JPH0955545A - 超電導装置用電流リード - Google Patents
超電導装置用電流リードInfo
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- JPH0955545A JPH0955545A JP7208619A JP20861995A JPH0955545A JP H0955545 A JPH0955545 A JP H0955545A JP 7208619 A JP7208619 A JP 7208619A JP 20861995 A JP20861995 A JP 20861995A JP H0955545 A JPH0955545 A JP H0955545A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低温ヘリウムガスを用いなくとも熱侵入量を微
小に抑えて運転できるものとし、また、交流電流の通電
にも適するものとする。 【構成】良導電性導体１１を内蔵した高温側リード２の
外筒１２Ａに設けた注入口２１より減圧された液体窒素
を供給して、中間接続導体１５と良導電性導体１１を冷
却する。低温側リード３は、円柱状酸化物超電導導体２
０Ａと、その外周に配置した円筒状酸化物超電導導体２
０Ｂとを中間接続導体１５と低温端子４に導電接続し、
外筒１３に収納して構成する。また、高温側リード２の
常温端子１と電源の電源端子５１とを導電接続する接続
導体３０を、断熱容器中に収納した酸化物超電導体３１
と、これに接続された端子リード３５Ａおよび３５Ｂに
より構成し、注入口３６より減圧された液体窒素を供給
して、酸化物超電導体３１を超電導状態に冷却して使用
する。
小に抑えて運転できるものとし、また、交流電流の通電
にも適するものとする。 【構成】良導電性導体１１を内蔵した高温側リード２の
外筒１２Ａに設けた注入口２１より減圧された液体窒素
を供給して、中間接続導体１５と良導電性導体１１を冷
却する。低温側リード３は、円柱状酸化物超電導導体２
０Ａと、その外周に配置した円筒状酸化物超電導導体２
０Ｂとを中間接続導体１５と低温端子４に導電接続し、
外筒１３に収納して構成する。また、高温側リード２の
常温端子１と電源の電源端子５１とを導電接続する接続
導体３０を、断熱容器中に収納した酸化物超電導体３１
と、これに接続された端子リード３５Ａおよび３５Ｂに
より構成し、注入口３６より減圧された液体窒素を供給
して、酸化物超電導体３１を超電導状態に冷却して使用
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気浮上列車や核融
合装置等に用いられる超電導コイル装置において、真空
断熱容器内に収納され液体ヘリウムに浸漬された超電導
コイルに、外部電源から励磁電流を通電する超電導装置
用電流リードに関する。
合装置等に用いられる超電導コイル装置において、真空
断熱容器内に収納され液体ヘリウムに浸漬された超電導
コイルに、外部電源から励磁電流を通電する超電導装置
用電流リードに関する。
【０００２】
【従来の技術】超電導装置の超電導コイルは、液体ヘリ
ウム等の極低温冷媒により冷却されることによって超電
導状態として使用されるため、通常、低温の輻射シール
ドや多層断熱層を備えた真空断熱容器中に、液体ヘリウ
ムに浸漬した状態で収納されている。
ウム等の極低温冷媒により冷却されることによって超電
導状態として使用されるため、通常、低温の輻射シール
ドや多層断熱層を備えた真空断熱容器中に、液体ヘリウ
ムに浸漬した状態で収納されている。
【０００３】この超電導コイルを励磁するためには、真
空断熱容器に電流リードを組み込み、外部電源と接続し
て励磁電流を通電する必要がある。このとき電流リード
は常温部と極低温部とを連結することになるので、この
電流リードを介して極低温側へ熱が侵入することとな
り、この侵入熱が多いと高価な液体ヘリウムが多量に気
化することとなる。したがって、電流リードは、侵入熱
により気化した低温のヘリウムガスを有効に使用するこ
とが必要であり、極低温端から気化した低温のヘリウム
ガスを導体部に導き、導体を冷却して、ジュール発熱、
伝導熱を除去し、極低温端に至る侵入熱を極力低減して
いるのが通例である。
空断熱容器に電流リードを組み込み、外部電源と接続し
て励磁電流を通電する必要がある。このとき電流リード
は常温部と極低温部とを連結することになるので、この
電流リードを介して極低温側へ熱が侵入することとな
り、この侵入熱が多いと高価な液体ヘリウムが多量に気
化することとなる。したがって、電流リードは、侵入熱
により気化した低温のヘリウムガスを有効に使用するこ
とが必要であり、極低温端から気化した低温のヘリウム
ガスを導体部に導き、導体を冷却して、ジュール発熱、
伝導熱を除去し、極低温端に至る侵入熱を極力低減して
いるのが通例である。
【０００４】常温部から極低温部への熱伝導による侵入
熱を低減するには、電流リードの導体の断面積を小さく
することが有効であるが、導体の断面積を小さくすると
電気抵抗が大きくなりジュール発熱が増大する。したが
って、冷却効果を勘案して、電流値に対して導体断面積
および長さのバランスのとれた構成となるように選定す
ることが重要である。
熱を低減するには、電流リードの導体の断面積を小さく
することが有効であるが、導体の断面積を小さくすると
電気抵抗が大きくなりジュール発熱が増大する。したが
って、冷却効果を勘案して、電流値に対して導体断面積
および長さのバランスのとれた構成となるように選定す
ることが重要である。
【０００５】電流リードの導体には、一般に銅あるいは
銅合金等の良導電性の金属が採用されているが、酸化物
超電導体が発見されるとともに、その極めて高い臨界温
度を有効に活用すればジュール発熱がゼロとなること、
また熱伝導率が銅の約 1/100と小さく伝導熱も抑制でき
ることが期待され、近年、酸化物超電導体を用いた電流
リードの開発が進められている。
銅合金等の良導電性の金属が採用されているが、酸化物
超電導体が発見されるとともに、その極めて高い臨界温
度を有効に活用すればジュール発熱がゼロとなること、
また熱伝導率が銅の約 1/100と小さく伝導熱も抑制でき
ることが期待され、近年、酸化物超電導体を用いた電流
リードの開発が進められている。
【０００６】図９は、従来の超電導装置用電流リードを
組み込んだ超電導装置を簡略化して示した基本構成図で
ある。図において、一対の電流リードは、それぞれ一端
に常温端子１を組み込んだ高温側リード２と一端に低温
端子４を組み込んだ低温側リード３とからなり、取り付
けフランジ１０により真空断熱容器７に結合されてい
る。常温端子１には、外部の電源５０の電源端子５１に
導電接続された接続導体５２が導電接続され、低温端子
４には、真空断熱容器７の内部に収納され液体ヘリウム
に浸漬冷却される超電導コイル５が、低温接続導体６を
介して導電接続されている。液体ヘリウムが侵入熱によ
り蒸発して生じた低温のヘリウムガスは、低温端子４に
設置されているＨｅガス入口８より低温側リード３の内
部へと導入され、さらに高温側リード２の内部へと導か
れて各導体を冷却したのち常温端子１の近傍に設けられ
たＨｅガス出口９より外部へと排出される。
組み込んだ超電導装置を簡略化して示した基本構成図で
ある。図において、一対の電流リードは、それぞれ一端
に常温端子１を組み込んだ高温側リード２と一端に低温
端子４を組み込んだ低温側リード３とからなり、取り付
けフランジ１０により真空断熱容器７に結合されてい
る。常温端子１には、外部の電源５０の電源端子５１に
導電接続された接続導体５２が導電接続され、低温端子
４には、真空断熱容器７の内部に収納され液体ヘリウム
に浸漬冷却される超電導コイル５が、低温接続導体６を
介して導電接続されている。液体ヘリウムが侵入熱によ
り蒸発して生じた低温のヘリウムガスは、低温端子４に
設置されているＨｅガス入口８より低温側リード３の内
部へと導入され、さらに高温側リード２の内部へと導か
れて各導体を冷却したのち常温端子１の近傍に設けられ
たＨｅガス出口９より外部へと排出される。
【０００７】図１０は、図９に示した超電導装置用電流
リードの要部断面図で、（ａ）は高温側リード２の一部
と低温側リード３の縦断面、（ｂ）は高温側リード２の
横断面、（ｃ）は低温側リード３の横断面を示したもの
である。高温側リード２は、（ｂ）に示したように、円
形断面をもつ多数の良導電性導体１１を円筒状の外筒１
２の中に組み込んで構成されており、内部の隙間にＨｅ
ガスを流して冷却している。良導電性導体１１には通常
銅あるいは銅合金等が使用されている。
リードの要部断面図で、（ａ）は高温側リード２の一部
と低温側リード３の縦断面、（ｂ）は高温側リード２の
横断面、（ｃ）は低温側リード３の横断面を示したもの
である。高温側リード２は、（ｂ）に示したように、円
形断面をもつ多数の良導電性導体１１を円筒状の外筒１
２の中に組み込んで構成されており、内部の隙間にＨｅ
ガスを流して冷却している。良導電性導体１１には通常
銅あるいは銅合金等が使用されている。
【０００８】低温側リード３は、（ｃ）に示したよう
に、円形断面の酸化物超電導導体１４を外筒１３の中に
組み込んで構成されており、内部の空隙に低温のＨｅガ
スを流して冷却している。酸化物超電導導体１４には、
例えば臨界温度の高いＢｉ２２２３（ Bi2Sr2Ca2Cu
3OX ）が使用されている。酸化物超電導導体１４の一端
は、（ａ）に示したように、多数本の良導電性導体１１
が電気的に接続された中間接続導体１５にはんだ付け等
により、電気的、機械的に接続されており、他端は低温
端子４に同様な方法により電気的、機械的に接続されて
いる。液体ヘリウムが蒸発して生じた低温のヘリウムガ
スは、低温端子４に設置されているＨｅガス入口８より
低温側リード３の内部へと導入され、酸化物超電導導体
１４を冷却して超電導状態に保持するとともに、さら
に、中間接続導体１５に設けられたガス流通孔１６を通
じて高温側リード２の内部へと導かれ、良導電性導体１
１を冷却している。
に、円形断面の酸化物超電導導体１４を外筒１３の中に
組み込んで構成されており、内部の空隙に低温のＨｅガ
スを流して冷却している。酸化物超電導導体１４には、
例えば臨界温度の高いＢｉ２２２３（ Bi2Sr2Ca2Cu
3OX ）が使用されている。酸化物超電導導体１４の一端
は、（ａ）に示したように、多数本の良導電性導体１１
が電気的に接続された中間接続導体１５にはんだ付け等
により、電気的、機械的に接続されており、他端は低温
端子４に同様な方法により電気的、機械的に接続されて
いる。液体ヘリウムが蒸発して生じた低温のヘリウムガ
スは、低温端子４に設置されているＨｅガス入口８より
低温側リード３の内部へと導入され、酸化物超電導導体
１４を冷却して超電導状態に保持するとともに、さら
に、中間接続導体１５に設けられたガス流通孔１６を通
じて高温側リード２の内部へと導かれ、良導電性導体１
１を冷却している。
【０００９】図１１は、図９における常温端子１と電源
５０の電源端子５１の接続部の構成図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図である。常温端子１と電源端子５１
とは、良導電性金属からなる接続導体５２によって連結
され、ボルト５４によって電気的、機械的に接続、結合
されている。
５０の電源端子５１の接続部の構成図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図である。常温端子１と電源端子５１
とは、良導電性金属からなる接続導体５２によって連結
され、ボルト５４によって電気的、機械的に接続、結合
されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導装置用電
流リードは、上述のように構成することによって、極低
温部への侵入熱を抑え、液体ヘリウムの消費量を低減し
たものとしている。しかしながら、このように構成され
た超電導装置用電流リードにおいても、 (1) 低温側リード３および高温側リード２の各導体の冷
却には低温のヘリウムガスを用いているため、高価な液
体ヘリウムの使用が本質的に避けられない。
流リードは、上述のように構成することによって、極低
温部への侵入熱を抑え、液体ヘリウムの消費量を低減し
たものとしている。しかしながら、このように構成され
た超電導装置用電流リードにおいても、 (1) 低温側リード３および高温側リード２の各導体の冷
却には低温のヘリウムガスを用いているため、高価な液
体ヘリウムの使用が本質的に避けられない。
【００１１】(2) また、大気中に配置された常温端子１
およびこれに接続される接続導体５２は、特別に冷却装
置を備えていないので、通電によるジュール発熱により
温度が上昇する。したがって高温側リード２の常温端部
の温度が高くなり、常温部から極低温部への侵入熱が増
大する。その結果、高価な液体ヘリウムの蒸発量が増大
することとなる。
およびこれに接続される接続導体５２は、特別に冷却装
置を備えていないので、通電によるジュール発熱により
温度が上昇する。したがって高温側リード２の常温端部
の温度が高くなり、常温部から極低温部への侵入熱が増
大する。その結果、高価な液体ヘリウムの蒸発量が増大
することとなる。
【００１２】(3) さらにまた、円形断面の酸化物超電導
導体１４を外筒１３の中に組み込んで構成された低温側
リード３の構成においては、交流電流を通電する場合、
表皮効果により外周部にのみ電流が流れることとなるた
め、直流通電に比較して大幅に通電容量が低下してしま
う。 等の難点があった。
導体１４を外筒１３の中に組み込んで構成された低温側
リード３の構成においては、交流電流を通電する場合、
表皮効果により外周部にのみ電流が流れることとなるた
め、直流通電に比較して大幅に通電容量が低下してしま
う。 等の難点があった。
【００１３】この発明は、このような現状を考慮してな
されたもので、その目的は、 (1) 高価な液体ヘリウムを使用することなく冷却が可能
な超電導装置用電流リードを提供する。 (2) また、常温端子１の温度上昇を抑え、常温部から極
低温部への侵入熱を低減し、液体ヘリウムの蒸発量を軽
減した超電導装置用電流リードを提供する。
されたもので、その目的は、 (1) 高価な液体ヘリウムを使用することなく冷却が可能
な超電導装置用電流リードを提供する。 (2) また、常温端子１の温度上昇を抑え、常温部から極
低温部への侵入熱を低減し、液体ヘリウムの蒸発量を軽
減した超電導装置用電流リードを提供する。
【００１４】(3) さらにまた、交流電流を通電する場合
にあっても、十分な通電容量をもつ超電導装置用電流リ
ードを提供する。 ことにある。
にあっても、十分な通電容量をもつ超電導装置用電流リ
ードを提供する。 ことにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、真空断熱容器内に収納され
液体ヘリウムに浸漬された超電導コイルに外部電源から
励磁電流を通電する超電導装置用電流リードにおいて、
付設する導体の一部を減圧された液体窒素で冷却される
導体とすることとする。
めに、この発明においては、真空断熱容器内に収納され
液体ヘリウムに浸漬された超電導コイルに外部電源から
励磁電流を通電する超電導装置用電流リードにおいて、
付設する導体の一部を減圧された液体窒素で冷却される
導体とすることとする。
【００１６】さらに、高温側電流リードに内蔵する良導
電性導体と低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体と
を中間接続導体を介して直列に導電接続してなる超電導
装置用電流リードにあって、中間接続導体および良導電
性導体を、減圧された液体窒素で冷却することとする。
さらにまた、超電導装置用電流リードの常温端に設けら
れた常温端子と外部電源の電源端子とを接続する接続導
体を、断熱容器内に配置し減圧された液体窒素で冷却す
ることとする。
電性導体と低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体と
を中間接続導体を介して直列に導電接続してなる超電導
装置用電流リードにあって、中間接続導体および良導電
性導体を、減圧された液体窒素で冷却することとする。
さらにまた、超電導装置用電流リードの常温端に設けら
れた常温端子と外部電源の電源端子とを接続する接続導
体を、断熱容器内に配置し減圧された液体窒素で冷却す
ることとする。
【００１７】さらに、上記の常温端子と外部電源の電源
端子とを接続する接続導体を、１本または並列接続され
た複数本の酸化物超電導体を用いて形成し、減圧された
液体窒素で冷却することとする。またさらに、同一の超
電導コイルに連結される一対の超電導装置用電流リード
の常温端子に接続する一対の接続導体を、同一の断熱容
器内に配置して減圧された液体窒素で冷却することとす
る。
端子とを接続する接続導体を、１本または並列接続され
た複数本の酸化物超電導体を用いて形成し、減圧された
液体窒素で冷却することとする。またさらに、同一の超
電導コイルに連結される一対の超電導装置用電流リード
の常温端子に接続する一対の接続導体を、同一の断熱容
器内に配置して減圧された液体窒素で冷却することとす
る。
【００１８】さらに、上記の接続導体の断熱容器が、減
圧された液体窒素を収納する液体窒素容器とその外側に
配される真空容器を備えてなるものにおいて、液体窒素
容器と真空容器のうち少なくとも液体窒素容器を、電気
絶縁性材料により形成することとする。また、真空断熱
容器内に収納され液体ヘリウムに浸漬された超電導コイ
ルに外部電源から励磁電流を通電する超電導装置用電流
リードで、高温側電流リードに内蔵する良導電性導体と
低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体を中間接続導
体を介して直列に導電接続してなる超電導装置用電流リ
ードにおいて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるい
は円筒状導体とその外周に同軸状に配置された円筒状導
体との並列接続体からなるものとする。
圧された液体窒素を収納する液体窒素容器とその外側に
配される真空容器を備えてなるものにおいて、液体窒素
容器と真空容器のうち少なくとも液体窒素容器を、電気
絶縁性材料により形成することとする。また、真空断熱
容器内に収納され液体ヘリウムに浸漬された超電導コイ
ルに外部電源から励磁電流を通電する超電導装置用電流
リードで、高温側電流リードに内蔵する良導電性導体と
低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体を中間接続導
体を介して直列に導電接続してなる超電導装置用電流リ
ードにおいて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるい
は円筒状導体とその外周に同軸状に配置された円筒状導
体との並列接続体からなるものとする。
【００１９】また、真空断熱容器内に収納され液体ヘリ
ウムに浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流
を通電する超電導装置用電流リードで、高温側電流リー
ドに内蔵する良導電性導体と低温側リードに内蔵する酸
化物超電導導体を中間接続導体を介して直列に導電接続
してなる超電導装置用電流リードにおいて、酸化物超電
導導体を、円柱状導体あるいは円筒状導体とその外周に
配置された複数の同軸円筒状導体とを、互いに隙間を設
けて径方向に折重ねて接続した直列接続体からなるもの
とする。
ウムに浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流
を通電する超電導装置用電流リードで、高温側電流リー
ドに内蔵する良導電性導体と低温側リードに内蔵する酸
化物超電導導体を中間接続導体を介して直列に導電接続
してなる超電導装置用電流リードにおいて、酸化物超電
導導体を、円柱状導体あるいは円筒状導体とその外周に
配置された複数の同軸円筒状導体とを、互いに隙間を設
けて径方向に折重ねて接続した直列接続体からなるもの
とする。
【００２０】また、真空断熱容器内に収納され液体ヘリ
ウムに浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流
を通電する超電導装置用電流リードで、高温側電流リー
ドに内蔵する良導電性導体と低温側リードに内蔵する酸
化物超電導導体を中間接続導体を介して直列に導電接続
してなる超電導装置用電流リードにおいて、酸化物超電
導導体の外周部分に、酸化物超電導導体の両端が導電接
続される中間接続導体と低温端子に接続して配置される
外筒を、複数の同軸円筒状部材を互いに隙間を設けて径
方向に折重ねて接続した直列接続体からなるものとす
る。
ウムに浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流
を通電する超電導装置用電流リードで、高温側電流リー
ドに内蔵する良導電性導体と低温側リードに内蔵する酸
化物超電導導体を中間接続導体を介して直列に導電接続
してなる超電導装置用電流リードにおいて、酸化物超電
導導体の外周部分に、酸化物超電導導体の両端が導電接
続される中間接続導体と低温端子に接続して配置される
外筒を、複数の同軸円筒状部材を互いに隙間を設けて径
方向に折重ねて接続した直列接続体からなるものとす
る。
【００２１】
【作用】液体窒素の沸点は大気圧では約７７Ｋである
が、減圧すると沸点は下がり、約100 Torrでは約６５
Ｋ、すなわち約−２０８℃の低温度となる。したがっ
て、減圧した液体窒素を用いて超電導装置用電流リード
に付設する導体の一部を冷却すれば、高価なヘリウムを
用いて冷却しなくても低熱損失の超電導装置用電流リー
ドを得ることができる。
が、減圧すると沸点は下がり、約100 Torrでは約６５
Ｋ、すなわち約−２０８℃の低温度となる。したがっ
て、減圧した液体窒素を用いて超電導装置用電流リード
に付設する導体の一部を冷却すれば、高価なヘリウムを
用いて冷却しなくても低熱損失の超電導装置用電流リー
ドを得ることができる。
【００２２】特に、酸化物超電導導体の超電導状態での
通電許容限界である臨界電流値は、温度下降とともに増
大し、例えばビスマス系酸化物超電導体などの酸化物超
電導導体においては、温度が約６５Ｋのときの臨界電流
値は約７７Ｋのときの臨界電流値の２倍以上となる。し
たがって、高温側電流リードに内蔵する良導電性導体と
低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体とを中間接続
導体を介して直列に導電接続してなる超電導装置用電流
リードにあって、中間接続導体および良導電性導体を、
減圧された液体窒素で冷却すれば、高温端が中間接続導
体に接続された酸化物超電導導体は、超電導状態にあっ
てジュール熱を生じない限り、減圧液体窒素の温度以下
に保持される。したがって、従来のように冷却用に高価
な低温ヘリウムガスを用いなくても、酸化物超電導導体
を超電導状態に保持することができ、低温端への侵入熱
を微量とし、超電導コイルを冷却している液体ヘリウム
の蒸発量を微量に抑えることができる。
通電許容限界である臨界電流値は、温度下降とともに増
大し、例えばビスマス系酸化物超電導体などの酸化物超
電導導体においては、温度が約６５Ｋのときの臨界電流
値は約７７Ｋのときの臨界電流値の２倍以上となる。し
たがって、高温側電流リードに内蔵する良導電性導体と
低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体とを中間接続
導体を介して直列に導電接続してなる超電導装置用電流
リードにあって、中間接続導体および良導電性導体を、
減圧された液体窒素で冷却すれば、高温端が中間接続導
体に接続された酸化物超電導導体は、超電導状態にあっ
てジュール熱を生じない限り、減圧液体窒素の温度以下
に保持される。したがって、従来のように冷却用に高価
な低温ヘリウムガスを用いなくても、酸化物超電導導体
を超電導状態に保持することができ、低温端への侵入熱
を微量とし、超電導コイルを冷却している液体ヘリウム
の蒸発量を微量に抑えることができる。
【００２３】さらにまた、超電導装置用電流リードの常
温端に設けられた常温端子と外部電源の電源端子とを接
続する接続導体を断熱容器内に配置して減圧された液体
窒素で冷却すれば、常温端子は、電流リード内部の冷却
された導体と、減圧された液体窒素で冷却された接続導
体とにより両端を冷却されるので、通電時の温度上昇が
抑制され、その結果、低温部への侵入熱が低減される。
温端に設けられた常温端子と外部電源の電源端子とを接
続する接続導体を断熱容器内に配置して減圧された液体
窒素で冷却すれば、常温端子は、電流リード内部の冷却
された導体と、減圧された液体窒素で冷却された接続導
体とにより両端を冷却されるので、通電時の温度上昇が
抑制され、その結果、低温部への侵入熱が低減される。
【００２４】特に、接続導体を酸化物超電導体を用いて
形成すれば、接続導体でのジュール発熱が皆無となるの
で、常温端子の温度上昇が効果的に抑制され、低温部へ
の侵入熱の低減に特に有効である。また、交流電流を通
電するものにおいては表皮効果により導体の表面にのみ
電流が流れるので、並列接続した複数本の酸化物超電導
体を用いて接続導体を形成することとすれば、表面積の
割合が相対的に増大するので、所要断面寸法が低減され
小型化されることとなる。
形成すれば、接続導体でのジュール発熱が皆無となるの
で、常温端子の温度上昇が効果的に抑制され、低温部へ
の侵入熱の低減に特に有効である。また、交流電流を通
電するものにおいては表皮効果により導体の表面にのみ
電流が流れるので、並列接続した複数本の酸化物超電導
体を用いて接続導体を形成することとすれば、表面積の
割合が相対的に増大するので、所要断面寸法が低減され
小型化されることとなる。
【００２５】またさらに、同一の超電導コイルに連結さ
れる一対の超電導装置用電流リードの常温端子に接続す
る一対の接続導体を、同一の断熱容器内に配置して減圧
された液体窒素で冷却すれば、小型で軽量の断熱冷却装
置で効果的に冷却することができる。さらに、上記の接
続導体の断熱容器が、減圧された液体窒素を収納する液
体窒素容器とその外側に配される真空容器を備えてなる
ものにおいて、液体窒素容器を電気絶縁性材料により形
成することとすれば、接続導体に交流電流が通電され断
熱容器が交流磁界に曝される場合にあっても、液体窒素
容器で生じる渦電流損失が極めて微量に抑えられるの
で、液体窒素容器に供給される減圧された液体窒素への
熱負荷の増大を抑制することができる。また、液体窒素
容器に加えて真空容器も電気絶縁性材料により形成する
こととすれば、真空容器の渦電流損失による温度上昇が
抑止されることとなるので、真空容器から液体窒素容器
への熱侵入量の増大も抑えられることとなる。
れる一対の超電導装置用電流リードの常温端子に接続す
る一対の接続導体を、同一の断熱容器内に配置して減圧
された液体窒素で冷却すれば、小型で軽量の断熱冷却装
置で効果的に冷却することができる。さらに、上記の接
続導体の断熱容器が、減圧された液体窒素を収納する液
体窒素容器とその外側に配される真空容器を備えてなる
ものにおいて、液体窒素容器を電気絶縁性材料により形
成することとすれば、接続導体に交流電流が通電され断
熱容器が交流磁界に曝される場合にあっても、液体窒素
容器で生じる渦電流損失が極めて微量に抑えられるの
で、液体窒素容器に供給される減圧された液体窒素への
熱負荷の増大を抑制することができる。また、液体窒素
容器に加えて真空容器も電気絶縁性材料により形成する
こととすれば、真空容器の渦電流損失による温度上昇が
抑止されることとなるので、真空容器から液体窒素容器
への熱侵入量の増大も抑えられることとなる。
【００２６】また、高温側電流リードの良導電性導体と
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体とその外周に同軸状に配置された円筒状導体との並
列接続体から構成すれば、交流電流通電時には最外周の
径の大きい円筒状導体に流れるので、従来に比べて交流
電流通電時の通電容量が大幅に増大する。
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体とその外周に同軸状に配置された円筒状導体との並
列接続体から構成すれば、交流電流通電時には最外周の
径の大きい円筒状導体に流れるので、従来に比べて交流
電流通電時の通電容量が大幅に増大する。
【００２７】また、高温側電流リードの良導電性導体と
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体とその外周に配置された複数の同軸円筒状導体と
を、互いに隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列
接続体からなるものとすれば、中間接続導体と低温端子
との間の導体部分の接続長が長くなるので熱抵抗が増大
し、侵入熱が低減されることとなる。
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体とその外周に配置された複数の同軸円筒状導体と
を、互いに隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列
接続体からなるものとすれば、中間接続導体と低温端子
との間の導体部分の接続長が長くなるので熱抵抗が増大
し、侵入熱が低減されることとなる。
【００２８】また、高温側電流リードの良導電性導体と
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体の外周部分に、酸化物超電導導
体の両端が導電接続される中間接続導体と低温端子に接
続して配置される外筒を、複数の同軸円筒状部材を互い
に隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列接続体か
らなるものとすれば、中間接続導体と低温端子との間の
支持部材の接続長が長くなるので熱抵抗が増大し、侵入
熱が低減されることとなる。
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体の外周部分に、酸化物超電導導
体の両端が導電接続される中間接続導体と低温端子に接
続して配置される外筒を、複数の同軸円筒状部材を互い
に隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列接続体か
らなるものとすれば、中間接続導体と低温端子との間の
支持部材の接続長が長くなるので熱抵抗が増大し、侵入
熱が低減されることとなる。
【００２９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。図１は、本発明の超電導装置用電流リードの第１
の実施例を示す基本構成図で、高温側リードと低温側リ
ードからなる電流リードと、電源との間に接続される接
続導体を示したものである。従来例と同一の機能を有す
る構成部品には同一符号を付し、説明を省略する。
する。図１は、本発明の超電導装置用電流リードの第１
の実施例を示す基本構成図で、高温側リードと低温側リ
ードからなる電流リードと、電源との間に接続される接
続導体を示したものである。従来例と同一の機能を有す
る構成部品には同一符号を付し、説明を省略する。
【００３０】本実施例の従来例との第１の相違点は、従
来例では各導体が低温のヘリウムガスにより冷却されて
いたのに対して、本実施例では、中間接続導体１５、お
よび高温側リード２に収納された良導電性導体１１が、
外筒１２Ａの下端に設けられた注入口２１から供給され
上端に設けられた排出口２２から排出される減圧された
液体窒素により冷却される構成である点にある。本構成
では、中間接続導体１５が減圧された液体窒素により冷
却され、それより低温側に位置する酸化物超電導導体２
０Ａ、２０Ｂが臨界温度より十分低い温度に冷却される
ので、低温のヘリウムガスを流さずとも超電導状態に保
持されることとなる。
来例では各導体が低温のヘリウムガスにより冷却されて
いたのに対して、本実施例では、中間接続導体１５、お
よび高温側リード２に収納された良導電性導体１１が、
外筒１２Ａの下端に設けられた注入口２１から供給され
上端に設けられた排出口２２から排出される減圧された
液体窒素により冷却される構成である点にある。本構成
では、中間接続導体１５が減圧された液体窒素により冷
却され、それより低温側に位置する酸化物超電導導体２
０Ａ、２０Ｂが臨界温度より十分低い温度に冷却される
ので、低温のヘリウムガスを流さずとも超電導状態に保
持されることとなる。
【００３１】第２の相違点は、高温側リード２の上端に
設置の常温端子１と電源端子５１とを導電接続する接続
導体にあり、従来例では大気中に配置した接続導体５２
であったのに対して、本実施例では、円柱状の酸化物超
電導体３１を減圧した液体窒素で冷却する方式の接続導
体３０が用いられている点にある。本方式の接続導体３
０は、図２に縦断面図、図３に図２のＡ−Ａ断面での横
断面図を示したように、円柱状の酸化物超電導体３１
を、断熱用の金属製の真空容器３３に収納された金属製
の液体窒素容器３４の内部に間隔片３８により支持し収
納している。酸化物超電導体３１の両端には、絶縁管３
２Ａ、３２Ｂにより液体窒素容器３４および真空容器３
３と電気絶縁された端子リード３５Ａ、３５Ｂが接続さ
れて大気中へと導かれ、それぞれ常温端子１と電源端子
５１とに導電接続されている。酸化物超電導体３１の冷
却に用いられる液体窒素は、液体窒素タンク４０をバル
ブ４２を介して接続した減圧装置４１により減圧し、ポ
ンプ４３によって注入口３６から液体窒素容器３４へと
供給され、放出口３７から外部へと排出される構成であ
る。本構成では、酸化物超電導体３１が減圧された液体
窒素により冷却されて超電導状態に保持され、ジュール
発熱が皆無となるので、常温端子１の温度が低く抑えら
れ、超電導装置用電流リードの侵入熱が低減される。な
お、酸化物超電導体３１に用いられる材料としては、ビ
スマス系酸化物超電導体、イットリウム系酸化物超電導
体、タリウム系酸化物超電導体のいずれを用いてもよ
い。また、実施例の酸化物超電導体３１は１本の円柱状
の酸化物超電導体として表示されているが、その形状は
円柱状に限るものではなく、円筒柱状、多角形柱状、あ
るいは中空多角形柱状等であってもよく、また１本のみ
でなく複数本の並列接続体として構成されていてもよ
い。さらにまた、酸化物超電導体３１は酸化物超電導材
料のみによって構成されるものに限らず、機械的強度を
付与するための補強材、熱的あるいは電気的安定性を付
与するための安定化材を付加して構成されるものであっ
てもよい。
設置の常温端子１と電源端子５１とを導電接続する接続
導体にあり、従来例では大気中に配置した接続導体５２
であったのに対して、本実施例では、円柱状の酸化物超
電導体３１を減圧した液体窒素で冷却する方式の接続導
体３０が用いられている点にある。本方式の接続導体３
０は、図２に縦断面図、図３に図２のＡ−Ａ断面での横
断面図を示したように、円柱状の酸化物超電導体３１
を、断熱用の金属製の真空容器３３に収納された金属製
の液体窒素容器３４の内部に間隔片３８により支持し収
納している。酸化物超電導体３１の両端には、絶縁管３
２Ａ、３２Ｂにより液体窒素容器３４および真空容器３
３と電気絶縁された端子リード３５Ａ、３５Ｂが接続さ
れて大気中へと導かれ、それぞれ常温端子１と電源端子
５１とに導電接続されている。酸化物超電導体３１の冷
却に用いられる液体窒素は、液体窒素タンク４０をバル
ブ４２を介して接続した減圧装置４１により減圧し、ポ
ンプ４３によって注入口３６から液体窒素容器３４へと
供給され、放出口３７から外部へと排出される構成であ
る。本構成では、酸化物超電導体３１が減圧された液体
窒素により冷却されて超電導状態に保持され、ジュール
発熱が皆無となるので、常温端子１の温度が低く抑えら
れ、超電導装置用電流リードの侵入熱が低減される。な
お、酸化物超電導体３１に用いられる材料としては、ビ
スマス系酸化物超電導体、イットリウム系酸化物超電導
体、タリウム系酸化物超電導体のいずれを用いてもよ
い。また、実施例の酸化物超電導体３１は１本の円柱状
の酸化物超電導体として表示されているが、その形状は
円柱状に限るものではなく、円筒柱状、多角形柱状、あ
るいは中空多角形柱状等であってもよく、また１本のみ
でなく複数本の並列接続体として構成されていてもよ
い。さらにまた、酸化物超電導体３１は酸化物超電導材
料のみによって構成されるものに限らず、機械的強度を
付与するための補強材、熱的あるいは電気的安定性を付
与するための安定化材を付加して構成されるものであっ
てもよい。
【００３２】第３の相違点は、低温側リード３に内蔵さ
れた導体が、従来例では円柱状の酸化物超電導導体１４
のみであったのに対して、本実施例では、円柱状酸化物
超電導導体２０Ａとその外周に配置した薄肉の円筒状酸
化物超電導導体２０Ｂとの並列接続体として構成されて
いる点にある。本構成においては、直流電流を通電する
場合には断面積の大きい円柱状酸化物超電導導体２０Ａ
に過半の電流が流れるが、交流電流を通電する場合、最
外層となる円筒状酸化物超電導導体２０Ｂの外層に流れ
ることとなり、従来の円柱状の酸化物超電導導体１４の
みの場合に比し周長が大幅に増大しているので、交流電
流の通電容量が大幅に上昇することとなる。
れた導体が、従来例では円柱状の酸化物超電導導体１４
のみであったのに対して、本実施例では、円柱状酸化物
超電導導体２０Ａとその外周に配置した薄肉の円筒状酸
化物超電導導体２０Ｂとの並列接続体として構成されて
いる点にある。本構成においては、直流電流を通電する
場合には断面積の大きい円柱状酸化物超電導導体２０Ａ
に過半の電流が流れるが、交流電流を通電する場合、最
外層となる円筒状酸化物超電導導体２０Ｂの外層に流れ
ることとなり、従来の円柱状の酸化物超電導導体１４の
みの場合に比し周長が大幅に増大しているので、交流電
流の通電容量が大幅に上昇することとなる。
【００３３】図４は、本発明の超電導装置用電流リード
の第２の実施例の接続導体の横断面図で、酸化物超電導
体を減圧した液体窒素で冷却する方式の接続導体の他の
実施例を示したものである。本実施例の接続導体３０Ａ
においては、液体窒素容器３４の内部に２本の酸化物超
電導体３１Ａおよび３１Ｂが収納されており、それぞ
れ、互いに電気絶縁された図示しない２本の端子リード
に接続されて大気中へと導かれるよう構成されており、
超電導コイルに接続される一対の電流リードの２個の常
温端子へと導電接続して使用される。本構成では、一対
の接続導体を１個の液体窒素容器３４の内部に収納して
いるので、小型、軽量の構成で、常温端子１の温度を低
く抑え、超電導装置用電流リードの侵入熱を低減させる
ことができる。なお、酸化物超電導体３１Ａおよび３１
Ｂは、上記の図３に示した酸化物超電導体３１と同様
に、上述の各種の材料、形状、構成より選択して形成す
ることができる。
の第２の実施例の接続導体の横断面図で、酸化物超電導
体を減圧した液体窒素で冷却する方式の接続導体の他の
実施例を示したものである。本実施例の接続導体３０Ａ
においては、液体窒素容器３４の内部に２本の酸化物超
電導体３１Ａおよび３１Ｂが収納されており、それぞ
れ、互いに電気絶縁された図示しない２本の端子リード
に接続されて大気中へと導かれるよう構成されており、
超電導コイルに接続される一対の電流リードの２個の常
温端子へと導電接続して使用される。本構成では、一対
の接続導体を１個の液体窒素容器３４の内部に収納して
いるので、小型、軽量の構成で、常温端子１の温度を低
く抑え、超電導装置用電流リードの侵入熱を低減させる
ことができる。なお、酸化物超電導体３１Ａおよび３１
Ｂは、上記の図３に示した酸化物超電導体３１と同様
に、上述の各種の材料、形状、構成より選択して形成す
ることができる。
【００３４】図５は、本発明の超電導装置用電流リード
の第３の実施例の接続導体の縦断面図である。本実施例
の接続導体３０Ｂと図２に示した第１の実施例の接続導
体３０との相違点は、酸化物超電導体３１を収納する容
器を形成する材料にあり、本実施例の真空容器３３およ
び液体窒素容器３４は、いずれも電気絶縁性材料の繊維
強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて形成されている。したがっ
て、交流電流を通電する場合においても、真空容器３３
および液体窒素容器３４での渦電流損失は微小に抑えら
れるので、酸化物超電導体３１の冷却に供給される減圧
液体窒素への熱負荷の増大が軽微に抑制されることとな
る。
の第３の実施例の接続導体の縦断面図である。本実施例
の接続導体３０Ｂと図２に示した第１の実施例の接続導
体３０との相違点は、酸化物超電導体３１を収納する容
器を形成する材料にあり、本実施例の真空容器３３およ
び液体窒素容器３４は、いずれも電気絶縁性材料の繊維
強化樹脂（ＦＲＰ）を用いて形成されている。したがっ
て、交流電流を通電する場合においても、真空容器３３
および液体窒素容器３４での渦電流損失は微小に抑えら
れるので、酸化物超電導体３１の冷却に供給される減圧
液体窒素への熱負荷の増大が軽微に抑制されることとな
る。
【００３５】図６は、本発明の超電導装置用電流リード
の第４の実施例による低温側リードの基本構成図で、
（ａ）は高温側リードおよび低温側リードの縦断面図、
（ｂ）は低温側リードの横断面図である。本構成では、
酸化物超電導体からなる導体が、同心円状に配置された
２本の円筒状の酸化物超電導導体２０Ｃならびに２０Ｄ
の並列接続体により構成されている。本実施例において
も、図１に示した第１の実施例の場合と同様に、交流電
流通電時の通電容量を大幅に増大させることができる。
の第４の実施例による低温側リードの基本構成図で、
（ａ）は高温側リードおよび低温側リードの縦断面図、
（ｂ）は低温側リードの横断面図である。本構成では、
酸化物超電導体からなる導体が、同心円状に配置された
２本の円筒状の酸化物超電導導体２０Ｃならびに２０Ｄ
の並列接続体により構成されている。本実施例において
も、図１に示した第１の実施例の場合と同様に、交流電
流通電時の通電容量を大幅に増大させることができる。
【００３６】図７は、本発明の超電導装置用電流リード
の第５の実施例による低温側リードの基本構成図で、
（ａ）は高温側リードおよび低温側リードの縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面における低温側リードの横
断面図である。本構成では酸化物超電導体からなる導体
が、複数の同軸円筒状導体を互いに隙間を設けて径方向
に折重ねて接続した直列接続体として形成された酸化物
超電導導体２０Ｅから構成されている。本構成において
は、中間接続導体１５と低温端子４をつなぐ導体の実効
的な長さが長くなるので、熱抵抗が高くなり、導体を介
しての侵入熱を効果的に低減できる。
の第５の実施例による低温側リードの基本構成図で、
（ａ）は高温側リードおよび低温側リードの縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面における低温側リードの横
断面図である。本構成では酸化物超電導体からなる導体
が、複数の同軸円筒状導体を互いに隙間を設けて径方向
に折重ねて接続した直列接続体として形成された酸化物
超電導導体２０Ｅから構成されている。本構成において
は、中間接続導体１５と低温端子４をつなぐ導体の実効
的な長さが長くなるので、熱抵抗が高くなり、導体を介
しての侵入熱を効果的に低減できる。
【００３７】図８は、本発明の超電導装置用電流リード
の第６の実施例による低温側リードの基本構成図で、
（ａ）は高温側リードおよび低温側リードの縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面における低温側リードの横
断面図である。本構成では酸化物超電導導体１４を支持
するステンレス鋼からなる外筒１３Ａが、複数の同軸円
筒を互いに隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列
接続体として形成されており、中間接続導体１５と低温
端子４をつなぐ実効的な長さが長くなるので、支持体を
介しての侵入熱が効果的に低減されることとなる。
の第６の実施例による低温側リードの基本構成図で、
（ａ）は高温側リードおよび低温側リードの縦断面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面における低温側リードの横
断面図である。本構成では酸化物超電導導体１４を支持
するステンレス鋼からなる外筒１３Ａが、複数の同軸円
筒を互いに隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列
接続体として形成されており、中間接続導体１５と低温
端子４をつなぐ実効的な長さが長くなるので、支持体を
介しての侵入熱が効果的に低減されることとなる。
【００３８】なお、図１に示した第１の実施例の超電導
装置用電流リードにおいては、前述のように、高温側
リードの減圧液体窒素での冷却、常温端子に接続する
接続導体の減圧液体窒素での冷却、ならびに低温側リ
ードに内蔵する導体への円筒状の酸化物超電導導体の導
入、の３点を同時に取り入れているが、これらの内、１
または２点を取り入れた超電導装置用電流リードにあっ
ても、それぞれ、侵入熱の低減、交流電流の通電等に有
効であることは言うまでもない。
装置用電流リードにおいては、前述のように、高温側
リードの減圧液体窒素での冷却、常温端子に接続する
接続導体の減圧液体窒素での冷却、ならびに低温側リ
ードに内蔵する導体への円筒状の酸化物超電導導体の導
入、の３点を同時に取り入れているが、これらの内、１
または２点を取り入れた超電導装置用電流リードにあっ
ても、それぞれ、侵入熱の低減、交流電流の通電等に有
効であることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】上述のように、本発明においては、真空
断熱容器内に収納され液体ヘリウムに浸漬された超電導
コイルに外部電源から励磁電流を通電する超電導装置用
電流リードにおいて、付設する導体の一部を減圧された
液体窒素で冷却される導体とすることとしたので、導体
が効果的に冷却、除熱され、高価な低温ヘリウムガスを
用いなくても液体ヘリウムの蒸発量が少ない超電導装置
用電流リードが得られることとなった。
断熱容器内に収納され液体ヘリウムに浸漬された超電導
コイルに外部電源から励磁電流を通電する超電導装置用
電流リードにおいて、付設する導体の一部を減圧された
液体窒素で冷却される導体とすることとしたので、導体
が効果的に冷却、除熱され、高価な低温ヘリウムガスを
用いなくても液体ヘリウムの蒸発量が少ない超電導装置
用電流リードが得られることとなった。
【００４０】さらに、高温側電流リードに内蔵する良導
電性導体と低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体と
を中間接続導体を介して直列に導電接続してなる超電導
装置用電流リードにあって、中間接続導体および良導電
性導体を減圧された液体窒素で冷却することとすれば、
低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体を超電導状態
に保持してジュール発熱を皆無とすることができること
となり、高価な低温ヘリウムガスを用いなくても超電導
コイルを冷却する液体ヘリウムの蒸発量が微量な超電導
装置用電流リードを得ることができることとなる。
電性導体と低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体と
を中間接続導体を介して直列に導電接続してなる超電導
装置用電流リードにあって、中間接続導体および良導電
性導体を減圧された液体窒素で冷却することとすれば、
低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体を超電導状態
に保持してジュール発熱を皆無とすることができること
となり、高価な低温ヘリウムガスを用いなくても超電導
コイルを冷却する液体ヘリウムの蒸発量が微量な超電導
装置用電流リードを得ることができることとなる。
【００４１】また、超電導装置用電流リードの常温端に
設けられた常温端子と外部電源の電源端子とを接続する
接続導体を断熱容器内に配置し減圧された液体窒素で冷
却することとすれば、接続導体のジュール発熱量が減少
し、かつ除熱されるので、常温端の温度上昇が抑制され
て、低温部への侵入熱量が低減された超電導装置用電流
リードが得られることとなる。
設けられた常温端子と外部電源の電源端子とを接続する
接続導体を断熱容器内に配置し減圧された液体窒素で冷
却することとすれば、接続導体のジュール発熱量が減少
し、かつ除熱されるので、常温端の温度上昇が抑制され
て、低温部への侵入熱量が低減された超電導装置用電流
リードが得られることとなる。
【００４２】さらに、上記の接続導体を酸化物超電導体
を用いて形成することとすれば、接続導体でのジュール
発熱が皆無となるので、常温端の温度上昇が効果的に抑
制されて低温部への侵入熱量が微小となり、液体ヘリウ
ムの蒸発量が低減された超電導装置用電流リードが得ら
れることとなる。また、並列接続された複数本の酸化物
超電導体より形成すれば、小型化された交流通電用の超
電導装置用電流リードが得られることとなる。
を用いて形成することとすれば、接続導体でのジュール
発熱が皆無となるので、常温端の温度上昇が効果的に抑
制されて低温部への侵入熱量が微小となり、液体ヘリウ
ムの蒸発量が低減された超電導装置用電流リードが得ら
れることとなる。また、並列接続された複数本の酸化物
超電導体より形成すれば、小型化された交流通電用の超
電導装置用電流リードが得られることとなる。
【００４３】またさらに、同一の超電導コイルに連結さ
れる一対の超電導装置用電流リードの常温端子に接続す
る一対の接続導体を、同一の断熱容器内に配置して減圧
された液体窒素で冷却することとすれば、小型で軽量の
断熱冷却装置で効果的に冷却される侵入熱量が微小な超
電導装置用電流リードが得られることとなる。さらに、
接続導体の断熱容器が、減圧された液体窒素を収納する
液体窒素容器とその外側に配される真空容器を備えてな
るものにおいて、液体窒素容器と真空容器のうち少なく
とも液体窒素容器を、電気絶縁性材料により形成するこ
ととすれば、交流電流通電時の容器の渦電流損失が抑制
されるので、低熱侵入量の交流通電用の超電導装置用電
流リードが得られることとなる。
れる一対の超電導装置用電流リードの常温端子に接続す
る一対の接続導体を、同一の断熱容器内に配置して減圧
された液体窒素で冷却することとすれば、小型で軽量の
断熱冷却装置で効果的に冷却される侵入熱量が微小な超
電導装置用電流リードが得られることとなる。さらに、
接続導体の断熱容器が、減圧された液体窒素を収納する
液体窒素容器とその外側に配される真空容器を備えてな
るものにおいて、液体窒素容器と真空容器のうち少なく
とも液体窒素容器を、電気絶縁性材料により形成するこ
ととすれば、交流電流通電時の容器の渦電流損失が抑制
されるので、低熱侵入量の交流通電用の超電導装置用電
流リードが得られることとなる。
【００４４】また、高温側電流リードの良導電性導体と
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体と、その外周に同軸状に配置された円筒状導体との
並列接続体から構成することとすれば、交流電流通電時
には最外周の径の大きい円筒状導体に流れることとなる
ので、従来に比べて交流電流の通電容量が大幅に向上し
た超電導装置用電流リードが得られることとなる。
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体と、その外周に同軸状に配置された円筒状導体との
並列接続体から構成することとすれば、交流電流通電時
には最外周の径の大きい円筒状導体に流れることとなる
ので、従来に比べて交流電流の通電容量が大幅に向上し
た超電導装置用電流リードが得られることとなる。
【００４５】また、高温側電流リードの良導電性導体と
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体とその外周に配置された複数の同軸円筒状導体とを
互いに隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列接続
体から構成することとすれば、中間接続導体と低温端子
との間の実効的な長さが長くなり熱抵抗が増大するの
で、侵入熱が低減された超電導装置用電流リードが得ら
れることとなる。
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体を、円柱状導体あるいは円筒状
導体とその外周に配置された複数の同軸円筒状導体とを
互いに隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列接続
体から構成することとすれば、中間接続導体と低温端子
との間の実効的な長さが長くなり熱抵抗が増大するの
で、侵入熱が低減された超電導装置用電流リードが得ら
れることとなる。
【００４６】また、高温側電流リードの良導電性導体と
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体の外周部分に、酸化物超電導導
体の両端が導電接続される中間接続導体と低温端子に接
続して配置される外筒を、複数の同軸円筒状部材を互い
に隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列接続体か
らなるものとすれば、中間接続導体と低温端子との間の
支持部材の熱的な実効長が長くなり、熱抵抗が増大する
ので、侵入熱が低減された超電導装置用電流リードが得
られることとなる。
低温側リードの酸化物超電導導体を中間接続導体を介し
て直列に導電接続してなる超電導装置用電流リードにお
いて、酸化物超電導導体の外周部分に、酸化物超電導導
体の両端が導電接続される中間接続導体と低温端子に接
続して配置される外筒を、複数の同軸円筒状部材を互い
に隙間を設けて径方向に折重ねて接続した直列接続体か
らなるものとすれば、中間接続導体と低温端子との間の
支持部材の熱的な実効長が長くなり、熱抵抗が増大する
ので、侵入熱が低減された超電導装置用電流リードが得
られることとなる。
【図１】本発明の超電導装置用電流リードの第１の実施
例の基本構成図
例の基本構成図
【図２】図１に示した本発明の超電導装置用電流リード
の第１の実施例の接続導体の縦断面図
の第１の実施例の接続導体の縦断面図
【図３】図１に示した本発明の超電導装置用電流リード
の第１の実施例の接続導体の横断面図
の第１の実施例の接続導体の横断面図
【図４】本発明の超電導装置用電流リードの第２の実施
例の接続導体の横断面図
例の接続導体の横断面図
【図５】本発明の超電導装置用電流リードの第３の実施
例の接続導体の縦断面図
例の接続導体の縦断面図
【図６】本発明の超電導装置用電流リードの第４の実施
例の低温側リードの基本構成図で、（ａ）は高温側リー
ドおよび低温側リードの縦断面図、（ｂ）は低温側リー
ドの横断面図
例の低温側リードの基本構成図で、（ａ）は高温側リー
ドおよび低温側リードの縦断面図、（ｂ）は低温側リー
ドの横断面図
【図７】本発明の超電導装置用電流リードの第５の実施
例の低温側リードの基本構成図で、（ａ）は高温側リー
ドおよび低温側リードの縦断面図、（ｂ）は低温側リー
ドの横断面図
例の低温側リードの基本構成図で、（ａ）は高温側リー
ドおよび低温側リードの縦断面図、（ｂ）は低温側リー
ドの横断面図
【図８】本発明の超電導装置用電流リードの第６の実施
例の低温側リードの基本構成図で、（ａ）は高温側リー
ドおよび低温側リードの縦断面図、（ｂ）は低温側リー
ドの横断面図
例の低温側リードの基本構成図で、（ａ）は高温側リー
ドおよび低温側リードの縦断面図、（ｂ）は低温側リー
ドの横断面図
【図９】従来の超電導装置用電流リードを組み込んだ超
電導装置を簡略化して示した基本構成図
電導装置を簡略化して示した基本構成図
【図１０】図９に示した従来の超電導装置用電流リード
の要部断面図で、（ａ）は高温側リードの一部と低温側
リードの縦断面、（ｂ）は高温側リードの横断面、
（ｃ）は低温側リードの横断面
の要部断面図で、（ａ）は高温側リードの一部と低温側
リードの縦断面、（ｂ）は高温側リードの横断面、
（ｃ）は低温側リードの横断面
【図１１】図９に示した従来の超電導装置用電流リード
の常温端子と電源の電源端子の接続部の構成図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
の常温端子と電源の電源端子の接続部の構成図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
１ 常温端子 ２ 高温側リード ３ 低温側リード ４ 低温端子 ５ 超電導コイル ６ 低温接続導体 ７ 真空断熱容器 １１ 良導電性導体 １２，１２Ａ 外筒 １３ 外筒 １４ 酸化物超電導導体 １５ 中間接続導体 ２０Ａ 円柱状酸化物超電導導体 ２０Ｂ 円筒状酸化物超電導導体 ２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ 酸化物超電導導体 ２１ 注入口 ２２ 排出口３０ ，３０Ａ，３０Ｂ 接続導体 ３１，３１Ａ，３１Ｂ 酸化物超電導体 ３２Ａ，３２Ｂ 絶縁管 ３３，３３Ａ 真空容器 ３４，３４Ａ 液体窒素容器 ３５Ａ，３５Ｂ 端子リード ３６ 注入口 ３７ 放出口 ３８ 間隔片 ４０ 液体窒素タンク ４１ 減圧装置 ５０ 電源 ５１ 電源端子 ５２ 接続導体
Claims (9)
- 【請求項１】真空断熱容器内に収納され液体ヘリウムに
浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電
する超電導装置用電流リードにおいて、付設された導体
の一部が減圧された液体窒素で冷却される導体よりなる
ことを特徴とする超電導装置用電流リード。 - 【請求項２】高温側電流リードに内蔵する良導電性導体
と低温側リードに内蔵する酸化物超電導導体とを中間接
続導体を介して直列に導電接続してなる超電導装置用電
流リードで、前記中間接続導体および良導電性導体が、
減圧された液体窒素で冷却される導体であることを特徴
とする請求項１記載の超電導装置用電流リード。 - 【請求項３】常温端に設けられた常温端子と外部電源の
電源端子とを接続する接続導体が、断熱容器内に配置さ
れ減圧された液体窒素で冷却される導体であることを特
徴とする請求項１記載の超電導装置用電流リード。 - 【請求項４】常温端に設けられた常温端子と外部電源の
電源端子とを接続する前記接続導体が、１本または並列
接続された複数本の酸化物超電導体を用いて形成されて
いることを特徴とする請求項３記載の超電導装置用電流
リード。 - 【請求項５】同一の超電導コイルに連結される一対の超
電導装置用電流リードの常温端子に接続する一対の接続
導体が、同一の断熱容器内に配置され減圧された液体窒
素で冷却される導体であることを特徴とする請求項３ま
たは４記載の超電導装置用電流リード。 - 【請求項６】前記接続導体の断熱容器が、減圧された液
体窒素を収納する液体窒素容器とその外側に配される真
空容器を備えてなるものにおいて、液体窒素容器と真空
容器のうち少なくとも液体窒素容器が、電気絶縁性材料
により形成されていることを特徴とする請求項３、４ま
たは５記載の超電導装置用電流リード。 - 【請求項７】真空断熱容器内に収納され液体ヘリウムに
浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電
する超電導装置用電流リードで、高温側電流リードに内
蔵する良導電性導体と低温側リードに内蔵する酸化物超
電導導体を中間接続導体を介して直列に導電接続してな
るものにおいて、前記酸化物超電導導体が、円柱状導体
あるいは円筒状導体とその外周に同軸状に配置された円
筒状導体との並列接続体からなることを特徴とする超電
導装置用電流リード。 - 【請求項８】真空断熱容器内に収納され液体ヘリウムに
浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電
する超電導装置用電流リードで、高温側電流リードに内
蔵する良導電性導体と低温側リードに内蔵する酸化物超
電導導体を中間接続導体を介して直列に導電接続してな
るものにおいて、前記酸化物超電導導体が、円柱状導体
あるいは円筒状導体とその外周に配置された複数の同軸
円筒状導体とを、互いに隙間を設けて径方向に折重ねて
接続した直列接続体からなることを特徴とする超電導装
置用電流リード。 - 【請求項９】真空断熱容器内に収納され液体ヘリウムに
浸漬された超電導コイルに外部電源から励磁電流を通電
する超電導装置用電流リードで、高温側電流リードに内
蔵する良導電性導体と低温側リードに内蔵する酸化物超
電導導体を中間接続導体を介して直列に導電接続してな
るものにおいて、前記酸化物超電導導体の外周部分に、
酸化物超電導導体の両端が導電接続される中間接続導体
と低温端子に接続して配置される外筒が、複数の同軸円
筒状部材を互いに隙間を設けて径方向に折重ねて接続し
た直列接続体からなることを特徴とする超電導装置用電
流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7208619A JPH0955545A (ja) | 1994-11-25 | 1995-08-16 | 超電導装置用電流リード |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29078994 | 1994-11-25 | ||
| JP6-290789 | 1995-06-08 | ||
| JP7-141464 | 1995-06-08 | ||
| JP14146495 | 1995-06-08 | ||
| JP7208619A JPH0955545A (ja) | 1994-11-25 | 1995-08-16 | 超電導装置用電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955545A true JPH0955545A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=27318254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7208619A Withdrawn JPH0955545A (ja) | 1994-11-25 | 1995-08-16 | 超電導装置用電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0955545A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100720031B1 (ko) * | 2005-12-14 | 2007-05-18 | 한국기초과학지원연구원 | 대전류 인가용 과부하 전류인입선 |
| CN103616623A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-05 | 上海三原电缆附件有限公司 | 超导终端电流引线试验装置 |
| CN110415911A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-05 | 西南交通大学 | 一种可插拔的二元电流引线装置及其冷却容器 |
| CN113936883A (zh) * | 2020-07-14 | 2022-01-14 | 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） | 动态低温超导磁体 |
-
1995
- 1995-08-16 JP JP7208619A patent/JPH0955545A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100720031B1 (ko) * | 2005-12-14 | 2007-05-18 | 한국기초과학지원연구원 | 대전류 인가용 과부하 전류인입선 |
| CN103616623A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-05 | 上海三原电缆附件有限公司 | 超导终端电流引线试验装置 |
| CN110415911A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-05 | 西南交通大学 | 一种可插拔的二元电流引线装置及其冷却容器 |
| CN110415911B (zh) * | 2019-08-26 | 2024-03-22 | 西南交通大学 | 一种可插拔的二元电流引线装置及其冷却容器 |
| CN113936883A (zh) * | 2020-07-14 | 2022-01-14 | 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） | 动态低温超导磁体 |
| CN113936883B (zh) * | 2020-07-14 | 2023-09-12 | 中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院） | 动态低温超导磁体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040105 |