JP2000182821A - Superconducting magnet and its precooling method - Google Patents

Superconducting magnet and its precooling method

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JP2000182821A JP11190554A JP19055499A JP2000182821A JP 2000182821 A JP2000182821 A JP 2000182821A JP 11190554 A JP11190554 A JP 11190554A JP 19055499 A JP19055499 A JP 19055499A JP 2000182821 A JP2000182821 A JP 2000182821A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable sharp reduction of precooling time, without increasing cooling capacity and the number of refrigerators and restraining infiltrating heat in a state of stationary operation, and realize high performance and superior handleability, in a refrigerator directly cooled type superconducting magnet. SOLUTION: This magnet comprises a superconducting coil 1, a radiation shield 2 surrounding the superconducting coil 1, a vacuum vessel 3 surrounding the radiation shield 2 and a refrigerator 4 which is attached to the vacuum vessel 3 and cools the superconducting coil 1 and the radiation shield 2. In this case, a thermal contact mechanism 7 for precooling, with which the radiation shield 2 is thermally brought into contact with the superconducting coil 1 at primary cooling time of the superconducting coil 1, is installed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超電導マグネット
に係り、特に冷凍機直接冷却型の超電導マグネットの改
良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting magnet, and more particularly to an improvement in a refrigerator directly cooled type superconducting magnet.

【0002】[0002]

【従来の技術】超電導マグネットにおける超電導コイル
の冷却には、超電導コイルを冷媒中に浸漬して冷媒の蒸
発潜熱で冷却する浸漬冷却と、冷凍機直接冷却とが一般
に用いられている。
2. Description of the Related Art Generally, a superconducting coil of a superconducting magnet is cooled by immersion cooling in which the superconducting coil is immersed in a refrigerant and cooled by the latent heat of evaporation of the refrigerant, or direct cooling of a refrigerator.

【0003】図23は特開平8−78737号公報や特
開平6−132567号公報などに記載された従来の冷
凍機直接冷却型超電導マグネットの縦断面図である。同
図において、1は超電導線を巻回して形成された超電導
コイルで、輻射シールド2によってその外方が包囲さ
れ、さらにこの輻射シールド2は真空容器3に包囲され
ている。この真空容器3には冷凍機4が搭載され、この
冷凍機4の低温側ステージ4aには熱伝導部材5を介し
て超電導コイル1が熱的に接続されるとともに、高温側
ステージ4bが輻射シールド2に熱的に接続され、それ
ぞれ約5K,80Kに冷却されている。又、超電導コイ
ル1は、断熱支持材6によって真空容器3又は輻射シー
ルド2から支持されている。この断熱支持材6の材質と
しては、一般的にチタン合金やグラスファイバ強化プラ
スチック(GFRP)が用いられている。
FIG. 23 is a longitudinal sectional view of a conventional refrigerator directly cooled superconducting magnet described in JP-A-8-78737 and JP-A-6-132567. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a superconducting coil formed by winding a superconducting wire, the outside of which is surrounded by a radiation shield 2, and the radiation shield 2 is further surrounded by a vacuum vessel 3. A refrigerator 4 is mounted on the vacuum vessel 3. The superconducting coil 1 is thermally connected to a low-temperature stage 4 a of the refrigerator 4 via a heat conducting member 5, and a high-temperature stage 4 b is connected to a radiation shield. 2 and are cooled to about 5K and 80K, respectively. The superconducting coil 1 is supported by the heat insulating support member 6 from the vacuum vessel 3 or the radiation shield 2. As a material of the heat insulating support member 6, a titanium alloy or a glass fiber reinforced plastic (GFRP) is generally used.

【0004】この様に冷凍機直接冷却型の超電導マグネ
ットは、液体ヘリウムを使用しないので、取り扱い性に
優れている反面、4.2K冷凍機の能力が現状では約1
W程度であることから、比較的小型すなわち熱容量の小
さい超電導マグネットに適用されている。
As described above, since the superconducting magnet of the refrigerator directly cooled type does not use liquid helium, it is excellent in handleability, but the capacity of the 4.2K refrigerator is about 1 at present.
Since it is about W, it is applied to a relatively small superconducting magnet having a small heat capacity.

【0005】次に、かかる超電導マグネットの動作につ
いて説明する。
Next, the operation of the superconducting magnet will be described.

【0006】真空容器3内を所定の値まで真空排気後、
冷凍機4を運転し、高温側ステージ4bにより輻射シー
ルド2を冷却するとともに、低温側ステージ4aにより
熱伝導部材5を介して熱伝導で超電導コイル1を冷却す
る。ここで、超電導コイル1が所定の温度例えば約5K
になるまで冷却するこの過程を予冷と称す。
After evacuating the inside of the vacuum vessel 3 to a predetermined value,
The refrigerator 4 is operated to cool the radiation shield 2 by the high-temperature side stage 4b and to cool the superconducting coil 1 by heat conduction through the heat conduction member 5 by the low-temperature side stage 4a. Here, the superconducting coil 1 has a predetermined temperature, for example, about 5K.
This process of cooling to the temperature is called pre-cooling.

【0007】約5Kに冷却された超電導コイル1は、電
気抵抗がゼロ、いわゆる超電導状態になる。そこで外部
の図示しない励磁用電源から電流を超電導コイル1に供
給し、所用の磁場を発生させる。通常運転時には、超電
導コイル1は電気抵抗がゼロであるので、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。しか
し、外部から対流・伝導・輻射による超電導コイル1へ
の熱侵入があるが、この侵入熱は冷凍機4で除熱され
る。
[0007] The superconducting coil 1 cooled to about 5K has no electric resistance, that is, a so-called superconducting state. Therefore, a current is supplied to the superconducting coil 1 from an external excitation power supply (not shown) to generate a required magnetic field. During normal operation, the superconducting coil 1 has no electric resistance, and therefore does not itself generate heat due to Joule heat even when a current flows. However, there is heat intrusion into the superconducting coil 1 from outside due to convection, conduction, and radiation.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記冷
凍機直接冷却型超電導マグネットでは、液体ヘリウムを
使用しないので、注液等の作業もなく取り扱い性に優れ
ている反面、冷却能力は搭載された冷凍機4の能力によ
って決定される。
However, since the above-described refrigerator direct cooling type superconducting magnet does not use liquid helium, there is no need for operations such as liquid injection and the like, and the superconducting magnet is excellent in handleability. Determined by the capacity of the machine 4.

【0009】このため、熱容量の大きい大型超電導コイ
ル1を冷凍機4だけで冷却する場合、室温から極低温ま
で冷却するいわゆる予冷時には非常に長い時間を要する
という課題があった。すなわち、定常状態である超電導
コイル1が極低温すなわち超電導状態となっている時に
は、冷凍機4の低温側ステージ4aへの熱侵入量(熱負
荷)は、一般的に1W以下と小さく十分に冷凍機4で冷
却できる値であるが、予冷時において低温側ステージ4
aの冷却能力1W程度では、約5Kまで冷却するのに数
日から数週間を要する。
For this reason, when the large superconducting coil 1 having a large heat capacity is cooled only by the refrigerator 4, there is a problem that a very long time is required for so-called pre-cooling for cooling from room temperature to extremely low temperature. That is, when the superconducting coil 1 in the steady state is at a very low temperature, that is, in a superconducting state, the amount of heat penetrating into the low-temperature side stage 4a of the refrigerator 4 (heat load) is generally as small as 1 W or less and sufficiently frozen. Is a value that can be cooled by the machine 4,
With the cooling capacity of 1 W, it takes several days to several weeks to cool to about 5K.

【0010】又、冷凍機7の高温側ステージ4bは室温
から約50Kまで数十Wの冷却能力があり、予冷過程に
おいて、熱容量の小さい輻射シールド2が超電導コイル
1よりもいち速く低温になり、定常状態とは逆に超電導
コイル1は輻射シールド2によって輻射で冷却される。
しかし、一般に超電導コイル1の外表面には輻射による
侵入熱を抑制するために、多層断熱材が装着されてお
り、輻射による冷却効果は極めて小さく、50K付近ま
で大きな冷却能力を有する高温側ステージ4bを有効に
活用することができず、結果として、予冷時間が長くな
るという課題があった。
The high-temperature stage 4b of the refrigerator 7 has a cooling capacity of several tens of watts from room temperature to about 50K. In the pre-cooling process, the radiation shield 2 having a small heat capacity becomes lower in temperature than the superconducting coil 1 more quickly. Contrary to the steady state, superconducting coil 1 is cooled by radiation by radiation shield 2.
However, the outer surface of the superconducting coil 1 is generally provided with a multilayer heat insulating material in order to suppress heat intrusion due to radiation, the cooling effect by radiation is extremely small, and the high temperature side stage 4b having a large cooling capacity up to around 50K. Cannot be used effectively, and as a result, there is a problem that the pre-cooling time becomes long.

【0011】そこで、本発明は、上記のような従来の課
題を解決するためになされたもので、定常状態での侵入
熱を抑制して予冷時間を短縮できる高性能で低コストの
超電導マグネットを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and a high-performance, low-cost superconducting magnet capable of suppressing heat intrusion in a steady state and shortening a pre-cooling time is provided. The purpose is to provide.

【0012】さらに、本発明は、大幅に予冷時間を短縮
できる超電導マグネットの予冷方法を提供することを目
的とする。
Another object of the present invention is to provide a method for pre-cooling a superconducting magnet which can significantly reduce the pre-cooling time.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、超電
導コイルと、この超電導コイルを包囲する輻射シールド
と、この輻射シールドを包囲する真空容器と、この真空
容器に取着され超電導コイル及び輻射シールドを冷却す
る冷凍機とを備えた超電導マグネットにおいて、超電導
コイルの初期冷却時に輻射シールドと超電導コイルとを
熱的に接触させる予冷用熱接触機構を備えた超電導マグ
ネットである。
According to the present invention, a superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, a superconducting coil attached to the vacuum vessel, A superconducting magnet including a refrigerator that cools a radiation shield, the superconducting magnet including a pre-cooling thermal contact mechanism that thermally contacts the radiation shield and the superconducting coil during initial cooling of the superconducting coil.

【0014】このような超電導マグネットであれば、予
冷の際、輻射シールドと超電導コイルを熱的に接触させ
るので、冷却能力が数十Wと大きい高温側ステージで輻
射シールドと超電導コイルを約50K付近まで同時に冷
却し、予冷時間を短縮できる。特に、超電導コイルの主
材料である銅の比熱は低温になるにしたがって小さくな
り、50Kでは室温時の約1/4、20Kでは1/5
0、4Kでは1/4000になる。従って、比熱の大き
い室温から50Kまでの冷却に要する時間を大幅に短縮
できる。
With such a superconducting magnet, the radiation shield and the superconducting coil are brought into thermal contact with each other during pre-cooling. Cooling at the same time to shorten the pre-cooling time. In particular, the specific heat of copper, which is the main material of the superconducting coil, decreases as the temperature decreases, and is about 1/4 at 50K and 1/5 at 20K at room temperature.
It becomes 1/4000 at 0 and 4K. Therefore, the time required for cooling from room temperature where the specific heat is large to 50K can be significantly reduced.

【0015】請求項2によれば、請求項1記載の超電導
マグネットにおいて、予冷用熱接触機構は、真空容器に
取着された駆動部と、この駆動部の軸に結合し、真空容
器に対しベローズを介して取着された伸圧棒と、この伸
圧棒に連結されその他端に超電導コイルに固定された接
触板に対して押圧する接触子が取着され、押圧棒からの
荷重を超電導コイルに伝達するための断熱駆動体と、一
端が輻射シールドに取着され、他端が接触子に固着され
たサーマルアンカーとにより構成されている。
According to a second aspect of the present invention, in the superconducting magnet according to the first aspect, the pre-cooling thermal contact mechanism is connected to a drive unit attached to the vacuum container and a shaft of the drive unit, and is connected to the vacuum container. A pressure rod attached via a bellows and a contact that is connected to the pressure rod and pressed against a contact plate fixed to the superconducting coil at the other end are attached, and the load from the pressure rod is superconducted. It consists of an adiabatic driver for transmitting to the coil, and a thermal anchor having one end attached to the radiation shield and the other end fixed to the contact.

【0016】このような超電導マグネットであれば、請
求項1記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、初
期冷却時には、真空容器の外側の駆動部から押圧棒で断
熱駆動体を介して、輻射シールドとサーマルアンカーで
熱的に接続された接触子を、超電導コイルに固定された
接触板に押付けて輻射シールドと超電導コイルを共に5
0K付近まで冷却する。さらにその後、超電導コイルを
5Kまで冷却する際には、押圧棒を引抜き、接続子を超
電導コイルから離脱させるため超電導コイルから輻射シ
ールドへの伝導熱を遮断できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to the first aspect, at the time of initial cooling, a radiation shield is provided from the driving portion outside the vacuum vessel via the adiabatic driving body with a pressing rod from the driving portion. The contact that is thermally connected to the superconducting coil is pressed against the contact plate fixed to the superconducting coil, and the radiation shield and the superconducting coil are both
Cool to around 0K. After that, when the superconducting coil is cooled down to 5K, the pressing rod is pulled out and the connector is detached from the superconducting coil, so that the conduction heat from the superconducting coil to the radiation shield can be cut off.

【0017】請求項3によれば、請求項2記載の超電導
マグネットにおいて、一端が接触子に係合し、他端が輻
射シールドに取着された弾性体を装着している。
According to a third aspect, in the superconducting magnet according to the second aspect, an elastic body having one end engaged with the contact and the other end attached to the radiation shield is mounted.

【0018】このような超電導マグネットであれば、請
求項2記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、押
圧棒を引抜くことにより、弾性体の復元力によって接続
子と接触板が確実に離れるようにしたので、超電導コイ
ルを5Kまで冷却する際、輻射シールドへの伝導熱を確
実に遮断できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to the second aspect, by pulling out the pressing rod, the connector and the contact plate can be reliably separated by the restoring force of the elastic body. Therefore, when the superconducting coil is cooled down to 5K, the conduction heat to the radiation shield can be reliably shut off.

【0019】請求項4によれば、請求項3記載の超電導
マグネットにおいて、弾性体は、板バネである。
According to a fourth aspect, in the superconducting magnet according to the third aspect, the elastic body is a leaf spring.

【0020】このような超電導マグネットであれば、請
求項2記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、板
ばねはコイルばねに比して熱伝導面積が大きく、かつ熱
伝導距離が小さいので、サーマルアンカと共に熱伝導部
材として活用できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to the second aspect, the plate spring has a larger heat conduction area and a smaller heat conduction distance than the coil spring. Can be used as a heat conductive member together with the anchor.

【0021】請求項5によれば、請求項2記載の超電導
マグネットにおいて、押圧棒と断熱筒との間に弾性体を
狭着した。
According to the fifth aspect, in the superconducting magnet according to the second aspect, the elastic body is narrowly fitted between the pressing rod and the heat insulating cylinder.

【0022】このような超電導マグネットであれば、請
求項2記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、接
触子と接触板との接触面に加わる荷重は弾性体のばね定
数に応じた荷重が作用するので、真空容器、超電導コイ
ル、予冷用熱接触機構等の間に熱膨脹差を生じても、弾
性体の変形で吸収し、冷却途中でほぼ一定の荷重で押圧
できる。さらに、熱収縮差によって各部材に生じる熱応
力を軽減できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the effects of the superconducting magnet according to the second aspect, the load applied to the contact surface between the contact and the contact plate is a load corresponding to the spring constant of the elastic body. Therefore, even if a thermal expansion difference occurs between the vacuum container, the superconducting coil, the pre-cooling thermal contact mechanism, and the like, it can be absorbed by deformation of the elastic body and pressed with a substantially constant load during cooling. Further, thermal stress generated in each member due to a difference in thermal contraction can be reduced.

【0023】請求項6によれば、請求項1記載の超電導
マグネットにおいて、予冷用熱接触機構は、真空容器に
取着された駆動部と、この駆動部の軸に連結されかつ真
空容器に対してベローズを介して進退自在に運動するよ
うに設けられた可動板と、一端が可動板に連結されかつ
他端に超電導コイルに固定された接触板に対して押圧す
る接触子が取着され、駆動部から可動板を介して加わる
荷重を超電導コイルに伝達するための断熱駆動体と、一
端が輻射シ−ルドに取着されかつ他端が接触子に固着さ
れたサ−マルアンカ−とで構成されている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the superconducting magnet according to the first aspect, the pre-cooling thermal contact mechanism includes a drive unit attached to the vacuum vessel, and a drive unit connected to a shaft of the drive unit and connected to the vacuum vessel. A movable plate provided so as to be able to move forward and backward through the bellows, and a contact which is connected to the movable plate at one end and presses against a contact plate fixed to the superconducting coil at the other end are attached. A heat-insulating driver for transmitting the load applied from the driver via the movable plate to the superconducting coil, and a thermal anchor having one end attached to a radiation shield and the other end fixed to a contact. Have been.

【0024】このような超電導マグネットであれば、請
求項1記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、初
期冷却時には、真空容器に取着された架台に固定された
駆動部から可動板で断熱駆動体を介して、輻射シ−ルド
とサーマルアンカーで熱的に接続された接触子を、超電
導コイルに固定された接触板に押付けて輻射シールドと
超電導コイルを共に50K付近まで冷却する。さらにそ
の後、超電導コイルを5Kまで冷却する際には、可動板
を上昇させて接触子を超電導コイルから離脱させるた
め、超電導コイルから輻射シールドへの伝導熱を遮断で
きる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to the first aspect, at the time of initial cooling, an adiabatic drive is performed by a movable plate from a driving section fixed to a gantry attached to a vacuum vessel. A contact thermally connected to the radiation shield and the thermal anchor via the body is pressed against a contact plate fixed to the superconducting coil to cool both the radiation shield and the superconducting coil to around 50K. After that, when the superconducting coil is cooled down to 5K, the movable plate is raised to separate the contact from the superconducting coil, so that the heat conduction from the superconducting coil to the radiation shield can be cut off.

【0025】請求項7によれば、請求項6記載の超電導
マグネットにおいて、駆動部の軸と可動板の間、又は可
動板と断熱駆動体の間の少なくともいずれか一方に弾性
体を挟着した。
According to a seventh aspect of the present invention, in the superconducting magnet according to the sixth aspect, the elastic body is sandwiched between at least one of the shaft of the drive unit and the movable plate, or at least one of the movable plate and the adiabatic drive unit.

【0026】このような超電導マグネットであれば、請
求項6記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、接
触子と接触板との接触面に加わる荷重は弾性体のばね定
数に応じた荷重が作用するので、真空容器、超電導コイ
ル、予冷用熱接触機構等の間に熱膨張差を生じても、弾
性体の変形で吸収し、冷却途中でほぼ一定の荷重で押圧
できる。さらに、熱収縮差によって各部材に生じる熱応
力を軽減できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to claim 6, the load applied to the contact surface between the contact and the contact plate is a load corresponding to the spring constant of the elastic body. Therefore, even if a thermal expansion difference occurs between the vacuum vessel, the superconducting coil, the pre-cooling thermal contact mechanism, and the like, it can be absorbed by deformation of the elastic body and pressed with a substantially constant load during cooling. Further, thermal stress generated in each member due to a difference in thermal contraction can be reduced.

【0027】請求項8によれば、請求項1記載の超電導
マグネットにおいて、予冷用熱接触機構は、輻射シール
ドに取着された駆動部と、この駆動部に結合し、超電導
コイルに固定された接触板に押圧される接触子と、一端
が接触子に取着され、他端が輻射シールドに固定された
サーマルアンカーとにより構成されている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the superconducting magnet according to the first aspect, the pre-cooling thermal contact mechanism is connected to the drive unit attached to the radiation shield, and is fixed to the superconducting coil. It is composed of a contact pressed against the contact plate and a thermal anchor having one end attached to the contact and the other end fixed to a radiation shield.

【0028】このような超電導マグネットであれば、請
求項1記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、輻
射シールドに駆動部を取着したので、真空容器を貫いて
いる構造物がないため、機構も簡単にすることができ、
室温部から輻射シールドへの熱侵入量を低減させる事も
できるので、断熱性能が向上する。
With such a superconducting magnet, in addition to the functions and effects of the superconducting magnet according to the first aspect, since the drive unit is attached to the radiation shield, there is no structure penetrating the vacuum vessel, so that a mechanism is provided. Can also be easier,
Since the amount of heat entering from the room temperature portion to the radiation shield can be reduced, the heat insulation performance is improved.

【0029】請求項9によれば、請求項2、6又は8の
うちいずれか1項記載の超電導マグネットにおいて、駆
動部は、モータと、このモータの回転を直線運動に変換
する変換部とで構成されている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the superconducting magnet according to any one of the second, sixth and eighth aspects, the driving unit includes a motor and a conversion unit that converts rotation of the motor into linear motion. It is configured.

【0030】このような超電導マグネットであれば、請
求項2、6又は8のうちいずれか1項記載の超電導マグ
ネットの作用効果に加えて、駆動源としてモータを使用
することで、安価で構造も簡単にすることができる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to any one of claims 2, 6 and 8, the use of a motor as a driving source makes it possible to reduce the cost and the structure. Can be easy.

【0031】請求項10によれば、請求項8記載の超電
導マグネットにおいて、駆動部は、圧電素子からなる。
According to the tenth aspect, in the superconducting magnet according to the eighth aspect, the driving section is composed of a piezoelectric element.

【0032】このような超電導マグネットであれば、請
求項8記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、輻
射シールドに固定された圧電素子によって、接触子が超
電導コイルに押付けられ、輻射シールドと超電導コイル
はサーマルアンカーと接触子を介して熱的に接続される
ようにしたので、モータを使用したものよりも機構が簡
単で発熱も理論上のゼロのため、熱侵入量を低減させる
ためには有効である。また、電圧を印加して圧電素子を
変位させるため、機械的振動も発生せず、超電導コイル
を安価に運転できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the functions and effects of the superconducting magnet according to claim 8, the contact is pressed against the superconducting coil by the piezoelectric element fixed to the radiation shield, and the radiation shield and the superconducting coil are contacted. Is thermally connected to the thermal anchor via a contact, so the mechanism is simpler and the heat generation is theoretically zero than that using a motor, so it is effective to reduce the amount of heat penetration It is. In addition, since the piezoelectric element is displaced by applying a voltage, no mechanical vibration is generated, and the superconducting coil can be operated at low cost.

【0033】請求項11によれば、請求項1記載の超電
導マグネットにおいて、予冷用熱接触機構は、一端が輻
射シールドに固定され、他端が超電導コイルに固定され
た接触板に対して押圧される接触子が固着された伸縮可
能な伸縮容器と、この伸縮容器に連通し、外部から伸縮
容器にヘリウムガスを供給するヘリウムガス供給管とに
より構成されている。
According to the eleventh aspect, in the superconducting magnet according to the first aspect, the precooling thermal contact mechanism is pressed against a contact plate having one end fixed to the radiation shield and the other end fixed to the superconducting coil. And a helium gas supply pipe communicating with the telescopic container and supplying helium gas from the outside to the telescopic container.

【0034】このような超電導マグネットであれば、請
求項1記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、伸
縮容器にヘリウムガスを供給して伸縮させ、接触子を接
触板に押圧するようにしたので、モータのように自己発
熱することもない。また、押圧力はヘリウムガスの圧力
に比例するので、所望の押圧力を容易に得ることができ
る。なお、輻射シールドから接触子への熱伝達は伸縮容
器の熱伝導とヘリウムガスの対流によるので、冷却能力
が向上する。
With such a superconducting magnet, in addition to the effect of the superconducting magnet according to the first aspect, helium gas is supplied to the telescopic container to expand and contract, and the contact is pressed against the contact plate. Also, there is no self-heating unlike a motor. Since the pressing force is proportional to the pressure of the helium gas, a desired pressing force can be easily obtained. Since the heat transfer from the radiation shield to the contact is based on the heat conduction of the telescopic container and the convection of the helium gas, the cooling capacity is improved.

【0035】請求項12によれば、請求項2乃至11の
うちいずれか1項記載の超電導マグネットにおいて、超
電導コイルに固定された接触板とこの接触板に接触する
接触子との各接触面のうち少なくともいずれか一方の接
触面に、凹凸が形成されている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the superconducting magnet according to any one of the second to eleventh aspects, each contact surface between the contact plate fixed to the superconducting coil and the contactor contacting the contact plate is provided. Irregularities are formed on at least one of the contact surfaces.

【0036】このような超電導マグネットであれば、請
求項2乃至9のうちいずれか1項記載の超電導マグネッ
トの作用効果に加えて、凸部の接触面圧が大となり、接
触熱抵抗が小さくなるので、結果的に除熱能力が向上
し、予冷時間を短縮できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the effect of the superconducting magnet according to any one of the second to ninth aspects, the contact surface pressure of the projection becomes large and the contact thermal resistance becomes small. As a result, the heat removal capability is improved, and the pre-cooling time can be shortened.

【0037】請求項13によれば、請求項2乃至請求項
11のうちいずれか1項記載の超電導マグネットにおい
て、超電導コイルに固定された接触板とこの接触子との
各接触面の少なくともいずれか一方の接触面に、易融合
金を固着した。
According to a thirteenth aspect, in the superconducting magnet according to any one of the second to eleventh aspects, at least one of a contact plate fixed to the superconducting coil and each contact surface of the contactor. An easy fusion metal was fixed to one contact surface.

【0038】このような超電導マグネットであれば、請
求項2乃至請求項11のうちいずれか1項記載の超電導
マグネットの作用効果に加えて、接触面に易融合金を固
着したので、除熱能力が向上し、予冷時間を短縮でき
る。すなわち、易融合金は軟金属で相手方表面とも良く
馴染み、さらに、金属との密着性に優れ、かつ、易融合
金の中でも特にインジウムは極低温での熱伝導率が大き
く接触面の接触熱抵抗を低減することができる。
According to such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to any one of claims 2 to 11, since the fusible alloy is fixed to the contact surface, the heat removal capability is achieved. And the pre-cooling time can be shortened. In other words, easy fusible metals are soft metals that are well compatible with the mating surface, and have excellent adhesion to metals. In particular, indium fusible metals have a large thermal conductivity at extremely low temperatures and have a large contact thermal resistance. Can be reduced.

【0039】請求項14によれば、請求項2乃至11の
うちいずれか1項記載の超電導マグネットにおいて、易
融合金は、少なくともインジウム、半田、鉛又は錫のう
ちいずれかを固着した。
According to a fourteenth aspect, in the superconducting magnet according to any one of the second to eleventh aspects, the fusible alloy fixes at least one of indium, solder, lead and tin.

【0040】このような超電導マグネットであれば、請
求項2乃至11のうちいずれか1項記載の超電導マグネ
ットの作用効果に加えて、接触面に例えばインジウムを
固着すれば、除熱能力が向上し、予冷時間を短縮でき
る。すなわち、インジウムは極低温での熱伝導率が大き
く、かつ、軟金属で相手方表面とも良く馴染み、さら
に、金属との密着性に優れているので、接触面の接触熱
抵抗を低減することができる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to any one of claims 2 to 11, if, for example, indium is fixed to the contact surface, the heat removal ability is improved. Pre-cooling time can be shortened. In other words, indium has a large thermal conductivity at a very low temperature, and is soft metal and is well compatible with the mating surface, and furthermore, has excellent adhesion to the metal, so that the contact thermal resistance of the contact surface can be reduced. .

【0041】請求項15によれば、請求項2乃至請求項
11のうちいずれか1項記載の超電導マグネットにおい
て、超電導コイルに固定された接触板にテーパー状の穴
を形成し、かつ接触子の外周をテーパー穴に嵌合するテ
ーパー状に形成した。
According to a fifteenth aspect, in the superconducting magnet according to any one of the second to eleventh aspects, a tapered hole is formed in the contact plate fixed to the superconducting coil, and The outer periphery was formed in a tapered shape to fit into the tapered hole.

【0042】このような超電導マグネットであれば、請
求項2乃至請求項11のうちいずれか1項記載の超電導
マグネットの作用効果に加えて、楔効果で接触面圧が大
きくなる。
With such a superconducting magnet, the contact surface pressure is increased by the wedge effect in addition to the effect of the superconducting magnet according to any one of claims 2 to 11.

【0043】請求項16によれば、請求項2乃至請求項
11のうちいずれか1項記載の超電導マグネットにおい
て、超電導コイルに固定された接触板に穴を形成し、か
つ接触子の外周に接触板の穴に係合するフィンガーコン
タクトを装着した。
According to a sixteenth aspect, in the superconducting magnet according to any one of the second to eleventh aspects, a hole is formed in the contact plate fixed to the superconducting coil, and the hole contacts the outer periphery of the contact. Finger contacts were fitted to engage the holes in the plate.

【0044】このような超電導マグネットにおいて、請
求項2乃至請求項11のうちいずれか1項記載の超電導
マグネットの作用効果に加えて、接触子と接触板とは底
面の他に外周はフィンガーコンタクトでも接触するの
で、接触面積が増加して熱接触抵抗が小さくなるので、
除熱能力が向上し、予冷時間を短縮できる。さらにフィ
ンガーコンタクトは熱膨張差等で生じる接触子と接触板
との偏芯にも追従できる。
In such a superconducting magnet, in addition to the functions and effects of the superconducting magnet according to any one of claims 2 to 11, the contactor and the contact plate may have a finger contact on the outer periphery in addition to the bottom surface. Because it comes into contact, the contact area increases and the thermal contact resistance decreases,
The heat removal capacity is improved, and the pre-cooling time can be shortened. Further, the finger contact can follow the eccentricity between the contact and the contact plate caused by a difference in thermal expansion or the like.

【0045】請求項17によれば、請求項2乃至請求項
11のうちいずれか1項記載の超電導マグネットにおい
て、超電導コイルに固定された接触板に穴を形成し、か
つ接触子を接触板の穴に嵌合する円筒状に形成するとと
もにその周上に先端部が開口するスリットを複数本形成
した。
According to a seventeenth aspect, in the superconducting magnet according to any one of the second to eleventh aspects, a hole is formed in the contact plate fixed to the superconducting coil, and the contact is formed on the contact plate. A plurality of slits each having a cylindrical shape to fit into the hole and having an opening at the tip were formed on the periphery thereof.

【0046】このような超電導マグネットであれば、請
求項2乃至請求項11のうちいずれか1項記載の超電導
マグネットの作用効果に加えて、接触子に複数本のスリ
ットを形成したので、接触子があたかも複数本の板ばね
で構成したのと同等で接触子と接触板との熱接触抵抗を
小さくできる。
According to such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to any one of claims 2 to 11, a plurality of slits are formed in the contact. The thermal contact resistance between the contact and the contact plate can be reduced as if it were constituted by a plurality of leaf springs.

【0047】請求項18によれば、請求項17記載の超
電導マグネットにおいて、円筒状に形成された接触子の
内側に拡径機能を有する弾性体を装着した。
According to the eighteenth aspect, in the superconducting magnet according to the seventeenth aspect, an elastic body having a diameter-enlarging function is mounted inside the cylindrical contact.

【0048】このような超電導マグネットであれば、請
求項17項記載の超電導マグネットの作用効果に加え
て、接触子のばね作用の他に、弾性体の拡径力が働き、
より接触子と接触板との熱接触抵抗を小さくできる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to the seventeenth aspect, in addition to the spring action of the contact, the expanding diameter of the elastic body acts.
The thermal contact resistance between the contact and the contact plate can be further reduced.

【0049】請求項19によれば、請求項8又は11記
載の超電導マグネットにおいて、駆動部に結合された可
動板に複数本のピンを装着して接触子を構成し、超電導
コイルに固定された固定板にピンと着脱可能に嵌合する
複数本のアダプタを装着して接触板を構成し、ピンと輻
射シールド、アダプタと超電導コイルとをそれぞれ直接
又は間接にサーマルアンカで熱的に接続した。
According to the nineteenth aspect, in the superconducting magnet according to the eighth or eleventh aspect, a contact is formed by mounting a plurality of pins on the movable plate coupled to the drive unit, and the contact is fixed to the superconducting coil. A plurality of adapters detachably fitted to the pins were attached to the fixed plate to form a contact plate, and the pins and the radiation shield, and the adapter and the superconducting coil were thermally connected directly or indirectly, respectively, with a thermal anchor.

【0050】このような超電導マグネットであれば、請
求項8又は11記載の超電導マグネットの作用効果に加
えて、接触子と接触板との接触面は複数本のピンとそれ
に着脱可能に嵌合するアダプタとで構成されているの
で、熱接触抵抗が小さく効率良く予冷できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the functions and effects of the superconducting magnet according to claim 8 or 11, the contact surface between the contactor and the contact plate has a plurality of pins and an adapter detachably fitted thereto. Therefore, thermal contact resistance is small and pre-cooling can be performed efficiently.

【0051】請求項20によれば、超電導コイルと、こ
の超電導コイルを包囲する輻射シールドと、この輻射シ
ールドを包囲する真空容器と、この真空容器に取着さ
れ、超電導コイル及び輻射シールドを冷却する冷凍機と
を備えた超電導マグネットにおいて、一端が輻射シール
ドに直接又は断熱体を介して固定され、他端が超電導コ
イルに固定された接触板に押圧される接触子が固着され
た伸縮可能な伸縮冷媒容器と、この伸縮冷媒容器に連通
し、外部から伸縮冷媒容器に冷媒を供給する冷媒供給管
と、伸縮冷媒容器に連通し、この伸縮冷媒容器から冷媒
を排出する冷媒排出管と、を備えた超電導マグネットで
ある。
According to the twentieth aspect, a superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, and a cooling vessel attached to the vacuum vessel to cool the superconducting coil and the radiation shield. In a superconducting magnet provided with a refrigerator, one end is fixed to a radiation shield directly or through a heat insulator, and the other end is fixed to a contact plate pressed to a contact plate fixed to a superconducting coil. A refrigerant container, a refrigerant supply pipe communicating with the telescopic refrigerant container and supplying a refrigerant from the outside to the telescopic refrigerant container, and a refrigerant discharge pipe communicating with the telescopic refrigerant container and discharging the refrigerant from the telescopic refrigerant container. Superconducting magnet.

【0052】このような超電導マグネットであれば、伸
縮冷媒容器に例えば液体窒素あるいは液体ヘリウム等の
冷媒を供給して伸縮冷媒容器を伸長させ、接触子を接触
板に押圧するようにしたので、冷媒の蒸発潜熱で超電導
コイルを冷却できる。従って、冷凍機単独で予冷するの
に比して、大幅に予冷時間を短縮できる。
With such a superconducting magnet, a refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium is supplied to the telescopic refrigerant container to extend the telescopic refrigerant container and press the contactor against the contact plate. The superconducting coil can be cooled by the latent heat of evaporation. Therefore, the pre-cooling time can be greatly reduced as compared with pre-cooling by the refrigerator alone.

【0053】請求項21によれば、超電導コイルと、こ
の超電導コイルを包囲する輻射シールドと、この輻射シ
ールドを包囲する真空容器と、この真空容器に取着さ
れ、超電導コイル及び輻射シールドを冷却する冷凍機と
を備えた超電導マグネットにおいて、超電導コイルは、
輻射シールドから熱的なスイッチ機能を有する支持材に
より支持された超電導マグネットである。
According to the twenty-first aspect, a superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, and attached to the vacuum vessel to cool the superconducting coil and the radiation shield. In a superconducting magnet provided with a refrigerator, a superconducting coil is:
It is a superconducting magnet supported by a support member having a thermal switching function from a radiation shield.

【0054】請求項22によれば、請求項21記載の超
電導マグネットにおいて、支持材は、カーボンファイバ
ー強化プラスティック(CFRP)により形成されてい
る。
According to a twenty-second aspect, in the superconducting magnet according to the twenty-first aspect, the support member is formed of carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

【0055】これら請求項21及び22の超電導マグネ
ットであれば、室温から約80K付近までは、4K時に
比して熱伝導率が百から十倍大きいCFRPで超電導コ
イルを支持したので、構造簡単にして、熱スイッチ機能
を有する。従って、予冷時間を短縮でき、かつ、定常状
態の4Kでは断熱支持材として機能する。
According to the superconducting magnets of claims 21 and 22, since the superconducting coil is supported by CFRP having a thermal conductivity 100 to 10 times larger than that at 4K from room temperature to about 80K, the structure is simplified. And has a heat switch function. Therefore, the pre-cooling time can be reduced, and at 4K in a steady state, it functions as a heat insulating support.

【0056】請求項23によれば、超電導コイルと、こ
の超電導コイルを包囲する輻射シールドと、この輻射シ
ールドを包囲する真空容器と、この真空容器に取着さ
れ、超電導コイル及び輻射シールドを冷却する冷凍機と
を備えた超電導マグネットにおいて、輻射シールド内に
配設された冷媒容器と、この冷媒容器と真空容器の外部
に配設された冷媒供給系及び冷媒排出系とをそれぞれ連
通する冷媒供給管及び冷媒排出管とを具備し、冷媒容器
と超電導コイルとを直接又は熱伝導部材を介して熱的に
接続した超電導マグネットである。
According to the twenty-third aspect, the superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, and attached to the vacuum vessel to cool the superconducting coil and the radiation shield. In a superconducting magnet provided with a refrigerator, a refrigerant container disposed in a radiation shield, and a refrigerant supply pipe communicating the refrigerant supply system and the refrigerant discharge system disposed outside the refrigerant container and the vacuum container, respectively. And a refrigerant discharge pipe, wherein the refrigerant container and the superconducting coil are thermally connected directly or via a heat conducting member.

【0057】このような超電導マグネットであれば、超
電導コイルに熱的に接続された冷媒容器に、外部の冷媒
供給系から例えば液体窒素や液体ヘリウム等の冷媒を供
給して超電導コイルを予冷できるので、冷凍機単独で予
冷するのに比して、大幅に予冷時間を短縮できる。
With such a superconducting magnet, a superconducting coil can be precooled by supplying a refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium from an external refrigerant supply system to a refrigerant container thermally connected to the superconducting coil. The pre-cooling time can be greatly reduced as compared with pre-cooling by the refrigerator alone.

【0058】請求項24によれば、請求項23記載の超
電導マグネットにおいて、液体窒素用冷媒容器と液体ヘ
リウム用冷媒容器の少なくとも2種類の冷媒容器を配設
した。
According to a twenty-fourth aspect, in the superconducting magnet according to the twenty-third aspect, at least two types of refrigerant containers, a refrigerant container for liquid nitrogen and a refrigerant container for liquid helium, are provided.

【0059】このような超電導マグネットであれば、請
求項23記載の超電導マグネットの作用効果に加えて、
2種類の冷媒容器を配設したので、冷媒を真空置換する
必要がなく、かつ、冷媒の固化による冷媒供給系の閉塞
を防止し、作業が簡素化されて予冷時間が短縮する。
With such a superconducting magnet, in addition to the functions and effects of the superconducting magnet according to claim 23,
Since the two types of refrigerant containers are provided, there is no need to perform vacuum replacement of the refrigerant, and the blockage of the refrigerant supply system due to the solidification of the refrigerant is prevented, the operation is simplified, and the pre-cooling time is shortened.

【0060】請求項25によれば、請求項20記載の超
電導マグネットにおいて、初期冷却時に伸縮冷媒容器に
冷媒を供給する工程と、初期冷却終了後に伸縮冷媒容器
から前記冷媒を排気する工程と、を有する超電導マグネ
ットの予冷方法である。
According to a twenty-fifth aspect, in the superconducting magnet according to the twentieth aspect, the step of supplying a refrigerant to the telescopic refrigerant container at the time of initial cooling and the step of exhausting the refrigerant from the telescopic refrigerant container after the completion of the initial cooling are described. This is a method for pre-cooling the superconducting magnet having the above.

【0061】このような予冷方法であれば、冷媒として
液体窒素を使用することで80Kまで、液体ヘリウムを
使用すると4.2Kまで予冷が可能になるので、大幅に
予冷時間が短縮する。
According to such a precooling method, the precooling can be performed up to 80K by using liquid nitrogen as a refrigerant and to 4.2K by using liquid helium, so that the precooling time is greatly reduced.

【0062】請求項26によれば、請求項23記載の超
電導マグネットにおいて、初期冷却時に冷媒容器に冷媒
を供給する工程と、初期冷却終了後に冷媒容器から冷媒
を排気する工程と、を有する超電導マグネットの予冷方
法である。
According to a twenty-sixth aspect of the present invention, the superconducting magnet according to the twenty-third aspect has a step of supplying a refrigerant to the refrigerant container at the time of initial cooling and a step of exhausting the refrigerant from the refrigerant container after the completion of the initial cooling. Pre-cooling method.

【0063】このような予冷方法でも、冷媒として液体
窒素を使用することで80Kまで、液体ヘリウムを使用
すると4.2Kまで予冷が可能になるので、大幅に予冷
時間が短縮する。
Even in such a pre-cooling method, the pre-cooling can be performed up to 80K by using liquid nitrogen as a refrigerant and up to 4.2K when liquid helium is used, so that the pre-cooling time is greatly reduced.

【0064】請求項27によれば、請求項1、20、2
1又は23記載の超電導マグネットにおいて、超電導コ
イルを密封容器内に隙間を設けて保持し、これら超電導
コイルと密封容器内との隙間に冷却媒体を対流させる。
According to Claim 27, Claims 1, 20, and 2
24. In the superconducting magnet according to 1 or 23, the superconducting coil is held in the sealed container with a gap provided, and the cooling medium is caused to convect in the gap between the superconducting coil and the sealed container.

【0065】このような超電導マグネットであれば、請
求項1、20、21又は23記載の超電導マグネットの
作用効果に加えて、コイル巻線間での熱伝導が小さくコ
イルの一部を冷却しても全体が冷えにくい構造の超電導
コイルでも良く冷却される。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to claim 1, heat conduction between the coil windings is small and a part of the coil is cooled. However, even a superconducting coil having a structure that is difficult to cool as a whole is well cooled.

【0066】請求項28によれば、請求項1、20、2
1又は23記載の超電導マグネットにおいて、超電導コ
イルの超電導線間の隙間に蓄冷材を巻き込んだ。
According to Claim 28, Claims 1, 20, and 2
24. In the superconducting magnet according to 1 or 23, a regenerator material is wound into a gap between the superconducting wires of the superconducting coil.

【0067】このような超電導マグネットであれば、請
求項1、20、21又は23記載の超電導マグネットの
作用効果に加えて、超電導コイルの通電電流を速い速度
で増減でき、超電導コイルの超電導状態の壊れる状態を
減少でき、信頼性を向上できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the effect of the superconducting magnet according to claim 1, 20, 21 or 23, the current flowing through the superconducting coil can be increased / decreased at a high speed, and the superconducting coil can operate in a superconducting state. Breakage can be reduced and reliability can be improved.

【0068】請求項29によれば、請求項1、20、2
1又は23記載の超電導マグネットにおいて、超電導コ
イルに蓄冷材パックを巻いた。
According to claim 29, claims 1, 20, 2
23. The superconducting magnet according to 1 or 23, wherein the regenerator material pack is wound around the superconducting coil.

【0069】このような超電導マグネットであれば、請
求項1、20、21又は23記載の超電導マグネットの
作用効果に加えて、超電導コイルの通電電流を速い速度
で増減でき、超電導コイルの超電導状態の壊れる状態を
減少でき、信頼性を向上できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the functions and effects of the superconducting magnet according to the present invention, the current flowing through the superconducting coil can be increased or decreased at a high speed, and the superconducting coil can operate in a superconducting state. Breakage can be reduced and reliability can be improved.

【0070】請求項30によれば、請求項1、20、2
1又は23記載の超電導マグネットにおいて、超電導コ
イルの表面に短冊型の蓄冷材パックを付設した。
According to Claim 30, Claims 1, 20, and 2
23. The superconducting magnet according to 1 or 23, wherein a strip-shaped regenerator material pack is provided on the surface of the superconducting coil.

【0071】このような超電導マグネットであれば、請
求項1、20、21又は23記載の超電導マグネットの
作用効果に加えて、超電導コイルの通電電流を速い速度
で増減でき、超電導コイルの超電導状態の壊れる状態を
減少でき、信頼性を向上できる。
With such a superconducting magnet, in addition to the functions and effects of the superconducting magnet described in claim 1, 20, 21 or 23, the energizing current of the superconducting coil can be increased or decreased at a high speed, and the superconducting coil has a superconducting state. Breakage can be reduced and reliability can be improved.

【0072】請求項31によれば、請求項1、20、2
1又は23記載の超電導マグネットにおいて、冷凍機よ
りも容量の大きい冷凍機を超電導コイルに対して熱的に
着脱自在に設け、初期冷却時に容量の大きい冷凍機を超
電導コイルに熱的に接続し、所定の温度まで冷却したと
ころで容量の大きい冷凍機を熱的に切断する。
According to claim 31, claims 1, 20, 2
23. The superconducting magnet according to 1 or 23, wherein a refrigerator having a larger capacity than the refrigerator is thermally detachably provided to the superconducting coil, and the refrigerator having a large capacity is thermally connected to the superconducting coil during initial cooling. When cooled to a predetermined temperature, the refrigerator having a large capacity is thermally cut off.

【0073】このような超電導マグネットであれば、請
求項1、20、21又は23記載の超電導マグネットの
作用効果に加えて、容量の大きい冷凍機を超電導コイル
に対して熱的に着脱自在に設けることにより、設置場所
が狭いところでの使用や使用目的の度合いにより連続で
冷却したまま維持する場合には、容量の小さい冷凍機が
1台あればよく、占有面積を狭くし、取り扱いも容易に
できる等の利点がある。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to claim 1, a refrigerator having a large capacity is provided so as to be thermally detachable from the superconducting coil. Therefore, when the cooling device is continuously cooled depending on the use or the purpose of use in a place where the installation place is narrow, only one refrigerator having a small capacity is required, the occupied area is reduced, and the handling can be facilitated. There are advantages such as.

【0074】請求項32によれば、請求項1、20、2
1又は23記載の超電導マグネットにおいて、超電導コ
イルの超電導線間に、熱伝導率の大きいシートを巻き込
んだ。
According to Claim 32, Claims 1, 20, and 2
24. In the superconducting magnet according to 1 or 23, a sheet having high thermal conductivity is wound between the superconducting wires of the superconducting coil.

【0075】このような超電導マグネットであれば、請
求項1、20、21又は23記載の超電導マグネットの
作用効果に加えて、冷凍機への伝熱量を多くでき、超電
導コイルの外乱による熱の除去や冷却速度性能を向上で
きる。
With such a superconducting magnet, in addition to the function and effect of the superconducting magnet according to claim 1, the amount of heat transferred to the refrigerator can be increased, and heat can be removed by disturbance of the superconducting coil. And cooling rate performance can be improved.

【0076】請求項33によれば、請求項1、20、2
1又は23記載の超電導マグネットにおいて、超電導コ
イルの巻枠に、複数の開口部又は整流リブのうちいずれ
か一方又は両方を形成した。
According to Claim 33, Claims 1, 20, and 2
24. In the superconducting magnet according to 1 or 23, one or both of a plurality of openings and rectifying ribs are formed in the winding frame of the superconducting coil.

【0077】このような超電導マグネットであれば、請
求項1、20、21又は23記載の超電導マグネットの
作用効果に加えて、冷却効果を高くでき、冷媒の流量に
アンバランスが生じても、流量の多い部分は乱流となり
易く、流れの抵抗が増し、アンバランスが解消される。
With such a superconducting magnet, the cooling effect can be enhanced in addition to the effect of the superconducting magnet according to claim 1, 20, 21 or 23. The turbulent flow is likely to occur in a portion having a large amount, the flow resistance increases, and imbalance is eliminated.

【0078】[0078]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0079】図1は本発明に係わる超電導マグネットの
断面図であり、図2は予冷用熱接触機構の一例を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a superconducting magnet according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of a pre-cooling thermal contact mechanism.

【0080】超電導コイル1は、超電導線を巻回して形
成されている。この超電導コイル1は、輻射シールド2
によってその外方が包囲され、さらにこの輻射シールド
2が真空容器3に包囲されている。このうち真空容器3
には冷凍機4が設けられている。この冷凍機4には低温
ステージ4aが接続されている。そして、この低温ステ
ージ4aには熱伝導部材5を介して超電導コイル1が熱
的に接続され、かつ高温側ステージ4bには熱的に輻射
シールド2が接続され、超電導コイル1が低温ステージ
4aによって約5Kまで冷却され、輻射シールド2及び
超電導コイル1が高温側ステージ4bによってほぼ同温
度の80Kに冷却されるようになっている。
The superconducting coil 1 is formed by winding a superconducting wire. This superconducting coil 1 has a radiation shield 2
The radiation shield 2 is surrounded by a vacuum vessel 3. Vacuum container 3
Is provided with a refrigerator 4. The refrigerator 4 is connected to a low-temperature stage 4a. The superconducting coil 1 is thermally connected to the low-temperature stage 4a via the heat conducting member 5, and the radiation shield 2 is thermally connected to the high-temperature stage 4b. The temperature is cooled down to about 5K, and the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are cooled down to about 80K at substantially the same temperature by the high temperature side stage 4b.

【0081】又、上記超電導コイル1は、断熱支持材6
aによって輻射シールド2から支持され、かつ輻射シー
ルド2は断熱支持材6bによって真空容器3から支持さ
れている。
The superconducting coil 1 is provided with a heat insulating support 6
a is supported from the radiation shield 2, and the radiation shield 2 is supported from the vacuum vessel 3 by the heat insulating support 6 b.

【0082】輻射シールド2と超電導コイル1との間に
は、予冷用熱接続機構7が具備されている。この予冷用
熱接続機構7は、超電導コイル1の初期冷却時に輻射シ
ールド2と超電導コイル1とを熱的に接触させるもの
で、その構成を図2を参照して説明する。
A pre-cooling heat connection mechanism 7 is provided between the radiation shield 2 and the superconducting coil 1. The pre-cooling heat connection mechanism 7 brings the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 into thermal contact during the initial cooling of the superconducting coil 1, and the configuration thereof will be described with reference to FIG.

【0083】真空容器3には架台8を介して駆動部9が
取着され、この駆動部9の軸9aには押圧棒11が結合
されている。この押圧棒11の他端は、真空気密のため
のベローズ10を介して真空容器3に伸縮可能に取着さ
れている。
A drive unit 9 is attached to the vacuum vessel 3 via a stand 8, and a pressing rod 11 is connected to a shaft 9 a of the drive unit 9. The other end of the pressing rod 11 is attached to the vacuum container 3 via a bellows 10 for vacuum sealing so as to be able to expand and contract.

【0084】この押圧棒11の下端は、弾性体13を介
して断熱駆動体12に係合し、さらに、この断熱駆動体
12の下端には接触子14が取着されている。ここで、
断熱駆動体12の材質としては、例えばグラスファイバ
強化プラスチック(GFRP)、カーボンファイバ強化
プラスチック(CFRP)、セラミックス等が好まし
い。又、弾性体13としては、コイルバネでもよいが、
ばね定数が大きい皿ばねの方が適している。
The lower end of the pressing rod 11 is engaged with the adiabatic driving body 12 via the elastic body 13, and a contact 14 is attached to the lower end of the adiabatic driving body 12. here,
As a material of the adiabatic driving body 12, for example, glass fiber reinforced plastic (GFRP), carbon fiber reinforced plastic (CFRP), ceramics and the like are preferable. As the elastic body 13, a coil spring may be used.
A disc spring having a large spring constant is more suitable.

【0085】上記接触子14にはサーマルアンカ15の
一端が固着されており、このサーマルアンカ15の他端
が輻射シールド2に取着されている。又、この接触子1
4は、輻射シールド2に固定された板ばね16と係合し
ている。この板バネ16は、常に接触子14を接触板1
7から引離すような力を加えるものとなっている。な
お、サーマルアンカ15は、例えば純度99.99%以
上の純アルミを使用し、接触子14は例えば無酸素銅を
使用している。
One end of a thermal anchor 15 is fixed to the contact 14, and the other end of the thermal anchor 15 is attached to the radiation shield 2. Also, this contact 1
4 is engaged with a leaf spring 16 fixed to the radiation shield 2. The leaf spring 16 always keeps the contactor 14 in contact with the contact plate 1.
7 is applied. The thermal anchor 15 uses, for example, pure aluminum having a purity of 99.99% or more, and the contact 14 uses, for example, oxygen-free copper.

【0086】一方、超電導コイル1には、接触子14に
対峙して接触板17が固定されている。これら超電導コ
イル1に固定された接触板17とこの接触板17に接触
する接触子14との各接触面の少なくともいずれか一方
には、図3に示すように凹凸17aが形成されている。
この凹凸17aは、レコード状の溝や同心溝、ローレッ
ト加工等その態様は、全面が平滑面でなければよい。
On the other hand, a contact plate 17 is fixed to the superconducting coil 1 so as to face the contact 14. As shown in FIG. 3, unevenness 17a is formed on at least one of the contact surfaces of the contact plate 17 fixed to the superconducting coil 1 and the contactor 14 that comes into contact with the contact plate 17.
The unevenness 17a may be a record-like groove, a concentric groove, a knurling process, or the like.

【0087】又、超電導コイル1に固定された接触板1
7とこれに接触する接触子14との各接触面の少なくと
もいずれか一方には、易融合金14aが固着されてい
る。この易融合金14aは、例えばインジウム、半田、
鉛、錫等である。特にインジウム14aは、極低温での
熱伝導率が大きく、かつ軟金属で相手方表面とも良く馴
染み、さらに金属との密着性に優れている。
The contact plate 1 fixed to the superconducting coil 1
An easy fusion metal 14a is fixed to at least one of the contact surfaces of the contact 7 and the contact 14 that comes into contact therewith. The fusible alloy 14a is made of, for example, indium, solder,
Lead, tin and the like. In particular, indium 14a has a high thermal conductivity at an extremely low temperature, is soft metal, is well compatible with the mating surface, and has excellent adhesion to metal.

【0088】次に、上記の如く構成された超電導マグネ
ットの作用について説明する。
Next, the operation of the superconducting magnet configured as described above will be described.

【0089】超電導コイル1と輻射シールド2と真空容
器3とは、それぞれ通常熱的に離れている。
The superconducting coil 1, the radiation shield 2, and the vacuum vessel 3 are usually thermally separated from each other.

【0090】初期冷却時(予冷)には、真空容器3の上
部に取付けられた駆動部9で、押圧棒11を超電導コイ
ル1側に可動させ、弾性体13、断熱駆動体12を介し
てこの断熱駆動体12の下端に取着された接触子14を
超電導コイル1に固定された接触板17に押付ける。
At the time of initial cooling (pre-cooling), the pressing rod 11 is moved toward the superconducting coil 1 by the driving section 9 mounted on the upper portion of the vacuum vessel 3, and the pressing rod 11 is moved through the elastic body 13 and the heat insulating driving body 12. The contact 14 attached to the lower end of the adiabatic driver 12 is pressed against a contact plate 17 fixed to the superconducting coil 1.

【0091】この接触子14には上記の如くサーマルア
ンカ15が固着されており、このサーマルアンカ15の
他端は輻射シールド2に固定されているので、接触子1
4が超電導コイル1に押付けられることにより、輻射シ
ールド2と超電導コイル1とはサーマルアンカ15と接
触子14を介して熱的に接続される。
The thermal anchor 15 is fixed to the contact 14 as described above, and the other end of the thermal anchor 15 is fixed to the radiation shield 2.
The radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are thermally connected via the thermal anchor 15 and the contact 14 by pressing the superconducting coil 4 against the superconducting coil 1.

【0092】ここで、サーマルアンカ15は純度99.
99%以上の純アルミを使用し、接触子14は無酸素銅
を使用しているので、輻射シールド2と超電導コイル1
との間の熱伝導率は大きく、1Kの温度差で20W以上
冷却できる。
The thermal anchor 15 has a purity of 99.
The radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are made of 99% or more pure aluminum and the contact 14 is made of oxygen-free copper.
Is large, and can be cooled by 20 W or more with a temperature difference of 1K.

【0093】従って、冷凍機4の高温側ステージ4aに
よって輻射シールド2と超電導コイル1とはほぼ同温度
で約50Kまで冷却することが可能となる。
Therefore, the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 can be cooled to about 50K at substantially the same temperature by the high-temperature side stage 4a of the refrigerator 4.

【0094】そして、超電導コイル1の温度が高温側ス
テージ4aの到達温度である約50Kに達した時点で、
駆動部9を逆駆動し、接触子14と接触板17の接触を
離脱する。この離脱後は、超電導コイル1は冷凍機4の
低温側ステージ4bによってさらに約5Kまで冷却され
る。従って、比熱の大きい室温から50Kまでの冷却に
要する時間を大幅に短縮できる。
When the temperature of the superconducting coil 1 reaches about 50K, which is the temperature reached by the high-temperature side stage 4a,
The drive unit 9 is reversely driven to release the contact between the contact 14 and the contact plate 17. After this separation, superconducting coil 1 is further cooled to about 5K by low-temperature side stage 4b of refrigerator 4. Therefore, the time required for cooling from room temperature where the specific heat is large to 50K can be significantly reduced.

【0095】なお、断熱駆動体12は、グラスファイバ
強化プラスティック(GFRP)製で、断熱性能が良
く、輻射シールド2と真空容器3との間の熱伝導を極力
押さえている。
The heat-insulating driving body 12 is made of glass fiber reinforced plastic (GFRP), has good heat-insulating performance, and suppresses heat conduction between the radiation shield 2 and the vacuum vessel 3 as much as possible.

【0096】又、板バネ16は、常に接触子14を接触
板17から引離すような力がかかっているので、断熱駆
動体12や押圧棒11を引き抜く機構がない場合でも確
実に接触子14を接触板17から引離すことができる。
Since the leaf spring 16 always exerts a force to separate the contact 14 from the contact plate 17, even if there is no mechanism for pulling out the adiabatic driving body 12 or the pressing rod 11, the contact spring 14 is reliably provided. Can be separated from the contact plate 17.

【0097】このように上記第1の実施の形態によれ
ば、予冷の際、予冷用熱接続機構7によって輻射シール
ド2と超電導コイル1を熱的に接触させるので、冷却能
力が数十Wと大きい高温側ステージ4bで輻射シールド
2と超電導コイル1を約50K付近まで同時に冷却する
ので、予冷時間を短縮できる。特に、超電導コイル1の
主材料である銅の比熱は低温になるに従って小さくな
り、50Kでは室温時の約1/4、20Kでは1/5
0、4Kでは1/4000になる。従って、比熱の大き
い室温から50Kまでの冷却に要する時間を大幅に短縮
できる。
As described above, according to the first embodiment, at the time of pre-cooling, the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are brought into thermal contact by the pre-cooling heat connection mechanism 7, so that the cooling capacity is several tens of watts. Since the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are simultaneously cooled to about 50K by the large high-temperature stage 4b, the pre-cooling time can be reduced. In particular, the specific heat of copper, which is the main material of the superconducting coil 1, becomes smaller as the temperature becomes lower.
It becomes 1/4000 at 0 and 4K. Therefore, the time required for cooling from room temperature where the specific heat is large to 50K can be significantly reduced.

【0098】又、初期冷却時には、真空容器3の外側の
駆動部9から押圧棒11で断熱駆動体12を介して、輻
射シールド2とサーマルアンカー15で熱的に接続され
た接触子14を、超電導コイル1に固定された接触板1
7に押付けて輻射シールド2と超電導コイル1を共に5
0K付近まで冷却し、その後、押圧棒11を引抜き、接
触子14を超電導コイル1から離脱させるので冷凍機4
の低温側ステージ4aで超電導コイル1を5Kまで冷却
する際、超電導コイル1から輻射シールド2への伝導熱
を遮断できる。
At the time of initial cooling, the contact 14 thermally connected to the radiation shield 2 and the thermal anchor 15 from the driving section 9 outside the vacuum vessel 3 via the heat insulating driving body 12 by the pressing rod 11 is removed. Contact plate 1 fixed to superconducting coil 1
7 and the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are both 5
After cooling to around 0K, the pressing rod 11 is pulled out, and the contact 14 is detached from the superconducting coil 1.
When the superconducting coil 1 is cooled down to 5K by the low-temperature side stage 4a, the conduction heat from the superconducting coil 1 to the radiation shield 2 can be cut off.

【0099】又、板ばね16はコイルばねに比して熱伝
導面積が大きく、かつ熱伝導距離が小さいので、サーマ
ルアンカ15と共に熱伝導部材として活用できる。
Since the plate spring 16 has a larger heat conduction area and a smaller heat conduction distance than the coil spring, it can be used together with the thermal anchor 15 as a heat conduction member.

【0100】又、接触子14と接触板17との接触面に
加わる荷重は弾性体13のばね定数に応じた荷重が作用
するので、真空容器3、超電導コイル1、予冷用熱接触
機構7等の間に熱膨脹差を生じても、弾性体13の変形
で吸収し、冷却途中でほぼ一定の荷重で押圧できる。さ
らに、熱収縮差によって各部材に生じる熱応力を軽減で
きる。
The load applied to the contact surface between the contact element 14 and the contact plate 17 is a load corresponding to the spring constant of the elastic body 13, so that the vacuum vessel 3, the superconducting coil 1, the pre-cooling thermal contact mechanism 7, etc. Even if a thermal expansion difference occurs during the cooling, it can be absorbed by deformation of the elastic body 13 and pressed with a substantially constant load during cooling. Further, thermal stress generated in each member due to a difference in thermal contraction can be reduced.

【0101】又、超電導コイル1に固定された接触板1
7とこの接触板17に接触する接触子14との各接触面
の少なくともいずれか一方に、凹凸17aを形成してい
るので、凸部の接触面圧が大となり、接触熱抵抗が小さ
くなるので、結果的に除熱能力が向上し、予冷時間を短
縮できる。
The contact plate 1 fixed to the superconducting coil 1
Since the unevenness 17a is formed on at least one of the contact surfaces of the contact member 7 and the contact element 14 contacting the contact plate 17, the contact surface pressure of the convex portion increases, and the contact thermal resistance decreases. As a result, the heat removal ability is improved, and the pre-cooling time can be shortened.

【0102】さらに、超電導コイル1に固定された接触
板17とこれに接触する接触子14との各接触面の少な
くともいずれか一方に、易融合金14a例えばインジウ
ム14aが固着されているので、このインジウム14a
は極低温での熱伝導率が大きく、かつ軟金属で相手方表
面とも良く馴染み、さらに金属との密着性に優れている
ので、接触面の接触熱抵抗を低減することができる。従
って、除熱能力がさらに向上し、予冷時間を短縮でき
る。
Further, since at least one of the contact surfaces of the contact plate 17 fixed to the superconducting coil 1 and the contactor 14 which comes into contact with the contact plate 17, the easy fusion metal 14a, for example, indium 14a, is fixed. Indium 14a
Has a high thermal conductivity at cryogenic temperatures, is soft metal and is well compatible with the mating surface, and has excellent adhesion to metal, so that the contact thermal resistance of the contact surface can be reduced. Therefore, the heat removal ability is further improved, and the pre-cooling time can be shortened.

【0103】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0104】図4は超電導マグネットの予冷用熱接触機
構の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a thermal contact mechanism for pre-cooling the superconducting magnet.

【0105】この第2の実施の形態は、上記図2に示す
第1の実施の形態に対し、ベローズ10の配設位置及び
接触子14と接触板17の接触構造を変えたものであ
る。その他の構成は、図2に示した第1の実施の形態と
同一である。
The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 2 in that the arrangement position of the bellows 10 and the contact structure between the contact 14 and the contact plate 17 are changed. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

【0106】真空容器3には、架台8を介して駆動部9
が取着されている。この駆動部9には、この駆動部9の
一部を構成して進退運動する軸9aが設けられている。
この軸9aの下端は、弾性体13を介して架台8に係合
して進退運動する可動板60が係合している。
The drive unit 9 is mounted on the vacuum vessel 3 through the base 8.
Is attached. The drive unit 9 is provided with a shaft 9a which forms a part of the drive unit 9 and moves forward and backward.
The lower end of the shaft 9a is engaged with a movable plate 60 that moves forward and backward by engaging with the gantry 8 via the elastic body 13.

【0107】この可動板60には、断熱駆動体12が接
続され、この断熱駆動体12の下端には接触子14が取
着されている。さらに、この可動板60は、真空気密の
ためのベローズ10を介して真空容器3に伸縮可能に取
着されている。
The movable plate 60 is connected to the adiabatic driver 12, and the lower end of the adiabatic driver 12 has the contactor 14 attached thereto. Further, the movable plate 60 is attached to the vacuum vessel 3 via a bellows 10 for vacuum tightness so as to be able to expand and contract.

【0108】上記接触子14にはサーマルアンカ15の
一端が固着されており、このサーマルアンカ15の他端
が輻射シールド2に取着されている。又、接触子14の
外周にはフィンガーコンタクト61が装着されている。
One end of a thermal anchor 15 is fixed to the contact 14, and the other end of the thermal anchor 15 is attached to the radiation shield 2. A finger contact 61 is mounted on the outer periphery of the contact 14.

【0109】一方、超電導コイル1には接触子14に対
峙して接触板62が固定されている。この接触板62に
は、接触子14の外周に装着されたフィンガーコンタク
ト61に嵌合する穴62aが形成されている。
On the other hand, a contact plate 62 is fixed to the superconducting coil 1 so as to face the contact 14. The contact plate 62 is formed with a hole 62 a that fits into a finger contact 61 mounted on the outer periphery of the contact 14.

【0110】次に、上記の如く構成された超電導マグネ
ットの作用について説明する。
Next, the operation of the superconducting magnet configured as described above will be described.

【0111】超電導コイル1と輻射シールド2とは、通
常熱的に離れている。
Superconducting coil 1 and radiation shield 2 are usually thermally separated from each other.

【0112】初期冷却時(予冷)には、真空容器3の上
部に取付けられた駆動部9が駆動し、この駆動部9の駆
動によってその軸9aが進退運動、この場合には軸9a
が下降する。この軸9aの下降により弾性体13を介し
て可動板60が超電導コイル1側に可動し、この可動板
60に接続された断熱駆動体12の下端に取着された接
触子14が超電導コイル1に固定された接触板62の穴
62aに挿入される。この場合、接触子14の外周には
フィンガーコンタクト61が装着されているので、この
フィンガーコンタクト61が接触板17の穴17bに挿
入し、さらにその下面が接触板62の底面62bに押付
けられる。
At the time of initial cooling (pre-cooling), the drive unit 9 mounted on the upper portion of the vacuum vessel 3 is driven, and the drive of the drive unit 9 causes the shaft 9a to move forward and backward, in this case, the shaft 9a.
Descends. The lowering of the shaft 9a causes the movable plate 60 to move toward the superconducting coil 1 via the elastic body 13, and the contact 14 attached to the lower end of the adiabatic driver 12 connected to the movable plate 60 is Is inserted into the hole 62a of the contact plate 62 fixed to the contact plate 62. In this case, since the finger contact 61 is mounted on the outer periphery of the contact 14, the finger contact 61 is inserted into the hole 17 b of the contact plate 17, and the lower surface thereof is pressed against the bottom surface 62 b of the contact plate 62.

【0113】この接触子14には上記の如くサーマルア
ンカ15が固着されており、このサーマルアンカ15の
他端は輻射シールド2に固定されているので、接触子1
4が接触板62を介して超電導コイル1に押付けられる
ことにより、輻射シールド2と超電導コイル1はサーマ
ルアンカー15と接触子14を介して熱的に接続され
る。
The thermal anchor 15 is fixed to the contact 14 as described above, and the other end of the thermal anchor 15 is fixed to the radiation shield 2.
The radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are thermally connected via the thermal anchor 15 and the contact 14 by pressing the 4 on the superconducting coil 1 via the contact plate 62.

【0114】従って、冷凍機4の高温側ステージ4bに
よって輻射シールド2と超電導コイル1とはほぼ同温度
で約50Kまで冷却することが可能である。
Therefore, the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 can be cooled to about 50K at substantially the same temperature by the high-temperature side stage 4b of the refrigerator 4.

【0115】そして、超電導コイル1の温度が高温側ス
テージ4bの到達温度である約50Kに達した時点で、
駆動部9を逆駆動し、接触子14と接触板62との接触
を離脱する。
When the temperature of the superconducting coil 1 reaches about 50 K, which is the temperature reached by the high-temperature side stage 4b,
The drive unit 9 is reversely driven to release the contact between the contact 14 and the contact plate 62.

【0116】この離脱後、超電導コイル1は、冷凍機4
の低温側ステージ4aによってさらに約5Kまで冷却さ
れる。しかるに、比熱の大きい室温から50Kまでの冷
却に要する時間を大幅に短縮できる。
After this separation, superconducting coil 1 is connected to refrigerator 4
Is further cooled to about 5K by the low-temperature side stage 4a. However, the time required for cooling from room temperature, where the specific heat is large, to 50 K can be significantly reduced.

【0117】なお、弾性体13は、可動板60と断熱駆
動体12との間に装着してもよい。
Note that the elastic body 13 may be mounted between the movable plate 60 and the adiabatic driving body 12.

【0118】このように上記第2の実施の形態によれ
ば、ベローズ10の配設位置及び接触子14と接触板1
7との接触構造すなわち接触子14の下面のみならずそ
の外周にフィンガーコンタクト61を設け、このフィン
ガーコンタクト61により接触板62に接触するように
したので、接触面積が増加して熱接触抵抗が小さくな
る。さらにフィンガーコンタクト61は熱膨張差等で生
じる接触子14と接触板62との偏芯にも追従でき、確
実に熱接触を保持できる。
As described above, according to the second embodiment, the arrangement position of the bellows 10, the contact 14 and the contact plate 1
Since the finger contact 61 is provided not only on the lower surface of the contact 14 but also on the outer periphery thereof, and the finger contact 61 makes contact with the contact plate 62, the contact area increases and the thermal contact resistance decreases. Become. Further, the finger contact 61 can follow the eccentricity of the contact 14 and the contact plate 62 caused by a difference in thermal expansion or the like, and can reliably maintain the thermal contact.

【0119】又、この第2の実施の形態によれば、上記
第1の実施の形態と同様に、予冷の際、予冷用熱接続機
構7によって輻射シールド2と超電導コイル1を熱的に
接触させるので、冷却能力が数十Wと大きい高温側ステ
ージ4bで輻射シールド2と超電導コイル1を約50K
付近まで同時に冷却するので、予冷時間を短縮できる。
特に、超電導コイル1の主材料である銅の比熱は低温に
なるに従って小さくなり、50Kでは室温時の約1/
4、20Kでは1/50、4Kでは1/4000にな
る。従って、比熱の大きい室温から50Kまでの冷却に
要する時間を大幅に短縮できる。
According to the second embodiment, the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are thermally contacted by the pre-cooling heat connection mechanism 7 during pre-cooling, as in the first embodiment. Therefore, the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are placed on the high-temperature side stage 4b having a large cooling capacity of several tens of watts by about 50K.
Pre-cooling time can be shortened because cooling is performed to the vicinity at the same time.
In particular, the specific heat of copper, which is the main material of the superconducting coil 1, decreases as the temperature decreases, and at 50K, the specific heat becomes about 1 /
It becomes 1/50 at 4, 20K and 1/4000 at 4K. Therefore, the time required for cooling from room temperature where the specific heat is large to 50K can be significantly reduced.

【0120】又、初期冷却時には、真空容器3の外側の
駆動部9により断熱駆動体12を介して、輻射シールド
2とサーマルアンカー15で熱的に接続された接触子1
4を、超電導コイル1に固定された接触板62に押付け
て輻射シールド2と超電導コイル1を共に50K付近ま
で冷却し、その後、接触子14を超電導コイル1から離
脱させるので、冷凍機4の低温側ステージ4aで超電導
コイル1を5Kまで冷却する際、超電導コイル1から輻
射シールド2への伝導熱を遮断できる。
At the time of initial cooling, the contact element 1 thermally connected to the radiation shield 2 and the thermal anchor 15 by the driving section 9 outside the vacuum vessel 3 via the adiabatic driving body 12 is provided.
4 is pressed against a contact plate 62 fixed to the superconducting coil 1 to cool both the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 to around 50 K. Then, the contact 14 is detached from the superconducting coil 1. When the superconducting coil 1 is cooled down to 5K by the side stage 4a, conduction heat from the superconducting coil 1 to the radiation shield 2 can be cut off.

【0121】又、接触子14と接触板62との接触面に
加わる荷重は、弾性体13のばね定数に応じた荷重が作
用するので、真空容器3、超電導コイル1、予冷用熱接
触機構7等の間に熱膨張差を生じても、弾性体13の変
形で吸収し、冷却途中でほぼ一定の荷重で押圧できる。
さらに、熱収縮差によって各部材に生じる熱応力を軽減
できる。
The load applied to the contact surface between the contact element 14 and the contact plate 62 is a load corresponding to the spring constant of the elastic body 13, so that the vacuum vessel 3, the superconducting coil 1, the pre-cooling thermal contact mechanism 7 Even if there is a difference in thermal expansion between them, it can be absorbed by deformation of the elastic body 13 and pressed with a substantially constant load during cooling.
Further, thermal stress generated in each member due to a difference in thermal contraction can be reduced.

【0122】又、超電導コイル1に固定された接触板6
2とこの接触板62に接触する接触子14との各接触面
の少なくともいずれか一方に、上記図3に示すように凹
凸17aを形成すれば、凸部の接触面圧が大となり、接
触熱抵抗が小さくなるので、結果的に除熱能力が向上
し、予冷時間を短縮できる。
The contact plate 6 fixed to the superconducting coil 1
If at least one of the contact surfaces of the contact member 2 and the contact element 14 contacting the contact plate 62 is formed with the irregularities 17a as shown in FIG. Since the resistance is reduced, the heat removal ability is improved as a result, and the pre-cooling time can be shortened.

【0123】さらに、超電導コイル1に固定された接触
板62とこれに接触する接触子14との各接触面の少な
くともいずれか一方に、上記図3に示すように易融合金
14a例えばインジウム14aが固着すれば、このイン
ジウム14aは極低温での熱伝導率が大きく、かつ軟金
属で相手方表面とも良く馴染み、さらに金属との密着性
に優れているので、接触面の接触熱抵抗を低減すること
ができる。従って、除熱能力がさらに向上し、予冷時間
を短縮できる。
Further, at least one of the contact surfaces of the contact plate 62 fixed to the superconducting coil 1 and the contact 14 contacting the contact plate 62, as shown in FIG. 3, an easy fusion metal 14a, for example, indium 14a. If fixed, the indium 14a has a high thermal conductivity at extremely low temperatures, is soft metal and is well compatible with the mating surface, and has excellent adhesion to the metal, so that the contact thermal resistance of the contact surface can be reduced. Can be. Therefore, the heat removal ability is further improved, and the pre-cooling time can be shortened.

【0124】次に、上記第2の実施の形態の変形例につ
いて説明する。
Next, a modified example of the second embodiment will be described.

【0125】図5は上記第2の実施の形態における接触
子14及び接触板62をそれぞれ接触子70及び接触板
71に変形した断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the second embodiment in which the contact 14 and the contact plate 62 are transformed into a contact 70 and a contact plate 71, respectively.

【0126】接触板71の穴71aは、末萎まりのテー
パー穴に形成されている。
The hole 71a of the contact plate 71 is formed as a tapered hole that shrinks.

【0127】又、接触子70の外周は、接触板71のテ
ーパー穴71aに嵌合するテーパー状に形成されてい
る。
Further, the outer periphery of the contact 70 is formed in a tapered shape to be fitted in the tapered hole 71a of the contact plate 71.

【0128】このような構成であれば、初期冷却時(予
冷)には、真空容器3の上部に取付けられた駆動部9の
駆動によってその軸9aが進退運動し、このときの軸9
aの下降により断熱駆動体12の下端に取着された接触
子70が超電導コイル1に固定された接触板71のテー
パー穴71aに挿入される。
With such a configuration, at the time of initial cooling (pre-cooling), the shaft 9a moves forward and backward by the drive of the driving unit 9 mounted on the upper portion of the vacuum vessel 3, and the shaft 9a at this time is moved.
The contact 70 attached to the lower end of the adiabatic driving body 12 is inserted into the tapered hole 71a of the contact plate 71 fixed to the superconducting coil 1 by the lowering of a.

【0129】従って、接触板71のテーパー穴71aを
形成し、接触子70の外周を接触板71のテーパー穴7
1aに嵌合するテーパー状に形成したので、楔効果で接
触面圧が大きくなり熱接触抵抗が小さくなるので、結果
的に除熱能力が向上し、予冷時間を短縮できる。
Accordingly, the tapered hole 71a of the contact plate 71 is formed, and the outer periphery of the contact 70 is formed in the tapered hole 7a of the contact plate 71.
1a, the contact surface pressure is increased by the wedge effect, and the thermal contact resistance is reduced. As a result, the heat removal capability is improved and the pre-cooling time can be shortened.

【0130】図6は上記第2の実施の形態における接触
子14及び接触板62をそれぞれ他の接触子72及び接
触板73に変形した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the second embodiment in which the contact 14 and the contact plate 62 are transformed into another contact 72 and a contact plate 73, respectively.

【0131】接触板73には、円筒状の穴73aが形成
されている。
The contact plate 73 has a cylindrical hole 73a.

【0132】又、接触子72は、接触板73の円筒状の
穴73aに嵌合する円筒状に形成し、かつその周上には
先端部が開口するスリット72aが複数本形成され、こ
れにより接触子72があたかも複数本の板ばねで構成し
たのと同等で接触板73との間の熱接触抵抗を小さくし
ている。
The contact 72 is formed in a cylindrical shape that fits into the cylindrical hole 73a of the contact plate 73, and a plurality of slits 72a having an opening at the tip are formed on the periphery thereof. The thermal contact resistance between the contact 72 and the contact plate 73 is reduced as if the contact 72 were constituted by a plurality of leaf springs.

【0133】なお、この場合、接触子72の材質として
は、ばね効果をより発揮するために高張力の銅合金が望
ましい。例えばアルミナ分散強化銅、銀入り銅、ベリリ
ウム銅等である。
In this case, as the material of the contact 72, a copper alloy having a high tensile strength is desirable in order to exhibit a spring effect more. For example, alumina dispersion strengthened copper, silver-containing copper, beryllium copper, and the like.

【0134】さらに、円筒状に形成された接触子72の
内側に拡径機能を有する弾性体74を装着すると、接触
子72のばね作用の他に、弾性体74の拡径力が働き、
より接触子72と接触板73との熱接触抵抗を小さくで
きる。この場合の弾性体74としてはC型スプリングが
構成上好ましい。
Further, when an elastic body 74 having a diameter increasing function is mounted inside the cylindrical contact 72, the expanding force of the elastic body 74 acts in addition to the spring action of the contact 72.
The thermal contact resistance between the contact 72 and the contact plate 73 can be further reduced. As the elastic body 74 in this case, a C-type spring is preferable in terms of configuration.

【0135】このような構成であれば、初期冷却時(予
冷)には、真空容器3の上部に取付けられた駆動部9の
駆動によってその軸9aが進退運動し、このときの軸9
aの下降により断熱駆動体12の下端に取着された接触
子72が超電導コイル1に固定された接触板73の穴7
3aに挿入される。
With such a configuration, at the time of initial cooling (pre-cooling), the drive of the drive unit 9 mounted on the upper part of the vacuum vessel 3 causes the shaft 9a to move forward and backward.
The contact 72 attached to the lower end of the adiabatic driving body 12 due to the lowering of the contact hole 73 of the contact plate 73 fixed to the superconducting coil 1
3a.

【0136】従って、接触板73に円筒状の穴73aを
形成し、接触子72に接触子73の円筒状の穴73aに
嵌合する円筒状に形成してその周上に先端部が開口する
スリット72aを複数本形成したので、接触子72と接
触板73との接触面圧が大きくなり熱接触抵抗が小さく
なるので、結果的に除熱能力が向上し、予冷時間を短縮
できる。
Therefore, the contact plate 73 is formed with a cylindrical hole 73a, and the contact 72 is formed into a cylindrical shape that fits into the cylindrical hole 73a of the contact 73, and the distal end is opened on the periphery thereof. Since a plurality of slits 72a are formed, the contact surface pressure between the contact 72 and the contact plate 73 is increased, and the thermal contact resistance is reduced. As a result, the heat removal capability is improved, and the pre-cooling time can be shortened.

【0137】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0138】図7は超電導マグネットの予冷用熱接触機
構の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism for a superconducting magnet.

【0139】この第2の実施の形態は、上記図2に示す
第1の実施の形態に対し、駆動部9を輻射シールド2に
取着したものである。その他の構成は、図2に示した第
1の実施の形態と同一であるので、同一要素には同一符
号を付してその説明は省略する。
The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 2 in that the driving section 9 is attached to the radiation shield 2. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 2, and therefore, the same components are denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.

【0140】駆動部9は、回転運動するモータ18と、
このモータ18の回転運動を直線運動に変換する変換部
19とで構成されるもので、輻射シールド2に取着され
ている。この駆動部9の軸9aには接触子14が取着さ
れ、この接触子14には、輻射シールド2に取着された
サーマルアンカ15の一端が固着されている。
The driving unit 9 includes a motor 18 that rotates and
A conversion unit 19 converts the rotational motion of the motor 18 into a linear motion, and is attached to the radiation shield 2. A contact 14 is attached to the shaft 9 a of the drive unit 9, and one end of a thermal anchor 15 attached to the radiation shield 2 is fixed to the contact 14.

【0141】一方、超電導コイル1には接触子14に対
峙する接触板17が固定されている。
On the other hand, a contact plate 17 facing the contact 14 is fixed to the superconducting coil 1.

【0142】次に、上記の如く構成された超電導マグネ
ットの作用について説明する。
Next, the operation of the superconducting magnet configured as described above will be described.

【0143】初期冷却時(予冷)には、輻射シールド2
に取付けられた駆動部9で、接触子14を超電導コイル
1側に可動させ、超電導コイル1に固定された接触板1
7に押付ける。
At the time of initial cooling (pre-cooling), the radiation shield 2
The contact 14 is moved to the superconducting coil 1 side by the driving unit 9 attached to the contact plate 1 fixed to the superconducting coil 1.
Press on 7.

【0144】この接触子14にはサーマルアンカ15が
固着されており、そのサーマルアンカ15の他端は輻射
シールド2に固定されているので、接触子14が超電導
コイル1に押付けられることにより、輻射シールド2と
超電導コイル1とはサーマルアンカ15と接触子14を
介して熱的に接続される。
The thermal anchor 15 is fixed to the contact 14, and the other end of the thermal anchor 15 is fixed to the radiation shield 2, so that when the contact 14 is pressed against the superconducting coil 1, the radiation The shield 2 and the superconducting coil 1 are thermally connected via a thermal anchor 15 and a contact 14.

【0145】超電導コイル1の温度が約50Kと高温側
ステージ4bの到達温度に達した時点で、駆動部9を逆
駆動し、接触子14と接触板17の接触を離脱する。こ
の離脱後は、超電導コイル1は冷凍機4の低温側ステー
ジ4aによってさらに約5Kまで冷却される。
When the temperature of the superconducting coil 1 reaches about 50 K, which is the temperature reached by the high-temperature side stage 4b, the driving section 9 is reversely driven, and the contact between the contact 14 and the contact plate 17 is released. After this separation, superconducting coil 1 is further cooled to about 5K by low-temperature side stage 4a of refrigerator 4.

【0146】従って、比熱の大きい室温から50Kまで
の冷却に要する時間大幅に短縮できる。
Therefore, the time required for cooling from room temperature, where the specific heat is large, to 50K can be greatly reduced.

【0147】このように上記第3の実施の形態によれ
ば、輻射シールド2に駆動部9を取着したので、上記第
1の実施の形態の作用効果に加えて、真空容器3を貫い
ている構造物がないため、機構も簡単にすることがで
き、室温部から輻射シールド2への熱侵入量を低減させ
る事もでき、断熱性能が向上する。
As described above, according to the third embodiment, since the drive unit 9 is attached to the radiation shield 2, in addition to the effects of the first embodiment, the drive unit 9 penetrates through the vacuum vessel 3. Since there are no structures, the mechanism can be simplified, the amount of heat that enters the radiation shield 2 from the room temperature can be reduced, and the heat insulation performance can be improved.

【0148】さらに、上記第1の実施の形態の作用効果
に加えて、輻射シールド2に駆動部9を取着したので、
真空容器3を貫いている構造物がないため、機構も簡単
にすることができ、室温部から輻射シールド2への熱侵
入量を低減させる事もできるので、断熱性能が向上す
る。
Further, in addition to the functions and effects of the first embodiment, since the driving unit 9 is attached to the radiation shield 2,
Since there is no structure penetrating through the vacuum vessel 3, the mechanism can be simplified, and the amount of heat that enters the radiation shield 2 from the room temperature can be reduced, so that the heat insulation performance is improved.

【0149】又、駆動部9をモータ18と、このモータ
18の回転を直線運動に変換する変換部19とで構成し
たので、安価で構造も簡単にすることができる。
Further, since the drive unit 9 is constituted by the motor 18 and the conversion unit 19 for converting the rotation of the motor 18 into a linear motion, the structure can be inexpensive and the structure can be simplified.

【0150】ここで、モータ18としては電動機、流体
駆動モータ、超音波モータ等があり、特に磁場精度が要
求される超電導マグネットの場合は磁性材料を使用しな
い超音波モータが適している。
Here, as the motor 18, there are an electric motor, a fluid drive motor, an ultrasonic motor, and the like. In the case of a superconducting magnet which requires a high magnetic field accuracy, an ultrasonic motor using no magnetic material is suitable.

【0151】なお、上記第3の実施の形態は次の通り変
形してもよい。
Incidentally, the third embodiment may be modified as follows.

【0152】図8は本発明の第3の実施の形態における
駆動部9に圧電素子20を用いた場合の予冷用熱接触機
構の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism when a piezoelectric element 20 is used for the driving section 9 according to the third embodiment of the present invention.

【0153】この圧電素子20は、その一端を固定具2
1を介して輻射シールド2に固定し、他端を取付金具2
2を介して接触子14に取着している。
One end of the piezoelectric element 20 is
1 to the radiation shield 2 and the other end to the mounting bracket 2
2 is attached to the contact 14.

【0154】このような構成であれば、輻射シールド2
に固定された圧電素子20によって、接触子14が超電
導コイル1に押付けられ、輻射シールド2と超電導コイ
ル1はサーマルアンカ15と接触子14を介して熱的に
接続されることになる。
With such a configuration, the radiation shield 2
The contact 14 is pressed against the superconducting coil 1 by the piezoelectric element 20 fixed to the superconducting coil 1, and the radiation shield 2 and the superconducting coil 1 are thermally connected via the thermal anchor 15 and the contact 14.

【0155】上記モータを使用した駆動部9よりも機構
が簡単で発熱も理論上ゼロのため、熱侵入量を低減させ
るためには有効である。
Since the mechanism is simpler and heat generation is theoretically zero compared with the drive unit 9 using the above-described motor, it is effective to reduce the amount of heat penetration.

【0156】又、電圧を印加して圧電素子20を変位さ
せるため、機械的振動も発生せず、超電導コイル1を安
定に運転できる。
In addition, since the piezoelectric element 20 is displaced by applying a voltage, no mechanical vibration occurs and the superconducting coil 1 can be operated stably.

【0157】従って、モータを使用したものよりも機構
が簡単で発熱も理論上のゼロのため、熱侵入量を低減さ
せるためには有効であり、電圧を印加して圧電素子20
を変位させるため、機械的振動も発生せず、超電導コイ
ル1を安価に運転できる。
Therefore, the mechanism is simpler than that using a motor, and heat generation is theoretically zero. Therefore, it is effective to reduce the amount of heat intrusion.
, The mechanical vibration does not occur, and the superconducting coil 1 can be operated at low cost.

【0158】次に、本発明の第4の実施の形態について
説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0159】図9は超電導マグネットの予冷用熱接触機
構の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism for a superconducting magnet.

【0160】この第4の実施の形態は、上記図7の第3
の実施の形態に対し、駆動部9をヘリウムガスで駆動す
る伸縮可能な伸縮容器23に代えたものである。
This fourth embodiment is similar to the third embodiment shown in FIG.
In this embodiment, the driving unit 9 is replaced with a telescopic container 23 driven by helium gas.

【0161】この伸縮容器23は、その一端が輻射シー
ルド2に固定され、他端には接触子14が固着されてい
る。この伸縮容器23には真空容器3の外部から伸縮容
器23にヘリウムガス24を供給するヘリウムガス供給
管25が装備されている。
The telescopic container 23 has one end fixed to the radiation shield 2 and the other end fixed to the contact 14. The telescopic container 23 is provided with a helium gas supply pipe 25 for supplying a helium gas 24 from the outside of the vacuum container 3 to the telescopic container 23.

【0162】次に、上記の如く構成された超電導マグネ
ットの作用について説明する。
Next, the operation of the superconducting magnet configured as described above will be described.

【0163】初期冷却時(予冷)には、伸縮容器23に
ヘリウムガス24を供給して伸縮容器23を伸長させ、
接触子14を接触板17に押圧する。すると、輻射シー
ルド2から接触子14へ、伸縮容器23の熱伝導とヘリ
ウムガス24の対流熱伝達とにより熱が移動し、接触子
14、接触板17を介して超電導コイル1が冷却され
る。
At the time of initial cooling (pre-cooling), helium gas 24 is supplied to the telescopic container 23 to extend the telescopic container 23,
The contact 14 is pressed against the contact plate 17. Then, heat is transferred from the radiation shield 2 to the contact 14 by the heat conduction of the telescopic container 23 and the convective heat transfer of the helium gas 24, and the superconducting coil 1 is cooled via the contact 14 and the contact plate 17.

【0164】超電導コイル1の温度が約50Kと高温側
ステージ4bの到達温度に達した時点で、伸縮容器23
内のヘリウムガス24を排気すると、伸縮容器23のば
ね効果で接触子14と接触板17の接触が離脱する。こ
の離脱によって、超電導コイル1は冷凍機4の低温側ス
テージ4aによってさらに約5Kまで冷却される。
When the temperature of the superconducting coil 1 reaches about 50 K and reaches the temperature reached by the high-temperature stage 4b, the expansion container 23
When the helium gas 24 is exhausted, the contact between the contact 14 and the contact plate 17 is released by the spring effect of the telescopic container 23. By this separation, superconducting coil 1 is further cooled to about 5K by low-temperature side stage 4a of refrigerator 4.

【0165】このように上記第4の実施の形態によれ
ば、伸縮容器23の熱伝導とヘリウムガス24の対流熱
伝達とにより冷却能力を向上でき、比熱の大きい室温か
ら50Kまでの冷却に要する時間を大幅に短縮できる。
As described above, according to the fourth embodiment, the cooling capacity can be improved by the heat conduction of the telescopic container 23 and the convective heat transfer of the helium gas 24, and it is necessary to cool from room temperature having a large specific heat to 50K. Time can be greatly reduced.

【0166】さらに、モータのように自己発熱すること
もなく、侵入熱を軽減できる。また、押圧力はヘリウム
ガスの圧力に比例するので、所望の押圧力を容易に得る
ことができる。
Further, unlike the motor, it does not generate heat by itself, and can reduce the invasion heat. Since the pressing force is proportional to the pressure of the helium gas, a desired pressing force can be easily obtained.

【0167】ここで、伸縮容器23の材料としては、熱
伝導率の大きい銅やアルミニウムが好ましい。又、図1
0に示すように第1乃至第3の実施の形態と同様に輻射
シールド2と接触子14とをサーマルアンカ15で熱的
に接続しても良い。
Here, as the material of the elastic container 23, copper or aluminum having high thermal conductivity is preferable. Also, FIG.
As shown in FIG. 0, the radiation shield 2 and the contact 14 may be thermally connected by a thermal anchor 15 as in the first to third embodiments.

【0168】次に、本発明の第5の実施の形態について
説明する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0169】図11は超電導マグネットの予冷用熱接触
機構の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a thermal contact mechanism for pre-cooling a superconducting magnet.

【0170】この第5の実施の形態は、上記図9の第4
の実施の形態に対し、接触子14と接触板17との接触
構造を異ならせたものである。
The fifth embodiment is different from the fourth embodiment shown in FIG.
In this embodiment, the contact structure between the contact 14 and the contact plate 17 is different from that of the first embodiment.

【0171】輻射シールド2に固定された伸縮容器23
に結合する可動板26に複数本のピン27を装着して接
触子14を構成し、一方、超電導コイル1に固定された
固定板29に、ピン27と着脱可能にする複数本のアダ
プタ28を装着して接触板17を構成し、ピン27と輻
射シールド2、アダプタ28と超電導コイル1をそれぞ
れサーマルアンカ15で熱的に接続している。
The telescopic container 23 fixed to the radiation shield 2
A plurality of pins 27 are mounted on a movable plate 26 coupled to the superconducting coil 1 to form a contact 14. On the other hand, a plurality of adapters 28 detachable from the pin 27 are mounted on a fixed plate 29 fixed to the superconducting coil 1. The contact plate 17 is configured by being mounted, and the pin 27 and the radiation shield 2 are thermally connected to the adapter 28 and the superconducting coil 1 by the thermal anchor 15, respectively.

【0172】このような構成であれば、初期冷却時(予
冷)には、伸縮容器23にヘリウムガス24を供給して
伸縮容器23を伸長させ、ピン27をアダプタ28に嵌
合させて熱接触させる。
With such a configuration, at the time of initial cooling (pre-cooling), helium gas 24 is supplied to the telescopic container 23 to extend the telescopic container 23, and the pins 27 are fitted to the adapters 28 to make thermal contact. Let it.

【0173】これにより、熱は輻射シールド2からサー
マルアンカ15、ピン27、アダプタ28、を経て超電
導コイル1に移動し超電導コイル1が冷却される。
As a result, heat is transferred from the radiation shield 2 to the superconducting coil 1 via the thermal anchor 15, the pins 27, and the adapter 28, and the superconducting coil 1 is cooled.

【0174】このように上記第5の実施の形態によれ
ば、熱接触面は複数本のピン27とそれに着脱可能に嵌
合するアダプタ28とで構成されているので、確実に面
接触して熱接触抵抗が小さく、効率良く予冷できる。
As described above, according to the fifth embodiment, since the thermal contact surface is constituted by the plurality of pins 27 and the adapter 28 which is detachably fitted to the pins 27, the thermal contact surface is surely brought into surface contact. Low thermal contact resistance and efficient pre-cooling.

【0175】なお、上記第5の実施の形態では、サーマ
ルアンカ15を各ピン27および各アダプタ28毎に固
着したが、ピン27およびアダプタ28をそれぞれ熱伝
導良好な可動板26又は固定板29に半田やロー付けで
熱伝導良好に固着し、可動板26と輻射シールド2、固
定板29と超電導コイル1とをそれぞれサーマルアンカ
15で熱的に接続してもよい。
Although the thermal anchor 15 is fixed to each pin 27 and each adapter 28 in the fifth embodiment, the pins 27 and the adapter 28 are respectively attached to the movable plate 26 or the fixed plate 29 having good heat conduction. The movable plate 26 and the radiation shield 2, and the fixed plate 29 and the superconducting coil 1 may be thermally connected to each other by the thermal anchor 15 by soldering or brazing.

【0176】次に、本発明の第6の実施の形態について
説明する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.

【0177】図12は超電導マグネットの予冷用熱接触
機構の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a thermal contact mechanism for pre-cooling a superconducting magnet.

【0178】この第6の実施の形態は、上記図9の第4
の実施の形態に対し、ヘリウムガスに代えて液体窒素ま
たは液体ヘリウム等の冷媒を用いたものである。
This sixth embodiment is similar to the fourth embodiment shown in FIG.
In this embodiment, a refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium is used instead of helium gas.

【0179】伸縮可能な伸縮冷媒容器30は、その一端
が輻射シールド2に固定され、他端には接触子14が固
着されている。この伸縮冷媒容器30には、真空容器3
の外部に設置された冷媒供給系33から伸縮冷媒容器3
0に液体窒素又は液体ヘリウム等の冷媒を供給する冷媒
供給管31と、外部の冷媒排出系34に冷媒を排出する
冷媒排出管32とが装備されている。
The expandable and contractible refrigerant container 30 has one end fixed to the radiation shield 2 and the other end fixed to the contact 14. The telescopic refrigerant container 30 includes a vacuum container 3
From the refrigerant supply system 33 installed outside the
0 is provided with a refrigerant supply pipe 31 for supplying a refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium, and a refrigerant discharge pipe 32 for discharging the refrigerant to an external refrigerant discharge system 34.

【0180】さらに、冷媒排出管32には、伸縮冷媒容
器30内を真空置換するための排気系35が装備されて
いる。
Further, the refrigerant discharge pipe 32 is provided with an exhaust system 35 for evacuating the inside of the telescopic refrigerant container 30.

【0181】次に、上記の如く構成された超電導マグネ
ットの作用について説明する。
Next, the operation of the superconducting magnet configured as described above will be described.

【0182】初期冷却時(予冷)には、伸縮冷媒容器3
0に液体窒素を供給して伸縮冷媒容器30を伸長させ、
接触子14を接触板17に押圧する。
At the time of initial cooling (pre-cooling), the telescopic refrigerant container 3
0 to supply liquid nitrogen to extend the telescopic refrigerant container 30,
The contact 14 is pressed against the contact plate 17.

【0183】これにより、液体窒素の蒸発潜熱で接触子
14、接触板17を介して超電導コイル1を冷却でき
る。蒸発潜熱による冷却能力は、冷凍機の高温側ステー
ジ4bの冷却能力数10Wに比して数KWにもなるので
冷凍機4単独で予冷するのに比して、80Kまでの予冷
時間を大幅に短縮できる。
Thus, the superconducting coil 1 can be cooled by the latent heat of evaporation of the liquid nitrogen via the contactor 14 and the contact plate 17. The cooling capacity by the latent heat of evaporation is several kilowatts compared to the cooling capacity of the high-temperature side stage 4b of the refrigerator of several tens of watts. Can be shortened.

【0184】この状態で、伸縮冷媒容器30内の液体窒
素を排出して接触子14と接触板17を離脱してもよい
が、さらに伸縮冷媒容器30を排気系35で真空排気
し、次に液体ヘリウムを伸縮冷媒容器30内に供給する
ことにより、超電導コイル1を約5Kまで冷却できる。
なお、液体ヘリウム温度まで冷却する場合には、伸縮冷
媒容器30と輻射シールドの固定は断熱材を介して行
う。
In this state, the liquid nitrogen in the telescopic refrigerant container 30 may be discharged to separate the contactor 14 and the contact plate 17 from each other. By supplying liquid helium into the telescopic refrigerant container 30, the superconducting coil 1 can be cooled to about 5K.
When cooling to the liquid helium temperature, the expansion and contraction refrigerant container 30 and the radiation shield are fixed via a heat insulating material.

【0185】予冷終了後、接触子14と接触板17は離
脱し、さらに伸縮冷媒容器30、冷媒供給管31及び冷
媒排出管32内を真空排気することによって、外部から
輻射シールド2へ、輻射シールド2から超電導コイル1
への侵入熱を低減できる。
After the completion of the pre-cooling, the contact 14 and the contact plate 17 are separated from each other, and the inside of the telescopic refrigerant container 30, the refrigerant supply pipe 31, and the refrigerant discharge pipe 32 is evacuated to the outside to the radiation shield 2 from the outside. 2 to superconducting coil 1
The heat of penetration into the body can be reduced.

【0186】このように上記第6の実施の形態によれ
ば、伸縮冷媒容器30に例えば液体窒素あるいは液体ヘ
リウム等の冷媒を供給して伸縮冷媒容器30を伸長さ
せ、接触子14を接触板17に押圧するようにしたの
で、冷媒の蒸発潜熱で超電導コイル1を冷却できる。
As described above, according to the sixth embodiment, a refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium is supplied to the telescopic refrigerant container 30 to extend the telescopic refrigerant container 30 and the contactor 14 is brought into contact with the contact plate 17. The superconducting coil 1 can be cooled by the latent heat of evaporation of the refrigerant.

【0187】従って、冷凍機単独で予冷するのに比し
て、大幅に予冷時間を短縮できる。例えば冷凍機4の冷
却能力に依存せず、2日程度の短時間で超電導コイル1
を所定の温度まで速やかに冷却できる。
Therefore, the pre-cooling time can be greatly reduced as compared with pre-cooling by the refrigerator alone. For example, regardless of the cooling capacity of the refrigerator 4, the superconducting coil 1
Can be quickly cooled to a predetermined temperature.

【0188】なお、伸縮冷媒容器30を液体ヘリウム用
と液体窒素用別々に装備してもよい。
The expansion / contraction refrigerant container 30 may be separately provided for liquid helium and liquid nitrogen.

【0189】この場合には、冷媒を真空置換する必要が
なく、かつ冷媒の固化(例えば、液体窒素と液体ヘリウ
ムとを使用する場合は、液体窒素が固化する)による冷
媒供給系の閉塞を防止し、作業が簡素化されて予冷時間
が短縮する。
In this case, there is no need to perform vacuum replacement of the refrigerant, and it is possible to prevent the refrigerant supply system from being clogged by solidification of the refrigerant (for example, when liquid nitrogen and liquid helium are used, liquid nitrogen is solidified). The operation is simplified, and the pre-cooling time is shortened.

【0190】次に、本発明の第7の実施の形態について
説明する。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.

【0191】図13は超電導マグネットの断面図であ
る。
FIG. 13 is a sectional view of a superconducting magnet.

【0192】この第7の実施の形態は、上記図23示す
超電導コイル1の支持構造を変えたものである。その他
の構成は、上記図23に示した従来の超電導マグネット
と同一であるので、同一要素には同一符号を付してその
説明は省略する。
In the seventh embodiment, the supporting structure of superconducting coil 1 shown in FIG. 23 is changed. Other configurations are the same as those of the conventional superconducting magnet shown in FIG. 23, and thus the same components are denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.

【0193】輻射シールド2は、真空容器3から断熱支
持材6で支持され、さらに、超電導コイル1は、輻射シ
ールド2から断熱支持材36でそれぞれ独立して支持さ
れている。ここで、断熱支持材36はその材質がカーボ
ンファイバー強化プラスティック(以下、CFRPと称
する)で構成されている。
The radiation shield 2 is supported from the vacuum vessel 3 by a heat insulating support member 6, and the superconducting coil 1 is independently supported by the radiation shield 2 by a heat insulating support member 36. Here, the heat insulating support member 36 is made of carbon fiber reinforced plastic (hereinafter, referred to as CFRP).

【0194】このCFRPは、室温から約80K付近ま
では、4K時に比して熱伝導率が百から十倍大きいの
で、予冷時には輻射シールド2で超電導コイル1が冷却
される。
Since the thermal conductivity of this CFRP from room temperature to about 80K is 100 to 10 times larger than that at 4K, the superconducting coil 1 is cooled by the radiation shield 2 during precooling.

【0195】一方、4K運転時にはCFRPからなる断
熱支持材36の熱伝導率が小さく、いわゆる熱的なスイ
ッチ機能を有するので、輻射シールド2から超電導コイ
ル1への侵入熱を抑制できる。
On the other hand, at the time of 4K operation, the heat conductivity of the heat insulating support member 36 made of CFRP is small and has a so-called thermal switching function, so that heat entering the superconducting coil 1 from the radiation shield 2 can be suppressed.

【0196】従って、構造簡単にして、超電導コイル1
の冷却時間を短縮でき、かつ定常状態の5Kでは断熱支
持材として機能する。
Therefore, the structure of the superconducting coil 1 can be simplified.
The cooling time can be reduced, and at 5K in a steady state, it functions as a heat insulating support.

【0197】次に、本発明の第8の実施の形態について
説明する。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.

【0198】図14は超電導マグネットの断面図であ
る。
FIG. 14 is a sectional view of a superconducting magnet.

【0199】この第8の実施の形態の基本構成は、上記
図23に示した従来の超電導マグネットと同一であるの
で、同一要素には同一符号を付してその説明は省略す
る。
Since the basic configuration of the eighth embodiment is the same as that of the conventional superconducting magnet shown in FIG. 23, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0200】冷媒容器37は、超電導コイル1と熱的に
接続するように輻射シールド2内に配設されている。こ
の冷媒容器37には、真空容器3の外部に設置された冷
媒供給系33から冷媒容器37に液体窒素又は液体ヘリ
ウム等の冷媒を供給する冷媒供給管31と、外部の冷媒
排出系34に冷媒を排出する冷媒排出管32とが装備さ
れている。
The refrigerant container 37 is provided in the radiation shield 2 so as to be thermally connected to the superconducting coil 1. The refrigerant container 37 has a refrigerant supply pipe 31 for supplying a refrigerant such as liquid nitrogen or liquid helium from a refrigerant supply system 33 provided outside the vacuum container 3 to the refrigerant container 37, and a refrigerant supply pipe 31 for supplying an external refrigerant discharge system 34. And a refrigerant discharge pipe 32 for discharging the air.

【0201】さらに、冷媒排出管32には、冷媒容器3
7内を真空置換するための排気系35が装備されてい
る。
Furthermore, the refrigerant discharge pipe 32 has a refrigerant container 3
An exhaust system 35 for replacing the inside of the chamber 7 with a vacuum is provided.

【0202】次に、上記の如く構成された超電導マグネ
ットの作用について説明する。
Next, the operation of the superconducting magnet configured as described above will be described.

【0203】初期冷却時(予冷)には、冷媒容器37に
液体窒素を供給し、冷媒容器37内の液体窒素の蒸発潜
熱で超電導コイル1を冷却する。
At the time of initial cooling (pre-cooling), liquid nitrogen is supplied to the refrigerant container 37, and the superconducting coil 1 is cooled by the latent heat of evaporation of the liquid nitrogen in the refrigerant container 37.

【0204】蒸発潜熱による冷却能力は、冷凍機の高温
側ステージ4bの冷却能力数10Wに比して数kWにも
なるので、冷凍機4単独で予冷するのに比して、80K
までの予冷時間を大幅に短縮できる。
The cooling capacity by the latent heat of evaporation is several kW compared to the cooling capacity of the high-temperature side stage 4b of the refrigerator of several tens of watts.
Pre-cooling time can be greatly reduced.

【0205】さらに、冷媒容器37を排気系35で真空
排気し、次に液体ヘリウムを冷媒容器37内に供給する
ことにより、超電導コイル1を4.2Kまで冷却でき
る。
Further, the superconducting coil 1 can be cooled down to 4.2K by evacuating the refrigerant container 37 by the exhaust system 35 and then supplying liquid helium into the refrigerant container 37.

【0206】予冷終了後は、冷媒容器37、冷媒供給管
31および冷媒排出管32内を真空排気することによっ
て、外部から超電導コイル1への侵入熱を低減できる。
After the completion of the precooling, the inside of the superconducting coil 1 can be reduced by evacuating the refrigerant container 37, the refrigerant supply pipe 31, and the refrigerant discharge pipe 32 from the outside.

【0207】このように上記第8の実施の形態によれ
ば、超電導コイル1に熱的に接続された冷媒容器37
に、外部の冷媒供給系33から例えば液体窒素や液体ヘ
リウム等の冷媒を供給して超電導コイル1を予冷できる
ので、冷凍機単独で予冷するのに比して、大幅に予冷時
間を短縮できる。これにより冷凍機4の冷却能力に依存
せず、2日程度の短時間で超電導コイル1を所定の温度
まで速やかに冷却できる。
As described above, according to the eighth embodiment, refrigerant container 37 thermally connected to superconducting coil 1 can be used.
Since the superconducting coil 1 can be pre-cooled by supplying a coolant such as liquid nitrogen or liquid helium from the external coolant supply system 33, the pre-cooling time can be greatly reduced as compared with pre-cooling by the refrigerator alone. Thereby, the superconducting coil 1 can be quickly cooled to a predetermined temperature in a short time of about two days without depending on the cooling capacity of the refrigerator 4.

【0208】なお、冷媒容器37を液体ヘリウム用と液
体窒素用別々に装備してもよい。この場合には、冷媒を
真空置換する必要がなく、かつ冷媒の固化(例えば、液
体窒素と液体ヘリウムとを使用する場合は、液体窒素が
固化する)による冷媒供給系の閉塞を防止し、作業が簡
素化されて予冷時間が短縮する。
[0208] The refrigerant container 37 may be separately provided for liquid helium and liquid nitrogen. In this case, it is not necessary to perform vacuum replacement of the refrigerant, and it is possible to prevent the refrigerant supply system from being blocked due to solidification of the refrigerant (for example, when liquid nitrogen and liquid helium are used, the liquid nitrogen is solidified). Is simplified and the pre-cooling time is shortened.

【0209】又、冷媒容器37と超電導コイル1とはサ
ーマルアンカを介して熱的に接続してもよい。
The refrigerant container 37 and the superconducting coil 1 may be thermally connected via a thermal anchor.

【0210】なお、上記各実施の形態において、上記図
7乃至図10、及び図12に示す超電導マグネットの予
冷用熱接触機構における接触子14及び接触板17は、
それぞれ上記図3に示すように、これら接触子14又は
接触板17の少なくともいずれか一方の接触面に凹凸1
7aを形成してもよく、又、これら接触板17又は接触
子14の各接触面の少なくともいずれか一方に易融合金
14aを固着してもよい。
In each of the above embodiments, the contact 14 and the contact plate 17 in the superconducting magnet pre-cooling thermal contact mechanism shown in FIGS. 7 to 10 and FIG.
As shown in FIG. 3 above, at least one of the contact surfaces of the contactor 14 and the contact plate 17 has unevenness 1
7a may be formed, or the easy fusion metal 14a may be fixed to at least one of the contact surfaces of the contact plate 17 and the contactor 14.

【0211】以下、上記第1乃至第8の実施の形態の超
電導マグネットに適用される構造について説明する。
The structure applied to the superconducting magnets of the first to eighth embodiments will be described below.

【0212】先ず、本発明の第9の実施の形態について
説明する。
First, a ninth embodiment of the present invention will be described.

【0213】図15は超電導マグネットの断面図であ
る。
FIG. 15 is a sectional view of a superconducting magnet.

【0214】この超電導マグネットは、上記第1乃至第
8の実施の形態の超電導マグネットに適用されるもので
ある。この超電導コイル1は、密閉容器40内にその周
囲をヘリウムガス41で覆われて保持されている。この
超電導コイル1は、密閉容器40上部の斜線部に示す冷
却部42が冷凍機により冷却されたヘリウムガス41に
よって冷却される。
This superconducting magnet is applied to the superconducting magnets of the first to eighth embodiments. The superconducting coil 1 is held in a closed vessel 40 with its periphery covered with helium gas 41. The superconducting coil 1 is cooled by a helium gas 41 in which a cooling unit 42 indicated by a hatched portion in the upper part of the closed vessel 40 is cooled by a refrigerator.

【0215】超電導コイル1と密閉容器40との間に
は、十分な隙間が開けられた状態で固定されており、密
閉容器40の上部の冷却部42で冷却されたヘリウムガ
ス41が、超電導コイル1の内側の隙間43aを下って
超電導コイル1の下方の隙間43b、同外側の隙間43
c、上側の隙間43dを通り、再び冷却部42へ戻ると
いう対流が起こり易くなっている。
The superconducting coil 1 and the closed vessel 40 are fixed with a sufficient gap therebetween, and the helium gas 41 cooled by the cooling section 42 at the upper part of the closed vessel 40 is supplied with the superconducting coil. 1, a gap 43b below the superconducting coil 1 below the gap 43a inside the
c, convection that passes through the upper gap 43d and returns to the cooling section 42 again is likely to occur.

【0216】このヘリウムガス41の流れにより超電導
コイル1とヘリウムガス41との熱伝導率が大きくな
り、冷却性能が向上する。
The flow of the helium gas 41 increases the thermal conductivity between the superconducting coil 1 and the helium gas 41, thereby improving the cooling performance.

【0217】このように上記第9の実施の形態によれ
ば、超電導コイル1を密封容器40内に隙間43a〜4
3dを設けて保持し、これら超電導コイル1と密封容器
40内との隙間43a〜43dにヘリウムガス41を対
流させるので、超電導コイル1のコイル巻線間での熱伝
導が小さくコイルの一部を冷却しても全体が冷えにくい
構造の超電導コイル1でも良く冷却できる。すなわち、
非含浸コイルのようなコイル巻線間での熱伝導が小さく
コイルの一部を冷却しても全体が冷えにくい構造の超電
導コイルでもよく冷える。
As described above, according to the ninth embodiment, the superconducting coil 1 is provided inside the sealed container 40 with the gaps 43a to 43a.
3d is provided and held, and helium gas 41 is convected in the gaps 43a to 43d between the superconducting coil 1 and the inside of the sealed container 40, so that the heat conduction between the coil windings of the superconducting coil 1 is small and a part of the coil is removed. The superconducting coil 1 having a structure in which the whole is hardly cooled even when cooled can be cooled well. That is,
A superconducting coil, such as a non-impregnated coil, which has a small heat conduction between coil windings and has a structure in which the whole is hardly cooled even when a part of the coil is cooled, can be cooled well.

【0218】特に初期冷却のときにはその効果が大き
く、短時間で冷却することができる。コイルを縦に分割
することにより、ヘリウムガス41と超電導コイル1と
の接触面積が増加し、その効果はさらに大きくなる。
The effect is particularly large at the time of initial cooling, and cooling can be performed in a short time. By dividing the coil vertically, the contact area between the helium gas 41 and the superconducting coil 1 increases, and the effect is further enhanced.

【0219】さらにヘリウムガス41は、4K程度では
比熱が大きいので、次に説明する第9の実施の形態での
蓄熱材と同様な効果がある。
Further, since the specific heat of the helium gas 41 is large at about 4K, it has the same effect as the heat storage material of the ninth embodiment described below.

【0220】冷却時間のうち、ほとんどが室温から10
0K付近まで冷却する時間であるので、この温度範囲で
熱容量が桁違いに小さく、しかも4K付近では逆に桁違
いに大きな比熱を有するヘリウムガス41は、初期冷却
時には冷却の負担とならず熱伝導率を向上させる効果を
発揮でき、しかも低温では蓄冷材としての効果を示す。
Most of the cooling time is from room temperature to 10
Since the cooling time is about 0K, the helium gas 41, whose heat capacity is extremely small in this temperature range, and has an extremely large specific heat in the vicinity of 4K, does not burden the cooling during the initial cooling and does not conduct heat. The effect of improving the rate can be exhibited, and at low temperatures, the effect as a cold storage material is exhibited.

【0221】次に、本発明の第10の実施の形態につい
て説明する。
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described.

【0222】図16は超電導マグネットの切断片形状の
主要拡大図である。
FIG. 16 is a main enlarged view of the cut piece shape of the superconducting magnet.

【0223】この超電導コイル1は、超電導線44をコ
イル状に巻く工程の途中でシート状の蓄冷材45をその
層間に巻いたものである。
The superconducting coil 1 is obtained by winding a sheet-like cold storage material 45 between the layers during the step of winding the superconducting wire 44 in a coil shape.

【0224】この蓄冷材45は、例えばEr3Ni(エ
ルビニウムニッケル)の材質で形成されている。この層
間に巻くものは、テープ状のものでもよいし、層間では
なく超電導線材に巻いてもよい。この蓄冷材45は、E
r3Ni以外にも、例えばErNi2、Er0.4Dy
0.6Ni2、ErNi、Er0.2Dy0.8Ni
2、DyNi2、Pb、Gd0.5Er0.5Rh等が
効果である。
The regenerative material 45 is formed of, for example, Er3Ni (erbium nickel). The material wound between the layers may be a tape-like material, or may be wound not on the layers but on a superconducting wire. This cold storage material 45 is E
In addition to r3Ni, for example, ErNi2, Er0.4Dy
0.6Ni2, ErNi, Er0.2Dy0.8Ni
2, DyNi2, Pb, Gd0.5Er0.5Rh, etc. are effective.

【0225】一方、図17は超電導マグネットの切断片
形状の主要拡大図であって、紐状の蓄冷材46を超電導
線間の隙間に巻き込んだ例を示している。
On the other hand, FIG. 17 is a main enlarged view of a cut piece shape of a superconducting magnet, and shows an example in which a string-like cold storage material 46 is wound into a gap between superconducting wires.

【0226】この蓄冷材46も上記同様に例えばEr3
NiやErNi2、Er0.4Dy0.6Ni2、Er
Ni、Er0.2Dy0.8Ni2、DyNi2、P
b、Gd0.5Er0.5Rh等が効果である。
This cold storage material 46 is also made of, for example, Er3
Ni, ErNi2, Er0.4Dy0.6Ni2, Er
Ni, Er0.2Dy0.8Ni2, DyNi2, P
b, Gd0.5Er0.5Rh and the like are effective.

【0227】このような構成であれば、超電導コイル1
への通電電流を増加又は減少させるときにACロスが生
じ、超電導コイル1が発熱し、なおかつ、ある速度以上
に速い速度でこの通電電流を増減させても、超電導コイ
ル1の超電導状態が壊れることはなくなる。
With such a configuration, superconducting coil 1
The superconducting coil 1 generates heat when increasing or decreasing the conduction current to the superconducting coil 1, and the superconducting state of the superconducting coil 1 is broken even if the conduction current is increased or decreased at a speed higher than a certain speed. Is gone.

【0228】超電導コイル1の通電電流を速い速度で増
減できるということは、超電導コイル1の使用範囲が広
がり運転費用も安価になる。
The fact that the current supplied to the superconducting coil 1 can be increased or decreased at a high speed allows the superconducting coil 1 to be used in a wider range of use and lower operating costs.

【0229】このように上記第10の実施の形態によれ
ば、超電導コイル1の超電導線間の隙間に蓄冷材45又
は46を巻き込んだので、超電導コイル1の通電電流を
速い速度で増減でき、超電導コイル1の超電導状態の壊
れる状態を減少でき、信頼性を向上できる。
As described above, according to the tenth embodiment, since the cold storage material 45 or 46 is wound in the gap between the superconducting wires of the superconducting coil 1, the current flowing through the superconducting coil 1 can be increased or decreased at a high speed. The state in which the superconducting coil 1 is broken in the superconducting state can be reduced, and the reliability can be improved.

【0230】すなわち、従来の方法で作製した超電導コ
イル1の一例では10A/sが限度だったのに対し、本
発明の超電導コイル1ではその3倍程度速く通電電流を
増減することができる。同じ通電電流の増減速度で使用
すれば、超電導コイル1の超電導状態が壊れる状態がほ
ぼ皆無と言えるまで減少でき、超電導マグネットとして
の信頼性を大幅に向上できる。
That is, in the example of the superconducting coil 1 manufactured by the conventional method, the limit is 10 A / s, but in the superconducting coil 1 of the present invention, the flowing current can be increased or decreased about three times faster. When used at the same increasing and decreasing rate of the current, the superconducting state of the superconducting coil 1 can be reduced until it can be said that there is almost no breakage state, and the reliability as a superconducting magnet can be greatly improved.

【0231】次に、本発明の第11の実施の形態につい
て説明する。
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described.

【0232】図18は超電導マグネットの主要部拡大図
である。
FIG. 18 is an enlarged view of a main part of the superconducting magnet.

【0233】この超電導マグネットは、超電導コイル1
に、蓄冷材パック47を巻いたもので、上記第9の実施
の形態の効果と同等の効果を奏することができ、かつそ
の施工が容易である。
This superconducting magnet is composed of a superconducting coil 1
In addition, since the cool storage material pack 47 is wound, the same effects as those of the ninth embodiment can be obtained, and the construction is easy.

【0234】次に、本発明の第12の実施の形態につい
て説明する。
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described.

【0235】図19は超電導マグネットの主要部拡大図
である。
FIG. 19 is an enlarged view of a main part of the superconducting magnet.

【0236】この超電導マグネットは、超電導コイル1
の表面に短冊状の蓄冷材48を付設したもので、上記第
10の実施の形態と同等に超電導コイル1の通電電流を
速い速度で増減でき、超電導コイル1の超電導状態の壊
れる状態を減少でき、信頼性を向上でき、かつその施工
が容易である。
This superconducting magnet is composed of a superconducting coil 1
Of the superconducting coil 1 can be increased / decreased at a high speed as in the tenth embodiment, and the state of the superconducting coil 1 in which the superconducting state is broken can be reduced. , Reliability can be improved, and its construction is easy.

【0237】なお、この超電導マグネットは、上記図1
8に示す超電導マグネットと同様に超電導マグネット1
の外側に蓄冷材48を付設した例を示したが、これに限
らず内側に貼り付けるようにすることも可能である。
This superconducting magnet is similar to that shown in FIG.
Superconducting magnet 1 as well as the superconducting magnet shown in FIG.
Although the example in which the cold storage material 48 is attached to the outside is shown, it is not limited to this, and it is also possible to attach the inside to the inside.

【0238】又、上記図18に示す蓄冷材パック47は
超電導線材と同じ方向に貼り付けているので、蓄冷材パ
ック47間に隙間がある場合には、隙間にある線材に対
する本発明の効果は低いが、本発明の超電導マグネット
のように短冊状の蓄冷材48であれば、超電導線材にほ
ぼ垂直方向に貼り付けることができ、蓄冷材間に隙間が
あってもその効果は大きい。
Since the cold storage material pack 47 shown in FIG. 18 is adhered in the same direction as the superconducting wire, if there is a gap between the cold storage material packs 47, the effect of the present invention on the wire in the gap is Although it is low, if it is a strip-shaped cold storage material 48 like the superconducting magnet of the present invention, it can be stuck to the superconducting wire in a substantially vertical direction, and even if there is a gap between the cold storage materials, the effect is large.

【0239】次に、本発明の第13の実施の形態につい
て説明する。
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described.

【0240】図20は超電導マグネットの主要部拡大図
である。
FIG. 20 is an enlarged view of a main part of the superconducting magnet.

【0241】この超電導マグネットは、定常冷却用の冷
凍機4とは別に、この冷凍機4よりも容量の大きな冷凍
機49を着脱自在に付設したものである。
This superconducting magnet is provided with a refrigerating machine 49 having a larger capacity than the refrigerating machine 4 detachably, separately from the refrigerating machine 4 for steady cooling.

【0242】この大容量の冷凍機49は、初期冷却時の
み、設置し稼働させ、40〜50K程度まで冷却したと
ころで取り外し、又は熱的に切断できるようになってい
る。この例では、冷凍機49の高温側ステージ50に直
接銅製の熱伝導板51を取り付け、超電導コイル1に取
り付けた熱伝導板52と接触する構造になっている。
The large-capacity refrigerator 49 can be installed and operated only at the time of initial cooling, and can be removed or thermally cut when cooled to about 40 to 50K. In this example, a heat conducting plate 51 made of copper is directly attached to the high-temperature side stage 50 of the refrigerator 49 and comes into contact with the heat conducting plate 52 attached to the superconducting coil 1.

【0243】このように第13の実施の形態によれば、
定常冷却用の冷凍機4よりも容量の大きい冷凍機49を
超電導コイル1に対して熱的に着脱自在に設け、初期冷
却時に容量の大きい冷凍機49を超電導コイル1に熱的
に接続し、所定の温度まで冷却したところで容量の大き
い冷凍機49を熱的に切断するので、設置場所が狭いと
ころでの使用や使用目的の度合いにより連続で冷却した
まま維持する場合には、容量の小さい冷凍機4が1台あ
ればよく、占有面積を狭くし、取り扱いも容易にでき、
さらに維持費も安価になる等の利点がある。
As described above, according to the thirteenth embodiment,
A refrigerator 49 having a larger capacity than the refrigerator 4 for steady-state cooling is thermally detachably provided to the superconducting coil 1, and the refrigerator 49 having a large capacity is thermally connected to the superconducting coil 1 during initial cooling. Since the large-capacity refrigerator 49 is thermally cut off when cooled to a predetermined temperature, the small-capacity refrigerator is required to be continuously cooled depending on the use in a narrow installation place or the degree of the purpose of use. 4 only needs to be one unit, the occupied area is reduced, and handling is easy.
Further, there are advantages such as lower maintenance costs.

【0244】又、頻繁に冷却、昇温を繰り返す使い方
や、初期冷却の時間を短縮したい場合には、予冷用大容
量の冷凍機49を稼働させることで、より速く冷却する
ことができる。
When the cooling and heating are frequently repeated or the initial cooling time is required to be shortened, the cooling can be performed more quickly by operating the large-capacity refrigerator 49 for precooling.

【0245】次に、本発明の第14の実施の形態につい
て説明する。
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described.

【0246】図21は超電導マグネットの切断片形状の
主要拡大図である。
FIG. 21 is a main enlarged view of a cut piece shape of the superconducting magnet.

【0247】この超電導マグネットは、超電導コイル1
の超電導線44をコイル状に巻く工程の途中でアルミニ
ウム製シート53をその層間に巻いたものである。
This superconducting magnet is composed of a superconducting coil 1
The aluminum sheet 53 is wound between the layers during the step of winding the superconducting wire 44 in a coil shape.

【0248】アルミニウムは、熱伝導率が大きいので、
冷凍機への伝熱量を多くすることができ、超電導コイル
1の外乱による熱の除去や冷却速度性能を向上でき、上
記図10に示す超電導マグネットに適用すればその効果
を倍増することができる。
Aluminum has a high thermal conductivity.
The amount of heat transfer to the refrigerator can be increased, the heat removal due to disturbance of the superconducting coil 1 and the cooling speed performance can be improved, and the effect can be doubled if applied to the superconducting magnet shown in FIG.

【0249】なお、アルミニウム製シート53に限ら
ず、インジウムや鉛、低温半田として使用されるインジ
ウム・鉛合金も効果的である。
In addition to the aluminum sheet 53, indium, lead, and an indium-lead alloy used as low-temperature solder are also effective.

【0250】このように上記第14の実施の形態によれ
ば、超電導コイル1の超電導線間に、熱伝導率の大きい
アルミニウム製シート53を巻き込んだので、冷凍機へ
の伝熱量を多くでき、超電導コイル1の外乱による熱の
除去や冷却速度性能を向上できる。
As described above, according to the fourteenth embodiment, since the aluminum sheet 53 having a high thermal conductivity is wound between the superconducting wires of the superconducting coil 1, the amount of heat transfer to the refrigerator can be increased. Heat removal due to disturbance of the superconducting coil 1 and cooling speed performance can be improved.

【0251】次に、本発明の第15の実施の形態につい
て説明する。
Next, a fifteenth embodiment of the present invention will be described.

【0252】図22は超電導マグネットにおける超電導
コイルの斜視図である。
FIG. 22 is a perspective view of a superconducting coil in the superconducting magnet.

【0253】超電導コイル1の巻枠54には、複数の穴
55が開けられている。これら穴55は、一般に超電導
コイル軸方向に長い長穴やスリットの方が冷却効果が高
い。この例では、巻枠54を出来るだけ薄く形成したの
で、各穴55の径56を巻枠54の厚さ57よりも十分
大きくすることができ、冷却効果の高い穴55にするこ
とができる。
The winding frame 54 of the superconducting coil 1 is provided with a plurality of holes 55. Generally, a long hole or a slit which is long in the axial direction of the superconducting coil has a higher cooling effect. In this example, since the winding frame 54 is formed as thin as possible, the diameter 56 of each hole 55 can be made sufficiently larger than the thickness 57 of the winding frame 54, and the hole 55 having a high cooling effect can be obtained.

【0254】穴55の径56又はスリットの長さが巻枠
54の厚さよりも小さいと巻枠54の表面を流れるヘリ
ウムガスの流れが十分に超電導コイル表面に当たらず、
穴55の効果が十分に生きない。
If the diameter 56 of the hole 55 or the length of the slit is smaller than the thickness of the winding frame 54, the flow of the helium gas flowing on the surface of the winding frame 54 will not sufficiently hit the superconducting coil surface,
The effect of the hole 55 does not live sufficiently.

【0255】一方、この超電導コイル1の巻枠54に
は、整流リブ58が螺旋状に設けられている。
On the other hand, a rectifying rib 58 is spirally provided on the winding frame 54 of the superconducting coil 1.

【0256】この整流リブ58は、本来、冷媒の整流を
得ることを目的としているが、この整流リブ58を付け
ることにより各整流リブ58間の流量にアンバランスが
生じた場合に、流量の多い部分は乱流となり、流れの抵
抗が増し、アンバランスが解消されるように作用する。
又、乱流は、熱伝導率が大きいので、超電導コイル1全
体の冷却が損なわれることがない。
The rectifying ribs 58 are originally intended to obtain the rectification of the refrigerant. However, if the rectifying ribs 58 cause imbalance in the flow rate between the rectifying ribs 58, the flow rate is increased. The portion becomes turbulent, and acts to increase the flow resistance and eliminate the imbalance.
Further, since the turbulent flow has a large thermal conductivity, cooling of the entire superconducting coil 1 is not impaired.

【0257】なお、図22では整流リブ58は十分な角
度が得られていないようになっているが、一つの整流リ
ブ58が巻枠54を最低一周以上するような角度で付設
することにより、たとえ前述の整流リブ58間の流量に
アンバランスが生じたままであっても、その間のヘリウ
ムガスによる冷却だけで、超電導コイル1全長に亙って
冷却できる。
In FIG. 22, the rectifying rib 58 does not have a sufficient angle. However, by providing one rectifying rib 58 at an angle such that the winding frame 54 makes at least one round, Even if the flow rate between the rectifying ribs 58 remains unbalanced, cooling over the entire length of the superconducting coil 1 can be achieved only by cooling with helium gas during that time.

【0258】超電導コイル1は、円周方向にはその巻線
の熱伝導で十分に冷却されるが、軸方向は非常に熱伝導
の悪い構造となっているので、超電導コイル1全長に亙
ってヘリウムガスが流れると冷却の効果は大きくなる。
The superconducting coil 1 is sufficiently cooled in the circumferential direction by the heat conduction of its windings, but has a structure with very poor heat conduction in the axial direction. When the helium gas flows, the cooling effect increases.

【0259】さらに、巻枠54とコイル容器との隙間
が、巻枠54の板厚よりも大きくしてある。これはヘリ
ウムガスの流量が十分に取れるようにするためである。
Further, the gap between the winding frame 54 and the coil container is made larger than the plate thickness of the winding frame 54. This is to ensure a sufficient flow rate of the helium gas.

【0260】この状態で、巻枠54とコイル容器との隙
間や整流リブ58間に、乱流促進機構を設けると、巻枠
54や超電導コイル1とヘリウムガスとの熱伝達がよく
なり、超電導コイル1の冷却がよくなり、信頼性が向上
する。
In this state, if a turbulence promoting mechanism is provided in the gap between the winding frame 54 and the coil container and between the rectifying ribs 58, heat transfer between the winding frame 54 and the superconducting coil 1 and the helium gas is improved, and The cooling of the coil 1 is improved, and the reliability is improved.

【0261】このように上記第15の実施の形態によれ
ば、超電導コイル1の巻枠54に、複数の穴55又は整
流リブ58のうちいずれか一方又は両方を形成したの
で、冷却効果を高くでき、冷媒の流量にアンバランスが
生じても、流量の多い部分は乱流となり、流れの抵抗が
増し、アンバランスが解消できる。
As described above, according to the fifteenth embodiment, since one or both of the plurality of holes 55 and the rectifying ribs 58 are formed in the winding frame 54 of the superconducting coil 1, the cooling effect is enhanced. Even if the flow rate of the refrigerant becomes unbalanced, a portion having a large flow rate becomes turbulent, the flow resistance increases, and the imbalance can be eliminated.

【0262】[0262]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、冷
凍機直接冷却型超電導マグネットにおいて、冷凍機の冷
却能力を増大させたり、台数を増やさなくても予冷時間
を大幅に短縮でき、かつ定常運転状態での侵入熱を抑制
できる高性能で取扱性に優れた超電導マグネットを提供
することができる。
As described above, according to the present invention, the pre-cooling time can be greatly reduced without increasing the cooling capacity of the refrigerator or increasing the number of refrigerators in the refrigerator directly cooled superconducting magnet. It is possible to provide a superconducting magnet having high performance and excellent handleability capable of suppressing invasion heat in a steady operation state.

【0263】又、本発明によれば、大幅に予冷時間を短
縮できる超電導マグネットの予冷方法を提供することが
できる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for pre-cooling a superconducting magnet which can greatly reduce the pre-cooling time.

【0264】又、本発明によれば、熱伝導性能を向上さ
せて初期冷却に要する時間をさらに短縮できる超電導マ
グネットを提供することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a superconducting magnet which can improve the heat conduction performance and further reduce the time required for the initial cooling.

【0265】又、本発明によれば、熱伝導性能を向上さ
せたり熱容量の大きな蓄冷材を付設することにより大き
な熱侵入や急激な発熱でも超電導状態が壊れない超電導
マグネットを提供することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a superconducting magnet in which the superconducting state is not destroyed by a large heat intrusion or a sudden heat generation by improving the heat conduction performance or attaching a regenerator material having a large heat capacity.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる超電導マグ
ネットの縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a superconducting magnet according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態における予冷用熱接
触機構の一例を示す縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an example of a pre-cooling thermal contact mechanism according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態における予冷用熱接
触機構の接触部の一例を示す縦断面図。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a contact portion of the pre-cooling thermal contact mechanism according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係わる超電導マグ
ネットの予冷用熱接触機構の縦断面図。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism of a superconducting magnet according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態における接触子及び
接触板の変形例を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a modification of the contactor and the contact plate according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態における接触子及び
接触板の他の変形例を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing another modification of the contact and the contact plate according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施の形態に係わる超電導マグ
ネットの予冷用熱接触機構の縦断面図。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism of a superconducting magnet according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態における駆動部に圧
電素子を用いた場合の予冷用熱接触機構の縦断面図。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism when a piezoelectric element is used for a drive unit according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施の形態に係わる超電導マグ
ネットの予冷用熱接触機構の縦断面図。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism of a superconducting magnet according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施の形態に係わる超電導マ
グネットの予冷用熱接触機構の変形例を示す縦断面図。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a modification of the pre-cooling thermal contact mechanism of the superconducting magnet according to the fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施の形態に係わる超電導マ
グネットの予冷用熱接触機構の縦断面図。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism of a superconducting magnet according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6の実施の形態に係わる超電導マ
グネットの予冷用熱接触機構の縦断面図。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a pre-cooling thermal contact mechanism of a superconducting magnet according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第7の実施の形態に係わる超電導マ
グネットの縦断面図。
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a superconducting magnet according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第8の実施の形態に係わる超電導マ
グネットの縦断面図。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a superconducting magnet according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第9の実施の形態に係わる超電導マ
グネットの縦断面図。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a superconducting magnet according to a ninth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第10の実施の形態に係わる超電導
マグネットの切断片形状の主要拡大図。
FIG. 16 is a main enlarged view of a cut piece shape of a superconducting magnet according to a tenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第10の実施の形態に係わる超電導
マグネットの他の例を示す図。
FIG. 17 is a view showing another example of the superconducting magnet according to the tenth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第11の実施の形態に係わる超電導
マグネットの主要拡大図。
FIG. 18 is a main enlarged view of a superconducting magnet according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第12の実施の形態に係わる超電導
マグネットの主要拡大図。
FIG. 19 is a main enlarged view of a superconducting magnet according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第13の実施の形態に係わる超電導
マグネットの主要斜視図。
FIG. 20 is a main perspective view of a superconducting magnet according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第14の実施の形態に係わる超電導
マグネットの切断片形状の主要拡大図。
FIG. 21 is a main enlarged view of a cut piece shape of a superconducting magnet according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第15の実施の形態に係わる超電導
マグネットにおける超電導コイルの斜視図。
FIG. 22 is a perspective view of a superconducting coil in a superconducting magnet according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図23】従来の冷凍機直接冷却型の超電導マグネット
の縦断面図。
FIG. 23 is a longitudinal sectional view of a conventional refrigerator supercooling magnet of direct cooling type.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:超電導コイル 2:輻射シールド 3:真空容器 4:冷凍機 4a:低温側ステージ 4b:高温側ステージ 5:熱伝導部材 6a,6b,36:断熱支持材 7:予冷用熱接触機構 8:架台 9:駆動部 9a:軸 10:ベローズ 11:押圧棒 12:断熱筒 13:弾性体 14:接触子 14a:インジューム 15:サーマルアンカ 16:板ばね 17:接触板 17a:凹凸 18:モータ 19:変換部 20:圧電素子 21:固定具 22:取付金具 23:伸縮容器 24:ヘリウムガス 25:ヘリウムガス供給管 26:可動板 27:ピン 28:アダプター 29:固定板 30:伸縮冷媒容器 31:冷媒供給管 32:冷媒排出管 33:冷媒供給系 34:冷媒排出系 35:排気系 37:冷媒容器 40:密閉容器 41:ヘリウムガス 42:冷却部 43a〜43d:隙間 45,46,48:蓄冷材 47:蓄冷材パック 49:冷凍機 50:高温側ステージ 51,52:熱伝導板 54:巻枠 55:穴 58:整流リブ 60:可動板 61:フィンガーコンタクト 62:接触板 62a:穴 62b:底面 70:接触子 71:接触板 71a:テーパー穴 72:接触子 73:接触板 73a:穴 74:弾性体 1: Superconducting coil 2: Radiation shield 3: Vacuum container 4: Refrigerator 4a: Low-temperature side stage 4b: High-temperature side stage 5: Heat conducting member 6a, 6b, 36: Heat insulating support material 7: Pre-cooling thermal contact mechanism 8: Stand 9: drive unit 9a: shaft 10: bellows 11: pressing rod 12: heat insulating cylinder 13: elastic body 14: contact 14a: indium 15: thermal anchor 16: leaf spring 17: contact plate 17a: unevenness 18: motor 19: Converter 20: Piezoelectric element 21: Fixture 22: Mounting bracket 23: Telescopic container 24: Helium gas 25: Helium gas supply pipe 26: Movable plate 27: Pin 28: Adapter 29: Fixed plate 30: Telescopic refrigerant container 31: Refrigerant Supply pipe 32: Refrigerant discharge pipe 33: Refrigerant supply system 34: Refrigerant discharge system 35: Exhaust system 37: Refrigerant container 40: Closed container 41: Helium gas 42: Cold Cooling parts 43a to 43d: gaps 45, 46, 48: cold storage material 47: cold storage material pack 49: refrigerator 50: high-temperature side stage 51, 52: heat conductive plate 54: reel 55: hole 58: rectifying rib 60: movable Plate 61: finger contact 62: contact plate 62a: hole 62b: bottom surface 70: contact 71: contact plate 71a: tapered hole 72: contact 73: contact plate 73a: hole 74: elastic body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 京藤 誠 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 4M114 AA02 AA17 AA20 AA22 AA31 AA40 CC03 CC12 CC13 CC16 CC18 DA02 DA07 DA09 DA10 DA12 DA51 DA54 DA55 DB62 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Kyoto 2-4-4 Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in the Toshiba Keihin Works (reference) 4M114 AA02 AA17 AA20 AA22 AA31 AA40 CC03 CC12 CC13 CC16 CC18 DA02 DA07 DA09 DA10 DA12 DA51 DA54 DA55 DB62

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超電導コイルと、この超電導コイルを包
囲する輻射シールドと、この輻射シールドを包囲する真
空容器と、この真空容器に取着され前記超電導コイル及
び前記輻射シールドを冷却する冷凍機とを備えた超電導
マグネットにおいて、 前記超電導コイルの初期冷却時に前記輻射シールドと超
電導コイルとを熱的に接触させる予冷用熱接触機構を具
備したことを特徴とする超電導マグネット。
1. A superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, and a refrigerator attached to the vacuum vessel and cooling the superconducting coil and the radiation shield. A superconducting magnet, comprising: a pre-cooling thermal contact mechanism for thermally contacting the radiation shield and the superconducting coil during initial cooling of the superconducting coil.
【請求項2】 前記予冷用熱接触機構は、前記真空容器
に取着された駆動部と、この駆動部の軸に結合し、前記
真空容器に対しベローズを介して取着された伸圧棒と、
この伸圧棒に連結されその他端に前記超電導コイルに固
定された接触板に対して押圧する接触子が取着され、前
記押圧棒からの荷重を前記超電導コイルに伝達するため
の断熱駆動体と、一端が前記輻射シールドに取着され、
他端が前記接触子に固着されたサーマルアンカーとによ
り構成されたことを特徴とする請求項1記載の超電導マ
グネット。
2. The pre-cooling thermal contact mechanism includes a drive unit attached to the vacuum container, and an expansion rod coupled to a shaft of the drive unit and attached to the vacuum container via a bellows. When,
A contact for pressing against a contact plate fixed to the superconducting coil is attached to the other end connected to the drawing rod, and an adiabatic driver for transmitting a load from the pressing rod to the superconducting coil. One end is attached to the radiation shield,
The superconducting magnet according to claim 1, wherein the other end is constituted by a thermal anchor fixed to the contact.
【請求項3】 一端が前記接触子に係合し、他端が前記
輻射シールドに取着された弾性体を装着したことを特徴
とする請求項2記載の超電導マグネット。
3. The superconducting magnet according to claim 2, wherein one end is engaged with the contact, and the other end is fitted with an elastic body attached to the radiation shield.
【請求項4】 前記弾性体は、板バネであることを特徴
とする請求項3記載の超電導マグネット。
4. The superconducting magnet according to claim 3, wherein said elastic body is a leaf spring.
【請求項5】 前記押圧棒と前記断熱駆動体との間に弾
性体を狭着したことを特徴とする請求項2記載の超電導
マグネット。
5. The superconducting magnet according to claim 2, wherein an elastic body is narrowly fitted between the pressing rod and the heat insulating driving body.
【請求項6】 前記予冷用熱接触機構は、前記真空容器
に取着された駆動部と、この駆動部の軸に連結されかつ
前記真空容器に対してベローズを介して進退自在に運動
するように設けられた可動板と、一端が前記可動板に連
結されかつ他端に前記超電導コイルに固定された接触板
に対して押圧する接触子が取着され、前記駆動部から前
記可動板を介して加わる荷重を前記超電導コイルに伝達
するための断熱駆動体と、一端が前記輻射シ−ルドに取
着されかつ他端が前記接触子に固着されたサ−マルアン
カ−とで構成されたこと特徴とする請求項1記載の超電
導マグネット。
6. The pre-cooling thermal contact mechanism includes a drive unit attached to the vacuum vessel, and is connected to a shaft of the drive unit and moves with respect to the vacuum vessel via a bellows so as to be movable forward and backward. And a contact that has one end connected to the movable plate and the other end pressed against a contact plate fixed to the superconducting coil is attached to the movable plate. And a thermal anchor having one end attached to the radiation shield and the other end fixed to the contact. The superconducting magnet according to claim 1, wherein
【請求項7】 前記駆動部の軸と前記可動板の間、又は
前記可動板と前記断熱駆動体の間の少なくともいずれか
一方に弾性体を挟着したことを特徴とする請求項6記載
の超電導マグネット。
7. The superconducting magnet according to claim 6, wherein an elastic body is sandwiched between at least one of the axis of the driving section and the movable plate, or between the movable plate and the adiabatic driving body. .
【請求項8】 前記予冷用熱接触機構は、前記輻射シー
ルドに取着された駆動部と、この駆動部に結合し、前記
超電導コイルに固定された接触板に押圧される接触子
と、一端が接触子に取着され、他端が前記輻射シールド
に固定されたサーマルアンカーとにより構成されたこと
を特徴とする請求項1記載の超電導マグネット。
8. The pre-cooling thermal contact mechanism includes: a drive unit attached to the radiation shield; a contact coupled to the drive unit and pressed by a contact plate fixed to the superconducting coil; 2. A superconducting magnet according to claim 1, wherein said superconducting magnet is constituted by a thermal anchor fixed to said radiation shield at the other end.
【請求項9】 前記駆動部は、モータと、このモータの
回転を直線運動に変換する変換部とで構成されたことを
特徴とする請求項2、6又は8のうちいずれか1項記載
の超電導マグネット。
9. The apparatus according to claim 2, wherein the drive unit includes a motor and a conversion unit that converts the rotation of the motor into a linear motion. Superconducting magnet.
【請求項10】 前記駆動部は、圧電素子からなること
を特徴とする請求項8記載の超電導マグネット。
10. The superconducting magnet according to claim 8, wherein the driving section is made of a piezoelectric element.
【請求項11】 前記予冷用熱接触機構は、一端が前記
輻射シールドに固定され、他端が前記超電導コイルに固
定された接触板に対して押圧される接触子が固着された
伸縮可能な伸縮容器と、この伸縮容器に連通し、外部か
ら前記伸縮容器にヘリウムガスを供給するヘリウムガス
供給管とにより構成されたことを特徴とする請求項1記
載の超電導マグネット。
11. The pre-cooling thermal contact mechanism has one end fixed to the radiation shield and the other end fixed to a contact pressed against a contact plate fixed to the superconducting coil. 2. The superconducting magnet according to claim 1, comprising a container and a helium gas supply pipe communicating with the telescopic container and supplying helium gas to the telescopic container from the outside.
【請求項12】 前記超電導コイルに固定された接触板
とこの接触板に接触する接触子との各接触面のうち少な
くともいずれか一方の接触面に、凹凸が形成されたこと
を特徴とする請求項2乃至11のうちいずれか1項記載
の超電導マグネット。
12. A method according to claim 1, wherein at least one of contact surfaces of a contact plate fixed to said superconducting coil and a contact contacting said contact plate has irregularities. Item 12. The superconducting magnet according to any one of items 2 to 11.
【請求項13】 前記超電導コイルに固定された前記接
触板とこの接触子との各接触面の少なくともいずれか一
方の接触面に、易融合金を固着したことを特徴とする請
求項2乃至請求項11のうちいずれか1項記載の超電導
マグネット。
13. An easy fusion metal is fixed to at least one of contact surfaces between the contact plate fixed to the superconducting coil and the contactor. Item 12. The superconducting magnet according to any one of items 11 to 12.
【請求項14】 前記易融合金は、少なくともインジウ
ム、半田、鉛又は錫のうちいずれかを固着したことを特
徴とする請求項2乃至11のうちいずれか1項記載の超
電導マグネット。
14. The superconducting magnet according to claim 2, wherein the fusible alloy has at least one of indium, solder, lead, and tin fixed thereto.
【請求項15】 前記超電導コイルに固定された前記接
触板にテーパー状の穴を形成し、かつ前記接触子の外周
を前記テーパー穴に嵌合するテーパー状に形成したこと
を特徴とする請求項2乃至請求項11のうちいずれか1
項記載の超電導マグネット。
15. The contact plate fixed to the superconducting coil has a tapered hole formed therein, and an outer periphery of the contact is formed in a tapered shape to be fitted in the tapered hole. Any one of claims 2 to 11
Superconducting magnet according to the item.
【請求項16】 前記超電導コイルに固定された前記接
触板に穴を形成し、かつ前記接触子の外周に前記接触板
の穴に係合するフィンガーコンタクトを装着したことを
特徴とする請求項2乃至請求項11のうちいずれか1項
記載の超電導マグネット。
16. The contact plate fixed to the superconducting coil, wherein a hole is formed, and a finger contact that engages with the hole of the contact plate is mounted on an outer periphery of the contact. The superconducting magnet according to any one of claims 11 to 11.
【請求項17】 前記超電導コイルに固定された前記接
触板に穴を形成し、かつ前記接触子を前記接触板の穴に
嵌合する円筒状に形成するとともにその周上に先端部が
開口するスリットを複数本形成したことを特徴とする請
求項2乃至請求項11のうちいずれか1項記載の超電導
マグネット。
17. A hole is formed in the contact plate fixed to the superconducting coil, and the contact is formed in a cylindrical shape to be fitted in the hole of the contact plate, and a distal end portion is opened on a periphery thereof. The superconducting magnet according to any one of claims 2 to 11, wherein a plurality of slits are formed.
【請求項18】 円筒状に形成された前記接触子の内側
に拡径機能を有する弾性体を装着したことを特徴とする
請求項17記載の超電導マグネット。
18. The superconducting magnet according to claim 17, wherein an elastic body having a diameter increasing function is mounted inside the cylindrical contact.
【請求項19】 前記駆動部に結合された可動板に複数
本のピンを装着して接触子を構成し、前記超電導コイル
に固定された固定板に前記ピンと着脱可能に嵌合する複
数本のアダプタを装着して接触板を構成し、前記ピンと
前記輻射シールド、前記アダプタと前記超電導コイルと
をそれぞれ直接又は間接に前記サーマルアンカで熱的に
接続したことを特徴とする請求項8又は11記載の超電
導マグネット。
19. A plurality of pins are mounted on a movable plate coupled to the driving unit to form a contact, and a plurality of pins are detachably fitted to the pins on a fixed plate fixed to the superconducting coil. The contact plate is configured by mounting an adapter, and the pin and the radiation shield, and the adapter and the superconducting coil are thermally connected directly or indirectly by the thermal anchor, respectively. Superconducting magnet.
【請求項20】 超電導コイルと、この超電導コイルを
包囲する輻射シールドと、この輻射シールドを包囲する
真空容器と、この真空容器に取着され、前記超電導コイ
ル及び前記輻射シールドを冷却する冷凍機とを備えた超
電導マグネットにおいて、 一端が前記輻射シールドに直接又は断熱体を介して固定
され、他端が前記超電導コイルに固定された接触板に押
圧される接触子が固着された伸縮可能な伸縮冷媒容器
と、 この伸縮冷媒容器に連通し、外部から前記伸縮冷媒容器
に冷媒を供給する冷媒供給管と、 前記伸縮冷媒容器に連通し、この伸縮冷媒容器から冷媒
を排出する冷媒排出管と、を具備したことを特徴とする
超電導マグネット。
20. A superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, and a refrigerator attached to the vacuum vessel and cooling the superconducting coil and the radiation shield. A superconducting magnet comprising: a telescopic refrigerant having one end fixed to the radiation shield directly or via a heat insulator, and the other end fixed to a contact pressed against a contact plate fixed to the superconducting coil. A container, a refrigerant supply pipe communicating with the telescopic refrigerant container and supplying a refrigerant from the outside to the telescopic refrigerant container, and a refrigerant discharge pipe communicating with the telescopic refrigerant container and discharging the refrigerant from the telescopic refrigerant container. A superconducting magnet, comprising:
【請求項21】 超電導コイルと、この超電導コイルを
包囲する輻射シールドと、この輻射シールドを包囲する
真空容器と、この真空容器に取着され、前記超電導コイ
ル及び前記輻射シールドを冷却する冷凍機とを備えた超
電導マグネットにおいて、 前記超電導コイルは、前記輻射シールドから熱的なスイ
ッチ機能を有する支持材により支持されたことを特徴と
する超電導マグネット。
21. A superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, and a refrigerator attached to the vacuum vessel and cooling the superconducting coil and the radiation shield. A superconducting magnet comprising: a superconducting magnet, wherein the superconducting coil is supported by a support member having a thermal switching function from the radiation shield.
【請求項22】 前記支持材は、カーボンファイバー強
化プラスティックにより形成されたことを特徴とする請
求項21記載の超電導マグネット。
22. The superconducting magnet according to claim 21, wherein said support member is formed of carbon fiber reinforced plastic.
【請求項23】 超電導コイルと、この超電導コイルを
包囲する輻射シールドと、この輻射シールドを包囲する
真空容器と、この真空容器に取着され、前記超電導コイ
ル及び前記輻射シールドを冷却する冷凍機とを備えた超
電導マグネットにおいて、 前記輻射シールド内に配設された冷媒容器と、 この冷媒容器と前記真空容器の外部に配設された冷媒供
給系及び冷媒排出系とをそれぞれ連通する冷媒供給管及
び冷媒排出管とを具備し、 前記冷媒容器と前記超電導コイルとを直接又は熱伝導部
材を介して熱的に接続したことを特徴とする超電導マグ
ネット。
23. A superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil, a vacuum vessel surrounding the radiation shield, and a refrigerator attached to the vacuum vessel and cooling the superconducting coil and the radiation shield. A superconducting magnet comprising: a refrigerant container disposed in the radiation shield; a refrigerant supply pipe for communicating the refrigerant container and a refrigerant supply system and a refrigerant discharge system disposed outside the vacuum container; and A superconducting magnet comprising a refrigerant discharge pipe, wherein the refrigerant container and the superconducting coil are thermally connected directly or via a heat conducting member.
【請求項24】 液体窒素用冷媒容器と液体ヘリウム用
冷媒容器の少なくとも2種類の冷媒容器を配設したこと
を特徴とする請求項23記載の超電導マグネット。
24. The superconducting magnet according to claim 23, wherein at least two kinds of refrigerant containers are disposed, a refrigerant container for liquid nitrogen and a refrigerant container for liquid helium.
【請求項25】 請求項20記載の超電導マグネットに
おいて、初期冷却時に前記伸縮冷媒容器に冷媒を供給す
る工程と、 冷却終了後に前記伸縮冷媒容器から前記冷媒を排気する
工程と、 を有することを特徴とする超電導マグネットの予冷方
法。
25. The superconducting magnet according to claim 20, comprising: a step of supplying a refrigerant to the telescopic refrigerant container at the time of initial cooling; and a step of exhausting the refrigerant from the telescopic refrigerant container after completion of the cooling. Pre-cooling method for superconducting magnets.
【請求項26】 請求項23記載の超電導マグネットに
おいて、初期冷却時に前記冷媒容器に冷媒を供給する工
程と、 冷却終了後に前記冷媒容器から前記冷媒を排気する工程
と、を有することを特徴とする超電導マグネットの予冷
方法。
26. The superconducting magnet according to claim 23, comprising: a step of supplying a refrigerant to the refrigerant container at the time of initial cooling; and a step of exhausting the refrigerant from the refrigerant container after the completion of the cooling. Pre-cooling method for superconducting magnet.
【請求項27】 前記超電導コイルを密封容器内に隙間
を設けて保持し、これら超電導コイルと密封容器内との
隙間に冷却媒体を対流させることを特徴とする請求項
1、13、14又は16記載の超電導マグネット。
27. The superconducting coil is held in a sealed container with a gap provided therebetween, and a cooling medium is convected in a gap between the superconducting coil and the sealed container. Superconducting magnet as described.
【請求項28】 前記超電導コイルの超電導線間の隙間
には、蓄冷材を巻き込んだことを特徴とする請求項1、
20、21又は23のうちいずれか1項記載の超電導マ
グネット。
28. A cooling material is wound in a gap between superconducting wires of said superconducting coil.
The superconducting magnet according to any one of 20, 21, and 23.
【請求項29】 前記超電導コイルに蓄冷材パックを巻
いたことを特徴とする請求項1、20、21又は23の
うちいずれか1項記載の超電導マグネット。
29. The superconducting magnet according to claim 1, wherein a regenerative material pack is wound around the superconducting coil.
【請求項30】 前記超電導コイルの表面に短冊型の蓄
冷材パックを付設したことを特徴とする請求項1、2
0、21又は23のうちいずれか1項記載の超電導マグ
ネット。
30. A strip-shaped regenerator material pack is provided on the surface of the superconducting coil.
The superconducting magnet according to any one of 0, 21 and 23.
【請求項31】 前記冷凍機よりも容量の大きい冷凍機
を前記超電導コイルに対して熱的に着脱自在に設け、初
期冷却時に容量の大きい前記冷凍機を前記超電導コイル
に熱的に接続し、所定の温度まで冷却したところで容量
の大きい前記冷凍機を熱的に切断することを特徴とする
請求項1、20、21又は23のうちいずれか1項記載
の超電導マグネット。
31. A refrigerator having a larger capacity than the refrigerator is thermally detachably provided to the superconducting coil, and the refrigerator having a large capacity is thermally connected to the superconducting coil during initial cooling. The superconducting magnet according to any one of claims 1, 20, 21 and 23, wherein the refrigerator having a large capacity is thermally cut off when cooled to a predetermined temperature.
【請求項32】 前記超電導コイルの超電導線間に、熱
伝導率の大きいシートを巻き込んだことを特徴とする請
求項1、20、21又は23のうちいずれか1項記載の
超電導マグネット。
32. The superconducting magnet according to claim 1, wherein a sheet having a high thermal conductivity is wound between the superconducting wires of the superconducting coil.
【請求項33】 前記超電導コイルの巻枠に、複数の開
口部又は整流リブのうちいずれか一方又は両方を形成し
たことを特徴とする請求項1、20、21又は23のう
ちいずれか1項記載の超電導マグネット。
33. The superconducting coil according to claim 1, wherein one or both of a plurality of openings and rectifying ribs are formed in the winding frame of the superconducting coil. Superconducting magnet as described.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004068514A1 (en) * 2003-01-29 2004-08-12 Central Japan Railway Company Superconducting magnet
JP2004283580A (en) * 2003-03-19 2004-10-14 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Pulse tube cryocooler system for magnetic resonance superconducting magnet
JP2010109187A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd System and method for cooling superconductor
JP2011023702A (en) * 2009-06-15 2011-02-03 Toshiba Corp Superconducting magnetic apparatus
JP2011091212A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Japan Superconductor Technology Inc Superconducting magnet device and initial cooling method for superconducting coil of the same
JP2011249441A (en) * 2010-05-25 2011-12-08 Mitsubishi Electric Corp Conduction cooling superconducting magnet device
CN102840708A (en) * 2012-09-29 2012-12-26 中国东方电气集团有限公司 Conduction cooling-based refrigerating system for superconducting motor
JP2013102183A (en) * 2009-06-15 2013-05-23 Toshiba Corp Superconductive magnet device
WO2013080986A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 株式会社日立製作所 Superconducting electromagnet device, cooling method therefor, and magnetic resonance imaging device
WO2014049842A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 株式会社日立製作所 Superconducting coil and superconducting magnet device
JP2014093308A (en) * 2012-10-31 2014-05-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd Superconducting magnet device
JP2015177144A (en) * 2014-03-18 2015-10-05 株式会社日立製作所 Superconducting magnet device
CN109243754A (en) * 2018-12-04 2019-01-18 湖南迈太科医疗科技有限公司 Current down-lead structure and superconducting magnet
JP2020092278A (en) * 2014-09-08 2020-06-11 シーメンス ヘルスケア リミテッドSiemens Healthcare Limited Apparatus for ultralow temperature cooling
CN113375359A (en) * 2020-02-25 2021-09-10 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator and cryogenic system
JP6980924B1 (en) * 2020-02-05 2021-12-15 三菱電機株式会社 Superconducting magnet
JP7450406B2 (en) 2020-03-05 2024-03-15 住友重機械工業株式会社 Cryogenic equipment and thermal switches

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004068514A1 (en) * 2003-01-29 2004-08-12 Central Japan Railway Company Superconducting magnet
US7132914B2 (en) 2003-01-29 2006-11-07 Central Japan Railway Superconducting magnet apparatus
JP2004283580A (en) * 2003-03-19 2004-10-14 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Pulse tube cryocooler system for magnetic resonance superconducting magnet
JP4613025B2 (en) * 2003-03-19 2011-01-12 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Pulse tube cryocooler system for magnetic resonance superconducting magnets
JP2010109187A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd System and method for cooling superconductor
KR101346109B1 (en) * 2009-06-15 2013-12-31 가부시끼가이샤 도시바 Superconductive magnet apparatus
US9234692B2 (en) 2009-06-15 2016-01-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Superconducting magnetic apparatus
JP2013102183A (en) * 2009-06-15 2013-05-23 Toshiba Corp Superconductive magnet device
JP2011023702A (en) * 2009-06-15 2011-02-03 Toshiba Corp Superconducting magnetic apparatus
JP2011091212A (en) * 2009-10-22 2011-05-06 Japan Superconductor Technology Inc Superconducting magnet device and initial cooling method for superconducting coil of the same
JP2011249441A (en) * 2010-05-25 2011-12-08 Mitsubishi Electric Corp Conduction cooling superconducting magnet device
US8269587B2 (en) 2010-05-25 2012-09-18 Mitsubishi Electric Corporation Conduction cooling superconducting magnet device
US8988176B2 (en) 2011-12-01 2015-03-24 Hitachi, Ltd. Superconducting electromagnet device, cooling method therefor, and magnetic resonance imaging device
WO2013080986A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 株式会社日立製作所 Superconducting electromagnet device, cooling method therefor, and magnetic resonance imaging device
CN103975395B (en) * 2011-12-01 2016-10-12 株式会社日立制作所 Superconducting electromagnet device, its cooling means and MR imaging apparatus
CN103975395A (en) * 2011-12-01 2014-08-06 株式会社日立制作所 Superconducting electromagnet device, cooling method therefor, and magnetic resonance imaging device
JPWO2014049842A1 (en) * 2012-09-28 2016-08-22 株式会社日立製作所 Superconducting coil and superconducting magnet device
WO2014049842A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 株式会社日立製作所 Superconducting coil and superconducting magnet device
CN102840708A (en) * 2012-09-29 2012-12-26 中国东方电气集团有限公司 Conduction cooling-based refrigerating system for superconducting motor
JP2014093308A (en) * 2012-10-31 2014-05-19 Sumitomo Heavy Ind Ltd Superconducting magnet device
JP2015177144A (en) * 2014-03-18 2015-10-05 株式会社日立製作所 Superconducting magnet device
JP2020092278A (en) * 2014-09-08 2020-06-11 シーメンス ヘルスケア リミテッドSiemens Healthcare Limited Apparatus for ultralow temperature cooling
CN109243754A (en) * 2018-12-04 2019-01-18 湖南迈太科医疗科技有限公司 Current down-lead structure and superconducting magnet
CN109243754B (en) * 2018-12-04 2023-10-27 湖南迈太科医疗科技有限公司 Current lead structure and superconducting magnet
JP6980924B1 (en) * 2020-02-05 2021-12-15 三菱電機株式会社 Superconducting magnet
CN113375359A (en) * 2020-02-25 2021-09-10 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator and cryogenic system
CN113375359B (en) * 2020-02-25 2022-11-22 住友重机械工业株式会社 Cryogenic refrigerator and cryogenic system
JP7450406B2 (en) 2020-03-05 2024-03-15 住友重機械工業株式会社 Cryogenic equipment and thermal switches

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