JP2005057076A - Cooling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超伝導素子を冷却する冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for cooling a superconducting element.
従来より、例えばSQUID(Superconducting Quantum Interference Device:超伝導量子干渉素子)等の超伝導素子を冷却するため、例えばパルス管冷凍機等を用いた冷却装置が用いられている(例えば特許文献1参照)。上記パルス管冷凍機は、電動モータで駆動されて冷媒の圧力パルスを生成する圧縮機と、この圧縮機に接続されたパルス管と、このパルス管に接続されたバッファタンクとを備え、内部に冷媒としてのヘリウムガスを充填している。上記圧縮機で生成されたヘリウムガスの圧力パルスは、上記パルス管およびバッファタンクに順次伝達され、上記バッファタンクで圧力パルスの位相が変換されて、このバッファタンクに接続する側のパルス管の端部に寒冷が生じる。このパルス管の端部に設けた冷却ステージに冷熱を蓄積して、この冷却ステージに搭載したSQUIDを冷却している。 Conventionally, in order to cool a superconducting element such as a SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), for example, a cooling apparatus using a pulse tube refrigerator or the like has been used (see, for example, Patent Document 1). . The pulse tube refrigerator includes a compressor that is driven by an electric motor to generate a pressure pulse of refrigerant, a pulse tube connected to the compressor, and a buffer tank connected to the pulse tube. It is filled with helium gas as a refrigerant. The pressure pulse of helium gas generated by the compressor is sequentially transmitted to the pulse tube and the buffer tank, and the phase of the pressure pulse is converted by the buffer tank, and the end of the pulse tube connected to the buffer tank is Cold occurs in the part. Cold heat is accumulated in the cooling stage provided at the end of the pulse tube to cool the SQUID mounted on the cooling stage.
しかしながら、上記従来の冷却装置は、上記圧縮機の動作時に生じる電磁波が、上記SQUIDに対するノイズとなって、上記SQUIDを用いた磁束計の磁場検出感度や精度が低下してしまうという問題がある。
そこで、本発明の目的は、超伝導素子に対するノイズを防止できる冷却装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling device that can prevent noise with respect to a superconducting element.
上記目的を達成するため、本発明の冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、
上記冷媒を膨張させる膨張器と、
上記膨張器に接続されると共に超伝導素子が搭載される素子搭載部と、
上記圧縮機または膨張器の少なくとも一方を覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる機器シールドとを備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a cooling device of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant,
An expander for expanding the refrigerant;
An element mounting portion connected to the expander and mounted with a superconducting element;
While covering at least one of the said compressor or an expander, it is provided with the apparatus shield which consists of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, It is characterized by the above-mentioned.
上記構成によれば、上記圧縮機で圧縮された冷媒が、上記膨張器で膨張され、この膨張器に冷熱が生成される。この冷熱により、上記素子搭載部が冷却されて、この素子搭載部に搭載された超伝導素子が、所定の動作温度に冷却される。ここで、上記圧縮機が動作する際に生成される電磁波および磁気は、上記圧縮機を覆う機器シールドによって、外部に漏洩することが防止される。したがって、上記圧縮機からの電磁波および磁気が、上記超伝導素子に達することが防止される。その結果、上記超伝導素子のノイズが低減される。また、上記膨張器を覆う機器シールドにより、上記圧縮機から膨張器に伝わった電磁波および磁気が、上記超伝導素子に達することが防止される。これによって、上記超伝導素子のノイズが防止される。 According to the above configuration, the refrigerant compressed by the compressor is expanded by the expander, and cold heat is generated in the expander. With this cold heat, the element mounting portion is cooled, and the superconducting element mounted on the element mounting portion is cooled to a predetermined operating temperature. Here, electromagnetic waves and magnetism generated when the compressor operates are prevented from leaking to the outside by an equipment shield covering the compressor. Therefore, electromagnetic waves and magnetism from the compressor are prevented from reaching the superconducting element. As a result, the noise of the superconducting element is reduced. Further, the device shield covering the expander prevents electromagnetic waves and magnetism transmitted from the compressor to the expander from reaching the superconducting element. This prevents noise from the superconducting element.
一実施形態の冷却装置は、上記機器シールドは、通気孔を有することを特徴としている。 The cooling device of one embodiment is characterized in that the equipment shield has a vent hole.
上記実施形態によれば、上記圧縮機の動作時に生成される熱が、上記機器シールドが有する通気孔を介して、この機器シールドの外側に放出される。したがって、上記圧縮機が異常高温になるという不都合が防止され、圧縮機の性能が安定する。その結果、上記素子搭載部に搭載された超伝導素子が所定温度に安定して冷却され、この超伝導素子の性能が安定して、この超伝導素子のノイズが防止される。 According to the embodiment, the heat generated during the operation of the compressor is released to the outside of the equipment shield through the vent hole of the equipment shield. Therefore, the disadvantage that the compressor becomes abnormally high is prevented, and the performance of the compressor is stabilized. As a result, the superconducting element mounted on the element mounting portion is stably cooled to a predetermined temperature, the performance of the superconducting element is stabilized, and noise of the superconducting element is prevented.
また、上記膨張器の動作時に生成する熱が、上記機器シールドが有する通気孔を介して、この機器シールドの外側に放熱される。したがって、上記膨張器が異常高温になるという不都合が防止されて、この膨張器の性能が安定する。その結果、上記膨張器によって寒冷が安定して生成され、この膨張器に接続された素子搭載部に搭載された超伝導素子が、所定の温度に安定して冷却される。その結果、超伝導素子のノイズが防止される。 Further, heat generated during the operation of the expander is radiated to the outside of the equipment shield through the vent hole of the equipment shield. Therefore, the inconvenience that the expander becomes abnormally high is prevented, and the performance of the expander is stabilized. As a result, cold is stably generated by the expander, and the superconducting element mounted on the element mounting portion connected to the expander is stably cooled to a predetermined temperature. As a result, noise of the superconducting element is prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機と膨張器を接続すると共に、磁気遮蔽材からなる防磁接続管を備えることを特徴としている。 A cooling device according to an embodiment is characterized in that the compressor and the expander are connected and a magnetic-shielding connecting pipe made of a magnetic shielding material is provided.
上記実施形態によれば、上記圧縮機の例えば冷媒吐出口から、この圧縮機の磁気が外部に漏れた場合であっても、上記冷媒吐出口に上記防磁接続管を接続することにより、この防磁接続管の外部に磁気が漏れることが防止される。したがって、上記超伝導素子に上記磁気が及ぶことが効果的に防止され、その結果、上記超伝導素子のノイズが低減される。なお、上記防磁接続管は、一端を上記圧縮機の冷媒吐出口および冷媒吸入口のいずれに接続してもよく、また、冷媒の吐出と吸入との両方を行なう吐出・吸入口に接続してもよい。これに対応して、上記防磁接続管の他端は、上記膨張器の冷媒吸入口および冷媒吐出口のいずれに接続してもよく、また、冷媒の吸入と吐出との両方を行なう吸入・吐出口に接続してもよい。 According to the above embodiment, even if the magnetism of the compressor leaks to the outside, for example, from the refrigerant discharge port of the compressor, the magnetic shield connection pipe is connected to the refrigerant discharge port, thereby Magnetism is prevented from leaking outside the connecting pipe. Therefore, the magnetism is effectively prevented from reaching the superconducting element, and as a result, the noise of the superconducting element is reduced. The magnetic shield connecting pipe may be connected at one end to either the refrigerant discharge port or the refrigerant suction port of the compressor, or connected to a discharge / suction port that performs both refrigerant discharge and suction. Also good. Correspondingly, the other end of the magnetic shield connecting pipe may be connected to either the refrigerant suction port or the refrigerant discharge port of the expander, and suction / discharge for both the suction and discharge of the refrigerant. You may connect to the outlet.
一実施形態の冷却装置は、上記防磁接続管は、電磁遮蔽材からなる電磁シールドで覆われていることを特徴としている。 The cooling device of one embodiment is characterized in that the magnetic shield connecting pipe is covered with an electromagnetic shield made of an electromagnetic shielding material.
上記実施形態によれば、上記圧縮機の電磁波が、例えば冷媒吐出口から圧縮機の外部に漏れた場合であっても、上記冷媒吐出口に、上記電磁シールドで覆われた上記防磁接続管を接続することにより、外部に上記電磁波が漏れることが防止される。したがって、上記超伝導素子に上記電磁波が及ぶことが効果的に防止され、その結果、上記超伝導素子のノイズが防止される。 According to the embodiment, even if the electromagnetic wave of the compressor leaks from the refrigerant discharge port to the outside of the compressor, for example, the magnetic shield connection pipe covered with the electromagnetic shield is provided at the refrigerant discharge port. By connecting, the electromagnetic wave is prevented from leaking to the outside. Therefore, the electromagnetic wave is effectively prevented from reaching the superconducting element, and as a result, noise of the superconducting element is prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機と膨張器を接続する接続管と、
上記接続管を覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる接続管シールドとを備えることを特徴としている。
The cooling device of one embodiment includes a connecting pipe that connects the compressor and the expander;
The connection pipe is covered, and a connection pipe shield made of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material is provided.
上記実施形態によれば、上記圧縮機で生成された電磁波および磁気が、この圧縮機の例えば冷媒吐出口から外部に漏れた場合であっても、上記冷媒吐出口に、上記接続管シールドで覆われた上記接続管を接続することにより、上記電磁波および磁気が外部に漏れることが防止される。したがって、上記圧縮機からの電磁波および磁気が、上記超伝導素子に達することが効果的に防止され、その結果、上記超伝導素子のノイズが防止される。 According to the embodiment, even when electromagnetic waves and magnetism generated by the compressor leak outside from the refrigerant discharge port of the compressor, for example, the refrigerant discharge port is covered with the connecting pipe shield. By connecting the broken connection pipe, the electromagnetic wave and magnetism are prevented from leaking to the outside. Therefore, electromagnetic waves and magnetism from the compressor are effectively prevented from reaching the superconducting element, and as a result, noise of the superconducting element is prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機に電力を供給する電源と、
上記電源を覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる電源シールドと
を備えることを特徴としている。
The cooling device of one embodiment includes a power source for supplying power to the compressor,
In addition to covering the power supply, a power supply shield made of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material is provided.
上記実施形態によれば、上記電源シールドによって、上記電源からの電磁波および磁気が、この電源シールドの外部に漏れることが防止される。したがって、上記電源からの電磁波および磁気が、上記超伝導素子に達することが効果的に防止され、その結果、上記超伝導素子のノイズが防止される。 According to the embodiment, the power shield prevents electromagnetic waves and magnetism from the power source from leaking outside the power shield. Therefore, electromagnetic waves and magnetism from the power source are effectively prevented from reaching the superconducting element, and as a result, noise of the superconducting element is prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記電源シールドは、上記圧縮機、膨張器および電源を収容するケーシングに、熱的に接続されていることを特徴としている。 The cooling device of one embodiment is characterized in that the power shield is thermally connected to a casing that houses the compressor, an expander, and a power source.
上記実施形態によれば、上記電源で生成された熱が、上記電源シールドを介して上記ケーシングに伝達されて、このケーシングの外側に放出される。したがって、上記電源で生成された熱が冷却装置に蓄積されることが防止されて、冷凍能力の低下が防止される。その結果、上記素子搭載部に搭載された超伝導素子が安定して動作できて、この超伝導素子のノイズが防止される。 According to the embodiment, the heat generated by the power source is transmitted to the casing via the power shield and released to the outside of the casing. Therefore, the heat generated by the power source is prevented from being accumulated in the cooling device, and the refrigerating capacity is prevented from being lowered. As a result, the superconducting element mounted on the element mounting portion can operate stably, and noise of the superconducting element is prevented.
ここにおいて、「熱的に接続する」とは、熱伝導が可能であるように接続することをいう。 Here, “thermally connecting” means connecting so that heat conduction is possible.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機、膨張器および電源を収容するケーシングを、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材で形成したことを特徴としている。 A cooling device according to an embodiment is characterized in that a casing that houses the compressor, the expander, and the power source is formed of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material.
上記実施形態によれば、上記ケーシングは、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材で形成されているので、上記圧縮機、膨張器および電源で生成された電磁波および磁気が、上記ケーシングの外に漏れることが防止される。したがって、上記ケーシングの外側に位置する超伝導素子に、上記電磁波および磁気が到達することが効果的に防止され、その結果、上記超伝導素子のノイズが効果的に防止される。 According to the embodiment, since the casing is formed of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, electromagnetic waves and magnetism generated by the compressor, the expander, and the power source may leak out of the casing. Is prevented. Therefore, the electromagnetic waves and magnetism are effectively prevented from reaching the superconducting element located outside the casing, and as a result, noise of the superconducting element is effectively prevented.
一実施形態の冷却装置は、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなり、上記超伝導素子および素子搭載部の周りを覆うと共に内部が減圧される真空容器を備えることを特徴としている。 A cooling device according to an embodiment includes an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, and includes a vacuum vessel that covers the periphery of the superconducting element and the element mounting portion and whose pressure is reduced.
上記実施形態によれば、上記減圧容器は、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなるので、電磁波および磁気が上記減圧容器内に進入することが効果的に防止される。したがって、この減圧容器内の超伝導素子は、電磁波および磁気によるノイズが効果的に防止される。 According to the embodiment, since the decompression container is composed of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, electromagnetic waves and magnetism are effectively prevented from entering the decompression container. Therefore, the superconducting element in the decompression vessel is effectively prevented from noise caused by electromagnetic waves and magnetism.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機または膨張器の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、
上記冷却ファンを駆動するモータを覆うと共に、磁気遮蔽材からなるモータシールドと
を備えることを特徴としている。
A cooling device according to an embodiment includes a cooling fan that cools at least one of the compressor and the expander;
The motor for driving the cooling fan is covered and a motor shield made of a magnetic shielding material is provided.
上記実施形態によれば、上記圧縮機および膨張器が上記冷却ファンによって冷却されるので、この冷却装置の冷凍性能が安定になる。したがって、上記超伝導素子が所定温度に安定して冷凍されるので、この超伝導素子の性能が安定して、この超伝導素子のノイズが低減される。また、上記モータシールドによって、上記モータの磁気が外部に漏れることが防止される。したがって、上記モータから超伝導素子に磁気が及ぶことが防止され、その結果、上記超伝導素子のノイズが防止される。 According to the embodiment, since the compressor and the expander are cooled by the cooling fan, the refrigeration performance of the cooling device becomes stable. Therefore, since the superconducting element is stably frozen at a predetermined temperature, the performance of the superconducting element is stabilized and the noise of the superconducting element is reduced. The motor shield prevents the motor magnetism from leaking outside. Therefore, magnetism from the motor to the superconducting element is prevented, and as a result, noise of the superconducting element is prevented.
なお、上記モータシールドは、上記磁気遮蔽材に換えて電磁遮蔽材で形成してもよく、また、磁気遮蔽材と電磁遮蔽材とで形成してもよい。これにより、上記モータからの電磁波についても、上記超伝導素子への到達が防止されて、この超伝導素子のノイズが防止される。 The motor shield may be formed of an electromagnetic shielding material instead of the magnetic shielding material, or may be formed of a magnetic shielding material and an electromagnetic shielding material. Thereby, the electromagnetic waves from the motor are prevented from reaching the superconducting element, and noise of the superconducting element is prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記素子搭載部および超伝導素子の上方と側方を覆う筒部と、上記素子搭載部および超伝導素子の下方に位置すると共に上記筒部の下端近傍を閉鎖する蓋部と、上記筒部と蓋部との間に形成され、上記超伝導素子に接続された信号線が取り出される信号線取り出し部とを有すると共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる素子ケーシングを備えることを特徴としている。 The cooling device of one embodiment is located below the element mounting part and the superconducting element, and closes the vicinity of the lower end of the cylindrical part, covering the upper part and the side of the element mounting part and the superconducting element. An element casing formed of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, having a lid, and a signal line extraction portion that is formed between the cylindrical portion and the lid and from which a signal line connected to the superconducting element is extracted. It is characterized by having.
上記実施形態によれば、上記素子ケーシングの筒部および蓋部は、上記電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなるので、この素子ケーシング内に、電磁波および磁気が侵入するのが防止される。したがって、上記超伝導素子は、電磁波および磁気によるノイズが効果的に防止される。また、上記信号線取り出し部をスリーブ状に形成することにより、この素子ケーシング内に電磁波および磁気が進入することが、効果的に防止される。 According to the above embodiment, the cylindrical portion and the lid portion of the element casing are made of the electromagnetic shielding material and the magnetic shielding material, so that electromagnetic waves and magnetism are prevented from entering the element casing. Therefore, the superconducting element effectively prevents noise caused by electromagnetic waves and magnetism. Further, by forming the signal line take-out portion in a sleeve shape, electromagnetic waves and magnetism can be effectively prevented from entering the element casing.
このように、本発明の冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、上記冷媒を膨張させる膨張器と、上記膨張器に接続されると共に超伝導素子が搭載される素子搭載部と、上記圧縮機または膨張器の少なくとも一方を覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる機器シールドとを備えるので、上記圧縮機や膨張器からの電磁波および磁気が上記超伝導素子に達することが、上記機器シールドにより防止でき、その結果、この超伝導素子のノイズを防止できる。 Thus, the cooling device of the present invention includes a compressor that compresses the refrigerant, an expander that expands the refrigerant, an element mounting portion that is connected to the expander and on which a superconducting element is mounted, and the compression Since the apparatus shield includes at least one of the machine and the expander and includes an apparatus shield made of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, it is possible that electromagnetic waves and magnetism from the compressor and the expander reach the superconducting element. This can be prevented by the shield, and as a result, noise of this superconducting element can be prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記機器シールドは通気孔を有するので、上記圧縮機や膨張器の動作時に生成される熱を、上記機器シールドの通気孔を介して外側に放熱でき、上記圧縮機や膨張器が異常高温になるという不都合を防止できる。したがって、上記圧縮機や膨張器の性能を安定にして、上記超伝導素子を所定温度に安定して冷却できて、この超伝導素子の性能を安定にでき、その結果、この超伝導素子のノイズを防止できる。 In the cooling device according to one embodiment, since the equipment shield has a vent hole, heat generated during operation of the compressor and the expander can be radiated to the outside through the vent hole of the equipment shield. And the inconvenience that the expander becomes abnormally hot. Therefore, the performance of the compressor and the expander can be stabilized, the superconducting element can be stably cooled to a predetermined temperature, and the performance of the superconducting element can be stabilized. As a result, the noise of the superconducting element can be stabilized. Can be prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機と膨張器を接続すると共に、磁気遮蔽材からなる防磁接続管を備えるので、上記圧縮機からの磁気が、例えば冷媒吐出口から外部に漏れても、この冷媒吐出口に上記防磁接続管を接続することにより、上記磁気が外部に漏れることを防止できる。したがって、上記超伝導素子に磁気が及ぶことを効果的に防止でき、その結果、上記超伝導素子のノイズを防止できる。 The cooling device according to an embodiment connects the compressor and the expander, and includes a magnetic-shielding connection pipe made of a magnetic shielding material, so that even if the magnetism from the compressor leaks to the outside from, for example, a refrigerant discharge port, By connecting the magnetic shield connecting pipe to the refrigerant discharge port, the magnetism can be prevented from leaking to the outside. Therefore, it is possible to effectively prevent the superconducting element from being magnetized, and as a result, it is possible to prevent noise of the superconducting element.
一実施形態の冷却装置は、上記防磁接続管は、電磁遮蔽材からなる電磁シールドで覆われているので、上記圧縮機で生成された電磁波が、例えば冷媒吐出口から外部に漏れても、この冷媒吐出口に、上記電磁シールドで覆われた防磁接続管を接続することにより、上記電磁シールドの外部に電磁波が漏れることを防止できる。したがって、上記超伝導素子に電磁波が達することを効果的に防止でき、その結果、上記超伝導素子のノイズを防止できる。 In the cooling device of one embodiment, since the magnetic shield connecting pipe is covered with an electromagnetic shield made of an electromagnetic shielding material, even if the electromagnetic wave generated by the compressor leaks to the outside from, for example, the refrigerant discharge port, By connecting the magnetic shielding connecting pipe covered with the electromagnetic shield to the refrigerant discharge port, it is possible to prevent electromagnetic waves from leaking to the outside of the electromagnetic shield. Therefore, electromagnetic waves can be effectively prevented from reaching the superconducting element, and as a result, noise of the superconducting element can be prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機と膨張器を接続する接続管と、上記接続管を覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる接続管シールドとを備えるので、上記圧縮機で生成された電磁波および磁気が、上記圧縮機の例えば冷媒吐出口から外部に漏れた場合であっても、上記冷媒吐出口に、上記接続管シールドで覆われた上記接続管を接続することにより、上記電磁波および磁気が外部に漏れることを防止できる。したがって、上記超伝導素子に電磁波および磁気が達することを効果的に防止でき、その結果、上記超伝導素子のノイズを防止できる。 A cooling device according to an embodiment includes a connection pipe that connects the compressor and the expander, and a connection pipe shield that covers the connection pipe and includes an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material. Even when the electromagnetic wave and magnetism leaked to the outside from, for example, the refrigerant discharge port of the compressor, by connecting the connection pipe covered with the connection pipe shield to the refrigerant discharge port, Electromagnetic waves and magnetism can be prevented from leaking outside. Therefore, electromagnetic waves and magnetism can be effectively prevented from reaching the superconducting element, and as a result, noise of the superconducting element can be prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機に電力を供給する電源と、上記電源を覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる電源シールドとを備えるので、上記電源からの電磁波および磁気が外部に漏れることを防止できる。したがって、上記超伝導素子に電磁波および磁気が達することを効果的に防止でき、その結果、上記超伝導素子のノイズを防止できる。 The cooling device according to an embodiment includes a power source that supplies power to the compressor and a power shield that covers the power source and includes an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material. Can be prevented from leaking. Therefore, electromagnetic waves and magnetism can be effectively prevented from reaching the superconducting element, and as a result, noise of the superconducting element can be prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記電源シールドは、上記圧縮機、膨張器および電源を収容するケーシングに、熱的に接続されているので、上記電源で生成された熱を、上記電源シールドを介して上記ケーシングに伝達して、このケーシングの外側に放出できる。したがって、上記電源で生成された熱による冷凍能力の低下を効果的に防止できて、上記超伝導素子を所定温度に安定に保持でき、その結果、上記超伝導素子を安定して動作できて、この超伝導素子のノイズを低減できる。 In the cooling device according to an embodiment, the power shield is thermally connected to a casing that houses the compressor, the expander, and the power source. Therefore, heat generated by the power source is transmitted through the power shield. Can be transmitted to the casing and discharged to the outside of the casing. Therefore, it is possible to effectively prevent a decrease in the refrigerating capacity due to the heat generated by the power source, and to stably hold the superconducting element at a predetermined temperature.As a result, the superconducting element can be stably operated, The noise of this superconducting element can be reduced.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機、膨張器および電源を収容するケーシングを、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材で形成したので、電磁波および磁気が上記ケーシングの外に漏れることを防止できる。したがって、上記ケーシングの外に位置する超伝導素子に、上記電磁波および磁気が到達することを効果的に防止でき、その結果、上記超伝導素子のノイズを効果的に防止できる。 In the cooling device of one embodiment, since the casing that houses the compressor, the expander, and the power source is formed of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, electromagnetic waves and magnetism can be prevented from leaking out of the casing. Therefore, the electromagnetic waves and magnetism can be effectively prevented from reaching the superconducting element located outside the casing, and as a result, noise of the superconducting element can be effectively prevented.
一実施形態の冷却装置は、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなり、上記超伝導素子が搭載される冷却部の周りを覆うと共に内部が減圧される真空容器を備えるので、電磁波および磁気が上記減圧容器の内側に進入することを効果的に防止できる。したがって、この減圧容器内の超伝導素子に、電磁波および磁気によるノイズが生じることを効果的に防止できる。 The cooling device according to one embodiment includes an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, and includes a vacuum container that covers the periphery of the cooling unit on which the superconducting element is mounted and whose inside is decompressed. It can prevent effectively entering the inside of a container. Therefore, it is possible to effectively prevent noise caused by electromagnetic waves and magnetism in the superconducting element in the decompression vessel.
一実施形態の冷却装置は、上記圧縮機または膨張器の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、上記冷却ファンを駆動するモータを覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなるモータシールドとを備えるので、上記冷却ファンによって上記圧縮機および膨張器を冷却することにより、冷却装置の冷凍性能を安定にして、上記超伝導素子を所定温度に安定して冷凍できる。したがって、上記超伝導素子の性能を安定にできて、この超伝導素子のノイズを防止できる。また、上記モータシールドによって、上記冷却ファンを駆動するモータからの電磁波および磁気が外部に漏れることを防止でき、その結果、上記超伝導素子に電磁波および磁気が及ぶことを防止できて、上記超伝導素子のノイズを防止できる。 A cooling device according to an embodiment includes a cooling fan that cools at least one of the compressor or the expander, a motor that drives the cooling fan, and a motor shield that includes an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material. By cooling the compressor and the expander with the cooling fan, the refrigeration performance of the cooling device can be stabilized and the superconducting element can be stably frozen at a predetermined temperature. Therefore, the performance of the superconducting element can be stabilized and noise of the superconducting element can be prevented. Further, the motor shield can prevent electromagnetic waves and magnetism from the motor driving the cooling fan from leaking to the outside, and as a result, the electromagnetic waves and magnetism can be prevented from reaching the superconducting element. The noise of the element can be prevented.
一実施形態の冷却装置は、上記素子搭載部および超伝導素子の上方と側方を覆う筒部と、上記素子搭載部および超伝導素子の下方に位置すると共に上記筒部の下端近傍を閉鎖する蓋部と、上記筒部と蓋部との間に形成され、上記超伝導素子に接続された信号線が取り出される信号線取り出し部とを有すると共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる素子ケーシングを備えるので、この素子ケーシング内に、電磁波および磁気が侵入することを防止できる。したがって、上記超伝導素子について、電磁波および磁気によるノイズの発生を効果的に防止できる。 The cooling device of one embodiment is located below the element mounting part and the superconducting element, and closes the vicinity of the lower end of the cylindrical part, covering the upper part and the side of the element mounting part and the superconducting element. An element casing formed of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, having a lid, and a signal line extraction portion that is formed between the cylindrical portion and the lid and from which a signal line connected to the superconducting element is extracted. Therefore, electromagnetic waves and magnetism can be prevented from entering the element casing. Therefore, generation of noise due to electromagnetic waves and magnetism can be effectively prevented for the superconducting element.
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1は、本発明の第1実施形態の冷却装置を示す概略断面図である。この冷却装置1は、冷媒としてのヘリウムガスを圧縮する圧縮機3と、この圧縮機3で圧縮されたヘリウムガスを膨張する膨張器5と、この膨張器5に接続された素子搭載部9とを有する。この素子搭載部9に、超伝導素子としてのSQUID(Superconducting Quantum Interference Device)を搭載している。上記圧縮機3は、冷媒の吐出および吸入を行う吐出・吸入口を備え、この吐出・吸入口に、接続管13の一端を接続している。この接続管13の他端は、上記膨張器5の一端に接続している。この膨張器5の一端は、動作時に昇温する発熱部になっており、この発熱部の熱を膨張器5の外部に排出するための放熱板14が設けられている。上記膨張器5の他端は、動作時に降温する冷却部7になっており、この冷却部7に上記素子搭載部9を接続している。上記圧縮機3に関して膨張器5を配置した側と反対側に、上記圧縮機3に電力を供給する電源11を配置している。上記圧縮機3、接続管13、放熱板14および電源11を、ケーシング23内に収容している。このケーシング23に冷却ファン16および駆動モータ18を設け、この駆動モータ18で冷却ファン16を駆動して、上記ケーシング23内に送風して、このケーシング23内を冷却するようにしている。一方、上記膨張器5、素子搭載部9およびSQUIDを、内部が減圧される真空容器25内に収容している。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cooling device according to a first embodiment of the present invention. The cooling device 1 includes a
上記圧縮機3は、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケース31と磁気遮蔽材としての磁気遮蔽ケース32とからなる機器シールド33で覆われている。また、上記膨張器5の上記放熱板14を設けた部分以外の部分は、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケース51と磁気遮蔽材としての磁気遮蔽ケース52とからなる機器シールド53で覆われている。また、上記放熱板14は、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケース141と磁気遮蔽材としての磁気遮蔽ケース142とからなる放熱板シールド143で覆われている。なお、この放熱板シールド143は、上記放熱板14と共に膨張器5の一端を覆っており、機器シールドとして機能する。上記電源11は、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケース111に覆われている。
The
上記各電磁遮蔽ケースは、パーマロイおよびミューメタルなどの高透磁率材料で形成されており、上記各電磁遮蔽ケースは、高純度のアルミニウム、アルミ合金、高純度の銅および銅合金(例えば真鍮)などの高電気伝導度を有する材料で形成されている。なお、図1は、本実施形態の冷却装置を模式的に示したものであり、電磁遮蔽ケースと磁気遮蔽ケースは密着して形成してもよく、また、互いに隙間をなして形成してもよい。 Each electromagnetic shielding case is made of a high permeability material such as permalloy and mu metal, and each electromagnetic shielding case is made of high-purity aluminum, aluminum alloy, high-purity copper and copper alloy (for example, brass), etc. It is made of a material having high electrical conductivity. FIG. 1 schematically shows the cooling device of the present embodiment. The electromagnetic shielding case and the magnetic shielding case may be formed in close contact with each other, or may be formed with a gap therebetween. Good.
上記構成の冷却装置1を動作すると、上記電源11から圧縮機3に電力が供給され、この圧縮機3内のモータで駆動された圧縮部によって、ヘリウムガスのパルス状の圧力変動が生成される。このパルス状の圧力変動をなすヘリウムガスが、上記接続管13を介して膨張器5に供給されて、この膨張器5の一端が昇温すると共に他端が降温する。そして、上記膨張器5の他端に接続された素子搭載部9に冷熱が蓄積されて、この素子搭載部9に搭載されたSQUIDが極低温に冷却される。
When the cooling device 1 having the above-described configuration is operated, electric power is supplied from the
上記冷却装置1が動作する際、上記電源11および圧縮機3のモータから電磁波が生じる。しかしながら、上記電源11を電磁遮蔽ケース111で覆うと共に、上記圧縮機3を機器シールド33で覆っているので、上記電源および圧縮機3から電磁波が外部に漏れ出ることが防止される。したがって、上記電源11および圧縮機3からの電磁波が、SQUIDに及ぶことが効果的に防止される。その結果、上記SQUIDの出力信号にノイズが生じることを、効果的に防止できる。
When the cooling device 1 operates, electromagnetic waves are generated from the
また、上記圧縮機3で生成された電磁波が、接続管を介して膨張器5に伝達した場合であっても、上記膨張器5の発熱部の放熱板14を放熱板シールド143で覆っていると共に、上記膨張器5を機器シールド53で覆っているので、上記膨張器5から電磁波が外部に漏れ出ることが防止される。したがって、上記膨張器5からの電磁波が、SQUIDに及ぶことが効果的に防止される。その結果、上記SQUIDの出力信号にノイズが生じることを、効果的に防止できる。
Further, even when the electromagnetic wave generated by the
また、上記圧縮機3のモータにより磁界が生成され、この圧縮機3の駆動時には、上記モータの磁界強度が変動する。しかしながら、上記圧縮機3を機器シールド33で覆っているので、上記圧縮機3の磁気が外部に漏れ出ることが防止される。したがって、上記圧縮機3の磁気が、SQUIDに及ぶことが効果的に防止される。その結果、上記SQUIDの出力信号にノイズが生じることを効果的に防止できる。また、上記圧縮機3から磁気が接続管13を介して膨張器5に伝達した場合であっても、上記膨張器5の発熱部の放熱板14を放熱板シールド143で覆っていると共に、上記膨張器5を機器シールド53で覆っているので、上記膨張器5から磁気が外部に漏れ出ることが防止される。したがって、上記膨張器5からの磁気が、SQUIDに及ぶことが効果的に防止される。その結果、上記SQUIDの出力信号にノイズが生じることを、効果的に防止できる。
Further, a magnetic field is generated by the motor of the
また、上記圧縮機3、電源11および膨張器5の一端は、冷却装置の動作に伴って発熱する。しかしながら、これらを収容するケーシング23は、冷却ファン16によって外部から送風されているので、上記圧縮機3、電源11および膨張器5の発熱部に生じた熱は、図示しない排気口を介して冷却装置1の外部に放出される。したがって、上記圧縮機3、電源11および膨張器5は、異常高温に達することが防止されて、冷却装置の冷凍能力が安定して保持される。その結果、上記SQUIDは、所定温度に安定して冷却されて性能が安定するので、このSQUIDの出力信号にノイズが生じることを効果的に防止できる。
Further, one end of the
なお、上記冷却ファン16は、上記圧縮機3、膨張器5、電源11または放熱板14のいずれかを冷却するものであってもよい。
The cooling
また、上記機器シールド33,53は、圧縮機3および膨張器5のいずれか一方のみに設けてもよい。また、上記放熱板シールド143は、設けなくてもよい。
Further, the device shields 33 and 53 may be provided in only one of the
また、上記電源11は、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケース111のみを設けたが、磁気遮蔽材を更に設けてもよい。
Further, the
図2(a)は、上記圧縮機3を覆う機器シールド33および放熱板14を覆う放熱板シールド143の変形例を示した概略正面図である。図2(b)は、上記圧縮機3の機器シールド33のみを示した概略側面図である。上記機器シールド33および放熱板シールド143には、いずれも、複数の通気孔20,21が設けられている。上記通気孔20,21は、機器シールド33および放熱板シールド143の略全面に、略均一な密度に形成されている。この機器シールド33および放熱板シールド143は、上記通気孔20,21を空気が通過するので、上記機器シールド33内の圧縮機3の放熱効率が向上し、また、上記放熱板シールド143内の放熱板14の放熱効率が向上する。したがって、冷却装置1の動作中に、上記圧縮機3および膨張器5が異常高温になることを効果的に防止できて、冷却装置1の冷却能力を効果的に安定化できる。
FIG. 2A is a schematic front view showing a modification of the
図3(a),(b)は、上記圧縮機3と膨張器5とを接続する接続管13の変形例を示す断面図である。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing modifications of the connecting
図3(a)に示す接続管131は、磁気遮蔽材としての高透磁率材料からなり、防磁接続管を形成している。すなわち、圧縮機3から、吐出・吸入口を経て接続管131内に磁気が伝達しても、この接続管131は高透磁率材料からなるので、上記伝達した磁気が外部に殆ど漏れない。したがって、上記圧縮機3からの磁気が、SQUIDに及ぶことが効果的に防止される。その結果、上記SQUIDの出力信号にノイズが生じることを、効果的に防止できる。
The connecting
図3(b)に示す接続管133は、図3(a)と同様の高透磁率材料からなる防磁接続管131の表面に、電磁遮蔽材としての高電気伝導度材料からなる電磁シールド132を設けている。この接続管133は、上記防磁接続管131によって磁気の外部への漏洩を防止できると共に、上記電磁シールド132によって電磁波の外部への漏洩を防止できる。したがって、上記圧縮機3からの磁気および電磁波が、この圧縮機3の吐出・吸入口を経てSQUIDに及ぶことが、効果的に防止できる。その結果、上記SQUIDの出力信号にノイズが生じることを、効果的に防止できる。
The
図3(b)の接続管133は、防磁接続管131と磁気シールド132とで形成することにより、磁気と電磁波の漏洩を防止したが、図1の接続管13の表面に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材とからなる接続管シールドを設けて電磁波と磁気の漏洩を防止してもよい。
The
図4は、第2実施形態の冷却装置を示す概略断面図である。この冷却装置は、電源11を、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケース111と、磁気遮蔽材としての磁気遮蔽ケース112とからなる電源シールド113で覆うと共に、この電源シールド113をケーシング23に熱的に接続している。第2実施形態において、第1実施形態と同一の構成部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the cooling device of the second embodiment. In this cooling device, the
第2実施形態の冷却装置は、電源11を電源シールド113で覆ったので、上記電源11で生じる電磁波と磁気が、上記電源シールド113の外部に漏洩することを効果的に防止できる。したがって、上記電源11からの電磁波および磁気がSQUIDに達することが防止されて、上記SQUIDの出力にノイズが生じることを、効果的に防止できる。
In the cooling device of the second embodiment, since the
また、上記電源シールド113は、ケーシング23に熱的に接続されているので、上記電源11で生じた熱を、上記電源シールド113を介してケーシング23に効率良く伝達して、このケーシング23の外側に効率良く放出できる。したがって、上記電源11が異常高温になることが防止されて、この冷却装置の性能が安定する。したがって、上記SQUIDを、所定温度に安定して冷却して性能を安定にできて、出力ノイズの低減を行なうことができる。
Further, since the
図5は、第3実施形態の冷却装置を示す概略断面図である。この冷却装置は、圧縮機3、接続管13、放熱板14および電源11を収容するケーシング232を、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケーシング231と、磁気遮蔽材としての磁気遮蔽ケーシング232とで形成している。第3実施形態において、第1実施形態と同一の構成部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the cooling device of the third embodiment. In this cooling device, a
第3実施形態の冷却装置は、ケーシング232を、電磁遮蔽ケーシング231と磁気遮蔽ケーシング232とで形成したので、圧縮機3および電源11で生じる電磁波および磁気が、ケーシング232の外側に漏洩することを効果的に防止できる。したがって、上記ケーシング232の外側に位置するSQUIDに、上記圧縮機3および電源11からの電磁波および磁気が達することが、効果的に防止される。その結果、上記SQUIDの検出信号にノイズが生じることを、効果的に防止できる。
In the cooling device of the third embodiment, the
上記実施形態において、上記ケーシング232は、上記電源11または電源11を収容するケーシングに、熱的に接続されていてもよい。
In the embodiment, the
図6は、第4実施形態の冷却装置を示す概略断面図である。この冷却装置は、圧縮機3、接続管13、放熱板14および電源11を収容するケーシング23に設けた冷却ファン16の駆動モータ18を、磁気遮蔽材からなるモータシールド181で覆っている。第4実施形態において、第1実施形態と同一の構成部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the cooling device of the fourth embodiment. In this cooling device, a driving
第4実施形態の冷却装置は、冷却ファン16の駆動モータ18を、磁気遮蔽材からなるモータシールド181で覆ったので、上記駆動モータ18の磁気が外部に漏れることが防止される。したがって、上記駆動モータ18からSQUIDに磁気が及ぶことが防止され、その結果、上記SQUIDの検出信号にノイズが生じる不都合を、効果的に防止できる。
In the cooling device of the fourth embodiment, the
なお、上記モータシールド181は、磁気遮蔽材に換えて電磁遮蔽材で形成してもよく、また、磁気遮蔽材と電磁遮蔽材とで形成してもよい。これにより、上記駆動モータ18からの電磁波についても、上記SQUIDへの到達量を低減できて、上記SQUIDの出力信号のノイズを低減できる。
The
図7は、第5実施形態の冷却装置を示す概略断面図である。この冷却装置は、膨張器5の発熱部以外の部分と、素子搭載部9およびSQUIDを収容すると共に内部が減圧される真空容器253を、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材とで形成している。第5実施形態において、第1実施形態と同一の構成部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the cooling device of the fifth embodiment. In this cooling device, a portion other than the heat generating portion of the
第5実施形態の冷却装置は、上記真空容器253を、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材とで形成しているので、電磁波および磁気が真空容器253内に侵入することを効果的に防止できる。したがって、上記真空容器253内のSQUIDに電磁波および磁気が及ぶことを効果的に防止できて、上記SQUIDのノイズを効果的に低減できる。 In the cooling device of the fifth embodiment, since the vacuum vessel 253 is formed of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material, electromagnetic waves and magnetism can be effectively prevented from entering the vacuum vessel 253. Therefore, electromagnetic waves and magnetism can be effectively prevented from reaching the SQUID in the vacuum vessel 253, and the noise of the SQUID can be effectively reduced.
図8は、第6実施形態の冷却装置を示す概略断面図である。この冷却装置は、素子搭載部9とこの素子搭載部9に搭載されたSQUIDとを、電磁遮蔽材と時期遮蔽材とからなる素子ケーシング26で覆っている。第6実施形態において、第1実施形態と同一の構成部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the cooling device of the sixth embodiment. In this cooling device, the
本実施形態の冷却装置が備える素子ケーシング26は、上記素子搭載部9およびSQUIDの上方と側方を覆う筒部27と、上記素子搭載部9およびSQUIDの下方に位置すると共に上記筒部27の下端近傍を閉鎖する蓋部28とを有する。この蓋部28は、上記筒部27よりも小径の円板部分と、この円板部分の縁に連なると共に下方に延びる袖状部分とからなる。上記筒部27の下端部分と、上記蓋部28の袖状部分との間の隙間により、上記SQUIDの信号線91を取り出す信号線取り出し部29を形成している。この信号線取り出し部29は、スリーブ状に形成しているので、この信号線取り出し部29を経由した外部からの電磁波および磁気の侵入が生じ難い。また、上記素子ケーシング26の筒部27と蓋部28を、電磁遮蔽材および時期遮蔽材で形成したので、この素子ケーシング26への電磁波および磁気の侵入を防止できる。したがって、この素子ケーシング26中のSQUIDに電磁波および磁気が及ぶことが効果的に防止でき、その結果、上記SQUIDの出力信号のノイズを効果的に低減できる。
The
上記実施形態において、上記信号線取り出し部29は、上記筒部27の下端と上記蓋部28の下端との間に、周方向全体に亘って形成された隙間であってもよく、また、周方向の一部に形成された隙間であってもよい。
In the above-described embodiment, the signal
図9(a)は、上記圧縮機3を覆う機器シールド33の更なる変形例を示した概略正面図である。この機器シールド33は、概略筒状をなす上記機器シールド33の側面において、軸方向の両端部分に通気孔20を設ける一方、軸方向の中央部分近傍には通気孔20を設けていない。また、上記機器シールド33の両端面には通気孔20を設けていない。図9(b)は、この機器シールド33内に収納される圧縮機3に生成される磁力線を模式的に示した正面図である。略円筒形状を有する上記圧縮機3において、磁力線が、図9(b)の矢印Aで示すように、側面の軸方向中央から径方向に向って出射すると共に、両端面に軸方向に向って入射している。そこで、上記機器シールド33の軸方向の両端部分のみに通気孔20を設けている。つまり、上記機器シールド33の側面の中央部分近傍と両端面とには通気孔20を設けないで、磁力線の通過を確実に低減して、上記磁力線の上記機器シールド33からの漏れを効果的に防止している。また、磁力線が通過しない部分には通気孔20を設けて、上記圧縮機3の放熱を効果的に行なうようにしている。したがって、上記圧縮機3の磁気の漏れの防止と、冷却とを有効に両立できて、SQUIDへの磁気の影響を低減すると共に、SQUIDの冷却温度を安定にできる。その結果、上記SQUIDの出力信号のノイズを、効果的に低減できる。
FIG. 9A is a schematic front view showing a further modification of the
上記機器シールド33には、側面において軸方向の両端部分に通気孔20を設けたが、上記通気孔20を設ける部分は、機器シールドが収容する圧縮機に生成される磁力線において、適宜変更することができる。すなわち、機器シールドにおいて、圧縮機によって生成される磁力線が殆ど通過しない部分に、通気孔を設ければよい。
The
また、上記機器シールド33には、圧縮機3の磁力線が通過する部分には通気孔20を設けなかったが、他の部分に設ける通気孔よりも径が小さい通気孔を設けてもよい。
Moreover, although the
また、上記機器シールド33を形成する電磁遮蔽ケース31と磁気遮蔽ケース32とは、互いに隙間をおいて形成しても良く、あるいは、互いに密着して形成してもよい。上記機器シールド33の放熱効率を向上するためには、互いに密着して形成するのが好ましい。
Further, the
図10は、上記機器シールド33を示す概略断面図である。図10に示すように、圧縮機3の端面と、機器シールド30の内側面との間に、隙間34を設けている。この隙間34に、上記圧縮機3の端面から側面に渡って、空気が通過できるようにしている。これにより、上記機器シールド30の圧縮機3の端面に対向する部分に通気孔20を設けなくても、上記圧縮機3の端面に生成された熱が、上記隙間34を介して、上記機器シールド30の側面の通気孔20から効率良く排出される。その結果、上記機器シールドの磁気漏洩防止機能を保ちつつ、上記圧縮機3を効率良く冷却できる。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the
上記各実施形態において、圧縮機3は、吐出・吸入口を介して冷媒を吐出および吸入するものであるが、吐出口と吸入口を別個に設けたものでもよい。この場合、吐出口に吐出配管を接続すると共に、吸入口に吸入配管を接続して、各々の配管に防磁接続管を用いればよい。また、上記防磁接続管に電磁シールドを設けてもよい。
In each of the above-described embodiments, the
上記各実施形態において、電磁遮蔽材としての電磁遮蔽ケース31,51,141,111を用いたが、電磁遮蔽材は、電磁遮蔽作用を奏するものであればケースに限られず、例えば薄膜や繊維などの他の形態を有するものを用いてもよい。また、磁気遮蔽材についても、ケースに限られず、磁気遮蔽作用を奏するものであれば、例えば薄膜や繊維などの他の形態を有するものを用いてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態の冷却装置は、パルス管冷凍機を用いて形成したが、スターリング冷凍機、GM(ギフォード・マクマフォン)冷凍機等の他の冷凍機を用いることもできる。要は、超伝導素子を、この超伝導素子の動作温度に冷却する冷却装置を構成できれば、冷却方式は限られない。 Although the cooling device of each said embodiment was formed using the pulse tube refrigerator, other refrigerators, such as a Stirling refrigerator and GM (Gifford McMahon) refrigerator, can also be used. In short, the cooling method is not limited as long as a cooling device that cools the superconducting element to the operating temperature of the superconducting element can be configured.
また、上記各実施形態の冷却装置は、超伝導素子としてのSQUIDを冷却するものであるが、他の超伝導素子を冷却するものであってもよい。 Moreover, although the cooling device of each said embodiment cools SQUID as a superconducting element, it may cool another superconducting element.
1 冷却装置
3 圧縮機
5 膨張器
7 冷却部
9 素子搭載部
11 電源
13 接続管
14 放熱板
16 冷却ファン
18 駆動モータ
23 ケーシング
25 減圧容器
31 電磁遮蔽ケース
32 磁気遮蔽ケース
33 機器シールド
51 電磁遮蔽ケース
52 磁気遮蔽ケース
53 機器シールド
111 電磁遮蔽ケース
141 電磁遮蔽ケース
142 磁気遮蔽ケース
143 放熱板シールド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
上記冷媒を膨張させる膨張器(5)と、
上記膨張器(5)に接続されると共に超伝導素子が搭載される素子搭載部(9)と、
上記圧縮機(3)または膨張器(5)の少なくとも一方を覆うと共に、電磁遮蔽材(31,51,141)と磁気遮蔽材(32,52,142)からなる機器シールド(33,53,143)とを備えることを特徴とする冷却装置。 A compressor (3) for compressing the refrigerant;
An expander (5) for expanding the refrigerant;
An element mounting portion (9) connected to the expander (5) and mounted with a superconducting element;
A device shield (33, 53, 143) that covers at least one of the compressor (3) or the expander (5) and is composed of an electromagnetic shielding material (31, 51, 141) and a magnetic shielding material (32, 52, 142). And a cooling device.
上記機器シールド(33,143)は、通気孔(20,21)を有することを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein
The said apparatus shield (33,143) has a vent hole (20,21), The cooling device characterized by the above-mentioned.
上記圧縮機(3)と膨張器(5)を接続すると共に、磁気遮蔽材からなる防磁接続管(131)を備えることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1 or 2,
A cooling device characterized in that the compressor (3) and the expander (5) are connected and a magnetic-shielding connecting pipe (131) made of a magnetic shielding material is provided.
上記防磁接続管(131)は、電磁遮蔽材からなる電磁シールド(132)で覆われていることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 3, wherein
The said magnetic-shielding connection pipe | tube (131) is covered with the electromagnetic shield (132) which consists of electromagnetic shielding materials, The cooling device characterized by the above-mentioned.
上記圧縮機(3)と膨張器(5)を接続する接続管(13)と、
上記接続管(13)を覆うと共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる接続管シールドとを備えることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1 or 2,
A connecting pipe (13) connecting the compressor (3) and the expander (5);
A cooling device comprising a connecting pipe shield made of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material while covering the connecting pipe (13).
上記圧縮機に電力を供給する電源(11)と、
上記電源(11)を覆うと共に、電磁遮蔽材(111)と磁気遮蔽材(112)からなる電源シールド(113)と
を備えることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 5,
A power supply (11) for supplying power to the compressor;
A cooling device comprising a power shield (113) made of an electromagnetic shielding material (111) and a magnetic shielding material (112) while covering the power source (11).
上記電源シールド(113)は、上記圧縮機(3)、膨張器(5)および電源(11)を収容するケーシング(23)に、熱的に接続されていることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 6, wherein
The cooling device, wherein the power shield (113) is thermally connected to a casing (23) that houses the compressor (3), the expander (5), and the power source (11).
上記圧縮機(3)、膨張器(5)および電源(11)を収容するケーシングを、電磁遮蔽材(231)と磁気遮蔽材(232)で形成したことを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 7,
The cooling apparatus characterized by forming the casing which accommodates the said compressor (3), an expander (5), and a power supply (11) with the electromagnetic shielding material (231) and the magnetic shielding material (232).
電磁遮蔽材(251)と磁気遮蔽材(252)からなり、上記超伝導素子および素子搭載部(9)の周りを覆うと共に内部が減圧される真空容器を備えることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 8,
A cooling device comprising a vacuum vessel comprising an electromagnetic shielding material (251) and a magnetic shielding material (252) and covering the periphery of the superconducting element and the element mounting portion (9) and the inside of which is decompressed.
上記圧縮機(3)または膨張器(5)の少なくとも一方を冷却する冷却ファン(16)と、
上記冷却ファン(16)を駆動するモータ(18)を覆うと共に、磁気遮蔽材からなるモータシールド(181)と
を備えることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 9,
A cooling fan (16) for cooling at least one of the compressor (3) or the expander (5);
A cooling device comprising: a motor shield (181) made of a magnetic shielding material while covering a motor (18) for driving the cooling fan (16).
上記素子搭載部(9)および超伝導素子の上方と側方を覆う筒部(27)と、上記素子搭載部(9)および超伝導素子の下方に位置すると共に上記筒部(27)の下端近傍を閉鎖する蓋部(28)と、上記筒部(27)と蓋部(28)との間に形成され、上記超伝導素子に接続された信号線(91)が取り出される信号線取り出し部(29)とを有すると共に、電磁遮蔽材と磁気遮蔽材からなる素子ケーシング(26)を備えることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 10,
A cylinder part (27) covering the upper and sides of the element mounting part (9) and the superconducting element, and a lower end of the cylinder part (27) located below the element mounting part (9) and the superconducting element A lid portion (28) that closes the vicinity, and a signal line extraction portion that is formed between the cylindrical portion (27) and the lid portion (28) and from which the signal line (91) connected to the superconducting element is extracted. (29) and an element casing (26) made of an electromagnetic shielding material and a magnetic shielding material.
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