JPH01183104A - 超電導装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導マグネットを利用した装置に係り、特
に超電導マグネットを冷却する冷凍機を水平状態で用い
るのに好適な超電導装置に関する。。

【従来の技術〕

従来の装置は、米国特許筒３，８９４，４０３号明細書
に記載のように、冷凍機を鉛直に取付け、冷凍機の第１
ステージ及び第２ステージとそれらを包み込んでいる冷
凍機収納容器間に流体を封入して冷凍機の第１及び第２
ステージの冷たい熱を冷凍機容器に伝達するものである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、冷凍機および冷凍機収納容器を水平に
した状態で運転する場合、冷凍機と冷凍機収納容器のす
き間が大きいので、冷凍機と冷凍機収納容器のすき間に
介在する気体媒体が水平方向に対流をつくる。特に、２
つのステージを有する冷凍機では、第２ステージ（低温
側）の冷凍能力が水平方向の対流によって損なわれてし
まう。

本発明の目的は、冷凍機の冷凍能力を冷凍機の収納容器
に十分に伝達することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、冷凍機と冷凍機の収納容器で形成される間
隙に、熱伝導率の対さい部材を挿入することにより、達
成される。

本発明の超電導装置は、水平に取付けた冷凍機の冷却部
とこの冷凍機の冷却部を挿入した容器とで形成された間
隙に気体媒体を封入して成るものであって、上記の間隙
に低熱伝導率の障害物を取り付けたことを特徴とする特 上記冷凍機は２つのコールドヘッドを有するもので、か
つ、障害物は２つのコールドヘッド間に取付けることが
望ましい。

〔作用〕

水平状態の冷凍機と冷凍機の収納容器間の間隙は、低熱
伝導率の障害物を埋め込むことにより狭くなっている。

それによって、冷凍機と冷凍機の収納容器のすき間に介
在している気体媒体は、水平方向の対流が起こりにくく
なる。このため、冷凍機から冷凍機の収納容器に熱を十
分伝えることができる。

また、冷凍機と冷凍機の容器間隙の障害物を低熱伝導材
質にしたことで、部材からの伝導熱を小さくしている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第４図を使って説
明する。

第１図の１は、超電導コイルで２は、超電導コイル１を
冷却する寒剤である。その寒剤２は、３の寒剤容器に収
納されている。また、寒剤２は、注入管４より注入され
、蒸発した寒剤のガスは５のガス管より大気中に放出さ
れる。６は、第２シールド、７は、第１シールドでそれ
ぞれふく射熱を遮へいしている。９は、真空容器で内部
を真空断熱するためのものである。１０は、２つの冷却
部を有するキホード・マクマホン・サイクル小形冷凍機
である。１１は、小形冷凍機の第１ステージ、１２は第
２ステージで、それぞれ６５Ｗ（８０Ｋにて）と６Ｗ（
２０Ｋにて）の冷凍能力をもつ。１３は、冷凍機を収め
る冷凍機収納容器である。１４は、気体媒体１５を冷凍
機の冷却部１１．１２と冷凍機収納容器のすき間に注入
するパイプである。気体媒体は、熱伝導率が高いガス、
たとえばヘリウムがよい。１６は、バルブで、このバル
ブを閉めることで、気体媒体は冷凍機収納容器１３と冷
凍機１０の冷却部（第１ステージ１１と第２ステージ１
２）のすき間に密封される。

１７は冷凍機１０の第１ステージ１１の近傍位置の冷凍
機収納容器１３に取付けた第１コネクターである。同様
に、１８は、冷凍機１０の第２ステ−ジ１２の近くの位
置の冷凍機収納容器１３に取付けた第２コネクターであ
る。また、１７と１８のコネクタは、第１．第２シール
ド７．６と熱的に接続している。第１．第２コネクター
１７゜１８は、銅またはアルミニウム等のように熱を良
く伝える材質である。２１は、０リングである。

２２は、第１ステージ１１と第２ステージ１２を結んだ
連結体２３と冷凍機収納容器１３の間に挿入した障害物
であ゛る。

第２図は、Ａ−Ａ断面図である。第２図の１９は第２コ
ネクターを締めて冷凍機収納容器１３とコネクター１８
との熱的接続を良くするためのボルトである。その他、
第１図と同一符号は、同じ物を示している。第３図は、
第１図のＢ−ｄ断面図である。１９は、第２図と同じ様
にコネクター１７を締め付けてコネクター１７と冷凍機
収納容器１３との熱的接続を良くするためのボルトであ
る。第２図の他の符号と第１図゛と同一符号のものは、
同じ物を示している。第４図は、第１図Ｃ−Ｃの断面図
である。

以下、実施例の動作の説明する。気体媒体１５が冷凍機
収納容器１３と冷凍機１０の冷却部（第１、第２ステー
ジ１．１．１２及び連結体２３等）で形成された間隙に
封入されている。第２ステージ１２の外径は、連結体２
３の径より大きいので、冷凍機１０の冷却部を冷凍機収
納容器１３に装着するため、連結体２３まわりの冷凍機
収納容器１３の内径は、第２ステージ１２の外径以上の
大きさとなっている。従って、連結体２３とその周りの
冷凍機収納容器１３とのすき間が大きくなる。

もし障害物２２を挿入しないとこのすき間に封入された
気体媒体が自由に流れやすくなる。特に、冷凍機１０を
運転すると、第１ステージ１１と第２ステージ１２の温
度はそれぞれ２０にと８０にとなるので、連結体２３周
りの気体媒体１５が冷凍機収納容器１３と連結体２３で
形成された間隙内で大きな対流の渦をつくる。この対流
の渦は、第１ステージと第２ステージ間で熱交換をする
ので第２ステージから第２コネクターに伝達する冷凍能
力が低下する。本特許は、上記、気体媒体の対流を防止
するため冷凍機収納容器１３と連結体２３とのすき間に
障害物２２を入れた。この障害物２２は、すき間をでき
るだけ埋められる物で、しかも、熱伝導率の小さいもの
が良い。例えば、フェルト状の繊維、ガラス繊維の布や
マットなど、比較的弾性があって、対流を抑える程度に
空隙が制限され、かつ熱伝導率が低いものがよい。

熱伝導率が大きいと、第１ステージ１１から障害物２３
を介して第２ステージ１２に熱が伝わり第２コネクター
での冷却性能を低下する。障害物２２は、気体媒体１５
の対流を防止することで、第１．ステージの冷凍能力を
、第１コネクターに、第２ステージの冷凍能力を、第２
コネクターに伝達することができるので、第１．第２の
シールドともに良好に冷却され、寒剤の蒸発量の少ない
超電導装置となる。

なお、障害物２２は第１ステージ１１と室温のフランジ
２４との区間にできる間隙にも挿入してよい。

又、冷凍機の冷却ステージが１段のみの場合でも本発明
の趣旨に沿って実施することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷凍機の冷却部と冷凍機の冷却部を収
納した容器との間隙中の気体媒体は、障害物で間隙が狭
くなったために対流が起こりにくい状態となるので冷凍
機を鉛直状態で使ったときと同様に冷凍機の冷却能力を
被冷却体に伝達する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の縦断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線断面
図、第４図は第１図のＣ−Ｃ線断面図である。 １０・・・冷凍機、１１・・・第１ステージ、１２・・
・第２ステージ、１３・・・冷凍機収納容器、１５・・
・気体媒体、１７・・・第１コネクター、１８・・・第
２コネクタ第　２　口 第４　旧 ２３・・・理砂４不

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．水平に取付けた冷凍機の冷却部と前記冷凍機の冷却
   部を挿入した容器とで形成された間隙に気体媒体を封入
   して成る超電導装置において、上記間隙に、低熱伝導率
   の障害物を取付けたことを特徴とする超電導装置。