JPH08288560A - Superconducting magnet - Google Patents

Superconducting magnet

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JPH08288560A
JPH08288560A JP7088465A JP8846595A JPH08288560A JP H08288560 A JPH08288560 A JP H08288560A JP 7088465 A JP7088465 A JP 7088465A JP 8846595 A JP8846595 A JP 8846595A JP H08288560 A JPH08288560 A JP H08288560A
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radiation shield
superconducting coil
superconducting
refrigerator
stage
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Taigen Kin
太▲げん▼ 金
Takashi Inaguchi
隆 稲口
Tsuneaki Minato
恒明 湊
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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a superconducting magnet, which can prevent the generation of the mechanical and magnetic vibrations of a superconducting coil. CONSTITUTION: A conductive part flexible body 73 is provided on a conductive member 71, a first radiation shield 61 is connected with a second radiation shield 65 through a radiation shield flexible body 75 and at the same time, a first vacuum tank 63 is connected with a second vacuum tank 67 through a vacuum tank buffer member 77 and even if regenerator type refrigerator 13 is vibrated, vibrations generated from the refrigerator 13 are absorbed in the flexible bodies 73 and 75 and the buffer member 77 by the flexible expansion and extraction and bent of the flexible bodies 73 and 75 and the buffer member 77.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、冷凍機により冷却さ
れる超電導マグネットに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting magnet cooled by a refrigerator.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図２２は例えば特開平６―１３２５６７
号公報に示された従来の超電導装置を示す断面図であ
り、図において、１は超電導コイル、３は超電導コイル
１が巻かれる巻き枠、５は超電導コイル１に電流を供給
する低温側電流リード、７はその低温側電流リード５に
接続される高温側電流リードである。また、９は超電導
コイル１を包囲する輻射シールド、１１はその輻射シー
ルド９を包囲する真空槽である。2. Description of the Related Art FIG. 22 shows, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-132567.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional superconducting device disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. JP-A-2003-242, in which 1 is a superconducting coil, 3 is a winding frame around which the superconducting coil 1 is wound, and 5 is a low temperature side current lead for supplying current to the superconducting coil 1. , 7 are high temperature side current leads connected to the low temperature side current lead 5. Further, 9 is a radiation shield that surrounds the superconducting coil 1, and 11 is a vacuum chamber that surrounds the radiation shield 9.

【０００３】また、１３は超電導コイル１及び輻射シー
ルド９を冷却する蓄冷型冷凍機であり、ここでは２段ギ
フォード・マクマホンサイクル冷凍機を採用している。
１５は蓄冷型冷凍機１３に作動ガスを供給するコンプレ
ッサー、１７は蓄冷型冷凍機１３の低温側ステージ、１
９は蓄冷型冷凍機１３の高温側ステージ、２１は高温側
電流リード７に接続される超電導コイル用電源、２３は
上記低温側電流リード５及び高温側電流リード７の中間
温度部であり、輻射シールド９と熱的に接触するように
構成されている。Reference numeral 13 is a cold storage type refrigerator for cooling the superconducting coil 1 and the radiation shield 9, and here, a two-stage Gifford-McMahon cycle refrigerator is adopted.
Reference numeral 15 is a compressor for supplying a working gas to the cold storage refrigerator 13, 17 is a low temperature side stage of the cold storage refrigerator 13, 1
Reference numeral 9 is a high temperature side stage of the regenerator 13, 21 is a power source for a superconducting coil connected to the high temperature side current lead 7, 23 is an intermediate temperature portion between the low temperature side current lead 5 and the high temperature side current lead 7, and radiation It is configured to make thermal contact with the shield 9.

【０００４】次に動作について説明する。図２２に示さ
れた超電導マグネットによって発生する磁界は、ＮＭＲ
（核磁気共鳴装置）等による測定試験用として用いられ
るものである。図において、超電導コイル１は蓄冷型冷
凍機１３の低温側ステージ１７と熱接触しており、蓄冷
型冷凍機１３により例えば４．２Ｋの極低温に冷却さ
れ、電気抵抗ゼロの所謂超電導状態になる。そこで電流
リード５，７を介して外部の超電導コイル用電源２１か
ら超電導コイル１に励磁用電流を供給し所用の磁場を発
生させている。ところで超電導コイル１は電気抵抗がゼ
ロであるため、電流を流してもそれ自身がジュール熱で
発熱することがないが、外部から対流，輻射，伝導によ
る超電導コイル１への熱侵入があり、この熱侵入をでき
るだけ低減することが望ましい。Next, the operation will be described. The magnetic field generated by the superconducting magnet shown in FIG.
It is used for a measurement test using a (nuclear magnetic resonance apparatus) or the like. In the figure, the superconducting coil 1 is in thermal contact with the low temperature side stage 17 of the regenerator 13 and is cooled by the regenerator 13 to an extremely low temperature of 4.2 K, for example, and is in a so-called superconducting state with zero electric resistance. . Therefore, an exciting current is supplied to the superconducting coil 1 from the external superconducting coil power source 21 via the current leads 5 and 7 to generate a desired magnetic field. By the way, since the superconducting coil 1 has an electric resistance of zero, it does not generate heat by Joule heat itself even when an electric current is passed, but there is heat intrusion into the superconducting coil 1 from the outside due to convection, radiation or conduction. It is desirable to reduce heat penetration as much as possible.

【０００５】そこで超電導コイル１への熱侵入を低減す
るため、超電導コイル１を真空槽１１内に収納し、対流
による熱侵入を遮断している。また、真空槽１１から超
電導コイル１へ直接輻射熱が侵入しないように輻射シー
ルド９を設け、超電導コイル１を包囲している。この輻
射シールド９は、蓄冷型冷凍機１３の高温側ステージ１
９と熱的に接続されており、例えば５０Ｋの極低温に冷
却されている。Therefore, in order to reduce heat invasion into the superconducting coil 1, the superconducting coil 1 is housed in a vacuum chamber 11 to block heat intrusion due to convection. Further, a radiation shield 9 is provided so as to prevent radiant heat from directly entering the superconducting coil 1 from the vacuum chamber 11 and surrounds the superconducting coil 1. The radiation shield 9 is used for the high temperature side stage 1 of the regenerator 13.
9 is thermally connected to 9 and is cooled to an extremely low temperature of, for example, 50K.

【０００６】更に、電流リード５，７から超電導コイル
１への熱侵入を低減するため、電流リードの中間温度部
２３を輻射シールド９と熱的に接触させて、蓄冷型冷凍
機１３の高温側ステージ１９で冷却することにより、室
温から直接伝導により熱が超電導コイル１へ侵入するの
を防止している。また、中間温度部２３より低温側の電
流リード５を、熱伝導率が小さくジュール熱を生じない
高温超電導体で構成している。Further, in order to reduce heat invasion from the current leads 5 and 7 to the superconducting coil 1, the intermediate temperature portion 23 of the current lead is brought into thermal contact with the radiation shield 9 so that the high temperature side of the regenerator 13 is cooled. Cooling at the stage 19 prevents heat from entering the superconducting coil 1 by direct conduction from room temperature. Further, the current lead 5 on the lower temperature side than the intermediate temperature portion 23 is composed of a high temperature superconductor having a small thermal conductivity and not generating Joule heat.

【０００７】しかしながら、超電導コイル１への熱侵入
をゼロにすることは不可能であるので、蓄冷型冷凍機１
３でこの熱侵入分は取り除かなければならない。蓄冷型
冷凍機１３は超電導コイル１への熱侵入分を取り除くた
め、蓄冷型冷凍機１３の低温側ステージ１７と超電導コ
イル１とが直接接続されている。However, since it is impossible to make heat invasion into the superconducting coil 1 zero, the regenerator 1
This heat intrusion must be removed in 3. In the cold storage type refrigerator 13, the low temperature side stage 17 of the cold storage type refrigerator 13 and the superconducting coil 1 are directly connected in order to remove the amount of heat that has entered the superconducting coil 1.

【０００８】図２３は従来の超電導マグネットを冷却す
る蓄冷型冷凍機を示す構成図であり、図２２と同様に図
２３は２段ギフォード・マクマホンサイクル冷凍機を採
用したものである。図において、３１は直径を順次縮小
した２段のパイプを同軸上に連結一体化されたシリン
ダ、３３はシリンダ３１の１段目に摺動可能に配設され
た１段目デスプレーサー、３５はシリンダ３１の２段目
に１段目デスプレーサー３３と同様に摺動可能に配設さ
れた２段目デスプレーサーであり、１段目及び２段目デ
スプレーサー３３，３５はそれぞれ自在継手（図示せ
ず）によって連結一体化構成されている。FIG. 23 is a block diagram showing a conventional regenerator for cooling a superconducting magnet. Like FIG. 22, FIG. 23 employs a two-stage Gifford-McMahon cycle refrigerator. In the figure, 31 is a cylinder in which two stages of pipes whose diameters are successively reduced are coaxially connected and integrated, 33 is a first stage displacer slidably arranged in the first stage of the cylinder 31, and 35 is The second stage displacer is slidably arranged in the second stage of the cylinder 31 similarly to the first stage displacer 33. The first stage and the second stage displacers 33, 35 are respectively universal joints (Fig. (Not shown) are connected and integrated.

【０００９】３７，３９は１段目，２段目デスプレーサ
ー３３，３５とシリンダ３１の各段との間にヘリウムガ
スが漏れることを防止するために配設された１段目，２
段目シール、４１，４３はシリンダ３１の各段の端面と
１段目，２段目デスプレーサー３３，３５との間に形成
された空間である１段目膨脹空間，２段目膨脹空間、４
５は１段目デスプレーサー３３内に蓄冷材として銅金網
及び鉛玉を用いた１段目蓄冷器、４７は２段目デスプレ
ーサー３５内に蓄冷材として磁性蓄冷材の一種であるHo
−Er−Ruの組成を有する材料を用いた２段目蓄冷器であ
る。Numerals 37 and 39 are the first and second stages arranged to prevent the helium gas from leaking between the first and second stage displacers 33 and 35 and the respective stages of the cylinder 31.
Stage seals 41 and 43 are spaces formed between the end surfaces of the stages of the cylinder 31 and the first and second stage displacers 33 and 35, and are a first stage expansion space and a second stage expansion space, Four
Reference numeral 5 is a first-stage regenerator using copper wire mesh and lead balls as a regenerator material in the first-stage displacer 33, and 47 is a kind of magnetic regenerator material as a regenerator material in the second-stage displacer 35.
It is a second stage regenerator using a material having a composition of -Er-Ru.

【００１０】また、１５は矢印の方向にヘリウムガスを
圧縮するコンプレッサー、１７，１９はそれぞれシリン
ダ３１の各段低温端の外周面に配設した低温側ステー
ジ，高温側ステージである。５１は吸気バルブであり、
この吸気バルブ５１はコンプレッサー１５から蓄冷型冷
凍機１３に高圧のガスを供給するタイミングを制御す
る。また、５３は排気バルブであり、この排気バルブ５
３は蓄冷型冷凍機１３からコンプレッサー１５に低圧の
ガスを排出するタイミングを制御する。５５は駆動モー
タで、シリンダ３１内でデスプレーサー３３，３５を往
復運動させると共に、この往復運動に連動してバルブ５
１，５３の開閉を行うものである。Further, numeral 15 is a compressor for compressing helium gas in the direction of the arrow, and numerals 17 and 19 are a low temperature side stage and a high temperature side stage, respectively, which are arranged on the outer peripheral surface of the low temperature end of each stage of the cylinder 31. 51 is an intake valve,
The intake valve 51 controls the timing of supplying high-pressure gas from the compressor 15 to the cold storage refrigerator 13. Further, 53 is an exhaust valve, and this exhaust valve 5
Reference numeral 3 controls the timing of discharging low-pressure gas from the regenerator 13 to the compressor 15. A drive motor 55 reciprocates the displacers 33 and 35 in the cylinder 31, and operates the valve 5 in conjunction with the reciprocating motion.
1, 53 is opened and closed.

【００１１】次に動作について説明する。先ず、１段
目，２段目デスプレーサー３３，３５が最下端にあり、
吸気バルブ５１が開き排気バルブ５３が閉じている状態
で、１段目，２段目膨脹空間４１，４３内にコンプレッ
サー１５で圧縮した高圧のヘリウムガスを供給する。こ
の結果、１段目及び２段目膨脹空間４１，４３は高圧状
態になる。Next, the operation will be described. First, the first and second stage displacers 33, 35 are at the bottom end,
With the intake valve 51 open and the exhaust valve 53 closed, high-pressure helium gas compressed by the compressor 15 is supplied into the first-stage and second-stage expansion spaces 41, 43. As a result, the first-stage and second-stage expansion spaces 41, 43 are in a high pressure state.

【００１２】次に、１段目，２段目デスプレーサー３
３，３５が上方に動き、それに伴い高圧のヘリウムガス
を１段目，２段目膨脹空間４１，４３に次々と供給す
る。この間、吸気バルブ５１は開いたままで、排気バル
ブ５３は閉じたままである。高圧のヘリウムガスは、１
段目，２段目蓄冷器４５，４７を通過する際に、蓄冷材
により所定の温度まで冷却される。１段目，２段目デス
プレーサー３３，３５が最上端になった時に、吸気バル
ブ５１を閉じて、少し遅れて排気バルブ５３を開く。こ
の時、高圧のヘリウムガスは断熱的に膨脹して冷凍を発
生する。更に、１段目，２段目膨脹空間４１，４３内に
存在するヘリウムガスはそれぞれの温度レベルで低温，
低圧になる。Next, the first and second stage displacer 3
3, 35 move upward, and accordingly high-pressure helium gas is sequentially supplied to the first-stage and second-stage expansion spaces 41, 43. During this time, the intake valve 51 remains open and the exhaust valve 53 remains closed. 1 for high pressure helium gas
When passing through the second-stage and second-stage regenerators 45 and 47, the regenerator material cools them to a predetermined temperature. When the first-stage and second-stage displacers 33, 35 reach the uppermost ends, the intake valve 51 is closed and the exhaust valve 53 is opened after a short delay. At this time, the high-pressure helium gas adiabatically expands to generate freezing. Further, the helium gas existing in the expansion spaces 41 and 43 in the first and second stages has low temperatures at the respective temperature levels,
Low pressure.

【００１３】ついで、１段目，２段目デスプレーサー３
３，３５が下方に移動することにより、低温，低圧のヘ
リウムガスが、２段目，１段目蓄冷器４７，４５を通過
し排気バルブ５３から排気される。この時、低温，低圧
のヘリウムガスは、２段目及び１段目蓄冷器４７，４５
の蓄冷材を冷却した後、コンプレッサー１５に戻る。１
段目，２段目デスプレーサー３３，３５が最下端に移動
し、１段目，２段目膨脹空間４１，４３の体積が最小と
なった状態で、排気バルブ５３を閉じ吸気バルブ５１を
開く。これにより、コンプレッサー１５で圧縮した高圧
のヘリウムガスが膨脹空間４１，４３に供給され、膨張
空間４１，４３の圧力は低圧から高圧になる。上記の過
程を１サイクルとして動作する。Next, the first and second stage displacer 3
When 3, 35 move downward, low-temperature, low-pressure helium gas passes through the second-stage and first-stage regenerators 47, 45 and is exhausted from the exhaust valve 53. At this time, the low-temperature, low-pressure helium gas is stored in the second-stage and first-stage regenerators 47, 45.
After cooling the regenerator material, the process returns to the compressor 15. 1
The exhaust valve 53 is closed and the intake valve 51 is opened in a state where the first and second stage displacers 33 and 35 are moved to the lowermost ends and the volumes of the first and second stage expansion spaces 41 and 43 are minimized. . As a result, the high-pressure helium gas compressed by the compressor 15 is supplied to the expansion spaces 41 and 43, and the pressure in the expansion spaces 41 and 43 changes from low pressure to high pressure. The above process operates as one cycle.

【００１４】このサイクルを繰り返すことにより、高温
側ステージ１９及び低温側ステージ１７の温度をそれぞ
れ５０Ｋ及び４．２Ｋに冷却している。尚、上記コンプ
レッサー１５では圧縮した高圧のヘリウムガスを水冷ま
たは空冷で冷却している。By repeating this cycle, the temperatures of the high temperature side stage 19 and the low temperature side stage 17 are cooled to 50K and 4.2K, respectively. In the compressor 15, the compressed high pressure helium gas is cooled with water or air.

【００１５】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来の超電導装置は以
上のように構成されているので、蓄冷型冷凍機１３のシ
リンダ３１内で１段目，２段目デスプレーサー３３，３
５が往復運動をしており、蓄冷型冷凍機１３の動作中は
この往復運動により振動を発生してしまう。また、その
蓄冷型冷凍機１３と超電導コイル１とが直接接続されて
いるので、蓄冷型冷凍機１３の振動が超電導コイル１に
伝わってしまい、その超電導コイル１の機械的な振動に
よって超電導コイル１が発生する磁界も振動してしま
う。このように超電導コイル１の発生する磁界が均一で
ないため、その磁界を利用した測定も精度良く行えない
等の問題点があった。Since the conventional superconducting device is constructed as described above, the first and second stage displacers 33, 3 in the cylinder 31 of the regenerator 13 are shown.
5 reciprocates, and during the operation of the regenerator 13, the reciprocating motion causes vibration. Further, since the regenerator 13 and the superconducting coil 1 are directly connected, the vibration of the regenerator 13 is transmitted to the superconducting coil 1, and the mechanical vibration of the superconducting coil 1 causes the superconducting coil 1 to move. The magnetic field generated by is also vibrated. As described above, since the magnetic field generated by the superconducting coil 1 is not uniform, there is a problem that the measurement using the magnetic field cannot be performed accurately.

【００１６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、蓄冷型冷凍機によって発生する
振動が超電導コイルに伝達せず、機械的，磁気的振動を
防止する超電導マグネットを得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and a superconducting magnet which prevents mechanical and magnetic vibrations from being transmitted to the superconducting coil due to the vibration generated by the regenerative refrigerator. The purpose is to get.

【００１７】また、超電導コイルが蓄冷型冷凍機の振動
に共振することを防止する超電導マグネットを得ること
を目的とする。Another object of the present invention is to obtain a superconducting magnet which prevents the superconducting coil from resonating with the vibration of the regenerator.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る超
電導マグネットは、超電導コイルを第１輻射シールド及
び第１真空槽により包囲して構成される超電導コイルユ
ニットと、第２輻射シールドを包囲する第２真空槽及び
上記超電導コイルを伝導部材を介して低温側ステージで
冷却すると共にその第２輻射シールドを高温側ステージ
で冷却する蓄冷型冷凍機によって構成される冷凍機ユニ
ットとを備え、上記伝導部材に伝導部可撓体を設け、上
記第１輻射シールドと上記第２輻射シールドとを輻射シ
ールド可撓体によって接続すると共に、上記第１真空槽
と上記第２真空槽とを真空槽緩衝部材によって接続する
ものである。A superconducting magnet according to the invention of claim 1 encloses a superconducting coil unit constituted by surrounding a superconducting coil by a first radiation shield and a first vacuum chamber, and a second radiation shield. A second vacuum chamber for cooling the superconducting coil in a low temperature stage through a conductive member and a second storage unit for cooling the second radiation shield in a high temperature stage. A conductive member flexible body is provided on the conductive member, the first radiation shield and the second radiation shield are connected by a radiation shield flexible body, and the first vacuum tank and the second vacuum tank are buffered by a vacuum tank. They are connected by members.

【００１９】請求項２の発明に係る超電導マグネット
は、超電導コイルを第１液体ヘリウム槽，第１輻射シー
ルド及び第１真空槽により包囲して構成される超電導コ
イルユニットと、第２液体ヘリウム槽を包囲する第２輻
射シールド、その第２輻射シールドを包囲する第２真空
槽及び上記超電導コイルを液体ヘリウムを貯蔵する第２
液体ヘリウム槽を介して低温側ステージで冷却すると共
にその第２輻射シールドを高温側ステージで冷却する蓄
冷型冷凍機によって構成される冷凍機ユニットとを備
え、上記第１液体ヘリウム槽と上記第２液体ヘリウム槽
とを液体ヘリウム槽緩衝部材によって接続し、上記第１
輻射シールドと上記第２輻射シールドとを輻射シールド
可撓体によって接続すると共に、上記第１真空槽と上記
第２真空槽とを真空槽緩衝部材によって接続するもので
ある。A superconducting magnet according to a second aspect of the present invention includes a superconducting coil unit constituted by surrounding a superconducting coil with a first liquid helium tank, a first radiation shield and a first vacuum tank, and a second liquid helium tank. A second radiation shield that surrounds the second radiation shield, a second vacuum chamber that surrounds the second radiation shield, and a second superconducting coil that stores liquid helium.
A refrigerating machine unit constituted by a cold storage type refrigerating machine which cools the second radiation shield in the low temperature side stage through the liquid helium tank and cools the second radiation shield in the high temperature side stage; and the first liquid helium tank and the second liquid helium tank. The liquid helium tank is connected to the liquid helium tank by a buffer member,
The radiation shield and the second radiation shield are connected by a radiation shield flexible body, and the first vacuum tank and the second vacuum tank are connected by a vacuum tank cushioning member.

【００２０】請求項３の発明に係る超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機の振動に超電導コイルが共振しないよ
うに、その蓄冷型冷凍機の低温側ステージ及び超電導コ
イルの少なくとも一方におもりを設置するものである。In the superconducting magnet according to a third aspect of the present invention, a weight is installed on at least one of the low temperature side stage and the superconducting coil of the regenerator so that the superconducting coil does not resonate with the vibration of the regenerator. Is.

【００２１】請求項４の発明に係る超電導マグネット
は、超電導コイルを輻射シールド及び真空槽により包囲
し、蓄冷型冷凍機を冷凍機緩衝部材により上記真空槽に
設置し、上記蓄冷型冷凍機の低温側ステージと上記超電
導コイルとを低温側ステージ可撓体により接続すると共
に、上記蓄冷型冷凍機の高温側ステージと上記輻射シー
ルドとを高温側ステージ可撓体により接続するものであ
る。In a superconducting magnet according to a fourth aspect of the present invention, the superconducting coil is surrounded by a radiation shield and a vacuum tank, and the regenerator is installed in the vacuum tank by means of a refrigerator buffer member. The side stage and the superconducting coil are connected by a low temperature side flexible body, and the high temperature side stage and the radiation shield of the regenerator are connected by a high temperature side flexible body.

【００２２】請求項５の発明に係る超電導マグネット
は、超電導コイルを輻射シールド及び真空槽により包囲
し、蓄冷型冷凍機の低温側ステージにより冷却される伝
導部材に伝導部可撓体を設けると共に、上記超電導コイ
ルを支持部緩衝部材により支持するものである。In a superconducting magnet according to a fifth aspect of the present invention, the superconducting coil is surrounded by a radiation shield and a vacuum tank, and a conducting member flexible body is provided on a conducting member cooled by a low temperature side stage of a regenerator. The superconducting coil is supported by a support cushioning member.

【００２３】請求項６の発明に係る超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機を固定部材により大地に緊結するもの
である。A superconducting magnet according to a sixth aspect of the present invention is one in which a cold storage type refrigerator is tightly connected to the ground by a fixing member.

【００２４】請求項７の発明に係る超電導マグネット
は、超電導コイルを輻射シールド及び真空槽により包囲
し、当該超電導マグネットの磁界利用部に真空槽内筒を
設けると共に、上記真空槽と上記真空槽内筒とを内筒緩
衝部材により接続するものである。In a superconducting magnet according to a seventh aspect of the present invention, the superconducting coil is surrounded by a radiation shield and a vacuum chamber, and a vacuum chamber inner cylinder is provided in the magnetic field utilizing portion of the superconducting magnet, and the vacuum chamber and the vacuum chamber are surrounded. The inner cylinder cushioning member connects the cylinder.

【００２５】請求項８の発明に係る超電導マグネット
は、超電導コイルを輻射シールド及び真空槽により包囲
し、上記真空槽に設置されるパルス管冷凍機の第１，第
２段蓄冷器により上記輻射シールド、上記超電導コイル
を冷却するものである。In the superconducting magnet according to an eighth aspect of the present invention, the superconducting coil is surrounded by a radiation shield and a vacuum chamber, and the radiation shield is provided by the first and second stage regenerators of the pulse tube refrigerator installed in the vacuum chamber. The superconducting coil is cooled.

【００２６】請求項９の発明に係る超電導マグネット
は、パルス管冷凍機の上方面に高温部を下方面に低温部
を位置させ、そのパルス管冷凍機の上方面及び下方面の
法線と鉛直線とのなす角度を３０度以内とするものであ
る。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a superconducting magnet in which a high temperature portion is located on an upper surface of a pulse tube refrigerator and a low temperature portion is located on a lower surface thereof, and a normal line and a vertical line of an upper surface and a lower surface of the pulse tube refrigerator. The angle with the line is within 30 degrees.

【００２７】[0027]

【作用】請求項１の発明における超電導マグネットは、
蓄冷型冷凍機を動作させると、伝導部材に設けられた伝
導部可撓体、第１輻射シールドと第２輻射シールドとを
接続する輻射シールド可撓体、及び第１真空槽と第２真
空槽とを接続する真空槽緩衝部材がフレキシブルに伸縮
屈曲するため、蓄冷型冷凍機が発生した振動を吸収し、
超電導コイルへの振動の伝達を防止する。The superconducting magnet according to the invention of claim 1 is
When the cold storage refrigerator is operated, the conductive portion flexible body provided on the conductive member, the radiation shield flexible body that connects the first radiation shield and the second radiation shield, and the first vacuum tank and the second vacuum tank. Since the vacuum tank cushioning member that connects with and flexibly expands and contracts, it absorbs the vibration generated by the cold storage refrigerator,
Prevents vibration from being transmitted to the superconducting coil.

【００２８】請求項２の発明における超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機を動作させると、第１液体ヘリウム槽
と第２液体ヘリウム槽とを接続する液体ヘリウム槽緩衝
部材、第１輻射シールドと第２輻射シールドとを接続す
る輻射シールド可撓体、及び第１真空槽と第２真空槽と
を接続する真空槽緩衝部材がフレキシブルに伸縮屈曲す
るため、蓄冷型冷凍機が発生した振動を吸収し、超電導
コイルへの振動の伝達を防止する。また、液体ヘリウム
は、伝導部材等の固体に比べ超電導コイルの冷却効率が
良く、超電導コイルの温度上昇により超電導状態が破れ
てしまうことを防ぐ。In the superconducting magnet according to the invention of claim 2, when the regenerator is operated, the liquid helium tank buffer member for connecting the first liquid helium tank and the second liquid helium tank, the first radiation shield, and the second radiation shield are connected. Since the radiation shield flexible body that connects the radiation shield and the vacuum tank cushioning member that connects the first vacuum tank and the second vacuum tank flexibly expand and contract, absorb the vibration generated by the cold storage refrigerator. Prevents vibration from being transmitted to the superconducting coil. Further, liquid helium has a higher cooling efficiency for the superconducting coil than solids such as a conductive member, and prevents the superconducting state from being broken due to the temperature rise of the superconducting coil.

【００２９】請求項３の発明における超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機の低温側ステージあるいは超電導コイ
ルの少なくとも一方に設置したおもりが、超電導マグネ
ットの固有振動数を変え、蓄冷型冷凍機の発生する振動
の周期に超電導マグネットが共振しないように働く。ま
た、低温側ステージ及び超電導コイルのどちらにおもり
を設置するかは、設置空間の余裕に応じて選択可能にす
る。In the superconducting magnet according to the third aspect of the present invention, the weight installed on at least one of the low temperature side stage and the superconducting coil of the cold storage type refrigerator changes the natural frequency of the superconducting magnet, and the vibration generated by the cold storage type refrigerator. The superconducting magnet works so as not to resonate during the period. In addition, whether to install the weight on the low temperature side or the superconducting coil can be selected according to the margin of the installation space.

【００３０】請求項４の発明における超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機を動作させると、蓄冷型冷凍機と真空
槽とを接続する冷凍機緩衝部材、上記蓄冷型冷凍機の低
温側ステージと超電導コイルとを接続する低温側ステー
ジ可撓体、及び上記蓄冷型冷凍機の高温側ステージと輻
射シールドとを接続する高温側ステージ可撓体がフレキ
シブルに伸縮屈曲するため、蓄冷型冷凍機が発生した振
動を吸収し、超電導コイルへの振動の伝達を防止する。
また、全体構成を超電導コイルユニットと蓄冷型冷凍機
とに分割する必要がなく、構成を簡単にすることを可能
にする。A superconducting magnet according to a fourth aspect of the present invention is a refrigerating buffer member for connecting a regenerator and a vacuum tank when the regenerator is operated, a low temperature side stage of the regenerator and a superconducting coil. The low-temperature stage flexible body that connects with and the high-temperature side stage flexible body that connects the high-temperature side stage and the radiation shield of the cold storage type refrigerator flexibly expands and contracts, so that the vibration generated by the cold storage type refrigerator To prevent the transmission of vibration to the superconducting coil.
Further, it is not necessary to divide the entire configuration into the superconducting coil unit and the regenerator, and the configuration can be simplified.

【００３１】請求項５の発明における超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機を動作させると、伝導部材に設けられ
た伝導部可撓体、超電導コイルを支持する支持部緩衝部
材がフレキシブルに伸縮屈曲し、蓄冷型冷凍機の発生す
る振動を吸収する。In the superconducting magnet according to the fifth aspect of the present invention, when the regenerator is operated, the conducting member flexible member provided on the conducting member and the supporting member cushioning member for supporting the superconducting coil flexibly expand and contract. Absorbs the vibration generated by the cold storage refrigerator.

【００３２】請求項６の発明における超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機を固定部材により大地に緊結し、蓄冷
型冷凍機の作動時の振動が真空槽に伝達されるのを更に
抑制する。In the superconducting magnet according to the sixth aspect of the present invention, the regenerative refrigerator is tightly connected to the ground by the fixing member to further suppress the vibration during operation of the regenerator from being transmitted to the vacuum chamber.

【００３３】請求項７の発明における超電導マグネット
は、蓄冷型冷凍機を動作させると、超電導マグネットの
磁界利用部に設けられた真空槽内筒と真空槽とを接続す
る内筒緩衝部材がフレキシブルに伸縮屈曲し、蓄冷型冷
凍機の発生する振動を吸収し、真空槽内筒での振動を防
止する。In the superconducting magnet according to the seventh aspect of the present invention, when the regenerator is operated, the inner cylinder buffer member connecting the inner chamber of the vacuum chamber and the vacuum chamber, which is provided in the magnetic field utilizing section of the superconducting magnet, becomes flexible. It expands and contracts to absorb the vibration generated by the regenerator and prevent vibration in the vacuum chamber inner cylinder.

【００３４】請求項８の発明における超電導マグネット
は、機械的駆動部が存在しないパルス管冷凍機の第１，
第２段蓄冷器により輻射シールド，超電導コイルを冷却
するので、超電導コイルに振動を与えることはない。The superconducting magnet according to the invention of claim 8 is the first and the first of the pulse tube refrigerators in which no mechanical drive is present.
Since the radiation shield and the superconducting coil are cooled by the second-stage regenerator, the superconducting coil is not vibrated.

【００３５】請求項９の発明における超電導マグネット
は、パルス管冷凍機の上方面に高温部を下方面に低温部
を位置させ、そのパルス管冷凍機の上方面及び下方面の
法線と鉛直線とのなす角度を３０度以内とすることによ
り、パルス管冷凍機のパルス管内部の自然対流が抑制さ
れ、高温部と低温部の熱伝達率の増大を抑制する。In a superconducting magnet according to a ninth aspect of the present invention, the high temperature portion is located on the upper surface of the pulse tube refrigerator and the low temperature portion is located on the lower surface thereof, and the normals to the upper and lower surfaces of the pulse tube refrigerator and the vertical line. By setting the angle formed by and within 30 degrees, natural convection inside the pulse tube of the pulse tube refrigerator is suppressed, and an increase in heat transfer coefficient between the high temperature portion and the low temperature portion is suppressed.

【００３６】[0036]

【実施例】【Example】

実施例１．図１はこの発明の実施例１による超電導装置
を示す断面図であり、図１において、１は超電導コイ
ル、６１は超電導コイル１を包囲する第１輻射シールド
（輻射シールド）、６３は第１輻射シールド６１を包囲
する第１真空槽（真空槽）である。１３は内部でデスプ
レーサーが往復運動する２段ＧＭ式冷凍機を採用した蓄
冷型冷凍機である。１５は蓄冷型冷凍機１３に作動ガス
を供給するコンプレッサー、１７は蓄冷型冷凍機１３の
低温側ステージ、１９は蓄冷型冷凍機１３の高温側ステ
ージである。Example 1. 1 is a sectional view showing a superconducting device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a superconducting coil, 61 is a first radiation shield (radiation shield) surrounding the superconducting coil 1, and 63 is a first radiation. It is a first vacuum chamber (vacuum chamber) that surrounds the shield 61. Reference numeral 13 is a regenerator with a two-stage GM refrigerator in which a displacer reciprocates. Reference numeral 15 is a compressor that supplies a working gas to the cold storage refrigerator 13, 17 is a low temperature side stage of the cold storage refrigerator 13, and 19 is a high temperature stage of the cold storage refrigerator 13.

【００３７】６５は蓄冷型冷凍機１３の高温側ステージ
１９と熱的に接続された第２輻射シールド（輻射シール
ド）、６７は第２輻射シールド６５を包囲する第２真空
槽（真空槽）である。６９は第１輻射シールド６１を介
して超電導コイル１を第１真空槽６３に保持する支持部
材、７１は超電導コイル１に熱的に接続された伝導部材
であり、この伝導部材７１は蓄冷型冷凍機１３の低温側
ステージ１７と熱的に接続されている。尚、この伝導部
材７１は良熱伝導体であり、例えば、銅、アルミニウム
等の良熱伝導性金属で形成されている。Reference numeral 65 is a second radiation shield (radiation shield) thermally connected to the high temperature side stage 19 of the regenerator 13, and 67 is a second vacuum tank (vacuum tank) surrounding the second radiation shield 65. is there. 69 is a support member for holding the superconducting coil 1 in the first vacuum chamber 63 via the first radiation shield 61, 71 is a conducting member thermally connected to the superconducting coil 1, and the conducting member 71 is a cold storage type refrigerating unit. It is thermally connected to the low temperature side stage 17 of the machine 13. The conductive member 71 is a good heat conductor, and is made of a good heat conductive metal such as copper or aluminum.

【００３８】７３は超電導コイル１と蓄冷型冷凍機１３
の低温側ステージ１７を熱的に接続する伝導部材７１の
一部を構成する可撓体（伝導部可撓体）である。７５は
第１輻射シールド６１と第２輻射シールド６５とを熱的
に接続する可撓体（輻射シールド可撓体）である。尚、
可撓体７３及び可撓体７５は良熱伝導体であり、例え
ば、銅、アルミニウム等の良熱伝導性金属を材料とした
編組線で形成されている。７７は第１真空槽６３と第２
真空槽６７とを気密に接続する緩衝部材（真空槽緩衝部
材）であり、例えば、ベローズで構成されている。Reference numeral 73 designates the superconducting coil 1 and the cold storage type refrigerator 13.
Is a flexible body (conductive portion flexible body) that constitutes a part of the conductive member 71 that thermally connects the low temperature side stage 17. Reference numeral 75 is a flexible body (radiation shield flexible body) that thermally connects the first radiation shield 61 and the second radiation shield 65. still,
The flexible body 73 and the flexible body 75 are good heat conductors, and are formed of a braided wire made of a good heat conductive metal such as copper or aluminum. 77 is the first vacuum chamber 63 and the second
It is a cushioning member (vacuum chamber cushioning member) that airtightly connects to the vacuum chamber 67, and is composed of, for example, a bellows.

【００３９】２１は超電導コイル用電源、５及び７は超
電導コイル１に電流を供給する低温側電流リード及び高
温側電流リードであり、低温側電流リード５は、例え
ば、酸化物超電導体で形成され、高温側電流リード７は
銅で形成されている。２３は低温側電流リード５と高温
側電流リード７との中間温度部であり、第２輻射シール
ド６５と熱的に接触するように構成されている。これら
超電導コイル用電源２１，低温側電流リード５，高温側
電流リード７及び中間温度部２３は図２２に示した従来
のものと同一のものである。また、超電導コイル１，第
１輻射シールド６１及び第１真空槽６３により超電導コ
イルユニット８１を構成し、低温側電流リード５，高温
側電流リード７，蓄冷型冷凍機１３，第２輻射シールド
６５及び第２真空槽６７により冷凍機ユニット８３を構
成する。Reference numeral 21 is a power source for the superconducting coil, 5 and 7 are a low temperature side current lead and a high temperature side current lead for supplying a current to the superconducting coil 1, and the low temperature side current lead 5 is formed of, for example, an oxide superconductor. The high temperature side current lead 7 is made of copper. Reference numeral 23 denotes an intermediate temperature portion between the low temperature side current lead 5 and the high temperature side current lead 7, and is configured to be in thermal contact with the second radiation shield 65. These superconducting coil power source 21, low temperature side current lead 5, high temperature side current lead 7 and intermediate temperature portion 23 are the same as those of the conventional one shown in FIG. Further, the superconducting coil 1, the first radiation shield 61 and the first vacuum chamber 63 constitute a superconducting coil unit 81, and the low temperature side current lead 5, the high temperature side current lead 7, the cold storage type refrigerator 13, the second radiation shield 65 and The second vacuum tank 67 constitutes the refrigerator unit 83.

【００４０】次に動作について説明する。図１に示した
超電導装置では、蓄冷型冷凍機１３と一体化した第２真
空槽６７，第２輻射シールド６５及び伝導部材７１に、
蓄冷型冷凍機１３が動作して発生した振動が伝達され
る。その蓄冷型冷凍機１３と一体化した第２真空槽６
７，第２輻射シールド６５及び伝導部材７１に伝わった
振動は、それぞれ緩衝部材７７，可撓体７５，７３に伝
わる。上記緩衝部材７７，可撓体７５，７３ではフレキ
シブルに振動を吸収するので、上記緩衝部材７７，可撓
体７５，７３に接続された第１真空槽６３，第１輻射シ
ールド６１及び超電導コイル１へ伝達される振動は低減
される。従って、超電導コイル１の振動が小さくなり、
超電導マグネットの発生する磁界を利用した測定の精度
が向上する。Next, the operation will be described. In the superconducting device shown in FIG. 1, the second vacuum chamber 67, the second radiation shield 65, and the conductive member 71 integrated with the regenerator 13 are provided with
The vibration generated by the operation of the regenerator 13 is transmitted. The second vacuum tank 6 integrated with the regenerator 13
The vibration transmitted to the second radiation shield 65 and the conductive member 71 is transmitted to the buffer member 77 and the flexible members 75 and 73, respectively. Since the buffer member 77 and the flexible members 75 and 73 flexibly absorb the vibration, the first vacuum chamber 63, the first radiation shield 61 and the superconducting coil 1 connected to the buffer member 77 and the flexible members 75 and 73 are used. The vibration transmitted to is reduced. Therefore, the vibration of the superconducting coil 1 is reduced,
The accuracy of measurement using the magnetic field generated by the superconducting magnet is improved.

【００４１】実施例２．上記実施例１では伝導部材７１
の一部を構成する可撓体７３または第１輻射シールド６
１と第２輻射シールド６５とを接続する可撓体７５の材
料として、銅，アルミニウム等の良熱伝導性金属を使用
したが、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の良熱伝導性セラミ
ックを用いて繊維状に加工し編組線として可撓体７３，
７５を構成しても良い。Example 2. In the first embodiment, the conductive member 71
The flexible body 73 or the first radiation shield 6 that constitutes a part of the
As the material of the flexible body 75 for connecting the first and second radiation shields 65, a good heat conductive metal such as copper or aluminum is used, but a good heat conductive ceramic such as alumina (Al 2 O 3 ) is used. Flexible fiber 73,
You may comprise 75.

【００４２】実施例３．上記実施例１では、超電導コイ
ルユニット８１と冷凍機ユニット８３を可撓体７３，７
５及び緩衝部材７７を介して接続している。この為、冷
凍機ユニット８３の蓄冷型冷凍機１３の動作によって発
生する振動は、超電導コイルユニット８１に伝達し難く
なった。しかし、蓄冷型冷凍機１３で発生する振動の周
波数が超電導コイル１など、超電導マグネットの各部材
の固有振動数に近いときは共振現象が起こり、超電導コ
イルユニット８１内に大きな振動が発生する。そこで、
蓄冷型冷凍機１３の振動に起因する共振現象が起きる場
合には、図２に示すように、超電導コイル１に固有振動
数をずらすようなおもり９１を取り付ける。おもり９１
を取り付けることによって、超電導コイル１とおもり９
１を合わせた固有振動数は超電導コイル１のみの固有振
動数とは異なる値を持つことになる。その結果、蓄冷型
冷凍機１３の振動と超電導コイル１が共振することを抑
制できる。Example 3. In the first embodiment, the superconducting coil unit 81 and the refrigerator unit 83 are connected to the flexible members 73 and 7.
5 and the cushioning member 77. Therefore, the vibration generated by the operation of the regenerator 13 of the refrigerator unit 83 becomes difficult to be transmitted to the superconducting coil unit 81. However, when the frequency of the vibration generated in the cold storage refrigerator 13 is close to the natural frequency of each member of the superconducting magnet such as the superconducting coil 1, a resonance phenomenon occurs and a large vibration is generated in the superconducting coil unit 81. Therefore,
When a resonance phenomenon occurs due to the vibration of the cold-storage refrigerator 13, as shown in FIG. 2, a weight 91 for shifting the natural frequency is attached to the superconducting coil 1. Weight 91
By attaching the superconducting coil 1 and the weight 9
The natural frequency including 1 is different from the natural frequency of only the superconducting coil 1. As a result, the vibration of the cold storage refrigerator 13 and the resonance of the superconducting coil 1 can be suppressed.

【００４３】実施例４．上記実施例３では、超電導コイ
ル１におもり９１を設置したが、図３に示すように蓄冷
型冷凍機１３の低温側ステージ１７におもり９１を設置
しても共振現象を抑制できる。このように、超電導コイ
ル１及び低温側ステージ１７の設置空間に余裕のある方
におもり９１の設置を選択することができる。Example 4. Although the weight 91 is installed on the superconducting coil 1 in the third embodiment, the resonance phenomenon can be suppressed by installing the weight 91 on the low temperature side stage 17 of the regenerator 13 as shown in FIG. In this way, it is possible to select the installation of the weight 91 to the person who has a sufficient space for installing the superconducting coil 1 and the low temperature side stage 17.

【００４４】実施例５．上記実施例３，４では、超電導
コイル１または蓄冷型冷凍機１３の低温側ステージ１７
部のいずれかにおもり９１を設置したが、図４に示すよ
うに両方におもり９１を設置しバランスさせて共振が生
じることを抑制しても良い。Example 5. In the third and fourth embodiments, the low-temperature stage 17 of the superconducting coil 1 or the regenerator 13 is stored.
Although the weight 91 is installed on any of the parts, the weights 91 may be installed on both of them to balance them as shown in FIG. 4 to suppress the occurrence of resonance.

【００４５】実施例６．上記実施例３から５では超電導
コイル１または蓄冷型冷凍機１３のいずれかにおもり９
１を設置したが、図５に示すようにおもり９１を薄く加
工し、可撓的にして伝導部材７１に巻き付けることによ
っても振動を抑制できる。このように、図５に示した構
成では、可撓体７３におもり９１が接触するので、可撓
体７３が共振して振動することを抑制することもでき
る。Example 6. In the third to fifth embodiments, the weight 9 is placed in either the superconducting coil 1 or the regenerative refrigerator 13.
1, the vibration can also be suppressed by processing the weight 91 to be thin as shown in FIG. As described above, in the configuration shown in FIG. 5, since the weight 91 contacts the flexible body 73, it is possible to suppress the flexible body 73 from resonating and vibrating.

【００４６】実施例７．図６はこの発明の実施例７によ
る超電導マグネットを示す断面図であり、図６におい
て、９３は超電導コイル１を冷却する液体ヘリウム、９
５は超電導コイル１を収納し、液体ヘリウム９３を貯蔵
する第１液体ヘリウム槽である。９７は超電導コイル１
を冷却する液体ヘリウム９３を貯蔵する第２液体ヘリウ
ム槽であり、蓄冷型冷凍機１３の低温側ステージ１７に
よって冷却されている。６９は第１輻射シールド６１及
び第１液体ヘリウム槽９５を介して超電導コイル１を第
１真空槽６３に保持する支持部材である。７５は第１輻
射シールド６１と第２輻射シールド６５とを熱的に接続
する可撓体（輻射シールド可撓体）である。７７は第１
真空槽６３と第２真空槽６７とを気密に接続する緩衝部
材（真空槽緩衝部材）である。９９は第１液体ヘリウム
槽９５と第２液体ヘリウム槽９７とを気密に接続する緩
衝部材（液体ヘリウム槽緩衝部材）であり、例えば、ベ
ローズで構成されている。Example 7. 6 is a sectional view showing a superconducting magnet according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 6, 93 is liquid helium for cooling the superconducting coil 1, and 9 is liquid helium.
Reference numeral 5 is a first liquid helium tank that houses the superconducting coil 1 and stores liquid helium 93. 97 is a superconducting coil 1
It is a second liquid helium tank for storing liquid helium 93 that cools the liquid helium, and is cooled by the low temperature side stage 17 of the regenerator 13. 69 is a support member that holds the superconducting coil 1 in the first vacuum tank 63 via the first radiation shield 61 and the first liquid helium tank 95. Reference numeral 75 is a flexible body (radiation shield flexible body) that thermally connects the first radiation shield 61 and the second radiation shield 65. 77 is the first
It is a buffer member (vacuum tank buffer member) that hermetically connects the vacuum tank 63 and the second vacuum tank 67. Reference numeral 99 denotes a buffer member (liquid helium tank buffer member) that hermetically connects the first liquid helium tank 95 and the second liquid helium tank 97, and is composed of, for example, a bellows.

【００４７】次に動作について説明する。図６のように
構成された超電導装置では、蓄冷型冷凍機１３と一体化
した第２真空槽６７，第２輻射シールド６５及び第２液
体ヘリウム槽９７に、蓄冷型冷凍機１３が動作して発生
した振動が伝達される。蓄冷型冷凍機１３と一体化した
第２真空槽６７，第２輻射シールド６５及び第２液体ヘ
リウム槽９７に伝わった振動は、それぞれ可撓体７５，
緩衝部材７７，９９に伝わる。上記可撓体７５，緩衝部
材７７，９９はフレキシブルに振動を吸収するので、上
記可撓体７５，緩衝部材７７，９９に接続された第１真
空槽６３，第１輻射シールド６１及び第１液体ヘリウム
槽９５へ伝達される振動は低減される。このため、支持
部材６９から超電導コイル１に伝達される振動は小さ
い。従って、超電導コイル１の振動が小さくなり、超電
導マグネットの発生する磁界を利用した測定の精度を向
上させることができる。更に、上記実施例１では超電導
コイル１を固体である伝導部材７１によって冷却した
が、この実施例では液体ヘリウム９３により冷却するの
で冷却効率が良く、超電導コイル１の温度上昇により超
電導状態が破れることを防止することができる。Next, the operation will be described. In the superconducting device configured as shown in FIG. 6, the cold storage refrigerator 13 operates in the second vacuum tank 67, the second radiation shield 65 and the second liquid helium tank 97 that are integrated with the cold storage refrigerator 13. The generated vibration is transmitted. The vibrations transmitted to the second vacuum tank 67, the second radiation shield 65, and the second liquid helium tank 97 integrated with the regenerator 13 are respectively flexible bodies 75,
It is transmitted to the buffer members 77 and 99. Since the flexible body 75 and the cushioning members 77 and 99 flexibly absorb vibrations, the first vacuum chamber 63, the first radiation shield 61 and the first liquid connected to the flexible body 75 and the cushioning members 77 and 99. The vibration transmitted to the helium bath 95 is reduced. Therefore, the vibration transmitted from the support member 69 to the superconducting coil 1 is small. Therefore, the vibration of the superconducting coil 1 is reduced, and the accuracy of measurement using the magnetic field generated by the superconducting magnet can be improved. Further, although the superconducting coil 1 is cooled by the solid conductive member 71 in the first embodiment, the cooling efficiency is good because the superconducting coil 1 is cooled by the liquid helium 93 in this embodiment, and the superconducting state is broken by the temperature rise of the superconducting coil 1. Can be prevented.

【００４８】実施例８．上記実施例７では、第１輻射シ
ールド６１と第２輻射シールド６５とを接続する可撓体
７５の材料として、銅，アルミニウム等の良熱伝導性金
属を使用したが、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の良熱伝導
性セラミックを用いて繊維状に加工し編組線として可撓
体７５を構成しても良い。Example 8. In the above-mentioned Example 7, as the material of the flexible body 75 that connects the first radiation shield 61 and the second radiation shield 65, a good heat conductive metal such as copper or aluminum was used, but alumina (Al 2 O 3 The flexible body 75 may be formed as a braided wire by processing it into a fibrous shape using a ceramic having good heat conductivity such as).

【００４９】実施例９．上記実施例７では、超電導コイ
ルユニット８１と冷凍機ユニット８３を可撓体７５及び
緩衝部材７７，９９を介して接続している。この為、冷
凍機ユニット８３の蓄冷型冷凍機１３が振動して発生す
る振動は超電導コイルユニット８１に伝達し難くなっ
た。しかし、蓄冷型冷凍機１３で発生する振動の周波数
が超電導コイル１等、超電導装置の各部材の固有振動数
に近いときは共振現象が起こり、超電導コイルユニット
８１に大きな振動が発生する。そこで、蓄冷型冷凍機１
３の振動に起因する共振現象が起きる場合には、図７に
示すように、超電導コイル１に固有振動数をずらすよう
なおもり９１を取り付ける。このように、おもり９１を
取り付けることによって、超電導コイル１とおもり９１
を合わせた固有振動数は超電導コイル１のみの固有振動
数とは異なる値を持つことになる。その結果、蓄冷型冷
凍機１３の振動と超電導コイル１が共振することを抑制
できる。Example 9. In the seventh embodiment, the superconducting coil unit 81 and the refrigerator unit 83 are connected via the flexible body 75 and the cushioning members 77, 99. For this reason, it is difficult to transmit the vibration generated by the vibration of the regenerator 13 of the refrigerator unit 83 to the superconducting coil unit 81. However, when the frequency of the vibration generated in the cold storage refrigerator 13 is close to the natural frequency of each member of the superconducting device such as the superconducting coil 1, a resonance phenomenon occurs and a large vibration is generated in the superconducting coil unit 81. Therefore, the cold storage refrigerator 1
When the resonance phenomenon due to the vibration of No. 3 occurs, as shown in FIG. 7, a weight 91 for shifting the natural frequency is attached to the superconducting coil 1. In this way, by attaching the weight 91, the superconducting coil 1 and the weight 91 are attached.
The combined natural frequency has a value different from the natural frequency of only the superconducting coil 1. As a result, the vibration of the cold storage refrigerator 13 and the resonance of the superconducting coil 1 can be suppressed.

【００５０】実施例１０．上記実施例９では、共振が起
きることを抑制するために超電導コイル１におもり９１
を設置したが、図８に示すように第２液体ヘリウム槽９
７におもり９１を設置しても良い。このように、超電導
コイル１及び低温側ステージ１７の設置空間に余裕のあ
る方におもり９１の設置を選択することができる。更
に、図９に示すように第１液体ヘリウム槽９５及び第２
液体ヘリウム槽９７の両方におもり９１を設置しバラン
スさせて共振が生じることをを抑制しても良い。また、
図１０に示すようにおもり９１を薄く加工し緩衝部材９
９に巻き付けることによっても振動を抑制できる。Example 10. In the ninth embodiment, the weight 91 is applied to the superconducting coil 1 in order to suppress the occurrence of resonance.
The second liquid helium tank 9 was installed as shown in FIG.
A weight 91 may be installed at 7. In this way, it is possible to select the installation of the weight 91 to the person who has a sufficient space for installing the superconducting coil 1 and the low temperature side stage 17. Further, as shown in FIG. 9, the first liquid helium tank 95 and the second liquid helium tank 95
The weights 91 may be provided in both the liquid helium tanks 97 to balance the weights and suppress the occurrence of resonance. Also,
As shown in FIG. 10, the weight 91 is thinly processed to form the cushioning member 9.
Vibration can also be suppressed by wrapping around 9.

【００５１】実施例１１．図１１はこの発明の実施例１
１による超電導マグネットを示す断面図であり、図１１
において、１０１は伝導部材７１と蓄冷型冷凍機１３の
低温側ステージ１７を接続する可撓体（低温側ステージ
可撓体）である。１０３は第２輻射シールド６５と蓄冷
型冷凍機１３の高温側ステージ１９を接続する可撓体
（高温側ステージ可撓体）である。これら可撓体１０
１，１０３は良熱伝導体であり、例えば、銅，アルミニ
ウム等の良熱伝導性金属を材料とした編組線で形成され
ている。また、１０５は第２真空槽６７と蓄冷型冷凍機
１３を気密に接続する緩衝部材（冷凍機緩衝部材）であ
り、例えばベローズで構成されている。Example 11. FIG. 11 is a first embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view showing the superconducting magnet according to FIG.
In 101, 101 is a flexible body (low temperature side stage flexible body) that connects the conductive member 71 and the low temperature side stage 17 of the regenerator 13. Reference numeral 103 is a flexible body (high temperature side flexible body) that connects the second radiation shield 65 and the high temperature side stage 19 of the cold storage type refrigerator 13. These flexible bodies 10
Reference numerals 1 and 103 denote good heat conductors, which are formed of a braided wire made of a good heat conductive metal such as copper or aluminum. Further, 105 is a cushioning member (refrigerator cushioning member) that hermetically connects the second vacuum tank 67 and the regenerator 13 to each other, and is constituted by, for example, a bellows.

【００５２】次に動作について説明する。図１１に示し
た超電導マグネットでは、蓄冷型冷凍機１３の動作によ
り発生する振動を可撓体１０１，１０３及び緩衝部材１
０５がフレキシブルに吸収する。このため、蓄冷型冷凍
機１３から発生された振動の第２真空槽６７，第２輻射
シールド６５及び伝導部材７１への伝達が低減される。
従って、超電導コイル１の振動が小さくなり、超電導マ
グネットの発生する磁界を利用した測定の精度を向上さ
せることができる。Next, the operation will be described. In the superconducting magnet shown in FIG. 11, the vibrations generated by the operation of the regenerator 13 are applied to the flexible members 101 and 103 and the buffer member 1.
05 absorbs flexibly. Therefore, the transmission of the vibration generated from the regenerator 13 to the second vacuum tank 67, the second radiation shield 65, and the conductive member 71 is reduced.
Therefore, the vibration of the superconducting coil 1 is reduced, and the accuracy of measurement using the magnetic field generated by the superconducting magnet can be improved.

【００５３】実施例１２．上記実施例１１では、蓄冷型
冷凍機１３の低温側ステージ１７と伝導部材７１とを接
続する可撓体１０１及び第２輻射シールド６５と蓄冷型
冷凍機１３の高温側ステージ１９とを接続する可撓体１
０３の材料として、銅，アルミニウム等の良熱伝導性金
属を使用したが、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の良熱伝導
性セラミックを用いて繊維状に加工し編組線として可撓
体１０１，１０３を構成しても良い。Example 12. In the eleventh embodiment, the flexible body 101 connecting the low temperature side stage 17 of the regenerator 13 and the conductive member 71 and the second radiation shield 65 and the high temperature side stage 19 of the regenerator 13 can be connected. Flexible body 1
As the material of No. 03, a good heat conductive metal such as copper or aluminum was used, but a good heat conductive ceramic such as alumina (Al 2 O 3 ) was used to process into a fibrous shape, and a flexible body 101 You may comprise 103.

【００５４】実施例１３．上記実施例１１では、超電導
コイルユニット８１と冷凍機ユニット８３とを分けて構
成したが、図１２に示すように一体構成としても良く、
構成を簡単にすることができる。尚、この実施例では、
伝導部材７１を設けたが、伝導部材７１を設けず、可撓
体１０１を直接超電導コイル１に接続して冷却するよう
にしてもよい。Example 13. Although the superconducting coil unit 81 and the refrigerator unit 83 are separately configured in the eleventh embodiment, they may be integrally configured as shown in FIG.
The configuration can be simplified. In this embodiment,
Although the conductive member 71 is provided, the flexible member 101 may be directly connected to the superconducting coil 1 for cooling without providing the conductive member 71.

【００５５】実施例１４．図１３はこの発明の実施例１
４による超電導マグネットを示す断面図であり、図１３
において、１０７は超電導コイル１を支持する緩衝部材
（支持部緩衝部材）であり、例えば、ステンレス鋼のス
プリング等の弾性体で構成されている。緩衝部材１０７
の一端は超電導コイル１に接続され、もう一端は第１輻
射シールド６１に接続されている。７３は伝導部材７１
の一部を構成する可撓体である。Example 14 FIG. 13 is a first embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view showing the superconducting magnet according to FIG.
In the above, reference numeral 107 denotes a cushioning member (supporting portion cushioning member) that supports the superconducting coil 1 and is made of, for example, an elastic body such as a stainless steel spring. Buffer member 107
Has one end connected to the superconducting coil 1 and the other end connected to the first radiation shield 61. 73 is a conductive member 71
Is a flexible body that constitutes a part of.

【００５６】次に動作について説明する。蓄冷型冷凍機
１３の振動は、第２真空槽６７，第２輻射シールド６５
及び伝導部材７１を伝達し、更に、それぞれ第１真空槽
６３，第１輻射シールド６１を振動させる。この振動は
支持部材６９及び伝導部材７１を介して超電導コイル１
に伝わろうとするが、緩衝部材１０７及び可撓体７３は
フレキシブルに曲がるのでこの振動を吸収し、超電導コ
イル１に伝達される振動を吸収する。Next, the operation will be described. The vibration of the regenerator 13 is caused by the second vacuum tank 67 and the second radiation shield 65.
And the conductive member 71, and further vibrates the first vacuum chamber 63 and the first radiation shield 61, respectively. This vibration is transmitted through the support member 69 and the conductive member 71 to the superconducting coil 1
However, since the cushioning member 107 and the flexible member 73 bend flexibly, this vibration is absorbed, and the vibration transmitted to the superconducting coil 1 is also absorbed.

【００５７】また、超電導コイル１が相当に大きい質量
をもち慣性力が大きいので、緩衝部材１０７及び可撓体
７３から伝えられる力によって、超電導コイル１に生じ
る加速度は小さく、超電導コイル１の変位が大きくなる
前に、緩衝部材１０７及び可撓体７３は伸縮屈曲して力
が開放される。このため、超電導コイル１は蓄冷型冷凍
機１３によって生じる振動に追随しない。例えば、超電
導コイル１の質量が１００ｋｇで１段目，２段目デスプ
レーサ３３，３５の質量の合計が２ｋｇのとき、質量の
違いが５０倍になり、１段目，２段目デスプレーサ３
３，３５が往復運動することによって超電導コイル１に
働く作用反作用の力から生じる超電導コイル１の加速度
は１段目，２段目デスプレーサ３３，３５が往復運動す
るときの加速度の５０分の１になる。このため、第１真
空槽６３，第１輻射シールド６１及び伝導部材７１の振
動に超電導コイル１は追随しない。従って、超電導コイ
ル１に伝達される振動は低減され、超電導コイル１の振
動が小さくなり、超電導マグネットの発生する磁界を利
用した測定の精度が向上する。Further, since the superconducting coil 1 has a considerably large mass and a large inertial force, the acceleration generated in the superconducting coil 1 by the force transmitted from the buffer member 107 and the flexible body 73 is small, and the displacement of the superconducting coil 1 is small. Before the size is increased, the cushioning member 107 and the flexible body 73 are stretched and bent to release the force. Therefore, the superconducting coil 1 does not follow the vibration generated by the regenerator 13. For example, when the mass of the superconducting coil 1 is 100 kg and the total mass of the first-stage and second-stage displacers 33, 35 is 2 kg, the difference in mass is 50 times, and the first-stage and second-stage displacers 3
The acceleration of the superconducting coil 1 caused by the reaction force acting on the superconducting coil 1 due to the reciprocating movement of the 3, 35 is 1/50 of the acceleration when the first and second stage displacers 33, 35 reciprocate. Become. Therefore, the superconducting coil 1 does not follow the vibration of the first vacuum chamber 63, the first radiation shield 61, and the conductive member 71. Therefore, the vibration transmitted to the superconducting coil 1 is reduced, the vibration of the superconducting coil 1 is reduced, and the accuracy of measurement using the magnetic field generated by the superconducting magnet is improved.

【００５８】実施例１５．上記実施例１４では、緩衝部
材１０７の材料としてステンレス鋼のスプリングを使用
したが、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）やカ
ーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの樹脂材
料を使用しても同様の効果が得られる。特に、上記ガラ
ス繊維強化プラスチックを用いれば、熱伝導率が小さい
ので超電導コイル１と第１輻射シールド６１間に熱が伝
達することなく、超電導状態を良好に得ることができ
る。Example 15. In Example 14, the stainless steel spring was used as the material of the buffer member 107, but the same effect can be obtained by using a resin material such as glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). To be In particular, when the above glass fiber reinforced plastic is used, the heat conductivity is small, so that heat cannot be transferred between the superconducting coil 1 and the first radiation shield 61 and a good superconducting state can be obtained.

【００５９】実施例１６．上記実施例１４では、超電導
コイルユニット８１と冷凍機ユニット８３とを分けて構
成したが、図１４に示すように一体構成としても良く、
構成を簡単にすることができる。Example 16 Although the superconducting coil unit 81 and the refrigerator unit 83 are separately configured in the fourteenth embodiment, they may be integrally configured as shown in FIG.
The configuration can be simplified.

【００６０】実施例１７．上記実施例１４では、緩衝部
材１０７を弾性体で構成したが、図１５に示すように、
緩衝部材１０７をワイアで構成し、第１輻射シールド６
１に超電導コイル１を緩衝部材１０７で吊り下げ支持し
ても良い。この場合、超電導コイル１は第１輻射シール
ド６１及び他の超電導マグネットの部材に対して相対的
に横方向に可動であり、その超電導コイル１は、重量が
大きいので慣性力が大きい。従って、超電導コイル１は
横方向の振動に追随することなく、超電導コイル１の振
動を低減できる。また、このように構成することによっ
て、緩衝部材１０７の構成を簡単にできると共に超電導
コイル１の位置合わせをワイアの調整だけで容易に行う
ことができる。Example 17 In the fourteenth embodiment, the cushioning member 107 is made of an elastic body, but as shown in FIG.
The buffer member 107 is made of wire, and the first radiation shield 6
Alternatively, the superconducting coil 1 may be suspended and supported by the buffer member 107. In this case, the superconducting coil 1 is laterally movable relative to the first radiation shield 61 and other members of the superconducting magnet, and the superconducting coil 1 has a large weight and thus a large inertial force. Therefore, the superconducting coil 1 can reduce the vibration of the superconducting coil 1 without following the lateral vibration. Further, with this structure, the structure of the buffer member 107 can be simplified, and the superconducting coil 1 can be easily aligned by only adjusting the wire.

【００６１】実施例１８．上記実施例１から実施例１７
では、蓄冷型冷凍機１３を動作することで発生する振動
が超電導コイル１に伝達しないように、蓄冷型冷凍機１
３から超電導コイル１へ振動が伝達する経路の途中に緩
衝部材または可撓体を設置して、振動をフレキシブルに
吸収していた。従って、蓄冷型冷凍機１３により発生す
る振動を吸収するのは主に超電導マグネット内部であ
る。このため、蓄冷型冷凍機１３の振動を超電導装置内
部で十分に吸収できない場合には超電導コイル１に振動
が生じてしまう。Example 18. Example 1 to Example 17
Then, in order to prevent the vibration generated by operating the regenerator 13 from being transmitted to the superconducting coil 1, the regenerator 1 is stored.
A cushioning member or a flexible member is installed in the middle of the path through which vibration is transmitted from 3 to the superconducting coil 1 to flexibly absorb the vibration. Therefore, it is mainly inside the superconducting magnet that absorbs the vibration generated by the regenerator 13. Therefore, when the vibration of the cold storage refrigerator 13 cannot be sufficiently absorbed inside the superconducting device, the superconducting coil 1 vibrates.

【００６２】図１６はこの発明の実施例１８による超電
導マグネットを示す断面図であり、上記問題点を解消す
るものである。図１６において、１０９は蓄冷型冷凍機
１３を大地に固定する固定部材である。この固定部材１
０９は剛結合部材１０９ａによって蓄冷型冷凍機１３と
完全緊結されており、更に、大地に固定されている。、
また固定部材１０９は剛性の高い材料または非弾性材料
により形成され、例えば、ステンレス鋼やセラミックで
構成されている。FIG. 16 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 18 of the present invention, which solves the above problems. In FIG. 16, 109 is a fixing member for fixing the regenerator 13 to the ground. This fixing member 1
09 is completely tightly connected to the regenerator 13 by a rigid coupling member 109a, and is further fixed to the ground. ,
The fixing member 109 is made of a material having high rigidity or an inelastic material, and is made of, for example, stainless steel or ceramic.

【００６３】次に動作について説明する。図１６に示す
超電導マグネットでは、蓄冷型冷凍機１３が固定部材１
０９によって剛的に大地に固定されているので、蓄冷型
冷凍機１３の動作によって発生する振動は主に大地に吸
収され、超電導マグネット内部で吸収する振動は少なく
なる。従って、超電導コイル１を振動させる力が小さく
なり振動を効率良く低減できる。このため、超電導マグ
ネットの発生する磁界を利用した測定の精度を向上させ
ることができる。Next, the operation will be described. In the superconducting magnet shown in FIG. 16, the regenerator 13 is the fixing member 1.
Since it is rigidly fixed to the ground by 09, the vibration generated by the operation of the regenerator 13 is mainly absorbed by the ground, and the vibration absorbed inside the superconducting magnet is small. Therefore, the force for vibrating the superconducting coil 1 is reduced, and the vibration can be efficiently reduced. Therefore, the accuracy of measurement using the magnetic field generated by the superconducting magnet can be improved.

【００６４】実施例１９．上記実施例では固定部材１０
９を大地に緊結して使用したが、大地の代わりに振動し
ないような相当質量をもった剛体に緊結してもよい。剛
体は図２３に示した蓄冷型冷凍機１３の１段目，２段目
デスプレーサ３３，３５の往復運動の反作用力は受け
る。剛体の質量が大きければ大きい程、反作用力によっ
て剛体に生じる加速度が小さくなる。Example 19 In the above embodiment, the fixing member 10
Although 9 is used by being tightly connected to the ground, it may be tightly connected to a rigid body having a considerable mass so as not to vibrate instead of the ground. The rigid body receives the reaction force of the reciprocating motion of the first-stage and second-stage displacers 33, 35 of the regenerator 13 shown in FIG. The larger the mass of the rigid body, the smaller the acceleration generated in the rigid body by the reaction force.

【００６５】例えば、１段目，２段目デスプレーサ３
３，３５の質量の合計の１００倍以上のステンレス鋼板
に蓄冷型冷凍機１３を固定部材１０９によって剛的に固
定すると、１段目，２段目デスプレーサ３３，３５の往
復運動によって働く反作用力は質量の大きいステンレス
鋼板に働き、ステンレス鋼板と１段目，２段目デスプレ
ーサ３３，３５の質量の違いが１００倍であるので、蓄
冷型冷凍機１３とステンレス鋼板で発生する加速度が１
００分の１程度に低減される。このため、超電導マグネ
ット内部で吸収する振動は少なくなる。従って、超電導
コイル１を振動させる力が小さくなり、振動を効率良く
低減でき、超電導マグネットの発生する磁界を利用した
測定の精度を向上させることができる。For example, the first and second stage displacers 3
When the regenerator 13 is rigidly fixed to the stainless steel plate 100 times or more of the total mass of 3, 35 by the fixing member 109, the reaction force acting by the reciprocating motion of the first-stage and second-stage displacers 33, 35 is Since it works on a stainless steel plate having a large mass, and the difference in mass between the stainless steel plate and the first-stage and second-stage displacers 33, 35 is 100 times, the acceleration generated in the regenerator 13 and the stainless steel plate is 1
It is reduced to about 1/00. Therefore, the vibration absorbed inside the superconducting magnet is reduced. Therefore, the force for vibrating the superconducting coil 1 is reduced, the vibration can be efficiently reduced, and the accuracy of measurement using the magnetic field generated by the superconducting magnet can be improved.

【００６６】実施例２０．図１７はこの発明の実施例２
０による超電導マグネットを示す断面図であり、図１７
において、１１１は磁界利用部の常温ボアを形成する第
１真空槽６３の内筒（真空槽内筒）である。１１３は第
１真空槽６３と内筒１１１を気密に接続する緩衝部材
（内筒緩衝部材）であり、例えば、ベローズで構成され
ている。Example 20. FIG. 17 shows a second embodiment of the present invention.
17 is a cross-sectional view showing a superconducting magnet according to No. 0, and FIG.
In the figure, reference numeral 111 denotes an inner cylinder (vacuum tank inner cylinder) of the first vacuum tank 63 which forms a room temperature bore of the magnetic field utilizing portion. Reference numeral 113 denotes a cushioning member (inner cylinder cushioning member) that air-tightly connects the first vacuum chamber 63 and the inner cylinder 111, and is composed of, for example, a bellows.

【００６７】次に動作について説明する。図１７に示し
た超電導マグネットでは、蓄冷型冷凍機１３の発生する
振動が伝達し、第２真空槽６７，第２輻射シールド６５
及び伝導部材７１が振動する。更に、第２真空槽６７，
第２輻射シールド６５の振動が伝達され、それぞれ第１
真空槽６３，第１輻射シールド６１が振動する。ここで
超電導コイル１を支持部材６９で剛的に第１真空槽６
３，第１輻射シールド６１に接続し、支持しているの
で、超電導コイル１は蓄冷型冷凍機１３の振動に追随し
て振動する。しかし、内筒１１１は緩衝部材１１３によ
ってフレキシブルに第１真空槽６３に接続しているの
で、振動は緩衝部材１１３に吸収され、内筒１１１へ伝
達される振動は低減される。このため、磁界利用部の機
械的振動を小さくすることができる。Next, the operation will be described. In the superconducting magnet shown in FIG. 17, the vibration generated by the regenerator 13 is transmitted to the second vacuum chamber 67 and the second radiation shield 65.
And the conductive member 71 vibrates. Further, the second vacuum tank 67,
The vibration of the second radiation shield 65 is transmitted to the first
The vacuum chamber 63 and the first radiation shield 61 vibrate. Here, the superconducting coil 1 is rigidly supported by the support member 69 in the first vacuum chamber 6
3. Since it is connected to and supported by the first radiation shield 61, the superconducting coil 1 vibrates following the vibration of the regenerator 13. However, since the inner cylinder 111 is flexibly connected to the first vacuum chamber 63 by the buffer member 113, the vibration is absorbed by the buffer member 113, and the vibration transmitted to the inner cylinder 111 is reduced. Therefore, the mechanical vibration of the magnetic field utilization unit can be reduced.

【００６８】実施例２１．上記実施例２０では、内筒１
１１を機械的に振動しないようにしたが、この実施例は
上記実施例２０の構成で、更に、磁界利用部の磁界均一
度を向上させるものである。ところで、電流のない空間
において磁界はＬｅｇｅｎｄｒｅ（ルジャンドル）球関
数に展開できるので、その関数の０次項だけ残し、他の
低次項を相殺して均一な磁界を得る。そして例えば、高
次磁界を補償できるようなコイルを設置する。よって、
磁場の不均一によって生じる測定誤差が、他の測定の誤
差の範囲内におさまるように磁界均一度を設定するなら
ば、磁場振動による測定の影響が無視できるようにな
る。従って、見かけ上、機械的振動及び磁場振動の小さ
い測定ができ測定精度を向上させることができる。Example 21. In the above-mentioned Example 20, the inner cylinder 1
Although 11 is not mechanically vibrated, this embodiment has the configuration of the above-mentioned embodiment 20 and further improves the magnetic field uniformity of the magnetic field utilization unit. By the way, since the magnetic field can be expanded to the Legendre (Legendre) sphere function in the space without current, only the 0th order term of the function is left and other low order terms are canceled to obtain a uniform magnetic field. Then, for example, a coil capable of compensating for the high-order magnetic field is installed. Therefore,
If the magnetic field homogeneity is set so that the measurement error caused by the non-uniformity of the magnetic field falls within the error range of other measurement, the influence of the magnetic field vibration on the measurement becomes negligible. Therefore, apparently small mechanical vibration and magnetic field vibration can be measured, and the measurement accuracy can be improved.

【００６９】実施例２２．図１８はこの発明の実施例２
２による超電導マグネットを示す断面図であり、図１８
において、１２１は冷凍発生部に可動部を持たないパル
ス管冷凍機、１２３はパルス管冷凍機１２１の第２段蓄
冷器であり、この第２段蓄冷器１２３は伝導部材７１と
熱的に接続されている。１２５はその第２段蓄冷器１２
３と接続された第２段パルス管、１２７はパルス管冷凍
機１２１の第１段蓄冷器であり、この第１段蓄冷器１２
７は第２輻射シールド６５と熱的に接続されている。１
２９はその第１段蓄冷器１２７と接続された第１段パル
ス管である。Example 22. FIG. 18 shows a second embodiment of the present invention.
19 is a cross-sectional view showing the superconducting magnet according to FIG.
, 121 is a pulse tube refrigerator having no moving part in the freezing generation portion, 123 is a second stage regenerator of the pulse tube refrigerator 121, and the second stage regenerator 123 is thermally connected to the conductive member 71. Has been done. 125 is the second stage regenerator 12
The second-stage pulse tube 127 connected to the reference numeral 3 is a first-stage regenerator of the pulse-tube refrigerator 121.
7 is thermally connected to the second radiation shield 65. 1
Reference numeral 29 is a first-stage pulse tube connected to the first-stage regenerator 127.

【００７０】次に動作について説明する。図１８に示し
た超電導マグネットでは、パルス管冷凍機１２１は冷凍
を発生する部位で機械的駆動部を持たないため、超電導
装置の低温部には振動が生じることがなく、従って、超
電導コイル１はパルス管冷凍機１２１によって振動が加
えられないので、超電導マグネットの発生する磁界を利
用した精度の良い測定ができる。Next, the operation will be described. In the superconducting magnet shown in FIG. 18, since the pulse tube refrigerator 121 does not have a mechanical drive part at the portion that generates refrigeration, vibration does not occur in the low temperature part of the superconducting device. Since no vibration is applied by the pulse tube refrigerator 121, accurate measurement can be performed using the magnetic field generated by the superconducting magnet.

【００７１】実施例２３．図１９はこの発明の実施例２
３による超電導マグネットを示す断面図であり、９は超
電導コイル１を包囲する輻射シールド、１１はその輻射
シールド９を包囲する真空槽、１２１は超電導コイル１
及び輻射シールド９を冷却するパルス管冷凍機、１２３
は超電導コイル１を直接冷却するパルス管冷凍機１２１
の第２段蓄冷器、１２７は輻射シールド９を冷却するパ
ルス管冷凍機１２１の第１段蓄冷器である。Example 23. FIG. 19 shows a second embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a superconducting magnet according to 3, wherein 9 is a radiation shield surrounding the superconducting coil 1, 11 is a vacuum chamber surrounding the radiation shield 9, and 121 is a superconducting coil 1.
And a pulse tube refrigerator for cooling the radiation shield 9, 123
Is a pulse tube refrigerator 121 for directly cooling the superconducting coil 1.
The second-stage regenerator 127 is a first-stage regenerator of the pulse tube refrigerator 121 that cools the radiation shield 9.

【００７２】次に動作について説明する。図１９に示し
た超電導マグネットでは、パルス管冷凍機１２１の第２
段蓄冷器１２３を直接超電導コイル１に接続しても、パ
ルス管冷凍機１２１は振動をしないので超電導コイル１
は振動せず、超電導マグネットの発生する磁界を利用し
た精度の良い測定ができる。また、このように構成する
ことにより、構成を簡単にすることができる。Next, the operation will be described. In the superconducting magnet shown in FIG.
Even if the stage regenerator 123 is directly connected to the superconducting coil 1, the pulse tube refrigerator 121 does not vibrate.
Does not vibrate, and accurate measurement can be performed using the magnetic field generated by the superconducting magnet. Further, with this structure, the structure can be simplified.

【００７３】実施例２４．実施例２２，２３に示したパ
ルス管冷凍機１２１の第１段パルス管１２９及び第２段
パルス管１２５の内部は空洞になっているので、作動気
体の対流による熱伝達が生じる。図２０は伝熱ハンドブ
ック（日本機械学会，１９９３）に示された２重傾斜直
方体流体層内の熱伝達実験例と推算曲線とを示す特性図
であり、図２１は図２０の実験例における傾斜直方体容
器を示す説明図である。図２１の容器において、ａ＝６
０ｍｍ，ｂ＝１８０ｍｍ，ｄ＝３０ｍｍであり、図２１
の上方から下方に重力が働いている。φ1 は傾斜直方体
容器のｂ軸が水平面に対してなす角度である。また、φ
2 は傾斜直方体容器のａ軸が水平面に対してなす角度で
ある。従って、φ1 ＝０ｒａｄ及びφ2 ＝０ｒａｄのと
き上方に冷却面、下方に加熱面が存在することになる。
また、φ1 ＝πｒａｄ及びφ2 ＝０ｒａｄのとき上方に
加熱面、下方に冷却面が存在することになる。Example 24. Since the insides of the first-stage pulse tube 129 and the second-stage pulse tube 125 of the pulse tube refrigerator 121 shown in Examples 22 and 23 are hollow, heat transfer occurs due to convection of the working gas. 20 is a characteristic diagram showing a heat transfer experiment example and an estimation curve in a double-slope rectangular parallelepiped fluid layer shown in the Heat Transfer Handbook (Japan Society of Mechanical Engineers, 1993), and FIG. 21 is a slope in the experiment example of FIG. It is explanatory drawing which shows a rectangular parallelepiped container. In the container of FIG. 21, a = 6
0 mm, b = 180 mm, d = 30 mm, and FIG.
Gravity works from above to below. φ 1 is an angle formed by the b axis of the inclined rectangular parallelepiped container with respect to the horizontal plane. Also, φ
2 is the angle that the a-axis of the inclined rectangular parallelepiped makes with the horizontal plane. Therefore, when φ 1 = 0 rad and φ 2 = 0 rad, the cooling surface exists above and the heating surface exists below.
Further, when φ 1 = π rad and φ 2 = 0 rad, the heating surface exists above and the cooling surface exists below.

【００７４】図２０において、横軸はφ1 の角度を示し
ており、縦軸は流れの中に浸された物体の表面を通して
熱が出入する割合を表すヌセルト数を示している。図２
０において、φ2 ＝０ｒａｄにおけるφ1 ＝πｒａｄで
は、即ち、上方に加熱面、下方に冷却面のある状態で
は、ヌセルト数は１である。また、φ2 ＝０ｒａｄにお
けるφ1 ＝５π／６ｒａｄでは、即ち、上方が加熱面、
下方が冷却面の状態よりπ／６ｒａｄ（３０度）だけ傾
斜した状態では、ヌセルト数は約２であり、上記の約２
倍になっている。従って、上方が加熱面、下方が冷却面
の状態よりπ／６ｒａｄだけ傾斜することによって熱伝
達率が約２倍になったことになる。In FIG. 20, the horizontal axis represents the angle of φ 1 and the vertical axis represents the Nusselt number, which represents the rate of heat input and output through the surface of the body immersed in the flow. Figure 2
At 0, φ 1 = π rad at φ 2 = 0 rad, that is, with a heating surface above and a cooling surface below, the Nusselt number is 1. In addition, at φ 1 = 5π / 6 rad at φ 2 = 0 rad, that is, the upper side is the heating surface,
When the lower part is inclined by π / 6 rad (30 degrees) from the state of the cooling surface, the Nusselt number is about 2, and
Is doubled. Therefore, the heat transfer coefficient is approximately doubled by inclining by π / 6 rad from the state where the upper side is the heating surface and the lower side is the cooling surface.

【００７５】パルス管についても上記の現象が生じる。
上記図１８及び図１９において、パルス管冷凍機１２１
の第１段パルス管１２９及び第２段パルス管１２５は上
方が加熱面、下方が冷却面となっている状態である。よ
って、上記図２０に示したように、それらパルス管の上
方面及び下方面の法線が鉛直線方向に配置されていると
き熱伝達率は最低であり、傾くことによって熱伝達率が
増大することになる。熱伝達率が増大するとパルス管冷
凍機１２１の冷凍能力が低下するので、従って、パルス
管冷凍機１２１の第１段パルス管１２９及び第２段パル
ス管１２５の上方面及び下方面の法線が鉛直線方向とな
す角度をπ／６以内にすれば、パルス管冷凍機１２１の
冷凍能力を高く維持することができる。The above phenomenon also occurs in the pulse tube.
18 and 19, the pulse tube refrigerator 121
In the first stage pulse tube 129 and the second stage pulse tube 125, the upper side is the heating surface and the lower side is the cooling surface. Therefore, as shown in FIG. 20, the heat transfer coefficient is minimum when the normals of the upper surface and the lower surface of the pulse tubes are arranged in the vertical direction, and the heat transfer coefficient increases by tilting. It will be. Since the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator 121 decreases as the heat transfer coefficient increases, the normals of the upper surface and the lower surface of the first-stage pulse tube 129 and the second-stage pulse tube 125 of the pulse tube refrigerator 121 are accordingly reduced. If the angle formed with the vertical direction is within π / 6, the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator 121 can be maintained high.

【００７６】尚、上記実施例では、超電導コイルを冷凍
機で冷却する超電導マグネットについて説明したが、そ
の他の低温装置、例えば、ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉
素子）を冷凍機で冷却する超電導装置や赤外線センサを
冷凍機で冷却する測定装置にも利用できる。In the above embodiment, the superconducting magnet for cooling the superconducting coil with the refrigerator has been described. However, other low-temperature devices, for example, a superconducting device for cooling a SQUID (superconducting quantum interference device) with a refrigerator or an infrared sensor. It can also be used as a measuring device that cools a refrigerator with a refrigerator.

【００７７】[0077]

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、伝導部材に伝導部可撓体を設け、第１輻射シールド
と第２輻射シールドとを輻射シールド可撓体によって接
続すると共に、第１真空槽と第２真空槽とを真空槽緩衝
部材によって接続するように構成したので、蓄冷型冷凍
機が振動しても、伝導部可撓体，輻射シールド可撓体及
び真空槽緩衝部材がフレキシブルに伸縮屈曲するため、
蓄冷型冷凍機から発生した振動を吸収し、超電導コイル
の機械的，磁気的振動を防止することができる効果があ
る。As described above, according to the first aspect of the invention, the conductive member is provided with the conductive portion flexible body, and the first radiation shield and the second radiation shield are connected by the radiation shield flexible body. Since the first vacuum tank and the second vacuum tank are connected by the vacuum tank buffer member, even if the regenerator is vibrated, the conductive portion flexible body, the radiation shield flexible body and the vacuum tank buffer are buffered. Because the member flexibly expands and contracts,
This has the effect of absorbing the vibration generated from the cold storage refrigerator and preventing the mechanical and magnetic vibration of the superconducting coil.

【００７８】請求項２の発明によれば、第１液体ヘリウ
ム槽と第２液体ヘリウム槽とを液体ヘリウム槽緩衝部材
によって接続し、第１輻射シールドと第２輻射シールド
とを輻射シールド可撓体によって接続すると共に、第１
真空槽と第２真空槽とを真空槽緩衝部材によって接続す
るように構成したので、蓄冷型冷凍機が振動しても、液
体ヘリウム槽緩衝部材，輻射シールド可撓体及び真空槽
緩衝部材がフレキシブルに伸縮屈曲するため、蓄冷型冷
凍機が発生した振動を吸収し、超電導コイルの機械的，
磁気的振動を防止することができる効果がある。また、
液体ヘリウムは、伝導部材等の固体に比べ超電導コイル
の冷却効率が良く、超電導コイルの温度上昇を低減し、
超電導状態を安定して保持できる効果がある。According to the invention of claim 2, the first liquid helium tank and the second liquid helium tank are connected by the liquid helium tank buffer member, and the first radiation shield and the second radiation shield are connected to the radiation shield flexible body. Connected by the first
Since the vacuum tank and the second vacuum tank are connected by the vacuum tank buffer member, the liquid helium tank buffer member, the radiation shield flexible member and the vacuum tank buffer member are flexible even if the regenerator is vibrated. Because it expands and contracts, it absorbs the vibration generated by the cold storage refrigerator and mechanically operates the superconducting coil.
There is an effect that magnetic vibration can be prevented. Also,
Liquid helium has a higher cooling efficiency for the superconducting coil than solids such as conductive members, and reduces the temperature rise of the superconducting coil.
It has the effect of maintaining a stable superconducting state.

【００７９】請求項３の発明によれば、蓄冷型冷凍機の
振動に超電導コイルが共振しないように、その蓄冷型冷
凍機の低温側ステージ及び超電導コイルの少なくとも一
方におもりを設置するように構成したので、超電導マグ
ネットの固有振動数が変わり、蓄冷型冷凍機の振動に対
し超電導マグネットの共振を低減させることができる。
また、低温側ステージ及び超電導コイルのどちらにおも
りを設置するかは、設置空間の余裕に応じて選択するこ
とができる効果がある。According to the third aspect of the present invention, in order to prevent the superconducting coil from resonating due to the vibration of the regenerator, a weight is installed on at least one of the low temperature side stage and the superconducting coil of the regenerator. Therefore, the natural frequency of the superconducting magnet changes, and the resonance of the superconducting magnet can be reduced with respect to the vibration of the regenerator.
In addition, there is an effect that which of the low temperature side stage and the superconducting coil the weight is to be installed can be selected according to the margin of the installation space.

【００８０】請求項４の発明によれば、蓄冷型冷凍機を
冷凍機緩衝部材により真空槽に設置し、その蓄冷型冷凍
機の低温側ステージと超電導コイルとを低温側ステージ
可撓体により接続すると共に、上記蓄冷型冷凍機の高温
側ステージと輻射シールドとを高温側ステージ可撓体に
より接続するように構成したので、蓄冷型冷凍機が振動
しても、冷凍機緩衝部材，低温側ステージ可撓体及び高
温側ステージ可撓体がフレキシブルに伸縮屈曲するた
め、蓄冷型冷凍機が発生した振動を吸収し、超電導コイ
ルの機械的，磁気的振動を防止することができる。ま
た、全体構成を超電導コイルユニットと蓄冷型冷凍機と
に分割する必要がなく、構成を簡単にすることができる
効果がある。According to the fourth aspect of the present invention, the regenerator is installed in the vacuum chamber by the refrigerator cushioning member, and the low temperature side stage of the regenerator is connected to the superconducting coil by the low temperature side flexible body. In addition, since the high temperature side stage and the radiation shield of the cold storage type refrigerator are connected by the high temperature side flexible body, even if the cold storage type refrigerator vibrates, the refrigerator buffer member, the low temperature side stage Since the flexible body and the high-temperature-side stage flexible body flexibly expand and contract, it is possible to absorb the vibration generated by the regenerator and prevent mechanical and magnetic vibration of the superconducting coil. Further, it is not necessary to divide the entire configuration into the superconducting coil unit and the cold storage refrigerator, and there is an effect that the configuration can be simplified.

【００８１】請求項５の発明によれば、伝導部材に伝導
部可撓体を設けると共に、超電導コイルを支持部緩衝部
材により支持するように構成したので、蓄冷型冷凍機が
振動しても、伝導部可撓体及び支持部緩衝部材がフレキ
シブルに伸縮屈曲し、蓄冷型冷凍機の発生する振動を吸
収し、超電導コイルの機械的，磁気的振動を防止するこ
とができる効果がある。According to the fifth aspect of the present invention, the conductive member is provided with the conductive member flexible member, and the superconducting coil is supported by the support member cushioning member. Therefore, even if the cold storage type refrigerator vibrates, The conductive flexible member and the support cushioning member flexibly expand and contract, bend, absorb the vibration generated by the regenerator, and prevent mechanical and magnetic vibrations of the superconducting coil.

【００８２】請求項６の発明によれば、蓄冷型冷凍機を
固定部材により大地に緊結するように構成したので、蓄
冷型冷凍機の振動を抑制することができ、超電導コイル
の機械的，磁気的振動を更に防止することができる効果
がある。According to the sixth aspect of the present invention, since the regenerator is fixed to the ground by the fixing member, vibration of the regenerator can be suppressed, and the mechanical and magnetic properties of the superconducting coil can be suppressed. There is an effect that the dynamic vibration can be further prevented.

【００８３】請求項７の発明によれば、超電導マグネッ
トの磁界利用部に真空槽内筒を設けると共に、真空槽と
上記真空槽内筒とを内筒緩衝部材により接続するように
構成したので、蓄冷型冷凍機が振動しても、内筒緩衝部
材がフレキシブルに伸縮屈曲し、蓄冷型冷凍機の発生す
る振動を吸収し、真空槽内筒での振動を防止することが
できる効果がある。According to the invention of claim 7, a vacuum chamber inner cylinder is provided in the magnetic field utilizing portion of the superconducting magnet, and the vacuum chamber and the vacuum chamber inner cylinder are connected by an inner cylinder cushioning member. Even if the cold storage type refrigerator vibrates, the inner cylinder cushioning member flexibly expands and contracts, absorbs the vibration generated by the cold storage type refrigerator, and prevents vibration in the vacuum tank inner cylinder.

【００８４】請求項８の発明によれば、真空槽に設置さ
れるパルス管冷凍機の第１，第２段蓄冷器により輻射シ
ールド及び超電導コイルを冷却するように構成したの
で、機械的駆動部が存在しないパルス管冷凍機の第１，
第２段蓄冷器により輻射シールド，超電導コイルを冷却
することができ、超電導コイルの機械的，磁気的振動を
防止することができる効果がある。According to the eighth aspect of the invention, the radiation shield and the superconducting coil are cooled by the first and second stage regenerators of the pulse tube refrigerator installed in the vacuum chamber. The first of the pulse tube refrigerators that do not exist
The radiation shield and the superconducting coil can be cooled by the second stage regenerator, and the mechanical and magnetic vibrations of the superconducting coil can be prevented.

【００８５】請求項９の発明によれば、パルス管冷凍機
の上方面に高温部を下方面に低温部を位置させ、そのパ
ルス管冷凍機の上方面及び下方面の法線と鉛直線とのな
す角度を３０度以内とするように構成したので、高温部
と低温部の熱伝達率の増大を抑制し、パルス管冷凍機の
冷凍能力の低下を抑制し、超電導状態を安定して保持で
きる効果がある。According to the ninth aspect of the present invention, the high temperature portion is located on the upper surface of the pulse tube refrigerator and the low temperature portion is located on the lower surface thereof, and the normal line and the vertical line of the upper and lower surfaces of the pulse tube refrigerator are arranged. Since the angle formed by is within 30 degrees, it suppresses the increase in the heat transfer coefficient between the high temperature part and the low temperature part, suppresses the deterioration of the refrigerating capacity of the pulse tube refrigerator, and stably maintains the superconducting state. There is an effect that can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 この発明の実施例１による超電導装置を示す
断面図である。1 is a sectional view showing a superconducting device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図２】 この発明の実施例３による超電導マグネット
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a superconducting magnet according to a third embodiment of the present invention.

【図３】 この発明の実施例４による超電導マグネット
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 4 of the present invention.

【図４】 この発明の実施例５による超電導マグネット
を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a superconducting magnet according to a fifth embodiment of the present invention.

【図５】 この発明の実施例６による超電導マグネット
を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a superconducting magnet according to a sixth embodiment of the present invention.

【図６】 この発明の実施例７による超電導マグネット
を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 7 of the present invention.

【図７】 この発明の実施例９による超電導マグネット
を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 9 of the present invention.

【図８】 この発明の実施例１０による超電導マグネッ
トを示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 10 of the present invention.

【図９】 この発明の実施例１０による超電導マグネッ
トを示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 10 of the present invention.

【図１０】 この発明の実施例１０による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 10 of the present invention.

【図１１】 この発明の実施例１１による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 11 of the present invention.

【図１２】 この発明の実施例１３による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 13 of the present invention.

【図１３】 この発明の実施例１４による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 14 of the present invention.

【図１４】 この発明の実施例１６による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 16 of the present invention.

【図１５】 この発明の実施例１７による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 17 of the present invention.

【図１６】 この発明の実施例１８による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Example 18 of the present invention.

【図１７】 この発明の実施例２０による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 17 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Example 20 of the present invention.

【図１８】 この発明の実施例２２による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Example 22 of the present invention.

【図１９】 この発明の実施例２３による超電導マグネ
ットを示す断面図である。FIG. 19 is a sectional view showing a superconducting magnet according to Embodiment 23 of the present invention.

【図２０】 この発明の実施例２４による２重傾斜直方
体流体層内の熱伝達実験例と推算曲線とを示す特性図で
ある。FIG. 20 is a characteristic diagram showing a heat transfer experiment example and an estimation curve in a double slanted rectangular parallelepiped fluid layer according to Embodiment 24 of the present invention.

【図２１】 この発明の実施例２４による２重傾斜直方
体を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a double-inclined rectangular parallelepiped according to Embodiment 24 of the present invention.

【図２２】 従来の超電導装置を示す断面図である。FIG. 22 is a sectional view showing a conventional superconducting device.

【図２３】 従来の蓄冷型冷凍機を示す構成図である。FIG. 23 is a configuration diagram showing a conventional cold storage refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 超電導コイル、１３ 蓄冷型冷凍機、１７ 低温側
ステージ、１９ 高温側ステージ、６１ 第１輻射シー
ルド（輻射シールド）、６３ 第１真空槽（真空槽）、
６５ 第２輻射シールド（輻射シールド）、６７ 第２
真空槽（真空槽）、７１ 伝導部材、７３ 可撓体（伝
導部可撓体）、７５ 可撓体（輻射シールド可撓体）、
７７ 緩衝部材（真空槽緩衝部材）、８１ 超電導コイ
ルユニット、８３ 冷凍機ユニット、９１ おもり、９
３ 液体ヘリウム、９５ 第１液体ヘリウム槽、９７
第２液体ヘリウム槽、９９ 緩衝部材（液体ヘリウム槽
緩衝部材）、１０１ 可撓体（低温側ステージ可撓
体）、１０３ 可撓体（高温側ステージ可撓体）、１０
５ 緩衝部材（冷凍機緩衝部材）、１０７ 緩衝部材
（支持部緩衝部材）、１０９ 固定部材、１１１ 内筒
（真空槽内筒）、１１３緩衝部材（内筒緩衝部材）、１
２１ パルス管冷凍機、１２３ 第２段蓄冷器、１２７
第１段蓄冷器。1 superconducting coil, 13 cold storage type refrigerator, 17 low temperature side stage, 19 high temperature side stage, 61 first radiation shield (radiation shield), 63 first vacuum tank (vacuum tank),
65 second radiation shield (radiation shield), 67 second
Vacuum tank (vacuum tank), 71 conductive member, 73 flexible body (conductive portion flexible body), 75 flexible body (radiation shield flexible body),
77 buffer member (vacuum tank buffer member), 81 superconducting coil unit, 83 refrigerator unit, 91 weight, 9
3 Liquid helium, 95 1st liquid helium tank, 97
Second liquid helium tank, 99 buffer member (liquid helium tank buffer member), 101 flexible body (low temperature side flexible body), 103 flexible body (high temperature side flexible body), 10
5 cushioning member (refrigerator cushioning member), 107 cushioning member (support cushioning member), 109 fixing member, 111 inner cylinder (vacuum tank inner cylinder), 113 cushioning member (inner cylinder cushioning member), 1
21 pulse tube refrigerator, 123 second stage regenerator, 127
First stage regenerator.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 超電導コイルを包囲する第１輻射シール
ド及びその第１輻射シールドを包囲する第１真空槽によ
って構成される超電導コイルユニットと、第２輻射シー
ルドを包囲する第２真空槽及び上記超電導コイルを伝導
部材を介して低温側ステージにより冷却すると共にその
第２輻射シールドを高温側ステージにより冷却する蓄冷
型冷凍機によって構成される冷凍機ユニットと、上記伝
導部材の少なくとも一部に設けられその伝導部材間を熱
的に接続する伝導部可撓体と、上記第１輻射シールドと
上記第２輻射シールドとを熱的に接続する輻射シールド
可撓体と、上記第１真空槽と上記第２真空槽とを気密に
接続する真空槽緩衝部材とを備えた超電導マグネット。1. A superconducting coil unit configured by a first radiation shield surrounding a superconducting coil and a first vacuum chamber surrounding the first radiation shield, a second vacuum chamber surrounding a second radiation shield, and the superconducting device. A refrigerator unit constituted by a cold storage refrigerator that cools the coil by the low temperature side stage via the conductive member and cools the second radiation shield by the high temperature side stage, and a refrigerator unit provided on at least a part of the conductive member. A conductive flexible member that thermally connects the conductive members, a radiation shield flexible member that thermally connects the first radiation shield and the second radiation shield, the first vacuum chamber and the second A superconducting magnet having a vacuum chamber buffer member that airtightly connects to a vacuum chamber. 【請求項２】 超電導コイルを包囲する第１液体ヘリウ
ム槽，その第１液体ヘリウム槽を包囲する第１輻射シー
ルド及びその第１輻射シールドを包囲する第１真空槽に
よって構成される超電導コイルユニットと、第２液体ヘ
リウム槽を包囲する第２輻射シールド、その第２輻射シ
ールドを包囲する第２真空槽及び上記超電導コイルを液
体ヘリウムを貯蔵する第２液体ヘリウム槽を介して低温
側ステージで冷却すると共にその第２輻射シールドを高
温側ステージで冷却する蓄冷型冷凍機によって構成され
る冷凍機ユニットと、上記第１液体ヘリウム槽と上記第
２液体ヘリウム槽とを気密に接続する液体ヘリウム槽緩
衝部材と、上記第１輻射シールドと上記第２輻射シール
ドとを熱的に接続する輻射シールド可撓体と、上記第１
真空槽と上記第２真空槽とを気密に接続する真空槽緩衝
部材とを備えた超電導マグネット。2. A superconducting coil unit constituted by a first liquid helium tank surrounding the superconducting coil, a first radiation shield surrounding the first liquid helium tank, and a first vacuum tank surrounding the first radiation shield. , A second radiation shield surrounding the second liquid helium tank, a second vacuum tank surrounding the second radiation shield, and the superconducting coil are cooled at a low temperature stage via a second liquid helium tank storing liquid helium. A liquid helium tank buffer member that hermetically connects the refrigerator unit configured by a regenerative refrigerator that cools the second radiation shield at the high temperature side stage, and the first liquid helium tank and the second liquid helium tank A radiation shield flexible body that thermally connects the first radiation shield and the second radiation shield, and the first radiation shield.
A superconducting magnet comprising a vacuum chamber and a vacuum chamber cushioning member that hermetically connects the second vacuum chamber. 【請求項３】 蓄冷型冷凍機の振動に超電導コイルが共
振しないように、その蓄冷型冷凍機の低温側ステージ及
び超電導コイルのうち少なくとも一方におもりを設置し
たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超
電導マグネット。3. A weight is installed on at least one of the low temperature side stage and the superconducting coil of the cold storage type refrigerator so that the superconducting coil does not resonate with the vibration of the cold storage type refrigerator. The superconducting magnet according to claim 2. 【請求項４】 超電導コイルを包囲する輻射シールド及
びその輻射シールドを包囲する真空槽と、蓄冷型冷凍機
を上記真空槽に気密に設置する冷凍機緩衝部材と、上記
蓄冷型冷凍機の低温側ステージと上記超電導コイルとを
熱的に接続する低温側ステージ可撓体と、上記蓄冷型冷
凍機の高温側ステージと上記輻射シールドとを熱的に接
続する高温側ステージ可撓体とを備えた超電導マグネッ
ト。4. A radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum tank surrounding the radiation shield, a refrigerator buffer member for hermetically installing the regenerator in the vacuum tank, and a low temperature side of the regenerator. A low temperature side stage flexible body that thermally connects the stage and the superconducting coil, and a high temperature side stage flexible body that thermally connects the high temperature side stage of the regenerator and the radiation shield are provided. Superconducting magnet. 【請求項５】 超電導コイルを包囲する輻射シールド及
びその輻射シールドを包囲する真空槽と、上記真空槽に
設置され上記超電導コイルと熱的に接続した伝導部材を
低温側ステージにより冷却すると共に上記輻射シールド
を高温側ステージにより冷却する蓄冷型冷凍機と、上記
伝導部材の少なくとも一部に設けられその伝導部材間を
熱的に接続する伝導部可撓体と、上記超電導コイルを支
持する支持部緩衝部材とを備えた超電導マグネット。5. A radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum chamber surrounding the radiation shield, a conductive member installed in the vacuum chamber and thermally connected to the superconducting coil are cooled by a low temperature side stage, and the radiation is emitted. A regenerative refrigerator that cools the shield by the high temperature side stage, a conductive portion flexible body that is provided in at least a part of the conductive member and thermally connects the conductive members, and a support cushion that supports the superconducting coil. A superconducting magnet with a member. 【請求項６】 蓄冷型冷凍機を大地に緊結する固定部材
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいず
れか１項に記載の超電導マグネット。6. The superconducting magnet according to claim 1, further comprising a fixing member for tightly connecting the cold storage refrigerator to the ground. 【請求項７】 超電導コイルを包囲する輻射シールド及
びその輻射シールドを包囲する真空槽と、上記真空槽に
設置され上記超電導コイルと熱的に接続した伝導部材を
低温側ステージにより冷却すると共に上記輻射シールド
を高温側ステージにより冷却する蓄冷型冷凍機と、当該
超電導マグネットの磁界利用部に設けられた真空槽内筒
と、上記真空槽と上記真空槽内筒とを気密に接続する内
筒緩衝部材とを備えた超電導マグネット。7. A radiation shield surrounding a superconducting coil, a vacuum chamber surrounding the radiation shield, a conductive member installed in the vacuum chamber and thermally connected to the superconducting coil are cooled by a low temperature side stage, and the radiation is emitted. A regenerative refrigerator that cools the shield by the high temperature side stage, a vacuum tank inner cylinder provided in the magnetic field utilizing portion of the superconducting magnet, and an inner cylinder cushioning member that airtightly connects the vacuum tank and the vacuum tank inner cylinder. Superconducting magnet with and. 【請求項８】 超電導コイルを包囲する輻射シールド及
びその輻射シールドを包囲する真空槽と、上記真空槽に
設置され上記輻射シールドを第１段蓄冷器により冷却す
ると共に上記超電導コイルを第２段蓄冷器により冷却す
るパルス管冷凍機とを備えた超電導マグネット。8. A radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum chamber surrounding the radiation shield, a radiation shield installed in the vacuum chamber for cooling the radiation shield by a first stage regenerator, and the superconducting coil being cooled in the second stage. A superconducting magnet equipped with a pulse tube refrigerator that cools with a vessel. 【請求項９】 パルス管冷凍機の上方面に高温部を下方
面に低温部を位置させ、そのパルス管冷凍機の上方面及
び下方面の法線と鉛直線とのなす角度を３０度以内とし
たことを特徴とする請求項８に記載の超電導マグネッ
ト。9. The pulse tube refrigerator has a high temperature portion on the upper surface and a low temperature portion on the lower surface, and the angle between the normal to the upper and lower surfaces of the pulse tube refrigerator and the vertical line is within 30 degrees. The superconducting magnet according to claim 8, wherein
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