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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slits
- lead
- current
- slit
- current lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4692560A (en) | Forced flow cooling-type superconducting coil apparatus | |
| US6825583B2 (en) | Linear motor including cooling system | |
| US4031422A (en) | Gas cooled flux shield for dynamoelectric machine | |
| US4363773A (en) | Superconductive electromagnet apparatus | |
| US4161980A (en) | Cooling capsule for thyristors | |
| JPS6225473A (ja) | 超電導機器給電用の電流リ−ド | |
| US4447670A (en) | High-current cryogenic leads | |
| US4395584A (en) | Cable shaped cryogenically cooled stabilized superconductor | |
| US20020171300A1 (en) | High temperature superconducting rotor power leads | |
| US5648638A (en) | Low-temperature current transfer structure with heat exchanger | |
| EP3553839A1 (en) | Superconducting fault current limiter | |
| US4038492A (en) | Current feeding device for electrical apparatus with conductors cooled to a low temperature | |
| JPH0459764B2 (ja) | ||
| US4862022A (en) | Rotor of electric machine with superconducting field winding | |
| JPS6114742B2 (ja) | ||
| JPH0333049Y2 (ja) | ||
| SU957359A1 (ru) | Ротор электрической машины | |
| AU678191B2 (en) | Division of current between different strands of a superconducting winding | |
| KR100592852B1 (ko) | 초전도 케이블용 접속함 | |
| JP2004207305A (ja) | 電流リード | |
| JP2024100229A (ja) | 工業用マグネトロン | |
| JPS6218005Y2 (ja) | ||
| JPH0439908A (ja) | 電流リード | |
| JPH01164263A (ja) | 超電導回転機の回転子 | |
| JP2645040B2 (ja) | 超電導回転子 |