JPS5898991A - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置Info
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- JPS5898991A JPS5898991A JP19676181A JP19676181A JPS5898991A JP S5898991 A JPS5898991 A JP S5898991A JP 19676181 A JP19676181 A JP 19676181A JP 19676181 A JP19676181 A JP 19676181A JP S5898991 A JPS5898991 A JP S5898991A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
- H01R4/68—Connections to or between superconductive connectors
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- General Physics & Mathematics (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】
本発明は超電導マグネットや超電導ケーブルなどの超電
導機器に外部から給電する必要のある超電導装置に係、
？、４１に非通電時の熱侵入量を著しく低減するに好適
な電流導線を有する超電導装置に関する。
導機器に外部から給電する必要のある超電導装置に係、
？、４１に非通電時の熱侵入量を著しく低減するに好適
な電流導線を有する超電導装置に関する。
Ｋ１図に従来の超電導装置の一例を示す、１は超電導コ
イル、２は超電導コイルｌの極低温冷媒である液体ヘリ
ウム３を収納する内容器、４は液体ヘリウム３部分への
外部からのふく耐浸入熱をしやへいするシールド、５は
断熱のための真空空間を形成する外容器である。６は低
温発生部からの冷媒が供給される凝縮器、７はガスを外
部に放出する排気管、８は常温部から超電導コイル１へ
給電するための電流導線で、対をなす相手の電流導線は
省略しであるが、同一構造である。９は電りで、液体ヘ
リ゛つＡ３内に設けられ、ヒータ９の通電によシ蒸発を
促進することによってガス量が調節される。このように
四節された低温のガスは。
イル、２は超電導コイルｌの極低温冷媒である液体ヘリ
ウム３を収納する内容器、４は液体ヘリウム３部分への
外部からのふく耐浸入熱をしやへいするシールド、５は
断熱のための真空空間を形成する外容器である。６は低
温発生部からの冷媒が供給される凝縮器、７はガスを外
部に放出する排気管、８は常温部から超電導コイル１へ
給電するための電流導線で、対をなす相手の電流導線は
省略しであるが、同一構造である。９は電りで、液体ヘ
リ゛つＡ３内に設けられ、ヒータ９の通電によシ蒸発を
促進することによってガス量が調節される。このように
四節された低温のガスは。
低温弁１Ｇを通じてガス供給管１１に導かれる。
１２および１３は電気絶縁と冷却ガスのシールを兼ねた
絶縁シール、１４は常温側の端子である。
絶縁シール、１４は常温側の端子である。
１５は冷却ガスを外部に取如出すガス排出管、１６．１
７は管路に設けた弁である。１８は超電導；イルｌを永
久上−ド運転するための永久電流スイッチである。
７は管路に設けた弁である。１８は超電導；イルｌを永
久上−ド運転するための永久電流スイッチである。
第２図は電流導線８部分の詳細図を示す、電流導線８は
外管１９内にらせん状の絶縁スペーサ２０により支持さ
れている。２１は冷却管、２２は比較的熱伝導率のよい
電気絶縁物、２３はガス排出管１５に設けられた安全弁
である。
外管１９内にらせん状の絶縁スペーサ２０により支持さ
れている。２１は冷却管、２２は比較的熱伝導率のよい
電気絶縁物、２３はガス排出管１５に設けられた安全弁
である。
本超電導装置の運転の手順を簡単に説明する。
図示されていない注入管よシ液体ヘリウムが内容れ良状
態になる１次に、超電導コイルＩＫ電流を供給するには
、先ず低温弁１ｏおよび弁１６を開き、弁１７を閉じて
ヒータ９によって調節され九低亀の蒸発ヘリウムガスを
ガス供給管１１に導く。
態になる１次に、超電導コイルＩＫ電流を供給するには
、先ず低温弁１ｏおよび弁１６を開き、弁１７を閉じて
ヒータ９によって調節され九低亀の蒸発ヘリウムガスを
ガス供給管１１に導く。
ガス供給管１１に導かれた低温の蒸発ヘリウムガスは、
外管１９と電流導線８の間に配置されたらせん状の絶縁
スペー２２０が形成する冷却流路を流れ、顕熱によって
電流導線８を冷却しながらガス排出管１５に達し、弁１
６を通して放出される。
外管１９と電流導線８の間に配置されたらせん状の絶縁
スペー２２０が形成する冷却流路を流れ、顕熱によって
電流導線８を冷却しながらガス排出管１５に達し、弁１
６を通して放出される。
次に、永久電流スイッチ１８を開とし、常温側の電流端
子１４よシ通電し、その電流量を次第に増加させる。所
定の電流量に到達したら、永久電流スイッチ１８を閉じ
、永久電流モード運転に入る。
子１４よシ通電し、その電流量を次第に増加させる。所
定の電流量に到達したら、永久電流スイッチ１８を閉じ
、永久電流モード運転に入る。
それから電流導線８への通電量を徐々に下げ零として通
電を終了する。この電流量＠８への通電中は、低温の蒸
発ヘリウムガスの顕熱による冷却は継続される。電流導
線８に通電する必要がなくなると、低温弁ｌＯを閉じ、
弁１６よシガス供給管１１および電流導線８と外管１９
の間の冷却流路内のヘリウムガスは、図示しない真空ポ
ンプでｌ’ｒ’ｏｒｒ ｓ度まで排気され、その後弁１
６を閉じる。
電を終了する。この電流量＠８への通電中は、低温の蒸
発ヘリウムガスの顕熱による冷却は継続される。電流導
線８に通電する必要がなくなると、低温弁ｌＯを閉じ、
弁１６よシガス供給管１１および電流導線８と外管１９
の間の冷却流路内のヘリウムガスは、図示しない真空ポ
ンプでｌ’ｒ’ｏｒｒ ｓ度まで排気され、その後弁１
６を閉じる。
て、定常的な冷却運転へ移行する。
この場合、電流導線８は九とえシールド４の蜂剤たとえ
ば液体窒素などで冷却管２１および電気絶縁物２２を介
して冷却されるにしても、低温弁ｌＯおよび弁１６を閉
じている丸め、ヘリウムガスの顕熱を利用し九冷劫は止
まプ、熱伝導による液体ヘリウム部への侵入熱量が増大
する。この量はガス冷却がある場合の１０倍〜３０倍に
なると計算されるので、内容器２を密閉したことによる
冷凍負荷の増大は図示しない冷凍機に大きな負担を与え
ることになシ、経済的にも大きな損失である。
ば液体窒素などで冷却管２１および電気絶縁物２２を介
して冷却されるにしても、低温弁ｌＯおよび弁１６を閉
じている丸め、ヘリウムガスの顕熱を利用し九冷劫は止
まプ、熱伝導による液体ヘリウム部への侵入熱量が増大
する。この量はガス冷却がある場合の１０倍〜３０倍に
なると計算されるので、内容器２を密閉したことによる
冷凍負荷の増大は図示しない冷凍機に大きな負担を与え
ることになシ、経済的にも大きな損失である。
本発明の目的は上記従来の欠点を解消すべくなされたも
ので、通電時のみならず、永久電流モード状態の非通電
時における内容器内への侵入熱量を大きく減少させた超
電導装置を提供することにある。
ので、通電時のみならず、永久電流モード状態の非通電
時における内容器内への侵入熱量を大きく減少させた超
電導装置を提供することにある。
本発明は、常温側には従来と同じように電流導線、低温
側には比較的。熱伝導率の小さい導体と超電導体が一体
となった超電導線を使用し、これらｔ−電気抵抗率が小
さく、熱伝導率の大きい導体で接続すると共にこの接続
導体には、冷却ガス流路用の複数個の細流路を形成し、
冷却ガスとの熱交換の効率を高めたものである。
側には比較的。熱伝導率の小さい導体と超電導体が一体
となった超電導線を使用し、これらｔ−電気抵抗率が小
さく、熱伝導率の大きい導体で接続すると共にこの接続
導体には、冷却ガス流路用の複数個の細流路を形成し、
冷却ガスとの熱交換の効率を高めたものである。
以下本発明の超電導装置の一実施例を第３図〜第５図に
よシ説明する。
よシ説明する。
第３図はこの実施例における電流導線部分の詳細図であ
る。内部に液体ヘリウムなどの極低温冷媒を貯蔵する内
容器２４には外容器２５を貫通する外管２６が設けられ
ている。この外管２６内には常温側のＩＩＣＩＣ細導線
２７温側の超電導線２８とこれら導線２７と２８を接続
する電気抵抗率の小さい材料からできている接続導体２
９が配設されている。この超電導９２８はＮｂ、ａｎ化
合物超電体などのように高臨界温度Ｔｃを有する高臨界
温度超電導体２８ｍ複数本と銅−錫ブロンズ合金などの
ような熱伝導率の小さい導体２８ｂから構成されている
。超電導体２８１の全断面積は通電する所定の電流量を
充分に流すことができるように超電導体の動作条件下に
おける臨界電流密度Ｔｃを基に決定されるのはいうまで
もない、外管上端には電気絶縁と冷却ガスのシールを兼
ねた絶縁シール３１がそれぞれ設けられている。上記外
管２６と常温側の電流導線２７および低温側の超 ・
電導線２８との間の空間３２および３３には、それぞれ
電気絶縁とらせん状の冷却流路を形成するための絶縁ス
ベー？３４および３５が配置されて３４が配置されてい
る常温側電流４８２７＠の空間３２と絶縁スペー？３５
が配置されている低温側超電導線２８側の空間３３とを
隔絶している。
る。内部に液体ヘリウムなどの極低温冷媒を貯蔵する内
容器２４には外容器２５を貫通する外管２６が設けられ
ている。この外管２６内には常温側のＩＩＣＩＣ細導線
２７温側の超電導線２８とこれら導線２７と２８を接続
する電気抵抗率の小さい材料からできている接続導体２
９が配設されている。この超電導９２８はＮｂ、ａｎ化
合物超電体などのように高臨界温度Ｔｃを有する高臨界
温度超電導体２８ｍ複数本と銅−錫ブロンズ合金などの
ような熱伝導率の小さい導体２８ｂから構成されている
。超電導体２８１の全断面積は通電する所定の電流量を
充分に流すことができるように超電導体の動作条件下に
おける臨界電流密度Ｔｃを基に決定されるのはいうまで
もない、外管上端には電気絶縁と冷却ガスのシールを兼
ねた絶縁シール３１がそれぞれ設けられている。上記外
管２６と常温側の電流導線２７および低温側の超 ・
電導線２８との間の空間３２および３３には、それぞれ
電気絶縁とらせん状の冷却流路を形成するための絶縁ス
ベー？３４および３５が配置されて３４が配置されてい
る常温側電流４８２７＠の空間３２と絶縁スペー？３５
が配置されている低温側超電導線２８側の空間３３とを
隔絶している。
外管２６の下方には低温の蒸発ヘリウムガスを管内に導
入するための冷却ガス導入管３７．上方には冷却ガスを
管外から排出するための冷却ガス排出管３８がそれぞれ
設けられている。を九、外管２６の中間部外壁には液体
窒素などの冷媒を流す冷却管３９が熱的に接合されてお
シ、冷却管３９内を流れる冷媒によシ熱伝導率の比較的
大きい電気絶縁物４０を介して常温側の電流導線２７ｔ
ｓ５図は第３図における接続導体２９部分の詳細図であ
る。接続導体２９は冷却ガスを流すための断面積の小さ
い例えば約１ｍ〜５ｍφ程度の冷却流路２９１を複数個
有し、接続導体２９を流れる冷却ガスとの熱交換の効率
が良くなるようになっている。この実施例では接続導体
２９の内部にモニターするためのものである。接続導体
２９に設けられる冷却ガスの冷却流路２１１は第５図に
示すように接続導体２９内に設けてもよいが、接続導体
２９の外表面に内径がｌ■〜５ｍφ程度の伝熱程度複数
個半田などによって熱的に接合して形成してもよい。
入するための冷却ガス導入管３７．上方には冷却ガスを
管外から排出するための冷却ガス排出管３８がそれぞれ
設けられている。を九、外管２６の中間部外壁には液体
窒素などの冷媒を流す冷却管３９が熱的に接合されてお
シ、冷却管３９内を流れる冷媒によシ熱伝導率の比較的
大きい電気絶縁物４０を介して常温側の電流導線２７ｔ
ｓ５図は第３図における接続導体２９部分の詳細図であ
る。接続導体２９は冷却ガスを流すための断面積の小さ
い例えば約１ｍ〜５ｍφ程度の冷却流路２９１を複数個
有し、接続導体２９を流れる冷却ガスとの熱交換の効率
が良くなるようになっている。この実施例では接続導体
２９の内部にモニターするためのものである。接続導体
２９に設けられる冷却ガスの冷却流路２１１は第５図に
示すように接続導体２９内に設けてもよいが、接続導体
２９の外表面に内径がｌ■〜５ｍφ程度の伝熱程度複数
個半田などによって熱的に接合して形成してもよい。
まえ、この冷却流路２９ｍは直線状だけでなくらせん状
に形成してもよい、ｔＩｔ−、接続導体２９自体にらせ
ん状の溝やフィンを切って、その囲シを前述の絶縁シー
ル３６で溝やフィンをつぶさないように包囲し、これに
よってでき九隙関を冷却流路としてもよい。
に形成してもよい、ｔＩｔ−、接続導体２９自体にらせ
ん状の溝やフィンを切って、その囲シを前述の絶縁シー
ル３６で溝やフィンをつぶさないように包囲し、これに
よってでき九隙関を冷却流路としてもよい。
このように構成され九超電導装置において１通電の間、
接続導体２９の温度は、冷却ガス量ｔｖ４整することに
よって上記低温側の超電導線２８の臨界温ＫＴｃ以下に
冷却される。これによって低温側の超電導線２８は完全
に超電導状態にな〉、通電電流は超電導線２８の超電導
体２８１のみに流れることになシ、この部分でのジュー
ル発熱は零となる。
接続導体２９の温度は、冷却ガス量ｔｖ４整することに
よって上記低温側の超電導線２８の臨界温ＫＴｃ以下に
冷却される。これによって低温側の超電導線２８は完全
に超電導状態にな〉、通電電流は超電導線２８の超電導
体２８１のみに流れることになシ、この部分でのジュー
ル発熱は零となる。
その結果１通電中における液体ヘリウムへの侵入熱量は
非常に小さい。
非常に小さい。
次に非通電時では冷却ガスは流さず、顕熱による冷却が
ないので、液体ヘリウムへの侵入熱は殆ど導体の伝導に
よる。この場合、熱伝導率の小さい導体２８ｂと超電導
体２８ｍからなる低温側の超電導線２８は、その熱伝導
率が従来の電流導体の約１／１０から１／１ Ｇ Ｇと
なるので、前述の侵入熱も約１／１０から１／１００程
度に減少することができる。
ないので、液体ヘリウムへの侵入熱は殆ど導体の伝導に
よる。この場合、熱伝導率の小さい導体２８ｂと超電導
体２８ｍからなる低温側の超電導線２８は、その熱伝導
率が従来の電流導体の約１／１０から１／１ Ｇ Ｇと
なるので、前述の侵入熱も約１／１０から１／１００程
度に減少することができる。
以上のように１本発明によれば、通電中の発熱を低減し
、液体ヘリウムへの侵入熱量を低減できるのみならず、
非通電時における伝導による侵入熱を著しく低減するこ
とができる。
、液体ヘリウムへの侵入熱量を低減できるのみならず、
非通電時における伝導による侵入熱を著しく低減するこ
とができる。
第１図は従来の超電導装置の一例を説明する断面模式図
、＃Ｉ２図は第１図における電流導線部分の詳細図、第
３図は本発明の超電導装置における電流導線部分の詳細
断面図、第４図は第３図における低温側超電導線の他の
例を示す断面図、＃ＩＳ図は第３図における接続導体部
分の詳細断面図である。 ２４・・・同容器、２５・・・外容器、２６・・・外管
、２７・・・常温側の電流導線、２８・・・低温側の超
電導線、２９・・・接続導体％３０，３１．３６・・・
絶縁シール。 ３４．３５・・・絶縁スペーサ、３７・・・冷却ガス導
入管、３８・・・冷却ガス排出管、３９・・・冷却管。 代理人 弁理士 薄田列雫（゛ 乙ド１ ） １−／ ￥：Ｊ７図 第２図 ￥Ｊ３図 ′！ｆＪ＋ 芭 ￥Ｊｓ図
、＃Ｉ２図は第１図における電流導線部分の詳細図、第
３図は本発明の超電導装置における電流導線部分の詳細
断面図、第４図は第３図における低温側超電導線の他の
例を示す断面図、＃ＩＳ図は第３図における接続導体部
分の詳細断面図である。 ２４・・・同容器、２５・・・外容器、２６・・・外管
、２７・・・常温側の電流導線、２８・・・低温側の超
電導線、２９・・・接続導体％３０，３１．３６・・・
絶縁シール。 ３４．３５・・・絶縁スペーサ、３７・・・冷却ガス導
入管、３８・・・冷却ガス排出管、３９・・・冷却管。 代理人 弁理士 薄田列雫（゛ 乙ド１ ） １−／ ￥：Ｊ７図 第２図 ￥Ｊ３図 ′！ｆＪ＋ 芭 ￥Ｊｓ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、極低温冷媒を貯蔵する内容器と、この内容器を囲い
空間に真空部を形成する外容器と、前゛記極低温冷媒中
に超電導機器を収め、この超電導機器と外部の常温にあ
る電源とを接続する電流導線と、この電流導線を冷却す
る冷却流路とを有する超電導装置において、前記電流導
線を。 常温側の電流導線と、熱伝導率の小さめ導体と超電導体
が一体となつ九低温側の超電導線とく分割し、これらの
導線を、複数個の断面積の小さい冷媒流路を有する接続
導体によって接続し九ことを特徴とする超電導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19676181A JPS5898991A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19676181A JPS5898991A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5898991A true JPS5898991A (ja) | 1983-06-13 |
| JPS6161715B2 JPS6161715B2 (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=16363176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19676181A Granted JPS5898991A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5898991A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5166776A (en) * | 1990-10-20 | 1992-11-24 | Westinghouse Electric Corp. | Hybrid vapor cooled power lead for cryostat |
| US5298679A (en) * | 1992-07-01 | 1994-03-29 | Westinghouse Electric Corp. | Current lead for cryostat using composite high temperature superconductors |
| US5432297A (en) * | 1992-08-21 | 1995-07-11 | Westinghouse Electric Corporation | Power lead for penetrating a cryostat |
| WO2016025422A1 (en) * | 2014-08-11 | 2016-02-18 | Raytheon Company | Cryogenic assembly including carbon nanotube electrical interconnect |
-
1981
- 1981-12-09 JP JP19676181A patent/JPS5898991A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5166776A (en) * | 1990-10-20 | 1992-11-24 | Westinghouse Electric Corp. | Hybrid vapor cooled power lead for cryostat |
| US5298679A (en) * | 1992-07-01 | 1994-03-29 | Westinghouse Electric Corp. | Current lead for cryostat using composite high temperature superconductors |
| US5432297A (en) * | 1992-08-21 | 1995-07-11 | Westinghouse Electric Corporation | Power lead for penetrating a cryostat |
| WO2016025422A1 (en) * | 2014-08-11 | 2016-02-18 | Raytheon Company | Cryogenic assembly including carbon nanotube electrical interconnect |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161715B2 (ja) | 1986-12-26 |
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