JPS59224187A - 超伝導装置特に磁石のための励磁用引込導体装置 - Google Patents
超伝導装置特に磁石のための励磁用引込導体装置Info
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- JPS59224187A JPS59224187A JP59063453A JP6345384A JPS59224187A JP S59224187 A JPS59224187 A JP S59224187A JP 59063453 A JP59063453 A JP 59063453A JP 6345384 A JP6345384 A JP 6345384A JP S59224187 A JPS59224187 A JP S59224187A
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- wall
- cryostat
- cap
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
- H01F6/065—Feed-through bushings, terminals and joints
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/882—Circuit maker or breaker
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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】
[発 明 の 背 景1
本発明は超伏S磁石のごとき装置への接続を行うための
励磁用引込導体(lead)に関するものである。更に
詳しく言えば本発明は、通常の磁石動作時には熱的な絶
縁を行い、磁界レベルの変化や磁界の補正が必要なとき
に用いられる外部電気導体の接続のための比較的温かな
接触面を提供するような励磁用引込導体装置に則り−る
。
励磁用引込導体(lead)に関するものである。更に
詳しく言えば本発明は、通常の磁石動作時には熱的な絶
縁を行い、磁界レベルの変化や磁界の補正が必要なとき
に用いられる外部電気導体の接続のための比較的温かな
接触面を提供するような励磁用引込導体装置に則り−る
。
磁石アセンブリの一部を成す超伝導体のコイルのご、と
き超伝導装置におい−Cは、超伝導体を十分に低い温度
に維持することが必要である。少なくとも現在のところ
では、常温で超伝導性を示す材料は知られていない。超
伝導体を適正な極低温に維持するためには、極低温に冷
却された超伝導体と外界環境との間に所望の程度の熱的
絶縁をもたらすような、低温保持装置として知られるハ
ウジングが使用される。かかる熱的絶縁を達成するため
に使用される低温保持装置は、通例、1組の内壁によっ
て規定された内部容器および1組の外壁によって規定さ
れた外部容器を含んでいて、これら2つの容器にはさま
れた空間は真空に維持されている。低温保持装置の内部
容積は冷却剤(たとえば液体ヘリウム)によって所望の
レベルまで満たされている結果、低温保持装置の内部容
積内に収容された電気装置はコイルを超伝導状態に保つ
のに適した温度に維持されるのである。
き超伝導装置におい−Cは、超伝導体を十分に低い温度
に維持することが必要である。少なくとも現在のところ
では、常温で超伝導性を示す材料は知られていない。超
伝導体を適正な極低温に維持するためには、極低温に冷
却された超伝導体と外界環境との間に所望の程度の熱的
絶縁をもたらすような、低温保持装置として知られるハ
ウジングが使用される。かかる熱的絶縁を達成するため
に使用される低温保持装置は、通例、1組の内壁によっ
て規定された内部容器および1組の外壁によって規定さ
れた外部容器を含んでいて、これら2つの容器にはさま
れた空間は真空に維持されている。低温保持装置の内部
容積は冷却剤(たとえば液体ヘリウム)によって所望の
レベルまで満たされている結果、低温保持装置の内部容
積内に収容された電気装置はコイルを超伝導状態に保つ
のに適した温度に維持されるのである。
超伝導磁石の応用例として核磁気共I’!(NMR)が
ある。核磁気共鳴の目的の1つは、患者を電離性放射線
に暴露することなしに体内器官の像を得ることである。
ある。核磁気共鳴の目的の1つは、患者を電離性放射線
に暴露することなしに体内器官の像を得ることである。
また、生体内におい゛C分光分析を行うことも目的の1
つである。要するに、NMRは完全に非侵襲的な方法に
よって医師および検査技師が有用な診断情報を得ること
を可能にするように思われる。こうして得られるNMR
信号の解像度を向上心せ、かつかかるNMR信号は木質
的に微弱であるという性質を補償づるためには、大きい
強度を有すると共に極めて均一な磁界の中に検査対象ま
たは患者を配置することが極めて望ましい。詳しく述べ
れば、このような磁界は約0゜1〜約2.0テスラまた
はそれ以上の強度を有することが一般に望ましいと判明
している。かかる強い磁界を得るためには、一般的に言
って2つの方法がある。1つの方法は通常の抵抗形磁石
を使用することであるが、この場合には高い電流レベル
が要求されかつ電線の抵抗がゼロでないために多量の電
力が消費される。別゛の方法としては、本発明の対象と
する超伝導磁石を使用することが可能である。かかる装
置においては、液体ヘリウムのごとき冷ム】剤で満たさ
れた低温保持装置の内部に超伝導体のコイルが保持され
る。使用ず−る超伝導体および液体冷却剤の種類は、言
うまでもなく、冷却剤の温度に保持された場合に超伝導
体が実際に超伝導状態に維持されるように選定しなけれ
ばならない。超伝導体の性質に基づけば、このような超
伝導体の内部には高いレベルの電流を流すことか可能と
なるばかりでなく、超伝導磁石をいわゆる「持続モード
」で動作させることも可能となるのであって、通例はこ
のモードの動作が望ましいとされる。持続モードにおい
ては、超伝導体のコイルに電流を注入り−ることによっ
てコイルに電流を流す。・次いで、コイルの端子同士を
短絡して励磁用駆動電流を取除けば、超伝導体の性74
に基づい゛C電流が無限に流れ続けることになる。従っ
て、これは持続モードの動作と呼ばれるのである。
つである。要するに、NMRは完全に非侵襲的な方法に
よって医師および検査技師が有用な診断情報を得ること
を可能にするように思われる。こうして得られるNMR
信号の解像度を向上心せ、かつかかるNMR信号は木質
的に微弱であるという性質を補償づるためには、大きい
強度を有すると共に極めて均一な磁界の中に検査対象ま
たは患者を配置することが極めて望ましい。詳しく述べ
れば、このような磁界は約0゜1〜約2.0テスラまた
はそれ以上の強度を有することが一般に望ましいと判明
している。かかる強い磁界を得るためには、一般的に言
って2つの方法がある。1つの方法は通常の抵抗形磁石
を使用することであるが、この場合には高い電流レベル
が要求されかつ電線の抵抗がゼロでないために多量の電
力が消費される。別゛の方法としては、本発明の対象と
する超伝導磁石を使用することが可能である。かかる装
置においては、液体ヘリウムのごとき冷ム】剤で満たさ
れた低温保持装置の内部に超伝導体のコイルが保持され
る。使用ず−る超伝導体および液体冷却剤の種類は、言
うまでもなく、冷却剤の温度に保持された場合に超伝導
体が実際に超伝導状態に維持されるように選定しなけれ
ばならない。超伝導体の性質に基づけば、このような超
伝導体の内部には高いレベルの電流を流すことか可能と
なるばかりでなく、超伝導磁石をいわゆる「持続モード
」で動作させることも可能となるのであって、通例はこ
のモードの動作が望ましいとされる。持続モードにおい
ては、超伝導体のコイルに電流を注入り−ることによっ
てコイルに電流を流す。・次いで、コイルの端子同士を
短絡して励磁用駆動電流を取除けば、超伝導体の性74
に基づい゛C電流が無限に流れ続けることになる。従っ
て、これは持続モードの動作と呼ばれるのである。
ところで、循環電流によって発生される磁界のレベルを
変化させることが必要となることもある。
変化させることが必要となることもある。
また、特に超伝導磁石を長時間にわたって動作させる場
合には、コイルの電流を変化させて磁界の分布を補正す
ることが必要となることもある。超伝導体の内部を循環
する電流のレベルを変化させることが所望される場合に
は、コイルを外部引込導体に接続することが必要となる
。本発明はこのような引込導体に関するものである。
合には、コイルの電流を変化させて磁界の分布を補正す
ることが必要となることもある。超伝導体の内部を循環
する電流のレベルを変化させることが所望される場合に
は、コイルを外部引込導体に接続することが必要となる
。本発明はこのような引込導体に関するものである。
外部引込導体を常に外部電源に接続した状態で超伝導磁
石を動作させることも可能であるが、熱損失の発生を考
えれはそれはやはり望ましくない。
石を動作させることも可能であるが、熱損失の発生を考
えれはそれはやはり望ましくない。
詳しく述べれば、引込導体を通って流れる電流によって
コイルの励磁が維持される場合には、超伝導状態に維持
されていない引込導体を通って流れる電流が引込導体の
抵抗性加熱(すなわち12Rによる加熱)を引起こす。
コイルの励磁が維持される場合には、超伝導状態に維持
されていない引込導体を通って流れる電流が引込導体の
抵抗性加熱(すなわち12Rによる加熱)を引起こす。
液体冷却剤と外界との境界領域を橋渡しする引込導体の
外側部分がこのようにして電気的に加熱されると、液体
冷却剤の加熱および沸騰が起こり易くなる。コイルが短
絡されれば引込導体を通して電流が流れることはなくな
るが、引込導体がそのままの位置に放置されて外界温度
およびコイル用冷却剤の極低温の両方に暴露される場合
には、引込導体を通して外界から伝導される熱によって
やはり液体冷却剤中沸騰が起こることがある。事実、こ
の種の加熱によって液体ヘリウム冷却剤の沸騰が起こり
、そのためにこの高価な冷却剤の損失が生じることが従
来から判明している。このような理由から、磁界を変化
させるために引込導体を使用しなければならない時間中
にしか上記のごとき冷却剤加熱が起こらないJ、うに繰
返して着脱自在の励磁用引込導体を構成することが望ま
しい。その上、多数の接続−切断サイクルを実施し得る
ような接続部が所望されることも知られている。
外側部分がこのようにして電気的に加熱されると、液体
冷却剤の加熱および沸騰が起こり易くなる。コイルが短
絡されれば引込導体を通して電流が流れることはなくな
るが、引込導体がそのままの位置に放置されて外界温度
およびコイル用冷却剤の極低温の両方に暴露される場合
には、引込導体を通して外界から伝導される熱によって
やはり液体冷却剤中沸騰が起こることがある。事実、こ
の種の加熱によって液体ヘリウム冷却剤の沸騰が起こり
、そのためにこの高価な冷却剤の損失が生じることが従
来から判明している。このような理由から、磁界を変化
させるために引込導体を使用しなければならない時間中
にしか上記のごとき冷却剤加熱が起こらないJ、うに繰
返して着脱自在の励磁用引込導体を構成することが望ま
しい。その上、多数の接続−切断サイクルを実施し得る
ような接続部が所望されることも知られている。
従来の技術に従えば、持続モードの超伝導磁石動作に当
っては液体冷却剤の温度に維持された電気的接触面また
は接続部が使用されている。接触抵抗に原因する電力損
失によって発生された熱は液体冷却剤中に伝わるから、
このような接続部の電気抵抗は極めて小さいことが肝要
である。かかる接続部を試験したところ、インジウムで
被覆された接触面を使用ずれば低い接触抵抗を達成し得
ることが判明した。しかるに、インジウムは接続−切断
サイクルを繰返して実施した後には摩滅する゛傾向を示
づ−0このような摩滅は相手側の部品によって引起こさ
れる。すなわち、低温の接触面上に霜や固体空気がイ」
着しても低抵抗の接続部が確実に形成されるようにする
ため、相手側の部品は意図的に引込導体よりも硬(かつ
特に鋭利に作られているのである。その上、液体冷却剤
の温度に維持された引込導体の接触面の修理に当っては
、低温保持装置から液体冷却剤を排出して外界温度にま
で濡めなければならない。これは時間J3よび経費のか
かる点て厄介な操作である。特に、NMRにおいて使用
されるような超伏導磁6にそのような操作を施すことは
望ましくない。それ故、持続モードで動作する超伝導磁
石に対し、上記のととぎ使用上の欠点を排除するような
励磁用引込導体装置が使用できれば大いに望ましいわけ
である。
っては液体冷却剤の温度に維持された電気的接触面また
は接続部が使用されている。接触抵抗に原因する電力損
失によって発生された熱は液体冷却剤中に伝わるから、
このような接続部の電気抵抗は極めて小さいことが肝要
である。かかる接続部を試験したところ、インジウムで
被覆された接触面を使用ずれば低い接触抵抗を達成し得
ることが判明した。しかるに、インジウムは接続−切断
サイクルを繰返して実施した後には摩滅する゛傾向を示
づ−0このような摩滅は相手側の部品によって引起こさ
れる。すなわち、低温の接触面上に霜や固体空気がイ」
着しても低抵抗の接続部が確実に形成されるようにする
ため、相手側の部品は意図的に引込導体よりも硬(かつ
特に鋭利に作られているのである。その上、液体冷却剤
の温度に維持された引込導体の接触面の修理に当っては
、低温保持装置から液体冷却剤を排出して外界温度にま
で濡めなければならない。これは時間J3よび経費のか
かる点て厄介な操作である。特に、NMRにおいて使用
されるような超伏導磁6にそのような操作を施すことは
望ましくない。それ故、持続モードで動作する超伝導磁
石に対し、上記のととぎ使用上の欠点を排除するような
励磁用引込導体装置が使用できれば大いに望ましいわけ
である。
「発 明 の 概 要」
本発明の好適な実施の態様に基づく励磁用引込導体装置
は、低温保持装置の内壁および外壁の間に伸びる棒状ま
たはシャフト状の電気導体、低温保持装置の内壁および
外壁の間に位置づる環体部分を包Itll リ−るハウ
ジング、並びにくぼみ膨突胴を右する着脱自在のジコワ
ー(dewar )を含んでいる。上記のジコワーは、
導体の外面に沿いながら低温保持装置の内壁に向かって
伸び、次いでジュワーの外壁とハウジングの内壁との間
を再び外方へ向かって伸びる冷却剤蒸気流路を形成し、
それによって低温保持装置の内部と外界どの間に長・い
熱流路を提供する。かかる励磁用引込導体装置はまた、
導体との電気的接続を達成づ−るため低温保持装置の外
壁に設(プられた開口を覆いかつ冷却剤蒸気流路に通じ
た排気口を有する着脱自在の外部キャップをも含んでい
る。
は、低温保持装置の内壁および外壁の間に伸びる棒状ま
たはシャフト状の電気導体、低温保持装置の内壁および
外壁の間に位置づる環体部分を包Itll リ−るハウ
ジング、並びにくぼみ膨突胴を右する着脱自在のジコワ
ー(dewar )を含んでいる。上記のジコワーは、
導体の外面に沿いながら低温保持装置の内壁に向かって
伸び、次いでジュワーの外壁とハウジングの内壁との間
を再び外方へ向かって伸びる冷却剤蒸気流路を形成し、
それによって低温保持装置の内部と外界どの間に長・い
熱流路を提供する。かかる励磁用引込導体装置はまた、
導体との電気的接続を達成づ−るため低温保持装置の外
壁に設(プられた開口を覆いかつ冷却剤蒸気流路に通じ
た排気口を有する着脱自在の外部キャップをも含んでい
る。
このような構成の結果、持続モートの動作に際しては、
励磁用引込導体は低温保持装置の内部に維持されている
極低温より僅かに高いだけの低温に維持される。この場
合の熱損失は、長い熱流路を通っての伝導またはジュワ
ーの排気された内部空間を通っての伝熱のみに限られる
。しかし、励磁を導入する動作に際しては、本発明の励
磁用引込導体装置は温かい外界環境中に配置された電気
的接続部を提供する。励磁用引込導体をこのように構成
すれば、接続部が液体冷却剤に近接していないという事
実により、従来要求されていた極めて低抵抗の接続部の
必要性は排除される。本発明の別の実施の態様に従えば
、−F記の外部キャップと同様へ着説自在の交換キャッ
プが提供される。
励磁用引込導体は低温保持装置の内部に維持されている
極低温より僅かに高いだけの低温に維持される。この場
合の熱損失は、長い熱流路を通っての伝導またはジュワ
ーの排気された内部空間を通っての伝熱のみに限られる
。しかし、励磁を導入する動作に際しては、本発明の励
磁用引込導体装置は温かい外界環境中に配置された電気
的接続部を提供する。励磁用引込導体をこのように構成
すれば、接続部が液体冷却剤に近接していないという事
実により、従来要求されていた極めて低抵抗の接続部の
必要性は排除される。本発明の別の実施の態様に従えば
、−F記の外部キャップと同様へ着説自在の交換キャッ
プが提供される。
かかる交換キャップはそれを貫、通して配置された電気
導体を含んでいて、過大な冷却剤漏れを防止しながら励
磁用引込導体への接続を行うために役立つ。
導体を含んでいて、過大な冷却剤漏れを防止しながら励
磁用引込導体への接続を行うために役立つ。
このように、本発明の目的の1つは超伏>911石など
の装置のための励磁用引込導体装置を提供することにあ
る。
の装置のための励磁用引込導体装置を提供することにあ
る。
また、励磁用引込導体の接続部を液体冷却剤の温度に維
持することの必要性を排除することも本発明の目的の1
つである。
持することの必要性を排除することも本発明の目的の1
つである。
更にまた、多数の接続−切断サイクルを繰返して実施す
ることができるような励磁用引込導体装置を提供するこ
とも本発明の目的の1つである。
ることができるような励磁用引込導体装置を提供するこ
とも本発明の目的の1つである。
更にまた、特にNMR装置に含まれるような超伝導磁石
のために使用される励磁用引込導体に生じる損傷の修理
の必要性を低減または排除することも本発明の目的の1
っである。
のために使用される励磁用引込導体に生じる損傷の修理
の必要性を低減または排除することも本発明の目的の1
っである。
[発明の詳細な説明]
本発明の要旨は前記特許請求の範囲中に詳細かつ明確に
記載されている。とは言え、本発明の構成゛■実施方法
並びにその伯の目的や利点は添(=Jの図面を参照しな
がら以下の説明を読むことによっ−C最も良く理解され
よう。
記載されている。とは言え、本発明の構成゛■実施方法
並びにその伯の目的や利点は添(=Jの図面を参照しな
がら以下の説明を読むことによっ−C最も良く理解され
よう。
第1図には、本発明に基づく励磁用引込導体装置が示さ
れている。詳しく述べれば、低温保持装置の内壁32が
液体冷却剤34を包囲しているが、この冷却剤は液体ヘ
リウムから成るのが通例である。他方、低温槽保持装置
の外壁3oば外界37に接している。低温保持装置の内
壁32と外壁30との間には空間35が限定されている
が、この空間は低温槽保持装置の内壁32と外壁3oと
の間の熱的絶縁を達成−するために排気されていること
が好ましい。少なくとも一部が低温保持装置の内壁32
を貫通するように導電棒10が配置されているが、この
導電棒はリボン状または一部の超伝導体36に接続され
ている。かかる接続のためには、当業者にとって公知の
特殊合金はんだが使用されるのが通例である。超伝導体
36は低温保持装置の内部に配置されI〔磁石コイル(
図示せず)のごとき装置に接続されている。低温保持装
置の内部容器に対する液密かつ気密の封止を行うため、
導電棒10は液体および気体不透過性の電気絶縁体50
によって低温保持装置の内壁32に取イ1けられている
ことが好ましい。4 m棒10は内壁32から外方へ伸
びて外壁30の間口に達するが、最終的にはその間口を
通して導電棒10との電気的接続を達成することができ
る。導電棒10はまた、少量の気化した冷却剤が流れ得
るようにそれを貫通して設けられた冷却剤蒸気流路25
をも有している。蒸気は低温保持装置の内壁32の内側
に位置する導電棒10の端部に設けられた流入口41に
入る。流入口41は冷却剤蒸気流路25に通じて、15
す、そして後者は長手方向に伸びて導電棒10の上部(
すなわち、低温保持装置の外壁30に近接して位置する
部分)に設けられI、”流出口24に達している。更に
また、導電棒10は円錐台形の接触面12を有すること
が好ましいが、嵌合式の電気導体との適正な接触を達成
づるため接触面12には粗面化またはローレット切りを
施すことができる。なお、第1図に示された導電棒10
は雄型の接続部を有しCいるが、雄型接続部の代りに旧
型接続部を使用することも同様に本発明の範囲内に含ま
れることを理解づべきCある。
れている。詳しく述べれば、低温保持装置の内壁32が
液体冷却剤34を包囲しているが、この冷却剤は液体ヘ
リウムから成るのが通例である。他方、低温槽保持装置
の外壁3oば外界37に接している。低温保持装置の内
壁32と外壁30との間には空間35が限定されている
が、この空間は低温槽保持装置の内壁32と外壁3oと
の間の熱的絶縁を達成−するために排気されていること
が好ましい。少なくとも一部が低温保持装置の内壁32
を貫通するように導電棒10が配置されているが、この
導電棒はリボン状または一部の超伝導体36に接続され
ている。かかる接続のためには、当業者にとって公知の
特殊合金はんだが使用されるのが通例である。超伝導体
36は低温保持装置の内部に配置されI〔磁石コイル(
図示せず)のごとき装置に接続されている。低温保持装
置の内部容器に対する液密かつ気密の封止を行うため、
導電棒10は液体および気体不透過性の電気絶縁体50
によって低温保持装置の内壁32に取イ1けられている
ことが好ましい。4 m棒10は内壁32から外方へ伸
びて外壁30の間口に達するが、最終的にはその間口を
通して導電棒10との電気的接続を達成することができ
る。導電棒10はまた、少量の気化した冷却剤が流れ得
るようにそれを貫通して設けられた冷却剤蒸気流路25
をも有している。蒸気は低温保持装置の内壁32の内側
に位置する導電棒10の端部に設けられた流入口41に
入る。流入口41は冷却剤蒸気流路25に通じて、15
す、そして後者は長手方向に伸びて導電棒10の上部(
すなわち、低温保持装置の外壁30に近接して位置する
部分)に設けられI、”流出口24に達している。更に
また、導電棒10は円錐台形の接触面12を有すること
が好ましいが、嵌合式の電気導体との適正な接触を達成
づるため接触面12には粗面化またはローレット切りを
施すことができる。なお、第1図に示された導電棒10
は雄型の接続部を有しCいるが、雄型接続部の代りに旧
型接続部を使用することも同様に本発明の範囲内に含ま
れることを理解づべきCある。
本発明の別の特徴について述べれば、導電棒10は低温
保持装置の内壁32から外壁30にまで伸びるハウジン
グ16によって包囲されている。
保持装置の内壁32から外壁30にまで伸びるハウジン
グ16によって包囲されている。
ハウジング16は、図示のごとく溶接部51により、低
温保持装置の内壁32に対して封止されていることが好
ましい。ハウジング16はまた、図示のごとく溶接部5
2により、低温保持装置の外壁30に対しても封止され
ていることが好ましい。
温保持装置の内壁32に対して封止されていることが好
ましい。ハウジング16はまた、図示のごとく溶接部5
2により、低温保持装置の外壁30に対しても封止され
ていることが好ましい。
更によノ〔、ハウジング16は低温保持装置の外壁30
の開口の回りに配置されているから、その開口を通して
導電棒10とりわり接触面12に接近(アクセス)する
ことが可能である。第1図には導電棒10が低温保持装
置の外壁30の開口から突き出た好適な位置を占める場
合が示されているが、導電棒10が図示のごとき長さを
有することが要求される′わけではない。とは言え、低
湿保持装置の外部から接触面12に簡単に接近できるよ
うにすることが望ましい。ハウジング16はまた、温度
変化による伸縮を補償するように働くベロ一部18を有
するととが好ましい。なお、ハウジング16は熱伝導率
の小さい薄肉材料(たとえば厚さ約10ミルのステンレ
ス鋼) T−構成することが好ましい。
の開口の回りに配置されているから、その開口を通して
導電棒10とりわり接触面12に接近(アクセス)する
ことが可能である。第1図には導電棒10が低温保持装
置の外壁30の開口から突き出た好適な位置を占める場
合が示されているが、導電棒10が図示のごとき長さを
有することが要求される′わけではない。とは言え、低
湿保持装置の外部から接触面12に簡単に接近できるよ
うにすることが望ましい。ハウジング16はまた、温度
変化による伸縮を補償するように働くベロ一部18を有
するととが好ましい。なお、ハウジング16は熱伝導率
の小さい薄肉材料(たとえば厚さ約10ミルのステンレ
ス鋼) T−構成することが好ましい。
本発明のその他の構成要素としてジュワー14がある。
ジュワー14は、その管壁を横切る方向に沿つ−Cの熱
的絶縁を達成するために排気された内部空間15を有す
ることが好ましい。ジュワー14はま1こ、導電棒10
を収容するくぼみ膨突胴を有するように形成されている
ことが好ましい。
的絶縁を達成するために排気された内部空間15を有す
ることが好ましい。ジュワー14はま1こ、導電棒10
を収容するくぼみ膨突胴を有するように形成されている
ことが好ましい。
更にまた、ジュワー14は導電棒10との間に冷却剤蒸
気流路を形成するように配置されている。
気流路を形成するように配置されている。
その結果、導電棒10とジュワー14の内壁との間の空
間内にa3いて、流出口24からの?′i8却剤蒸気が
概して低温保持装置の外壁から内壁へ向かう方向に治っ
て流れることになる。このような流れの方向は矢印43
によって表わされている。なお、熱伝達を改善してジュ
ワー14の管壁に沿った熱伝導を一層低減さけるため、
じゃま板(図示せず)を追加することによってかかる流
路内の流れを変更することもできる。ジュワー、14は
低温、保持装置の内壁32に対して封止されていないの
で、矢印44によって表わされるごとく、冷)lI剤蒸
気はジュワー14と内壁32との間を流れることができ
る。ジュワー14はまた、矢印45および46によって
表わされるごとく、ハウジング16の内壁とジュワー1
4の外壁との間に冷却剤蒸気流路を形成するように配置
されている。ジュワー14の機能は、冷却剤蒸気が通過
すべき熱的距離を長くすることにある。このようにすれ
ば、外界温度から極低温に至る温度勾配に暴露される金
属を熱伝導率の小さい薄肉材料(たとえばステンレスl
1i)で構成することができ、しかも流出する蒸気が金
属と熱交換を行うことによって極低温領域への熱の到達
が防止されるため、熱損失を極めて小さくすることがで
きる。同じことは、ジュワー14ばかりでなくハウジン
グ16についても言える。
間内にa3いて、流出口24からの?′i8却剤蒸気が
概して低温保持装置の外壁から内壁へ向かう方向に治っ
て流れることになる。このような流れの方向は矢印43
によって表わされている。なお、熱伝達を改善してジュ
ワー14の管壁に沿った熱伝導を一層低減さけるため、
じゃま板(図示せず)を追加することによってかかる流
路内の流れを変更することもできる。ジュワー、14は
低温、保持装置の内壁32に対して封止されていないの
で、矢印44によって表わされるごとく、冷)lI剤蒸
気はジュワー14と内壁32との間を流れることができ
る。ジュワー14はまた、矢印45および46によって
表わされるごとく、ハウジング16の内壁とジュワー1
4の外壁との間に冷却剤蒸気流路を形成するように配置
されている。ジュワー14の機能は、冷却剤蒸気が通過
すべき熱的距離を長くすることにある。このようにすれ
ば、外界温度から極低温に至る温度勾配に暴露される金
属を熱伝導率の小さい薄肉材料(たとえばステンレスl
1i)で構成することができ、しかも流出する蒸気が金
属と熱交換を行うことによって極低温領域への熱の到達
が防止されるため、熱損失を極めて小さくすることがで
きる。同じことは、ジュワー14ばかりでなくハウジン
グ16についても言える。
本発明のその他の構成要素として、好ましくはジュワー
14に固定されたキャップ20がある。
14に固定されたキャップ20がある。
低温保持装置の外壁30に対する気密の封止を行うため
、キャップ20はフランジ21およびOリングガスケッ
ト22を有している。キャップ20は任意適宜の手段(
図示けず)によって外壁30に固定されている。かかる
手段としては、クランプ、スナップおよびボルトが挙げ
られる。ただし、ボルトを使用する場合には、空間35
内の熱的絶縁用排気状態を保持するため外壁30のボル
ト穴はめくら穴であることが好ましい。外壁30に対す
る所望の効果的な封止を達成するためにはまた、ねじ手
段を使用することもできる。なお、かかる固定手段の細
部は本発明の理解または実施にとって重要ではない。キ
1?ツブ20は熱伝導率の小さい材料(たとえばステン
レス鋼)から成ることが好ましい。キャップ20はまた
、上記のごとき迂回した冷却剤蒸気流路に通じる排気口
23をも有している。従って、たとえばヘリウム蒸気は
この排気口23から排出されることになる。なお、排気
口23のオリフィス直径を適正に選定したり、あるいは
排気口23内に弁を使用したりすることにより、熱損失
を最少限に抑えることができる。
、キャップ20はフランジ21およびOリングガスケッ
ト22を有している。キャップ20は任意適宜の手段(
図示けず)によって外壁30に固定されている。かかる
手段としては、クランプ、スナップおよびボルトが挙げ
られる。ただし、ボルトを使用する場合には、空間35
内の熱的絶縁用排気状態を保持するため外壁30のボル
ト穴はめくら穴であることが好ましい。外壁30に対す
る所望の効果的な封止を達成するためにはまた、ねじ手
段を使用することもできる。なお、かかる固定手段の細
部は本発明の理解または実施にとって重要ではない。キ
1?ツブ20は熱伝導率の小さい材料(たとえばステン
レス鋼)から成ることが好ましい。キャップ20はまた
、上記のごとき迂回した冷却剤蒸気流路に通じる排気口
23をも有している。従って、たとえばヘリウム蒸気は
この排気口23から排出されることになる。なお、排気
口23のオリフィス直径を適正に選定したり、あるいは
排気口23内に弁を使用したりすることにより、熱損失
を最少限に抑えることができる。
ジュワー14は任意適宜の手段によって所望の位置に支
持することができるが、第1図に示されるごとくジュワ
ー14をキャップ20に固定するのが簡便かつ容易であ
る。このように寸れば、嵌合式の電気導体を接触面12
に取付けるための準備を行うに際してキャップ20およ
びジュワー14を同時に取除くことができる。
持することができるが、第1図に示されるごとくジュワ
ー14をキャップ20に固定するのが簡便かつ容易であ
る。このように寸れば、嵌合式の電気導体を接触面12
に取付けるための準備を行うに際してキャップ20およ
びジュワー14を同時に取除くことができる。
かかる嵌合式の電気導体は第2図に示されている。更に
詳しく述べれば、第2図には7ランジ21′および排気
口23′を右する交換キャップ20′が示されているが
、この交換キャップ20’は磁界調整操作に際して第1
図中のキャップ20の代りに使用される。元のキャップ
20および交換キャップ20′の構造は、超伝導体36
に補正電流を注入するための外部電気導体60が交換キ
ャップ20′を貫通して配置されている点を除けば同じ
であることが好ましい。第2図に示されるごとく、電気
導体60は雌型の接触面61を有するが、これは導電棒
10上の接触面12に嵌合し得るように円錐台形を成し
ていることが好ましい。
詳しく述べれば、第2図には7ランジ21′および排気
口23′を右する交換キャップ20′が示されているが
、この交換キャップ20’は磁界調整操作に際して第1
図中のキャップ20の代りに使用される。元のキャップ
20および交換キャップ20′の構造は、超伝導体36
に補正電流を注入するための外部電気導体60が交換キ
ャップ20′を貫通して配置されている点を除けば同じ
であることが好ましい。第2図に示されるごとく、電気
導体60は雌型の接触面61を有するが、これは導電棒
10上の接触面12に嵌合し得るように円錐台形を成し
ていることが好ましい。
更に、絶縁板62により導体60とキャップ20’ と
の間の電気的絶縁を行う。
の間の電気的絶縁を行う。
第1および2図に示され1=ような励磁用引込導体装置
の構成は幾つかの利点を有している。すなわち、接触面
12が極低温に維持されていないから、電気的接続部の
抵抗が従来の構造に比へて問題とならない。詳しく述べ
れば、接触面における抵抗の問題とりわけ霜や固体空気
の付着に原因する抵抗の問題がもはや存在しないか、あ
るいは重大でなくなる。接触面において多少の抵抗性加
熱が起こるにしても、加熱部位は低温保持装置の内部容
器から十分に離れているため、冷却剤34の顕著な加熱
は起こらない。その上、本発明は励磁用電源の迅速な接
触および切断のための手段をも提供する。更にまた、接
触面の状態を気に覆ることなしに多数の接続−切断サイ
クルを実煎り−ることができる。なぜなら、接触面には
極めて容易に接近することができ、しかも接触面の保持
または修理に際して低温保持装置の運転停止が必要とさ
れないからである3、更にまた、排気口23および23
′の弁やオリフィスにより、低温保持装置の内側部分と
外側部分との間に効果的な熱的絶縁をもたらすような熱
的に長い冷却剤蒸気流路を形成しながら、冷却剤蒸気の
損失を最少限に抑える。
の構成は幾つかの利点を有している。すなわち、接触面
12が極低温に維持されていないから、電気的接続部の
抵抗が従来の構造に比へて問題とならない。詳しく述べ
れば、接触面における抵抗の問題とりわけ霜や固体空気
の付着に原因する抵抗の問題がもはや存在しないか、あ
るいは重大でなくなる。接触面において多少の抵抗性加
熱が起こるにしても、加熱部位は低温保持装置の内部容
器から十分に離れているため、冷却剤34の顕著な加熱
は起こらない。その上、本発明は励磁用電源の迅速な接
触および切断のための手段をも提供する。更にまた、接
触面の状態を気に覆ることなしに多数の接続−切断サイ
クルを実煎り−ることができる。なぜなら、接触面には
極めて容易に接近することができ、しかも接触面の保持
または修理に際して低温保持装置の運転停止が必要とさ
れないからである3、更にまた、排気口23および23
′の弁やオリフィスにより、低温保持装置の内側部分と
外側部分との間に効果的な熱的絶縁をもたらすような熱
的に長い冷却剤蒸気流路を形成しながら、冷却剤蒸気の
損失を最少限に抑える。
以上、特定の好適な実施の態様に従って本発明を詳細に
記載したが、数多くの変更や改変を加え得ることは当業
者にとって自明であろっ。それ故、本発明の精神および
範囲から逸脱しない限り、前記特許請求の範囲はかかる
変更や改変の全てを包括するものと理解すべきである。
記載したが、数多くの変更や改変を加え得ることは当業
者にとって自明であろっ。それ故、本発明の精神および
範囲から逸脱しない限り、前記特許請求の範囲はかかる
変更や改変の全てを包括するものと理解すべきである。
第1図は本発明に基づく励磁用引込導体装置の部分断面
側面図、そして第2図は嵌合式の電気導体を含む交換キ
ャップを装着した第1図の装着の一部の部分断面側面図
である。 図中、10は導電棒、12は接触面、14はジュツ2.
16はハウジング、18はベロ一部、20は外部キャッ
プ、20′は交換キャップ、21はフランジ、23は排
気口、25は導電棒内の冷却剤蒸気流路、30’は低温
保持装置の外壁、32は低温保持装置の内壁、34は液
体冷却剤、36は超伝導体、37は外界、50は電気絶
縁体、51および52は溶接部、そして60は外部電気
導体を表わす。 特許出願人
側面図、そして第2図は嵌合式の電気導体を含む交換キ
ャップを装着した第1図の装着の一部の部分断面側面図
である。 図中、10は導電棒、12は接触面、14はジュツ2.
16はハウジング、18はベロ一部、20は外部キャッ
プ、20′は交換キャップ、21はフランジ、23は排
気口、25は導電棒内の冷却剤蒸気流路、30’は低温
保持装置の外壁、32は低温保持装置の内壁、34は液
体冷却剤、36は超伝導体、37は外界、50は電気絶
縁体、51および52は溶接部、そして60は外部電気
導体を表わす。 特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、少なくとも内壁および外壁を有する低温保持装置の
内部に配置された超伝導コイルのための励磁用引込導体
装置において、(、a )前記低温保持装置の前記内壁
および外壁を貫通して配置され、これらの壁から電気的
に絶縁され、かつ前記低温保持装置の内部において前記
超伝導コイルに電気的に接続された電気導体であって、
前記低温保持装置の内部容積からの冷11剤蒸気を通す
ための長手方向に伸ひl〔内部流路を有する電気導体、
<b >前゛記低温保持装置の前記内壁および外壁の間
に位置する前記導体の部分を包囲するハウジング、(0
)くぼみ膨突mを有する着脱自在のジュワーであって、
前記導体が該空胴のギまで伸びるように配置され、かつ
前記導体の前記内部流路の外側開口から前記導体の外面
に沿って前記低温保持装置の前記内壁に向かって伸び、
次いでそこから当該ジュワーの外壁と前記ハウジングの
内壁との間を再び前記低温保持装置の前記外壁に向かっ
て伸びる冷却剤蒸気流路を形成するように配置されたジ
ュワー、並びに(d )前記導体への電気的接続を行う
ことが出来るようにづ゛るための、前記低温保持装置の
前記外壁に設けられた開口を密封可能に覆い、かつ前記
冷却剤蒸気流路に通じた排気口を有する着脱自在の外部
キャップの諸要素を有することを特徴とする励磁用引込
導体装置。 2、前記ハウジングが伸縮を補償づるように形成された
ベロ一部を含む特許請求の範囲第1項記載の励磁用引込
導体装置。 3、前記導体が前記低温保持装置の前記外壁に近接した
端部に粗面化した接触面を有する特許請求の範囲第゛1
項記載の励磁用引込導体装置。 4、前記導体が前記低温保持装置の前記外壁に近接した
端部に円錐台形の接触面を有する特許請求の範囲第1項
記載の励磁用引込導体装置。 5、前記ハウジングがステンレス鋼から成る特許請求の
範囲第1項記載の励磁用引込導体装置。 6.前記ジュワーが前記外部キャップに固定されかつ該
キャップによって支持されている特許請求の範囲第1項
記載の励磁用引込導体装置。 7、前記外部キャップが該キャップを貫通して配置され
かつ前記導体上の接触面と嵌合するように形成されlζ
外部電気導体を含んでいて、前記外部キャップは前記低
温保持装置の前記外壁と密封可能に結合し得るように形
成されていると共に前記冷却剤蒸気流路に通じた排気口
を有し、しかも前記外部電気導体が前記外部キャップか
ら熱的d3よび電気的に絶縁されている特許請求の範囲
第1項記載の励磁用引込導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US481190 | 1983-04-01 | ||
US06/481,190 US4453149A (en) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | Excitation lead for superconducting devices, particularly magnets |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59224187A true JPS59224187A (ja) | 1984-12-17 |
Family
ID=23910993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59063453A Pending JPS59224187A (ja) | 1983-04-01 | 1984-04-02 | 超伝導装置特に磁石のための励磁用引込導体装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4453149A (ja) |
EP (1) | EP0121194A1 (ja) |
JP (1) | JPS59224187A (ja) |
CA (1) | CA1228396A (ja) |
FI (1) | FI840600A (ja) |
IL (1) | IL71252A0 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013030661A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Fujikura Ltd | 超電導コイル |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4544979A (en) * | 1984-03-22 | 1985-10-01 | Cryomagnetics, Inc. | Automatic current lead retractor system for superconducting magnets |
US4600802A (en) * | 1984-07-17 | 1986-07-15 | University Of Florida | Cryogenic current lead and method |
US4918409A (en) * | 1988-12-12 | 1990-04-17 | The Boeing Company | Ferrite device with superconducting magnet |
FR2669470B1 (fr) * | 1990-11-20 | 1993-01-08 | Alsthom Gec | Procede de refroidissement d'une amenee de courant pour appareillage electrique a tres basse temperature et dispositif pour sa mise en óoeuvre. |
US9182464B2 (en) | 2012-07-27 | 2015-11-10 | General Electric Company | Retractable current lead |
CN109273193B (zh) * | 2018-12-04 | 2023-10-27 | 湖南迈太科医疗科技有限公司 | 电流引线结构及超导磁体 |
US11961662B2 (en) | 2020-07-08 | 2024-04-16 | GE Precision Healthcare LLC | High temperature superconducting current lead assembly for cryogenic apparatus |
CN112290243B (zh) * | 2020-10-29 | 2021-08-27 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种高压绝缘电流引线结构 |
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---|---|---|---|---|
US3371145A (en) * | 1968-02-27 | Avco Corp | Cryogenic heat exchanger electrical lead | |
US1878094A (en) * | 1926-12-17 | 1932-09-20 | Gen Cable Corp | Oil-cooled terminal |
US3133144A (en) * | 1962-08-16 | 1964-05-12 | Bell Telephone Labor Inc | Cryostat |
GB1140441A (en) * | 1966-04-21 | 1969-01-22 | English Electric Co Ltd | Improvements in or relating to bushings |
US3358463A (en) * | 1966-07-15 | 1967-12-19 | Lockheed Aircraft Corp | Integrated superconducting magnetcryostat system |
FR1585049A (ja) * | 1968-06-12 | 1970-01-09 | ||
DE2331869B2 (de) * | 1973-06-22 | 1976-07-15 | Kuehlmittelzufuehrung fuer elektrische einrichtungen mit auf hochspannungspotential befindlichen leitern | |
DE2451949C3 (de) * | 1974-10-31 | 1981-10-22 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa | Stromzufühungsvorrichtung für eine supraleitende Magnetspule |
US4218892A (en) * | 1979-03-29 | 1980-08-26 | Nasa | Low cost cryostat |
US4369636A (en) * | 1981-07-06 | 1983-01-25 | General Atomic Company | Methods and apparatus for reducing heat introduced into superconducting systems by electrical leads |
US4394634A (en) * | 1981-10-26 | 1983-07-19 | Vansant James H | Vapor cooled current lead for cryogenic electrical equipment |
-
1983
- 1983-04-01 US US06/481,190 patent/US4453149A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-02-15 FI FI840600A patent/FI840600A/fi not_active Application Discontinuation
- 1984-03-15 IL IL71252A patent/IL71252A0/xx unknown
- 1984-03-16 CA CA000449844A patent/CA1228396A/en not_active Expired
- 1984-03-23 EP EP84103224A patent/EP0121194A1/en not_active Ceased
- 1984-04-02 JP JP59063453A patent/JPS59224187A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013030661A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Fujikura Ltd | 超電導コイル |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0121194A1 (en) | 1984-10-10 |
FI840600A (fi) | 1984-10-02 |
US4453149A (en) | 1984-06-05 |
FI840600A0 (fi) | 1984-02-15 |
CA1228396A (en) | 1987-10-20 |
IL71252A0 (en) | 1984-06-29 |
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