JPH09129938A - Superconduction apparatus - Google Patents
Superconduction apparatusInfo
- Publication number
- JPH09129938A JPH09129938A JP7286003A JP28600395A JPH09129938A JP H09129938 A JPH09129938 A JP H09129938A JP 7286003 A JP7286003 A JP 7286003A JP 28600395 A JP28600395 A JP 28600395A JP H09129938 A JPH09129938 A JP H09129938A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- refrigerant liquid
- cryogenic
- superconducting coil
- cryogenic refrigerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 126
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 48
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 14
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 239000011232 storage material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 2
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 abstract 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 64
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 64
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 62
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- SWQJXJOGLNCZEY-RNFDNDRNSA-N helium-8 atom Chemical compound [8He] SWQJXJOGLNCZEY-RNFDNDRNSA-N 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 150000002371 helium Chemical class 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導装置に係
り、特に超電導コイルがクエンチしたときに起こる極低
温容器内の圧力上昇を抑制できるようにした超電導装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting device, and more particularly to a superconducting device capable of suppressing a pressure increase in a cryogenic container which occurs when a superconducting coil is quenched.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、超電導装置の主要部は、
極低温容器内に超電導コイルと液体ヘリウムで代表され
る極低温冷媒液とを収容したものとなっている。一般的
に、極低温容器内への熱侵入を皆無にすることはできな
い。このため、極低温容器内に収容されている極低温冷
媒液が徐々に蒸発する。そこで、通常は極低温容器内で
発生した蒸発ガスを冷凍機を使って再液化し、液面を一
定レベルに保持するようにしている。As is well known, the main part of a superconducting device is
A superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid represented by liquid helium are contained in a cryogenic container. In general, it is not possible to eliminate the heat penetration into the cryogenic container. Therefore, the cryogenic refrigerant liquid contained in the cryogenic container is gradually evaporated. Therefore, normally, the evaporative gas generated in the cryogenic container is reliquefied using a refrigerator to keep the liquid surface at a constant level.
【0003】ところで、このような超電導装置におい
て、超電導コイルへの通電中にコイルの一部が超電導状
態から常電導状態に転移すると、この転移部分に抵抗が
発生して発熱する。この発熱によって近接する部分も常
電導状態に転移し、この過程が次々と起こり、最終的に
コイル全体が常電導状態となる。この現象はクエンチと
呼ばれている。By the way, in such a superconducting device, when a part of the coil is changed from the superconducting state to the normal conducting state while the superconducting coil is energized, a resistance is generated at this transition portion to generate heat. Due to this heat generation, the adjacent parts also change to the normal conducting state, this process occurs one after another, and finally the entire coil becomes the normal conducting state. This phenomenon is called quench.
【0004】クエンチ発生時には多量の熱が発生する。
このため、クエンチ発生時には超電導コイルを冷却して
いる液体ヘリウムが蒸発して多量のヘリウムガスが発生
する。このヘリウムガスを冷凍機で速やかに再液化する
ことは通常困難である。液体ヘリウムが蒸発してヘリウ
ムガスになると、体積が非常に大きくなり、極低温容器
内の圧力が上昇する。そこで、通常は極低温容器内の圧
力が所定値まで上昇したとき、安全弁を開いてヘリウム
ガスの一部を大気中に放出する構成が採用されている。A large amount of heat is generated when a quench occurs.
Therefore, when quench occurs, the liquid helium that cools the superconducting coil is evaporated and a large amount of helium gas is generated. It is usually difficult to quickly reliquefy this helium gas in a refrigerator. When liquid helium evaporates to helium gas, the volume becomes very large and the pressure in the cryogenic container rises. Therefore, normally, when the pressure in the cryogenic container rises to a predetermined value, a safety valve is opened to release a part of the helium gas into the atmosphere.
【0005】しかしながら、クエンチ発生時に多量のヘ
リウムガスを大気中へ放出する方式では、新たに次のよ
うな問題が発生する。すなわち、放出時に換気が十分で
ないときには周辺域の酸欠状態を招く危険性がある。ま
た、減少した液体ヘリウム分を極低温容器内に注ぎ足す
必要があるが、この注ぎ足しにはそれなりの設備と熟練
とが必要で、短時間に終了することは困難である。However, in the method of releasing a large amount of helium gas into the atmosphere when the quench occurs, the following problems newly occur. That is, there is a risk of causing oxygen deficiency in the surrounding area when ventilation is not sufficient at the time of release. Further, it is necessary to add the reduced liquid helium content into the cryogenic container, but this addition requires some equipment and skill, and it is difficult to finish in a short time.
【0006】特に、最近では超電導コイルのクエンチ現
象を利用し、無誘導巻きの超電導コイルを用いて電力系
統の限流器を構成する試みがなされているが、液体ヘリ
ウムの注ぎ足しに長時間を要すると、電力系統の安定度
を確保することが困難となる。すなわち、この種の限流
器は、無誘導巻きの超電導コイルを用いて構成され、常
時は無誘導巻きの超電導コイルに負荷電流を流してお
き、短絡事故や地絡事故の発生によって超電導コイルに
流れる電流が臨界値を超えたときに超電導コイルをクエ
ンチさせ、超電導コイルの抵抗を瞬時に発生させて限流
させる。その後に、電源側に設けられている遮断器を開
く。この場合、遮断器が開くと、事故箇所の絶縁が回復
することがあるので、通常は一定時間内に遮断器を再投
入することが行われる。この再投入までの時間は、たと
えば系統間に設けられる限流器の場合には1分以内が望
まれる。このような短かい時間内に減少した液体ヘリウ
ム分を注ぎ足すことは非常に困難である。これは限流器
に限らず、超電導変圧器等においてもいえる。また、極
低温冷媒液として液体窒素を用いるものにおいてもいえ
る。In particular, recently, an attempt has been made to construct a fault current limiter of a power system using a superconducting coil of non-induction winding by utilizing the quench phenomenon of the superconducting coil, but it takes a long time to add liquid helium. In short, it becomes difficult to secure the stability of the power system. In other words, this type of fault current limiter is configured by using a superconducting coil of non-induction winding, and normally a load current is applied to the superconducting coil of non-induction winding, and the short-circuit accident or the ground fault causes the superconducting coil. When the flowing current exceeds a critical value, the superconducting coil is quenched, and the resistance of the superconducting coil is instantly generated to limit the current. After that, the circuit breaker provided on the power supply side is opened. In this case, when the circuit breaker opens, the insulation at the accident location may be restored, so the circuit breaker is usually re-closed within a fixed time. The time until re-input is desired to be within 1 minute in the case of a current limiting device provided between systems. It is very difficult to add the reduced liquid helium content within such a short time. This is not limited to current limiting devices, but can also be applied to superconducting transformers. It can also be applied to the case where liquid nitrogen is used as the cryogenic refrigerant liquid.
【0007】そこで、このような不具合を解消するため
に、大掛かりな極低温冷媒液供給源や能力の大きい冷凍
機を設けることが考えられるが、このような手段を採用
すると設備費の増加を免れ得ないことになる。Therefore, in order to solve such a problem, it is conceivable to provide a large-scale cryogenic refrigerant liquid supply source and a refrigerator having a large capacity, but if such a means is adopted, an increase in equipment cost is avoided. You will not get it.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、超電導コ
イルのクエンチ時に極低温冷媒液の蒸発によって極低温
容器内の圧力が上昇したとき、極低温容器内を大気に開
放するようにした従来の超電導装置にあっては、開放時
に周辺域の酸欠状態を招く問題があるばかりか、減少し
た分の極低温冷媒液を短時間に極低温容器内へ注ぎ足す
ことが困難で、電力系統に設置した場合には系統の安定
度に影響を与える問題があった。As described above, when the pressure in the cryogenic container increases due to evaporation of the cryogenic refrigerant liquid during quenching of the superconducting coil, the conventional cryogenic container is opened to the atmosphere. The superconducting device not only has a problem of causing oxygen deficiency in the surrounding area when it is opened, but it is difficult to pour the reduced amount of cryogenic refrigerant liquid into the cryogenic container in a short time. When installed, there was a problem that affected the stability of the system.
【0009】そこで本発明は、超電導コイルがクエンチ
した場合でも、極低温容器内を大気に開放することな
く、圧力上昇を抑制でき、もって安全性の向上および応
用性の拡大に寄与できる超電導装置を提供することを目
的としている。Therefore, the present invention provides a superconducting device capable of suppressing a pressure increase without opening the cryogenic container to the atmosphere even when the superconducting coil is quenched, and thus contributing to improvement of safety and expansion of applicability. It is intended to be provided.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、極低温容器内に超電導コイルと極低温冷
媒液とを収容してなる超電導装置において、前記極低温
容器内に、前記極低温冷媒液の収容されている領域に通
じる圧力上昇抑制空間を設けている。In order to achieve the above object, the present invention provides a superconducting device containing a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid in a cryogenic container, wherein the cryogenic container comprises: A pressure rise suppression space is provided which communicates with the region where the cryogenic refrigerant liquid is stored.
【0011】なお、圧力上昇抑制空間は、極低温冷媒液
の液面上方空間によって形成された第1の圧力上昇抑制
空間と、極低温冷媒液中に開口部を下方にして配置され
た有底構造物の内部空間によって形成された容積可変の
第2の圧力上昇抑制空間とで構成されていてもよい。The pressure rise suppression space is a first pressure rise suppression space formed by a space above the liquid surface of the cryogenic refrigerant liquid, and a bottomed bottom whose opening is located in the cryogenic refrigerant liquid. It may be constituted by a second pressure rise suppressing space having a variable volume formed by the internal space of the structure.
【0012】また、上記目的を達成するために、本発明
は、極低温容器内に超電導コイルと極低温冷媒液とを収
容してなる超電導装置において、前記極低温冷媒液の液
面上方空間に通じて圧力上昇抑制空間を形成するバッフ
ァタンクを設けている。In order to achieve the above object, the present invention provides a superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, wherein a space above the liquid surface of the cryogenic refrigerant liquid is provided. A buffer tank is provided to communicate therewith to form a pressure rise suppression space.
【0013】また、上記目的を達成するために、本発明
は、極低温容器内に超電導コイルと極低温冷媒液とを収
容してなる超電導装置において、前記極低温冷媒液中
に、少なくとも前記超電導コイルのクエンチ時において
上記極低温冷媒液を攪拌する攪拌手段を設けている。In order to achieve the above object, the present invention provides a superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, wherein at least the superconducting material is contained in the cryogenic refrigerant liquid. A stirrer for stirring the cryogenic refrigerant liquid when the coil is quenched is provided.
【0014】なお、攪拌手段は、前記超電導コイルを境
にして上方位置および下方位置の少なくとも一方の位置
に設けられて超電導コイルのクエンチ時に該超電導コイ
ルの表面に沿って前記極低温冷媒液を強制的に循環させ
る傾斜案内板で構成されていてもよいし、また前記超電
導コイルより下方位置に設けられて少なくとも超電導コ
イルのクエンチ時に該超電導コイルの表面に沿って前記
極低温冷媒液を強制的に循環させるスクリュー装置で構
成されていてもよい。さらに攪拌手段は、極低温冷媒液
中に開口部を下にして配置された有底構造物の内部空間
によって形成された容積可変の攪拌空間と、少なくとも
超電導コイルのクエンチ時に上記攪拌空間の容積を可変
して極低温冷媒液を攪拌する容積可変装置とで構成され
ていてもよい。The stirring means is provided at at least one of an upper position and a lower position with the superconducting coil as a boundary, and when the superconducting coil is quenched, the cryogenic refrigerant liquid is forced along the surface of the superconducting coil. It may be constituted by an inclined guide plate for circulating the superconducting coil, and is provided below the superconducting coil to force the cryogenic refrigerant liquid along the surface of the superconducting coil at least when the superconducting coil is quenched. It may be constituted by a screw device for circulation. Further, the stirring means has a variable volume stirring space formed by the internal space of the bottomed structure arranged with the opening downward in the cryogenic refrigerant liquid, and at least the volume of the stirring space at the time of quenching the superconducting coil. It may be configured by a variable volume device that is variable and agitates the cryogenic refrigerant liquid.
【0015】また、上記目的を達成するために、本発明
は、極低温容器内に超電導コイルと極低温冷媒液とを収
容してなる超電導装置において、前記超電導コイルを多
層構造に形成している。In order to achieve the above object, the present invention is a superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, wherein the superconducting coil is formed in a multi-layer structure. .
【0016】また、上記目的を達成するために、本発明
は、極低温容器内に超電導コイルと極低温冷媒液とを収
容してなる超電導装置において、前記極低温冷媒液中に
良熱伝導部材を配置している。In order to achieve the above object, the present invention is a superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, wherein a good heat conducting member is contained in the cryogenic refrigerant liquid. Are arranged.
【0017】また、上記目的を達成するために、本発明
は、極低温容器内に超電導コイルと極低温冷媒液とを収
容してなる超電導装置において、前記極低温冷媒液中に
蓄熱材を配置している。In order to achieve the above object, the present invention is a superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, and a heat storage material is placed in the cryogenic refrigerant liquid. doing.
【0018】上述した本発明に係る超電導装置は、次の
ような知見に基づいて構成されている。すなわち、図2
に示すように、密閉された極低温容器A内に、超電導コ
イルBと、これを冷却する極低温冷媒液である液体ヘリ
ウムCとを収容した場合について説明する。The superconducting device according to the present invention described above is constructed based on the following knowledge. That is, FIG.
As shown in, a case will be described in which a superconducting coil B and liquid helium C that is a cryogenic refrigerant liquid that cools the superconducting coil B are housed in a closed cryogenic container A.
【0019】超電導コイルBがクエンチすると、前述の
如く超電導コイルBにおいて発熱が起こり、この熱は液
体ヘリウムCを蒸発させることによって消費される。こ
の熱エネルギの消費によって極低温容器A内の圧力が上
昇する。When the superconducting coil B is quenched, heat is generated in the superconducting coil B as described above, and this heat is consumed by evaporating the liquid helium C. The consumption of this heat energy raises the pressure in the cryogenic container A.
【0020】この場合、発明者等の実験・解析による
と、液体ヘリウムC中での圧力の伝播はミリ秒オーダで
非常に速いが、液体ヘリウムC中での熱の伝播は100 秒
オーダと非常に遅いことが判った。このため、図2中、
2点鎖線で示す領域、つまり超電導コイルBの周辺領域
Dに位置する液体ヘリウムのみ(以後、これを有効液体
ヘリウムと称す。)が熱吸収に供され、これ以外の領域
に位置している液体ヘリウム(以後、これを無効液体ヘ
リウムと称す。)と液面上に漂っているヘリウムガスと
は断熱圧縮される。断熱圧縮される無効液体ヘリウムは
エネルギをほとんど吸収せず、エネルギのほとんどは有
効液体ヘリウムによって吸収される。このため、密閉さ
れた極低温容器A内の圧力上昇は、上述した有効液体ヘ
リウムの量によって左右される。In this case, according to experiments and analysis by the inventors, the propagation of pressure in the liquid helium C is very fast on the order of milliseconds, but the propagation of heat in the liquid helium C is very fast on the order of 100 seconds. Turns out to be late. Therefore, in FIG.
Only the liquid helium located in the region indicated by the chain double-dashed line, that is, the peripheral region D of the superconducting coil B (hereinafter referred to as effective liquid helium) is used for heat absorption, and the liquid located in the other regions Helium (hereinafter referred to as ineffective liquid helium) and helium gas floating on the liquid surface are adiabatically compressed. Reactive liquid helium that is adiabatically compressed absorbs little energy, and most of the energy is absorbed by effective liquid helium. Therefore, the pressure increase in the closed cryogenic container A depends on the amount of the effective liquid helium described above.
【0021】図3には有効液体ヘリウムの量Xをパラメ
ータにして投入エネルギと圧力上昇との関係を求めた計
算例が示されている(なお、X=0.3 については実測例
でもある)。一方、図4には有効液体ヘリウムの量Xを
一定にし、ヘリウムガス空間の容積をパラメータにして
投入エネルギと圧力上昇との関係を求めた計算例が示さ
れている。FIG. 3 shows a calculation example in which the relationship between the input energy and the pressure rise is obtained using the amount X of effective liquid helium as a parameter (note that X = 0.3 is also a measurement example). On the other hand, FIG. 4 shows a calculation example in which the amount X of effective liquid helium is kept constant and the relationship between the input energy and the pressure rise is obtained using the volume of the helium gas space as a parameter.
【0022】これらの図から、超電導コイルBがクエン
チしたときに密閉された極低温容器A内の圧力上昇を抑
えるには、次のように構成すればよいことが判る。 (1) 無効液体ヘリウムをガスヘリウムで置代えてガス空
間の比率を大きくする。外部のガス空間と連結してガス
空間の比率を大きくする。From these figures, it can be understood that the following structure is required to suppress the pressure increase in the closed cryogenic container A when the superconducting coil B is quenched. (1) Replace the ineffective liquid helium with gas helium to increase the gas space ratio. The ratio of the gas space is increased by connecting with the external gas space.
【0023】(2) クエンチ時に液体ヘリウムを攪拌して
有効液体ヘリウム量を増やす。液体ヘリウム中に良熱伝
導部材を配置して有効液体ヘリウム量を増やす。超電導
コイルを多層構造に形成して有効液体ヘリウム量を増や
す。(2) When quenching, liquid helium is stirred to increase the amount of effective liquid helium. A good heat conducting member is arranged in liquid helium to increase the amount of effective liquid helium. The superconducting coil is formed in a multi-layer structure to increase the amount of effective liquid helium.
【0024】(3) 熱容量の大きい蓄熱材を液体ヘリウム
中に配置して投入された熱エネルギを吸収する。これら
の手法は、極低温冷媒液が液体ヘリウムの場合に限ら
ず、液体窒素等の他の極低温冷媒液の場合にも適用でき
る。(3) A heat storage material having a large heat capacity is arranged in liquid helium to absorb the input heat energy. These methods are not limited to the case where the cryogenic refrigerant liquid is liquid helium, but can be applied to the case where other cryogenic refrigerant liquids such as liquid nitrogen are used.
【0025】上述した本発明に係る超電導装置は、(1)
〜(3) のうちのいずれかの手法を採用している。したが
って、超電導コイルがクエンチした場合でも、極低温容
器内を大気に開放することなく、圧力上昇を抑制でき
る。The above-mentioned superconducting device according to the present invention is (1)
One of the methods from ~ (3) is adopted. Therefore, even when the superconducting coil is quenched, the pressure increase can be suppressed without opening the cryogenic container to the atmosphere.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を説明する。図1には本発明の一実施形態に係
る超電導装置の模式図が示されている。同図において、
1は極低温容器を示している。この極低温容器1は、非
磁性材で形成された外槽2と、この外槽2内に収容され
た非磁性材製の内槽3と、この内槽3と外槽2との間に
形成された真空断熱層4とで構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of a superconducting device according to an embodiment of the present invention. In the figure,
Reference numeral 1 indicates a cryogenic container. The cryogenic container 1 includes an outer tank 2 made of a non-magnetic material, an inner tank 3 made of a non-magnetic material housed in the outer tank 2, and a space between the inner tank 3 and the outer tank 2. The vacuum heat insulating layer 4 is formed.
【0027】内槽3の上壁には内槽内に通じる関係に注
液管5が接続してあり、この注液管5の上端側は外槽2
の上壁を気密に貫通して外部へ導かれている。そして、
注液管5の外部に位置する開口端は安全弁6によって閉
塞されている。なお、安全弁6の動作圧力は、従来の超
電導装置のそれと同程度かやや高い値に設定されてい
る。A liquid injection pipe 5 is connected to the upper wall of the inner tank 3 so as to communicate with the inner tank, and the upper end side of the liquid injection pipe 5 is the outer tank 2.
It penetrates airtightly through the upper wall and is guided to the outside. And
An open end located outside the liquid injection pipe 5 is closed by a safety valve 6. The operating pressure of the safety valve 6 is set to a value that is about the same as or slightly higher than that of the conventional superconducting device.
【0028】内槽3内には、超電導コイル7が配置され
ており、また超電導コイル7が没するレベルまで極低温
冷媒液である液体ヘリウム8が収容されている。さら
に、内槽3内で超電導コイル7の軸心部を含む領域に
は、非磁性材でコップ状に形成された有底構造物9が開
口部を下に位置させ、その大半を液体ヘリウム8中に差
し込む形態に配置されている。In the inner tank 3, a superconducting coil 7 is arranged, and liquid helium 8 which is a cryogenic refrigerant liquid is accommodated to the level where the superconducting coil 7 is submerged. Further, in the region including the axial center portion of the superconducting coil 7 in the inner tank 3, a bottomed structure 9 formed in a cup shape with a non-magnetic material has an opening located below, and most of it has liquid helium 8 It is arranged to be inserted inside.
【0029】すなわち、この例では、液体ヘリウム8の
液面上に存在する空間10を第1の圧力上昇抑制空間と
し、有底構造物9の内部に形成された容積可変の空間1
1を第2の圧力上昇抑制空間としている。この構造から
判るように、空間11は、無効液体ヘリウムを置代えた
ものとなっている。That is, in this example, the space 10 existing on the liquid surface of the liquid helium 8 is used as the first pressure rise suppressing space, and the space 1 with variable volume formed inside the bottomed structure 9 is used.
1 is the second pressure increase suppression space. As can be seen from this structure, the space 11 is formed by replacing the ineffective liquid helium.
【0030】内槽3内の空間10には、この空間に漂っ
ているヘリウムガスを再液化するためのGMJT冷凍機
12の最終段熱交換器13が配置されている。GMJT
冷凍機12は、ギフォード・マクマホン冷凍機とジュー
ル・トムソン冷凍機とを組合わせたものである。A final stage heat exchanger 13 of a GMJT refrigerator 12 for reliquefying the helium gas floating in this space is arranged in the space 10 in the inner tank 3. GMJT
The refrigerator 12 is a combination of a Gifford McMahon refrigerator and a Jules Thomson refrigerator.
【0031】このGMJT冷凍機12では、極低温容器
1の外部に設けられた圧縮機14から吐出されたヘリウ
ムガスを真空断熱層4内に配置された第一段熱交換器1
5の一次側に通して冷却した後にGM冷凍機16の第一
段冷却ステージ17でさらに冷却し、これを第二段熱交
換器18の一次側に通した後にGM冷凍機16の第二段
冷却ステージ19でさらに冷却し、次に第三段熱交換器
20の一次側に通した後にJT弁21で断熱膨張させて
最終段熱交換器13へと導いている。そして、最終段熱
交換器13を出たヘリウムガスを第三段熱交換器20の
二次側、第二段熱交換器19の二次側、第一段熱交換器
15の二次側に順次通して圧縮機14の吸込み口に導い
ている。GM冷凍機16は、蓄冷材を用いた公知のもの
と同様に構成されており、第一段冷却ステージ17は40
K 程度に、第二段冷却ステージ19は10K 程度に保持さ
れる。In this GMJT refrigerator 12, the helium gas discharged from the compressor 14 provided outside the cryogenic container 1 is arranged in the vacuum heat insulating layer 4 in the first stage heat exchanger 1
5 through the primary side of the GM refrigerator 16 and then further cooled by the first stage cooling stage 17 of the GM refrigerator 16 and then passed through the primary side of the second stage heat exchanger 18 and then the second stage of the GM refrigerator 16. It is further cooled in the cooling stage 19, then passed through the primary side of the third-stage heat exchanger 20 and then adiabatically expanded by the JT valve 21 and led to the final-stage heat exchanger 13. Then, the helium gas discharged from the final stage heat exchanger 13 is supplied to the secondary side of the third stage heat exchanger 20, the secondary side of the second stage heat exchanger 19, and the secondary side of the first stage heat exchanger 15. They are sequentially passed and guided to the suction port of the compressor 14. The GM refrigerator 16 is configured in the same manner as a known one using a cold storage material, and the first cooling stage 17 has 40
The second cooling stage 19 is held at about 10K.
【0032】なお、図1中、22は真空断熱層4に配置
された熱シールド板を示し、この熱シールド板22はG
M冷凍機16の第一段冷却ステージ17に熱的に接続さ
れている。また、図1では超電導コイル7に通電するた
めのパワーリードや超電導コイル7がクエンチしたこと
を検出する手段やクエンチ時に超電導コイル7へのパワ
ー供給を遮断する手段等が省略されている。In FIG. 1, reference numeral 22 denotes a heat shield plate disposed in the vacuum heat insulating layer 4, and the heat shield plate 22 is G
It is thermally connected to the first cooling stage 17 of the M refrigerator 16. Further, in FIG. 1, a power lead for energizing the superconducting coil 7, a means for detecting that the superconducting coil 7 is quenched, a means for interrupting the power supply to the superconducting coil 7 at the time of quenching, etc. are omitted.
【0033】このような構成であると、定常運転状態に
おいては、液体ヘリウム8の冷却作用で超電導コイル7
が超電導状態を保持する。また、GMJT冷凍機12の
冷凍作用で液体ヘリウム8の液面レベルが一定に保持さ
れる。With such a structure, in the steady operation state, the superconducting coil 7 is cooled by the cooling action of the liquid helium 8.
Holds the superconducting state. Further, the liquid level of the liquid helium 8 is kept constant by the refrigerating action of the GMJT refrigerator 12.
【0034】このような状態において、超電導コイル7
がクエンチすると、多量の熱が発生し、この熱によって
液体ヘリウム8のうちの有効液体ヘリウムが蒸発して多
量のヘリウムガスが発生する。発生したヘリウムガスを
GMJT冷凍機12で速やかに再液化することは困難で
ある。このため、極低温容器1の内槽3内の圧力が上昇
しようとする。In such a state, the superconducting coil 7
When a large amount of heat is generated, a large amount of heat is generated, and this heat causes the effective liquid helium of the liquid helium 8 to evaporate and a large amount of helium gas is generated. It is difficult to quickly reliquefy the generated helium gas in the GMJT refrigerator 12. Therefore, the pressure in the inner tank 3 of the cryogenic container 1 tends to rise.
【0035】しかし、この例の場合には、液体ヘリウム
8の液面上に存在する空間10による圧力上昇抑制機能
と、無効液体ヘリウムを置換するように有底構造物9の
内部に形成された容積可変の空間11による圧力上昇抑
制機能とが有効に作用して圧力上昇は安全弁6の動作圧
力以下の比較的小さい値に抑えられる。However, in the case of this example, the function of suppressing the pressure rise by the space 10 existing on the liquid surface of the liquid helium 8 and the inside of the bottomed structure 9 are formed so as to replace the ineffective liquid helium. The function of suppressing the pressure increase by the space 11 having a variable volume effectively acts, and the pressure increase is suppressed to a relatively small value that is equal to or lower than the operating pressure of the safety valve 6.
【0036】すなわち、この例では内槽3の容積に占め
るガス空間の比率を大きくしているので、クエンチ時の
圧力上昇を抑制できることになる。蒸発によって生成さ
れたヘリウムガスは、GMJT冷凍機12によって徐々
に再液化される。また、超電導コイル7も徐々に冷却さ
れ、再び超電導状態へと復帰する。したがって、超電導
コイル7がクエンチした場合でも、極低温容器1内を大
気に開放させることなく、しかも短時間で超電導コイル
7を再び超電導状態へと復帰させることができる。That is, in this example, since the ratio of the gas space to the volume of the inner tank 3 is increased, it is possible to suppress the pressure increase during the quench. The helium gas generated by evaporation is gradually reliquefied by the GMJT refrigerator 12. Further, the superconducting coil 7 is also gradually cooled and returns to the superconducting state again. Therefore, even if the superconducting coil 7 is quenched, the superconducting coil 7 can be returned to the superconducting state again in a short time without opening the cryogenic container 1 to the atmosphere.
【0037】図5から図15には本発明の異なる実施形
態に係る超電導装置における要部の概略構成が示されて
いる。なお、これらの図では図1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。5 to 15 show a schematic structure of a main part of a superconducting device according to another embodiment of the present invention. In these figures, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Therefore, detailed description of the overlapping portions will be omitted.
【0038】図5に示す超電導装置では、超電導コイル
7の軸心部を含む領域に、非磁性材でコップ状に形成さ
れた有底構造物9aを開口部を下に位置させ、その全部
が液体ヘリウム8中に差し込まれる形態に配置し、この
有底構造物9aの内部に形成された容積可変の空間11
aを第2の圧力上昇抑制空間としている。この例におい
ても、空間11aが無効液体ヘリウムと置換されてい
る。In the superconducting device shown in FIG. 5, a cup-shaped bottomed structure 9a made of a non-magnetic material is located in the region including the axial center of the superconducting coil 7 with its opening below, and all of them are A variable volume space 11 is formed inside the bottomed structure 9a which is arranged so as to be inserted into the liquid helium 8.
a is the second pressure increase suppression space. Also in this example, the space 11a is replaced with ineffective liquid helium.
【0039】図6に示す超電導装置では、内槽3の内周
面に沿って環状の容器を形成するように構成された有底
構造物9b,9cを開口部を下にし、液体ヘリウム8中
に差し込むように2段構成に配置し、これら有底構造物
9b,9cの内部に形成された容積可変の空間11b,
11cを第2の圧力上昇抑制空間としている。この例に
おいても、空間11b,11cが無効液体ヘリウムと置
換されている。In the superconducting device shown in FIG. 6, the bottomed structures 9b and 9c configured to form an annular container along the inner peripheral surface of the inner tank 3 are opened in the liquid helium 8. Are arranged in a two-stage configuration so that they can be inserted into the
11c is the second pressure increase suppression space. Also in this example, the spaces 11b and 11c are replaced with ineffective liquid helium.
【0040】図5および図6に示す例では、無効液体ヘ
リウム量を減らしてガス空間の比率を高めている。した
がって、図1に示す例と同様に、超電導コイル7がクエ
ンチした場合においても、内槽3を大気に開放すること
なく、内圧上昇を抑えることができる。In the example shown in FIGS. 5 and 6, the amount of ineffective liquid helium is reduced to increase the ratio of the gas space. Therefore, similarly to the example shown in FIG. 1, even when the superconducting coil 7 is quenched, it is possible to suppress an increase in internal pressure without opening the inner tank 3 to the atmosphere.
【0041】図7に示す超電導装置では、液体ヘリウム
8の液面上に形成された第1の圧力上昇抑制空間10を
配管29を介してバッファタンク30に接続してガス空
間の比率を高めている。In the superconducting device shown in FIG. 7, the first pressure rise suppressing space 10 formed on the liquid surface of the liquid helium 8 is connected to the buffer tank 30 via the pipe 29 to increase the gas space ratio. There is.
【0042】このような構成を採用しても、図1に示す
例と同様の効果を得ることができる。図8に示す超電導
装置では、内槽3の中に該内槽3より小さい内槽31を
設け、この内槽31内に超電導コイル7と液体ヘリウム
8とを収容することによって無効液体ヘリウムを減らす
とともにガス空間の比率を高めている。Even if such a structure is adopted, the same effect as that of the example shown in FIG. 1 can be obtained. In the superconducting device shown in FIG. 8, an inner tank 31 smaller than the inner tank 3 is provided in the inner tank 3, and the superconducting coil 7 and the liquid helium 8 are accommodated in the inner tank 31 to reduce the ineffective liquid helium. At the same time, the ratio of gas space is increased.
【0043】図9に示す超電導装置では、内槽3内を仕
切壁32で水平方向に2つに区画し、一方の区画領域に
超電導コイル7と液体ヘリウム8とを収容することによ
って無効液体ヘリウムを減らすとともにガス空間の比率
を高めている。In the superconducting device shown in FIG. 9, the inner tank 3 is divided into two horizontally by a partition wall 32, and the superconducting coil 7 and the liquid helium 8 are accommodated in one of the divided regions, so that the ineffective liquid helium is contained. And increase the ratio of gas space.
【0044】図8および図9に示す構成を採用しても、
図1に示す例と同様の効果を得ることができる。図10
に示す超電導装置では、超電導コイル7の上方位置およ
び下方位置に、漏斗状に形成された傾斜案内板33a,
33bをそれぞれの頂部を上にして配置し、これら傾斜
案内板33a,33bによる攪拌機能によって前述した
有効液体ヘリウムの量を増やしている。Even if the configuration shown in FIGS. 8 and 9 is adopted,
The same effect as the example shown in FIG. 1 can be obtained. FIG.
In the superconducting device shown in FIG. 2, the funnel-shaped inclined guide plates 33a, 33a,
33b are arranged with their respective tops upward, and the amount of effective liquid helium described above is increased by the stirring function of these inclined guide plates 33a and 33b.
【0045】すなわち、傾斜案内板33a,33bは、
内径が超電導コイル7のそれより小さく、外径が超電導
コイル7のそれより大きく形成されており、超電導コイ
ル7の軸心線に対して20〜70度傾けて設けられている。
このため、超電導コイル7がクエンチしてヘリウムガス
が発生し、このヘリウムガス上昇すると、この上昇力が
傾斜案内板33a,33bによって図中2点鎖線矢印で
示すように超電導コイル7の表面に沿って液体ヘリウム
を強制的に攪拌循環させる力に変換される。この結果と
して実質的な有効液体ヘリウムの量が増加し、クエンチ
時における圧力上昇が抑えられる。なお、下方に位置し
ている傾斜案内板33bは省略することもできる。That is, the inclined guide plates 33a and 33b are
The inner diameter is smaller than that of the superconducting coil 7 and the outer diameter is larger than that of the superconducting coil 7, and it is provided at an angle of 20 to 70 degrees with respect to the axis of the superconducting coil 7.
Therefore, when the superconducting coil 7 is quenched and helium gas is generated, and this helium gas rises, the ascending force is generated by the inclined guide plates 33a and 33b along the surface of the superconducting coil 7 as indicated by the two-dot chain line arrow in the figure. It is converted into the force to forcibly circulate liquid helium by stirring. As a result, the effective amount of effective liquid helium increases, and the pressure increase during quenching is suppressed. The inclined guide plate 33b located below can be omitted.
【0046】図11に示す超電導装置では、超電導コイ
ル7の軸心線上で下方位置に、スクリュー装置34を配
置し、このスクリュー装置34の力で図中2点鎖線矢印
で示すように超電導コイル7の表面に沿って液体ヘリウ
ムを強制的に攪拌循環させ、これによって実質的な有効
液体ヘリウムの量を増加させている。なお、スクリュー
装置34は、常時動作させておいてもよいし、超電導コ
イル7がクエンチした時点から動作を開始させてもよ
い。In the superconducting device shown in FIG. 11, the screw device 34 is arranged at a lower position on the axis of the superconducting coil 7, and the force of the screw device 34 causes the superconducting coil 7 to move as indicated by the two-dot chain line arrow in the figure. The liquid helium is forcibly stirred and circulated along the surface of the, thereby increasing the effective amount of liquid helium. The screw device 34 may be constantly operated, or may be started when the superconducting coil 7 is quenched.
【0047】図12に示す例では、図1に示した有底構
造物9の内部空間11を配管25を介して外部に配置さ
れた容積可変装置26に通じさせている。なお、容積可
変装置26は、シリンダ27と、シリンダ27内に往復
動自在に配置されたピストン28と、超電導コイル7が
クエンチしたときにピストン28を駆動する図示しない
駆動機構とで構成されている。この例ではピストン28
を能動的に駆動することによって有底構造物9内に侵入
している液体ヘリウムを押し出したり、引き入れたり
し、これによって超電導コイル7の表面近くに液体ヘリ
ウムの流れを強制的に作り出して実質的な有効液体ヘリ
ウムの量を増加させている。したがって、この例では内
部空間11が攪拌用の空間として利用されている。In the example shown in FIG. 12, the internal space 11 of the bottomed structure 9 shown in FIG. 1 is connected via a pipe 25 to a variable volume device 26 arranged outside. The variable volume device 26 is composed of a cylinder 27, a piston 28 reciprocally arranged in the cylinder 27, and a drive mechanism (not shown) that drives the piston 28 when the superconducting coil 7 is quenched. . In this example, the piston 28
The liquid helium invading the bottomed structure 9 is pushed out or pulled in by actively driving the liquid helium, thereby forcibly creating a flow of liquid helium near the surface of the superconducting coil 7 and The amount of effective liquid helium is increasing. Therefore, in this example, the internal space 11 is used as a space for stirring.
【0048】図13に示す超電導装置では、超電導コイ
ル7を多層構成に形成することによって有効液体ヘリウ
ムの量を増加させている。このように構成しても、クエ
ンチ時における圧力上昇を抑えることができる。In the superconducting device shown in FIG. 13, the amount of effective liquid helium is increased by forming the superconducting coil 7 in a multi-layer structure. Even with this configuration, it is possible to suppress the pressure increase during the quench.
【0049】図14に示す超電導装置では、液体ヘリウ
ム8中に銅やアルミニウムで形成された良熱伝導部材3
5を上下方向に延びる関係に複数配置することによって
実質的な有効液体ヘリウムの量を増加させている。In the superconducting device shown in FIG. 14, a good heat conducting member 3 made of copper or aluminum in liquid helium 8 is used.
By arranging a plurality of 5 in a relationship extending in the vertical direction, the effective amount of effective liquid helium is increased.
【0050】図15に示す超電導装置では、液体ヘリウ
ム8中に熱容量の大きいたとえばEr3 Ni等の蓄熱材
36を配置し、超電導コイル7がクエンチしたときに発
生する熱を蓄熱材36で吸収するようにしている。In the superconducting device shown in FIG. 15, a heat storage material 36 having a large heat capacity, such as Er 3 Ni, is arranged in liquid helium 8 and the heat storage material 36 absorbs heat generated when the superconducting coil 7 is quenched. I am trying.
【0051】このように構成しても、クエンチ時におけ
る圧力上昇を抑えることができる。なお、上述した各例
では、極低温冷媒液として液体ヘリウムを用いている
が、液体窒素等の他の極低温冷媒液を用いる場合におい
ても本発明を適用できることは勿論である。また、超電
導コイルとしては磁場発生用、限流器用、変圧器用等の
いずれにも適用できる。Even with this structure, it is possible to suppress the pressure increase during the quench. In each of the above-mentioned examples, liquid helium is used as the cryogenic refrigerant liquid, but it goes without saying that the present invention can be applied to the case of using another cryogenic refrigerant liquid such as liquid nitrogen. Further, the superconducting coil can be applied to any of magnetic field generation, current limiting device, transformer, and the like.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超電導コイルがクエンチした場合でも、極低温容器内を
大気に開放することなく、圧力上昇を抑制でき、もって
安全性の向上および応用性の拡大に寄与できる。As described above, according to the present invention,
Even when the superconducting coil is quenched, the pressure rise can be suppressed without opening the cryogenic container to the atmosphere, which contributes to the improvement of safety and the expansion of applicability.
【図1】本発明の第1の実施形態に係る超電導装置の模
式的構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a superconducting device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明に係る超電導装置の圧力抑制原理を説明
するための図FIG. 2 is a diagram for explaining the pressure suppression principle of the superconducting device according to the present invention.
【図3】本発明に係る超電導装置の圧力抑制原理を説明
するための図FIG. 3 is a diagram for explaining the pressure suppression principle of the superconducting device according to the present invention.
【図4】本発明に係る超電導装置の圧力抑制原理を説明
するための図FIG. 4 is a diagram for explaining the pressure suppression principle of the superconducting device according to the present invention.
【図5】本発明の第2の実施形態に係る超電導装置にお
ける要部の模式的構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施形態に係る超電導装置にお
ける要部の模式的構成図FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第4の実施形態に係る超電導装置にお
ける要部の模式的構成図FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第5の実施形態に係る超電導装置にお
ける要部の模式的構成図FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第6の実施形態に係る超電導装置にお
ける要部の模式的構成図FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第7の実施形態に係る超電導装置に
おける要部の模式的構成図FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第8の実施形態に係る超電導装置に
おける要部の模式的構成図FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第9の実施形態に係る超電導装置に
おける要部の模式的構成図FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a ninth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第10の実施形態に係る超電導装置
における要部の模式的構成図FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a tenth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第11の実施形態に係る超電導装置
における要部の模式的構成図FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a main part of a superconducting device according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第12の実施形態に係る超電導装置
における要部の模式的構成図FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a main part in a superconducting device according to a twelfth embodiment of the present invention.
1…極低温容器 2…外槽 3,31…内槽 4…真空断熱層 5…注液管 6…安全弁 7…超電導コイル 8…液体ヘリウム 9,9a,9b,9c…有底構造物 10…第1の圧力上昇抑制空間 11,11a,11b,11c…第2の圧力上昇抑制空
間 12…GMJT冷凍機 13…最終段熱交換器 21…JT弁 22…熱シールド板 26…容積可変装置 27…シリンダ 28…ピストン 30…バッファタンク 32…仕切壁 33a,33b…傾斜案内板 34…スクリュー装置 35…良熱伝導部材 36…蓄熱材1 ... Cryogenic container 2 ... Outer tank 3,31 ... Inner tank 4 ... Vacuum heat insulating layer 5 ... Injection pipe 6 ... Safety valve 7 ... Superconducting coil 8 ... Liquid helium 9, 9a, 9b, 9c ... Bottom structure 10 ... 1st pressure rise suppression space 11, 11a, 11b, 11c ... 2nd pressure rise suppression space 12 ... GMJT refrigerator 13 ... Final heat exchanger 21 ... JT valve 22 ... Heat shield plate 26 ... Volume variable device 27 ... Cylinder 28 ... Piston 30 ... Buffer tank 32 ... Partition walls 33a, 33b ... Inclined guide plate 34 ... Screw device 35 ... Good heat conduction member 36 ... Heat storage material
フロントページの続き (72)発明者 原 築志 東京都千代田区内幸町一丁目1番3号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 高橋 政彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 畠山 秀夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 中込 秀樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内Front page continued (72) Inventor Tsukushi Hara 1-3-3 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Within Tokyo Electric Power Company (72) Inventor Masahiko Takahashi 1 Komukai-Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock-sharing ceremony Corporate Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Hideo Hatakeyama 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki City, Kanagawa Stock Company Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Hideki Nakagome Komukai-shi Toshiba, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Incorporated company Toshiba Research & Development Center
Claims (10)
液とを収容してなる超電導装置において、前記極低温容
器内に、前記極低温冷媒液の収容されている領域に通じ
る圧力上昇抑制空間が設けられていることを特徴とする
超電導装置。1. A superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, and a pressure rise suppression leading to a region in which the cryogenic refrigerant liquid is housed is suppressed in the cryogenic container. A superconducting device having a space.
液の液面上方空間によって形成された第1の圧力上昇抑
制空間と、前記極低温冷媒液中に開口部を下方にして配
置された有底構造物の内部空間によって形成された容積
可変の第2の圧力上昇抑制空間とで構成されていること
を特徴とする請求項1に記載の超電導装置。2. The pressure rise suppressing space is arranged with a first pressure rise suppressing space formed by a space above the liquid surface of the cryogenic refrigerant liquid, and an opening portion in the cryogenic refrigerant liquid with its opening downward. The superconducting device according to claim 1, wherein the superconducting device is configured by a second pressure rise suppressing space having a variable volume formed by an inner space of the bottomed structure.
液とを収容してなる超電導装置において、前記極低温冷
媒液の液面上方空間に通じて圧力上昇抑制空間を形成す
るバッファタンクが設けられていることを特徴とする超
電導装置。3. A superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, wherein a buffer tank which communicates with a space above the liquid surface of the cryogenic refrigerant liquid to form a pressure rise suppressing space is provided. A superconducting device, which is provided.
液とを収容してなる超電導装置において、前記極低温冷
媒液中に、少なくとも前記超電導コイルのクエンチ時に
おいて上記極低温冷媒液を攪拌する攪拌手段が設けられ
ていることを特徴とする超電導装置。4. A superconducting device comprising a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid contained in a cryogenic container, wherein the cryogenic refrigerant liquid is agitated in the cryogenic refrigerant liquid at least during quenching of the superconducting coil. A superconducting device, which is provided with a stirring means for
して上方位置および下方位置の少なくとも一方の位置に
設けられて上記超電導コイルのクエンチ時に該超電導コ
イルの表面に沿って前記極低温冷媒液を強制的に循環さ
せる傾斜案内板で構成されていることを特徴とする請求
項4に記載の超電導装置。5. The agitating means is provided at at least one of an upper position and a lower position with the superconducting coil as a boundary, and the cryogenic refrigerant liquid is provided along the surface of the superconducting coil when the superconducting coil is quenched. The superconducting device according to claim 4, wherein the superconducting device is configured by an inclined guide plate that forcibly circulates.
方位置に設けられて少なくとも上記超電導コイルのクエ
ンチ時に該超電導コイルの表面に沿って前記極低温冷媒
液を強制的に循環させるスクリュー装置で構成されてい
ることを特徴とする請求項4に記載の超電導装置。6. The screw means is provided below the superconducting coil, and is a screw device for forcibly circulating the cryogenic refrigerant liquid along the surface of the superconducting coil at least when the superconducting coil is quenched. The superconducting device according to claim 4, wherein the superconducting device is provided.
口部を下にして配置された有底構造物の内部空間によっ
て形成された容積可変の攪拌空間と、この攪拌空間の容
積を可変して前記極低温冷媒液を攪拌する容積可変装置
とで構成されていることを特徴とする請求項4に記載の
超電導装置。7. The stirring means comprises a variable-volume stirring space formed by an internal space of a bottomed structure which is arranged in the cryogenic refrigerant liquid with an opening downward, and a volume of the stirring space. The superconducting device according to claim 4, wherein the superconducting device comprises a variable volume device that variably agitates the cryogenic refrigerant liquid.
液とを収容してなる超電導装置において、前記超電導コ
イルが多層構造に形成されていることを特徴とする超電
導装置。8. A superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are contained in a cryogenic container, wherein the superconducting coil is formed in a multi-layer structure.
液とを収容してなる超電導装置において、前記極低温冷
媒液中に良熱伝導部材が配置されていることを特徴とす
る超電導装置。9. A superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, wherein a good heat conducting member is disposed in the cryogenic refrigerant liquid. .
媒液とを収容してなる超電導装置において、前記極低温
冷媒液中に蓄熱材が配置されていることを特徴とする超
電導装置。10. A superconducting device in which a superconducting coil and a cryogenic refrigerant liquid are housed in a cryogenic container, wherein a heat storage material is arranged in the cryogenic refrigerant liquid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7286003A JPH09129938A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Superconduction apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7286003A JPH09129938A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Superconduction apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09129938A true JPH09129938A (en) | 1997-05-16 |
Family
ID=17698754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7286003A Pending JPH09129938A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Superconduction apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09129938A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002270913A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Hitachi Ltd | Superconductive coil unit and mri device |
JP2007189227A (en) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | European High Temperature Superconductors Gmbh & Co Kg | Power adjusting method and device |
JP2008025938A (en) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | Low temperature device |
WO2014156561A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | Cryostat |
US11088539B2 (en) | 2016-09-22 | 2021-08-10 | Korea Electric Power Corporation | Pressure generation apparatus and method for superconducting power equipment |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP7286003A patent/JPH09129938A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002270913A (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-20 | Hitachi Ltd | Superconductive coil unit and mri device |
JP2007189227A (en) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | European High Temperature Superconductors Gmbh & Co Kg | Power adjusting method and device |
JP2008025938A (en) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | Low temperature device |
JP4724063B2 (en) * | 2006-07-24 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | Cryogenic equipment |
WO2014156561A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | Cryostat |
JP2014192360A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Japan Superconductor Technology Inc | Cryostat |
CN105122487A (en) * | 2013-03-27 | 2015-12-02 | 日本超导体技术公司 | Cryostat |
US11088539B2 (en) | 2016-09-22 | 2021-08-10 | Korea Electric Power Corporation | Pressure generation apparatus and method for superconducting power equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5195577A (en) | Cooling device for power semiconductor switching elements | |
KR20080102157A (en) | Multi-bath apparatus and method for cooling superconductors | |
JP4679457B2 (en) | Subcool cryogenic device | |
US4209657A (en) | Apparatus for immersion-cooling superconductor | |
JPH09129938A (en) | Superconduction apparatus | |
CN112712958A (en) | High-temperature superconducting magnet cooled by liquid nitrogen shielding mixed liquid medium | |
US20090224862A1 (en) | Magnetic apparatus and method | |
KR20070006590A (en) | Undercooled horizontal cryostat configuration | |
JP5191800B2 (en) | Cooling vessel and superconducting device | |
JPH09306722A (en) | Superconducting magnet device | |
JP2002005552A (en) | Cold-generating equipment and cooling apparatus in which superconductivity is applied for cooling through use of the equipment | |
JP2011082343A (en) | Cooling apparatus for superconduction equipment | |
JP2001126916A (en) | High-temperature superconducting coil and high- temperature superconducting magnet using the same | |
JP2007167517A (en) | Immersion type cooler | |
JP2006052921A (en) | Cooling method and device using slash refrigerant and superconducting current limiter | |
WO2020004573A1 (en) | Apparatus temperature adjusting device | |
JP3417797B2 (en) | Superfluid helium generator | |
JP2016211748A (en) | Superconductor cooling apparatus and cooling method | |
JPH10247753A (en) | Superconducting device and control method thereof | |
JPH1154318A (en) | Cooling device for superconducting magnet | |
JPH1141732A (en) | Gas insulation switch | |
JP7348410B1 (en) | Superconducting magnet system for cyclotron and cyclotron with it | |
JPH09115738A (en) | Gas insulated transformer | |
JPH0349376Y2 (en) | ||
JPS61179512A (en) | Gas-insulated transformer |