JPH1123082A - サーマルスイッチ - Google Patents
サーマルスイッチInfo
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- JPH1123082A JPH1123082A JP17814697A JP17814697A JPH1123082A JP H1123082 A JPH1123082 A JP H1123082A JP 17814697 A JP17814697 A JP 17814697A JP 17814697 A JP17814697 A JP 17814697A JP H1123082 A JPH1123082 A JP H1123082A
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- heat
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Abstract
(57)【要約】
【課題】冷却を確実に行なうことができ、かつ小型化に
有利な構造によるサーマルスイッチを提供する。 【解決手段】超伝導コイル１０に対して冷凍機１１によ
り冷却を行なうための低温用のサーマルスイッチにおい
て、冷凍機１１からの伝熱が行われる伝熱側伝熱体１６
ａと、この伝熱側伝熱体１６ａと接触した状態から接触
面に隙間が生じる位置まで超伝導コイル１０上に摺動可
能な状態で伝熱が行われるように接触させられている受
熱側伝熱体１６ｂとから構成されるくさび形伝熱体１６
と、超伝導コイル１０に固定され、内部に受熱側伝熱体
１６ｂと接続されたピストン２０が設けられ、ピストン
２０によって機密が保たれている側に窒素（Ｎ2 ）ガス
が封入されているシリンダ１８とを設け、Ｎ2 ガスの状
態に応じたピストン２０の動きによって受熱側伝熱体１
６ｂの伝熱側伝熱体１６ａとの接続状態を変更する。
有利な構造によるサーマルスイッチを提供する。 【解決手段】超伝導コイル１０に対して冷凍機１１によ
り冷却を行なうための低温用のサーマルスイッチにおい
て、冷凍機１１からの伝熱が行われる伝熱側伝熱体１６
ａと、この伝熱側伝熱体１６ａと接触した状態から接触
面に隙間が生じる位置まで超伝導コイル１０上に摺動可
能な状態で伝熱が行われるように接触させられている受
熱側伝熱体１６ｂとから構成されるくさび形伝熱体１６
と、超伝導コイル１０に固定され、内部に受熱側伝熱体
１６ｂと接続されたピストン２０が設けられ、ピストン
２０によって機密が保たれている側に窒素（Ｎ2 ）ガス
が封入されているシリンダ１８とを設け、Ｎ2 ガスの状
態に応じたピストン２０の動きによって受熱側伝熱体１
６ｂの伝熱側伝熱体１６ａとの接続状態を変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝導冷却型の超伝
導コイルに対する低温用のサーマルスイッチに関する。
導コイルに対する低温用のサーマルスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２には、伝導冷却型の超伝導コイルに
対する、従来の低温用のサーマルスイッチの構成図を示
している。
対する、従来の低温用のサーマルスイッチの構成図を示
している。
【０００３】図２に示すように、伝導冷却型の超伝導コ
イル１を冷凍機２によって冷却するために、サーマルス
イッチには、高温ステージ３と低温ステージ６とが設け
られている。高温ステージ３は、８０゜Ｋまでの冷却能
力を有効に利用するためのもので、高温ステージ３と超
伝導コイル１との間に設けられたパイプ７に封入された
窒素（Ｎ2 ）ガスを介在させて、Ｎ2 ガスの対流および
伝導により超伝導コイル１を冷却する。高温ステージ３
からは、８０゜Ｋまで冷却が行われる。
イル１を冷凍機２によって冷却するために、サーマルス
イッチには、高温ステージ３と低温ステージ６とが設け
られている。高温ステージ３は、８０゜Ｋまでの冷却能
力を有効に利用するためのもので、高温ステージ３と超
伝導コイル１との間に設けられたパイプ７に封入された
窒素（Ｎ2 ）ガスを介在させて、Ｎ2 ガスの対流および
伝導により超伝導コイル１を冷却する。高温ステージ３
からは、８０゜Ｋまで冷却が行われる。
【０００４】すなわち、その後、低温ステージ６により
超伝導コイル１を冷却すると、パイプ７の内部に封入さ
れているＮ2 ガスが液化して真空状態となり、高温ステ
ージ３からの超伝導コイル１への伝熱がなくなるためで
ある。以後、低温ステージ６のみによって超伝導コイル
１の冷却が行われる。
超伝導コイル１を冷却すると、パイプ７の内部に封入さ
れているＮ2 ガスが液化して真空状態となり、高温ステ
ージ３からの超伝導コイル１への伝熱がなくなるためで
ある。以後、低温ステージ６のみによって超伝導コイル
１の冷却が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の伝導
冷却型の超伝導コイル１に対する低温用のサーマルスイ
ッチは、パイプ７に封入されたＮ2 ガスを介在させて伝
熱を行なっていた。すなわち、Ｎ2 ガスによる伝導およ
び対流により冷却を行なうために冷却能力の安定性にか
けるものがあった。従って、サーマルスイッチのスイッ
チ動作も安定しなかった。また、伝熱のためのＮ2 ガス
をパイプ７に封入する構造であるため小型化することが
困難となっていた。
冷却型の超伝導コイル１に対する低温用のサーマルスイ
ッチは、パイプ７に封入されたＮ2 ガスを介在させて伝
熱を行なっていた。すなわち、Ｎ2 ガスによる伝導およ
び対流により冷却を行なうために冷却能力の安定性にか
けるものがあった。従って、サーマルスイッチのスイッ
チ動作も安定しなかった。また、伝熱のためのＮ2 ガス
をパイプ７に封入する構造であるため小型化することが
困難となっていた。
【０００６】本発明は前記のような事情を考慮してなさ
れたもので、冷却を確実に行なうことができ、かつ小型
化に有利な構造によるサーマルスイッチを提供すること
を目的とする。
れたもので、冷却を確実に行なうことができ、かつ小型
化に有利な構造によるサーマルスイッチを提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、被冷却物に対
して冷凍機により冷却を行なうための低温用のサーマル
スイッチにおいて、前記冷凍機からの伝熱が行われる伝
熱側伝熱体と、この伝熱側伝熱体と接触した状態から接
触面に隙間が生じる位置まで前記被冷却物上に摺動可能
な状態で、伝熱が行われるように接触させられている受
熱側伝熱体とから構成される伝熱体と、前記被冷却物に
固定され、内部に前記受熱側伝熱体と接続されたピスト
ンが設けられ、前記ピストンによって機密が保たれてい
る側に窒素（Ｎ2 ）ガスが封入されているシリンダとを
具備し、前記シリンダ内の窒素（Ｎ2 ）ガスの状態に応
じた前記ピストンの動きに合わせて前記受熱側伝熱体を
摺動させ、前記伝熱側伝熱体との接続状態を変更するこ
とを特徴とする。
して冷凍機により冷却を行なうための低温用のサーマル
スイッチにおいて、前記冷凍機からの伝熱が行われる伝
熱側伝熱体と、この伝熱側伝熱体と接触した状態から接
触面に隙間が生じる位置まで前記被冷却物上に摺動可能
な状態で、伝熱が行われるように接触させられている受
熱側伝熱体とから構成される伝熱体と、前記被冷却物に
固定され、内部に前記受熱側伝熱体と接続されたピスト
ンが設けられ、前記ピストンによって機密が保たれてい
る側に窒素（Ｎ2 ）ガスが封入されているシリンダとを
具備し、前記シリンダ内の窒素（Ｎ2 ）ガスの状態に応
じた前記ピストンの動きに合わせて前記受熱側伝熱体を
摺動させ、前記伝熱側伝熱体との接続状態を変更するこ
とを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本実施形態に係わる
伝導冷却型の超伝導コイル１０（被冷却物）に対する低
温用のサーマルスイッチの構成を示す図である。超伝導
コイル１０は、冷凍機１１によってサーマルスイッチを
介して冷却される。
施の形態について説明する。図１は本実施形態に係わる
伝導冷却型の超伝導コイル１０（被冷却物）に対する低
温用のサーマルスイッチの構成を示す図である。超伝導
コイル１０は、冷凍機１１によってサーマルスイッチを
介して冷却される。
【０００９】図１に示すように、本実施形態におけるサ
ーマルスイッチは、低温ステージ１２、高温ステージ１
４、くさび形伝熱体１６、シリンダ１８、ピストン２
０、ピストンロッド２１、及びＮ2 ガス管２２によって
構成されている。
ーマルスイッチは、低温ステージ１２、高温ステージ１
４、くさび形伝熱体１６、シリンダ１８、ピストン２
０、ピストンロッド２１、及びＮ2 ガス管２２によって
構成されている。
【００１０】超伝導コイル１０を冷凍機１１にて冷却す
るために、低温ステージ１２と高温ステージ１４が設け
られている。高温ステージ１４と超伝導コイル１０との
間に、くさび形伝熱体１６が設けられる。
るために、低温ステージ１２と高温ステージ１４が設け
られている。高温ステージ１４と超伝導コイル１０との
間に、くさび形伝熱体１６が設けられる。
【００１１】くさび形伝熱体１６は、伝熱側伝熱体１６
ａと受熱側伝熱体１６ｂによって構成されている。伝熱
側伝熱体１６ａは、高温ステージ１４に伝熱が行われる
ように固定され、受熱側伝熱体１６ｂは、伝熱側伝熱体
１６ａと接触した状態から接触面に隙間が生じる位置ま
で超伝導コイル１０上に摺動可能な状態で、伝熱が行わ
れるように接触させられている。
ａと受熱側伝熱体１６ｂによって構成されている。伝熱
側伝熱体１６ａは、高温ステージ１４に伝熱が行われる
ように固定され、受熱側伝熱体１６ｂは、伝熱側伝熱体
１６ａと接触した状態から接触面に隙間が生じる位置ま
で超伝導コイル１０上に摺動可能な状態で、伝熱が行わ
れるように接触させられている。
【００１２】受熱側伝熱体１６は、超伝導コイル１０に
固定されたシリンダ１８内で所定方向に往復動作される
ピストン２０の動きを伝達するピストンロッド２１が接
続されている。受熱側伝熱体１６ｂは、ピストン２０の
シリンダ１８内での動きに応じて超伝導コイル１０上で
摺動される。
固定されたシリンダ１８内で所定方向に往復動作される
ピストン２０の動きを伝達するピストンロッド２１が接
続されている。受熱側伝熱体１６ｂは、ピストン２０の
シリンダ１８内での動きに応じて超伝導コイル１０上で
摺動される。
【００１３】伝熱側伝熱体１６ａ及び受熱側伝熱体１６
ｂは、図１に示すように、側面から見た時の形状がくさ
び形をしており、図１（ａ）に示すスイッチＯＮ状態に
あるときに相互に伝達面１６ｃが安定して接触し、図１
（ｂ）に示すスイッチＯＦＦ状態になるときに受熱側伝
熱体１６ｂがシリンダ１８側に摺動されて伝熱側伝熱体
１６ａと接触面間に隙間が生じるような傾斜をもって接
触面が形成されている。
ｂは、図１に示すように、側面から見た時の形状がくさ
び形をしており、図１（ａ）に示すスイッチＯＮ状態に
あるときに相互に伝達面１６ｃが安定して接触し、図１
（ｂ）に示すスイッチＯＦＦ状態になるときに受熱側伝
熱体１６ｂがシリンダ１８側に摺動されて伝熱側伝熱体
１６ａと接触面間に隙間が生じるような傾斜をもって接
触面が形成されている。
【００１４】なお、伝熱側伝熱体１６ａと受熱側伝熱体
１６ｂのそれぞれの接触面の形状は、特に限定されない
が、伝熱が効率的に行われるように、同形状（完全に双
方の面が接触する形状）とすることが好ましい。
１６ｂのそれぞれの接触面の形状は、特に限定されない
が、伝熱が効率的に行われるように、同形状（完全に双
方の面が接触する形状）とすることが好ましい。
【００１５】シリンダ１８内のピストン２０によって機
密が保たれている側（ピストンロッド２１が接続されて
いない側）は、Ｎ2 ガス管２２を通じて窒素（Ｎ2 ）ガ
スが封入されている。また、シリンダ１８内のＮ2 ガス
が封入されていない側は、大気と連通されている。
密が保たれている側（ピストンロッド２１が接続されて
いない側）は、Ｎ2 ガス管２２を通じて窒素（Ｎ2 ）ガ
スが封入されている。また、シリンダ１８内のＮ2 ガス
が封入されていない側は、大気と連通されている。
【００１６】次に、図１に示す本実施形態のサーマルス
イッチの作用について説明する。
イッチの作用について説明する。
【００１７】まず、図１（ａ）に示すスイッチＯＮ状態
では、冷凍機１１によって高温ステージ１４を介してく
さび形伝熱体１６に、超伝導コイル１０を冷却するため
の伝熱が行われる。
では、冷凍機１１によって高温ステージ１４を介してく
さび形伝熱体１６に、超伝導コイル１０を冷却するため
の伝熱が行われる。
【００１８】スイッチＯＮ状態では、くさび形伝熱体１
６の伝熱側伝熱体１６ａと受熱側伝熱体１６ｂの伝熱面
１６ｃ（傾斜面）が接触しているため、超伝導コイル１
０に高温ステージ１４からの冷却熱が伝導される。くさ
び形伝熱体１６を用いた伝熱は固体接触により行われる
ためより確実に冷却が行われる。
６の伝熱側伝熱体１６ａと受熱側伝熱体１６ｂの伝熱面
１６ｃ（傾斜面）が接触しているため、超伝導コイル１
０に高温ステージ１４からの冷却熱が伝導される。くさ
び形伝熱体１６を用いた伝熱は固体接触により行われる
ためより確実に冷却が行われる。
【００１９】こうして、冷凍機１１の高温ステージ１４
からくさび形伝熱体１６を介した伝熱により超伝導コイ
ル１０が８０゜Ｋ付近にまで冷却されると、ピストン２
０の内部に封入されたＮ2 ガスが冷却され液化するため
に真空状態となる。
からくさび形伝熱体１６を介した伝熱により超伝導コイ
ル１０が８０゜Ｋ付近にまで冷却されると、ピストン２
０の内部に封入されたＮ2 ガスが冷却され液化するため
に真空状態となる。
【００２０】このため、ピストン２０のＮ2 ガスが封入
されている側と大気と連通されている側とで圧力差が生
じ、ピストン２０が、図１（ｂ）に示す矢印方向、すな
わち受熱側伝熱体１６ｂをピストン２０側に引き寄せる
方向に移動する。
されている側と大気と連通されている側とで圧力差が生
じ、ピストン２０が、図１（ｂ）に示す矢印方向、すな
わち受熱側伝熱体１６ｂをピストン２０側に引き寄せる
方向に移動する。
【００２１】受熱側伝熱体１６ｂは、ピストン２０の動
きに合わせて超伝導コイル１０上を移動される。従っ
て、受熱側伝熱体１６ｂと伝熱側伝熱体１６ａとの間に
隙間が生じ、図１（ｂ）に示すようなスイッチＯＦＦ状
態となる。
きに合わせて超伝導コイル１０上を移動される。従っ
て、受熱側伝熱体１６ｂと伝熱側伝熱体１６ａとの間に
隙間が生じ、図１（ｂ）に示すようなスイッチＯＦＦ状
態となる。
【００２２】このため、高温ステージ１４からのくさび
形伝熱体１６を介した冷却が行われなくなる。つまり、
サーマルスイッチとして機能する。
形伝熱体１６を介した冷却が行われなくなる。つまり、
サーマルスイッチとして機能する。
【００２３】このようにして、本実施形態のサーマルス
イッチは、従来のＮ2 ガスを封入したパイプ容器により
成るサーマルスイッチに代え、傾斜面で接触して成る一
対のくさび形伝熱体１６の一方である伝熱側伝熱体１６
ａを高温ステージ１４側に固定し、他方の受熱側伝熱体
１６ｂを超伝導コイル１０側に熱伝達を損なわないよう
に設置している。そして、超伝導コイル１０側の受熱側
伝熱体１６ｂにＮ2 ガスが封入されたシリンダ１８内の
ピストンと連結することで、ピストン２０がＮ2 ガスの
状態（真空状態）に応じて移動されることで受熱側伝熱
体１６ｂが伝熱側伝熱体１６ａと離れて接触面に隙間が
生じ、スイッチＯＦＦ状態とすることができる。
イッチは、従来のＮ2 ガスを封入したパイプ容器により
成るサーマルスイッチに代え、傾斜面で接触して成る一
対のくさび形伝熱体１６の一方である伝熱側伝熱体１６
ａを高温ステージ１４側に固定し、他方の受熱側伝熱体
１６ｂを超伝導コイル１０側に熱伝達を損なわないよう
に設置している。そして、超伝導コイル１０側の受熱側
伝熱体１６ｂにＮ2 ガスが封入されたシリンダ１８内の
ピストンと連結することで、ピストン２０がＮ2 ガスの
状態（真空状態）に応じて移動されることで受熱側伝熱
体１６ｂが伝熱側伝熱体１６ａと離れて接触面に隙間が
生じ、スイッチＯＦＦ状態とすることができる。
【００２４】このため、固体接触により伝熱が行われる
ため、従来のパイプ方式に比べ確実であると共に伝熱量
が多く小型化に対して有利である。
ため、従来のパイプ方式に比べ確実であると共に伝熱量
が多く小型化に対して有利である。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、被
冷却物に対して冷凍機により冷却を行なうための低温用
のサーマルスイッチにおいて、冷凍機からの伝熱が行わ
れる伝熱側伝熱体と、この伝熱側伝熱体と接触した状態
から接触面に隙間が生じる位置まで前記被冷却物上に摺
動可能な状態で伝熱が行われるように接触させられてい
る受熱側伝熱体とから構成される伝熱体と、被冷却物に
固定され、内部に前記受熱側伝熱体と接続されたピスト
ンが設けられ、ピストンによって機密が保たれている側
にＮ2 ガスが封入されているシリンダとを具備し、シリ
ンダ内のＮ2 ガスの状態に応じたピストンの動きに合わ
せて受熱側伝熱体を摺動させ伝熱側伝熱体との接続状態
を変更するので、機械的な動作で伝熱のＯＮ／ＯＦＦの
制御が行われるため、より確実な作動が得られると共
に、固体接触により熱移動が行われるため、従来のパイ
プ方式に比べより小型化が可能となるものである。
冷却物に対して冷凍機により冷却を行なうための低温用
のサーマルスイッチにおいて、冷凍機からの伝熱が行わ
れる伝熱側伝熱体と、この伝熱側伝熱体と接触した状態
から接触面に隙間が生じる位置まで前記被冷却物上に摺
動可能な状態で伝熱が行われるように接触させられてい
る受熱側伝熱体とから構成される伝熱体と、被冷却物に
固定され、内部に前記受熱側伝熱体と接続されたピスト
ンが設けられ、ピストンによって機密が保たれている側
にＮ2 ガスが封入されているシリンダとを具備し、シリ
ンダ内のＮ2 ガスの状態に応じたピストンの動きに合わ
せて受熱側伝熱体を摺動させ伝熱側伝熱体との接続状態
を変更するので、機械的な動作で伝熱のＯＮ／ＯＦＦの
制御が行われるため、より確実な作動が得られると共
に、固体接触により熱移動が行われるため、従来のパイ
プ方式に比べより小型化が可能となるものである。
【図１】本発明の実施形態に係る低温用サーマルスイッ
チの構成図。
チの構成図。
【図２】従来の低温用サーマルスイッチの構成図。
１０ 超伝導コイル １１ 低温ステージ １２ 冷凍機 １４ 高温ステージ １６ くさび形伝熱体 １６ｃ 伝熱面 １８ シリンダ ２０ ピストン
Claims (1)
- 【請求項１】 被冷却物に対して冷凍機により冷却を行
なうための低温用のサーマルスイッチにおいて、 前記冷凍機からの伝熱が行われる伝熱側伝熱体と、この
伝熱側伝熱体と接触した状態から接触面に隙間が生じる
位置まで前記被冷却物上に摺動可能な状態で、伝熱が行
われるように接触させられている受熱側伝熱体とから構
成される伝熱体と、 前記被冷却物に固定され、内部に前記受熱側伝熱体と接
続されたピストンが設けられ、前記ピストンによって機
密が保たれている側に窒素（Ｎ2 ）ガスが封入されてい
るシリンダとを具備し、 前記シリンダ内の窒素（Ｎ2 ）ガスの状態に応じた前記
ピストンの動きに合わせて前記受熱側伝熱体を摺動さ
せ、前記伝熱側伝熱体との接続状態を変更することを特
徴とするサーマルスイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17814697A JPH1123082A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | サーマルスイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17814697A JPH1123082A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | サーマルスイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123082A true JPH1123082A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=16043451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17814697A Withdrawn JPH1123082A (ja) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | サーマルスイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1123082A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002050490A1 (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-27 | Checksix, Llc | Interruptible thermal bridge system |
| CN1304808C (zh) * | 2003-08-06 | 2007-03-14 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于热开关的低温热管 |
| DE102016203758A1 (de) * | 2016-03-08 | 2017-09-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Klimaanlage und Kraftfahrzeug mit Klimaanlage |
| JP2019502889A (ja) * | 2015-12-04 | 2019-01-31 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 極低温冷却システム |
-
1997
- 1997-07-03 JP JP17814697A patent/JPH1123082A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002050490A1 (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-27 | Checksix, Llc | Interruptible thermal bridge system |
| CN1304808C (zh) * | 2003-08-06 | 2007-03-14 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于热开关的低温热管 |
| JP2019502889A (ja) * | 2015-12-04 | 2019-01-31 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 極低温冷却システム |
| DE102016203758A1 (de) * | 2016-03-08 | 2017-09-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Klimaanlage und Kraftfahrzeug mit Klimaanlage |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |