JPS63192211A - 超電導マグネツトの電流リ−ド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は超電導マグネットにおける超電導コイルへの給
電用電流リードに関するものである。

（従来の技術） 第３図は、従来技術による超電導マグネットの構成を示
すものである。第３図において、超電導コイル１は、極
低温容器２に収納された液体ヘリウム３中に浸漬される
ことによシ、冷却され超電導状態を保っている。この極
低温容器２は、真空断熱するために設けられた真空容器
４にその周囲を囲われている。また、超電導コイル１へ
電流を供給するために電流リード５が設けられ、リード
サーート７によプ支持される。さらに、極低温容器２は
す＆−トロによシ支持されて諭る。

液体ヘリウム３は、超電導コイル１の発熱、サポート６
からの電伝導による侵入熱、真空容器４からのふく射熱
および電流リード５からの熱侵入により蒸発するが、こ
の蒸発量を極力減らすことが装置の運転コス）１−下げ
ることになシ、又ヘリウム液化機の容量低減につながシ
重要な設計課題である。上記侵入熱のうち量的に大きな
値を示すものに電流リードの侵入熱があシ、従来より侵
入熱の極力小さな電流リードが考えられている。

第４図は、第３図における電流リード５の構成を示すも
のである。つｔ＃）、従来の電流リードは鋼棒あるいは
、銅線を複数本並べた導体１０と、リード容器１１と、
導体１０とリード容器１１とを固定する絶縁物から成る
スペーサ１２とから構成し、導体１０とリード容器１１
との間に前述の侵入熱によシ蒸発したヘリウムガス１３
を通じて、導体１０内に流れる電流によるジュール熱と
、伝導熱を冷却するようにしている。かかる冷却によシ
、液体ヘリウム３への入熱を小さくして液体ヘリウム３
の蒸発量の低減を図っている。

ところで、近年の超電導マグネットは増々大形化し、高
磁界、大電流の要求が強まって来ている。

これに伴りて、電流リードも大電流用のものが必要であ
る。一方、電流リードは超電導コイルで発生する強磁界
中に置かれるため、その磁界と電流により大きな電磁力
が作用するので、その電磁力に耐え得る機械的強度を有
する必要がある。また、超電導コイルの大形化に伴なっ
てコイルのインダクタンスも大きくなり、発生する電圧
が非常に大きなものとなる。この電圧は、電流リードの
導体とリード容器との間に加えられ、従来の構成のもの
では低電圧に対しては使用可能であるが、大形超電導マ
グネット用の電流コードのように高電圧に対しては絶縁
強度の点で問題が生じる。さらに、第４図のような電流
リードの冷却は導体の外周部のみに限られ、電流の増加
に伴りて冷却面積を増加する必要があるが、冷却面積の
増加に問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） したがって、最近では超電導マグネットの大形化に伴っ
て１機械的強度、絶縁強度および冷却効果の良い大電流
用電流リードの出現が強く要望されている。

本発明は上記のような要望に応えるために成されたもの
で、その目的は機械的強度、絶縁強度および冷却効果の
優れた超電導マグネットの電流リードを提供することに
ある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、超電導マグネ
ットの超電導コイルへ電流を供給する電流リードにおい
て、中空角銅体を複数本差べて一体化した導体と、この
導体外周部を囲う絶縁体と、上記導体と絶縁体ｔ−囲う
リード容器とを備え、上記導体の中容部に低温ヘリウム
ガスを流して冷却する構成としたことを特徴とする。

（作用） 上述の電流リードにおいては、導体を構成する複数本の
中空角銅体の中空部に低温ヘリウムガスを流して冷却効
果を高めることができ、また導体の外周を絶縁体によシ
絶縁して絶縁強度を高め、さらに導体とリード容器を一
体化して機械的強度を高めることができるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は１本発明による超電導マグネットの電流リード
の構成例を示すものである。第１図において、１０は中
空角断面をなす銅体を複数本差べて一体化した導体、１
４は上記導体１０の外周部を絶縁物で囲った絶縁体、１
１は導体１０および絶縁体１４を内部に収納し、真空シ
ールする断面が円形のリード容器、１５は絶縁体１４と
リード容器１１ｔ−機械的に一体化するためのスペーサ
であり、上記導体１０を冷却するためのヘリウムガス１
３をその中空部へ流すように構成する。

かかる構成の電流リードとすれば、導体１０け中空角銅
体を複数本差べて一体化構成とし、その中空部に冷却ヘ
リウムガス１３を流すようにしたので、冷却面積を自由
にとることができもって冷却効果が充分得られて液体ヘ
リウムへの入熱を大幅に減らすことが可能である。また
、中空銅体の本数（本例では２５本）は電流によシ増減
が可能。

である。一方絶縁体１４は、導体１０に加わる電圧に耐
え得る絶縁厚さを有しているが、従来のヘリウムガス中
の絶縁強度に比べて大きな絶縁強度を有するものである
。さらにス（−サ１５は、導体１０に働く電磁力ｔ　Ｉ
Ｊ−ド容器１１に伝え、導体１０とリード容器１１を機
械的に一体化しているため、機械的強度も増すものであ
る。

このように、超電導マグネットの超電導コイルの給電用
電流リードにおいて、中空角銅体を複数本（２５本）並
べて一体化した導体１０と、この導体１０の外周部を囲
う絶縁体１４と、上記導体１０と絶縁体１４を囲うリー
ド容器１１とを備え、上記導体１０の中空部に低温ヘリ
ウムガス１３を流して冷却するように超電導マグネット
の電流リードを構成したものである。

従って、大形超電導マグネット用で、強磁界中で大電流
による電磁力に耐え得る機械的強度を有すること、導体
１０の外周を絶縁することにより簡単な絶縁で充分な絶
縁強度を有すること、中空部の冷却面積が大きく冷却効
果が良いため、液体ヘリウムへの入熱が小さくでき、も
って超電導マグネット装置として安価で、運転コストが
安くできる等、大形の超電導マグネットの電流リードと
して優れた電流リードを得ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。第
２図はリード容器１１として断面が角形のものを用いた
場合を示すものである。かかる構成とすれば、スペーサ
１５″ｆｔ設けなくとも機械的強度の大きな電ｈｔ　’
Ｊ−ドを得ることが可能である。

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々に
変形して実施することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、機械的強度、絶縁
強度および冷却効果の極めて優れた信頼性の高い超電導
マグネットの電流リードが提供で□きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電流リードの一実施例を示す構成図、
第２図は本発明の電流リードの他の実施例を示す構成図
、第３図は従来の超電導マグネッ。 トを示す図、第４図は従来の電流リードの構成を示す図
である。 １・・・超電導コイル、２・・・極低温容器、３・・・
液体ヘリウム、４・・・真空容器、５・・・電流リード
、６・・・サポート、７・・・リードサポート、ｌＯ・
・・導体、１１・・・リード容器、１２・・・ス（−サ
、１３・・・ヘリウムガス、１４−・・絶縁体、１５・
・・ス（−サ。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦［１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　超電導マグネットの超電導コイルへ電流を供給する電
   流リードにおいて、中空角銅体を複数本並べて一体化し
   た導体と、この導体外周部を囲う絶縁体と、前記導体と
   絶縁体を囲うリード容器とを備え、前記導体の中容部に
   低温ヘリウムガスを流して冷却する構成としたことを特
   徴とする超電導マグネットの電流リード。