JP2756552B2 - Conduction-cooled superconducting magnet device - Google Patents

Conduction-cooled superconducting magnet device

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JP2756552B2
JP2756552B2 JP4306296A JP30629692A JP2756552B2 JP 2756552 B2 JP2756552 B2 JP 2756552B2 JP 4306296 A JP4306296 A JP 4306296A JP 30629692 A JP30629692 A JP 30629692A JP 2756552 B2 JP2756552 B2 JP 2756552B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は伝導冷却型超電導磁石装
置にかかるもので、とくに超電導コイルを冷却する構造
を改良した伝導冷却型超電導磁石装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conduction cooling type superconducting magnet device, and more particularly to a conduction cooling type superconducting magnet device having an improved structure for cooling a superconducting coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超電導磁石装置(たとえば特願平
3−104042号)においては、超電導コイルを冷凍
機の冷却ステージに直接接触させることにより極低温に
冷却して超電導状態を得る方式を採用しているものがあ
る。
2. Description of the Related Art In a conventional superconducting magnet apparatus (for example, Japanese Patent Application No. 3-104442), a method is employed in which a superconducting coil is brought into direct contact with a cooling stage of a refrigerator to cool it to an extremely low temperature and obtain a superconducting state. Something you are doing.

【0003】しかしながら、超電導コイルを常温から極
低温までに冷却する初期冷却に長時間を要すること、超
電導コイルの冷却温度分布が不均一であることなどの問
題があった。
[0003] However, there are problems such as that a long time is required for initial cooling for cooling the superconducting coil from room temperature to extremely low temperature, and that the cooling temperature distribution of the superconducting coil is not uniform.

【0004】たとえば、冷却ステージとして第一段冷却
ステージおよびこの第一段冷却ステージより低温の第二
段冷却ステージを設けた冷凍機を用いた場合に、熱負荷
の小さい第一段冷却ステージの温度が先行して冷却さ
れ、所定の温度(50〜液体窒素温度の70K)に到達
する一方、熱容量の大きな超電導コイル、および超電導
コイルに熱連結されている第二段冷却ステージが漸次熱
伝達により冷却されるので、所定の超電導状態を得る温
度に到達するのに長時間を要しているという問題があ
る。
For example, when a refrigerator having a first cooling stage and a second cooling stage lower in temperature than the first cooling stage is used as the cooling stage, the temperature of the first cooling stage having a small heat load is reduced. Is cooled in advance and reaches a predetermined temperature (50 to 70 K of liquid nitrogen temperature), while a superconducting coil having a large heat capacity and a second cooling stage thermally connected to the superconducting coil are cooled by progressive heat transfer. Therefore, there is a problem that it takes a long time to reach a temperature at which a predetermined superconducting state is obtained.

【0005】また、超電導コイルの構造として、銅など
の良熱伝導体を採用するとともに巻芯および端部フラン
ジからなるコイル巻き枠に超電導線材を巻き付けたもの
を採用した場合に、超電導コイルはそのコイル内周面お
よびコイル巻枠の端部フランジ面から冷却されるため、
上述のように長時間の初期冷却を余儀なくされると同時
に、超電導コイル内部の部分的温度偏差が生じやすいと
いう問題がある。
When a superconducting coil employs a good heat conductor such as copper and a superconducting wire wound around a coil winding frame composed of a core and an end flange, the superconducting coil has Because it is cooled from the inner peripheral surface of the coil and the end flange surface of the coil bobbin,
As described above, there is a problem that a long initial cooling is inevitable and a partial temperature deviation inside the superconducting coil is apt to occur.

【0006】なお、超電導コイルに給電する電流リード
を酸化物高温超電導体などの高温超電導体により構成す
ることも行われているが、酸化物超電導体の臨界電流
は、外部磁場により大幅に低下することが知られてい
る。
Although a current lead for supplying power to a superconducting coil has been made of a high-temperature superconductor such as an oxide high-temperature superconductor, the critical current of the oxide superconductor is greatly reduced by an external magnetic field. It is known.

【0007】したがって、各種超電導コイルの電流リー
ドとして酸化物高温超電導体を用いる場合には、超電導
磁石からのもれ磁場に対して何らかの磁気シールドを施
すことにより臨界電流の低下を防ぐ必要がある。
Therefore, when an oxide high-temperature superconductor is used as a current lead for various superconducting coils, it is necessary to prevent the reduction of the critical current by applying some kind of magnetic shield to the leakage magnetic field from the superconducting magnet.

【0008】従来は、磁気シールド材料には、フェライ
ト等鉄系の金属が用いられてきたが、金属ではもれ磁場
を完全にシールドすることができないとともに、重量が
重いなどの欠点がある。
Conventionally, an iron-based metal such as ferrite has been used as a magnetic shield material. However, the metal has a drawback that the metal cannot be completely shielded and the magnetic field is heavy.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、とくに冷凍機を用い
て伝導伝熱作用により超電導コイルを冷却する伝導冷却
型超電導磁石装置において、超電導コイルの初期冷却時
間を短縮可能として冷却効率を向上可能であるととも
に、有効な磁気シールドを施すことにより電流リードの
臨界電流の低下を防止した伝導冷却型超電導磁石装置を
提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems. Particularly, in a conduction cooling type superconducting magnet apparatus which cools a superconducting coil by a conduction heat transfer operation using a refrigerator, the present invention relates to a superconducting magnet. It is an object of the present invention to provide a conduction-cooled superconducting magnet device capable of improving the cooling efficiency by shortening the initial cooling time of a coil and preventing a decrease in critical current of a current lead by applying an effective magnetic shield. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、冷凍
機の冷却ステージに超電導コイルを直接熱連結すると同
時に、とくに超電導コイルの外周から補助的に冷却する
ことができるような構造に着目したもので、第一の発明
は、冷凍機と、この冷凍機により冷却可能とした超電導
コイルと、を有する伝導冷却型超電導磁石装置であっ
て、上記超電導コイルを、コイル巻き枠と、このコイル
巻き枠に巻き付けた超電導線材と、から構成するととも
に、この超電導線材の外周に冷却促進部材を固定し、か
つ上記冷凍機の冷却ステージに上記超電導コイルおよび
上記冷却促進部材を接触させることを特徴とする伝導冷
却型超電導磁石装置である。
That is, the present invention focuses on a structure which can thermally connect a superconducting coil directly to a cooling stage of a refrigerator and, at the same time, can supplementarily cool the superconducting coil from the outer periphery thereof. The first invention is a conduction cooling type superconducting magnet device having a refrigerator and a superconducting coil that can be cooled by the refrigerator, wherein the superconducting coil is formed by a coil winding frame, and the coil winding frame. And a superconducting wire wound around the superconducting wire, a cooling promoting member is fixed to the outer periphery of the superconducting wire, and the superconducting coil and the cooling promoting member are brought into contact with a cooling stage of the refrigerator. This is a cooled superconducting magnet device.

【0011】上記冷却促進部材は、これを良熱伝導材料
から構成することが望ましい。
It is desirable that the cooling promoting member is made of a good heat conductive material.

【0012】上記冷却促進部材を、円環分割するととも
に、この冷却促進部材を上記超電導線材の外周面から締
め付けることができる。
The cooling promoting member can be divided into an annular shape, and the cooling promoting member can be tightened from the outer peripheral surface of the superconducting wire.

【0013】第二の発明は、冷凍機と、この冷凍機によ
り冷却可能とした超電導コイルと、を有する伝導冷却型
超電導磁石装置であって、上記超電導コイルの外周に液
体窒素を導入して、この超電導コイルとの間で熱交換可
能とするとともに、上記冷凍機の冷却ステージに上記超
電導コイルを接触させることを特徴とする伝導冷却型超
電導磁石装置である。
A second invention is a conduction-cooled superconducting magnet device having a refrigerator and a superconducting coil that can be cooled by the refrigerator, wherein liquid nitrogen is introduced into the outer periphery of the superconducting coil. A conduction-cooled superconducting magnet device characterized in that heat can be exchanged with the superconducting coil and the superconducting coil is brought into contact with a cooling stage of the refrigerator.

【0014】上記超電導コイルを、コイル巻き枠と、こ
のコイル巻き枠に巻き付けた超電導線材と、この超電導
線材の外周に固定した冷却促進部材と、から構成すると
ともに、この冷却促進部材の外周に伝導冷却用銅管を配
設して、この伝導冷却用銅管内に液体窒素を導入可能と
することができる。
The superconducting coil comprises a coil winding, a superconducting wire wound around the coil winding, and a cooling promoting member fixed to the outer periphery of the superconducting wire. By providing a cooling copper tube, liquid nitrogen can be introduced into the conduction cooling copper tube.

【0015】第三の発明は、冷却ステージとして第一段
冷却ステージおよび該第一段冷却ステージより低温の第
二段冷却ステージを設けた冷凍機と、この冷凍機により
冷却可能とした超電導コイルと、を有する伝導冷却型超
電導磁石装置であって、上記超電導コイルを該第二段冷
却ステージに接触させるとともに、上記超電導コイルと
上記第一段冷却ステージとを接離可能とする接離部材を
設けたことを特徴とする伝導冷却型超電導磁石装置であ
る。
A third invention relates to a refrigerator having a first stage cooling stage and a second stage cooling stage lower in temperature than the first stage cooling stage, and a superconducting coil which can be cooled by the refrigerator. A conductive cooling type superconducting magnet device having a superconducting coil, which is in contact with the second-stage cooling stage, and which is provided with a contact / separation member that allows the superconducting coil and the first-stage cooling stage to be brought into and out of contact with each other. A conduction cooled superconducting magnet device characterized by the following.

【0016】上記接離部材を、上記冷凍機の第一段冷却
ステージに接離する良熱伝導材料板と、この良熱伝導材
料板を、上記冷凍機の第一段冷却ステージに接離するよ
うに移動可能に駆動する接離駆動手段と、上記良熱伝導
材料板の移動に応じて上記超導コイルに接離する伝熱
用ロッドと、から構成することができる。
A good heat conductive material plate for bringing the contacting / separating member into and out of contact with the first cooling stage of the refrigerator, and bringing the good heat conductive material plate into and out of contact with the first cooling stage of the refrigerator. separable drive means for movably driving so, can be composed of, and toward and away from heat transfer rod in the greater conductivity coils in accordance with the movement of the good thermal conductive material plate.

【0017】第四の発明は、冷凍機と、この冷凍機によ
り冷却可能とした超電導コイルと、この超導コイルに
給電する電流リードと、を有する伝導冷却型超電導磁石
装置であって、上記冷凍機の冷却ステージに上記超電導
コイルを接触させるとともに、上記電流リードの外周に
高温超電導磁気シールドを設け、この高温超電導磁気シ
ールドを上記冷凍機の冷却ステージに接触させたことを
特徴とする伝導冷却型超電導磁石装置である。
[0017] The fourth invention is a refrigerator, a superconducting coil which enables cooled by the refrigerator, a conduction cooling type superconducting magnet apparatus having a current lead, a for supplying power to the the superconducting coil, the Conduction cooling wherein the superconducting coil is brought into contact with a cooling stage of the refrigerator, and a high-temperature superconducting magnetic shield is provided around the current lead, and the high-temperature superconducting magnetic shield is brought into contact with the cooling stage of the refrigerator. Type superconducting magnet device.

【0018】上記冷凍機の冷却ステージとして第一段冷
却ステージおよび該第一段冷却ステージより低温の第二
段冷却ステージを設け、この第二段冷却ステージに上記
超電導コイルおよび上記高温超電導磁気シールドを接触
させることができる。
A first stage cooling stage and a second stage cooling stage lower in temperature than the first stage cooling stage are provided as a cooling stage of the refrigerator, and the superconducting coil and the high temperature superconducting magnetic shield are provided on the second stage cooling stage. Can be contacted.

【0019】上記高温超電導磁気シールドは、これを酸
化物高温超電導体から構成するとともに、この酸化物高
温超電導体に、熱伝導率の高い金属たとえば銅、銀、あ
るいはアルミニウムなどを複合することができる。
The above-mentioned high-temperature superconducting magnetic shield is made of an oxide high-temperature superconductor, and a metal having a high thermal conductivity, such as copper, silver or aluminum, can be combined with the oxide high-temperature superconductor. .

【0020】[0020]

【作用】本発明による伝導冷却型超電導磁石装置におい
ては、超電導コイルの外周から補助的に冷却するように
したので、超電導状態に到達するまでの初期冷却の時間
を短縮することができるとともに、超電導コイルの内面
および外面からの冷却が可能となって冷却にともなう部
分的温度偏差も解消可能である。
In the conduction cooling type superconducting magnet device according to the present invention, since the auxiliary cooling is performed from the outer periphery of the superconducting coil, the initial cooling time until the superconducting state is reached can be shortened, and the superconducting coil can be cooled. Cooling from the inner surface and the outer surface of the coil becomes possible, and a partial temperature deviation accompanying cooling can be eliminated.

【0021】とくに第一の発明においては、良熱伝導材
料の外周冷却用銅ブロックなどから構成した冷却促進部
材を超電導コイルの外周に配置したので、冷凍機の冷却
ステージとの直接接触によりこの外周の冷却促進部材か
らも冷却が可能となる。
In the first aspect of the present invention, since the cooling promoting member composed of a copper block for cooling the outer periphery of a good heat conductive material is arranged on the outer periphery of the superconducting coil, the outer peripheral portion is brought into direct contact with the cooling stage of the refrigerator. Cooling is also possible from the cooling promoting member.

【0022】また第二の発明においては、超電導コイル
の外周に液体窒素を導入して超電導コイルとの間で積極
的に熱交換させるようにしたので、さらに冷却効率を向
上させることができる。
In the second aspect of the present invention, liquid nitrogen is introduced into the outer periphery of the superconducting coil to actively exchange heat with the superconducting coil, so that the cooling efficiency can be further improved.

【0023】なお第三の発明においては、冷却ステージ
として第一段冷却ステージおよび該第一段冷却ステージ
より低温の第二段冷却ステージを設けた冷凍機を採用
し、超電導コイルと、冷凍機の第一段冷却ステージとを
接離する接離部材を設けたので、第二段冷却ステージに
よる超電導コイルの冷却に合わせて、初期冷却において
第一段冷却ステージからも冷却が可能となり、初期冷却
の時間を短縮することができる。
In the third invention, a refrigerator provided with a first stage cooling stage and a second stage cooling stage lower in temperature than the first stage cooling stage is employed as the cooling stage, and the superconducting coil and the refrigerator are provided. Since the contacting / separating member for contacting / separating the first cooling stage is provided, cooling can be performed from the first cooling stage in the initial cooling in accordance with the cooling of the superconducting coil by the second cooling stage. Time can be reduced.

【0024】さらに第四の発明においては、電流リード
の外周に高温超電導磁気シールドを設け、この高温超電
導磁気シールドを冷凍機により超電導コイルとともに冷
却するようにしたので、低温となった高温超電導磁気シ
ールドによる磁気シールドを効率よく行うことができ
る。
Further, in the fourth invention, a high-temperature superconducting magnetic shield is provided on the outer periphery of the current lead, and this high-temperature superconducting magnetic shield is cooled together with a superconducting coil by a refrigerator. Magnetic shielding can be performed efficiently.

【0025】[0025]

【実施例】つぎに、本発明の第一の実施例による伝導冷
却型超電導磁石装置1を図1ないし図3にもとづき説明
する。
Next, a conduction cooling type superconducting magnet device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0026】図1は、伝導冷却型超電導磁石装置1の一
部縦断面図であって、この伝導冷却型超電導磁石装置1
は、基台2と、真空容器(クライオスタット)3と、熱
シールド板4と、超電導コイル5と、正負極一対の高温
超電導電流リード6と、蓄冷式冷凍機7と、外部電源8
とを有する。
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of a conduction cooling type superconducting magnet device 1.
Are a base 2, a vacuum vessel (cryostat) 3, a heat shield plate 4, a superconducting coil 5, a pair of positive and negative high-temperature superconducting current leads 6, a regenerative refrigerator 7, and an external power supply 8.
And

【0027】真空容器3は、真空としたその内部に熱シ
ールド板4と、超電導コイル5と、高温超電導電流リー
ド6と、蓄冷式冷凍機7の第一段冷却ステージ7Aおよ
び第二段冷却ステージ7Bとを収容している。
The vacuum vessel 3 is evacuated and has a heat shield plate 4, a superconducting coil 5, a high-temperature superconducting current lead 6, a first cooling stage 7 A and a second cooling stage of a regenerative refrigerator 7. 7B.

【0028】熱シールド板4は、蓄冷式冷凍機7の第一
段冷却ステージ7Aに接触固定するとともに、その内部
の超電導コイル5および高温超電導電流リード6への熱
侵入を防止している。
The heat shield plate 4 is fixedly in contact with the first cooling stage 7A of the regenerative refrigerator 7 and prevents heat from entering the superconducting coil 5 and the high-temperature superconducting current lead 6 therein.

【0029】超電導コイル5は、コイル巻き枠9に超電
導線材10を巻いたもので、その外周に冷却促進部材と
して外周冷却用銅ブロック11を締め付けてある。
The superconducting coil 5 is formed by winding a superconducting wire 10 around a coil winding frame 9, and an outer peripheral cooling copper block 11 is fastened to the outer periphery as a cooling promoting member.

【0030】コイル巻き枠9は、巻芯9A、およびこの
巻芯9Aの上下両端部に一体形成した端部フランジ9B
からこれを構成する。
The coil winding frame 9 includes a winding core 9A and end flanges 9B integrally formed on both upper and lower ends of the winding core 9A.
Construct this from.

【0031】この外周冷却用銅ブロック11およびコイ
ル巻き枠9を蓄冷式冷凍機7の第二段冷却ステージ7B
に接触固定することにより、超電導線材10を効率的に
極低温まで冷却可能としてある。
The outer peripheral cooling copper block 11 and the coil winding frame 9 are connected to the second cooling stage 7 B of the regenerative refrigerator 7.
, The superconducting wire 10 can be efficiently cooled to a very low temperature.

【0032】図2は、この外周冷却用銅ブロック11の
具体的構成を示す要部縦断面図、図3は図2のIII−
III線断面図であって、外周冷却用銅ブロック11は
円周方向に等角度間隔で分割することにより任意の数た
とえば三つの円弧状単位ブロック部11A、11B、1
1Cからこれを構成する。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a specific structure of the outer peripheral cooling copper block 11, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a line III, wherein an outer peripheral cooling copper block 11 is divided at equal angular intervals in a circumferential direction so that an arbitrary number, for example, three arc-shaped unit block portions 11A, 11B,
This is constructed from 1C.

【0033】各円弧状単位ブロック11A、11B、1
1Cの互いの間には、クエンチ時のうず電流を防止する
ための最低一個のうず電流防止用電気絶縁材12、およ
び銅シート13を介在させるとともに、ボルト14によ
り超電導線材10の外周から所定締付け力で締め付け、
互いの密着性を高めて熱接触性を向上させてある。
Each of the arc-shaped unit blocks 11A, 11B, 1
At least one eddy current preventing electric insulating material 12 for preventing eddy current at the time of quenching and a copper sheet 13 are interposed between each other, and predetermined tightening is performed from the outer periphery of the superconducting wire 10 by bolts 14. Tighten with force,
The thermal adhesion is improved by increasing the mutual adhesion.

【0034】なお、シム(図示せず)による厚さ調整を
行うことによりこの密着性を調整することもできる。
The adhesion can also be adjusted by adjusting the thickness with a shim (not shown).

【0035】また、外周冷却用銅ブロック11と超電導
線材10との間に良熱伝導性の低温グリースを充填して
もよい。
The space between the outer peripheral cooling copper block 11 and the superconducting wire 10 may be filled with low-temperature grease having good thermal conductivity.

【0036】図1に戻って、前記高温超電導電流リード
6は、その正負極一対を設けてあり、電流リード端子1
5および常電導電流リードワイヤ16を介して外部電源
8に接続してあり、その高温側端部を蓄冷式冷凍機7の
第一段冷却ステージ7Aに、低温側端部を第二段冷却ス
テージ7Bにそれぞれ取り付けてある。
Returning to FIG. 1, the high-temperature superconducting current lead 6 is provided with a pair of positive and negative electrodes.
5 and an external power supply 8 via a normal current flow lead wire 16, the high-temperature end of which is connected to the first cooling stage 7 A of the regenerative refrigerator 7, and the low-temperature end of which is connected to the second cooling stage. 7B.

【0037】蓄冷式冷凍機7は、GM冷凍機など任意の
冷凍機であって、その第一段冷却ステージ7Aは液体窒
素温度77K付近まで冷却可能であり、第二段冷却ステ
ージ7Bは極低温4〜10Kまで冷却可能としてある。
The regenerative refrigerator 7 is an arbitrary refrigerator such as a GM refrigerator. The first cooling stage 7A can cool the liquid nitrogen to a temperature of around 77K, and the second cooling stage 7B can operate at a very low temperature. It can be cooled to 4-10K.

【0038】したがって、常電導電流リードワイヤ16
が真空容器3の常温(300K)部分から蓄冷式冷凍機
7の第一段冷却ステージ7Aの温度(70K)付近まで
の範囲での給電を行い、高温超電導電流リード6が第一
段冷却ステージ7Aの部分から第二段冷却ステージ7B
の温度範囲での給電を行う。
Therefore, the normal conductive current lead wire 16
Performs power supply in a range from the room temperature (300K) portion of the vacuum vessel 3 to the vicinity of the temperature (70K) of the first cooling stage 7A of the regenerative refrigerator 7, and the high-temperature superconducting current lead 6 is connected to the first cooling stage 7A. From the part of the second cooling stage 7B
The power is supplied in the temperature range.

【0039】高温超電導電流リード6の高温側電極17
は、常電導電流リードワイヤ16にこれを接続するとと
もに、熱アンカー銅線18、および高温側窒化アルミニ
ウム板などによる高温側絶縁材19を介して蓄冷式冷凍
機7の第一段冷却ステージ7Aにこれを接続してある。
High-temperature side electrode 17 of high-temperature superconducting current lead 6
Is connected to the normal current flow lead wire 16 and is connected to the first cooling stage 7A of the regenerative refrigerator 7 via the heat anchor copper wire 18 and the high temperature side insulating material 19 such as a high temperature side aluminum nitride plate. This is connected.

【0040】高温超電導電流リード6の低温側電極20
は、低温側窒化アルミニウム板などによる低温側絶縁材
21を介して蓄冷式冷凍機7の第二段冷却ステージ7B
にボルトによりこれを接続固定して固定端とするととも
に、超電導コイル5の超電導線材10に接続してある。
The low-temperature side electrode 20 of the high-temperature superconducting current lead 6
Is the second cooling stage 7B of the regenerative refrigerator 7 via the low temperature side insulating material 21 such as a low temperature side aluminum nitride plate.
These are connected and fixed by bolts to form fixed ends, and are connected to the superconducting wire 10 of the superconducting coil 5.

【0041】こうした構成の伝導冷却型超電導磁石装置
1において、外部電源8からの正極電流は最初に電流リ
ード端子15を経て、常電導電流リードワイヤ1に導
かれ、ついで順次、高温側電極17、高温超電導電流リ
ード6、低温側電極20に導かれ、超電導コイル5が励
磁される。なお、負極電流は上述と逆のコースで外部電
源8まで戻る。
[0041] In conduction cooling type superconducting magnet apparatus 1 of such configuration, the positive electrode current from an external power source 8 first through the current lead terminal 15 is guided to the normal conduction current lead wire 1 6, then sequentially, the high temperature-side electrode 17 The superconducting coil 5 is guided by the high-temperature superconducting current lead 6 and the low-temperature side electrode 20 to excite the superconducting coil 5. Note that the negative electrode current returns to the external power supply 8 in the reverse course.

【0042】超電導コイル5と蓄冷式冷凍機7の第二段
冷却ステージ7Bとの間の熱接触はコイル巻き枠9を介
して行われるが、この熱伝導に加えて、第二段冷却ステ
ージ7Bに接触している外周冷却用銅ブロック11を介
しても熱伝導が行われる。
Thermal contact between the superconducting coil 5 and the second cooling stage 7B of the regenerative refrigerator 7 is performed through the coil winding frame 9. In addition to this heat conduction, the second cooling stage 7B Heat conduction is also performed via the outer peripheral cooling copper block 11 which is in contact with the outer peripheral surface.

【0043】したがって、超電導コイル5の内面側から
の熱交換とともに、超電導コイル5の外表面全体からも
熱交換が行われるので、超電導コイル5の初期冷却が速
やかに行われ、かつ超電導コイル5内部が温度均一に冷
却される。
Therefore, the heat exchange is performed from the inner surface side of the superconducting coil 5 and also from the entire outer surface of the superconducting coil 5, so that the initial cooling of the superconducting coil 5 is performed promptly and the inside of the superconducting coil 5 is cooled. Is cooled uniformly.

【0044】つぎに、本発明の第二の実施例による伝導
冷却型超電導磁石装置30を図4にもとづき説明する。
ただし、以下の説明において図1ないし図3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。
Next, a conduction cooling type superconducting magnet device 30 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
However, in the following description, the same parts as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0045】図4は、伝導冷却型超電導磁石装置30の
一部縦断面図であって、この伝導冷却型超電導磁石装置
30は前述の伝導冷却型超電導磁石装置1と基本的構造
は同じである。
FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of the conduction cooling type superconducting magnet device 30. The conduction cooling type superconducting magnet device 30 has the same basic structure as the conduction cooling type superconducting magnet device 1 described above. .

【0046】この伝導冷却型超電導磁石装置30におい
ては、外周冷却用銅ブロック11のさらに外周面に伝導
冷却用銅管31を周回するように配設し、この伝導冷却
用銅管31に真空容器3の外部からステンレス製の液体
窒素注入管32および窒素ガス吐出管33を接続してあ
る。
In the conduction cooling type superconducting magnet device 30, a conduction cooling copper tube 31 is disposed on the outer peripheral surface of the outer periphery cooling copper block 11 so as to extend therearound. A liquid nitrogen injection pipe 32 and a nitrogen gas discharge pipe 33 made of stainless steel are connected to the outside of the apparatus 3.

【0047】なお、材質の変化する箇所には異材継ぎ手
34を設け、液体窒素供給源35から初期冷却時にのみ
液体窒素を伝導冷却用銅管31内に注入する。
A dissimilar material joint 34 is provided at a place where the material changes, and liquid nitrogen is injected into the conduction cooling copper tube 31 from the liquid nitrogen supply source 35 only during initial cooling.

【0048】こうした構成の伝導冷却型超電導磁石装置
30とすれば、上記伝導冷却用銅管31内の液体窒素に
より超電導コイル5の外周の外周冷却用銅ブロック11
部分で熱交換が行われ、ガス化した窒素ガスは液体窒素
注入管32から外部に排出される。
According to the conduction cooling type superconducting magnet device 30 having such a configuration, the outer periphery cooling copper block 11 on the outer periphery of the superconducting coil 5 is formed by the liquid nitrogen in the conduction cooling copper tube 31.
The heat exchange is performed in the portion, and the gasified nitrogen gas is discharged from the liquid nitrogen injection pipe 32 to the outside.

【0049】なお、被冷却体である超電導コイル5が所
定の第一段冷却ステージ7A温度に到達すれば、液体窒
素の注入を停止し、伝導冷却用銅管31、液体窒素注入
管32および液体窒素注入管32内部を真空として断熱
作用を働かせる。
When the superconducting coil 5 to be cooled reaches the predetermined first cooling stage 7A temperature, the injection of liquid nitrogen is stopped, and the conduction cooling copper tube 31, the liquid nitrogen injection tube 32 and the liquid nitrogen The inside of the nitrogen injection tube 32 is evacuated to operate as a heat insulator.

【0050】かくして、超電導コイル5の冷却にあた
り、蓄冷式冷凍機7の第一段冷却ステージ7Aおよび第
二段冷却ステージ7Bによる冷却作用に加えて、液体窒
素との熱交換による補助的な冷却作用により、初期冷却
の時間を短縮可能である。
Thus, in cooling the superconducting coil 5, in addition to the cooling effect by the first cooling stage 7A and the second cooling stage 7B of the regenerative refrigerator 7, an auxiliary cooling effect by heat exchange with liquid nitrogen is provided. Thereby, the initial cooling time can be reduced.

【0051】つぎに、本発明の第三の実施例による伝導
冷却型超電導磁石装置40を図5にもとづき説明する。
Next, a conduction cooled superconducting magnet device 40 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0052】図5は、伝導冷却型超電導磁石装置40の
一部縦断面図であって、この伝導冷却型超電導磁石装置
40も前述の伝導冷却型超電導磁石装置1と基本的構造
は同じである。
FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of the conduction cooling type superconducting magnet device 40. This conduction cooling type superconducting magnet device 40 has the same basic structure as the above-mentioned conduction cooling type superconducting magnet device 1. .

【0053】この伝導冷却型超電導磁石装置40におい
ては、超電導コイル5と蓄冷式冷凍機7の第一段冷却ス
テージ7Aとを接離可能とするための接離部材41を設
けてある。
The conduction cooling type superconducting magnet device 40 is provided with a contact / separation member 41 for allowing the superconducting coil 5 and the first cooling stage 7A of the regenerative refrigerator 7 to come and go.

【0054】この接離部材41は、良熱伝導材料板42
と、接離駆動手段43と、伝熱用銅ロッド44とからこ
れを構成してある。
The contact / separation member 41 includes a good heat conductive material plate 42.
, The contact / separation driving means 43 and the heat transfer copper rod 44.

【0055】良熱伝導材料板42は、銅板などによりこ
れを構成したもので、熱シールド板4にその外方から接
離することにより、この熱シールド板4を介して冷凍機
7の第一段冷却ステージ7Aに接離するものである。
The good heat conductive material plate 42 is made of a copper plate or the like, and is brought into contact with and separated from the heat shield plate 4 from outside thereof, so that the first refrigerator It comes into contact with and separates from the stage cooling stage 7A.

【0056】接離駆動手段43は、真空容器3にOリン
グ45を介して取り付けた操作用ロッドなどからこれを
構成するもので、良熱伝導材料板42に形成したスリッ
トなどにその先端部を押し付け係合してこれを回転操作
することにより熱シールド板4に接離するように移動可
能に駆動するものである。
The contact / separation driving means 43 is composed of an operating rod or the like attached to the vacuum vessel 3 via an O-ring 45, and its tip is formed in a slit or the like formed in the good heat conductive material plate 42. By pressing and engaging and rotating this, it is movably driven so as to come into contact with and separate from the heat shield plate 4.

【0057】伝熱用銅ロッド44は、その片端にネジ切
り(オス)してあり、外周冷却用銅ブロック11の外周
に形成したネジ穴46(メス)に係合可能とすることに
よって、良熱伝導材料板42の移動に応じて超導コイ
ル5の外周の外周冷却用銅ブロック11に接離するもの
である。
The heat-transfer copper rod 44 is threaded (male) at one end, and can be engaged with a screw hole 46 (female) formed on the outer periphery of the outer peripheral cooling copper block 11 so as to be good. it is intended to contact and separation on the outer periphery cooling copper block 11 of the outer periphery of the superconducting coil 5 in response to movement of the thermally conductive material plate 42.

【0058】したがって、接離駆動手段43を回転操作
することによって伝熱用銅ロッド44を外周冷却用銅ブ
ロック11に移動させると、良熱伝導材料板42が熱シ
ールド板4に当接して熱接触し、逆回転させれば、良熱
伝導材料板42が熱シールド板4から離れるようになっ
ている。
Therefore, when the heat transfer copper rod 44 is moved to the outer peripheral cooling copper block 11 by rotating the contact / separation driving means 43, the good heat conductive material plate 42 comes into contact with the heat shield plate 4 and heat is transferred. When the contact and the reverse rotation are made, the good heat conductive material plate 42 is separated from the heat shield plate 4.

【0059】こうした構成の伝導冷却型超電導磁石装置
40とすれば、初期冷却時のみに良熱伝導材料板42を
熱シールド板4に接触させることができ、熱シールド板
4および蓄冷式冷凍機7の第一段冷却ステージ7Aと外
周冷却用銅ブロック11とが、良熱伝導体である良熱伝
導材料板42および伝熱用銅ロッド44を介して熱接触
されることになる。
According to the conduction cooling type superconducting magnet device 40 having such a configuration, the good heat conduction material plate 42 can be brought into contact with the heat shield plate 4 only at the time of initial cooling, and the heat shield plate 4 and the regenerative refrigerator 7 The first cooling stage 7A and the outer peripheral cooling copper block 11 are in thermal contact with each other via the good heat conductive material plate 42 and the heat transfer copper rod 44 which are good heat conductors.

【0060】したがって、超電導コイル5および外周冷
却用銅ブロック11は蓄冷式冷凍機7の第二段冷却ステ
ージ7Bのみならず、第一段冷却ステージ7Aによって
も冷却が行われ、冷却作用が促進される。
Therefore, the superconducting coil 5 and the outer peripheral cooling copper block 11 are cooled not only by the second cooling stage 7B of the regenerative refrigerator 7 but also by the first cooling stage 7A, and the cooling action is promoted. You.

【0061】なお、良熱伝導材料板42を熱シールド板
4に一度接触させたのちは、接離駆動手段43を逆回転
操作することにより、蓄冷式冷凍機7による冷却中には
接離駆動手段43と良熱伝導材料板42とは切り離して
おくものとし、超電導コイル5が所定の第二段冷却ステ
ージ7Bの温度になれば、接離駆動手段43を正逆回転
操作して良熱伝導材料板42と熱シールド板4とを熱的
に切り離す。
After the good heat conductive material plate 42 is brought into contact with the heat shield plate 4 once, the contact / separation driving means 43 is operated in reverse rotation so that the contact / separation drive is performed during cooling by the regenerative refrigerator 7. When the temperature of the superconducting coil 5 reaches a predetermined temperature of the second cooling stage 7B, the contact / separation driving means 43 is rotated forward and reverse to improve the heat conduction. The material plate 42 and the heat shield plate 4 are thermally separated.

【0062】図6は、伝導冷却型超電導磁石装置30お
よび40における冷却時間と被冷却体の温度との関係を
示すグラフであって、所定極低温になるまでの冷却時間
として従来の構造の場合に比較して短縮されていること
がわかる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the cooling time and the temperature of the object to be cooled in the conduction cooling type superconducting magnet devices 30 and 40. It can be seen that it is shortened as compared with.

【0063】ただし図示のように、第一段冷却ステージ
7Aの温度降下曲線は、伝導冷却型超電導磁石装置30
については従来より早くなり、伝導冷却型超電導磁石装
置40のときは従来より遅くなる。
However, as shown in the figure, the temperature drop curve of the first cooling stage 7A is represented by the conduction cooling type superconducting magnet device 30.
Is faster than before, and in the case of the conduction cooled superconducting magnet device 40, it is later than before.

【0064】つぎに、本発明の第四の実施例による伝導
冷却型超電導磁石装置50を図7ないし図9にもとづき
説明する。
Next, a conduction cooled superconducting magnet device 50 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0065】図7は、伝導冷却型超電導磁石装置50の
一部縦断面図であって、この伝導冷却型超電導磁石装置
50も前述の伝導冷却型超電導磁石装置1と基本的構造
は同じである。
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view of a conduction cooling type superconducting magnet device 50. The conduction cooling type superconducting magnet device 50 has the same basic structure as the above-mentioned conduction cooling type superconducting magnet device 1. .

【0066】この伝導冷却型超電導磁石装置50におい
ては、高温超電導電流リード6のまわりに円筒状の高温
超電導磁気シールド51を設けてある。
In the conduction cooled superconducting magnet device 50, a cylindrical high-temperature superconducting magnetic shield 51 is provided around the high-temperature superconducting current lead 6.

【0067】高温超電導電流リード6は、強磁界中に設
置された場合には、通電能力(電流密度)が劣化する特
性があるので、リード本体への磁気を低減させる機能が
要求される。
Since the high-temperature superconducting current lead 6 has a characteristic that the current carrying capacity (current density) is deteriorated when placed in a strong magnetic field, a function of reducing the magnetism of the lead body is required.

【0068】高温超電導磁気シールド51は、酸化物高
温超電導体などからこれを構成し、高温超電導電流リー
ド6の外側に環状に覆う構造としたもので、超電導コイ
ル5から高温超電導電流リード6への磁気をシールドす
ることにより高温超電導電流リード6にかかる外部磁界
を低減させている。
The high-temperature superconducting magnetic shield 51 is made of an oxide high-temperature superconductor or the like, and has a structure in which the high-temperature superconducting current lead 6 is annularly covered outside the high-temperature superconducting current lead 6. By shielding the magnetism, the external magnetic field applied to the high-temperature superconducting current lead 6 is reduced.

【0069】なお高温超電導磁気シールド51は、蓄冷
式冷凍機7の第二段冷却ステージ7Bとの直接接触によ
りこれを極低温に伝導冷却可能としてある。
The high-temperature superconducting magnetic shield 51 can be conductively cooled to a very low temperature by direct contact with the second cooling stage 7B of the regenerative refrigerator 7.

【0070】具体的には第二段冷却ステージ7Bに接触
している低温側絶縁材21にこの高温超電導磁気シール
ド51を固定してある。
Specifically, the high-temperature superconducting magnetic shield 51 is fixed to the low-temperature side insulating material 21 which is in contact with the second cooling stage 7B.

【0071】こうした構成の伝導冷却型超電導磁石装置
50とすれば、極低温に冷却された高温超電導磁気シー
ルド51がよりシールド性能よく磁気をシールドするこ
とができる。
With the conduction-cooled superconducting magnet device 50 having such a configuration, the high-temperature superconducting magnetic shield 51 cooled to an extremely low temperature can shield magnetism with better shielding performance.

【0072】図8は、高温超電導磁気シールド51を温
度4.2Kに冷却した場合の磁気シールド特性を示すグ
ラフ、図9は、温度77Kに冷却した場合の磁気シール
ド特性を示すグラフであって、前者が0.091テスラ
で完全に外部磁場をシールドし、後者の場合には0.0
16テスラで完全に外部磁場をシールドしており、温度
4.2Kと、77Kとでは約6倍のシールド効果の差が
あることがわかる。
FIG. 8 is a graph showing the magnetic shield characteristics when the high-temperature superconducting magnetic shield 51 is cooled to a temperature of 4.2K, and FIG. 9 is a graph showing the magnetic shield characteristics when the temperature is cooled to a temperature of 77K. The former completely shields the external magnetic field at 0.091 Tesla, and the latter in 0.0
It can be seen that the external magnetic field is completely shielded at 16 Tesla, and there is an approximately 6-fold difference in the shielding effect between the temperature of 4.2K and 77K.

【0073】なお、図示を省略するが、高温超電導体
と、銅、銀、アルミニウムなどの熱伝導度の高い金属と
を複合し、蓄冷式冷凍機7の冷却ステージからの熱伝導
作用を高め、高温超電導磁気シールド51の冷却を促進
することもでき、熱伝導率が低い高温超電導体から高温
超電導磁気シールド51を形成する場合には有効であ
る。
Although not shown, a high-temperature superconductor is combined with a metal having a high thermal conductivity such as copper, silver, or aluminum to enhance the heat conduction from the cooling stage of the regenerative refrigerator 7. The cooling of the high-temperature superconducting magnetic shield 51 can be promoted, which is effective when the high-temperature superconducting magnetic shield 51 is formed from a high-temperature superconductor having a low thermal conductivity.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、超電導コ
イルを冷凍機により冷却するにあたって、補助的な冷却
機構ないし部材を設けることとしたので、初期冷却の時
間を短縮するとともに温度分布を均一化することができ
る。
As described above, according to the present invention, when the superconducting coil is cooled by the refrigerator, an auxiliary cooling mechanism or member is provided, so that the initial cooling time is shortened and the temperature distribution is reduced. It can be made uniform.

【0075】さらに、この高温超電導電流リードの磁気
シールドを低温とした高温超電導磁気シールドによって
行うこととしたので、高いシールド特性を得ることがで
きる。
Further, since the magnetic shield of the high-temperature superconducting current lead is formed by a high-temperature superconducting magnetic shield having a low temperature, high shielding characteristics can be obtained.

【0076】[0076]

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

【図1】本発明の第一の実施例による伝導冷却型超電導
磁石装置1の一部縦断面図である。
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of a conduction cooling type superconducting magnet device 1 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同、外周冷却用銅ブロック11の具体的構成を
示す要部縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional view of an essential part showing a specific configuration of the outer peripheral cooling copper block 11;

【図3】同、図2のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;

【図4】本発明の第二の実施例による伝導冷却型超電導
磁石装置30の一部縦断面図である。
FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of a conduction cooling type superconducting magnet device 30 according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第三の実施例による伝導冷却型超電導
磁石装置40の一部縦断面図である。
FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of a conduction cooling type superconducting magnet device 40 according to a third embodiment of the present invention.

【図6】同、伝導冷却型超電導磁石装置30および40
による冷却時間と被冷却体の温度との関係を示すグラフ
である。
FIG. 6 shows a conduction-cooled superconducting magnet device 30 and 40 of the same.
6 is a graph showing the relationship between the cooling time and the temperature of the object to be cooled.

【図7】本発明の第四の実施例による伝導冷却型超電導
磁石装置50の一部縦断面図である。
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view of a conduction cooling type superconducting magnet device 50 according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】同、高温超電導磁気シールド51を温度4.2
Kに冷却した場合の磁気シールド特性を示すグラフであ
る。
FIG. 8 shows a high-temperature superconducting magnetic shield 51 having a temperature of 4.2.
6 is a graph showing magnetic shield characteristics when cooled to K.

【図9】同、高温超電導磁気シールド51を温度77K
に冷却した場合の磁気シールド特性を示すグラフであ
る。
FIG. 9 shows a high-temperature superconducting magnetic shield 51 having a temperature of 77K.
5 is a graph showing the magnetic shield characteristics when cooling is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 伝導冷却型超電導磁石装置 2 基台 3 真空容器(クライオスタット) 4 熱シールド板 5 超電導コイル 6 高温超電導電流リード 7 蓄冷式冷凍機 7A 蓄冷式冷凍機7の第一段冷却ステージ 7B 蓄冷式冷凍機7の第二段冷却ステージ 8 外部電源 9 コイル巻き枠 9A コイル巻き枠9の巻芯 9B コイル巻き枠9の端部フランジ 10 超電導線材 11 外周冷却用銅ブロック(冷却促進部材) 11A、11B、11C 外周冷却用銅ブロック11の
円弧状単位ブロック 12 うず電流防止用電気絶縁材 13 銅シート 14 ボルト 15 電流リード端子 16 常電導電流リードワイヤ 17 高温側電極 18 熱アンカー銅線 19 高温側絶縁材(高温側窒化アルミニウム板) 20 低温側電極 21 低温側絶縁材(低温側窒化アルミニウム板) 30 伝導冷却型超電導磁石装置 31 伝導冷却用銅管 32 液体窒素注入管 33 窒素ガス吐出管 34 異材継ぎ手 35 液体窒素供給源 40 伝導冷却型超電導磁石装置 41 接離部材 42 良熱伝導材料板 43 接離駆動手段(操作用ロッド) 44 伝熱用銅ロッド(伝熱用ロッド) 45 Oリング 46 外周冷却用銅ブロック11の外周に形成したネジ
穴(メス) 50 伝導冷却型超電導磁石装置 51 高温超電導磁気シールド
REFERENCE SIGNS LIST 1 conduction cooled superconducting magnet device 2 base 3 vacuum container (cryostat) 4 heat shield plate 5 superconducting coil 6 high temperature superconducting current lead 7 regenerative refrigerator 7A first stage cooling stage of regenerative refrigerator 7A regenerative refrigerator 7 second stage cooling stage 8 external power supply 9 coil winding 9A core of coil winding 9 9B end flange of coil winding 9 10 superconducting wire 11 outer peripheral cooling copper block (cooling promoting member) 11A, 11B, 11C Arc-shaped unit block of outer peripheral cooling copper block 11 12 Electric insulating material for preventing eddy current 13 Copper sheet 14 Bolt 15 Current lead terminal 16 Normal conductive current lead wire 17 High temperature side electrode 18 Heat anchor copper wire 19 High temperature side insulating material (high temperature 20 Low temperature side electrode 21 Low temperature side insulating material (Low temperature side aluminum nitride plate) 3 Conduction cooling type superconducting magnet device 31 conduction cooling copper tube 32 liquid nitrogen injection tube 33 nitrogen gas discharge tube 34 dissimilar material joint 35 liquid nitrogen supply source 40 conduction cooling type superconducting magnet device 41 contacting / separating member 42 good heat conductive material plate 43 contact / separation Driving means (operation rod) 44 Copper rod for heat transfer (rod for heat transfer) 45 O-ring 46 Screw hole (female) formed on the outer periphery of outer peripheral cooling copper block 11 50 Conduction-cooled superconducting magnet device 51 High-temperature superconducting magnet shield

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 39/04 ZAA F25B 9/00 ZAA H01F 6/00 ZAA──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 39/04 ZAA F25B 9/00 ZAA H01F 6/00 ZAA

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 冷凍機と、 この冷凍機により冷却可能とした超電導コイルと、を有
する伝導冷却型超電導磁石装置であって、 前記超電導コイルを、コイル巻き枠と、このコイル巻き
枠に巻き付けた超電導線材と、から構成するとともに、 この超電導線材の外周に、円環分割した冷却促進部材を
均一に配置するとともに、これら冷却促進部材の互いの
間に少なくともひとつのうず電流防止用電気絶縁材を介
在させて、前記超電導線材の外周面から締め付け、かつ
前記冷凍機の冷却ステージに前記超電導コイルおよび前
記冷却促進部材を接触させることを特徴とする伝導冷却
型超電導磁石装置。
1. A conduction cooling type superconducting magnet device having a refrigerator and a superconducting coil which can be cooled by the refrigerator, wherein the superconducting coil is wound around a coil winding frame and the coil winding frame. And a superconducting wire, and annularly divided cooling promoting members are uniformly arranged on the outer periphery of the superconducting wire .
With at least one eddy current prevention electrical insulator between
By Zaisa, the clamping from the outer peripheral surface of the superconducting wire, and conduction cooling type superconducting magnet apparatus characterized by contacting the superconducting coil and the cooling promoting member to the cooling stage of the refrigerator.
【請求項2】 冷却ステージとして第一段冷却ステー
ジおよび該第一段冷却ステージより低温の第二段冷却ス
テージを設けた冷凍機と、 この冷凍機により冷却可能とした超電導コイルと、 前記冷凍機の前記第一段冷却ステージに接触固定すると
ともに、その内部の前記超電導コイルへの熱侵入を防止
している熱シールド板と、を有する伝導冷却型超電導磁
石装置であって、 前記超電導コイルを該第二段冷却ステージに接触させる
とともに、 前記熱シールド板にその外方から接離することにより、
この熱シールド板を介して前記冷凍機の前記第一段冷却
ステージに接離する良熱伝導材料板と、 この良熱伝導材料板を、前記熱シールド板に接離するよ
うに移動可能に駆動する接離駆動手段と、 前記良熱伝導材料板の移動に応じて前記超電導コイルに
接離する伝熱用ロッドと、から構成した接離部材を設
け、 この接離部材を介して前記超電導コイルと前記第一段冷
却ステージとを接離可能としたことを特徴とする伝導冷
却型超電導磁石装置。
2. A refrigerator provided with a first stage cooling stage and a second stage cooling stage lower in temperature than the first stage cooling stage, a superconducting coil which can be cooled by the refrigerator, and the refrigerator And a heat shield plate that is in contact with and fixed to the first cooling stage and that prevents heat from entering the superconducting coil inside the conduction cooling superconducting magnet device, wherein the superconducting coil is By contacting the second stage cooling stage, and by coming into contact with the heat shield plate from the outside,
A good heat conductive material plate which comes into contact with and separates from the first cooling stage of the refrigerator via the heat shield plate; and a movably drives the good heat conductive material plate so as to come into contact with and separate from the heat shield plate. A contact / separation member comprising: a contact / separation driving means; and a heat transfer rod which contacts / separates the superconducting coil in accordance with the movement of the good heat conductive material plate. A conduction cooling type superconducting magnet device, wherein the first cooling stage and the first cooling stage can be separated from each other.
【請求項3】 冷凍機と、 この冷凍機により冷却可能とした超電導コイルと、 この超電導コイルに給電する電流リードと、を有する伝
導冷却型超電導磁石装置であって、 前記冷凍機の冷却ステージに前記超電導コイルを接触さ
せるとともに、 前記電流リードの外周に高温超電導磁気シールドを設
け、 この高温超電導磁気シールドを前記冷凍機の冷却ステー
ジに接触させたことを特徴とする伝導冷却型超電導磁石
装置。
3. A conduction-cooled superconducting magnet device comprising: a refrigerator; a superconducting coil that can be cooled by the refrigerator; and a current lead that supplies power to the superconducting coil. A conduction-cooled superconducting magnet device, comprising: contacting the superconducting coil; providing a high-temperature superconducting magnetic shield around an outer periphery of the current lead; and bringing the high-temperature superconducting magnetic shield into contact with a cooling stage of the refrigerator.
【請求項4】 前記冷凍機の冷却ステージとして第一
段冷却ステージおよび該第一段冷却ステージより低温の
第二段冷却ステージを設け、 この第二段冷却ステージに前記超電導コイルおよび前記
高温超電導磁気シールドを接触させたことを特徴とする
請求項3記載の伝導冷却型超電導磁石装置。
4. A cooling stage for the refrigerator, comprising a first stage cooling stage and a second stage cooling stage lower in temperature than the first stage cooling stage, wherein the superconducting coil and the high-temperature superconducting magnet are provided on the second stage cooling stage. The conduction-cooled superconducting magnet device according to claim 3, wherein the shield is in contact with the superconducting magnet.
【請求項5】 前記高温超電導磁気シールドは、これ
を酸化物高温超電導体から構成するとともに、 この酸化物高温超電導体に、熱伝導率の高い金属を複合
することを特徴とする請求項4記載の伝導冷却型超電導
磁石装置。
5. The high-temperature superconducting magnetic shield is made of an oxide high-temperature superconductor, and a metal having high thermal conductivity is compounded with the oxide high-temperature superconductor. Conduction cooled superconducting magnet device.
【請求項6】 前記熱伝導率の高い金属は、これを
銅、銀、あるいはアルミニウムなどとすることを特徴と
する請求項5記載の伝導冷却型超電導磁石装置。
6. The conduction-cooled superconducting magnet device according to claim 5, wherein said metal having a high thermal conductivity is copper, silver, aluminum, or the like.
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