JPS5951155B2 - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置Info
- Publication number
- JPS5951155B2 JPS5951155B2 JP51090656A JP9065676A JPS5951155B2 JP S5951155 B2 JPS5951155 B2 JP S5951155B2 JP 51090656 A JP51090656 A JP 51090656A JP 9065676 A JP9065676 A JP 9065676A JP S5951155 B2 JPS5951155 B2 JP S5951155B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- current lead
- heat exchanger
- superconducting coil
- superconducting
- 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.)
- Expired
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、超電導線材よりなるコイル（以下、超電導
コイルと云う）と電流リードおよびこれらを冷却する冷
却系を一体化した超電導装置に関する。
コイルと云う）と電流リードおよびこれらを冷却する冷
却系を一体化した超電導装置に関する。
第１図は従来の超電導装置の一例を示す模式図であり、
この第１図における１は超電導コイル、２はこの超電導
コイル１に当接して設けた冷却ダクトである。
この第１図における１は超電導コイル、２はこの超電導
コイル１に当接して設けた冷却ダクトである。
この冷却ダクト２に液体ヘリウムなどの冷媒が第１冷媒
移送管３１により投入されるようになつており、この冷
却ダクト２からの蒸発ガスは蒸発ガス導管３２によりシ
ールドなどを冷却して器外へ放出されるようになつてい
る。
移送管３１により投入されるようになつており、この冷
却ダクト２からの蒸発ガスは蒸発ガス導管３２によりシ
ールドなどを冷却して器外へ放出されるようになつてい
る。
一方、４は上記超電導コイル１に励磁電流を印加または
回収するための電流リードであり、この電流リード４の
中間部を冷却するため冷却ジャケット４１が設けられて
いる。
回収するための電流リードであり、この電流リード４の
中間部を冷却するため冷却ジャケット４１が設けられて
いる。
この冷却ジャケット４１に第２の冷媒を供給するために
、第２冷媒供給管５１およびこの第２の冷媒を吐出する
ための第２冷媒吐出管が設けられており、この第２冷媒
供給管５１と第２冷媒吐出管５２は連通している。
、第２冷媒供給管５１およびこの第２の冷媒を吐出する
ための第２冷媒吐出管が設けられており、この第２冷媒
供給管５１と第２冷媒吐出管５２は連通している。
なお、６は熱シールド板、７は上記各構成部材を収納す
る真空容器、８はこの真空容器７内の真空空間で、高真
空に保持されている。
る真空容器、８はこの真空容器７内の真空空間で、高真
空に保持されている。
第２図は従来の超電導装置の別の例を示す模式図であり
、この第２図の場合は、第２冷媒の代リに第１冷媒の蒸
発力゛スにより電）荒リード４の中間部を冷却するよう
にしたものであり、したがつて、第１図における第２冷
媒供給管５１および第２冷媒吐出管５２が省略されてい
るとともに、蒸発ガス導管３２が電流リード４の中間部
に迂回されている。
、この第２図の場合は、第２冷媒の代リに第１冷媒の蒸
発力゛スにより電）荒リード４の中間部を冷却するよう
にしたものであり、したがつて、第１図における第２冷
媒供給管５１および第２冷媒吐出管５２が省略されてい
るとともに、蒸発ガス導管３２が電流リード４の中間部
に迂回されている。
次に、第１図および第２図に示す従米の超電導装置の動
作について、第１図の超電導装置を代表して説明すると
、第１冷媒移送管３１を介して冷却ダクト２に第１冷媒
（例えば液体ヘリウム）を投入し、ダクト壁を介して超
電導コイル１を所定の温度に冷却保持する。
作について、第１図の超電導装置を代表して説明すると
、第１冷媒移送管３１を介して冷却ダクト２に第１冷媒
（例えば液体ヘリウム）を投入し、ダクト壁を介して超
電導コイル１を所定の温度に冷却保持する。
一方、電流リード４の冷却ジヤケツト４１には第２冷媒
供給管５１より第２冷媒（例えば液体窒素）を投入し、
電流リードの中間部も所定の温度に冷却保持しておく。
供給管５１より第２冷媒（例えば液体窒素）を投入し、
電流リードの中間部も所定の温度に冷却保持しておく。
このような状態で、超電導コイル１が超電導となり、電
流リード４を介して外部の励磁電源より電流を流し、超
電導マグネツトとして働かせる。
流リード４を介して外部の励磁電源より電流を流し、超
電導マグネツトとして働かせる。
ところで、超電導装置の電流リード４は室温の励磁電源
と極低温（４．５Ｋ）の超電導コイル間を接続し、数１
００〜１０００Ａの大電流を流すため、低温部への熱侵
入と通電時の発熱が問題となる。この場合の侵入熱量お
よび発熱量はどちらも小さい方が望ましいが、侵入熱量
をおさえるには、リードの細い形状となり、他方、発熱
を減するには、リードが太＜て短い形状が望ましく、利
害が相反する関係にあるため、上記のように、電流１良
−ドの中間部に冷却構造を設け、許容し得る細長い形状
とし、ジユール熱を除去すると同時に低温部への侵入熱
量を軽減できる措置を講じてある。しかし、上記のよう
に構成された超電導装置では、第１図のように、電流リ
ード４の中間部を冷．’却するために、第２冷媒が必要
であり、冷媒を２系統にしなければならない欠点がある
。また、第２図の例では、第１冷媒の蒸発ガスで冷却す
るので、第２冷媒は不要となるが、超電導コイルを含む
低温部の熱負荷の変動などにより、Ｊ蒸発量が不安定と
なり、冷媒ガスの流量が変動し易く、電流リードの中間
部の温度を一定に保持させるのが非常に難しくなる欠点
があつた。
と極低温（４．５Ｋ）の超電導コイル間を接続し、数１
００〜１０００Ａの大電流を流すため、低温部への熱侵
入と通電時の発熱が問題となる。この場合の侵入熱量お
よび発熱量はどちらも小さい方が望ましいが、侵入熱量
をおさえるには、リードの細い形状となり、他方、発熱
を減するには、リードが太＜て短い形状が望ましく、利
害が相反する関係にあるため、上記のように、電流１良
−ドの中間部に冷却構造を設け、許容し得る細長い形状
とし、ジユール熱を除去すると同時に低温部への侵入熱
量を軽減できる措置を講じてある。しかし、上記のよう
に構成された超電導装置では、第１図のように、電流リ
ード４の中間部を冷．’却するために、第２冷媒が必要
であり、冷媒を２系統にしなければならない欠点がある
。また、第２図の例では、第１冷媒の蒸発ガスで冷却す
るので、第２冷媒は不要となるが、超電導コイルを含む
低温部の熱負荷の変動などにより、Ｊ蒸発量が不安定と
なり、冷媒ガスの流量が変動し易く、電流リードの中間
部の温度を一定に保持させるのが非常に難しくなる欠点
があつた。
そこで、この発明は、冷却系を一体化して取付けるとと
もに、超電導コイルを所定の温度に冷却４保持させると
同時に、電流リードの中間部を冷却系の動作ガスにより
容易にしかも確実に所定の温度に冷却保持できる超電導
装置を提供するものである。
もに、超電導コイルを所定の温度に冷却４保持させると
同時に、電流リードの中間部を冷却系の動作ガスにより
容易にしかも確実に所定の温度に冷却保持できる超電導
装置を提供するものである。
次に、図面を参照してこの発明の超電導装置の実施例に
ついて説明すると、第３図はその一実施例を示す模式図
であり、この第３図において、符号１，２，４，４１，
６〜８で示す部分は従来の超電導装置と同一部分を示す
ものであり、その説明を省略するが、符号９以降の部分
がこの発明によつて新たに付加された部分であり、その
部分について重点的に述べることにする。
ついて説明すると、第３図はその一実施例を示す模式図
であり、この第３図において、符号１，２，４，４１，
６〜８で示す部分は従来の超電導装置と同一部分を示す
ものであり、その説明を省略するが、符号９以降の部分
がこの発明によつて新たに付加された部分であり、その
部分について重点的に述べることにする。
さて、９は超電導コイル１などを所定の温度に’冷却保
持するために同一真空容器７内に設けた冷却系（例えば
、へリウム冷凍液化システム）で、この冷却系９は冷凍
を発生させる冷凍機９Ｌこの冷凍機９１から冷却系９の
冷媒ガスに冷凍を授ける授冷器９２、対向流の第１熱交
換器９３、第２熱交換器９４、ジユール・トムソン膨張
弁（以下、ＪＴ弁と略称する） ９５、高圧へリウムラ
イン９６（高圧冷媒系）、低圧ヘリウムライン９７（低
圧冷媒系）から構成されている。
持するために同一真空容器７内に設けた冷却系（例えば
、へリウム冷凍液化システム）で、この冷却系９は冷凍
を発生させる冷凍機９Ｌこの冷凍機９１から冷却系９の
冷媒ガスに冷凍を授ける授冷器９２、対向流の第１熱交
換器９３、第２熱交換器９４、ジユール・トムソン膨張
弁（以下、ＪＴ弁と略称する） ９５、高圧へリウムラ
イン９６（高圧冷媒系）、低圧ヘリウムライン９７（低
圧冷媒系）から構成されている。
上記のように構成される超電導装置においては、従来の
超電導装置のように、外部から液体へリウムなどの冷媒
を供給して、冷却するのではなく、同一真空容器７に設
けた冷却系９で発生させる冷凍により、超電導コイル１
、電流リード４などを所定の温度に冷却保持させる。
超電導装置のように、外部から液体へリウムなどの冷媒
を供給して、冷却するのではなく、同一真空容器７に設
けた冷却系９で発生させる冷凍により、超電導コイル１
、電流リード４などを所定の温度に冷却保持させる。
そして、高圧へリウムライン９６、低圧へリウムライン
９７を別に設けた圧縮機の吸入、吐出ポートにそれぞれ
接続し、この圧縮機から供給され、高圧ヘリウムライン
９６を通つて供給される高圧へリウムガスを第１熱交換
器９３、授冷器９２、第２熱交換器の一次側を経て、極
低温に予冷し、ＪＴ弁９５において、等エンタルピ膨張
させて、一部を液化し、冷却ダクト２に導びき、ダクト
壁を介して超電導コイル１を所定の温度に冷却する。ま
た、非液化分およびダクト２内で気化蒸発した低圧へリ
ウムライン９７の低温低圧のガスは第２熱交換器９４、
第１熱交換器９３の二次側を流上し、一次側の高圧ガス
と熱交換し、常温で圧縮機に吸入され、上述のサイクル
に繰返し供給する。
９７を別に設けた圧縮機の吸入、吐出ポートにそれぞれ
接続し、この圧縮機から供給され、高圧ヘリウムライン
９６を通つて供給される高圧へリウムガスを第１熱交換
器９３、授冷器９２、第２熱交換器の一次側を経て、極
低温に予冷し、ＪＴ弁９５において、等エンタルピ膨張
させて、一部を液化し、冷却ダクト２に導びき、ダクト
壁を介して超電導コイル１を所定の温度に冷却する。ま
た、非液化分およびダクト２内で気化蒸発した低圧へリ
ウムライン９７の低温低圧のガスは第２熱交換器９４、
第１熱交換器９３の二次側を流上し、一次側の高圧ガス
と熱交換し、常温で圧縮機に吸入され、上述のサイクル
に繰返し供給する。
このように、超電導コイル１を冷却すると同時に、第１
熱交換器９３の適当な温度レベルから高圧へリウムライ
ン９６における高圧ガスを電流リード４の中間冷却ジヤ
ケツト４１に導き、再び元のラインに戻すようにすると
、電流リード４の中間部も低温ガスで強制的に所定の温
度に冷却保持できる。
熱交換器９３の適当な温度レベルから高圧へリウムライ
ン９６における高圧ガスを電流リード４の中間冷却ジヤ
ケツト４１に導き、再び元のラインに戻すようにすると
、電流リード４の中間部も低温ガスで強制的に所定の温
度に冷却保持できる。
そして、超電導コイル１が液体ヘリウムの温度に冷却さ
れ、超電導状態になれば、外部励磁電源を接続し、電流
を流すと、従来の超電導装置と同様に作動させることが
できる。第４図はこの発明の超電導装置の他の実施例の
模式図であり、冷却系９の低圧ガスで電流リード４の中
間部を冷却する場合を示すものである。
れ、超電導状態になれば、外部励磁電源を接続し、電流
を流すと、従来の超電導装置と同様に作動させることが
できる。第４図はこの発明の超電導装置の他の実施例の
模式図であり、冷却系９の低圧ガスで電流リード４の中
間部を冷却する場合を示すものである。
すなわち、低圧ヘリウムライン９７を第１熱交換器９３
と第２熱交換器９４との間において、冷極ジヤケツト４
１に迂回させたものである。また、第５図はこの発明の
超電導装置の第３の実施例を示す式図であり、この第５
図の場合は電流リード４の中間部に隔てて２個所の冷却
ジヤケツト４１，４２を設け、必要な冷却温度の冷媒を
冷却系９からそれぞれ導入し、より合理的に冷却できる
ようにしたものである。さらに、冷却ジヤケツトを数個
所設け、適当に配置すれば、この第５図の実施例より一
層合理的な冷却が期待できる。
と第２熱交換器９４との間において、冷極ジヤケツト４
１に迂回させたものである。また、第５図はこの発明の
超電導装置の第３の実施例を示す式図であり、この第５
図の場合は電流リード４の中間部に隔てて２個所の冷却
ジヤケツト４１，４２を設け、必要な冷却温度の冷媒を
冷却系９からそれぞれ導入し、より合理的に冷却できる
ようにしたものである。さらに、冷却ジヤケツトを数個
所設け、適当に配置すれば、この第５図の実施例より一
層合理的な冷却が期待できる。
以上詳述したように、この発明によれば、電流ノリード
の中間冷却ジヤケツトに冷却系の冷媒ガスを循環させて
冷却するようにしたので、従来の如く、第２の冷媒が不
要であり、また、冷却系の冷媒ガスの循環量は平常状態
でほぼ一定となるので、電流リードの中間部を所定の温
度以下に強制的に冷却できるなどの効果がある。
の中間冷却ジヤケツトに冷却系の冷媒ガスを循環させて
冷却するようにしたので、従来の如く、第２の冷媒が不
要であり、また、冷却系の冷媒ガスの循環量は平常状態
でほぼ一定となるので、電流リードの中間部を所定の温
度以下に強制的に冷却できるなどの効果がある。
第１図および第２図はそれぞれ従来の超電導装置を示す
模式図、第３図はこの発明の超電導装置の一実施例を示
す模式図、第４図および第５図はそれぞれこの発明の超
電導装置の他の実施例の模式図である。 １・・・超電導コイル、２・・・冷却ダクト、４・・・
電流リード、４１，４２・・・冷却ジヤケツト、６・・
・熱シールド板、７・・・真空容器、９・・・冷却系、
９１・・・冷凍機、９２・・・授冷機、９３・・・第１
熱交換器、９４・・・第２熱交換器、９５・・・ジユー
ル・トムソン弁、９６・・・高圧ヘリウムライン、９７
・・・低圧ヘリウムライン。
模式図、第３図はこの発明の超電導装置の一実施例を示
す模式図、第４図および第５図はそれぞれこの発明の超
電導装置の他の実施例の模式図である。 １・・・超電導コイル、２・・・冷却ダクト、４・・・
電流リード、４１，４２・・・冷却ジヤケツト、６・・
・熱シールド板、７・・・真空容器、９・・・冷却系、
９１・・・冷凍機、９２・・・授冷機、９３・・・第１
熱交換器、９４・・・第２熱交換器、９５・・・ジユー
ル・トムソン弁、９６・・・高圧ヘリウムライン、９７
・・・低圧ヘリウムライン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超電導コイルと、この超電導コイルに接する冷却ダ
クトと、上記超電導コイルに通電するための電流リード
と、上記超電導コイル、上記冷却ダクトおよび上記電流
リードとともに同一真空容器内に設けられ冷凍を発生さ
せる冷凍機と、圧縮機からの高圧の冷媒ガスを第１熱交
換器の一次側、第２熱交換器の一次側およびジュール・
トムソン弁を通して上記冷却ダクトに送り上記超電導コ
イルを極低温に冷却する高圧冷媒系と、上記冷凍機から
の冷凍を上記高圧冷媒系に授ける授冷器と、上記冷却ダ
クト内で気化した低温低圧のガスを上記第２熱交換器お
よび第１熱交換器の各二次側を通過させるとともに第２
熱交換器および第１熱交換器の一次側と熱交換して常温
で上記圧縮機に送る低圧冷媒系とを備え、かつ上記電流
リードの中間部には少なくとも一個の冷却ジャケットを
設け、この冷却ジャケットに上記高圧冷媒系の高圧ガス
または低圧冷媒系の低圧ガスのいずれか一方または双方
を流して電流リードを冷却するようにしたことを特徴と
する超電導装置。 ２ 電流リードの中間部に設けた冷却ジャケットが二個
以上有し、この各冷却ジャケットに必要な冷却温度の冷
媒を冷却系から導入して電流リードを所定の温度以下に
冷却することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
超電導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51090656A JPS5951155B2 (ja) | 1976-07-28 | 1976-07-28 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51090656A JPS5951155B2 (ja) | 1976-07-28 | 1976-07-28 | 超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5315798A JPS5315798A (en) | 1978-02-14 |
| JPS5951155B2 true JPS5951155B2 (ja) | 1984-12-12 |
Family
ID=14004558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51090656A Expired JPS5951155B2 (ja) | 1976-07-28 | 1976-07-28 | 超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951155B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60170451U (ja) * | 1984-04-21 | 1985-11-12 | 山崎 慶市郎 | 手摺の笠木に使用する保護カバ− |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225909Y2 (ja) * | 1980-04-26 | 1987-07-02 | ||
| CN102117691B (zh) * | 2010-01-05 | 2012-11-28 | 通用电气公司 | 超导磁体的电流引线系统 |
| JP6022990B2 (ja) * | 2013-04-19 | 2016-11-09 | 株式会社神戸製鋼所 | クライオスタット |
-
1976
- 1976-07-28 JP JP51090656A patent/JPS5951155B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60170451U (ja) * | 1984-04-21 | 1985-11-12 | 山崎 慶市郎 | 手摺の笠木に使用する保護カバ− |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5315798A (en) | 1978-02-14 |
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