JPS61222286A - 超電導コイルの電流リ−ド用スイツチ - Google Patents
超電導コイルの電流リ−ド用スイツチInfo
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- JPS61222286A JPS61222286A JP60061976A JP6197685A JPS61222286A JP S61222286 A JPS61222286 A JP S61222286A JP 60061976 A JP60061976 A JP 60061976A JP 6197685 A JP6197685 A JP 6197685A JP S61222286 A JPS61222286 A JP S61222286A
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- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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〕
本発明は超電導マグネット装置の超電導コイルが永久電
流状態になった時に外部から電流リードを通って侵入す
る熱を遮断する超電導コイルの電流リード用スイッチに
関する。
流状態になった時に外部から電流リードを通って侵入す
る熱を遮断する超電導コイルの電流リード用スイッチに
関する。
一般に超電導マグネットの超電導コイルは液体ヘリウム
容器内の液体ヘリウムに浸漬されて液体ヘリウム温度（
約−２６９℃）の極低温において使用される。この超電
導コイルへは室温に置かれた電源から液体ヘリウム容器
を貫通する電流リードによって電流が供給され、超電導
コイルが永久電流状態になると永久スイッチによって短
絡されて電流回路が構成される。この電流リードは熱良
導体であり、電流リードを通って相当量の熱量が室温部
から極低温部に流入するので、ヘリウム容器内を極低温
に保持するために冷却装置の負荷となっている。
容器内の液体ヘリウムに浸漬されて液体ヘリウム温度（
約−２６９℃）の極低温において使用される。この超電
導コイルへは室温に置かれた電源から液体ヘリウム容器
を貫通する電流リードによって電流が供給され、超電導
コイルが永久電流状態になると永久スイッチによって短
絡されて電流回路が構成される。この電流リードは熱良
導体であり、電流リードを通って相当量の熱量が室温部
から極低温部に流入するので、ヘリウム容器内を極低温
に保持するために冷却装置の負荷となっている。
このため、超電導コイルに通電しないとき、または超電
流状態になって外部から給電する必要がない時は、一般
に電流リードを抜きとって電流リードを通じて熱侵入を
しゃ断することが行なわれている。しかしながら、電流
リードを完全に引き抜くことは、極低温部への異物の混
入や気密など問題がある。そこで、電流リードの一部に
接点を設けて電流リードの不用時には開離させるもの。
流状態になって外部から給電する必要がない時は、一般
に電流リードを抜きとって電流リードを通じて熱侵入を
しゃ断することが行なわれている。しかしながら、電流
リードを完全に引き抜くことは、極低温部への異物の混
入や気密など問題がある。そこで、電流リードの一部に
接点を設けて電流リードの不用時には開離させるもの。
例えば特開昭５１−１１４８９２号公報に記載された極
低温用着脱型電流リードがある。この着脱型電流リード
は極低温冷媒を入れた容器中に常温部の電流と接続され
る１対の可動電極と極低温部の超電導マグネットと接続
される１対の固定電極とを対抗配置されたもので、接点
の開離は駆動装置により移動させるようにしたものであ
る。しかしながら、かかる電極の接点は電気的には低接
触抵抗であり、且つ繰返し使用時に特性が変化しないこ
とが必要であるが、接点は極低温雰囲気中にて使用され
るので、接点表面への固化した気体などの付着によって
接触抵抗が増大し、電気的に不安定になる等の問題があ
る。
低温用着脱型電流リードがある。この着脱型電流リード
は極低温冷媒を入れた容器中に常温部の電流と接続され
る１対の可動電極と極低温部の超電導マグネットと接続
される１対の固定電極とを対抗配置されたもので、接点
の開離は駆動装置により移動させるようにしたものであ
る。しかしながら、かかる電極の接点は電気的には低接
触抵抗であり、且つ繰返し使用時に特性が変化しないこ
とが必要であるが、接点は極低温雰囲気中にて使用され
るので、接点表面への固化した気体などの付着によって
接触抵抗が増大し、電気的に不安定になる等の問題があ
る。
本発明の目的は、接触抵抗が少なく、且つ室温部からの
熱侵入を低減して、液体ヘリウムの蒸発を少なくした超
電導コイルの電流リード用スイッチを提供することにす
る。
熱侵入を低減して、液体ヘリウムの蒸発を少なくした超
電導コイルの電流リード用スイッチを提供することにす
る。
上記目的を達成するために、本発明の超電導コイルの電
流リード用スイッチは、断熱特性の良い絶縁材料で形成
した真空容器をヘリウム容器に取付け、真空容器に貫着
し外部を超電導コイルに接続した低温側電流リードの真
空容器内の端部に固定接触子を固着し、この固定接触子
に接離する可動接触子をベローズの一端に固着し、この
ベローズの他端に貫着した外部を電源に接続した常温側
電流リードに可動接触子を移動自在に接続して、ベロー
ズ内に気体を給排して可動接触子を固定接触子に接離さ
れるように構成する。
流リード用スイッチは、断熱特性の良い絶縁材料で形成
した真空容器をヘリウム容器に取付け、真空容器に貫着
し外部を超電導コイルに接続した低温側電流リードの真
空容器内の端部に固定接触子を固着し、この固定接触子
に接離する可動接触子をベローズの一端に固着し、この
ベローズの他端に貫着した外部を電源に接続した常温側
電流リードに可動接触子を移動自在に接続して、ベロー
ズ内に気体を給排して可動接触子を固定接触子に接離さ
れるように構成する。
以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。第
１図において、（１）は真空容器であって断熱特性の良
い絶縁材料例えば繊維強化プラスチツク材の円筒状の外
筒（２）の開口端はそれぞれ上端板（３）および下端板
（４）をパツキン（５）を介してボルトおよびナツト（
６）で締付けることによって気密にしである。上端板（
３）には管状の常温側電流リード（７）を貫着しエポキ
シ樹脂等で接着して気密に取付け、真空容器（１）内に
導入された常温側電流リード（７）にはベローズ（８）
に固着された上板（９）がろう付され、ベローズに固着
された下板（１０）には中間電流リード（１１）が貫通
してろう付され、常温側電流リード（７）と中間電流リ
ード（１１）とは可撓導帯（１２）で接続され、中間電
流リード（１１）の外部側には接点を円錐状の凸形にし
た可動接触子（１３）が取付けられている。下端板（４
）には管状の低温側電流リード（１４）を貫着しエポキ
シ樹脂で接着して気密に取付け、真空容器（１）内に導
入された低温側電流リード（７）には可動接触子（１３
）に対向した接点を円錐状の凹形にした固定接触子（１
５）が゛固着されている。真空容器（１）は上端板（３
）は液体ヘリウム容器（１６）にパツキン（１７）を介
してボルト（１８）で気密に取付け、常温側電流リード
（７）は液体ヘリウム容器（１６）の外側の本体真空容
器（１９）に絶縁ブツシュ（２０）を介して気密に取付
けている。 （２ｉ）は本体真空容器（１９）の外部に
出た常温側電流リード（７）に取付けてベローズ（８）
内に図示してないヘリウムガス装置からヘリウムガスを
給排するパイプ、 （２２）は上端板（３）に設けた孔
であって真空容器（１）内と本体真空容器（１９）内と
を連通させている。
１図において、（１）は真空容器であって断熱特性の良
い絶縁材料例えば繊維強化プラスチツク材の円筒状の外
筒（２）の開口端はそれぞれ上端板（３）および下端板
（４）をパツキン（５）を介してボルトおよびナツト（
６）で締付けることによって気密にしである。上端板（
３）には管状の常温側電流リード（７）を貫着しエポキ
シ樹脂等で接着して気密に取付け、真空容器（１）内に
導入された常温側電流リード（７）にはベローズ（８）
に固着された上板（９）がろう付され、ベローズに固着
された下板（１０）には中間電流リード（１１）が貫通
してろう付され、常温側電流リード（７）と中間電流リ
ード（１１）とは可撓導帯（１２）で接続され、中間電
流リード（１１）の外部側には接点を円錐状の凸形にし
た可動接触子（１３）が取付けられている。下端板（４
）には管状の低温側電流リード（１４）を貫着しエポキ
シ樹脂で接着して気密に取付け、真空容器（１）内に導
入された低温側電流リード（７）には可動接触子（１３
）に対向した接点を円錐状の凹形にした固定接触子（１
５）が゛固着されている。真空容器（１）は上端板（３
）は液体ヘリウム容器（１６）にパツキン（１７）を介
してボルト（１８）で気密に取付け、常温側電流リード
（７）は液体ヘリウム容器（１６）の外側の本体真空容
器（１９）に絶縁ブツシュ（２０）を介して気密に取付
けている。 （２ｉ）は本体真空容器（１９）の外部に
出た常温側電流リード（７）に取付けてベローズ（８）
内に図示してないヘリウムガス装置からヘリウムガスを
給排するパイプ、 （２２）は上端板（３）に設けた孔
であって真空容器（１）内と本体真空容器（１９）内と
を連通させている。
第２図は前記の電流リード用スイッチを使用した超電導
マグネット装置であって、本体真空容器（１９）内に液
体ヘリウム容器（１６）が納められ、液体ヘリウム容器
（１６）の液体ヘリウム（２３）中に超電導コイル（２
４）および超電導コイル（２４）に並列に接続した永久
短絡電流スイッチ（２５）が取付けられている。電流リ
ード用スイッチの真空容器（１）は液体ヘリウム容器（
１６）に取付けられて、低温側電流リード（１４）は超
電導コイル（２４）に、常温側電流り−ド（７）は励磁
用電源（２６）に接続されている。
マグネット装置であって、本体真空容器（１９）内に液
体ヘリウム容器（１６）が納められ、液体ヘリウム容器
（１６）の液体ヘリウム（２３）中に超電導コイル（２
４）および超電導コイル（２４）に並列に接続した永久
短絡電流スイッチ（２５）が取付けられている。電流リ
ード用スイッチの真空容器（１）は液体ヘリウム容器（
１６）に取付けられて、低温側電流リード（１４）は超
電導コイル（２４）に、常温側電流り−ド（７）は励磁
用電源（２６）に接続されている。
次に作用を説明する。真空容器（１）は断熱特性の良い
材料で構成されているので液体ヘリウム容器（１６）内
への熱侵入は防止され、真空容器（１）内は孔（２２）
で本体真空容器（１９）内に連通し常時真空維持されて
いる。ベローズ（８）内は大気圧のヘリウムガス雰囲気
であり、ベローズ（８）は収縮した状態にあって可動接
触子（１３）と固定接触子（９）とは開離し、一定間隙
を維持して熱的に断熱状態になっている。超電導コイル
（２４）に電流を入力するときはパイプ（２１）より常
温側電流リード（７）の中を通ってヘリウムガスをベロ
ーズ（８）の内部へ送り加圧する。この加圧によりベロ
ーズ（８）は伸びて可動接触子（１３）と固定接触子（
１５）とが接触して低温側電流リード（１４）を通り、
超電導コイル（２４）は励磁用電源（２６）に接続され
る。なお固定接触子（１５）は超電導コイル（２４）に
接続されているため極低温状態にあり、従って可動接触
子（１３）は勿論ベローズ（８）内の雰囲気ガスも極低
温状態となるが、雰囲気ガスはヘリウムガスなので凍結
することはない。
材料で構成されているので液体ヘリウム容器（１６）内
への熱侵入は防止され、真空容器（１）内は孔（２２）
で本体真空容器（１９）内に連通し常時真空維持されて
いる。ベローズ（８）内は大気圧のヘリウムガス雰囲気
であり、ベローズ（８）は収縮した状態にあって可動接
触子（１３）と固定接触子（９）とは開離し、一定間隙
を維持して熱的に断熱状態になっている。超電導コイル
（２４）に電流を入力するときはパイプ（２１）より常
温側電流リード（７）の中を通ってヘリウムガスをベロ
ーズ（８）の内部へ送り加圧する。この加圧によりベロ
ーズ（８）は伸びて可動接触子（１３）と固定接触子（
１５）とが接触して低温側電流リード（１４）を通り、
超電導コイル（２４）は励磁用電源（２６）に接続され
る。なお固定接触子（１５）は超電導コイル（２４）に
接続されているため極低温状態にあり、従って可動接触
子（１３）は勿論ベローズ（８）内の雰囲気ガスも極低
温状態となるが、雰囲気ガスはヘリウムガスなので凍結
することはない。
常温部の励磁用電源（２６）からの電流供給がいらない
場合、すなわち極低温部の超電導コイル（２４）が超電
導状態となり永久短絡電流スイッチ（２５）が作動して
永久電流通電状態、または超電導状態で放置する場合に
は、パイプ（２１）からベローズ（８）内を排気して大
気圧に減圧することで、ベローズ（８）は元の状態にも
どり、可動接触子（１３）は固定接触子（１５）から離
れて電気的に開路すると同時に断熱状態にもどる。
場合、すなわち極低温部の超電導コイル（２４）が超電
導状態となり永久短絡電流スイッチ（２５）が作動して
永久電流通電状態、または超電導状態で放置する場合に
は、パイプ（２１）からベローズ（８）内を排気して大
気圧に減圧することで、ベローズ（８）は元の状態にも
どり、可動接触子（１３）は固定接触子（１５）から離
れて電気的に開路すると同時に断熱状態にもどる。
従って、可動接触子（１３）と固定接触子（１５）とは
真空容器（１）の中で接離するので開離時には断熱効果
はすぐれ、接点表面への不純物付着による接触不良がな
くなり、接触抵抗が増大して発熱することはなく、安定
した超電導マグネット装置を提供することができる。
真空容器（１）の中で接離するので開離時には断熱効果
はすぐれ、接点表面への不純物付着による接触不良がな
くなり、接触抵抗が増大して発熱することはなく、安定
した超電導マグネット装置を提供することができる。
なお、可動接触子（１３）の接点は円錐状の凸形、固定
接触子（１５）の接点は円錐状の凹形にしたので嵌合は
容易であり、接触面積は大きいが、可動接触子（１３）
の接点を円錐状の凹形、固定接触子（１５）の接点は円
錐状の凸形にしてもよいことは勿論である。また板状接
触子にしてもよい。
接触子（１５）の接点は円錐状の凹形にしたので嵌合は
容易であり、接触面積は大きいが、可動接触子（１３）
の接点を円錐状の凹形、固定接触子（１５）の接点は円
錐状の凸形にしてもよいことは勿論である。また板状接
触子にしてもよい。
第３図は他の実施例であって、第１図の可撓導体（１２
）の代りに中間電流リード（１１）にチューリップ形接
触子（２７）を取付は常温側電流リード（７）に摺動接
触させて、ベローズ（８）の伸縮駆動に対応させるよう
にしたものであり、作用は一実施例と同じである。
）の代りに中間電流リード（１１）にチューリップ形接
触子（２７）を取付は常温側電流リード（７）に摺動接
触させて、ベローズ（８）の伸縮駆動に対応させるよう
にしたものであり、作用は一実施例と同じである。
以上のように本発明によれば、超電導マグネット装置な
どの超電導コイルの電流リード用スイッチを超電導コイ
ルを収納したヘリウム容器に取付けた断熱特性の良い絶
縁材料で成形した真空容器内にベローズに固着した常温
側電流リード側の固着した常温側電流リード側の可動接
触子を低温側電流リード側の固定接触子にベローズ内に
気体を給排して接離させるようにしたので、外部から超
電導コイルに給電する必要のない時、すなわち電流リー
ドに通電する必要がない時は、接触子間を開離すること
によって室温部からの熱侵入がなくなり、液体ヘリウム
の蒸発を少く、かつ接触部の接触抵抗が少なくなって電
気的に安定した超電導マグネット装置を提供することが
できるすぐれた効果がある。
どの超電導コイルの電流リード用スイッチを超電導コイ
ルを収納したヘリウム容器に取付けた断熱特性の良い絶
縁材料で成形した真空容器内にベローズに固着した常温
側電流リード側の固着した常温側電流リード側の可動接
触子を低温側電流リード側の固定接触子にベローズ内に
気体を給排して接離させるようにしたので、外部から超
電導コイルに給電する必要のない時、すなわち電流リー
ドに通電する必要がない時は、接触子間を開離すること
によって室温部からの熱侵入がなくなり、液体ヘリウム
の蒸発を少く、かつ接触部の接触抵抗が少なくなって電
気的に安定した超電導マグネット装置を提供することが
できるすぐれた効果がある。
第１図は本発明の超電導コイルの電流リード用スイッチ
の一実施例を示す縦断面図、第２図は電流リード用スイ
ッチを装着した超電導マグネット装置を示す縦断面図、
第３図は他の実施例を示す縦断面図である。
の一実施例を示す縦断面図、第２図は電流リード用スイ
ッチを装着した超電導マグネット装置を示す縦断面図、
第３図は他の実施例を示す縦断面図である。
Claims (4)
- （１）超電導コイルを収納したヘリウム容器に断熱特性
の良い絶縁材料で形成して取付けた真空容器と、この真
空容器に貫着し外部を前記超電導コイルに接続した低温
側電流リードと、この低温側電流リードの前記真空容器
内の端部に固着した固定接触子と、この固定接触子に接
離する可動接触子と、この可動接触子を一端貫着したベ
ローズと、このベローズの他端に貫着し前記可動接触子
を移動自在に接続して前記真空容器に貫着し外部を電源
に接続した管状の常温側電流リードとから構成し、前記
ベローズ内に気体を給排して前記可動接触子を前記固定
接触子に接離させるようにしたことを特徴とする超電導
コイルの電流リード用スイッチ。 - （２）可動接触子と常温側電流リードとを可撓導帯で接
続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超
電導コイルの電流リード用スイッチ。 - （３）可動接触子と常温側電流リードとを摺動接触させ
て接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の超電導コイルの電流リード用スイッチ。 - （４）可動接触子と固定接触子の何れか一方を円錐状の
凸形にし他方をこれに接触する円錐状の凹形にしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導コイル
の電流リード用スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60061976A JPS61222286A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 超電導コイルの電流リ−ド用スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60061976A JPS61222286A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 超電導コイルの電流リ−ド用スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222286A true JPS61222286A (ja) | 1986-10-02 |
Family
ID=13186718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60061976A Pending JPS61222286A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 超電導コイルの電流リ−ド用スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61222286A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005175123A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 超電導コイル用電流リード |
| US7132914B2 (en) | 2003-01-29 | 2006-11-07 | Central Japan Railway | Superconducting magnet apparatus |
| GB2506009A (en) * | 2012-07-27 | 2014-03-19 | Gen Electric | Superconducting magnet with a retractable current lead arrangement |
| JP2018137846A (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-30 | 住友電気工業株式会社 | 超電導機器の端末構造 |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP60061976A patent/JPS61222286A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005175123A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 超電導コイル用電流リード |
| JP4494767B2 (ja) * | 2003-12-10 | 2010-06-30 | 財団法人電力中央研究所 | 超電導コイル用電流リード |
| GB2506009A (en) * | 2012-07-27 | 2014-03-19 | Gen Electric | Superconducting magnet with a retractable current lead arrangement |
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