JP2009246232A - 冷却装置及び超電導装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒を沸点状態からサブクール状態へと初期冷却する時間を簡便に短縮できると共に、冷媒に対する熱負荷の増大を防止できること。
【解決手段】冷媒１１を貯溜する冷媒容器１２と、この冷媒容器を取り囲む断熱容器１３と、冷媒容器内へ冷媒を注入する注入配管１４と、冷媒容器内で蒸発した冷媒の蒸発ガス２３を大気圧中に排出する排出配管１５と、前記冷媒とは異なる気体２４を冷媒容器内へ加圧して供給すると共に、供給口２２が当該冷媒容器内の冷媒の液面Ｓよりも上方に位置づけられた加圧配管１６とを有するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷媒を用いて機器を冷却する冷却装置、及びこの冷却装置により冷却される超電導機器を備えた超電導装置に関する。

超電導は、抵抗ゼロで大電流を流せるという特長を有するため、電流応用、産業応用などさまざまな応用に向けた開発が進められている。１９８６年に高温超電導の出現以来、液体窒素温度である７７．４Ｋでの実用化が期待されている。確かに変圧器、電力用ケーブルおよび限流器など一部の超電導応用では、液体窒素温度での超電導機器が試験的に実証されている。

超電導コイルまたは超電導素子等の超電導機器を冷媒中に浸漬して冷却する冷却装置を備えた従来の超電導装置が、例えば図１０に示される。超電導コイル３あるいは超電導素子等の超電導機器は、冷媒容器１内で、液体窒素などの冷媒２中に浸漬されて冷却される。冷媒容器１は、室温に置かれた断熱容器５内に、真空などの断熱空間４を介して配置される。冷媒容器１には、冷媒の注入配管７と排出配管８が設置されている。排出配管８にはバルブが通常具備される。また、超電導コイル３を常温側に設置された電源あるいは電力系統と接続するために、電流リード６が用意される。

超電導は、抵抗ゼロで大電流を流せるという特長があっても、上述の超電導装置において、冷媒２に入熱される熱負荷が完全にゼロになるわけではない。まず、電流リード６を始めとして、その他の構造体により室温からの熱伝導による熱侵入がある。室温に置かれる断熱容器５からの輻射による熱侵入もある。また、超電導といえども、交流通電に対しては交流損失が生ずる。さらには直流であっても、高温超電導体の場合にはその負荷率（運転電流値／臨界電流値）によっては、いわゆる磁束フロー損失を生ずる。これらの熱負荷による冷媒２の蒸発を防ぐために、一般には図１１の超電導装置に示すように、冷凍機９を具備した冷却装置を用いて、熱負荷を補償する必要がある。

冷凍機９を具備することで、冷媒２の保持温度を、その沸点にとどめておく必要が無くなる。例えば、液体窒素の沸点は７７．４Ｋであるが、圧力を大気圧付近に保ったままで、液体窒素の沸点よりも低い温度である７０Ｋ付近あるいは７０Ｋ以下にした冷媒、すなわちサブクール状態の冷媒の保持が可能となる。冷媒２をサブクール状態とすることで、沸点の状態よりも超電導特性や耐電圧特性が向上する利点がある。また、何らかの理由で気泡が生じたときに、サブクール状態では、気泡が瞬時に消滅するメリットもある。

冷媒容器１に冷媒２を貯液し、この冷媒２を沸点の状態からサブクール状態まで初期冷却するには、冷凍機９を運転することが一般的かつ簡便な方法である。冷凍機９が、冷媒２から顕熱を奪うことで、冷媒２はサブクール状態へと冷却される。

また、特許文献１には、コンピュータの冷却モジュールと熱交換器との間に低沸点冷媒を循環させて、上記冷却モジュールを冷却するコンピュータの冷却システムにおいて、熱交換器から冷却モジュールに至る配管途中に、低沸点冷媒を一時蓄える冷媒貯槽が設けられ、この冷媒貯槽内の低沸点冷媒中に不活性ガスを吹き込むことにより低沸点冷媒の気化を促進させ、その気化熱によって低沸点冷媒を再冷却した後に、この低沸点冷媒を冷却モジュールへ供給するものが提案されている。
特開平７−１１５１５４号公報

しかしながら、図１１に示すような超電導装置の冷却装置には、次のような課題がある。初期の貯液された状態からサブクール状態にするまでの所要時間が長いことである。冷凍機９は、定常状態を保持するのに充分な冷凍能力を有するが、この冷凍能力は冷媒２から顕熱を短時間で奪うには充分でない。例えば、冷媒２として液体窒素を想定し、仮に量を考えやすい単位として１００リットルする。これを沸点である７７．４Ｋから１０Ｋだけ冷却するのに必要な熱量は、液体の平均顕熱を５ｋＪ／ｌｉｔｅｒ．Ｋとして、５０００ｋＪになる。通常の熱負荷補償に見合う程度として２００Ｗクラスの冷凍機９が搭載されている場合、５０００ｋＪを冷却するための冷却時間は約７時間である。実際には、冷凍機９の能力を全て冷媒２の顕熱除去に使うことはできないので、この時間はもっと長くなる。このような、冷媒２をサブクール状態に冷却する初期冷却時間を短くするためには、冷凍機９の冷却能力を増加するなどの高価または複雑な対応が要求される。

また、特許文献１に記載の冷却システムでは、冷媒貯槽内で気泡生成ノズルを低沸点冷媒中に侵入することで、不活性ガスと低沸点冷媒とが触れ易くなり、気化熱による低沸点冷媒の冷却効果が高まる。しかしながら、気泡生成ノズルから冷媒中へ熱が侵入し、この侵入した熱が冷媒に対して熱負荷となってしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、冷媒を沸点状態からサブクール状態へと初期冷却する時間を簡便に短縮できると共に、冷媒に対する熱負荷の増大を防止できる冷却装置、及びこの冷却装置により冷却される超電導機器を備えた超電導装置を提供することにある。

本発明に係る冷却装置は、低温液体である冷媒を貯溜する冷媒容器と、この冷媒容器を取り囲む断熱容器と、前記冷媒容器内へ前記冷媒を注入する注入配管と、前記冷媒容器内で蒸発した前記冷媒の蒸発ガスを大気圧中に排出する排出配管と、前記冷媒とは異なる気体を前記冷媒容器内へ加圧して供給すると共に、供給口が当該冷媒容器内の前記冷媒の液面よりも上方に位置づけられた加圧配管とを有することを特徴とするものである。

本発明に係る超電導装置は、超電導機器が被冷却体として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の冷却装置における冷媒容器内の冷媒中に浸漬して冷却されることを特徴とするものである。

本発明に係る冷却装置及び超電導装置によれば、加圧配管から供給される気体が冷媒容器内の冷媒を加圧して、その蒸気圧を低下させるので、この冷媒は沸点が低下して蒸発し易くなり、その蒸発潜熱により当該冷媒の温度が低下する。これにより、冷媒を沸点状態からサブクール状態へと冷却する初期冷却を簡便に短時間に実施できる。また、加圧配管の供給口が冷媒容器内の冷媒の液面よりも上方に位置づけられたので、加圧配管から冷媒への熱侵入がなく、冷媒に対する熱負荷の増大を防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１の実施の形態（図１）
図１は、本発明に係る冷却装置の第１の実施の形態を示す概略構成図である。

この図１に示す冷却装置１０は、例えば超電導コイルや超電導素子などの超電導機器を冷媒１１中に浸漬して冷却するものであり、冷媒容器１２、断熱容器１３、注入配管１４、排出配管１５及び加圧配管１６を有して構成される。

冷媒容器１２は、低温液体である冷媒１１を貯溜するものである。この冷媒容器１２は、室温に設置された断熱容器１３に取り囲まれて配置され、この断熱容器１３と冷媒容器１２との間に真空状態の断熱空間１７が介在される。また、冷媒容器１２内に貯溜される冷媒１１を構成する物質Ａは、例えば液体窒素が好ましい。

注入配管１４は、冷媒容器１２内へ冷媒１１を注入するものである。この注入配管１４から冷媒容器１２内へ冷媒１１を注入する注入口１８は、冷媒容器１２の底部付近に位置づけられて、通常、冷媒容器１２内の冷媒１１中に位置する。

排出配管１５は、冷媒容器１２内で蒸発した冷媒１１の蒸発ガス２３を大気圧中へ排出するものであり、バルブ１９を備える。このバルブ１９は、冷媒１１を沸点状態からサブクール状態（冷媒が飽和温度よりも低く冷却されている状態）まで冷却するときには開操作されて、排出配管１５は大気開放状態となる。また、この排出配管１５は、冷媒容器１２内の冷媒１１の蒸発ガス２３を取り込むガス取込口２０が、冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓよりも上方に位置づけられる。

加圧配管１６はバルブ２１を備え、供給口２２が冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓよりも上方に位置づけられる。バルブ２１の開操作により、冷媒１５とは異なる気体２４が加圧配管１６の供給口２２から冷媒容器１２内へ供給される。この気体２４を構成する物質Ｂは、例えば冷媒１１の物質Ａが液体窒素の場合には、ヘリウム、水素またはネオンのいずれか１つであるが、これらの物質Ｂを組み合わせて気体２４を構成してもよい。

気体２４が加圧配管１６から冷媒容器１２内へ供給されることにより、この気体２４が冷媒容器１２内で拡散して冷媒容器１２内の冷媒１１を加圧し、この冷媒１１（物質Ａ）の液面Ｓ付近の分圧（蒸気圧）を低下させる。この蒸気圧の低下は、加圧配管１６から冷媒容器１２内へ気体２４が供給されても、大気開放された排出配管１５が存在することで、冷媒容器１２内がほぼ大気圧に保持されることが前提となっている。

冷媒１１（物質Ａ）の液面Ｓ付近の分圧（蒸気圧）が気体２４の供給により低下することで、冷媒１１（物質Ａ）は沸点が低下して蒸発し易くなる。この結果、冷媒１１から蒸発潜熱が奪われることで、この冷媒１１の温度が低下し、冷媒１１は、沸点状態からサブクール状態へと短時間に初期冷却されることになる。尚、冷媒１１から蒸発した蒸発ガス２３は、前述のごとく、排出配管１５のガス取込口２０から取り込まれて大気圧中へ排出される。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）および（２）を奏する。

（１）加圧配管１６から冷媒容器１２内へ供給される気体２４が冷媒容器１２内の冷媒１１を加圧して、その冷媒１１（物質Ａ）の分圧（蒸気圧）を低下させるので、この冷媒１１（物質Ａ）は沸点が低下して蒸発し易くなり、その蒸発潜熱により当該冷媒１１の温度が低下する。これにより、冷媒１１を沸点状態からサブクール状態へと冷却する初期冷却を簡便に、冷凍機などの冷却手段を用いる場合に比べて短時間に実施することができる。

（２）加圧配管１６の供給口２２が、冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓよりも上方に位置づけられたので、この加圧配管１６から冷媒１１への熱侵入がなく、冷媒容器１２内の冷媒１１に対する熱負荷の増大を防止できる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図２）
図２は、本発明に係る冷却装置の第２の実施の形態を示す概略構成図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分には同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の冷却装置３０が前記第１の実施の形態の冷却装置１０と異なる点は、排出配管１５のガス取込口２０と加圧配管１６の供給口２２の位置関係である。つまり、排出配管１５のガス取込口２０は、冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓ付近で、この液面Ｓよりも上方に位置づけられる。また、加圧配管１６の供給口２２は、排出配管１５のガス取込口２０よりも上方に位置づけられる。

これにより、冷媒容器１２内の冷媒１１から蒸発した蒸発ガス２３が排出配管１５から優先的に排出され、加圧配管１６から冷媒容器１２内へ供給された気体２４が排出配管１５から排出されることを抑制できるので、冷媒容器１２内において冷媒１１（物質Ａ）の分圧（蒸気圧）を一層低下させることができる。この結果、本実施の形態においては、冷媒容器１２内の冷媒１１を沸点状態からサブクール状態へと冷却する初期冷却を簡便に、且つ前記第１の実施の形態に比べより一層短時間に実施できる。

また、本実施の形態においても、加圧配管１６の供給口２２が冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓよりも上方に位置づけられることで、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する。

［Ｃ］第３の実施の形態（図３）
図３は、本発明に係る冷却装置の第３の実施の形態を示す概略構成図である。この第３の実施の形態において、第１及び第２の実施の形態と同様な部分には同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の冷却装置３５が前記第１及び第２の実施の形態の冷却装置１０及び３０と異なる点は、冷媒容器１２内において、排出配管１５のガス取込口２０と加圧配管１６の供給口２２との間にバッフル板３６が配置された点である。

このバッフル板３６は、冷媒容器１２内で蒸発した冷媒１１の蒸発ガス２３を積極的に収集して排出配管１５のガス取込口２０へ導き大気圧中へ排出すると共に、加圧配管１６の供給口２２から冷媒容器１２内へ供給された気体２４が排出配管１５のガス取込口２０に取り込まれて排出されることを抑制する。これにより、冷媒容器１２内において冷媒１１（物質Ａ）の分圧（蒸気圧）をより一層低下させることができるので、冷媒容器１２内の冷媒１１を沸点状態からサブクール状態へと冷却する初期冷却を簡便に、且つ第１及び第２の実施の形態に比べより一層短時間に実施できる。

また、本実施の形態においても、加圧配管１６の供給口２２が冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓよりも上方に位置づけられることで、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する。

［Ｄ］第４の実施の形態（図４）
図４は、本発明に係る冷却装置の第４の実施の形態を示す概略構成図である。この第４の実施の形態において、前記第１及び第２の実施の形態と同様な部分には同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の冷却装置４０が前記第１及び第２の実施の形態の冷却装置１０及び３０と異なる点は、冷媒容器１２内に、当該冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓを計測する液面計４１が設置され、この液面計４１からの計測値に基づき注入配管１４から冷媒容器１２内へ冷媒１１が注入可能に構成された点である。

つまり、冷媒容器１２内の冷媒１１が蒸発して蒸発ガス２３となり、この蒸発ガス２３が排出配管１５から排出されることで上述の冷媒１１の蒸発が維持されて、冷媒１１が蒸発潜熱によりサブクール状態まで冷却されるので、冷媒容器１２内の冷媒１１は減少し、その液面Ｓが低下する。本実施の形態では、この冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓを液面計４１が計測し、その計測値が制御装置４２へ出力される。また、注入配管１４には、冷媒１１を冷媒容器１２内へ供給するためのポンプ４３及びバルブ４４が配設されている。

制御装置４２は、液面計４１からの計測値に基づいて、冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓが所定値以下に低下したと判断したときに、バルブ４４を開操作し、ポンプ４３を起動させて、注入配管１４から冷媒容器１２内へ冷媒１１を注入して補充する。これにより、冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓを所定値に保持することができる。

その他、本実施の形態においても、排出配管１５のガス取込口２０が冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓ付近で、この液面Ｓよりも上方に位置し、且つ加圧配管１６の供給口２２が冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓよりも上方に位置づけられているので、前記第１及び第２の実施の形態と同様な効果を奏する。

［Ｅ］第５の実施の形態（図５、図６）
図５は、本発明に係る冷却装置の第５の実施の形態を示す概略構成図である。この第５の実施の形態において、前記第１及び第２の実施の形態と同様な部分には同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の冷却装置５０が前記第１及び第２の実施の形態の冷却装置１０及び３０と異なる点は、冷媒容器１２内の冷媒１１を冷却する冷凍機５１が冷却手段として設置された点である。

つまり、冷媒容器１２内の冷媒１１が沸点状態からサブクール状態まで冷却される初期冷却段階では、冷凍機５１が作動せず、排出配管１５のバルブ１９が開操作されて冷媒容器１２内の冷媒１１の蒸発ガス２３が排出配管１５を経て大気圧中へ排出されることにより、冷媒容器１２内の冷媒１１をサブクール状態へと初期冷却する。前記冷凍機５１は、上述の初期冷却段階の後に作動して、冷媒容器１２内の冷媒１１をサブクール状態の温度に保持する機能を果たす。

この冷凍機５１の作動時には、排出配管１５のバルブ１９が開操作を継続して排出配管１５が大気開放状態となっていてもよいが、バルブ１９が閉操作されて排出配管１５が大気に開放されず、冷媒容器１２内が密閉状態となっていてもよい。更に、この冷凍機５１の作動時で、排出配管１５が大気開放されていないときには、加圧配管１６のバルブ２１が閉操作されて、この加圧配管１６から冷媒容器１２内へ気体２４が供給されないことが好ましい。

従って、本実施の形態によれば、初期冷却段階においては前記第１及び第２の実施の形態と同様な効果を奏する他、初期冷却段階の経過後には、冷凍機５１の作動によって、冷媒容器１２内の冷媒１１の温度をサブクール状態の温度に好適に保持できる。

尚、図６に示すように、本実施の形態の構成に、第３の実施の形態（図３）のバッフル板３６と、第４の実施の形態（図４）の液面計４１、制御装置４２、ポンプ４３及びバルブ４４を追加した変形形態の冷却装置５２としてもよい。この冷却装置５２によれば、冷却装置５０の効果に加え、初期冷却段階における初期冷却を第３の実施の形態と同程度に短縮できると共に、冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓを良好に維持できる。

［Ｆ］第６の実施の形態（図７）
図７は、本発明に係る冷却装置の第６の実施の形態を示す概略構成図である。この第６の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分には同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の冷却装置５５が前記第１の実施の形態の冷却装置１０と異なる点は、排出配管１５の室温部分に減圧ポンプ５６が配設されて、排出配管１５のガス取込口２０が負圧に設定された点である。

つまり、排出配管１５に減圧ポンプ５６が設置されることで、排出配管１５内は、蒸発ガス２３の流れ方向において減圧ポンプ５６の上流側が大気圧よりも低い負圧となる。これにより、冷媒容器１２内で蒸発した冷媒１１の蒸発ガス２３は、排出配管１５のガス取込口２０に吸引され易くなり、排出配管１５により大気圧中へ排出され易くなる。この結果、冷媒容器１２内において冷媒１１（物質Ａ）の分圧（蒸気圧）をより一層低下させることができるので、冷媒容器１２内の冷媒１１を沸点状態からサブクール状態へと冷却する初期冷却を簡便に、且つ第１の実施の形態に比べより一層短時間に実施できる。

また、本実施の形態においても、加圧配管１６の供給口２２が冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓよりも上方に位置づけられることで、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏する。

［Ｇ］第７の実施の形態（図８）
図８は、本発明に係る超電導装置の一実施形態を示す概略構成図である。この第７の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分には同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の超電導装置６０は、第１の実施の形態の冷却装置１０における冷媒容器１２内の冷媒１１中に、超電導コイルまたは超電導素子などの超電導機器（図８では超電導コイル６１）が、被冷却体として浸漬して冷却されたものである。

図８に示す超電導装置６０は、超電導限流器の一部を示したものであり、超電導コイル６１に電流リード６２が接続されている。この超電導コイル６１は、電流リード６２を介して、常温側に設置された電源または電力系統に接続され、これらの電源などから電力が供給される。ここで、超電導限流器は、超電導状態ではインピーダンスが非常に小さいが常電導状態ではインピーダンスが非常に大きくなるという超電導体を限流器に利用して、電力系統の故障時における電流を所定値以下に抑制するものである。

従って、この超電導装置６０によれば、超電導コイル６１が冷却装置１０の冷媒容器１２内の冷媒１１に浸漬されてサブクール状態に冷却されることで、この超電導コイル６１の超電導特性や耐電圧特性を向上させることができる。

また、この超電導装置６０においても、第１の実施の形態の冷却装置１０が用いられることで、この第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同様な効果を奏する。

［Ｈ］第８の実施の形態（図９）
図９は、本発明に係る超電導装置の他の実施形態を示す概略構成図である。この第９の実施の形態において、前記第１〜第８の実施の形態と同様な部分には同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態の超電導装置６５は、第５の実施の形態における変形形態の冷却装置５２（図６）が用いられたものであり、この冷却装置５２における冷媒容器１２内の冷媒１１中に、超電導機器としての超電導コイル１１が浸漬して冷却されたものである。この図９に示す超電導装置６５も、超電導限流器の一部を示したものである。

本実施の形態の超電導装置６５では、冷凍機５１が設置されることで、冷媒容器１２内の冷媒１１のサブクール状態への初期冷却後に冷凍機５１を作動させて、この冷媒容器１２内の冷媒１１をサブクール状態に保持できる。このため、第７の実施の形態の超電導装置６０に比べ、長時間の稼働を実現できる。

また、第２の実施の形態の如く排出配管１５のガス取込口２０が冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓ付近に位置づけられると共に、第３の実施の形態のバッフル板３６が設置されたことから、冷媒容器１２内の冷媒１１をサブクール状態に冷却する初期冷却を、超電導装置６０の場合よりも一層短時間に実施できる。更に、第４の実施の形態の液面計４１等が設置されることで、冷媒容器１２内の冷媒１１の液面Ｓを良好に維持できる。

本発明に係る冷却装置の第１の実施の形態を示す概略構成図。 本発明に係る冷却装置の第２の実施の形態を示す概略構成図 本発明に係る冷却装置の第３の実施の形態を示す概略構成図。 本発明に係る冷却装置の第４の実施の形態を示す概略構成図。 本発明に係る冷却装置の第５の実施の形態を示す概略構成図。 図５の冷却装置の変形形態を示す概略構成図。 本発明に係る冷却装置の第６の実施の形態を示す概略構成図。 本発明に係る超電導装置の一実施形態を示す概略構成図。 本発明に係る超電導装置の他の実施形態を示す概略構成図。 従来の超電導装置を示す概略構成図。 従来の他の超電導装置を示す概略構成図。

符号の説明

１０ 冷却装置
１１ 冷媒
１２ 冷媒容器
１３ 断熱容器
１４ 注入配管
１５ 排出配管
１６ 加圧配管
１９ バルブ
２０ ガス取込口
２２ 供給口
２３ 蒸発ガス
２４ 気体
３０ 冷却装置
３５ 冷却装置
３６ バッフル板
４０ 冷却装置
４１ 液面計
５０ 冷却装置
５１ 冷凍機
５２ 冷却装置
５５ 冷却装置
５６ 減圧ポンプ
６０ 超電導装置
６１ 超電導コイル（超電導機器）
６５ 超電導装置

Claims (9)

1. 低温液体である冷媒を貯溜する冷媒容器と、
   この冷媒容器を取り囲む断熱容器と、
   前記冷媒容器内へ前記冷媒を注入する注入配管と、
   前記冷媒容器内で蒸発した前記冷媒の蒸発ガスを大気圧中に排出する排出配管と、
   前記冷媒とは異なる気体を前記冷媒容器内へ加圧して供給すると共に、供給口が当該冷媒容器内の前記冷媒の液面よりも上方に位置づけられた加圧配管とを有することを特徴とする冷却装置。
2. 前記排出配管において、冷媒容器内の冷媒の蒸発ガスを取り込むガス取込口が、前記冷媒容器内の冷媒の液面付近で当該液面よりも上方に位置づけられ、且つ、加圧配管の供給口が前記ガス取込口よりも上方に位置づけられたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記冷媒容器内には、排出配管のガス取込口と加圧配管の供給口との間に、当該冷媒容器内で蒸発した冷媒の蒸発ガスを前記ガス取込口へ導くバッフル板が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記冷媒容器内には、当該冷媒容器内の冷媒の液面を計測する液面計が設置され、この液面計からの計測値に基づき注入配管から前記冷媒容器内へ冷媒が注入可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
5. 前記冷媒容器内の冷媒を冷却する冷凍機が設置されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
6. 前記排出配管には減圧ポンプが設置され、当該排出配管のガス取込口が負圧に設定されるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
7. 前記冷媒容器内に貯溜される冷媒が液体窒素であり、加圧配管から前記冷媒容器内へ供給される気体が、ヘリウム、水素またはネオンの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
8. 超電導機器が被冷却体として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の冷却装置における冷媒容器内の冷媒中に浸漬して冷却されることを特徴とする超電導装置。
9. 前記超電導機器が、超電導コイルまたは超電導素子であることを特徴とする請求項８に記載の超電導装置。

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