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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- Physics & Mathematics (AREA)
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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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