrogen reservoir 14 so that the opening side, that is, the upper end in the figure, is thermally connected to the bottom wall of the liquid nitrogen reservoir 14.
A hole 18 for penetrating the copper leads 9a and 9b in an insulating state is formed in the so-called bottom wall of the magnetic shield body 17.
a and 18b are formed.
【００１６】このような構成であると、酸化物系超電導
体リード１１ａ，１１ｂが、銅リード１３ａ，１３ｂお
よび接続端子１２ａ，１２ｂを介して液体窒素温度レベ
ルに冷却され、超電導状態に保持される。また、磁気シ
ールド体１７も液体窒素温度レベルに冷却される。した
がって、磁気シールド体１７が酸化物系超電導体で形成
されているときには、この磁気シールド体１７も超電導
状態となる。With such a structure, the oxide superconductor leads 11a and 11b are cooled to the liquid nitrogen temperature level through the copper leads 13a and 13b and the connection terminals 12a and 12b, and are maintained in the superconducting state. . The magnetic shield body 17 is also cooled to the liquid nitrogen temperature level. Therefore, when the magnetic shield body 17 is formed of an oxide-based superconductor, the magnetic shield body 17 is also in a superconducting state.
【００１７】このような状態で、電流リードを介して超
電導コイル５を交流で付勢すると、超電導コイル５が交
流磁場を発生する。このとき、酸化物系超電導体リード
１１ａ，１１ｂは、超電導コイル５で発生した交流磁場
の影響を受けることなく健全性を維持する。In such a state, when the superconducting coil 5 is energized with an alternating current through the current lead, the superconducting coil 5 generates an alternating magnetic field. At this time, the oxide-based superconductor leads 11a and 11b maintain their soundness without being affected by the AC magnetic field generated in the superconducting coil 5.
【００１８】すなわち、酸化物系超電導体リード１１
ａ，１１ｂを囲むように磁気シールド体１７が設けてあ
り、この磁気シールド体１７が表皮効果の期待できる材
料あるいはマイスナー効果の期待できる材料で形成され
ているので、超電導コイル５で発生した交番磁束が磁気
シールド体１７内に侵入しようとしても阻止される。し
たがって、超電導コイル５で発生した磁場によって酸化
物系超電導体リード１１ａ，１１ｂが特性劣化するよう
なことはない。なお、磁気シールド体１７を液体窒素１
５で冷却しているので、磁気シールド体１７を表皮効果
の期待できる材料で形成した場合には、材料の抵抗率を
一層小さくでき、効果的な磁気遮蔽を実現できるばかり
か、材料に流れる渦電流による発熱を吸収することがで
きる。That is, the oxide-based superconductor lead 11
Since a magnetic shield 17 is provided so as to surround a and 11b, and this magnetic shield 17 is formed of a material that can be expected to have a skin effect or a Meissner effect, the alternating magnetic flux generated in the superconducting coil 5 can be obtained. Even if they try to enter the magnetic shield body 17, they are blocked. Therefore, the magnetic field generated in the superconducting coil 5 does not deteriorate the characteristics of the oxide superconductor leads 11a and 11b. In addition, the magnetic shield 17 is replaced with liquid nitrogen 1
Since it is cooled by 5, when the magnetic shield body 17 is formed of a material that can be expected to have a skin effect, the resistivity of the material can be further reduced, effective magnetic shielding can be realized, and vortices flowing in the material can be realized. The heat generated by the electric current can be absorbed.
【００１９】図２には本発明に係る電流リード装置を組
み込んだ直接冷却形交流超電導磁石装置の要部が模式的
に示されている。図中２１は内部が真空引きされた断熱
容器を示している。この断熱容器２１内には、ＮｂＴｉ
合金やＮｂ3 Ｓｎなどの金属系超電導体で形成された超
電導コイル２２が冷凍機２３によって直接冷却されるよ
うに配置されている。FIG. 2 schematically shows a main part of a direct cooling type AC superconducting magnet device incorporating the current lead device according to the present invention. Reference numeral 21 in the figure denotes a heat insulating container whose inside is evacuated. In this heat insulating container 21, NbTi
A superconducting coil 22 formed of a metal superconductor such as an alloy or Nb 3 Sn is arranged so as to be directly cooled by a refrigerator 23.
【００２０】冷凍機２３は、たとえばギホード・マクマ
ホン型の冷凍機によって構成されている。この冷凍機２
３は、70K 程度に冷却される第１段冷却ステージ２４と
4K程度に冷却される第２段冷却ステージ２５とを備えて
いる。そして、超電導コイル２２は第２段冷却ステージ
２５に対して窒化アルミニウム等の熱伝導率の良い絶縁
材２６を介して熱的に接続されている。The refrigerator 23 is constituted by, for example, a Gifode-McMahon type refrigerator. This refrigerator 2
3 is the first cooling stage 24 which is cooled to about 70K
It has a second cooling stage 25 that is cooled to about 4K. The superconducting coil 22 is thermally connected to the second cooling stage 25 via an insulating material 26 having a high thermal conductivity such as aluminum nitride.
【００２１】超電導コイル２２の両線端は、それぞれ銅
リード２７ａ，２７ｂの一端側に接続されている。銅リ
ード２７ａ，２７ｂの他端側は、銅ブロックで形成され
た接続端子２８ａ，２８ｂに接続されている。接続端子
２８ａ，２８ｂは、Ｙ系，Ｂｉ系，Ｔｌ系，Ｈｇ系など
で形成された酸化物系超電導体リード２９ａ，２９ｂ、
銅ブロックで形成された接続端子３０ａ，３０ｂ、銅リ
ード３１ａ，３１ｂの一端側に接続されている。そし
て、銅リード３１ａ，３１ｂの他端側が断熱容器２１の
壁を絶縁状態に、かつ気密に貫通して外部に導かれてい
る。Both ends of the superconducting coil 22 are connected to one ends of the copper leads 27a and 27b, respectively. The other ends of the copper leads 27a and 27b are connected to connection terminals 28a and 28b formed of a copper block. The connection terminals 28a and 28b are oxide-based superconductor leads 29a and 29b formed of Y-based, Bi-based, Tl-based, Hg-based, or the like,
The connection terminals 30a and 30b formed of a copper block and the copper leads 31a and 31b are connected to one end side. The other ends of the copper leads 31a and 31b are guided to the outside by penetrating the wall of the heat insulating container 21 in an insulated state and airtightly.
【００２２】銅リード３１ａ，３１ｂの図中下端部は、
窒化アルミニウム等の熱伝導率の良い絶縁材３２を介し
て冷凍機２３の第１段冷却ステージ２４に熱的に接続さ
れている。The lower ends of the copper leads 31a and 31b in the figure are
It is thermally connected to the first-stage cooling stage 24 of the refrigerator 23 via an insulating material 32 having a high thermal conductivity such as aluminum nitride.
【００２３】一方、銅リード３１ａ，３１ｂの図中下端
部から銅リード２７ａ，２７ｂの図中上端部までの部分
には、接続端子２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂを含め
て酸化物系超電導体リード２９ａ，２９ｂを囲むように
磁気シールド体３３が配置されている。この磁気シール
ド体３３は、銅やアルミニウムなどのように抵抗率の小
さい材料あるいは鉄などのように透磁率の高い材料ある
いは臨界温度が第１段冷却ステージ２４の温度以上の酸
化物系超電導体で容器状に形成されており、開口部側、
つまり図中上端部が第１段冷却ステージ２４に熱的に接
続されるように冷凍機２３に対して固定されている。な
お、磁気シールド体３３の、いわゆる底壁には、銅リー
ド２７ａ，２７ｂを絶縁状態に貫通させるための孔３４
ａ，３４ｂが形成されている。On the other hand, the oxide superconductor lead including the connecting terminals 28a, 28b, 30a and 30b is provided from the lower end of the copper leads 31a and 31b in the figure to the upper end of the copper leads 27a and 27b in the figure. A magnetic shield body 33 is arranged so as to surround 29a and 29b. The magnetic shield 33 is a material having a low resistivity such as copper or aluminum, a material having a high magnetic permeability such as iron, or an oxide superconductor having a critical temperature equal to or higher than the temperature of the first cooling stage 24. It is formed in a container shape, the opening side,
That is, the upper end of the figure is fixed to the refrigerator 23 so as to be thermally connected to the first cooling stage 24. The so-called bottom wall of the magnetic shield body 33 has holes 34 for penetrating the copper leads 27a and 27b in an insulated state.
a and 34b are formed.
【００２４】したがって、この場合も図１に示したもの
と同様の原理に基づき超電導コイル２２で発生した磁場
によって酸化物系超電導体リード２９ａ，２９ｂが特性
劣化するのを防止できる。Therefore, also in this case, it is possible to prevent the characteristic deterioration of the oxide superconductor leads 29a, 29b due to the magnetic field generated in the superconducting coil 22 based on the same principle as that shown in FIG.
【００２５】図３には本発明に係る電流リード装置を組
み込んだ直接冷却形交流超電導磁石装置の要部が模式的
に示されている。この図では、図２と同一部分が同一符
号で示されている。したがって、重複する部分の詳しい
説明は省略する。FIG. 3 schematically shows a main part of a direct cooling type AC superconducting magnet device incorporating the current lead device according to the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 2 are indicated by the same reference numerals. Therefore, detailed description of the overlapping portions will be omitted.
【００２６】この例が図２と異なる点は、磁気シールド
体３３を冷凍機２３の第２段冷却ステージ２５に熱的に
接続したことにある。したがって、この例では4Kレベル
の第２段冷却ステージ２５に磁気シールド体３３を熱的
に接続しているので、磁気シールド体３３をＮｎＴｉ合
金やＮｂ3 Ｓｎなどの金属系超電導体で形成することも
できる。This example differs from FIG. 2 in that the magnetic shield 33 is thermally connected to the second cooling stage 25 of the refrigerator 23. Therefore, in this example, since the magnetic shield 33 is thermally connected to the 4K second cooling stage 25, the magnetic shield 33 should be formed of a metal-based superconductor such as NnTi alloy or Nb 3 Sn. You can also
【００２７】図４には本発明の別の実施例に係る電流リ
ード装置を組み込んだ直接冷却形交流超電導磁石装置の
要部が模式的に示されている。この図では、図２と同一
部分が同一符号で示されている。したがって、重複する
部分の詳しい説明は省略する。FIG. 4 schematically shows a main part of a direct cooling type AC superconducting magnet device incorporating a current lead device according to another embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 2 are indicated by the same reference numerals. Therefore, detailed description of the overlapping portions will be omitted.
【００２８】この例では、酸化物系超電導体リード２９
ａ，２９ｂを一体に囲むように円筒状の巻枠４１を配置
している。巻枠４１は銅、アルミニウムなどの良熱伝導
材で形成されたもので、その下端部は冷凍機２３の第２
段冷却ステージ２５に窒化アルミニウム等の熱伝導率の
良い絶縁材４２を介して熱的に接続されている。そし
て、巻枠４１の外周には巻枠４１を介して臨界温度以下
に冷却される関係に超電導コイル４３が装着されてい
る。超電導コイル４３は、ＮｂＴｉ合金やＮｂ3 Ｓｎな
どの金属系超電導体で形成されており、両線端同士が短
絡、つまり無端構成となっている。In this example, the oxide-based superconductor lead 29 is used.
A cylindrical winding frame 41 is arranged so as to integrally surround a and 29b. The winding frame 41 is formed of a good heat conductive material such as copper or aluminum, and the lower end of the winding frame 41 is the second of the refrigerator 23.
It is thermally connected to the stage cooling stage 25 via an insulating material 42 having a high thermal conductivity such as aluminum nitride. A superconducting coil 43 is mounted on the outer periphery of the winding frame 41 so that the superconducting coil 43 is cooled to a temperature below the critical temperature via the winding frame 41. The superconducting coil 43 is made of a metal-based superconductor such as NbTi alloy or Nb 3 Sn, and has both wire ends short-circuited, that is, an endless structure.
【００２９】このような構成であると、巻枠４１を介し
て超電導コイル４３が4Kレベルに冷却されるので、この
超電導コイル４３は超電導状態に保持される。したがっ
て、超電導コイル２２で発生した磁束が超電導コイル４
３によって囲まれた空間に侵入しようとすると、この磁
束を打ち消す向きに超電導コイル４３に電流が流れ、上
記空間に磁束は侵入しない。このため、超電導コイル２
２で発生した磁場によって酸化物系超電導体リード２９
ａ，２９ｂが特性劣化するのを防止できる。With such a structure, the superconducting coil 43 is cooled to the 4K level via the winding frame 41, so that the superconducting coil 43 is maintained in the superconducting state. Therefore, the magnetic flux generated in the superconducting coil 22 is
When an attempt is made to enter the space surrounded by 3, the current flows through the superconducting coil 43 in the direction of canceling the magnetic flux, and the magnetic flux does not enter the space. Therefore, the superconducting coil 2
Oxide-based superconductor lead 29 by the magnetic field generated in 2
It is possible to prevent the characteristics of a and 29b from being deteriorated.
【００３０】なお、図４に示す例において、巻枠４１を
第１段冷却ステージ２４に熱的に接続するとともに無端
の超電導コイル４３を酸化物系超電導体で形成してもよ
い。また、酸化物系超電導体リードの冷却方法として
は、高温端を冷凍機の第１段冷却ステージで冷却し、低
温端を液体ヘリウムで冷却したり、また高温端を液体窒
素で冷却し、低温端を冷凍機の第２段冷却ステージで冷
却することも可能である。さらに、磁気シールド体を複
数設け、酸化物系超電導体リードを１本づつ囲むように
してもよい。In the example shown in FIG. 4, the winding frame 41 may be thermally connected to the first cooling stage 24 and the endless superconducting coil 43 may be formed of an oxide superconductor. As a method for cooling the oxide-based superconductor lead, the high temperature end is cooled by the first cooling stage of the refrigerator, the low temperature end is cooled by liquid helium, and the high temperature end is cooled by liquid nitrogen. It is also possible to cool the edges in the second cooling stage of the refrigerator. Further, a plurality of magnetic shield bodies may be provided to surround the oxide-based superconductor leads one by one.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸化物系超電導体で形成された電流リードが外部磁場に
よって特性劣化するのを確実に防止できる。As described above, according to the present invention,
It is possible to reliably prevent characteristic deterioration of the current lead formed of the oxide superconductor due to the external magnetic field.
【図１】本発明の一実施例に係る電流リード装置を組み
込んだ交流超電導磁石装置の要部模式図FIG. 1 is a schematic view of a main part of an AC superconducting magnet device incorporating a current lead device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同電流リード装置を組み込んだ直接冷却形交流
超電導磁石装置の要部模式図FIG. 2 is a schematic view of a main part of a direct cooling type AC superconducting magnet device incorporating the same current lead device.
【図３】同電流リード装置の組み込み形態を変えた直接
冷却形交流超電導磁石装置の要部模式図FIG. 3 is a schematic view of a main part of a direct cooling type AC superconducting magnet device in which the mounting form of the current lead device is changed
【図４】本発明の別の実施例に係る電流リード装置を組
み込んだ直接冷却形交流超電導磁石装置の要部模式図FIG. 4 is a schematic view of a main part of a direct cooling type AC superconducting magnet device incorporating a current lead device according to another embodiment of the present invention.
１，２１…断熱容器 ２…内槽 ３…真空断熱層 ４…外槽 ５，２２…金属系超電導体で形成された超電導コイル ６…液体ヘリウム １５…液体窒素 １１ａ，１１ｂ，２９ａ，２９ｂ…酸化物系超電導体リ
ード １７，３３…磁気シールド体 ２３…冷凍機 ２４…第１段冷却ステージ ２５…第２段冷
却ステージ ４１…巻枠 ４３…金属系超電導体で形成された無端の超電導コイル1, 21 ... Insulation container 2 ... Inner tank 3 ... Vacuum heat insulation layer 4 ... Outer tank 5, 22 ... Superconducting coil 6 formed of metal-based superconductor 6 ... Liquid helium 15 ... Liquid nitrogen 11a, 11b, 29a, 29b ... Oxidation Material-based superconductor lead 17, 33 ... Magnetic shield 23 ... Refrigerator 24 ... First cooling stage 25 ... Second cooling stage 41 ... Reel 43 ... Endless superconducting coil formed of metal superconductor
Claims (2)
を備えてなる電流リード装置において、抵抗率の小さい
材料，透磁率の高い材料，超電導体の中から選ばれた材
料で形成されて前記電流リードを取り囲むように配置さ
れた磁気シールド体と、この磁気シールド体を所定の温
度に冷却する手段とを具備してなることを特徴とする電
流リード装置。1. A current lead device comprising a current lead made of an oxide-based superconductor, the current lead device being made of a material selected from a material having a low resistivity, a material having a high magnetic permeability, and a superconductor. A current lead device comprising: a magnetic shield body arranged so as to surround the current lead; and means for cooling the magnetic shield body to a predetermined temperature.
を備えてなる電流リード装置において、前記電流リード
を取り囲むように配置された無端の超電導コイルと、こ
の超電導コイルを所定の温度に冷却する手段とを具備し
てなることを特徴とする電流リード装置。2. A current lead device comprising a current lead formed of an oxide superconductor, wherein the endless superconducting coil is arranged so as to surround the current lead, and the superconducting coil is cooled to a predetermined temperature. A current lead device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232875A JPH0794319A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Current lead device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232875A JPH0794319A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Current lead device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794319A true JPH0794319A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=16946207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5232875A Pending JPH0794319A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Current lead device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794319A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09190913A (en) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Hitachi Medical Corp | Superconducting magnet device and magnetic resonance imaging apparatus using this device |
| JP2001102212A (en) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Kobe Steel Ltd | Conduction cooling superconducting magnet |
| JP2016058625A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 住友重機械工業株式会社 | Superconductive system and current lead |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP5232875A patent/JPH0794319A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09190913A (en) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Hitachi Medical Corp | Superconducting magnet device and magnetic resonance imaging apparatus using this device |
| JP2001102212A (en) * | 1999-09-30 | 2001-04-13 | Kobe Steel Ltd | Conduction cooling superconducting magnet |
| JP2016058625A (en) * | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 住友重機械工業株式会社 | Superconductive system and current lead |
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