JPH0382176A - 超電導マグネットの給電装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、強制冷却型超電導マグネットの給電装置、
より詳しくは、冷却を簡素な構造によって効率的に行え
るようにした給電装置に関する。

〔従来の技術〕

強制冷却型超電導マグネットに対する給電技術としては
、例えば、第３６回低温工学研究発表会予稿集Ａ３−６
　　ｒ実証ボロイダル・コイル（ＤＰＣ）開発の状況」
に示されるものがある。

これは、第５図に示すように、超電導コイル１を収納す
る断熱容器２とほぼ一体に電流リード３を設け、電流端
子４と冷却用ヘリウムの入口５とは別個所に設けて電流
リードとコイルを別々に冷却するようにしてある。即ち
、・この装置の＄を流リード部は、昭和６２年度低温工
学会　予稿集Ｃｌ−１６ｒＤＰＣ実証試験−電流リード
」に具体的に示されるように、リード３を液体ヘリウム
貯槽６で覆い、その貯槽内に液体ヘリウム供給管を兼用
した電流リードとコイルの接続管７を通じて入口５から
液体ヘリウムを導入し、この導入ヘリウムでｔ流す−ド
を冷却している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来技術では、ヘリウム供給用の配管と電力供給
用のブスバー、ケーブルが必要であり、周辺の占有スペ
ースが増加し、かつ、敷設工費が嵩むと云う問題がある
。

また、電流リード部での液体ヘリウムの供給がマグネッ
ト本体側とは別系となるため、運転、保守のコストも高
くなる。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を無くするため、強制冷却型
超電導マグネットと電源の間に超電導強制冷却型ケーブ
ルと、下端側に高温超電導部を有する電流リードを設け
る。そして、上記ケーブルの一端をマグネットのコイル
導体の端末に、他端を冷媒供給源に各々断熱空間内で接
続し、ケーブルを通してマグネットに冷媒を供給する。

また、上記ｔＦｆＬリードは、下端側の高温超電導部を
上記ケーブルの他端側でケーブル導体に接続し、ケーブ
ルと電源との間に設置する。

さらに、この電流リードの冷却手段を設けてこの冷却手
段で高温超電導部の上部を冷却する。なお、その冷却手
段は、冷凍機であってもよいし、液体窒素で直接冷却す
るものであってもよい。

〔作用〕

超電導強制冷却型ケーブルが電流パスと冷媒パスを兼ね
るので、マグネットと電流リードの冷却用配管が１系統
で済む。

また、電流リードの下端側は高温超電導体で構成されて
いるので、ジュール発熱が無く、さらに、その高温超電
導体はセラ亀ツク系材料で作られるため熱伝導率も低く
、これにより、ケーブル導体への熱伝達が少なくなるた
め、ケーブル導体との接合部における冷媒の昇温かない
。

さらに、高温超電導部は、冷凍機での冷却によって超電
導状態を保持できるので、冷却手段に冷凍機を用いる場
合には、電流リード用の冷媒も不要になる。

〔実施例〕

第１図乃至第４図にこの発明の一実施例を示す。

第１図の１は強制冷却導体を巻回した強制冷却型超電導
コイルであり、真空断熱容器２内に支柱９で支持して収
納されている。

１０は、上記超電導コイル１に電流と冷媒を供給するこ
の発明の給電装置である。この装置を構成する超電導強
制冷却型ケーブル１１は、超電導中空導体１２を断熱管
１３に収納した構造であり、中空導体１２の一端がコイ
ル導体８の端末部に接合される。１４がその接合部であ
る。また、中空導体１２の他端は冷媒を供給する冷凍ａ
１５の吐出口１６に連通せしめられ、これにより中空導
体内の通路を通って１５からコイル１に冷媒が流れる。

１８は、ケーブル１１と電源１７との間に設置する電流
リードである。この電流リードは上部を銅バイブ１９で
形成し、その下部に高温超電導部２０を設けて両者の連
結部２１の部分に設置した冷凍機２２で２０の上部を８
０Ｋに冷却する。２２ａはＩＳの上部に接触させた冷凍
機の８０にステージである。なお、２０の冷却は接合部
１４′の周囲に液体窒素の貯槽を配して先に述べたよう
に液体窒素で直接冷却してもよい。

第２図は、超電導コイル１及びケーブル１１に用いる超
電導中空導体の基本形であり、ステンレスパイプ１２ａ
　（８ａ）の中に極細多芯超電導線１２ｂ　（８ｂ）を
内蔵した形になっている。

第３図は、そのような導体を接続した第１図の接合部１
４の詳細図である。

コイル導体８の超電導線８ｂとケーブル中空導体１２の
超電導線１２ｂは互いに半田付けされ、その接続部がバ
イブ８ａ、１２ａに接合した気密ケース２３でカバーさ
れる。

また、内部に断熱Ｎ１５ａを有するケーブル１１の断熱
管１３は、一端に設けたフランジ１３ｂを容Ｈ２の外壁
に気密に接合しである。

次に、第４図にケーブル１１と電流リード１８の接合部
１４′の詳細を示す０図のように、中空導体１２を構成
するバイブ１２ａの他端は、冷凍機の吐出口１６に接合
された冷媒容器２４に溶接され、パイプ１２ａ内の超電
導１１２ｂは容器２４中に臨ませた［流リードの高温超
電導部２０の下端に巻付けて半田付けされる。

上記高温超電導部２０は、銀バイブ２０ａの内面に銀シ
ースの付いた高温超電導体２０ｂを縦添えし、銀パイプ
２０ａの上下に蓋をして内部を気密にしたものを用い、
さらに、２０と容器２４との間は冷媒の洩れ止めのため
にインジュウムパッキン２５でシールしである。

ケーブルの断熱管１３の端部は、端部外周に設けたフラ
ンジ１３ｃを電流リード部の真空断熱槽２６の一方の開
口部に気密に接合される。また、断熱槽２６の反対側の
開口部は、冷凍機１５の外壁２７にフランジ２８で接合
し、銅バイブ１９と槽２６との間をネオブレンゴムパツ
キン２Ｓでシールして以上の各接合部及びシール部によ
りマグネット装置の全体の気密を保つようにしである。

このほか、電流リード１８は、銅パイプ１９と高温超電
導部２０間の熱伝達を少なくするため、１９と２０の連
結部２１をそれ等に半田付けした編組導体で形成して高
温超電導部２０を冷却ステージ２２ａにより確実に８０
Ｋに冷却し、２０の超電導状態を安定に保持するように
してある。

なお、説明図には示していないが、冷媒の戻り管と他極
の電流リードも同機にして設けられる。

〔効果〕

以上述べたように、この発明の給電装置は、給電経路の
一部を超電導強制冷却型ケーブルで構成してこのケーブ
ルの冷却をマグネットへの供給冷媒によって行うように
したので、また、上記ケーブルに接続する電流リードの
下端側を高温超電導体で構成して冷凍機或いは液体窒素
による冷却でリード下端側の超電導状態を保持し得るよ
うにしたので、冷却配管系が１系統あればよく、装置の
簡素化、周辺スペースの削減、敷設費及び運転、保守コ
ストの削減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を概略的に示す断面図、第
２図は超電導中空導体の基本形の断面図、第３図はマグ
ネットとケーブルの接続部の詳細断面図、第４図はケー
ブルと電流リードの接続部の詳細断面図、第５図は従来
例の断面図である。 １・・・・・・超電導コイル、２・・・・・・真空断熱
容器、８・・・・・・コイル導体、　　１０・・・・・
・給電装置、１１・・・・・・超電導強制冷却型ケーブ
ル、１２・・・・・・超電導中空導体、 ８ａ、１２ａ・・・・・・バイブ、 ８ｂ、１２ｂ・・・・・・超電導線、 １３・・・・・・断熱管、　　１４．１４′・・・・・
・接合部、１５・・・・・・冷凍機、　　　１６・・・
・・・吐出口、１７・・・・・・電源、　　　　１８・
・・・・・電流リード、１９・・・・・・銅パイプ、　
２０・・・・・・高温超電導部、２０ａ・・・・・・銀
パイプ、２０ｂ・・・・・・高温超電導体、２１・・・
・・・連結部、　　２２・・・・・・冷凍機、２２ａ・
・・・・・冷却ステージ、 ２３・・・・・・気密ケース　２４・・・・・・冷媒容
器、２６・・・・・・真空断熱槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）断熱空間内で導体の一端を強制冷却型超電導マグ
   ネットのコイル導体の端末に接続する超電導強制冷却型
   ケーブルと、断熱空間内に配置する下端側に高温超電導
   部を有し、この高温超電導部を上記ケーブルの導体他端
   に接続して電源との間に設置する電流リードと、このリ
   ードの上記高温超電導の上部を冷却する手段とを具備し
   、上記ケーブルの他端側にケーブル内の通路を通じてマ
   グネットに冷媒を供給する冷媒供給源を接続するように
   してある超電導マグネットの給電装置。