JP2835832B2 - 冷凍機を用いた超電導マグネット装置 - Google Patents
冷凍機を用いた超電導マグネット装置Info
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- JP2835832B2 JP2835832B2 JP15180496A JP15180496A JP2835832B2 JP 2835832 B2 JP2835832 B2 JP 2835832B2 JP 15180496 A JP15180496 A JP 15180496A JP 15180496 A JP15180496 A JP 15180496A JP 2835832 B2 JP2835832 B2 JP 2835832B2
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導マグネット
装置に関するもので、特に超電導マグネットを冷却する
冷凍機の保持手段に関するものである。
装置に関するもので、特に超電導マグネットを冷却する
冷凍機の保持手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導マグネットは、コイルを真空容器
内に配置し、液体ヘリウムを用いて所定の温度（１０Ｋ
〜４Ｋ）に冷却し、超電導状態を作り出して、各種の材
料試験等に使用されている。ところで、上記液体ヘリウ
ムは非常に高価であり、揮発性を有しているので蒸発・
漏出防止対策に多大の注意を払わねばならず、維持管理
が大変であることからＧＭ（ギュフオ−ド・マクマホ
ン）式冷凍機を液体ヘリウムに代わる冷却手段として用
いた超電導マグネットが知られている。
内に配置し、液体ヘリウムを用いて所定の温度（１０Ｋ
〜４Ｋ）に冷却し、超電導状態を作り出して、各種の材
料試験等に使用されている。ところで、上記液体ヘリウ
ムは非常に高価であり、揮発性を有しているので蒸発・
漏出防止対策に多大の注意を払わねばならず、維持管理
が大変であることからＧＭ（ギュフオ−ド・マクマホ
ン）式冷凍機を液体ヘリウムに代わる冷却手段として用
いた超電導マグネットが知られている。
【０００３】ＧＭ冷凍機を用いた超電導マグネット装置
の−例を図６に示す。１は真空容器である。該真空容器
１は、凹状容器２と、該容器２の口部を覆う天板３とで
構成されている。真空容器１の中央部には円筒壁４で仕
切られて上下方向に貫通した空所５が形成されている。
そして、この空所５内が高磁場空間として利用される。
の−例を図６に示す。１は真空容器である。該真空容器
１は、凹状容器２と、該容器２の口部を覆う天板３とで
構成されている。真空容器１の中央部には円筒壁４で仕
切られて上下方向に貫通した空所５が形成されている。
そして、この空所５内が高磁場空間として利用される。
【０００４】真空容器１内には、熱遮蔽のための内室体
６が支柱１１と後述するシリンダ部Ｃ−１とで吊設され
ている。内室体６は、前記円筒壁４にミリ単位の隙間を
あけて嵌装する内側円筒壁７と、外側円筒壁８と、天板
９と、底板１０とで構成されている。内室体６内には、
支柱１２と後述するシリンダ部Ｃ−２とで吊設された固
定プレ−ト１３と、該固定プレ−ト１３の下面にとりつ
けられ、前記内側円筒壁７にミリ単位の隙間をあけて嵌
装された超電導マグネット１４とが内蔵されている。
６が支柱１１と後述するシリンダ部Ｃ−１とで吊設され
ている。内室体６は、前記円筒壁４にミリ単位の隙間を
あけて嵌装する内側円筒壁７と、外側円筒壁８と、天板
９と、底板１０とで構成されている。内室体６内には、
支柱１２と後述するシリンダ部Ｃ−２とで吊設された固
定プレ−ト１３と、該固定プレ−ト１３の下面にとりつ
けられ、前記内側円筒壁７にミリ単位の隙間をあけて嵌
装された超電導マグネット１４とが内蔵されている。
【０００５】１５はＧＭ冷凍機で、冷凍機取付フランジ
１６が真空容器１の天板３にボルト１７で固定されてい
る。冷凍機１５の１段シリンダ部Ｃ−１、１段コ−ルド
ヘッド部Ｆ−１、２段シリンダ部Ｃ−２、２段コ−ルド
ヘッド部Ｆ−２が真空容器１内に挿入されており、１段
コ−ルドヘッド部Ｆ−１の取付フランジ１８が内室体６
の天板９にボルト１９で固定され、２段コ−ルドヘッド
部Ｆ−２の取付フランジ２０が前記固定プレ−ト１３に
ボルト２１で固定されている。
１６が真空容器１の天板３にボルト１７で固定されてい
る。冷凍機１５の１段シリンダ部Ｃ−１、１段コ−ルド
ヘッド部Ｆ−１、２段シリンダ部Ｃ−２、２段コ−ルド
ヘッド部Ｆ−２が真空容器１内に挿入されており、１段
コ−ルドヘッド部Ｆ−１の取付フランジ１８が内室体６
の天板９にボルト１９で固定され、２段コ−ルドヘッド
部Ｆ−２の取付フランジ２０が前記固定プレ−ト１３に
ボルト２１で固定されている。
【０００６】尚、組み立てに当たっては、内室体６を先
に組み立て、次いで、内室体６に凹状容器２を被せて天
板３と凹状容器２のフランジ部とをボルト結合して組み
立てるようになっている。
に組み立て、次いで、内室体６に凹状容器２を被せて天
板３と凹状容器２のフランジ部とをボルト結合して組み
立てるようになっている。
【０００７】上記したように、冷凍機を備えた超電導マ
グネット装置では冷凍機１５を真空容器１の天板３にボ
ルト１７で固定し、真空容器１内では１段コ−ルドヘッ
ド部Ｆ−１を内室体６の天板９に、又、２段コ−ルドヘ
ッド部Ｆ−２を固定プレ−ト１３に夫々ボルト１９，２
１で固定しており、連結・固定手段として簡便であり、
固体面接触のためコ−ルドヘッド部からの伝熱性も良好
になっている。
グネット装置では冷凍機１５を真空容器１の天板３にボ
ルト１７で固定し、真空容器１内では１段コ−ルドヘッ
ド部Ｆ−１を内室体６の天板９に、又、２段コ−ルドヘ
ッド部Ｆ−２を固定プレ−ト１３に夫々ボルト１９，２
１で固定しており、連結・固定手段として簡便であり、
固体面接触のためコ−ルドヘッド部からの伝熱性も良好
になっている。
【０００８】ところで、この超電導マグネット装置にお
いて、冷凍機を作動させ、超電導マグネット１４が超電
導状態を生じる所定の極低温（１０Ｋ〜４Ｋ）になるよ
うに冷却すると、天板９や固定プレ−ト１３には冷却に
よる熱収縮が起こり、この熱収縮により、冷凍機１５の
シリンダ部Ｃ−1 ，Ｃ−２には、図６の矢印方向の曲げ
作用力がかかり歪みが生じる。この歪みのために冷凍機
のシリンダ部Ｃ−１，Ｃ−２の内部で往復動しているデ
スプレ−サの動きが妨げられ、冷凍機の能力低下のみな
らず、運転不能となる恐れがある。
いて、冷凍機を作動させ、超電導マグネット１４が超電
導状態を生じる所定の極低温（１０Ｋ〜４Ｋ）になるよ
うに冷却すると、天板９や固定プレ−ト１３には冷却に
よる熱収縮が起こり、この熱収縮により、冷凍機１５の
シリンダ部Ｃ−1 ，Ｃ−２には、図６の矢印方向の曲げ
作用力がかかり歪みが生じる。この歪みのために冷凍機
のシリンダ部Ｃ−１，Ｃ−２の内部で往復動しているデ
スプレ−サの動きが妨げられ、冷凍機の能力低下のみな
らず、運転不能となる恐れがある。
【０００９】そこで、このような不都合が生じないよう
に冷凍機のコ−ルドヘッド部Ｆ−１、Ｆ−２と天板９及
び固定プレ−ト１３とを、図８に示すように、曲げ歪み
を吸収する部材として銅製の編み線３０や曲げ成形した
銅板３１を介して連結することが考えられている。
に冷凍機のコ−ルドヘッド部Ｆ−１、Ｆ−２と天板９及
び固定プレ−ト１３とを、図８に示すように、曲げ歪み
を吸収する部材として銅製の編み線３０や曲げ成形した
銅板３１を介して連結することが考えられている。
【００１０】このような対応策の場合、伝熱抵抗が増え
ることから冷却性能が悪くなり、又、部品点数が増える
ので構造が複雑化し、組み立てもしずらくなる等幾多の
欠点がある。
ることから冷却性能が悪くなり、又、部品点数が増える
ので構造が複雑化し、組み立てもしずらくなる等幾多の
欠点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、冷凍機のコ−ルドヘッド部を内室体の天板及び
固定プレ−トに固体面接触で固定して伝熱性能の維持向
上を図りながら、天板及び固定プレ−トに冷却に伴う熱
収縮を生じても冷凍機が曲げ歪みを受けず、長期間円滑
に作動できる冷凍機を用いた超電導マグネット装置を提
供することを目的とする。
に鑑み、冷凍機のコ−ルドヘッド部を内室体の天板及び
固定プレ−トに固体面接触で固定して伝熱性能の維持向
上を図りながら、天板及び固定プレ−トに冷却に伴う熱
収縮を生じても冷凍機が曲げ歪みを受けず、長期間円滑
に作動できる冷凍機を用いた超電導マグネット装置を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の冷凍機を用いた
超電導マグネット装置は、冷凍機のコ−ルドヘッド部を
内室体の天板及び固定プレ−トに固体面接触して固定
し、冷凍機を真空容器の天板に横移動のみ可能に押圧す
ることにより固定したことを特徴とする。
超電導マグネット装置は、冷凍機のコ−ルドヘッド部を
内室体の天板及び固定プレ−トに固体面接触して固定
し、冷凍機を真空容器の天板に横移動のみ可能に押圧す
ることにより固定したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基ずき説明する。図１乃至図５は本発明にかかる冷凍
機を用いた超電導マグネット装置の説明図である。図
６、７、８の従来例と同一の箇所については同一の符号
を付して説明は省略する。
に基ずき説明する。図１乃至図５は本発明にかかる冷凍
機を用いた超電導マグネット装置の説明図である。図
６、７、８の従来例と同一の箇所については同一の符号
を付して説明は省略する。
【００１４】図１乃至図３において、４０は冷凍機ホル
ダである。該冷凍機ホルダ４０は、ビ−ム４２とその両
端に脚体４３がボルト４４で固定されて、全体として門
形となっている。
ダである。該冷凍機ホルダ４０は、ビ−ム４２とその両
端に脚体４３がボルト４４で固定されて、全体として門
形となっている。
【００１５】ビ−ム４２の中央部には、ネジ杆４５が螺
合されており、該ネジ杆４５の下端に、下面が球状接当
面とされた押圧体４１を、又、上端にはハンドル４６を
それぞれ具備している。
合されており、該ネジ杆４５の下端に、下面が球状接当
面とされた押圧体４１を、又、上端にはハンドル４６を
それぞれ具備している。
【００１６】脚体４３は断面６角形の棒体で、下端にネ
ジ部４７を有しており、このネジ部４７が冷凍機１５の
取付フランジ１６の貫通孔１６ａを通して真空容器１の
天板３に螺入され、連結されている。そして、前記冷凍
機１５の頂部を前記押圧体４１で押しつける構成となっ
ている。天板３と取付フランジ１６との間はシ−ルリン
グ５０による封止を図っている。
ジ部４７を有しており、このネジ部４７が冷凍機１５の
取付フランジ１６の貫通孔１６ａを通して真空容器１の
天板３に螺入され、連結されている。そして、前記冷凍
機１５の頂部を前記押圧体４１で押しつける構成となっ
ている。天板３と取付フランジ１６との間はシ−ルリン
グ５０による封止を図っている。
【００１７】貫通孔１６ａの内面とこれに貫通したネジ
部４７の間には冷凍機１５の横方向（水平方向）への移
動を許容するように微小の隙間０ー１が形成されてい
る。この隙間０ー１は数〓程度とされている。又、取付
フランジ１６の上面と脚体４３の棒体下端との間には両
者が接触しない程度の隙間０−２が設けられている。
部４７の間には冷凍機１５の横方向（水平方向）への移
動を許容するように微小の隙間０ー１が形成されてい
る。この隙間０ー１は数〓程度とされている。又、取付
フランジ１６の上面と脚体４３の棒体下端との間には両
者が接触しない程度の隙間０−２が設けられている。
【００１８】冷凍機を作動して天板９及び固定プレ−ト
１３に、冷却に伴う熱収縮を生じ、コ−ルドヘッド部Ｆ
−１，Ｆ−２に矢印方向の曲げ作用が加わると、冷凍機
１５は天板３上でコ−ルドヘッド部Ｆ−１，Ｆ−２と共
に前記隙間０ー１の範囲内で横方向に移動してシリンダ
部Ｃ−１，Ｃ−２に対する歪みを生じない。
１３に、冷却に伴う熱収縮を生じ、コ−ルドヘッド部Ｆ
−１，Ｆ−２に矢印方向の曲げ作用が加わると、冷凍機
１５は天板３上でコ−ルドヘッド部Ｆ−１，Ｆ−２と共
に前記隙間０ー１の範囲内で横方向に移動してシリンダ
部Ｃ−１，Ｃ−２に対する歪みを生じない。
【００１９】尚、本発明の冷凍機を用いた超電導マグネ
ット装置では、冷凍機１５を天板３に横移動のみ可能に
押圧して固定する構造であればよく、前述の冷凍機１５
の頂部を押しつける実施例の他に、冷凍機の取付フラン
ジ１６を天板３に押圧して固定するものでも実施可能で
ある。
ット装置では、冷凍機１５を天板３に横移動のみ可能に
押圧して固定する構造であればよく、前述の冷凍機１５
の頂部を押しつける実施例の他に、冷凍機の取付フラン
ジ１６を天板３に押圧して固定するものでも実施可能で
ある。
【００２０】図４には冷凍機の取付フランジ１６を天板
３に押圧して固定するのにクランパ６０を用いた例を示
している。クランパ６０は球状接当部を有するクランプ
ア−ム６１と、該クランプア−ム６１の取付フランジ１
６への押圧力を調節するデスタンスピ−ス６２とこれら
クランプア−ム６１、デスタンスピ−ス６２を天板３に
固定するボルト６３で構成されている。図４の例ではク
ランパ６０は取付フランジ１６の端面との間に隙間０−
１をあけて天板３に取り付けられている。
３に押圧して固定するのにクランパ６０を用いた例を示
している。クランパ６０は球状接当部を有するクランプ
ア−ム６１と、該クランプア−ム６１の取付フランジ１
６への押圧力を調節するデスタンスピ−ス６２とこれら
クランプア−ム６１、デスタンスピ−ス６２を天板３に
固定するボルト６３で構成されている。図４の例ではク
ランパ６０は取付フランジ１６の端面との間に隙間０−
１をあけて天板３に取り付けられている。
【００２１】図５には、冷凍機１５の取付フランジ１６
を天板３に押圧して固定するのに段付きボルト７０を用
いた例を示している。段付きボルト７０は、頭部７１
と、該頭部７１より小径で、取付フランジ１６の厚さ以
上の高さの中間段部７２と、該中間段部７２より小径の
ネジ部７３とからなっている。ボルト頭部７１と取付フ
ランジ１６の上面との間に高分子合成樹脂製板のような
低摩擦体７４が介装されている。図５の例では中間段部
７２の外周と取付フランジ１６の貫通孔１６ａ面との間
には前記隙間０-１が形成されている。
を天板３に押圧して固定するのに段付きボルト７０を用
いた例を示している。段付きボルト７０は、頭部７１
と、該頭部７１より小径で、取付フランジ１６の厚さ以
上の高さの中間段部７２と、該中間段部７２より小径の
ネジ部７３とからなっている。ボルト頭部７１と取付フ
ランジ１６の上面との間に高分子合成樹脂製板のような
低摩擦体７４が介装されている。図５の例では中間段部
７２の外周と取付フランジ１６の貫通孔１６ａ面との間
には前記隙間０-１が形成されている。
【００２２】図４，５の実施例では図１，２，３の実施
例に比べて、冷凍機ホルダを嵩張りのない簡単なものに
することができる。
例に比べて、冷凍機ホルダを嵩張りのない簡単なものに
することができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、コ−ルドヘッド部から
の伝熱性能が維持向上でき、かつ、内室体の天板及び固
定プレ−トの冷却に伴う熱収縮により冷凍機に受けてい
た歪み作用を解消することができる。
の伝熱性能が維持向上でき、かつ、内室体の天板及び固
定プレ−トの冷却に伴う熱収縮により冷凍機に受けてい
た歪み作用を解消することができる。
【図１】本発明に係る冷凍機を用いた超電導マグネット
装置の縦断面図である。
装置の縦断面図である。
【図２】図１のＸ部の拡大図である。
【図３】図１のＹ部の拡大図である。
【図４】本発明の他の実施形態の説明図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態の説明図である。
【図６】従来の冷凍機を用いた超電導マグネット装置の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図７】図６のＺ部の拡大図である。
【図８】図６の改良例の冷凍機を用いた超電導マグネッ
ト装置の縦断面図である。
ト装置の縦断面図である。
１ 真空容器 ３ 天板 ６ 内室体 ９ 天板 １３ 固定プレ−ト １５ 冷凍機 １６ 取付フランジ Ｆ−１ コ−ルドヘッド部 Ｆ−２ コ−ルドヘッド部
Claims (4)
- 【請求項１】冷凍機のコ−ルドヘッド部を内室体の天板
及び固定プレ−トに固体面接触して固定し、冷凍機を真
空容器の天板に横移動のみ可能に押圧することにより固
定したことを特徴とする冷凍機を用いた超電導マグネッ
ト装置。 - 【請求項２】押圧することにより固定する手段が、冷凍
機の頂部を押圧する押圧体を有する冷凍機ホルダで構成
されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍機を用
いた超電導マグネット装置。 - 【請求項３】押圧することにより固定する手段が、真空
容器の天板に固定されると共に冷凍機の取付フランジを
押圧するクランパで構成されていることを特徴とする請
求項１記載の冷凍機を用いた超電導マグネット装置。 - 【請求項４】押圧することにより固定する手段が、冷凍
機の取付フランジの貫通孔を通して真空容器の天板に固
定されると共に冷凍機の取付フランジの厚さ以上の高さ
の中間段部を備えた段付きボルトと、該ボルトの頭部下
面と取付フランジの上面との間に介装した低摩擦体とで
構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷凍機
を用いた超電導マグネット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15180496A JP2835832B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 冷凍機を用いた超電導マグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15180496A JP2835832B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 冷凍機を用いた超電導マグネット装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318173A JPH09318173A (ja) | 1997-12-12 |
| JP2835832B2 true JP2835832B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=15526674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15180496A Expired - Fee Related JP2835832B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 冷凍機を用いた超電導マグネット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2835832B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104200950B (zh) * | 2014-09-19 | 2016-08-17 | 西安聚能超导磁体科技有限公司 | 一种传导冷却超导磁体制冷机结构及其安装、拆卸方法 |
-
1996
- 1996-05-24 JP JP15180496A patent/JP2835832B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09318173A (ja) | 1997-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009 Year of fee payment: 10 |
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081009 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |