JP2000340421A - ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置 - Google Patents
ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置Info
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Abstract
1とを兼用し輻射シールド板を廃止可能とし、重量のあ
るコイルヨーク21の冷却時間を短縮して、従来に比較
してコンパクト、軽量で、かつ熱侵入の少ないヨーク付
き伝導冷却型超電導マグネット装置を提供すること。 【解決手段】 コイルヨーク21を冷凍機(GM冷凍機
3)の第二段冷却ステージ11ではなく、第一段冷却ス
テージ10に接続することに着目したもので、超電導コ
イル7による磁路を形成するためのコイルヨーク21
と、超電導コイル7を冷却可能な冷凍機3と、を有し、
冷凍機3の第一段冷却ステージ10にコイルヨーク21
を接続するとともに、冷凍機3の第二段冷却ステージ1
1に超電導コイル7を接続したことを特徴とする。
Description
型超電導マグネット装置にかかるもので、とくに液体ヘ
リウムなどを使用せずに冷凍機により超電導コイルを冷
却する伝導冷却型超電導マグネット装置であって、超電
導コイル用にコイルヨークを設けたヨーク付き伝導冷却
型超電導マグネット装置に関するものである。
ネット装置1について図2にもとづき概説する。図2
は、たとえば超電導ウィグラーなどに採用されるヨーク
付き伝導冷却型超電導マグネット装置1の概略断面図で
あって、ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置1
は、真空容器2と、GM冷凍機3(冷凍機)と、輻射シ
ールド板4と、伝熱板5と、コイルヨーク6と、超電導
コイル7と、荷重支持材8と、超電導ウィグラーにおけ
るビームダクト9と、を有する。
および第二段冷却ステージ11を有する。第一段冷却ス
テージ10を輻射シールド板4に接続し(熱接触し)、
温度約40〜50Kまでこれを冷却するとともに、第二
段冷却ステージ11を伝熱板5を介してコイルヨーク6
に接続し(熱接触し)、超電導コイル7とともにこれを
温度4K付近まで冷却する。
にするためには熱伝導性の良好な無酸素銅などを採用
し、また伝熱面積を大きく取るためには同じく熱伝導性
の良好なアルミニウムなどを採用する。伝熱板5は、熱
伝導性の良好な無酸素銅やアルミニウムなどからこれを
構成する。
外側にこれを配置するとともに超電導コイル7全体を覆
って、超電導コイル7の磁路を形成する。なお、コイル
ヨーク6のポール12を超電導コイル7の中心に配置す
る。
上下に対称に計6個を配置し、その軸心は、それぞれの
ポール12とともにビームダクト9側に臨んでいる。
固定するとともに他端を超電導コイル7に固定して超電
導コイル7を支持するもので、熱伝導性が低く許容荷重
の大きな材料、たとえばFRPなどでこれを構成する。
型超電導マグネット装置1において、GM冷凍機3によ
り超電導コイル7を極低温に冷却し、超電導状態になっ
たときに通電し、コイルヨーク6に磁路を形成し、コイ
ルヨーク6の間のビームダクト9内に所定強さの磁場を
発生する。超電導コイル7の芯となるコイルヨーク6に
よる磁場閉込め効果を増すためには、その厚さを大きく
する必要があるが、厚さの増強にともなってその重量が
増大し、GM冷凍機3の第二段冷却ステージ11で冷却
する部分(コイルヨーク6)の重量が増大することにな
るという問題がある。二段式のGM冷凍機3の特性とし
て、第二段冷却ステージ11の冷却能力は第一段冷却ス
テージ10の冷却能力に対して30分の1以下と小さ
く、この第二段冷却ステージ11に重量(容量)の大き
なコイルヨーク6が熱的に接触されていると、冷却に要
する時間が極端に長くなるという問題がある。
冷却を良好にするためには、その板厚を厚くする必要が
あるが、輻射シールド板4の板厚が厚くなると、全体の
重量増加につながり、荷重支持材8による荷重支持構造
も大掛かりとなって、ヨーク付き伝導冷却型超電導マグ
ネット装置1全体の寸法も大きくなるという問題があ
る。なお、超電導コイル7への通電時間の掃引速度を速
くすると、コイルヨーク6に渦電流が流れ、ジュール発
熱により温度上昇の原因となる。
諸問題にかんがみなされたもので、重量のあるコイルヨ
ークの冷却時間を短縮可能なヨーク付き伝導冷却型超電
導マグネット装置を提供することを課題とする。
ト、軽量で、かつ熱侵入の少ないヨーク付き伝導冷却型
超電導マグネット装置を提供することを課題とする。
イルヨークとを兼用し、輻射シールド板を廃止可能なヨ
ーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置を提供するこ
とを課題とする。
ルヨークを冷凍機の第二段冷却ステージではなく、その
第一段冷却ステージに接続すること、さらにコイルヨー
クと輻射シールド板とを兼用するようにコイルヨークを
活用することに着目したもので、超電導コイルと、この
超電導コイルによる磁路を形成するためのコイルヨーク
と、この超電導コイルを冷却可能なGM冷凍機などの冷
凍機と、を有するとともに、この冷凍機は、第一段冷却
ステージおよび第二段冷却ステージを有するヨーク付き
伝導冷却型超電導マグネット装置であって、上記冷凍機
の上記第一段冷却ステージに上記コイルヨークを接続す
るとともに、上記冷凍機の上記第二段冷却ステージに上
記超電導コイルを接続したことを特徴とするヨーク付き
伝導冷却型超電導マグネット装置である。
よび上記冷凍機の上記第二段冷却ステージの熱シールド
板としてもこれを用いることができる。
コイルおよび上記冷凍機の上記第二段冷却ステージを位
置させることができる。
間に熱伝導率の小さな断熱材を設けることができる。
なくともいずれか一方に熱伝導性の良好な材料による板
を貼り付けることができる。
冷凍機の上記第二段冷却ステージと上記超電導コイルと
の間に熱伝導性の良好な材料による伝熱板を介在させる
ことができる。
マグネット装置においては、コイルヨークをGM冷凍機
など冷凍機の第二段冷却ステージではなく、冷凍機の第
一段冷却ステージに接続すること、さらに、従来の輻射
シールド板として兼用するようにコイルヨークを活用す
るようにしたので、重量があるコイルヨークを、冷却能
力がより高い第一段冷却ステージにより冷却可能で、そ
の冷却時間の短縮が可能である。したがって、輻射シー
ルド板を省略することが可能となって、全体の軽量化お
よびコンパクト化が可能である。
ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置20を図1
にもとづき説明する。ただし、図2と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略する。図1は、ヨ
ーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置20の概略断
面図であって、ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット
装置20においては、従来の輻射シールド板4を採用す
ることなく、代わりにコイルヨーク21を設けている。
より高い第一段冷却ステージ10に接続し、コイルヨー
ク21が第二段冷却ステージ11とともに超電導コイル
7全体を覆うようにしてある。
電導コイル7との間に断熱材22を設け、第一段冷却ス
テージ10に熱接触しているコイルヨーク21(および
そのポール12)と第二段冷却ステージ11に熱接触し
ている超電導コイル7との間の断熱構造とする。断熱材
22は、熱伝導率の小さなFRPなどの材料を採用す
る。
は、伝熱板5に相当する、無酸素銅あるいは高純度のア
ルミニウムなどの熱伝導率の高い材料による伝熱板23
を介して超電導コイル7を接続してある。
ヨーク21の外面あるいは内面の少なくともいずれか一
方に熱伝導性の良好な材料による表面板24を貼り付け
ることにより、輻射シールド板として機能するコイルヨ
ーク21の伝熱特性を改善することができる。
導マグネット装置20において、冷却能力がより大きな
第一段冷却ステージ10を用いて、重量の大きなコイル
ヨーク21を冷却することができ、超電導コイル7の冷
却時間の短縮および電流掃引時の温度上昇を小さく抑え
ることができる。さらに、コイルヨーク21が超電導コ
イル7を覆う構成となっているので、従来の輻射シール
ド板4(図2)を廃止することが可能となり、ヨーク付
き伝導冷却型超電導マグネット装置20全体の小型化お
よび軽量化が可能となる。
ークを輻射シールド板として兼用し、コイルヨークを冷
凍機の第一段冷却ステージに熱接触するようにしたの
で、超電導コイルの冷却時間を短縮可能であるととも
に、全体の小型化および軽量化が可能である。
型超電導マグネット装置20の概略断面図である。
ーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置1の概略断面
図である。
2) 2 真空容器 3 GM冷凍機(冷凍機) 4 輻射シールド板 5 伝熱板 6 コイルヨーク 7 超電導コイル 8 荷重支持材 9 超電導ウィグラーにおけるビームダクト 10 GM冷凍機3の第一段冷却ステージ 11 GM冷凍機3の第二段冷却ステージ 12 コイルヨーク6のポール 20 ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置(実
施の形態、図1) 21 コイルヨーク 22 断熱材 23 伝熱板 24 表面板
Claims (6)
- 【請求項1】 超電導コイルと、 この超電導コイルによる磁路を形成するためのコイルヨ
ークと、 この超電導コイルを冷却可能な冷凍機と、を有するとと
もに、 この冷凍機は、第一段冷却ステージおよび第二段冷却ス
テージを有するヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット
装置であって、 前記冷凍機の前記第一段冷却ステージに前記コイルヨー
クを接続するとともに、 前記冷凍機の前記第二段冷却ステージに前記超電導コイ
ルを接続したことを特徴とするヨーク付き伝導冷却型超
電導マグネット装置。 - 【請求項2】 前記コイルヨークは、前記超電導コイ
ルおよび前記冷凍機の前記第二段冷却ステージの熱シー
ルド板としてもこれを用いることを特徴とする請求項1
記載のヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置。 - 【請求項3】 前記コイルヨークの内面側に、前記超
電導コイルおよび前記冷凍機の前記第二段冷却ステージ
を位置させたことを特徴とする請求項1記載のヨーク付
き伝導冷却型超電導マグネット装置。 - 【請求項4】 前記コイルヨークと前記超電導コイル
との間に熱伝導率の小さな断熱材を設けたことを特徴と
する請求項1記載のヨーク付き伝導冷却型超電導マグネ
ット装置。 - 【請求項5】 前記コイルヨークの外面あるいは内面
の少なくともいずれか一方に熱伝導性の良好な材料によ
る板を貼り付けたことを特徴とする請求項1記載のヨー
ク付き伝導冷却型超電導マグネット装置。 - 【請求項6】 前記コイルヨークの内面側において、
前記冷凍機の前記第二段冷却ステージと前記超電導コイ
ルとの間に熱伝導性の良好な材料による伝熱板を介在さ
せたことを特徴とする請求項1記載のヨーク付き伝導冷
却型超電導マグネット装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15335099A JP4117593B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000340421A true JP2000340421A (ja) | 2000-12-08 |
JP4117593B2 JP4117593B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=15560556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP15335099A Expired - Fee Related JP4117593B2 (ja) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | ヨーク付き伝導冷却型超電導マグネット装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4117593B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009051608A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Canon Anelva Corp | 搬送装置 |
CN102789865A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-21 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导磁体的导冷结构 |
JP2013543248A (ja) * | 2010-11-22 | 2013-11-28 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 小型低温弱収束超伝導サイクロトロン |
-
1999
- 1999-06-01 JP JP15335099A patent/JP4117593B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009051608A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Canon Anelva Corp | 搬送装置 |
JP4505002B2 (ja) * | 2007-08-27 | 2010-07-14 | キヤノンアネルバ株式会社 | 搬送装置 |
JP2013543248A (ja) * | 2010-11-22 | 2013-11-28 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 小型低温弱収束超伝導サイクロトロン |
CN102789865A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-21 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导磁体的导冷结构 |
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