JPS6032375A - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置Info
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- JPS6032375A JPS6032375A JP58140975A JP14097583A JPS6032375A JP S6032375 A JPS6032375 A JP S6032375A JP 58140975 A JP58140975 A JP 58140975A JP 14097583 A JP14097583 A JP 14097583A JP S6032375 A JPS6032375 A JP S6032375A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
- H01F6/065—Feed-through bushings, terminals and joints
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は４．２に以下の液体ヘリウムを使用する超電導
装置に関する。
装置に関する。
第１図を用いて超電導装置ｒ１関する従来の技術を説明
する。
する。
超電導コイル１は通常１気圧での飽和温度約４、２ Ｋ
の液体ヘリウム２中に波面されて超電導状態となる。超
電導４体にはニオブとチタンの合金（Ｎｂ−Ｔｉ）が多
く用いられるが、１気圧４．２ Ｋの液体ヘリウム（３
２１下ＬＨｅと記す）による冷却でも充分な性能が発揮
出来るがこの種導体で到達出来るコイルの最大発生磁界
は高々８〜９Ｔである。
の液体ヘリウム２中に波面されて超電導状態となる。超
電導４体にはニオブとチタンの合金（Ｎｂ−Ｔｉ）が多
く用いられるが、１気圧４．２ Ｋの液体ヘリウム（３
２１下ＬＨｅと記す）による冷却でも充分な性能が発揮
出来るがこの種導体で到達出来るコイルの最大発生磁界
は高々８〜９Ｔである。
それ以上の磁界を得るにはニオブ錫（Ｎｂ、Ｓｎ ）な
どの導体を用いるか、あるいは液体ヘリウムの温度を下
げる等の方法があるが前者は材料が脆くて実用段階に達
しているとはいい難い。後者も冷却技術上の問題があり
、末だ研究重昶、模の段階にある。
どの導体を用いるか、あるいは液体ヘリウムの温度を下
げる等の方法があるが前者は材料が脆くて実用段階に達
しているとはいい難い。後者も冷却技術上の問題があり
、末だ研究重昶、模の段階にある。
しかし後者には種々のメリットがあり有望である。
さて、後者の場合であるが、液体ヘリウムの温度を下げ
るＣ二は通常真空排気装置３を用いて１気圧４．２ Ｋ
のヘリウム２を排気減圧する。このとき液体ヘリウム２
を保持収容するヘリウム容器４には向流熱交換器５を介
して１気圧４．２にの液体ヘリウムを４，２にヘリウム
槽６より供給する。このとき、向流熱交換器５では排ヌ
されて４．２ＫＵ下になったヘリウム蒸気７と４．２
Ｋヘリウム槽６からの液体ヘリウムが向流熱交換して、
４．２に以下の液体ヘリウムがヘリウム容器４に供給さ
れ、排気減圧されて減少した液体ヘリウム２を補いバラ
ンスする。このバランスには膨張弁８の制御が必要であ
る。
るＣ二は通常真空排気装置３を用いて１気圧４．２ Ｋ
のヘリウム２を排気減圧する。このとき液体ヘリウム２
を保持収容するヘリウム容器４には向流熱交換器５を介
して１気圧４．２にの液体ヘリウムを４，２にヘリウム
槽６より供給する。このとき、向流熱交換器５では排ヌ
されて４．２ＫＵ下になったヘリウム蒸気７と４．２
Ｋヘリウム槽６からの液体ヘリウムが向流熱交換して、
４．２に以下の液体ヘリウムがヘリウム容器４に供給さ
れ、排気減圧されて減少した液体ヘリウム２を補いバラ
ンスする。このバランスには膨張弁８の制御が必要であ
る。
第１図では超電導コイル１が波圧ヘリウム２中に浸漬さ
れているが、コイル部分を熱交換器を介して間接的に冷
却し、コイルを浸漬するヘリウムが減圧されない治冷却
タイプもある。しがしここでは、コイル部分が減圧され
る場合を考えている。
れているが、コイル部分を熱交換器を介して間接的に冷
却し、コイルを浸漬するヘリウムが減圧されない治冷却
タイプもある。しがしここでは、コイル部分が減圧され
る場合を考えている。
また図示していないがヘリウム容器４％４．２にヘリウ
ム槽６は断熱真空中に断熱的に支持される。
ム槽６は断熱真空中に断熱的に支持される。
一方、超電導コイル１に通電するための電流リート１０
が有るが、電気の導入路であると共に熱の侵入路となる
ので１通常法発ヘリウムガス７を流して強制的に冷却す
る必要がある。この冷却ガスは電流リードの上端で室温
になるようにバルブ１１で流ｈＩ、υ整１、へシウムガ
ス回収糸Ｊ２に導かれる。
が有るが、電気の導入路であると共に熱の侵入路となる
ので１通常法発ヘリウムガス７を流して強制的に冷却す
る必要がある。この冷却ガスは電流リードの上端で室温
になるようにバルブ１１で流ｈＩ、υ整１、へシウムガ
ス回収糸Ｊ２に導かれる。
ところが、Ｕ１気減圧を行うとこの電流リードに蒸発ガ
スが流れなくなり侵入熱が許宕出来ないほど大きくなり
装置が成立しなくなる。これを回避する方法としては、
電流リードに他の系統からヘリウムを供給する方法があ
る。しかし減圧ヘリウムを供給するわけにはいかないた
め４２Ｉ（のヘリウムを供給することになり−４，２に
以下の温度領域（超流動の場合は１．８に刊近）と４．
２に領域が直接電流リードの（何で熱伝導路を形成し侵
入熱が大きくなる。また両温度領域間の圧力バランス、
ソークの問題が生ずるし、リードの構造、ガス供給系が
根雑になるなどの欠点がある。
スが流れなくなり侵入熱が許宕出来ないほど大きくなり
装置が成立しなくなる。これを回避する方法としては、
電流リードに他の系統からヘリウムを供給する方法があ
る。しかし減圧ヘリウムを供給するわけにはいかないた
め４２Ｉ（のヘリウムを供給することになり−４，２に
以下の温度領域（超流動の場合は１．８に刊近）と４．
２に領域が直接電流リードの（何で熱伝導路を形成し侵
入熱が大きくなる。また両温度領域間の圧力バランス、
ソークの問題が生ずるし、リードの構造、ガス供給系が
根雑になるなどの欠点がある。
なお９は排気ヘリウムを加温する加温器である。
本発明は４．２ Ｋ以下の温度においても電流リードか
らの侵入熱が少く、シかも液体ヘリウム減量のおそれの
ない超電導装置を提供することを目的とする。
らの侵入熱が少く、シかも液体ヘリウム減量のおそれの
ない超電導装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明の超４１ｉ 税；装
置においては、電流リードに向流熱交換器を組込み、ま
たこの向流熱交換器に連結して液体ヘリウム貯槽を設け
、液体ヘリウム容器の減圧ｊシＦ気によるへ９ウムの減
量を向流熱交換器を経由しての低温ヘリウム注入によっ
て補充するようにする。
置においては、電流リードに向流熱交換器を組込み、ま
たこの向流熱交換器に連結して液体ヘリウム貯槽を設け
、液体ヘリウム容器の減圧ｊシＦ気によるへ９ウムの減
量を向流熱交換器を経由しての低温ヘリウム注入によっ
て補充するようにする。
次に１本発明の一実施例の超電導装置を第２図を参照し
つつ説明する。図示されない超電導コイルを収納したヘ
リウム容器４とこれを包囲する真空断熱容器１３の壁を
貫通する電流リード外筒１４の中において電気絶縁物１
５を介して銅細憩によるリード本体１９が銅などによる
邪魔板１６と共にヘリウムガスのジグザグ流路が形成さ
れるようにリード導電部を形成する。１７は室温部の電
流導入部である。
つつ説明する。図示されない超電導コイルを収納したヘ
リウム容器４とこれを包囲する真空断熱容器１３の壁を
貫通する電流リード外筒１４の中において電気絶縁物１
５を介して銅細憩によるリード本体１９が銅などによる
邪魔板１６と共にヘリウムガスのジグザグ流路が形成さ
れるようにリード導電部を形成する。１７は室温部の電
流導入部である。
リードの途中に４．２にヘリウム槽６から４．２に液体
ヘリウムを導入する９ＡＷのヘッダー１８を設けこの部
分よりヘリウム容器４側には、中実のリード本体１９の
代りに中空鋼管等からなる向流熱交換器２０を配し５そ
の管内には４，２に液体ヘリウムがまた管外には減圧さ
れた仝２に以下の蒸発ヘリウムガス２１が流れ、向流熱
交換するように構成する。
ヘリウムを導入する９ＡＷのヘッダー１８を設けこの部
分よりヘリウム容器４側には、中実のリード本体１９の
代りに中空鋼管等からなる向流熱交換器２０を配し５そ
の管内には４，２に液体ヘリウムがまた管外には減圧さ
れた仝２に以下の蒸発ヘリウムガス２１が流れ、向流熱
交換するように構成する。
この場合ジュール発熱を防ぐため、硝？ｉ′２０に超電
導線を沿設してもよい。
導線を沿設してもよい。
向流熱交換器２０の下端にはやはり液体ヘリウムを集合
する銅製ヘッダー２３を配し、その液の取出管２４（二
は調整可能な膨張弁８を備える。ヘッダー２３には電流
導入端子２６を配し、これに図示されない超電導コイル
からの超γＭ導々体２７が接続される。
する銅製ヘッダー２３を配し、その液の取出管２４（二
は調整可能な膨張弁８を備える。ヘッダー２３には電流
導入端子２６を配し、これに図示されない超電導コイル
からの超γＭ導々体２７が接続される。
２５は４．２ Ｋ液供給ねである。ヘッダー１．８．２
３内の向流熱交換器２０には液体ヘリウム尋人、す（・
出口２８が設けられ、ヘッダー、熱交換器などはリード
本体と同様電気的に導通され、しかも外筒１４とは電気
的に絶縁される。
３内の向流熱交換器２０には液体ヘリウム尋人、す（・
出口２８が設けられ、ヘッダー、熱交換器などはリード
本体と同様電気的に導通され、しかも外筒１４とは電気
的に絶縁される。
なお、２９は断熱真草空間で、２２はヘリウムガス排出
口である。
口である。
このよう（二糀成した超昂、導装置においてリード上端
のヘリウムガス排出口２２より排気減圧するとヘリウム
容器４内は１気圧以下に減圧され、液体ヘリウム２とヘ
リウムガス２１ ｔ−ａ、 ４１．２ Ｋ以下になる３
、このヘリウムガス２１は向流熱交換器２０、電流リー
ド本体１９と熱交換して室温に近い温度となり、排気系
へ尋かれる。このとき膨張弁８を調整するととにより４
．２にヘリウム＠６からの流体ヘリウムの流入量が調整
され、向流熱交換器２０と適切に熱交換してヘリウム容
器４内の圧力および温度を所定の値に保持しつつ、減圧
排出されて減少する液体ヘリウム２を補充しバランスが
保たれる。
のヘリウムガス排出口２２より排気減圧するとヘリウム
容器４内は１気圧以下に減圧され、液体ヘリウム２とヘ
リウムガス２１ ｔ−ａ、 ４１．２ Ｋ以下になる３
、このヘリウムガス２１は向流熱交換器２０、電流リー
ド本体１９と熱交換して室温に近い温度となり、排気系
へ尋かれる。このとき膨張弁８を調整するととにより４
．２にヘリウム＠６からの流体ヘリウムの流入量が調整
され、向流熱交換器２０と適切に熱交換してヘリウム容
器４内の圧力および温度を所定の値に保持しつつ、減圧
排出されて減少する液体ヘリウム２を補充しバランスが
保たれる。
熱交換効率が適当で、真空排気系の容量が低温部全体へ
の熱侵入量に対し適切であれば、液体ヘリウム２は１，
８に近くなり超流動状態となって超電導コイルの電流、
磁界の強さは４．２ Ｋの場合に較らべ飛躍的に増大す
る。
の熱侵入量に対し適切であれば、液体ヘリウム２は１，
８に近くなり超流動状態となって超電導コイルの電流、
磁界の強さは４．２ Ｋの場合に較らべ飛躍的に増大す
る。
なお、以上の説明では便宜上電流リードの構造としてシ
ェルアンドチューブ型のものを説明したが、他の熱交換
効率の高い構造の電流リード向流熱交換器を用いてもよ
い。
ェルアンドチューブ型のものを説明したが、他の熱交換
効率の高い構造の電流リード向流熱交換器を用いてもよ
い。
以上説明したように本発明の超電導装置においては電流
リードと低温発生用熱交換器が１体となっているため熱
侵入路に沿って連続的な温度勾配を形成する。従って電
流リードとしては従来のものに較らべ侵入熱の少ないも
のとなり、しかも減圧形超電導コイルの熱交換器の機能
をも合せ持つので、装置全体として熱侵入の低減装置の
簡略化に多大の効果を生ずる。また液体ヘリウムは次々
に補充されるので液体ヘリウム減量のおそれもない。
リードと低温発生用熱交換器が１体となっているため熱
侵入路に沿って連続的な温度勾配を形成する。従って電
流リードとしては従来のものに較らべ侵入熱の少ないも
のとなり、しかも減圧形超電導コイルの熱交換器の機能
をも合せ持つので、装置全体として熱侵入の低減装置の
簡略化に多大の効果を生ずる。また液体ヘリウムは次々
に補充されるので液体ヘリウム減量のおそれもない。
第１図は従来の超電導装置を示す系統図、第２図は本発
明の一実施例の超電導装置の要部断面図である。 ２ 液体ヘリウム ４・・ヘリウム容器６・・４．２に
ヘリウムＳ８・・膨 張 弁Ｘ３・・・真空断熱容器
１４・・・電流リード外釣１８．２３・・・ヘッダー
１９・・リード本体２０・向流熱交換器 ２１・・ヘリ
ウムガス。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図
明の一実施例の超電導装置の要部断面図である。 ２ 液体ヘリウム ４・・ヘリウム容器６・・４．２に
ヘリウムＳ８・・膨 張 弁Ｘ３・・・真空断熱容器
１４・・・電流リード外釣１８．２３・・・ヘッダー
１９・・リード本体２０・向流熱交換器 ２１・・ヘリ
ウムガス。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第１図 第２図
Claims (1)
- 液体ヘリウム容器の壁およびこの液体ヘリウム容器を包
囲する真空断熱容器の壁を貫通し前記液体へ・リウム容
器内のヘリウムガスを前記真空断熱容器外に排出する通
路を内股した電流リードと、内に注入される液体ヘリウ
ムを供給する液体ヘリウム貯槽とを備えたことを特徴と
する超電導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140975A JPS6032375A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140975A JPS6032375A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6032375A true JPS6032375A (ja) | 1985-02-19 |
| JPH0412632B2 JPH0412632B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=15281194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58140975A Granted JPS6032375A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032375A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110998759A (zh) * | 2017-07-17 | 2020-04-10 | 皇家飞利浦有限公司 | 具有通过热交换器冷却的冷头热路径的超导磁体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS526479U (ja) * | 1975-06-30 | 1977-01-18 |
-
1983
- 1983-08-03 JP JP58140975A patent/JPS6032375A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS526479U (ja) * | 1975-06-30 | 1977-01-18 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110998759A (zh) * | 2017-07-17 | 2020-04-10 | 皇家飞利浦有限公司 | 具有通过热交换器冷却的冷头热路径的超导磁体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412632B2 (ja) | 1992-03-05 |
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