(57)【要約】【課題】大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材を公開する。【解決手段】低温超電導銅ヘッド（３）を備え、前記低温超電導銅ヘッド（３）の一方端の断面は円状であり、且つその円周面に係止溝（６）が配置され、前記係止溝（６）にそれぞれ低温超電導線（２）が係着され、且つ高温超電導スタック（１）によって圧入され、前記低温超電導銅ヘッド（３）の他方端の断面は正方形であり、その両側面に凹溝（７）が設けられ、前記低温超電導線（２）の延長部がそれぞれ凹溝（７）内に係着され、且つステンレススチールのカバー（４）によって圧着固定されて低温超電導継手部を構成する大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。本技術案は、構造設計が合理的であり、高温超電導部分の低温端、低温超電導部分と低温超電導継手部の３つの部分を一体的に整合して、接触抵抗を低下させるだけではなく、ユーザーによる加工や取り付けのプロセスを簡単化し、作動コストを節約し、高温超電導電流リードの作動安全を効果的に保証することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温超電導銅ヘッドを備え、前記低温超電導銅ヘッドの一方端の断面は円状であり、且つその円周面に係止溝が配置され、前記係止溝にそれぞれ低温超電導線が係着され、且つ高温超電導スタックによって圧入され、前記低温超電導銅ヘッドの他方端の断面は正方形であり、その両側面に凹溝が設けられ、前記低温超電導線の延長部がそれぞれ凹溝内に係着され、且つステンレススチールのカバーによって圧着固定されて低温超電導継手部を構成することを特徴とする大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【請求項２】
前記の低温超電導銅ヘッドの中部に、排気通孔が設けられることを特徴とする請求項１に記載の大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【請求項３】
前記の低温超電導銅ヘッドの円状部分と正方形部分との間は円錐状部分によって移行し、且つ低温超電導線の移行部分は低温超電導銅ヘッドの真ん中のテーパ面に均一に配置して貼り合わせられることを特徴とする請求項１に記載の大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【請求項４】
前記の低温超電導線は、研磨体によりプレス処理されて成形してから係止溝内に置かれ、前記高温超電導スタックは係止溝内に真空半田付けされることを特徴とする請求項１に記載の大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【請求項５】
前記の低温超電導銅ヘッドにおける断面が正方形である所在部分の両側面に、それぞれステンレススチールのカバーを係着するための位置限定段差が設けられ、前記位置限定段差はそれぞれ内部へ凹むように両端にあり、前記ステンレススチールのカバーに、位置限定段差に合わせたボスが設けられることを特徴とする請求項１に記載の大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【請求項６】
前記のステンレススチールのカバーは、真空半田付けされ、またボルトによって圧着されるように、低温超電導銅ヘッドの両側の凹溝内に固定され、且つボルトは位置限定段差とボスとの合わせ箇所に取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【請求項７】
前記の低温超電導継手部の低温超電導銅ヘッドの外面は、銀メッキ処理されることを特徴とする請求項１に記載の大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【請求項８】
前記の高温超電導スタックは、多層のＢｉ−２２２３／ＡｇＡｕ超電導テープによって真空半田付けされることを特徴とする請求項１に記載の大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型熱核融合装置又は他の大型電磁装置の超電導（超伝導とも呼ばれる）マグネットの給電フィーダの分野に関し、主に、大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温超電導電流リードは、室温電源と低温超電導マグネットとを接続して、室温から液体ヘリウムの温度領域へ移行させるための電気的接続装置である。超電導マグネットについては、常規の電流リードは、熱が低温システムへ漏洩する主な熱源である。Ｂｉ−２２２３及びＹＢＣＯ等の高温超電導材料は、液体窒素の温度領域において、ゼロ抵抗率及び低熱伝導率の特徴を有するため、高温超電導電流リードに適用されると、低温システムの約半分の冷熱消費を低減し、更に低温システムの建設投資及び作動費用を効果的に低減することができる。
【０００３】
電流リードは、超電導装置における肝心な部品の１つであり、超電導マグネットの安定した動作や低温システムのコストに対して、重要な意味を持つ。安定性、及び熱漏洩の最小化に対する追求は、常に電流リードの設計の主な目的である。
【０００４】
本申請の設計には、金属部分の材料、構造、接触抵抗、低温超電導材料の性能等の要素の間の結合や関連の特性を合わせて、構造をモジュール化して、プロセスを簡単にし、且つ取り付けしやすくする。その同時に、高温超電導部分の低温端と低温超電導部分とは一体として、液体ヘリウムに浸漬され、低温超電導部分全体が液体ヘリウムの環境で動作し、これにより、低温超電導部分の安定低温環境が効果的に保証され、システム構造が簡単化され、且つ高温超電導高温端の温度を安定して制御することができ、ユーザによる取り付けや運用メンテナンスも非常に便利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来の技術の欠点を改善するために、構造がモジュール化され、熱漏洩が低く、電流負荷能力が強く、安全性が高いこと等の特徴を有する大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、下記技術案で達成される。
低温超電導銅ヘッドを備え、前記低温超電導銅ヘッドの一方端の断面は円状であり、且つその円周面に係止溝が配置され、前記係止溝にそれぞれ低温超電導線が係着され、且つ高温超電導スタックによって圧入され、前記低温超電導銅ヘッドの他方端の断面は正方形であり、その両側面に凹溝が設けられ、前記低温超電導線の延長部がそれぞれ凹溝内に係着され、且つステンレススチールのカバーによって圧着固定されて低温超電導継手部を構成することを特徴とする大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材を提供する。
【０００７】
前記の低温超電導銅ヘッドの中部に、排気通孔が設けられる。
【０００８】
前記の低温超電導銅ヘッドの円状部分と正方形部分との間は円錐状部分によって移行し、且つ低温超電導線の移行部分は低温超電導銅ヘッドの真ん中のテーパ面に均一に配置して貼り合わせられる。
【０００９】
前記の低温超電導線は、研磨体によりプレス処理されて成形してから係止溝内に置かれ、前記高温超電導スタックは係止溝内に真空半田付けされる。
【００１０】
前記の低温超電導銅ヘッドにおける断面が正方形である所在部分の両側面に、それぞれステンレススチールのカバーを係着するための位置限定段差が設けられ、前記位置限定段差はそれぞれ内部へ凹むように両端にあり、前記ステンレススチールのカバーに、位置限定段差に合わせたボスが設けられる。
【００１１】
前記のステンレススチールのカバーは、真空半田付けされ、またボルトによって圧着されるように、低温超電導銅ヘッドの両側の凹溝内に固定され、且つボルトは位置限定段差とボスとの合わせ箇所に取り付けられる。
【００１２】
前記の低温超電導継手部の低温超電導銅ヘッドの外面は、銀メッキ処理される。
【００１３】
前記の高温超電導スタックは、多層のＢｉ−２２２３／ＡｇＡｕ超電導テープによって真空半田付けされる。
【００１４】
上記解決策において、高温超電導部分の低温端、低温超電導部分と低温超電導継手部の３つの部分を一体的に整合して、接触抵抗を低下させるだけではなく、ユーザーによる加工や取り付けのプロセスを簡単化し、作動コストを節約し、高温超電導電流リードの作動安全を効果的に保証することができる。
【００１５】
高温超電導部分の低温端は高温超電導スタックであり、高低温超電導部材の中間で移行する低温超電導線は、研磨体によりプレス処理されて成形してから高温超電導スタックの下方の溝内に置かれ、高温超電導スタックと共に真空半田付けされ、接触抵抗を低下させ、プロセス過程を簡単化し、低温超電導部分は複数本の低温超電導線によって低温端銅ヘッドの両側の溝内に真空半田付けされ、またステンレススチール圧板によって圧着され、真空半田付けされ、またボルトによって圧着されるように接続されるので、取り付けを頑固にするだけではなく、接触抵抗を小さくし、ジュール熱を低下させることができる。低温超電導部材の末端の低温超電導継手部の銅表面は銀メッキ処理されており、電流リードと低温超電導マグネットとの接合に低接触抵抗の条件を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のメリットは、下記の通りである。
本発明は、構造設計が合理的であり、高温超電導部分の低温端、低温超電導部分と低温超電導継手部の３つの部分を一体的に整合して、接触抵抗を低下させるだけではなく、ユーザーによる加工や取り付けのプロセスを簡単化し、作動コストを節約し、高温超電導電流リードの作動安全を効果的に保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の構造の模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図３を参照されたい。
【００１９】
低温超電導銅ヘッド３を備え、前記低温超電導銅ヘッド３の一方端の断面は円状であり、且つその円周面に係止溝６が配置され、前記係止溝６にそれぞれ低温超電導線２が係着され、且つ高温超電導スタック１によって圧入され、前記低温超電導銅ヘッド３の他方端の断面は正方形であり、その両側面に凹溝７が設けられ、前記低温超電導線２の延長部がそれぞれ凹溝７内に係着され、且つステンレススチールのカバー４によって圧着固定されて低温超電導継手部を構成する大電流高温超電導電流リード用の液体ヘリウム浸漬式低温超電導部材である。
【００２０】
前記の低温超電導銅ヘッド３の中部に、排気通孔８が設けられる。
【００２１】
前記の低温超電導銅ヘッド３の円状部分と正方形部分との間は円錐状部分によって移行し、且つ低温超電導線２の移行部分は低温超電導銅ヘッド３の真ん中のテーパ面に均一に配置して貼り合わせられる。
【００２２】
前記の低温超電導線２は、研磨体によりプレス処理されて成形してから係止溝６内に置かれ、前記高温超電導スタック１は係止溝６内に真空半田付けされる。
【００２３】
前記の低温超電導銅ヘッド３における断面が正方形である所在部分の両側面に、それぞれステンレススチールのカバー４を係着するための位置限定段差９が設けられ、前記位置限定段差９はそれぞれ内部へ凹むように両端にあり、前記ステンレススチールのカバー４、に位置限定段差９に合わせたボス１０が設けられる。
【００２４】
前記のステンレススチールのカバー４は、真空半田付けされ、またボルト５によって圧着されるように、低温超電導銅ヘッド３の両側の凹溝７内に固定され、且つボルト５は位置限定段差９とボス１０との合わせ箇所に取り付けられる。
【００２５】
前記の低温超電導継手部の低温超電導銅ヘッド３の外面は、銀メッキ処理される。
【００２６】
前記の高温超電導スタック１は、多層のＢｉ−２２２３／ＡｇＡｕ超電導テープによって真空半田付けされる。
【００２７】
具体的に使用する場合の過程としては、低温超電導銅ヘッド３の末端の正方形断面領域の銅面と被接続低温超電導継手部とを接合した後で、この領域を液体ヘリウムに垂直に浸漬し、液面を低温超電導銅ヘッド３の円状部分と正方形部分との間の円錐形移行部分の中間位置にして、使被ステンレススチールのカバー４によって凹溝７内に係着される低温超電導線２の延長部を液体ヘリウムに浸漬する状態にする。低温超電導銅ヘッド３の中部の排気通孔８によりも、蒸発した冷たいヘリウムガスが低温超電導銅ヘッド３の円状断面領域の内部へ流通すると共に、低温超電導銅ヘッド３の円状断面領域の外側の高温超電導スタック１も蒸発した冷液ヘリウムの環境にある。
【００２８】
上記は単に本発明の設計の好適な実施例であるが、本発明の設計を限定するためのものではない。本発明の設計の精神や原則で加えた如何なる修正や均等な交換、改善等も、本発明の設計の保護範囲内に属する。
【００２９】
１  高温超電導スタック
２  低温超電導線
３  低温超電導銅ヘッド
４  ステンレススチールのカバー
５  ボルト
６  係止溝
７  凹溝
８  排気通孔
９  位置限定段差
１０  ボス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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