JP4749661B2 - 単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造及び冷凍機のメンテナンス方法 - Google Patents
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Description
C1、C2 第1段、第2段冷却シリンダ
D1、D2 ディスプレーサ
F1、F2 第1段、第2段冷却フランジ
H1、H2 第1段、第2段コールドヘッド
M モータ駆動部
R GM冷凍機
2 スリーブ
3a、3b インジウムシート
4、21、41、 フランジ
10、100 真空容器
11a〜11d、71a、71b、81a、81b 超電導コイル
13 構造体
15 熱輻射シールド体
16 垂直方向荷重支持体
17 水平方向荷重支持体
41−1 板部材
41−2 筒状部
41−3、42 O−リング
44 ガイドピン
45 バネ座金
46 コネクタ
60 倍力装置
51 ヒータ
52 ルツボ
53 溶融シリコン
54 単結晶
55 熱シールド材
56 ワイヤ
57 種結晶ホルダ
106 熱シールド容器
Claims (9)
- 超電導磁石装置の超電導コイルが収容される真空容器内に挿入されて超電導コイルの冷却を行う冷凍機であって、モータ駆動部と該モータ駆動部に組み付けられて該モータ駆動部により駆動されるディスプレーサと該ディスプレーサを往復動可能に収容している冷却シリンダとを含む冷凍機を前記真空容器に装着するための装着構造において、
前記真空容器は、中央に単結晶引上げ装置を収容するための中空空間を有する二重円筒型であり、
前記真空容器には、該真空容器内の真空領域と隔絶した状態で前記冷却シリンダを収容するためのスリーブであって該真空容器の壁に近い箇所に開口を持つスリーブが設けられており、
前記冷却シリンダは、その一部が前記スリーブと面接触しており、
前記冷却シリンダにおける前記ディスプレーサ挿通用の開口には、前記ディスプレーサを挿通した状態にて前記モータ駆動部が取り付けられると共に前記スリーブ内の空間を封止すべく前記スリーブ内に挿通される筒状部を持つ第1のフランジが設けられており、
前記筒状部とこれに対向する前記スリーブの内壁との間には封止リングが設けられており、
前記第1のフランジ及び前記冷却シリンダを残して前記モータ駆動部と前記ディスプレーサとを取り外して新たなディスプレーサと交換可能にしたことを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造。 - 請求項1に記載の冷凍機の装着構造において、前記真空容器内には、前記中空空間を間にして対向し合う縦型配置の超電導コイルの対が少なくとも二対設けられており、隣り合う対において隣接し合う超電導コイルの中心軸のなす角を90度以下とし、しかもそれらの合成発生磁束が前記中空空間における上下方向の中心軸を通る水平磁場となるようにしたことを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造。
- 請求項1に記載の冷凍機の装着構造において、前記真空容器内には、前記中空空間を間にして対向し合う縦型配置の超電導コイルの対が少なくとも二対設けられており、隣り合う対において隣接し合う超電導コイルの中心軸のなす角を90度とし、しかもそれら合成発生磁束が前記中空空間における上下方向の中心軸を通らないカスプ磁場となるようにしたことを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造。
- 請求項1に記載の冷凍機の装着構造において、前記真空容器内には、前記中空空間を取り囲むような水平配置型のリング状の超電導コイルを上下に配置し、これら上下の超電導コイルにより上側から下側に向かう平行磁束による縦磁場あるいは下側から上側に向かう平行磁束による縦磁場を形成するようにしたことを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造。
- 請求項1に記載の冷凍機の装着構造において、前記真空容器内には、前記中空空間を取り囲むような水平配置型のリング状の超電導コイルを上下に配置し、これら上下の超電導コイルによる発生磁束を逆向きにすることにより、前記中空空間における上下方向の中心軸を通らないカスプ磁場を形成するようにしたことを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造。
- 請求項1に記載の冷凍機の装着構造において、前記スリーブの開口部近傍には前記第1のフランジと対向する第2のフランジを前記真空容器からやや突出するようにして該真空容器と一体に設けて、前記第1のフランジと前記第2のフランジとの間を第1のボルトで締め付けするようにし、しかも前記第1のフランジと前記第2のフランジとの間には、前記筒状部が前記スリーブへ挿入される時に前記ディスプレーサによる前記冷却シリンダの傾きを規制するためのガイドピンが少なくとも1本設けられていることを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造。
- 請求項6に記載の冷凍機の装着構造において、前記第1のボルトは前記第2のフランジ側から前記第1のフランジ側に向けて挿入されて該第2のフランジを遊嵌状態で貫通しており、該第1のボルトの頭部と該頭部が対向する前記第2のフランジとの間に、バネ座金を介在させていることを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造。
- 請求項6に記載の単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機の装着構造に適用される冷凍機のメンテナンス方法であって、
前記冷却シリンダの一部と前記スリーブとの面接触は、前記冷却シリンダの延在方向に関して直角な面において行われており、
前記第2のフランジには、該第2のフランジに螺入されて前記第1のフランジに当接するようにされた第2のボルトが設けられており、
前記ディスプレーサの交換作業に際しては、前記第1のボルトによる締め付けを緩めたうえで前記第2のボルトにより前記第1のフランジを押し上げて前記筒状部を数mm程度引き出すようにすることにより、前記スリーブと前記冷却シリンダとの間の封止を維持した状態で前記面接触を解除し、
前記モータ駆動部を前記第1のフランジから取り外して前記ディスプレーサと共に前記冷却シリンダから引き抜くようにし、
前記冷却シリンダ内を昇温させた後、新たなモータ駆動部とディスプレーサとの組み合わせ体を前記第1のフランジを通して前記冷却シリンダ内に挿入し、続いて倍力装置で冷凍機全体に押圧力を作用させて前記筒状部を元の位置に押し戻して前記冷却シリンダの一部と前記スリーブとを面接触させた後、前記第1のボルトによる締め付けを行うようにしたことを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機のメンテナンス方法。 - 請求項8に記載の冷凍機のメンテナンス方法において、前記倍力装置は、前記モータ駆動部の頭部側に配置されるベース板と、該ベース板と前記モータ駆動部の頭部側との間に配置される伸長力発生機構と、前記ベース板と前記第2のフランジのそれぞれに引っ掛かる爪を上下両側に有する少なくとも2枚の略コ字形状の締付け板とを含み、前記ベース板の上動を前記締付け板で拘束した状態にて前記伸長力発生機構により前記ベース板と前記モータ駆動部の頭部側とを引き離す力を発生させて前記冷凍機全体に押圧力を作用させるようにしたものであることを特徴とする単結晶引上げ装置用超電導磁石装置における冷凍機のメンテナンス方法。
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