JPS5984506A - 極低温容器用内槽支持装置 - Google Patents
極低温容器用内槽支持装置Info
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- JPS5984506A JPS5984506A JP57194677A JP19467782A JPS5984506A JP S5984506 A JPS5984506 A JP S5984506A JP 57194677 A JP57194677 A JP 57194677A JP 19467782 A JP19467782 A JP 19467782A JP S5984506 A JPS5984506 A JP S5984506A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/08—Mounting arrangements for vessels
- F17C13/086—Mounting arrangements for vessels for Dewar vessels or cryostats
- F17C13/087—Mounting arrangements for vessels for Dewar vessels or cryostats used for superconducting phenomena
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/068—Special properties of materials for vessel walls
- F17C2203/0687—Special properties of materials for vessel walls superconducting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0146—Two-phase
- F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
- F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
不兄明は超１ｊｉ導装置等の極低温容器の内槽支持に保
９、時に、内槽支付都が當温と極低温との間の熱サイク
ルを受ける除の好適な内僧支付講造に関する。
９、時に、内槽支付都が當温と極低温との間の熱サイク
ルを受ける除の好適な内僧支付講造に関する。
第１図は超也尋マグネットの支持形態を７廖す従来例に
於ける模式図である。図に於て超亀尋コイル１は、内槽
２に内威嘔れている。
於ける模式図である。図に於て超亀尋コイル１は、内槽
２に内威嘔れている。
更に、内槽は、支持柱３を介して、外槽４から支持ちれ
ている・。この支持柱は内槽側の固疋都及び外槽側の固
尾部によって、人々内槽及び外槽に連結されて居シ、父
、叉持柱は一般に中心軸線Ａの軸心長さ方間に二列、第
２図の横断面内では一夕１」あた９４〜８本を放射状に
配置されている。図示は４本の？ｌｊケ示す。
ている・。この支持柱は内槽側の固疋都及び外槽側の固
尾部によって、人々内槽及び外槽に連結されて居シ、父
、叉持柱は一般に中心軸線Ａの軸心長さ方間に二列、第
２図の横断面内では一夕１」あた９４〜８本を放射状に
配置されている。図示は４本の？ｌｊケ示す。
このように構成されたものに於て、内槽の内部にｔＡｔ
、体ヘリウム５を注入（注入系は図示省略ンし超電導コ
イル１を極低温に冷却保持する。コイル及び内槽が耐却
石れれば、勿崗文柱も常温と極低温の中１ｉｉｌ付近の
温度（平均温度ンに冷却される。
、体ヘリウム５を注入（注入系は図示省略ンし超電導コ
イル１を極低温に冷却保持する。コイル及び内槽が耐却
石れれば、勿崗文柱も常温と極低温の中１ｉｉｌ付近の
温度（平均温度ンに冷却される。
′Ｓ温時の内槽２は、極低温時の内槽２′に冷却によシ
熱収紬し、内槽側の支持固定点はＣからＣ′へ移動する
。このため、支柱３の民さは見掛上、常温１１．Ｊ８Ｌ
Ｒから極低温時Ｌｃへ強制的に引伸ばされる。所が支
柱自体が冷却されることによる収縮分をＬ８１とすると
実際には、ΔＬｔ ”” （Ｊ’−ｃ １十Ｌｓｌ ）
Ｌ）１またけ引伸ばされることになる。従って引伸
ばされることによって支柱には、５ｔ＝ＥｘΔＬＩ／Ｌ
＋ｔ ｔ なる応力が発生する。但し、Ｅは支柱］９
科のヤング率を示す。
熱収紬し、内槽側の支持固定点はＣからＣ′へ移動する
。このため、支柱３の民さは見掛上、常温１１．Ｊ８Ｌ
Ｒから極低温時Ｌｃへ強制的に引伸ばされる。所が支
柱自体が冷却されることによる収縮分をＬ８１とすると
実際には、ΔＬｔ ”” （Ｊ’−ｃ １十Ｌｓｌ ）
Ｌ）１またけ引伸ばされることになる。従って引伸
ばされることによって支柱には、５ｔ＝ＥｘΔＬＩ／Ｌ
＋ｔ ｔ なる応力が発生する。但し、Ｅは支柱］９
科のヤング率を示す。
上記引伸はし量（熱収縮ｉ）は常温から極低温迄の温度
変化分に依存し、冷媒として液体ヘリウムケ使用するも
のでは、温！現変化は３００［（摂氏）にも及び、熱収
縮量は多大でめシ、その熱応力も又、多大である。
変化分に依存し、冷媒として液体ヘリウムケ使用するも
のでは、温！現変化は３００［（摂氏）にも及び、熱収
縮量は多大でめシ、その熱応力も又、多大である。
父、支柱の同４Ｉ！側の固定点Ｃが、Ｃ′へ動く量は固
定点Ｃの装置中ｒｕｃＢ、Ａ）からの距離（Ｘ。
定点Ｃの装置中ｒｕｃＢ、Ａ）からの距離（Ｘ。
Ｙ）に比例する。この種、超電４装置規模が近年、飛躍
的な大形化の順向にあシ、このために支柱が引伸ばされ
る量は最大化し、発生する応力も従って増大する。
的な大形化の順向にあシ、このために支柱が引伸ばされ
る量は最大化し、発生する応力も従って増大する。
すなわち、内槽支持柱は、コイル及び内槽が、冷７４］
％昇温全繰返えす度ごとに、前述の応力を繰返し受け
、その応力の太きさも装置の大形化に伴い増加し、支柱
の材料強度の限界を越える３Ｌうになって米だ。この事
は支柱の破断もしくは支柱の１足部分の破〜ｒを招き、
超電導装置の機能失墜に至る嵐犬φ態になる。
％昇温全繰返えす度ごとに、前述の応力を繰返し受け
、その応力の太きさも装置の大形化に伴い増加し、支柱
の材料強度の限界を越える３Ｌうになって米だ。この事
は支柱の破断もしくは支柱の１足部分の破〜ｒを招き、
超電導装置の機能失墜に至る嵐犬φ態になる。
本発明は、超電導装置等の極低温容器の内槽支持用支柱
が常温と極低温間の熱サイクルをＩｆ１７歴する除に夫
々の温度に於て支柱の熱応力が発生しないようにするか
、又は熱応力を軽微にしようとするものである。
が常温と極低温間の熱サイクルをＩｆ１７歴する除に夫
々の温度に於て支柱の熱応力が発生しないようにするか
、又は熱応力を軽微にしようとするものである。
本発明の妥点は内偵支持用の支柱に於いて、常温及び極
低温いずれの場合でも、夫々の温度に於ける支柱の自然
の長さを保つように支付し、熱応力が発生しないように
するものである。
低温いずれの場合でも、夫々の温度に於ける支柱の自然
の長さを保つように支付し、熱応力が発生しないように
するものである。
以下、本発明の一実施例を第３図ないし４７図に従って
説朗する。
説朗する。
第３図は本発明による超電導マグネットの支持形体の模
式図である。
式図である。
本発明の特徴は、内槽支持用支柱６の外槽１１１１１固
定点Ｅｋ以下に述べるような位置に設置することにより
、超電導マグネットが極１氏温に冷却されても、その内
槽支持用支柱６′が、熱収縮した自然の長さＬｃ２のま
ま保持されるようにして、支柱６′の熱応力が発生しな
いようにしたことにある。
定点Ｅｋ以下に述べるような位置に設置することにより
、超電導マグネットが極１氏温に冷却されても、その内
槽支持用支柱６′が、熱収縮した自然の長さＬｃ２のま
ま保持されるようにして、支柱６′の熱応力が発生しな
いようにしたことにある。
すなわち、常温時の支柱６０内槽側の固定点Ｃを基点と
して、常温時の支柱の長さＬＲ２を半径とした円弧Ｆを
描き、矢に、極低温時の支柱の内４′油側の固定点Ｃ’
（内槽が熱収縮することに痒い、固定点が移動する
］を基点として、極低温時の支柱の長さＬ’ｃ２ （支
柱が熱収縮することに伴い長さが短かくなる）を半径と
した円弧Ｆ′を描く。このように描いた両円弧の交点に
外槽側の固定点Ｅを設直し極低温時でも゛支柱６′の熱
応力（熱収縮拘束力）の発生を無くする。
して、常温時の支柱の長さＬＲ２を半径とした円弧Ｆを
描き、矢に、極低温時の支柱の内４′油側の固定点Ｃ’
（内槽が熱収縮することに痒い、固定点が移動する
］を基点として、極低温時の支柱の長さＬ’ｃ２ （支
柱が熱収縮することに伴い長さが短かくなる）を半径と
した円弧Ｆ′を描く。このように描いた両円弧の交点に
外槽側の固定点Ｅを設直し極低温時でも゛支柱６′の熱
応力（熱収縮拘束力）の発生を無くする。
又、ｍ４図は従来構造（第１図ンの９部の詳細図であシ
、第５図、第６図及び第７図は本発明構造（第３図］の
Ｅｓの詳ａ＋１ｔＩ（各種ンを示す。
、第５図、第６図及び第７図は本発明構造（第３図］の
Ｅｓの詳ａ＋１ｔＩ（各種ンを示す。
第４図に於て、７は座金、８はナツト、３は支柱、４は
外槽でおる。＠１図に示すように内槽のｒＩＴ却に伴い
支柱が０１なる傾斜をし、一般にはこういう場合両端の
固定部に無理な曲げ刀が作用する。そこで、第５因に示
すような球面を持った座金９及びナツト１０を挿入する
ことにより傾斜自在となり、前記のような無理な曲げ刀
を防止出来る。
外槽でおる。＠１図に示すように内槽のｒＩＴ却に伴い
支柱が０１なる傾斜をし、一般にはこういう場合両端の
固定部に無理な曲げ刀が作用する。そこで、第５因に示
すような球面を持った座金９及びナツト１０を挿入する
ことにより傾斜自在となり、前記のような無理な曲げ刀
を防止出来る。
−刀、不発り」の王扶ポイントである外槽側固定点Ｈの
位置が、前記のような支柱の１然の長さＬｃｔｋ光分保
てるような位置に設定することが出来ない要因（例えは
、寸法的制約があったシ、他の構造物と干渉があるよう
な場合、理想的な外槽側固冗点から、若干、ずらして設
定することになる。このような固定点にした場合、コイ
ル及び内借を極低温に冷却した際、支柱は冷却され自然
のままの熱収縮を為し得す、その何％分かは熱収縮が拘
束される仁とになる。すると、その分だけ支柱が熱応力
【拘束力］を発生することが判る。
位置が、前記のような支柱の１然の長さＬｃｔｋ光分保
てるような位置に設定することが出来ない要因（例えは
、寸法的制約があったシ、他の構造物と干渉があるよう
な場合、理想的な外槽側固冗点から、若干、ずらして設
定することになる。このような固定点にした場合、コイ
ル及び内借を極低温に冷却した際、支柱は冷却され自然
のままの熱収縮を為し得す、その何％分かは熱収縮が拘
束される仁とになる。すると、その分だけ支柱が熱応力
【拘束力］を発生することが判る。
このような時に、第７図に示すように支柱固定部に弾性
体（例えは皿バネ１１）を挿入すれば翫熱収縮拘束分を
皿バネの弾性により吸収させることが出来る。
体（例えは皿バネ１１）を挿入すれば翫熱収縮拘束分を
皿バネの弾性により吸収させることが出来る。
然し、必ずしも固定部に弾性体を挿入しなくても、支柱
の両側の１尼Ｓ（内槽２側及び外槽４側）の構造体目体
が、熱収縮拘束力に対し弾性変形能をもつ。第８図に於
て、常温時の外槽４及び内槽２を実線で示す。内槽が極
低温に冷却され、かつ、支柱１３が冷却されると夫々熱
収縮する。内槽及び支柱が自然のままに熱収縮出来るよ
うな場合、内槽は２′で示す位置にあり、外槽は常温時
と変らない４で示す位置にある。然るに、前述のように
、支柱１３の熱収縮が自然のままにならず、何％かが拘
束を受けるような間係にある時は拘束される熱収縮分に
ついて、拘束力が働らき支柱、内槽及び外槽の引張シ合
いになシ相互に変形し、外槽は４”、内槽は２“のよう
に多角形変ノーし、支柱１３も内外槽のｓｔ生刀により
引張られた状態で＃！ｒ層＜。従って、内・外槽及び支
柱の拘束力が夫人許容範囲内になるような外槽側の固定
位置を逃足設置すれば内外槽側の構造体の弾性変位を利
用し、熱収縮拘束力を吸収した内槽支持装置が得られる
。
の両側の１尼Ｓ（内槽２側及び外槽４側）の構造体目体
が、熱収縮拘束力に対し弾性変形能をもつ。第８図に於
て、常温時の外槽４及び内槽２を実線で示す。内槽が極
低温に冷却され、かつ、支柱１３が冷却されると夫々熱
収縮する。内槽及び支柱が自然のままに熱収縮出来るよ
うな場合、内槽は２′で示す位置にあり、外槽は常温時
と変らない４で示す位置にある。然るに、前述のように
、支柱１３の熱収縮が自然のままにならず、何％かが拘
束を受けるような間係にある時は拘束される熱収縮分に
ついて、拘束力が働らき支柱、内槽及び外槽の引張シ合
いになシ相互に変形し、外槽は４”、内槽は２“のよう
に多角形変ノーし、支柱１３も内外槽のｓｔ生刀により
引張られた状態で＃！ｒ層＜。従って、内・外槽及び支
柱の拘束力が夫人許容範囲内になるような外槽側の固定
位置を逃足設置すれば内外槽側の構造体の弾性変位を利
用し、熱収縮拘束力を吸収した内槽支持装置が得られる
。
又、第６図は第５図の例のように、支柱の傾斜（第３図
のθｉ）した場合の固定部に於ける無理な曲げ刀の作用
を防止するために、球■座を持った座、１９及びナツト
１０を弾性体（皿）（ネ１１）に加えて挿入したもので
ある。
のθｉ）した場合の固定部に於ける無理な曲げ刀の作用
を防止するために、球■座を持った座、１９及びナツト
１０を弾性体（皿）（ネ１１）に加えて挿入したもので
ある。
本発明によれば極低温容器の内槽支持装置に於いて、そ
の支柱はじめ、支柱を固定する内槽及び外槽が、極低温
時に過大な熱応力によシ破断じ、ひいては超電等装置等
、王様の機能を失墜させる事態を防止出来、適正安全な
極低温容器の内槽支持装置が得られる。
の支柱はじめ、支柱を固定する内槽及び外槽が、極低温
時に過大な熱応力によシ破断じ、ひいては超電等装置等
、王様の機能を失墜させる事態を防止出来、適正安全な
極低温容器の内槽支持装置が得られる。
第１図は従来の超電導マグネットの支持形体図、第２図
は第１図の横ＰＩＲ面図、第３図は本発明の超′亀導マ
グネ５ットの支持形体図、第４図はｍ１図の支柱固定部
の構造例の静細図、第５因ないし第７図は第３図の支柱
固定部の各種変形例の詳細図、第８図は支柱が熱収縮の
拘束を受ける場合の変形説明図である。 １・・・超電導コイル、２．２’ 、２“・・・内槽、
３゜３’ 、６．６’ 、１３・・・支柱、４．４“・
・・外槽、５・・・液体ヘリウム（冷媒）、９・・・球
面座金、１０第 １図 第 ３図 第４図 第５図 燭も ６ ５８
タロ ７ 図芽δ 口
は第１図の横ＰＩＲ面図、第３図は本発明の超′亀導マ
グネ５ットの支持形体図、第４図はｍ１図の支柱固定部
の構造例の静細図、第５因ないし第７図は第３図の支柱
固定部の各種変形例の詳細図、第８図は支柱が熱収縮の
拘束を受ける場合の変形説明図である。 １・・・超電導コイル、２．２’ 、２“・・・内槽、
３゜３’ 、６．６’ 、１３・・・支柱、４．４“・
・・外槽、５・・・液体ヘリウム（冷媒）、９・・・球
面座金、１０第 １図 第 ３図 第４図 第５図 燭も ６ ５８
タロ ７ 図芽δ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、極低温液体を収納した内槽の外周ｒｉＩＩ分で一端
が固定され、他端が前台己内槽を民囲する外１’１Ｍ壁
に固定される複献本の支柱ケ放射状に配設し、’ １ｉ
ｌｌ記内借をｒｊｔｌ記外槽内外槽内の間隔を介して支
持固定するものに於て、前記支柱の外槽側の固定位１直
を次に述べるような位置、に設置したことを特徴とする
極低温容器用内槽支持装置。 ２、特許請求の範囲第１項に於て、低温時の内槽側（１
足点を基点として描く円弧の半径と′品温時の内槽世り
固定点を基点として描く円弧の半径との関係を、シ１（
訂請求の範囲第１項に述べた関係に比し倣少長さ分たけ
相対的に増減させた時の両円弧の交点に外槽側の固定点
を設置し、前記相対的に増減させ／こ倣少長さ分を支柱
固定側の構造体の弾性液位を以って補填するようにした
ことを特徴とするｔメ低温容器用内槽支愕装置。 ３、イケ計詞釆の範囲第１項又は第２塊に於ける支柱の
両端の固定点の両方又はいずれか一方に球面座を設けた
ことを特徴とする極低温容器用内槽支持装置。 ４、荷ＷｉｔＦＪ求の範囲第１項または第２項に於ける
支柱の両端の固定点の両刀又はいずれか１に弾性体ケ介
して支持したことを瞥徴とする極低温容器用内槽支持装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57194677A JPS5984506A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 極低温容器用内槽支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57194677A JPS5984506A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 極低温容器用内槽支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5984506A true JPS5984506A (ja) | 1984-05-16 |
Family
ID=16328452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57194677A Pending JPS5984506A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | 極低温容器用内槽支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5984506A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006319319A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-24 | Bruker Biospin Ag | 熱的に補償されたセンタリング機構を有するクライオスタット構造 |
| CN113199944A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-08-03 | 西南交通大学 | 一种超导电动悬浮磁体的传力结构 |
-
1982
- 1982-11-08 JP JP57194677A patent/JPS5984506A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006319319A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-24 | Bruker Biospin Ag | 熱的に補償されたセンタリング機構を有するクライオスタット構造 |
| CN113199944A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-08-03 | 西南交通大学 | 一种超导电动悬浮磁体的传力结构 |
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