JPS6225473A - 超電導機器給電用の電流リ−ド - Google Patents
超電導機器給電用の電流リ−ドInfo
- Publication number
- JPS6225473A JPS6225473A JP60164503A JP16450385A JPS6225473A JP S6225473 A JPS6225473 A JP S6225473A JP 60164503 A JP60164503 A JP 60164503A JP 16450385 A JP16450385 A JP 16450385A JP S6225473 A JPS6225473 A JP S6225473A
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- Japan
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- slits
- lead
- current
- slit
- current lead
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- 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
この発明は、超′r!1導コイルなど極低温に保持され
た超電導機器に対しぞ外部電源から電流を供給する給電
用の電流リードの構成に関する。
た超電導機器に対しぞ外部電源から電流を供給する給電
用の電流リードの構成に関する。
まず頭記した超電導コイルを例にその超電導機器の構成
を第6図に示す。図において、1は二重構造の真空容器
等として構成された断熱容器であり、該容器内に超電導
コイル2を収容して容器の開放面を絶縁性のM3で閉塞
し、かつ容器1の内部に冷媒として例えば液体ヘリウム
118を満たして超電導コイル2を極低温に保持する。 一方、この超を導コイル2へ外部電源より給電を行うた
めに容器の蓋3を軸封貫通して電流リード4が装備され
ている。この電流リード4は蓋3を貫通するリード本体
5と、該リード本体5の上下両端に接続された常温側端
子部6および低温側端子部7とからなり、かつ常温側端
子部6は図示されてない外部電源に、一方の低温側端子
7が超ii!導コイル2から引き出した日出線2aにそ
れぞれ接続して給電を行うように構成されている。なお
図示例の他に超電導コイル2を収容した容器本体にヘリ
ウムリザーバを接続しこのヘリウムリザーバに電流リー
ドを設置して超?ii導コイル2への給電を行う方式か
かる電流リード4は超1!導コイル2への供給電流が数
千アンペアにも達する大電流であることから通電に伴っ
て発生するジュール熱も大であり、さらに該電流リード
4を通じて容器内に侵入する熱を極力抑えるために電流
リード4を強制冷却する必要がある。このための手段と
して後述のように電流リード4のリード導体の周面に冷
却ガスの通路となるらせん溝を加工して溝間に放熱フィ
ンを形成し、このらせん溝・\容器1内に入れた液体ヘ
リウムの蒸発ガスを流して電流リード4を強制冷却する
方式が一般に採用されている。 かかる方式による電流リード4の詳m tl imを示
すと第4図のごとくであり、リード本体5は常温側端子
部6と低温側端子部7との間を結ぶリード導体8と、該
リード導体8を凹墳した中空管9とからなり、かつリー
ド導体8の圃面上には軸方向に沿って符号10で示すら
せん状の溝を切削加工して溝の間に放熱フィン11を形
成した構造となっている。かかる構成で機器の運転時に
は、前記らせん溝lOと中空管9とで囲まれた通路を通
じて容器l内で蒸発したヘリウムガスが矢印のように上
昇して流れ、このガス通流過程でリード導体8の周面上
に張り出す放熱フィン11との間で熱交換して電流リー
ドを冷却する。なおリード導体8の上端から外方へ排出
するヘリウムガスは図示されてない冷凍機に導かれて冷
却され、再び液体ヘリウムとなって容器1内へ還流され
る。 一方、上記の電流リード4は、その設計上の所要通電断
面積が通電電流と冷却条件から決定される。すなわち導
体断面積が必要以上に大であるとリード導体を通じて外
部熱の侵入量が増大し、逆に断面積が小であるとジエー
ル熱損が増加する問題があり、この面から適正な通電断
面積が決定される。一方、リード導体8の周面に形成さ
れたらせん溝10.放熱フィン11に関しては、らせん
溝10のガス通路断面積をリード導体8の冷却に必要と
される最小の流路断面積として容器1内に収容した液体
ヘリウムの蒸発量を最小限に抑えつつ、ここを還流する
ヘリウムガスと導体側の放熱フィン11との間の熱交換
面積を大にして高い熱交換率が得られるように設定する
ことが望まれる。さらにヘリウムガス系統で例えば弁の
故障等により万一ヘリウムガスの供給停止のトラブルが
生じた場合を想定すると、この場合にはトラブルの回復
までに低温に冷却されている電流リードの温度上昇を極
力低(抑える必要があるが、このためには通電に直接関
与しない放熱フィン11のマスを大きくしておけばその
熱容量により前記トラブル発生時の温度上昇を瘉力抑え
ることが可能である。したがって前記の各冷却条件を満
足させるためにも、リード導体8の周面に形成した前記
のらせん溝10は溝幅は数mm程度にできるだけ狭く、
かつ溝深さを深(して放熱フィン11のフィン高さを大
きく構成することが望ましい。 ところで従来における電流リード4のリード導体8は第
5図に示すような構成であり、そのらせん溝lOを加工
するには直径φの銅の丸棒素材をを旋盤にかけてその全
域ぞ連続的に切削加工し、らせん溝を形成していた。し
かしながらこの旋盤による切削加工法では、加工性の′
MI約から前記したように溝幅が狭くかつ深さ寸法の深
いらせん溝10を切削加工することが困難であり、電流
リードのリード導体として充分な冷却特性を持ったもの
が製作できない難点があった。
を第6図に示す。図において、1は二重構造の真空容器
等として構成された断熱容器であり、該容器内に超電導
コイル2を収容して容器の開放面を絶縁性のM3で閉塞
し、かつ容器1の内部に冷媒として例えば液体ヘリウム
118を満たして超電導コイル2を極低温に保持する。 一方、この超を導コイル2へ外部電源より給電を行うた
めに容器の蓋3を軸封貫通して電流リード4が装備され
ている。この電流リード4は蓋3を貫通するリード本体
5と、該リード本体5の上下両端に接続された常温側端
子部6および低温側端子部7とからなり、かつ常温側端
子部6は図示されてない外部電源に、一方の低温側端子
7が超ii!導コイル2から引き出した日出線2aにそ
れぞれ接続して給電を行うように構成されている。なお
図示例の他に超電導コイル2を収容した容器本体にヘリ
ウムリザーバを接続しこのヘリウムリザーバに電流リー
ドを設置して超?ii導コイル2への給電を行う方式か
かる電流リード4は超1!導コイル2への供給電流が数
千アンペアにも達する大電流であることから通電に伴っ
て発生するジュール熱も大であり、さらに該電流リード
4を通じて容器内に侵入する熱を極力抑えるために電流
リード4を強制冷却する必要がある。このための手段と
して後述のように電流リード4のリード導体の周面に冷
却ガスの通路となるらせん溝を加工して溝間に放熱フィ
ンを形成し、このらせん溝・\容器1内に入れた液体ヘ
リウムの蒸発ガスを流して電流リード4を強制冷却する
方式が一般に採用されている。 かかる方式による電流リード4の詳m tl imを示
すと第4図のごとくであり、リード本体5は常温側端子
部6と低温側端子部7との間を結ぶリード導体8と、該
リード導体8を凹墳した中空管9とからなり、かつリー
ド導体8の圃面上には軸方向に沿って符号10で示すら
せん状の溝を切削加工して溝の間に放熱フィン11を形
成した構造となっている。かかる構成で機器の運転時に
は、前記らせん溝lOと中空管9とで囲まれた通路を通
じて容器l内で蒸発したヘリウムガスが矢印のように上
昇して流れ、このガス通流過程でリード導体8の周面上
に張り出す放熱フィン11との間で熱交換して電流リー
ドを冷却する。なおリード導体8の上端から外方へ排出
するヘリウムガスは図示されてない冷凍機に導かれて冷
却され、再び液体ヘリウムとなって容器1内へ還流され
る。 一方、上記の電流リード4は、その設計上の所要通電断
面積が通電電流と冷却条件から決定される。すなわち導
体断面積が必要以上に大であるとリード導体を通じて外
部熱の侵入量が増大し、逆に断面積が小であるとジエー
ル熱損が増加する問題があり、この面から適正な通電断
面積が決定される。一方、リード導体8の周面に形成さ
れたらせん溝10.放熱フィン11に関しては、らせん
溝10のガス通路断面積をリード導体8の冷却に必要と
される最小の流路断面積として容器1内に収容した液体
ヘリウムの蒸発量を最小限に抑えつつ、ここを還流する
ヘリウムガスと導体側の放熱フィン11との間の熱交換
面積を大にして高い熱交換率が得られるように設定する
ことが望まれる。さらにヘリウムガス系統で例えば弁の
故障等により万一ヘリウムガスの供給停止のトラブルが
生じた場合を想定すると、この場合にはトラブルの回復
までに低温に冷却されている電流リードの温度上昇を極
力低(抑える必要があるが、このためには通電に直接関
与しない放熱フィン11のマスを大きくしておけばその
熱容量により前記トラブル発生時の温度上昇を瘉力抑え
ることが可能である。したがって前記の各冷却条件を満
足させるためにも、リード導体8の周面に形成した前記
のらせん溝10は溝幅は数mm程度にできるだけ狭く、
かつ溝深さを深(して放熱フィン11のフィン高さを大
きく構成することが望ましい。 ところで従来における電流リード4のリード導体8は第
5図に示すような構成であり、そのらせん溝lOを加工
するには直径φの銅の丸棒素材をを旋盤にかけてその全
域ぞ連続的に切削加工し、らせん溝を形成していた。し
かしながらこの旋盤による切削加工法では、加工性の′
MI約から前記したように溝幅が狭くかつ深さ寸法の深
いらせん溝10を切削加工することが困難であり、電流
リードのリード導体として充分な冷却特性を持ったもの
が製作できない難点があった。
上記目的を達成するために、この発明は電流リードを構
成するリード導体の素材周面上にi1!線状のスリット
をらせん階段状に組合せて切削加工し、各直線状スリッ
トの間を直列に連ねてらせん溝および放熱フィンを形成
するように構成たものである。これによりスリット加工
を旋盤加工によらずにフライス盤等で行うことができ、
したがって加工性の改善を図るとともに、溝幅の狭いら
せん導とフィン高さの高い放熱フィンを形成した冷却特
性の高い電流リードが容易に製作できろようになる。
成するリード導体の素材周面上にi1!線状のスリット
をらせん階段状に組合せて切削加工し、各直線状スリッ
トの間を直列に連ねてらせん溝および放熱フィンを形成
するように構成たものである。これによりスリット加工
を旋盤加工によらずにフライス盤等で行うことができ、
したがって加工性の改善を図るとともに、溝幅の狭いら
せん導とフィン高さの高い放熱フィンを形成した冷却特
性の高い電流リードが容易に製作できろようになる。
第1図ないし第3図はこの発明の実施例を示すものであ
り、第4図に対応する同一部材には同じ符号が付しであ
る。すなわちこの発明によれば、丸棒であるリード導体
8の素材周上を例えば90度間隔で複数区分に割出した
上で、互いに隣接する区分の相互間で一部がラップし合
うように導体軸方向に位置をずらしつつ各区分ごとに定
ピン装置きに溝幅a、溝深さbの直線状スリット10a
が切削加工されている。これにより前記直線状スリット
10aの組合せでリード導体8の周面上には各区分の直
線状スリン) 10aの間が順次直列に連なるらせん階
段状のらせん溝10.および溝間に放熱フィン11が形
成されることになる。またこの場合にリード導体8の割
出し区分数をn(図示例では90度間隔でnは4)、放
熱フィン11のピッチ間隔をpとして、隣接区分の相互
間でx −p / nずつ軸方向に位置をずらした上で
溝幅aがp > a > Xとなる条件で直線状スリッ
ト10aを切削加工することにより、各スリット10a
は互いに直列に連なり合ってらせん溝10が形成される
ことになる。なおスリット10a深さ寸法すは、リード
4体8の中央部分に所要の通電断面を残して各スリット
の端部が隣接スリットとの間で一部交叉し合うような深
さ寸法に設定されている。 また上記の構成において、スリット10aの切削加工を
行う場合には該スリットが直線状であることからフライ
ス盤の採用が可能であり、したがって溝#Aaが狭く、
かつ深さbの深いスリットの加工も容易に行える。これ
によりらせん溝10のガス通路断面を電流リード4の冷
却に必要とされる最小断面積に、また放熱フィン11は
放熱面積を大に構成でき、らせん溝10と放熱フィン1
1との間で高い熱交換性が得られることになる。加えて
らせん溝10は各スリン) 10a間に跨る部分で段差
があり、この部分でらせん溝内を通流する冷却ガスが乱
流攪拌されるので放熱フィン11との間の熱交換性能を
より一層高めることが朗待できる。さらに加えて放熱フ
ィン11はフィン高さ寸法が充分高く、そのマス、した
がって熱容量が大となるので、冷却ガス系統に万一のト
ラブルが発生した場合にもフィン11の大きな熱容量に
より常温側から低温側への熱侵入を抑制して急激な温度
上昇を防止できる。
り、第4図に対応する同一部材には同じ符号が付しであ
る。すなわちこの発明によれば、丸棒であるリード導体
8の素材周上を例えば90度間隔で複数区分に割出した
上で、互いに隣接する区分の相互間で一部がラップし合
うように導体軸方向に位置をずらしつつ各区分ごとに定
ピン装置きに溝幅a、溝深さbの直線状スリット10a
が切削加工されている。これにより前記直線状スリット
10aの組合せでリード導体8の周面上には各区分の直
線状スリン) 10aの間が順次直列に連なるらせん階
段状のらせん溝10.および溝間に放熱フィン11が形
成されることになる。またこの場合にリード導体8の割
出し区分数をn(図示例では90度間隔でnは4)、放
熱フィン11のピッチ間隔をpとして、隣接区分の相互
間でx −p / nずつ軸方向に位置をずらした上で
溝幅aがp > a > Xとなる条件で直線状スリッ
ト10aを切削加工することにより、各スリット10a
は互いに直列に連なり合ってらせん溝10が形成される
ことになる。なおスリット10a深さ寸法すは、リード
4体8の中央部分に所要の通電断面を残して各スリット
の端部が隣接スリットとの間で一部交叉し合うような深
さ寸法に設定されている。 また上記の構成において、スリット10aの切削加工を
行う場合には該スリットが直線状であることからフライ
ス盤の採用が可能であり、したがって溝#Aaが狭く、
かつ深さbの深いスリットの加工も容易に行える。これ
によりらせん溝10のガス通路断面を電流リード4の冷
却に必要とされる最小断面積に、また放熱フィン11は
放熱面積を大に構成でき、らせん溝10と放熱フィン1
1との間で高い熱交換性が得られることになる。加えて
らせん溝10は各スリン) 10a間に跨る部分で段差
があり、この部分でらせん溝内を通流する冷却ガスが乱
流攪拌されるので放熱フィン11との間の熱交換性能を
より一層高めることが朗待できる。さらに加えて放熱フ
ィン11はフィン高さ寸法が充分高く、そのマス、した
がって熱容量が大となるので、冷却ガス系統に万一のト
ラブルが発生した場合にもフィン11の大きな熱容量に
より常温側から低温側への熱侵入を抑制して急激な温度
上昇を防止できる。
以上述べたようにこの発明によれば、リード導体の素材
周面上に直線状のスリットをらせん階段状に組合せて切
削加工し、各直線状スリットの間を直列に連ねてらせん
溝および放熱フィンを形成して電流リードを構成したこ
とにより、スリット加工にフライス切削加工法を採用し
てフィン高さの窩い放熱フィンと溝幅の狭いらせん溝の
形成加工が可能となり、かくして冷却特性の高い電流リ
ードを容易に製作することができる。
周面上に直線状のスリットをらせん階段状に組合せて切
削加工し、各直線状スリットの間を直列に連ねてらせん
溝および放熱フィンを形成して電流リードを構成したこ
とにより、スリット加工にフライス切削加工法を採用し
てフィン高さの窩い放熱フィンと溝幅の狭いらせん溝の
形成加工が可能となり、かくして冷却特性の高い電流リ
ードを容易に製作することができる。
第1図はこの発明の実施例による電流リードの要部構成
断面図、第2図および第3図はそれぞれ第1図における
矢視n−n、m−m断面図、第4図はii流リード全体
の構成断面図、第5図は第1図に対応する従来の電流リ
ードの構成断面図、第6図はこの発明の実施対象である
超電導機器全体の構成図である0図において、 1:容器、2:超電導機器としての超1i導コイル、4
:電流リード、5:リード本体、6:常温側端子部、7
:低温側端子部、8:リード導体、9:中空管、10:
らせん溝、10a :直線状のスリット、11:放熱
フィン。 2ご“〕 第1図 第4図 第3図 一φ− 第5図
断面図、第2図および第3図はそれぞれ第1図における
矢視n−n、m−m断面図、第4図はii流リード全体
の構成断面図、第5図は第1図に対応する従来の電流リ
ードの構成断面図、第6図はこの発明の実施対象である
超電導機器全体の構成図である0図において、 1:容器、2:超電導機器としての超1i導コイル、4
:電流リード、5:リード本体、6:常温側端子部、7
:低温側端子部、8:リード導体、9:中空管、10:
らせん溝、10a :直線状のスリット、11:放熱
フィン。 2ご“〕 第1図 第4図 第3図 一φ− 第5図
Claims (1)
- 1)極低温に維持された容器に装備して該容器内に収容
の超電導機器と接続される給電用の電流リードであり、
低温側端子部と常温側端子部との間を結ぶリード導体の
外周面に冷却ガス通路となるらせん溝を加工して放熱フ
ィンを形成したものにおいて、リード導体の素材周面上
に直線状のスリットをらせん階段状に組合せて切削加工
し、各直線状スリットの間を直列に連ねてらせん溝およ
び放熱フィンを形成したことを特徴とする超電導機器給
電用の電流リード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60164503A JPS6225473A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 超電導機器給電用の電流リ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60164503A JPS6225473A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 超電導機器給電用の電流リ−ド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6225473A true JPS6225473A (ja) | 1987-02-03 |
JPH0546711B2 JPH0546711B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=15794392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60164503A Granted JPS6225473A (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 超電導機器給電用の電流リ−ド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6225473A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03241707A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 電流リードおよびその製造方法 |
US5648638A (en) * | 1991-08-22 | 1997-07-15 | Forschungszenlrum Karlsruhe Gmbh | Low-temperature current transfer structure with heat exchanger |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54140495A (en) * | 1978-04-21 | 1979-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductive device |
JPS5998505A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-06 | Japanese National Railways<Jnr> | 超電導電流リ−ド |
-
1985
- 1985-07-25 JP JP60164503A patent/JPS6225473A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54140495A (en) * | 1978-04-21 | 1979-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductive device |
JPS5998505A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-06 | Japanese National Railways<Jnr> | 超電導電流リ−ド |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03241707A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 電流リードおよびその製造方法 |
US5648638A (en) * | 1991-08-22 | 1997-07-15 | Forschungszenlrum Karlsruhe Gmbh | Low-temperature current transfer structure with heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0546711B2 (ja) | 1993-07-14 |
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