JP2012182248A - 極低温容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】真空容器2、輻射シールド3、ヘリウム容器4、およびこれらの容器を連結支持する支持体6を具備してなる極低温容器1である。輻射シールド3のエンドプレート14のうち第1連結材18と対向する部分は切り欠かれ、矩形状の切り欠き開口部14a(切り欠き窓)がこの部分に形成されている。そして、この切り欠き開口部14aの端に、輻射シールド3内から第1連結材18を隔離するように矩形状の熱シールド板24、25が固定されている。また、第1連結材18の内側(容器内方側)には矩形状の熱シールド板26が配置されている。熱シールド板24、25、および26で、断面コ字状の溝形の熱シールド板が形成されている。
【選択図】図1
Description
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る極低温容器1の側断面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面図である。図1に示す極低温容器1は、中心軸Zが略水平方向を向く姿勢で設置される円筒状の複数層の容器であり、軸方向に沿う円柱状の空間Sが中心部に形成されている。この極低温容器1は、外側から順に、真空容器2、輻射シールド3、およびヘリウム容器4を具備してなる。ヘリウム容器4の中には円筒状の超電導マグネット5が液体ヘリウムとともに収容される。
保冷対象である超電導マグネット5について先に説明する。超電導マグネット5は、円筒状の巻枠(不図示)と、巻枠9の溝部に巻回されてなる超電導線材5aとを有している。巻枠の材料は、非磁性材であるアルミニウム材、ステンレス材などである。超電導線材5aは、例えばニオブ・チタン(NbTi)合金系の極細多芯線を銅母材に埋め込んだものである。超電導マグネット5は約4Kに冷却される。
ヘリウム容器4は、円筒状の外周板15(ヘリウム容器外周板)と、外周板15の両端に固定されたリング状(ドーナツ状)のエンドプレート16(ヘリウム容器エンドプレート)とを有している。外周板15およびエンドプレート16の材料は、非磁性材であるアルミニウム材、ステンレス材などである。なお、二段蓄冷式冷凍機などの冷凍機で超電導マグネット5を冷却する場合、ヘリウム容器4は不要となる。ヘリウム容器4の温度は約4Kになる。
ヘリウム容器4の外側に設置される輻射シールド3は、真空容器2からヘリウム容器4(超電導マグネット5)への輻射熱を遮るためのものであり、円筒状の外周板13(輻射シールド外周板)と、外周板13の両端に固定されたリング状(ドーナツ状)のエンドプレート14(輻射シールドエンドプレート)とを有している。外周板13およびエンドプレート14の材料は、非磁性材であるアルミニウム材、銅材などである。輻射シールド3は40K〜50Kに冷却される。
真空容器2は、その内部を高真空に保持され、収容する輻射シールド3やヘリウム容器4(超電導マグネット5)への侵入熱を抑制する容器である。真空容器2は、円筒状の外周板11(真空容器外周板)と、外周板11の両端に固定されたリング状(ドーナツ状)のエンドプレート12(真空容器エンドプレート)とを有している。外周板11およびエンドプレート12の材料は、非磁性材であるアルミニウム材、ステンレス材などである。なお、真空容器2の外面は常温(300K程度)にさらされる。
ここで、真空容器2、輻射シールド3、ヘリウム容器4、および超電導マグネット5のそれぞれの中心軸が、水平方向を向き、かつ同軸(中心軸Z)となるように、真空容器2、輻射シールド3、ヘリウム容器4、および超電導マグネット5は横置き配置されている。真空容器2(極低温容器1)は脚部7を介して床上に据え付けられる。
ここで、輻射シールド3のエンドプレート14のうち第1連結材18と対向する部分は切り欠かれ、矩形状の切り欠き開口部14a(切り欠き窓)がこの部分に形成されている。そして、この切り欠き開口部14aの端に(エンドプレート14に)、輻射シールド3内から第1連結材18を隔離するように矩形状の熱シールド板24、25がボルト留めなどにより固定されている。また、第1連結材18の内側(容器内方側)には矩形状の熱シールド板26が配置されている。熱シールド板24、25、および26で、断面コ字状の溝形の熱シールド板が形成されている。熱シールド板24〜26は、輻射シールド3のエンドプレート14に熱的に接続されているため、エンドプレート14と同じ温度(40K〜50K)になる。なお、熱シールド板24〜26の長手方向の端面は、サーマルブロック19に当接されている。熱シールド板24〜26は、非磁性で熱伝導性の良いアルミニウム材、銅材などから形成されている。
本実施形態によると、輻射シールド3のエンドプレート14と同じ温度になる熱シールド板24〜26で第1連結材18から輻射シールド3内への輻射熱を遮ることができる。その結果、超電導マグネット5の保冷性能に優れる容器支持構造を備えた極低温容器1とすることができている。
2:真空容器
3:輻射シールド
4:ヘリウム容器
5:超電導マグネット
6:支持体
11:真空容器外周板
12:真空容器エンドプレート
13:輻射シールド外周板
14:輻射シールドエンドプレート
14a:切り欠き開口部
18:第1連結材
19:サーマルブロック
20:第2連結材
24〜26:熱シールド板
Claims (1)
- 軸が略水平方向を向く姿勢で設置される真空容器と、
前記真空容器の中に配置される輻射シールドと、
前記真空容器、前記輻射シールド、および前記輻射シールドの中に配置される筒状のヘリウム容器または筒状の超電導マグネットを、前記真空容器と同軸となるように支持する複数の支持体と、を備える極低温容器であって、
前記真空容器は、筒状の真空容器外周板と、当該真空容器外周板の端に固定されるリング状の真空容器エンドプレートと、を有し、
前記輻射シールドは、筒状の輻射シールド外周板と、当該輻射シールド外周板の端に固定されるリング状の輻射シールドエンドプレートと、を有し、
前記支持体は、
前記輻射シールドエンドプレートの内面に固定されるサーマルブロックと、
前記真空容器外周板と前記サーマルブロックとを連結する第1連結材と、
前記サーマルブロックと、前記ヘリウム容器または前記超電導マグネットとを連結する第2連結材と、を有し、
前記輻射シールドエンドプレートの前記第1連結材と対向する部分に切り欠き開口部が形成されており、
前記輻射シールド内から前記第1連結材を隔離するように、前記輻射シールドエンドプレートの前記切り欠き開口部端に熱シールド板が固定されていることを特徴とする、極低温容器。
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