JPS6328080A - 極低温装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電流リードを冷却する冷凍装置を具備した極低
温装置に関する。

（従来の技術） 従来の極低温装置について第４図を参照して説明する。

従来の極低温部には外側より真空容器２ａ。

第１シールド２ｂ、第２シールド２ｃ、液溜２ｄからな
る多重構造により形成されている。なお、第１シールド
２ｂ、第２シールド２ｃ、液溜２ｄの夫々の間は真空域
９となっている。そしてこのような極低温装置には第１
シールド２ｂ及び第２シールド２Ｃを冷却するために冷
却装置１が取り付けられている。

この冷却袋Ｗ１１の取付けは第１シールド２ｂ及び第２
シールド２ｃに対して冷却装置１の第１ステージ５及び
第２ステージ６が各々熱収縮を緩和するフレキシブル導
体７で十分な熱接触が得られるよう固定されている。

一方液体ヘリウムｌＯ中に置かれた超電導コイル１２に
電流を供給するためには、超電導コイル１２から出てい
る両端の超電導線を、銅の板または棒。

あるいはそれらに適切に加工を施した電流リード３に接
続する。電流リード３は極低温の低温端と常温の高温端
をもつため、電流を供給しない状態でも、電流リード３
内の温度勾配に従って極低温部に熱が侵入する。ｆ！！
流リード３は、通電中の発熱を小さくするために銅など
の良導体で構成されている。銅などの良導体は一般に熱
伝導率も高いため、非通電時でも熱侵入量が多く、液体
ヘリウムＩＯを多量に蒸発させる。

超電導コイル１２を所定の電流値まで励磁した後、永久
電流モードで運転する場合には、電流リード３は電流を
供給する必要がなくなる。従って電流リード３は熱侵入
量を多くするのみであるから。

電流供給後に抜き取ることのできる着脱式の電流リード
３が考案されている。従って着脱式の電流リード３は低
温端で分離、接続可能な着脱部８を有する構造となって
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように従来の極低温装置２では、電流リード３の
着脱構造を有したものがあるが、装着時および通電時の
熱侵入量はほとんど軽減されていないのが実情である。

特に予冷のなされていない常温状態の電池リード３を装
着する際は、多大の熱侵入による液体ヘリウム１０の蒸
発を無視することができない。

そこで本発明の目的は着脱式電流リードを装着。

通電時に冷凍装着の温度ステージにより冷却することが
可能な構造を有する、低侵入熱の極低温装置を提供する
ことである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明による極低温装置は冷凍装着の各温度ステージを
電流リードの挿入ポートに熱的に接続するとともに、電
流リードを挿入ポートに装着時。

ポートを介して電流リード本体に熱的に接続するようテ
ーパを双方にとる。

（作用） このようにすると、電流リードを挿入ポートに装着時、
冷凍装置の温度ステージがテーパによる面接触により電
流リードの長手方向にサーマルアンカをつくり、常温部
からの熱侵入量を減らし。

電流リードの温度を低くすることができる。

（実施例） 以下５本発明を第１図に示す一実施例について説明する
。電流リード３は、真空容器２ａ、第１シールド２ｂ、
第２シールド２ｃを貫通して液１２ｄまで接続された挿
入ポート４に装着され、着脱部８を介して、液溜２ｄに
収容された液体ヘリウム１０中の超電導コイル１２に電
流を供給する。挿入ポート４の長手方向の２点すなわち
第１テーバ而４ａおよび第２テーバ面４ｂに冷凍装置１
の温度ステージ５および６がフレキシブル導体７を介し
て接続されている。又、挿入ポート４、冷凍機／および
第１シールド２ｂ、第２シールド２ｃ、液溜２ｄ等の表
面には。

輻射熱を低減する多層断熱材１１が施工しである。

一方電流リード３の長手方向、挿入ポート４の各テーパ
面４ａ、４ｂに接する箇所は対向するテーバーに沿う形
状をとるとともに部分的にバネ接触子が設けてあり、又
、双方のテ〜パ面には図示していないが例えばインジウ
ム箔がはっであるかコーティングしである。

次にこのように構成した本発明の極低温装置の作用を説
明する。非通電時、電流リード３は、挿入ポート４に装
着されておらず液ｓ２ｄに収容された液体ヘリウム１０
への侵入熱は、ボート、サポート等液？ｆｌ１２ｄを支
持もしくは、それに常温部から接続された、構成要素の
伝導および真空域９をはさんで対向する面１例えば第２
シールド２Ｃからの輻射による０本極低温装置では各シ
ールド２ｂ　、　２ｃに熱的に冷却装着１の温度ステー
ジ（第１ステージ。

第２ステージ）５，６を接続するとともに挿入ポート４
の２点にサーマルアンカをとることにより上述の伝導、
輻射による侵入熱を減らしている。

これは第２図に示す挿入ポート４の長手方向の温度分布
からも理解できる。

次に電流リード３を挿入ポート４に装着する場合、まず
電流リード３を挿入ポート４の上部取付は部、ここでは
図示していないが、例えばＯ−リングシールで可動の構
造を持つ部分に先端のみ装着する。ここで電流リード３
は１図にも示すように長手方向に断面積が変化しており
、常温部近傍では電流密度が小さく、又低温部では電流
密度が大きくなるよう、また完全に挿入ポート４に装着
された場合、挿入ポートの第１．第２テーバ面４ａ。

４ｂで十分な熱接触が得られるようテーパ面又は凹凸構
造にしである。この最初の作業により液溜２ａ内の低温
ガスにより電流リード３内を熱交換をさせながら図示し
ていない回収系へ放出することにより冷却する０次に、
装着した電流リード３を挿入ボート４内に徐々に挿入し
ていく。ここでまず電流リード３の低温部は、挿入ボー
ト４の第１テーパ面４ａおよびバネ接触上により効果的
に接触し、冷凍装置１の第１ステージ５からサーマルア
ンカをとっている為、第１テーパ面４ａを介して電流リ
ード３の低温部は熱伝導により冷却される。同様にして
更に挿入していくこと電流リード１３と挿入ポート４の
第２テーパ面４ｂおよびバネ接触予行と接層し、冷却装
置１の第２ステージ６により更に冷却され第２図で示す
ような温度分布状態となる。

ここで電流リード３と挿入ポートのテーパ部４ａ。

４ｂとの接触状態は、例えば第３図に示す１実施例のよ
うに、テーパ部４ａ　、　４ｂと電流リード３の外被管
３ａが接触して熱伝導で冷却される。又外被管の内側に
は、例えばテフロン、カプトン等の薄膜コーティングや
テープによる電気絶縁の被膜３ｂによって電流リード３
の通電導体３ｃと電気的に触れない構造になっている。

なお一部絶縁被膜を施さすに蒸発低温ガスで絶縁を行う
とともにガスの熱伝達を利用してｔｌｉ流リード３の通
電感体３ｃを冷却するような構造も考えられる。

以上のような作用により従来の着脱式でない電流リード
の冷却と同等の効果を得るとともに、通電時の電流リー
ドでの発熱も２点に設けたサーマルアンカにより低減す
ることができ液体ヘリウムの蒸発量が格段に少なくなる
６又非通電時においては、電流リードを抜きとることに
より何ら従来の方式と異なることなく低侵入熱の極低温
装置を得ることができる。

又１通電時の電流リードの発熱による冷却装置の第１．
第２ステージの熱負荷の増大は短時間である為、第１．
第２シールドの有する熱容量と比較してわずかであり、
各ステージ、シールドの温度上昇は問題とはなり得ない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば１着脱式電流リード
の装着、通電時に冷却装置を用いて冷却することが可能
であり、低侵入熱の極低温装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の極低温装置の断面図。 第２図および第３図は本発明の詳細な説明する図、第４
図は従来の極低温装置の断面図である。 １・・・冷却装置　　　　　　３・・・電流リード３ｂ
・・・電気絶縁の被膜　　　４・・・挿入ポート４ａ・
・・挿入ポートの第１テーパ面 ４ｂ・・・挿入ポートの第２テーパ面 ７・・・フレキシブル導体　　　　　゛代理人　弁理士
　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　超電導機器と液体ヘリウムとを収容する真空容器に取
   付けられた冷却装置と、前記真空容器の内部に設けられ
   内側にテーパー面を有する環状をなし前記冷却装置の冷
   却端と熱的に接続されたポートと、このポートに挿入さ
   れ前記超電導機器に電気接続される電流リードとを備え
   たことを特徴とする極低温装置。