JP6760511B2

JP6760511B2 - Superconducting electromagnet device

Info

Publication number: JP6760511B2
Application number: JP2019547859A
Authority: JP
Inventors: 泰作五明; 直樹岩本; 井上　達也; 達也井上; 諒江口; 知徳田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: WO2019073573A1; JPWO2019073573A1

Description

本発明は、超電導電磁石装置に関し、特に冷媒に浸漬されて冷却される超電導コイルを備える超電導電磁石装置に関する。 The present invention relates to a superconducting electromagnet device, and more particularly to a superconducting electromagnet device including a superconducting coil that is immersed in a refrigerant and cooled.

超電導電磁石装置は、液化ヘリウム等の液化した冷媒を用いて超電導コイルを冷却することで、超電導コイルの電気抵抗を０としている。このような構成により、超電導コイルの通電時に、超電導コイル上に大電流を流して強力な磁場を発生させることができる。 In the superconducting magnet device, the electric resistance of the superconducting coil is set to 0 by cooling the superconducting coil with a liquefied refrigerant such as liquefied helium. With such a configuration, when the superconducting coil is energized, a large current can be passed through the superconducting coil to generate a strong magnetic field.

超電導コイルを液化ヘリウム温度に維持するための一般的な構成として、超電導電磁石装置は、超電導コイルと、超電導コイルを収容する冷媒容器と、冷媒容器を収容し内部が高真空状態である真空容器と、冷媒容器内に流入した熱を冷媒容器外部へ排出する冷凍機と、冷凍機と冷媒容器とに接続された冷凍機接続配管と、冷媒容器と真空容器とに接続された排気配管を備えている。 As a general configuration for maintaining the superconducting coil at the liquefied helium temperature, the superconducting magnet device includes a superconducting coil, a refrigerant container containing the superconducting coil, and a vacuum container containing the refrigerant container and having a high vacuum inside. A refrigerator that discharges the heat that has flowed into the refrigerant container to the outside of the refrigerant container, a refrigerator connection pipe that is connected to the refrigerator and the refrigerant container, and an exhaust pipe that is connected to the refrigerant container and the vacuum container are provided. There is.

超電導電磁石装置においては、一般的に冷媒容器内へ流入する熱量をできる限り抑制することが望ましい。これは冷媒容器内に流入する熱量が増加すると、クエンチが発生して真空容器や冷媒容器等の容器を破損させる場合があるためである。なお、クエンチは冷媒容器内で液化ヘリウムの蒸発により生じるヘリウムガスが増大し、冷媒容器内の圧力および温度が大幅に上昇する現象である。 In a superconducting electromagnet device, it is generally desirable to suppress the amount of heat flowing into the refrigerant container as much as possible. This is because when the amount of heat flowing into the refrigerant container increases, quenching may occur and the container such as the vacuum container or the refrigerant container may be damaged. Quenching is a phenomenon in which helium gas generated by evaporation of liquefied helium increases in the refrigerant container, and the pressure and temperature in the refrigerant container increase significantly.

上述した一般的な超電導電磁石装置にあっては、排気配管および冷凍機接続配管（以下、「両配管」と呼ぶ場合あり。）は共に冷媒容器に連結されており、この両配管は冷媒容器内へ熱が流入する経路（以下、「熱流入経路」と呼ぶ場合あり。）となっている。 In the general superconducting electromagnet device described above, both the exhaust pipe and the refrigerator connection pipe (hereinafter, may be referred to as "both pipes") are connected to the refrigerant container, and both of these pipes are inside the refrigerant container. It is a path through which heat flows into (hereinafter, may be referred to as a "heat inflow path").

そこで、両配管を介して冷媒容器内へ流入する熱を低減する技術として、例えば特許文献１では、両配管が接続された接続ボックスを設け、この接続ボックスを冷媒容器の開口部に接続させる構成としている。このような構成では、冷媒容器内への直接の熱流入経路を接続ボックスに限定することにより、冷媒容器内への熱流入量の低減が可能である。 Therefore, as a technique for reducing the heat flowing into the refrigerant container via both pipes, for example, in Patent Document 1, a connection box in which both pipes are connected is provided, and this connection box is connected to the opening of the refrigerant container. It is said. In such a configuration, the amount of heat inflow into the refrigerant container can be reduced by limiting the direct heat inflow path into the refrigerant container to the connection box.

国際公開第２００８／０３２１１７号International Publication No. 2008/032117

特許文献１に記載の発明においては、接続ボックスへ両配管からの熱が流入する。したがって、接続ボックスから冷媒容器へ熱が流入してしまう。そこで特許文献１では、このような熱流入を抑制するため、接続ボックスに液化した冷媒を貯留し、この液化した冷媒によって接続ボックスを冷却していた。このように特許文献１の超電導電磁石装置にあっては、冷媒容器への熱流入が発生しにくい構造とするには、冷媒容器に加えて接続ボックスにも液化した冷媒を貯留する必要がある等、超電導電磁石装置の冷却機構が複雑になるという問題があった。 In the invention described in Patent Document 1, heat from both pipes flows into the connection box. Therefore, heat flows from the connection box to the refrigerant container. Therefore, in Patent Document 1, in order to suppress such heat inflow, a liquefied refrigerant is stored in the connection box, and the connection box is cooled by the liquefied refrigerant. As described above, in the superconducting electromagnet device of Patent Document 1, in order to have a structure in which heat inflow to the refrigerant container is unlikely to occur, it is necessary to store the liquefied refrigerant in the connection box in addition to the refrigerant container. , There is a problem that the cooling mechanism of the superconducting electromagnet device becomes complicated.

本発明は上述のような事情を鑑みてなされたものであって、超電導電磁石装置の冷却機構を複雑化させることなく、冷媒容器への熱流入が発生しにくい超伝導電磁石装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a superconducting electromagnet device in which heat inflow to a refrigerant container is unlikely to occur without complicating the cooling mechanism of the superconducting electromagnet device. The purpose.

本発明に係る超電導電磁石装置は、超電導コイルと、超電導コイルを液状の冷媒に浸漬した状態で収納すると共に、開口部が設けられた冷媒容器と、冷媒容器を収納する真空容器と、冷媒容器の内部で気化した冷媒を真空容器の外部へ排気するための排気配管と、排気配管と離れた位置から真空容器の内部に挿入されて、冷媒を冷却する冷凍機と、冷媒容器の内部の冷媒を冷凍機に流通させる冷凍機接続配管とを備え、排気配管および冷凍機接続配管のいずれか一方の配管は開口部を介して冷媒容器と連結され、他方の配管は、該他方の配管の端部が一方の配管の途中に設けられた貫通口から一方の配管の内部へ挿入されて一方の配管の内部に突出する配管突出し部を有するものである。 The superconducting magnet device according to the present invention houses the superconducting coil, the superconducting coil in a state of being immersed in a liquid refrigerant, a refrigerant container provided with an opening, a vacuum container for accommodating the refrigerant container, and a refrigerant container. An exhaust pipe for exhausting the refrigerant vaporized inside to the outside of the vacuum container, a refrigerator inserted inside the vacuum container from a position away from the exhaust pipe to cool the refrigerant, and a refrigerant inside the refrigerant container. It is provided with a refrigerator connecting pipe to be distributed to the refrigerator, one of the exhaust pipe and the refrigerating machine connecting pipe is connected to the refrigerant container through an opening, and the other pipe is the end of the other pipe. Has a pipe protruding portion that is inserted into the inside of one pipe and protrudes into the inside of one pipe through a through hole provided in the middle of one pipe.

本発明に係る超電導電磁石装置にあっては、超電導電磁石装置の冷却機構を複雑化させることなく、冷媒容器への熱流入が発生しにくい構成とすることができる。 The superconducting electromagnet device according to the present invention can be configured so that heat inflow to the refrigerant container is unlikely to occur without complicating the cooling mechanism of the superconducting electromagnet device.

本発明の実施の形態１に係る超電導電磁石装置の斜視図である。It is a perspective view of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る超電導電磁石装置の正面図および側面図である。It is a front view and the side view of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position X1-X2 shown in FIG. 2A of the superconducting electromagnetic apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係るヘリウムガスと排気配管との間で行われる熱交換を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the heat exchange performed between the helium gas and the exhaust pipe which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position X1-X2 shown in FIG. 2A of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る超電導電磁石装置の図５に示す断面位置Ａ１−Ａ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position A1-A2 shown in FIG. 5 of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る超電導電磁石装置の変形例に関する図５に示す断面位置Ａ１−Ａ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position A1-A2 shown in FIG. 5 concerning the modification of the superconducting electromagnetic apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position X1-X2 shown in FIG. 2A of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position X1-X2 shown in FIG. 2A of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る排気配管および冷凍機接続配管とヘリウムガスとの熱交換を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the heat exchange between the exhaust pipe and the refrigerator connection pipe, and helium gas which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態５に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position X1-X2 shown in FIG. 2A of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の形態５に係る超電導電磁石装置の図１１に示す断面位置Ｂ１−Ｂ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position B1-B2 shown in FIG. 11 of the superconducting electromagnetic apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態６に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。It is sectional drawing at the sectional position X1-X2 shown in FIG. 2A of the superconducting electromagnet device which concerns on Embodiment 6 of this invention.

実施の形態１．
図１〜３を用いて本発明の実施の形態１の超電導電磁石装置の構成を説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る超電導電磁石装置の斜視図である。図２は本発明の実施の形態１に係る超電導電磁石装置の正面図および側面図である。図２（Ａ）は超電導電磁石装置の正面図を示し、図２（Ｂ）は側面図を示す。図３は本発明の実施の形態１に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。なお図１および図２では、排気配管７および冷凍機接続配管１０については、これらの構成の一部のみを図示しており、逆止弁１３（図３）の図示を省略している。Embodiment 1.
The configuration of the superconducting electromagnet device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of the superconducting electromagnet device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view and a side view of the superconducting electromagnet device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A shows a front view of the superconducting electromagnet device, and FIG. 2B shows a side view. FIG. 3 is a cross-sectional view of the superconducting electromagnet device according to the first embodiment of the present invention at the cross-sectional positions X1-X2 shown in FIG. 2 (A). Note that, in FIGS. 1 and 2, only a part of these configurations is shown for the exhaust pipe 7 and the refrigerator connection pipe 10, and the check valve 13 (FIG. 3) is not shown.

図１〜図３に示す超電導電磁石装置においては、最も外側に、中空円筒形状の真空容器４が配置される。真空容器４は、真空容器４の内側と外側を真空断熱するために、例えば、ステンレス鋼またはアルミニウム等の非磁性体から構成される。真空容器４の内部は、真空になるように図示しない減圧装置により減圧されている。 In the superconducting electromagnet device shown in FIGS. 1 to 3, a hollow cylindrical vacuum vessel 4 is arranged on the outermost side. The vacuum vessel 4 is made of a non-magnetic material such as stainless steel or aluminum in order to vacuum-insulate the inside and outside of the vacuum vessel 4. The inside of the vacuum vessel 4 is decompressed by a decompression device (not shown) so as to create a vacuum.

図３に示す通り、真空容器４の内部には例えば中空円筒形状の熱遮蔽板５が配置されている。熱遮蔽板５は、例えば、アルミニウム等の光の反射率の高い非磁性体から構成されている。熱遮蔽板５の表面には、図示しない多層断熱材（スーパインシュレーション）が貼り付けられていてもよい。 As shown in FIG. 3, for example, a hollow cylindrical heat shield plate 5 is arranged inside the vacuum vessel 4. The heat shield plate 5 is made of a non-magnetic material having high light reflectance such as aluminum. A multilayer heat insulating material (super insulation) (not shown) may be attached to the surface of the heat shielding plate 5.

熱遮蔽板５の内部には、例えば中空円筒形状の冷媒容器６が配置されている。熱遮蔽板５は、冷媒容器６の周りを囲んで、真空容器４から冷媒容器６内への輻射熱の流入を抑制する機能を有している。 Inside the heat shield plate 5, for example, a hollow cylindrical refrigerant container 6 is arranged. The heat shield plate 5 has a function of surrounding the refrigerant container 6 and suppressing the inflow of radiant heat from the vacuum container 4 into the refrigerant container 6.

冷媒容器６は、超電導コイル６０を６Ｋ（液化ヘリウム温度）以下の温度に維持するための低温容器として機能するものである。冷媒容器６は超電導コイル６０を液化ヘリウム（液状の冷媒）２０で浸漬した状態で収納する。冷媒容器６には、開口部６ａが設けられる。なお、開口部６ａは図３では一点鎖線で囲まれた領域に対応する。詳細は後述するが、この開口部６ａを介して排気配管７および冷凍機接続配管１０が冷媒容器６の内部と接続（連通）する。冷媒容器６の内部には液化ヘリウム２０に加えてヘリウムガス（気化した冷媒）３０が収容されている。 The refrigerant container 6 functions as a low-temperature container for maintaining the superconducting coil 60 at a temperature of 6K (liquefied helium temperature) or less. The refrigerant container 6 stores the superconducting coil 60 in a state of being immersed in liquefied helium (liquid refrigerant) 20. The refrigerant container 6 is provided with an opening 6a. The opening 6a corresponds to the region surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. Although details will be described later, the exhaust pipe 7 and the refrigerator connecting pipe 10 are connected (communicated) with the inside of the refrigerant container 6 through the opening 6a. In addition to the liquefied helium 20, helium gas (vaporized refrigerant) 30 is housed inside the refrigerant container 6.

超電導コイル６０は、巻枠としても機能する冷媒容器６の底部に巻回されている。冷媒容器６の内部には、液状の冷媒である液化ヘリウム２０が充填されている。超電導コイル６０は、例えば、銅からなるマトリクスの中心部にニオブチタン合金を埋め込んで形成された超電導線が巻き回されて構成されている。 The superconducting coil 60 is wound around the bottom of the refrigerant container 6 which also functions as a winding frame. The inside of the refrigerant container 6 is filled with liquefied helium 20 which is a liquid refrigerant. The superconducting coil 60 is formed by winding, for example, a superconducting wire formed by embedding a niobium-titanium alloy in the center of a matrix made of copper.

図１〜図３に示すとおり、超電導電磁石装置は、排気配管７と、冷媒容器６の内部を冷却する冷凍機９と、冷凍機９に接続された冷凍機接続配管１０とをさらに備える。 As shown in FIGS. 1 to 3, the superconducting magnet device further includes an exhaust pipe 7, a refrigerator 9 for cooling the inside of the refrigerant container 6, and a refrigerator connection pipe 10 connected to the refrigerator 9.

真空容器４の上部の一部に開口部が設けられ、この開口部から冷凍機９の一部である冷却ヘッド９ａ，９ｂが真空容器４の内部に挿入されている。冷凍機９において冷却ヘッド９ａ，９ｂ以外の残りの部分は、真空容器４の外部に設けられ、真空容器４の外表面に固定される。冷却ヘッド９ｂは熱遮蔽板５の開口部からその内部まで挿入されている。 An opening is provided in a part of the upper part of the vacuum container 4, and the cooling heads 9a and 9b, which are a part of the refrigerator 9, are inserted into the inside of the vacuum container 4 through the opening. In the refrigerator 9, the remaining portions other than the cooling heads 9a and 9b are provided outside the vacuum container 4 and fixed to the outer surface of the vacuum container 4. The cooling head 9b is inserted from the opening of the heat shield plate 5 to the inside thereof.

冷凍機接続配管１０は冷媒容器６の内部のヘリウムガス３０を冷却ヘッド９ａ，９ｂに導き、冷却ヘッド９ａ，９ｂで冷却されて生成された液化ヘリウム２０を冷媒容器６に戻す管である。すなわち、液化ヘリウム２０又はヘリウムガス３０（冷媒）を冷媒容器６と冷凍機９との間で流通させるための管である。 The refrigerator connection pipe 10 is a pipe that guides the helium gas 30 inside the refrigerant container 6 to the cooling heads 9a and 9b, and returns the liquefied helium 20 generated by being cooled by the cooling heads 9a and 9b to the refrigerant container 6. That is, it is a pipe for circulating liquefied helium 20 or helium gas 30 (refrigerant) between the refrigerant container 6 and the refrigerator 9.

冷却ヘッド９ａ，９ｂは冷凍機接続配管１０の内部に挿入されている。冷却ヘッド９ａ，９ｂは、図中下方に向かい突出した部分であり、冷凍機接続配管１０はそれら冷却ヘッド９ａ，９ｂを下側から包み込むよう構成されている。冷却ヘッド９ａ，９ｂによって液化した液化ヘリウム２０が冷媒容器６の内部に流れ落ちやすいように、冷凍機接続配管１０は冷媒容器６側に下る形状とされている。また、冷凍機９の冷却ヘッド９ａ，９ｂが真空容器４に設置される位置は、排気配管７が真空容器４に挿入される位置と異なる。すなわち、冷凍機９は排気配管７と離れた位置から真空容器４の内部に挿入される。 The cooling heads 9a and 9b are inserted inside the refrigerator connecting pipe 10. The cooling heads 9a and 9b are portions protruding downward in the drawing, and the refrigerator connecting pipe 10 is configured to wrap the cooling heads 9a and 9b from below. The refrigerator connecting pipe 10 has a shape that descends to the refrigerant container 6 side so that the liquefied helium 20 liquefied by the cooling heads 9a and 9b easily flows into the refrigerant container 6. Further, the positions where the cooling heads 9a and 9b of the refrigerator 9 are installed in the vacuum container 4 are different from the positions where the exhaust pipe 7 is inserted into the vacuum container 4. That is, the refrigerator 9 is inserted into the vacuum container 4 from a position away from the exhaust pipe 7.

排気配管７は例えばステンレス鋼により構成され、冷媒容器６内部へ液化ヘリウム２０を注液するための、又は冷媒容器６内部で発生したヘリウムガス３０を真空容器４の外部へ排気するための管路である。 The exhaust pipe 7 is made of, for example, stainless steel, and is a pipe for injecting the liquefied helium 20 into the refrigerant container 6 or for exhausting the helium gas 30 generated inside the refrigerant container 6 to the outside of the vacuum container 4. Is.

排気配管７の内部には予備排気配管８が設けられる。予備排気配管８は排気配管７の予備の排気路であって、排気配管７が閉塞した場合等の排気配管７が機能しない場合に用いられる。 A spare exhaust pipe 8 is provided inside the exhaust pipe 7. The spare exhaust pipe 8 is a spare exhaust passage of the exhaust pipe 7, and is used when the exhaust pipe 7 does not function, such as when the exhaust pipe 7 is blocked.

冷凍機接続配管１０は、冷媒容器６の開口部６ａを介して冷媒容器６に連結される。また、冷凍機接続配管１０は冷媒容器６と冷凍機９（冷却ヘッド）との間でヘリウムガス３０を流通させる流路である。冷凍機接続配管１０は、管路の一端部に第１曲り部（曲がり部）１６ａを有し、管路の他端部に第２曲り部（曲がり部）１６ｂを有する。冷凍機接続配管１０は、第１曲り部１６ａにおいて冷凍機９と接続し、第２曲り部１６ｂにおいて開口部６ａを介して冷媒容器６と連結される。以下の実施の形態において、「接続」とは、２つの構成が直接的（物理的）に接続される場合に加えて別の構成要素により間接的に接続される場合を含むものとする。一方で「連結」とは、２つの構成が間接的に接続されるのではなく直接的（物理的）に接続されていることを言う。 The refrigerator connection pipe 10 is connected to the refrigerant container 6 via the opening 6a of the refrigerant container 6. Further, the refrigerator connecting pipe 10 is a flow path for circulating helium gas 30 between the refrigerant container 6 and the refrigerator 9 (cooling head). The refrigerator connecting pipe 10 has a first bent portion (bent portion) 16a at one end of the pipeline and a second bent portion (bent portion) 16b at the other end of the pipeline. The refrigerator connection pipe 10 is connected to the refrigerator 9 at the first bent portion 16a, and is connected to the refrigerant container 6 at the second bent portion 16b via the opening 6a. In the following embodiments, "connection" includes the case where the two components are directly (physically) connected and the case where they are indirectly connected by another component. On the other hand, "connection" means that the two configurations are directly (physically) connected rather than indirectly connected.

超電導電磁石装置において、超電導コイル６０を通電するため構成として、第１のリード１４ａおよび第２のリード１４ｂが設けられる。第１のリード１４ａにより、超電導コイル６０と排気配管７とが電気的に接続される。第２のリード１４ｂにより、超電導コイル６０と予備排気配管８とが電気的に接続される。排気配管７と予備排気配管８とは、超電導コイル６０を通電するための電極としても用いられる。なお、排気配管７と予備排気配管８との間は電気的に絶縁されている。 In the superconducting electromagnet device, a first lead 14a and a second lead 14b are provided as a configuration for energizing the superconducting coil 60. The superconducting coil 60 and the exhaust pipe 7 are electrically connected by the first lead 14a. The superconducting coil 60 and the preliminary exhaust pipe 8 are electrically connected by the second lead 14b. The exhaust pipe 7 and the spare exhaust pipe 8 are also used as electrodes for energizing the superconducting coil 60. The exhaust pipe 7 and the spare exhaust pipe 8 are electrically insulated from each other.

ここで、排気配管７および冷凍機接続配管１０が冷媒容器６に連結される部分の構造（連結構造部）を説明する。本実施の形態では、一方の配管としての冷凍機接続配管１０に対して他方の配管としての排気配管７が連結される。さらに冷凍機接続配管１０の内部には排気配管７の配管突出し部１９が形成されている。より詳細には、一方の配管の途中の部分で、他方の配管の端（配管突出し部１９）が一方の配管の内部に差し込まれた構造となっている。一方の配管の内部で配管突出し部１９は一方の配管と同方向に延びるようにされ、従って他方の配管（排気配管７）と一方の配管（冷凍機接続配管１０）とは部分的に二重管の構造を有している。 Here, the structure (connection structure portion) of the portion where the exhaust pipe 7 and the refrigerator connection pipe 10 are connected to the refrigerant container 6 will be described. In the present embodiment, the refrigerator connection pipe 10 as one pipe is connected to the exhaust pipe 7 as the other pipe. Further, a pipe protruding portion 19 of the exhaust pipe 7 is formed inside the refrigerator connecting pipe 10. More specifically, it has a structure in which the end of the other pipe (piping protruding portion 19) is inserted into the inside of one pipe in the middle of one pipe. Inside one pipe, the pipe protrusion 19 extends in the same direction as one pipe, so that the other pipe (exhaust pipe 7) and one pipe (refrigerator connection pipe 10) are partially doubled. It has a pipe structure.

排気配管７および冷凍機接続配管１０は、冷媒容器６の開口部６ａを介して、冷媒容器６内部と接続（連通）される。冷凍機接続配管１０と排気配管７とが、冷凍機接続配管１０の貫通口１７において例えば溶接で連結されることにより、連結箇所１８が形成されている。排気配管７は、冷媒容器６側の端部に配管突出し部１９を有する。この配管突出し部１９は連結箇所１８から冷媒容器６側へ向かい突出する配管部分である。配管突出し部１９には、連結構造部の内部にて開口端が設けられている。配管突出し部１９の冷媒容器６側の端部が、冷媒容器６の開口部６ａを介して冷媒容器６の内部へ挿入されている。 The exhaust pipe 7 and the refrigerator connecting pipe 10 are connected (communicated) with the inside of the refrigerant container 6 via the opening 6a of the refrigerant container 6. The connection portion 18 is formed by connecting the refrigerator connection pipe 10 and the exhaust pipe 7 at the through port 17 of the refrigerator connection pipe 10, for example, by welding. The exhaust pipe 7 has a pipe protruding portion 19 at the end on the refrigerant container 6 side. The pipe protruding portion 19 is a piping portion that protrudes from the connecting portion 18 toward the refrigerant container 6. The pipe protruding portion 19 is provided with an opening end inside the connecting structure portion. The end of the pipe protrusion 19 on the refrigerant container 6 side is inserted into the refrigerant container 6 through the opening 6a of the refrigerant container 6.

冷凍機接続配管１０には、排気配管７に合わせて形成された貫通口１７が設けられる。この貫通口１７は図３では破線矢印で囲まれた領域に対応する。排気配管７は冷凍機接続配管１０の第２曲り部１６ｂに設けられた貫通口１７にて冷凍機接続配管１０に挿入され、さらには、開口部６ａにて冷媒容器６の内部へ挿入される。なお、排気配管７は、冷凍機接続配管１０との連結箇所１８では、冷凍機接続配管１０内部へ挿入可能となるように断面形状が設定されている。図中では排気配管７は、冷凍機接続配管１０の内径よりも小さい外径となるように形成されている。 The refrigerator connecting pipe 10 is provided with a through port 17 formed in accordance with the exhaust pipe 7. The through hole 17 corresponds to the area surrounded by the broken line arrow in FIG. The exhaust pipe 7 is inserted into the refrigerator connecting pipe 10 through the through port 17 provided in the second bent portion 16b of the refrigerator connecting pipe 10, and further inserted into the refrigerant container 6 through the opening 6a. .. The cross-sectional shape of the exhaust pipe 7 is set so that it can be inserted into the refrigerator connecting pipe 10 at the connection point 18 with the refrigerator connecting pipe 10. In the figure, the exhaust pipe 7 is formed so as to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the refrigerator connecting pipe 10.

なお、排気配管７と冷凍機接続配管１０との連結方法として、溶接による連結を例示したが、上述の例に限定されず、フランジを用いて排気配管７と冷凍機接続配管１０とを連結してもよく、Ｏ−リング等の封止部材を接続部に設けた構成であってもよい。真空容器４内部へのヘリウムガス３０の漏洩を抑制することができれば、両配管の連結方法はいずれであってもよい。 As a method of connecting the exhaust pipe 7 and the refrigerator connecting pipe 10, welding is exemplified, but the connection is not limited to the above example, and the exhaust pipe 7 and the refrigerator connecting pipe 10 are connected by using a flange. Alternatively, the connection portion may be provided with a sealing member such as an O-ring. Any method of connecting the two pipes may be used as long as the leakage of the helium gas 30 into the vacuum container 4 can be suppressed.

予備排気配管８は、排気配管７の内径よりも小さな外径を有し、排気配管７の内部に配置される。排気配管７において真空容器４の外側に位置する端部には逆止弁１３が設置される。逆止弁１３は、冷媒容器６の内部圧力が予め規定された値を超えると、弁が開くように設定されている。逆止弁１３が開状態となることで、冷媒容器６の内部のヘリウムガス３０は、排気配管７又は予備排気配管８を通り、超電導電磁石装置の外側へ排出される。 The spare exhaust pipe 8 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the exhaust pipe 7, and is arranged inside the exhaust pipe 7. A check valve 13 is installed at an end of the exhaust pipe 7 located outside the vacuum vessel 4. The check valve 13 is set so that the valve opens when the internal pressure of the refrigerant container 6 exceeds a predetermined value. When the check valve 13 is opened, the helium gas 30 inside the refrigerant container 6 passes through the exhaust pipe 7 or the preliminary exhaust pipe 8 and is discharged to the outside of the superconducting magnet device.

冷凍機９は超電導電磁石装置の稼動時は連続運転されており、ヘリウムガス３０を冷却することにより、冷媒容器６内部を冷却する。冷凍機９は冷凍機接続配管１０の一端に挿入されることにより、冷凍機接続配管１０に接続される。冷凍機９は、冷凍機接続配管１０を介して冷媒容器６の内部と接続（連通）される。冷凍機９には、２つの冷却ヘッドすなわち一段目冷却ヘッド９ａおよび二段目冷却ヘッド９ｂを有するギフォード・マクマフォン型冷凍機が用いられる。なお、冷凍機９としてパルスチューブ冷凍機を用いてもよい。 The refrigerator 9 is continuously operated during the operation of the superconducting electromagnet device, and cools the inside of the refrigerant container 6 by cooling the helium gas 30. The refrigerator 9 is connected to the refrigerator connection pipe 10 by being inserted into one end of the refrigerator connection pipe 10. The refrigerator 9 is connected (communicated) with the inside of the refrigerant container 6 via the refrigerator connecting pipe 10. As the refrigerator 9, a Gifford-McMaphon type refrigerator having two cooling heads, that is, a first-stage cooling head 9a and a second-stage cooling head 9b is used. A pulse tube refrigerator may be used as the refrigerator 9.

冷凍機９の一段目冷却ヘッド９ａは、サーマルアンカ１５ａ、熱遮蔽板５、およびサーマルアンカ１５ｂを介して、排気配管７を間接的に冷却する。熱遮蔽板５とサーマルアンカ１５ａは、熱伝導率の高い材質で構成された可とう導体（図示省略）により互いに接続されている。 The first-stage cooling head 9a of the refrigerator 9 indirectly cools the exhaust pipe 7 via the thermal anchor 15a, the heat shield plate 5, and the thermal anchor 15b. The heat shield plate 5 and the thermal anchor 15a are connected to each other by a flexible conductor (not shown) made of a material having high thermal conductivity.

冷凍機９の二段目冷却ヘッド９ｂは、熱遮蔽板５と冷媒容器６との間の空間に配置されると共に、冷凍機接続配管１０の内部に配置される。この二段目冷却ヘッド９ｂが冷媒容器６の内部のヘリウムガス３０を冷却することにより、ヘリウムガス３０が液化されて液化ヘリウム２０となる。 The second-stage cooling head 9b of the refrigerator 9 is arranged in the space between the heat shield plate 5 and the refrigerant container 6, and is arranged inside the refrigerator connecting pipe 10. The second-stage cooling head 9b cools the helium gas 30 inside the refrigerant container 6, so that the helium gas 30 is liquefied to become liquefied helium 20.

冷凍機接続配管１０において、第１曲り部１６ａと第２曲り部１６ｂとの間の配管部分には、水平方向に対して傾斜して配置された傾斜部が形成される。この傾斜部は、開口部６ａに近づくにつれて冷媒容器６の底面に高さ方向で近づくように形成される。このような傾斜部を有することにより、二段目冷却ヘッド９ｂで液化された液化ヘリウム２０を冷媒容器６へ還流させやすくなる。 In the refrigerator connecting pipe 10, an inclined portion arranged so as to be inclined with respect to the horizontal direction is formed in the piping portion between the first bent portion 16a and the second bent portion 16b. The inclined portion is formed so as to approach the bottom surface of the refrigerant container 6 in the height direction as it approaches the opening 6a. By having such an inclined portion, the liquefied helium 20 liquefied by the second-stage cooling head 9b can be easily returned to the refrigerant container 6.

冷凍機接続配管１０の冷媒容器６側の一端は、開口部６ａを介して冷媒容器６に連結され、冷媒容器６内部に開口する。冷凍機接続配管１０は、サーマルアンカ１５ａを境に異なる外径又は断面積を有する。具体的には、冷凍機接続配管１０において、冷凍機９の一段目冷却ヘッド９ａを収納する配管部分と比較して、二段目冷却ヘッド９ｂを収納する配管部分は、その管径が小さく形成される。これにより、上記の２つの配管部分が同じ管径となるように冷凍機接続配管１０を形成した場合に比べて、冷凍機接続配管１０の断面積を低減できるため、冷凍機接続配管１０を介して流入する熱を低減できる。図中、冷凍機接続配管１０は、熱遮蔽板５から冷媒容器６の間に位置する配管部分において、その管径が開口部６ａの口径と同じか、又は口径よりも大きくなるように形成される。 One end of the refrigerator connection pipe 10 on the refrigerant container 6 side is connected to the refrigerant container 6 via the opening 6a and opens inside the refrigerant container 6. The refrigerator connecting pipe 10 has a different outer diameter or cross section with the thermal anchor 15a as a boundary. Specifically, in the refrigerator connection pipe 10, the pipe portion for accommodating the second-stage cooling head 9b is formed to have a smaller pipe diameter than the piping portion for accommodating the first-stage cooling head 9a of the refrigerator 9. Will be done. As a result, the cross-sectional area of the refrigerator connecting pipe 10 can be reduced as compared with the case where the refrigerator connecting pipe 10 is formed so that the above two pipe portions have the same pipe diameter. Therefore, the refrigerator connecting pipe 10 is used. The heat that flows in can be reduced. In the figure, the refrigerator connecting pipe 10 is formed so that the pipe diameter thereof is the same as or larger than the diameter of the opening 6a in the pipe portion located between the heat shielding plate 5 and the refrigerant container 6. To.

上述の構成により、超電導電磁石装置では、１つの開口部６ａを介して排気配管７および冷凍機接続配管１０を冷媒容器６の内部と接続させることができる。この結果、溶接箇所が、連結箇所１８と開口部６ａの２箇所となり、超伝導電磁石装置の加工工数、すなわち、切削工数と溶接工数を削減することが可能となる。 With the above configuration, in the superconducting electromagnet device, the exhaust pipe 7 and the refrigerator connecting pipe 10 can be connected to the inside of the refrigerant container 6 through one opening 6a. As a result, there are two welding points, the connecting point 18 and the opening 6a, and it is possible to reduce the processing man-hours of the superconducting electromagnet device, that is, the cutting man-hours and the welding man-hours.

なお、本実施の形態では図３の断面位置を図２により説明したが、以下の実施の形態２〜６においても図２は共通であるため、以下の各実施の形態における超伝導電磁石装置の断面位置を説明する際には、図２を用いることとする。 Although the cross-sectional position of FIG. 3 has been described with reference to FIG. 2 in the present embodiment, since FIG. 2 is common to the following embodiments 2 to 6, the superconducting electromagnet device in each of the following embodiments FIG. 2 will be used when explaining the cross-sectional position.

図４は、本発明の実施の形態１に係るヘリウムガス３０と排気配管７との間で行われる熱交換を説明する説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating heat exchange performed between the helium gas 30 and the exhaust pipe 7 according to the first embodiment of the present invention.

図４において、冷媒容器６の開口部６ａから出るヘリウムガス３０は、冷凍機接続配管１０の冷媒容器６側の端部を直接冷却すると共に、排気配管７の冷媒容器６側の端部に設けられた配管突出し部１９を直接冷却することができる。 In FIG. 4, the helium gas 30 emitted from the opening 6a of the refrigerant container 6 directly cools the end of the refrigerator connecting pipe 10 on the refrigerant container 6 side and is provided at the end of the exhaust pipe 7 on the refrigerant container 6 side. The pipe protrusion 19 can be directly cooled.

したがって、両配管を接続ボックス等の別の構成を介して冷媒容器に接続させる構成に比べて、両配管における冷媒容器６側の端部を低い温度に維持して、両配管の端部と冷媒容器６との間の温度差を小さくすることができる。よって、接続ボックス等に冷媒を貯留する必要がないため冷却機構を複雑にすることなく、両配管から冷媒容器６へ流入する熱量を低減させることができる。 Therefore, as compared with the configuration in which both pipes are connected to the refrigerant container via another configuration such as a connection box, the end of both pipes on the refrigerant container 6 side is maintained at a lower temperature, and the ends of both pipes and the refrigerant are maintained. The temperature difference between the container 6 and the container 6 can be reduced. Therefore, since it is not necessary to store the refrigerant in the connection box or the like, the amount of heat flowing into the refrigerant container 6 from both pipes can be reduced without complicating the cooling mechanism.

冷媒容器６の内部への主な熱流入経路としては、熱遮蔽板５から冷媒容器６への熱輻射によるものと、排気配管７や冷凍機接続配管１０からの熱伝導によるものがある。超電導電磁石装置は室温環境に設置されるため、真空容器４から熱遮蔽板５、および熱遮蔽板５から冷媒容器６へと絶えず熱流入が発生するが、一般的にクエンチを防止するために冷媒容器の内部へ流入する熱をできるだけ低減した構成とすることが望ましい。本実施の形態に係る超伝導電磁石装置においては、上述のような構成により、排気配管７および冷凍機接続配管１０からの熱流入をできるだけ低減した構造とすることができる。 The main heat inflow paths into the refrigerant container 6 include heat radiation from the heat shield plate 5 to the refrigerant container 6 and heat conduction from the exhaust pipe 7 and the refrigerator connection pipe 10. Since the superconducting electromagnet device is installed in a room temperature environment, heat inflow is constantly generated from the vacuum vessel 4 to the heat shield plate 5 and from the heat shield plate 5 to the refrigerant vessel 6, but generally, the refrigerant is used to prevent quenching. It is desirable to have a configuration that reduces the heat flowing into the inside of the container as much as possible. The superconducting electromagnet device according to the present embodiment can have a structure in which heat inflow from the exhaust pipe 7 and the refrigerator connecting pipe 10 is reduced as much as possible by the above-described configuration.

ここで、ヘリウムガス３０の流れをより詳細に説明する。冷凍機接続配管１０の内部では冷媒容器６の内部から二段目冷却ヘッド９ｂに向かうヘリウムガス３０の流れ（例えば、点線矢印でＧ１にて図示）が生じる。このヘリウムガス３０の流れは、冷媒容器６と二段目冷却ヘッド９ｂの温度差により生じる。ヘリウムガス３０が二段目冷却ヘッド９ｂへ向かう流路の途中に配管突出し部１９が設けられているので、排気配管７の配管突出し部１９の外側表面をヘリウムガス３０が流れ、ヘリウムガス３０により配管突出し部１９が冷却される。 Here, the flow of the helium gas 30 will be described in more detail. Inside the refrigerator connecting pipe 10, a flow of helium gas 30 (for example, indicated by G1 with a dotted arrow) occurs from the inside of the refrigerant container 6 toward the second-stage cooling head 9b. The flow of the helium gas 30 is generated by the temperature difference between the refrigerant container 6 and the second-stage cooling head 9b. Since the pipe protruding portion 19 is provided in the middle of the flow path of the helium gas 30 toward the second stage cooling head 9b, the helium gas 30 flows on the outer surface of the pipe protruding portion 19 of the exhaust pipe 7, and the helium gas 30 causes the helium gas 30 to flow. The pipe protrusion 19 is cooled.

なお、排気配管７の配管突出し部１９は、冷媒容器６に連結された冷凍機接続配管１０に対し、高い温度となっている。したがって、配管突出し部１９の長さが図３よりも短く形成されることで配管突出し部１９の端部がＧ１のような流れと離れて位置する場合等により上記ヘリウムガス３０の流路に配管突き出し１９が設けられていない場合でも、排気配管７の壁面および冷凍機接続配管１０の壁面の間における温度差により、点線矢印Ｇ２にて図示した自然対流が発生する。この自然対流によって排気配管７の配管突出し部１９がヘリウムガス３０で冷却される。 The temperature of the protruding portion 19 of the exhaust pipe 7 is higher than that of the refrigerator connecting pipe 10 connected to the refrigerant container 6. Therefore, when the length of the pipe protruding portion 19 is formed shorter than that in FIG. 3, and the end portion of the pipe protruding portion 19 is located away from the flow such as G1, the pipe is connected to the flow path of the helium gas 30. Even if the protrusion 19 is not provided, the natural convection shown by the dotted arrow G2 is generated due to the temperature difference between the wall surface of the exhaust pipe 7 and the wall surface of the refrigerator connecting pipe 10. The pipe protruding portion 19 of the exhaust pipe 7 is cooled by the helium gas 30 by this natural convection.

本実施の形態では配管突出し部１９の冷媒容器６側の端部を冷媒容器６の開口部６ａの内部に挿入した構成を説明したが、配管突出し部１９の長さや形状に関係なく、排気配管７の配管突出し部１９が冷凍機接続配管１０の内部に突出していれば、ヘリウムガス３０による冷却を効率良く行うことができる。また図４のように、冷凍機接続配管１０の端部も冷媒容器６の開口部６ａの内部に挿入した構成とすると、冷凍機９で冷却された液化ヘリウム２０の冷媒容器６内への環流が、排気配管７の外側を流れるヘリウムガス３０によって妨げられにくい。よって、冷媒容器６の冷却の効率が向上する。 In the present embodiment, the configuration in which the end portion of the pipe protrusion 19 on the refrigerant container 6 side is inserted into the opening 6a of the refrigerant container 6 has been described, but the exhaust pipe is irrespective of the length and shape of the pipe protrusion 19. If the pipe protruding portion 19 of No. 7 protrudes inside the refrigerator connecting pipe 10, cooling by the helium gas 30 can be efficiently performed. Further, as shown in FIG. 4, assuming that the end of the refrigerator connecting pipe 10 is also inserted inside the opening 6a of the refrigerant container 6, the liquefied helium 20 cooled by the refrigerator 9 is recirculated into the refrigerant container 6. However, it is unlikely to be hindered by the helium gas 30 flowing outside the exhaust pipe 7. Therefore, the cooling efficiency of the refrigerant container 6 is improved.

以上の構成により、本実施の形態の超電導電磁石装置にあっては、超電導電磁石装置の冷却機構を複雑化させることなく冷媒容器内への熱が流入しにくい構成とすることができる。 With the above configuration, the superconducting magnet device of the present embodiment can be configured such that heat does not easily flow into the refrigerant container without complicating the cooling mechanism of the superconducting magnet device.

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る超電導電磁石装置を示す要部断面図である。本実施の形態では、排気配管７の配管突出し部１９に伝熱フィン１１を設ける点が実施の形態１の超電導電磁石装置と異なる。なお、本実施の形態では、上述の実施の形態とは異なる構成のみ説明を行うこととし、同じまたは対応する構成については説明を繰り返さない。Embodiment 2.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing the superconducting electromagnet device according to the second embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the superconducting electromagnet device of the first embodiment in that the heat transfer fins 11 are provided in the pipe protruding portion 19 of the exhaust pipe 7. In this embodiment, only the configuration different from the above-described embodiment will be described, and the same or corresponding configurations will not be repeated.

伝熱フィン１１は、排気配管７において配管突出し部１９の外周面に設置される。この伝熱フィン１１は、例えば板材を複数枚配列した櫛型フィンであり、ヘリウムガス３０との熱交換面積を増大させることができる。伝熱フィン１１は、アルミニウムや銅等の熱伝導率の大きい材質で構成される。 The heat transfer fins 11 are installed on the outer peripheral surface of the pipe protruding portion 19 in the exhaust pipe 7. The heat transfer fin 11 is, for example, a comb-shaped fin in which a plurality of plate materials are arranged, and can increase the heat exchange area with the helium gas 30. The heat transfer fin 11 is made of a material having a high thermal conductivity such as aluminum or copper.

図６は、本発明の実施の形態２に係る超電導電磁石装置の図５に示す断面位置Ａ１−Ａ２における断面図である。図６に示すとおり伝熱フィン１１は、排気配管７の配管突出し部１９における外周面に配置される。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the superconducting electromagnet device according to the second embodiment of the present invention at the cross-sectional positions A1-A2 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the heat transfer fins 11 are arranged on the outer peripheral surface of the pipe protruding portion 19 of the exhaust pipe 7.

本実施の形態では、伝熱フィン１１は櫛型フィン形状としているが、任意に形状を変更してもよい。図７は伝熱フィン１１の別の設置例を示す断面図である。図７に示すとおり、排気配管７の配管突出し部１９において、その外周面に加えて内周面に伝熱フィン１１を設置してもよい。なお、伝熱フィン１１を配管突出し部１９の内周面にのみ設けた構成であってもよい。 In the present embodiment, the heat transfer fin 11 has a comb-shaped fin shape, but the shape may be arbitrarily changed. FIG. 7 is a cross-sectional view showing another installation example of the heat transfer fin 11. As shown in FIG. 7, in the pipe protruding portion 19 of the exhaust pipe 7, heat transfer fins 11 may be installed on the inner peripheral surface in addition to the outer peripheral surface thereof. The heat transfer fins 11 may be provided only on the inner peripheral surface of the pipe protruding portion 19.

なお、伝熱フィン１１と冷媒容器６の内壁面との間隔は、超電導電磁石装置の製作時に、その工作性を阻害しない間隔であって、かつ、排気配管７と予備排気配管８との間の絶縁が破壊されない程度の間隔であればよい。 The distance between the heat transfer fin 11 and the inner wall surface of the refrigerant container 6 is a distance that does not hinder the workability of the superconducting electromagnet device at the time of manufacturing, and is between the exhaust pipe 7 and the preliminary exhaust pipe 8. The interval may be such that the insulation is not destroyed.

排気配管７の配管突出し部１９に伝熱フィン１１を設けることで、冷凍機接続配管１０と排気配管７の内部を流れるヘリウムガス３０との熱交換面積を増大させることができ、冷媒容器６内への熱流入をさらに抑制できる。 By providing the heat transfer fins 11 in the pipe protruding portion 19 of the exhaust pipe 7, the heat exchange area between the refrigerator connecting pipe 10 and the helium gas 30 flowing inside the exhaust pipe 7 can be increased, and the inside of the refrigerant container 6 can be increased. The heat inflow to the pipe can be further suppressed.

図６および図７では、伝熱フィン１１は配管突出し部１９の外周面に、周方向にて等間隔に配置されているが、伝熱フィン１１の配置方法および配置する伝熱フィン１１の個数は上述の例に限定されず、適宜設定してもよい。 In FIGS. 6 and 7, the heat transfer fins 11 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the pipe protruding portion 19, but the method of arranging the heat transfer fins 11 and the number of heat transfer fins 11 to be arranged. Is not limited to the above example, and may be set as appropriate.

以上の構成により、本実施の形態の超電導電磁石装置にあっては、配管突出し部１９に伝熱フィン１１が設けられているので、排気配管７の温度をさらに低減させることで冷媒容器６内への熱流入をさらに抑制することができるという効果を、実施の形態１の効果に加えて奏する。 With the above configuration, in the superconducting electromagnet device of the present embodiment, since the heat transfer fin 11 is provided in the pipe protruding portion 19, the temperature of the exhaust pipe 7 is further reduced to enter the refrigerant container 6. In addition to the effect of the first embodiment, the effect of being able to further suppress the heat inflow of the above is achieved.

実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。本実施の形態では、３つの配管から構成された冷凍機接続配管１０Ａを備える点が上述の実施の形態の超電導電磁石装置と異なる。なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成のみ説明を行うこととし、同じまたは対応する構成については説明を繰り返さない。Embodiment 3.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the superconducting electromagnet device according to the third embodiment of the present invention at the cross-sectional positions X1-X2 shown in FIG. 2 (A). The present embodiment is different from the superconducting electromagnet device of the above-described embodiment in that the refrigerator connecting pipe 10A composed of three pipes is provided. In this embodiment, only the configuration different from that of the first embodiment will be described, and the same or corresponding configurations will not be repeated.

冷凍機接続配管１０Ａは、冷凍機設置管１０１ａ、容器接続管１０１ｂ、および連結管１０１ｃの３つの要素で構成される。 The refrigerator connecting pipe 10A is composed of three elements: a refrigerator installation pipe 101a, a container connecting pipe 101b, and a connecting pipe 101c.

冷凍機設置管１０１ａは例えば円筒形に形成される。冷凍機設置管１０１ａにおいて、冷媒容器６側の端部すなわち円筒形の軸方向における一方の端部は、閉口端であって、他方の端部は開口端である。冷凍機設置管１０１ａは、開口端で冷凍機９と接続される。冷凍機設置管１０１ａにおいて、開口端よりも閉口端に近い側の側周面には、開放部１０１０ａが設けられている。この開放部１０１０ａを介して冷凍機設置管１０１ａが連結管１０１ｃに接続される。また、冷凍機設置管１０１ａがサーマルアンカ１５ａを介して熱遮蔽板５に接続される。 The refrigerator installation pipe 101a is formed in a cylindrical shape, for example. In the refrigerator installation pipe 101a, the end on the refrigerant container 6 side, that is, one end in the cylindrical axial direction is a closed end, and the other end is an open end. The refrigerator installation pipe 101a is connected to the refrigerator 9 at the open end. In the refrigerator installation pipe 101a, an opening portion 1010a is provided on the side peripheral surface on the side closer to the closing end than the opening end. The refrigerator installation pipe 101a is connected to the connecting pipe 101c via the opening portion 1010a. Further, the refrigerator installation pipe 101a is connected to the heat shield plate 5 via the thermal anchor 15a.

容器接続管１０１ｂは、開口部６ａを覆うように冷媒容器６に連結された円筒形の管である。容器接続管１０１ｂにおいて、冷媒容器６側の端部すなわち円筒形の軸方向における一方の端部が開口端であり、円筒形の軸方向における他方の端部が閉口端である。 The container connecting pipe 101b is a cylindrical pipe connected to the refrigerant container 6 so as to cover the opening 6a. In the container connecting pipe 101b, the end on the refrigerant container 6 side, that is, one end in the cylindrical axial direction is the open end, and the other end in the cylindrical axial direction is the closed end.

容器接続管１０１ｂは、開口端が開口部６ａを通して冷媒容器６の内部に挿入されている。容器接続管１０１ｂの閉口端には、貫通口１７が設けられる。この貫通口１７を介して、排気配管７が冷凍機接続配管１０Ａの内部へ挿入される。 The opening end of the container connecting pipe 101b is inserted into the refrigerant container 6 through the opening 6a. A through port 17 is provided at the closed end of the container connecting pipe 101b. The exhaust pipe 7 is inserted into the refrigerator connecting pipe 10A through the through port 17.

容器接続管１０１ｂにおいて開口端よりも閉口端に近い側の側周面には、開放部１０１０ｂが形成される。この開放部１０１０ｂを介して容器接続管１０１ｂが連結管１０１ｃに接続される。 An open portion 1010b is formed on the side peripheral surface of the container connecting pipe 101b on the side closer to the closed end than the open end. The container connecting pipe 101b is connected to the connecting pipe 101c via the opening portion 1010b.

連結管１０１ｃは、冷凍機設置管１０１ａの開放部１０１０ａと容器接続管１０１ｂの開放部１０１０ｂとを連通する。連結管１０１ｃを蛇腹形状とすることで、冷凍機接続配管１０Ａにおいて冷媒容器６内部へ至るまでの距離を長くすることができる。これによって、冷凍機接続配管１０Ａの伝導熱抵抗を大きくすることができ、冷凍機接続配管１０Ａを介して冷媒容器６内へ流入する熱量を低減することができる。 The connecting pipe 101c communicates the opening portion 1010a of the refrigerator installation pipe 101a with the opening portion 1010b of the container connecting pipe 101b. By forming the connecting pipe 101c in a bellows shape, it is possible to increase the distance to the inside of the refrigerant container 6 in the refrigerator connecting pipe 10A. As a result, the conductive thermal resistance of the refrigerator connecting pipe 10A can be increased, and the amount of heat flowing into the refrigerant container 6 via the refrigerator connecting pipe 10A can be reduced.

なお、本実施の形態では、冷凍機接続配管１０Ａにおいて、連結管１０１ｃが蛇腹形状を有する構成であったが、連結管１０１ｃ以外の配管部分が蛇腹形状を有していてもよく、すなわち、冷凍機接続配管１０Ａのいずれかの部分が蛇腹形状を有していればよい。 In the present embodiment, in the refrigerator connecting pipe 10A, the connecting pipe 101c has a bellows shape, but the pipe portion other than the connecting pipe 101c may have a bellows shape, that is, freezing. Any part of the machine connection pipe 10A may have a bellows shape.

図８では、連結管１０１ｃを冷媒容器６の底面に対して平行に配置する場合を例示した。しかし、連結管１０１ｃは、実施の形態１の冷凍機接続配管１０のように、冷媒容器６の底部に対して傾斜する傾斜部で構成されていてもよい。 FIG. 8 illustrates a case where the connecting pipe 101c is arranged parallel to the bottom surface of the refrigerant container 6. However, the connecting pipe 101c may be composed of an inclined portion that is inclined with respect to the bottom portion of the refrigerant container 6, as in the refrigerator connecting pipe 10 of the first embodiment.

なお、本実施の形態では、冷凍機接続配管１０Ａが３つの構成要素からなる例を説明するが、冷凍機接続配管１０Ａが２つの構成要素から構成されていてもよく、さらに、４つ以上の構成要素から構成されていてもよい。すなわち、冷凍機接続配管１０Ａが複数の構成要素から構成されていればよい。 In the present embodiment, an example in which the refrigerator connecting pipe 10A is composed of three components will be described, but the refrigerator connecting pipe 10A may be composed of two components, and further, four or more components may be used. It may be composed of components. That is, the refrigerator connecting pipe 10A may be composed of a plurality of components.

以上の構成により、本実施の形態の超電導電磁石装置にあっては、冷凍機接続配管１０Ａを複数の要素に分割して製作できるため、実施の形態１と比べ、冷凍機接続配管１０Ａの曲げ加工が不要であり、冷凍機接続配管１０Ａの工作性を向上することができる。 With the above configuration, in the superconducting magnet device of the present embodiment, the refrigerator connecting pipe 10A can be divided into a plurality of elements and manufactured. Therefore, as compared with the first embodiment, the refrigerating machine connecting pipe 10A is bent. Is unnecessary, and the workability of the refrigerator connecting pipe 10A can be improved.

また、冷凍機接続配管１０Ａの一部を蛇腹形状とすることで、冷媒容器６へ流入する熱量を低減することができるという効果を、実施の形態１の効果に加えて奏する。 Further, by forming a part of the refrigerator connecting pipe 10A into a bellows shape, the effect that the amount of heat flowing into the refrigerant container 6 can be reduced is achieved in addition to the effect of the first embodiment.

実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。本実施の形態では、一方の配管としての排気配管７Ｂに対して他方の配管としての冷凍機接続配管１０Ｂが連結されると共に、排気配管７Ｂの内部に冷凍機接続配管１０Ｂの配管突出し部１９ｂが設けられた構成であり、当該構成が上述の実施の形態の超電導電磁石装置と異なる。Embodiment 4.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the superconducting electromagnet device according to the fourth embodiment of the present invention at the cross-sectional positions X1-X2 shown in FIG. 2 (A). In the present embodiment, the refrigerator connecting pipe 10B as the other pipe is connected to the exhaust pipe 7B as one pipe, and the pipe protruding portion 19b of the refrigerator connecting pipe 10B is provided inside the exhaust pipe 7B. It is a configuration provided, and the configuration is different from the superconducting magnet device of the above-described embodiment.

なお、本実施の形態では、上述の実施の形態とは異なる構成のみ説明を行うこととし、同じまたは対応する構成については説明を繰り返さない。 In this embodiment, only the configuration different from the above-described embodiment will be described, and the same or corresponding configurations will not be repeated.

排気配管７Ｂは、熱遮蔽板５から冷媒容器６の間の空間内に、第１折曲部２１ａおよび第２折曲部２１ｂを有する。排気配管７Ｂの第１折曲部２１ａは、真空容器４の外側から冷媒容器６の開口部６ｂに向かう排気配管７Ｂの管路の途中に形成されている。 The exhaust pipe 7B has a first bent portion 21a and a second bent portion 21b in the space between the heat shield plate 5 and the refrigerant container 6. The first bent portion 21a of the exhaust pipe 7B is formed in the middle of the pipeline of the exhaust pipe 7B from the outside of the vacuum container 4 to the opening 6b of the refrigerant container 6.

排気配管７Ｂの第２折曲部２１ｂは排気配管７Ｂの冷媒容器６側の端部に設けられる。排気配管７Ｂは第２折曲部２１ｂにおいて開口部６ｂを介して冷媒容器６と連結される。排気配管７Ｂにおいて、第２折曲部２１ｂには貫通口１７ｂが設けられる。冷凍機接続配管１０Ｂと排気配管７Ｂとがこの貫通口１７ｂにおいて例えば溶接で連結されることにより、連結箇所１８ｂが形成されている。 The second bent portion 21b of the exhaust pipe 7B is provided at the end of the exhaust pipe 7B on the refrigerant container 6 side. The exhaust pipe 7B is connected to the refrigerant container 6 at the second bent portion 21b via the opening 6b. In the exhaust pipe 7B, a through port 17b is provided in the second bent portion 21b. A connection portion 18b is formed by connecting the refrigerator connection pipe 10B and the exhaust pipe 7B at the through port 17b by, for example, welding.

冷凍機接続配管１０Ｂは、連結箇所１８ｂから排気配管７Ｂの内部へ向かい突出する配管突出し部１９ｂを有する。さらに、この配管突出し部１９ｂは、冷媒容器６の開口部６ｂに向かい突出する。配管突出し部１９ｂには開口端が設けられる。すなわち、配管突出し部１９ｂは冷媒容器６側の端部が開口している。配管突出し部１９ｂの冷媒容器６側の端部は、冷媒容器６の開口部６ｂを介して冷媒容器６の内部へ挿入される。冷凍機接続配管１０Ｂと排気配管７Ｂは、貫通口１７ｂの位置で、絶縁接手等により電気的に絶縁して連結される。 The refrigerator connecting pipe 10B has a pipe protruding portion 19b that protrudes from the connecting portion 18b toward the inside of the exhaust pipe 7B. Further, the pipe protruding portion 19b projects toward the opening 6b of the refrigerant container 6. An open end is provided in the pipe protruding portion 19b. That is, the pipe protruding portion 19b has an open end on the refrigerant container 6 side. The end of the pipe protrusion 19b on the refrigerant container 6 side is inserted into the refrigerant container 6 through the opening 6b of the refrigerant container 6. The refrigerator connection pipe 10B and the exhaust pipe 7B are electrically insulated and connected by an insulating joint or the like at the position of the through port 17b.

予備排気配管８ｂは、排気配管７Ｂの内径よりも小さな外径を有し、排気配管７Ｂの内部に配置される。予備排気配管８ｂの冷媒容器６側の端部は、排気配管７Ｂの第１折曲部２１ａで開口するように構成される。 The spare exhaust pipe 8b has an outer diameter smaller than the inner diameter of the exhaust pipe 7B and is arranged inside the exhaust pipe 7B. The end of the preliminary exhaust pipe 8b on the refrigerant container 6 side is configured to be opened at the first bent portion 21a of the exhaust pipe 7B.

図１０は、本発明の実施の形態４に係るヘリウムガス３０と排気配管７Ｂとの間で行われる熱交換を説明する説明図である。図１０において、排気配管７Ｂと冷凍機接続配管１０Ｂとが連結されることで構成された連結構造部の内部において、ヘリウムガス３０の流れ（破線矢印Ｇ３で図示）が生じる。 FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating heat exchange performed between the helium gas 30 and the exhaust pipe 7B according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 10, a flow of helium gas 30 (shown by the broken line arrow G3) occurs inside the connecting structure portion formed by connecting the exhaust pipe 7B and the refrigerator connecting pipe 10B.

なお、冷媒容器６に連結された排気配管７Ｂに対し、冷凍機接続配管１０Ｂの配管突出し部１９ｂが高い温度となっている。よって、排気配管７Ｂの壁面と冷凍機接続配管１０Ｂの壁面とには、温度差が生じている。この温度差によって、この上述したヘリウムガス３０の流れ（Ｇ３）が自然対流として発生している。これにより、冷凍機接続配管１０Ｂの外側を流れるヘリウムガス３０と排気配管７Ｂとの間で、ヘリウムガス３０の自然対流による熱交換が行われる。なおこの熱交換によって冷凍機接続配管１０Ｂが冷却される。 The temperature of the protruding portion 19b of the refrigerator connecting pipe 10B is higher than that of the exhaust pipe 7B connected to the refrigerant container 6. Therefore, there is a temperature difference between the wall surface of the exhaust pipe 7B and the wall surface of the refrigerator connecting pipe 10B. Due to this temperature difference, the above-mentioned flow (G3) of helium gas 30 is generated as natural convection. As a result, heat exchange by natural convection of the helium gas 30 is performed between the helium gas 30 flowing outside the refrigerator connecting pipe 10B and the exhaust pipe 7B. The refrigerator connecting pipe 10B is cooled by this heat exchange.

したがって、接続ボックス等の別の構成を介して冷媒容器へ接続させた場合と比較して、冷凍機接続配管１０Ｂの温度をより低く保持することができ、結果として冷凍機接続配管１０Ｂと冷媒容器６との温度差を小さくできるため、排気配管７Ｂおよび冷凍機接続配管１０Ｂを介して冷媒容器６へ流入する熱量を低減することが可能である。 Therefore, the temperature of the refrigerator connecting pipe 10B can be kept lower than that in the case of connecting to the refrigerant container through another configuration such as a connection box, and as a result, the refrigerator connecting pipe 10B and the refrigerant container can be kept lower. Since the temperature difference from 6 can be reduced, the amount of heat flowing into the refrigerant container 6 via the exhaust pipe 7B and the refrigerator connecting pipe 10B can be reduced.

以上の構成により、本実施の形態の超電導電磁石装置にあっては、配管突出し部１９ｂが設けられているので、実施の形態１の効果と同様な効果を奏する。 With the above configuration, the superconducting electromagnet device of the present embodiment is provided with the pipe protruding portion 19b, so that the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

実施の形態５．
図１１は本発明の実施の形態５に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。図１２は、本実施の形態に係る超電導電磁石装置の図１１に示す断面位置Ｂ１−Ｂ２における断面図である。Embodiment 5.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the superconducting electromagnet device according to the fifth embodiment of the present invention at the cross-sectional positions X1-X2 shown in FIG. 2 (A). FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the cross-sectional position B1-B2 shown in FIG. 11 of the superconducting electromagnet device according to the present embodiment.

本実施の形態では、伝熱フィン１１が冷凍機接続配管１０Ｂの配管突出し部１９ｂに設けられる点が実施の形態４の超電導電磁石装置と異なる。なお、本実施の形態では、上述の実施の形態とは異なる構成のみ説明を行うこととし、同じまたは対応する構成については説明を繰り返さない。 The present embodiment is different from the superconducting electromagnet device of the fourth embodiment in that the heat transfer fins 11 are provided in the pipe protruding portion 19b of the refrigerator connecting pipe 10B. In this embodiment, only the configuration different from the above-described embodiment will be described, and the same or corresponding configurations will not be repeated.

図１１および図１２に示すとおり、冷凍機接続配管１０Ｂにおいて、配管突出し部１９ｂの外周面に伝熱フィン１１が配置される。なお、伝熱フィン１１が配管突出し部１９ｂの内周面に配置されていてもよい。 As shown in FIGS. 11 and 12, in the refrigerator connecting pipe 10B, the heat transfer fins 11 are arranged on the outer peripheral surface of the pipe protruding portion 19b. The heat transfer fins 11 may be arranged on the inner peripheral surface of the pipe protruding portion 19b.

冷凍機接続配管１０Ｂの配管突出し部１９ｂに伝熱フィン１１を設けることで、冷凍機接続配管１０Ｂと排気配管７Ｂの内部を流れるヘリウムガス３０との熱交換面積を増大させることができ、冷媒容器６内への熱流入をさらに抑制できる。 By providing the heat transfer fins 11 in the pipe protruding portion 19b of the refrigerator connecting pipe 10B, the heat exchange area between the refrigerator connecting pipe 10B and the helium gas 30 flowing inside the exhaust pipe 7B can be increased, and the refrigerant container can be used. The heat inflow into 6 can be further suppressed.

図１２では、伝熱フィン１１は配管突出し部１９ｂの外周面に、周方向にて等間隔に配置されているが、伝熱フィン１１の配置方法および配置する伝熱フィン１１の個数は図１２の例に限定されず、適宜設定してもよい。 In FIG. 12, the heat transfer fins 11 are arranged on the outer peripheral surface of the pipe protruding portion 19b at equal intervals in the circumferential direction, but the method of arranging the heat transfer fins 11 and the number of the heat transfer fins 11 to be arranged are shown in FIG. The example is not limited to the above, and may be set as appropriate.

以上の構成により、本実施の形態の超電導電磁石装置にあっては、伝熱フィン１１が設けられているため、以下のような効果を実施の形態４の効果に加えて奏する。すなわち、ヘリウムガス３０と冷凍機接続配管１０Ｂとの間の熱交換面積が増大することで冷凍機接続配管１０Ｂの温度をより低い温度に維持できるため、冷媒容器６への熱流入量を低減することができる。 With the above configuration, since the superconducting electromagnet device of the present embodiment is provided with the heat transfer fins 11, the following effects are achieved in addition to the effects of the fourth embodiment. That is, since the heat exchange area between the helium gas 30 and the refrigerator connecting pipe 10B is increased, the temperature of the refrigerator connecting pipe 10B can be maintained at a lower temperature, so that the amount of heat flowing into the refrigerant container 6 is reduced. be able to.

実施の形態６．
図１３は本発明の実施の形態６に係る超電導電磁石装置の図２（Ａ）に示す断面位置Ｘ１−Ｘ２における断面図である。本実施の形態では、排気配管７Ｃが複数の構成要素から構成されている点が上述の実施の形態４および５の超電導電磁石装置と異なる。なお、本実施の形態では、上述の実施の形態とは異なる構成のみ説明を行うこととし、同じまたは対応する構成については説明を繰り返さない。Embodiment 6.
FIG. 13 is a cross-sectional view of the superconducting electromagnet device according to the sixth embodiment of the present invention at the cross-sectional positions X1-X2 shown in FIG. 2 (A). The present embodiment is different from the superconducting electromagnet devices of the above-described embodiments 4 and 5 in that the exhaust pipe 7C is composed of a plurality of components. In this embodiment, only the configuration different from the above-described embodiment will be described, and the same or corresponding configurations will not be repeated.

本実施の形態に係る排気配管７Ｃは、外部突出管７０ａ、容器結合管７０ｂ、および結合連結管７０ｃの３つの要素で構成される。 The exhaust pipe 7C according to the present embodiment is composed of three elements: an external protruding pipe 70a, a container connecting pipe 70b, and a connecting connecting pipe 70c.

排気配管７Ｃの外部突出管７０ａは、熱遮蔽板５に設けられたサーマルアンカ１５ａと接続される。排気配管７Ｃの外部突出管７０ａは、その一端部が真空容器４の外部に突出するよう配置される。この外部突出管７０ａの他端部は閉口端であり、この閉口端の側面には開放部７００ａが設けられる。この開放部７００ａを介して外部突出管７０ａが結合連結管７０ｃに連結される。 The external protruding pipe 70a of the exhaust pipe 7C is connected to the thermal anchor 15a provided on the heat shield plate 5. The external protruding pipe 70a of the exhaust pipe 7C is arranged so that one end thereof protrudes to the outside of the vacuum container 4. The other end of the external protruding pipe 70a is a closed end, and an open portion 700a is provided on the side surface of the closed end. The external projecting pipe 70a is connected to the coupling connecting pipe 70c via the opening portion 700a.

排気配管７Ｃの容器結合管７０ｂは例えば円筒形状に形成されている。この容器結合管７０ｂは、円筒形状の軸方向の一端が開口端であって、この軸方向の他端が閉口端である。容器結合管７０ｂの開口端は、開口部６ｂを通して冷媒容器６の内部へと挿入される。容器結合管７０ｂの閉口端には、冷凍機接続配管１０Ｂとの連結箇所１８ｂが設けられる。容器結合管７０ｂは開口部６ｂの口径に対応した大きさの外径を有する。 The container connecting pipe 70b of the exhaust pipe 7C is formed in a cylindrical shape, for example. The container connecting pipe 70b has a cylindrical shape with one end in the axial direction having an open end and the other end in the axial direction having a closed end. The open end of the container coupling pipe 70b is inserted into the refrigerant container 6 through the opening 6b. At the closed end of the container connecting pipe 70b, a connecting portion 18b with the refrigerator connecting pipe 10B is provided. The container connecting pipe 70b has an outer diameter corresponding to the diameter of the opening 6b.

また、容器結合管７０ｂの開口端よりも閉口端に近い側の側周面には、開放部７００ｂが形成されている。この開放部７００ｂを介して容器結合管７０ｂが結合連結管７０ｃに連結される。 Further, an open portion 700b is formed on the side peripheral surface of the container connecting pipe 70b on the side closer to the closed end than the open end. The container connecting pipe 70b is connected to the connecting connecting pipe 70c via the opening portion 700b.

排気配管７Ｃの結合連結管７０ｃは、外部突出管７０ａの開放部７００ａと容器結合管７０ｂの開放部７００ｂとの間を連通する。結合連結管７０ｃは、蛇腹形状の管により構成される。このような構成により、排気配管７Ｃにおいて、冷媒容器６の内部に至るまでの距離を長くなり、排気配管７Ｃの伝導熱抵抗が大きくなる。これによって、排気配管７Ｃを介して熱伝導で冷媒容器６へ流入する熱量が低減する。 The coupling connecting pipe 70c of the exhaust pipe 7C communicates between the opening portion 700a of the external protruding pipe 70a and the opening portion 700b of the container connecting pipe 70b. Bonding The connecting tube 70c is composed of a bellows-shaped tube. With such a configuration, in the exhaust pipe 7C, the distance to the inside of the refrigerant container 6 is lengthened, and the conduction thermal resistance of the exhaust pipe 7C is increased. As a result, the amount of heat flowing into the refrigerant container 6 by heat conduction through the exhaust pipe 7C is reduced.

図１３では、結合連結管７０ｃを冷媒容器６の底面に対して平行に配置した構成を例示している。しかし結合連結管７０ｃを冷媒容器６の底面に対して傾斜する傾斜部で構成してもよい。 FIG. 13 illustrates a configuration in which the coupling connecting pipe 70c is arranged parallel to the bottom surface of the refrigerant container 6. However, the coupling connecting pipe 70c may be composed of an inclined portion inclined with respect to the bottom surface of the refrigerant container 6.

なお、本実施の形態では、排気配管７Ｃが３つの構成要素からなる例を説明したが、排気配管７Ｃが２つの構成要素から構成されていてもよく、さらに、４つ以上の構成要素から構成されていてもよい。すなわち、排気配管７Ｃが複数の構成要素から構成されていればよい。 In the present embodiment, an example in which the exhaust pipe 7C is composed of three components has been described, but the exhaust pipe 7C may be composed of two components, and is further composed of four or more components. It may have been. That is, the exhaust pipe 7C may be composed of a plurality of components.

上記のような構成を有する超電導電磁石装置では、排気配管７Ｃを複数の要素に分割して製作する。したがって、実施の形態４および５に係る排気配管７Ｂと比べて、排気配管７Ｃの製作時にて曲げ加工を減らすことができ、排気配管７Ｃの工作性を向上させることができる。 In the superconducting electromagnet device having the above configuration, the exhaust pipe 7C is manufactured by dividing it into a plurality of elements. Therefore, as compared with the exhaust pipe 7B according to the fourth and fifth embodiments, bending work can be reduced at the time of manufacturing the exhaust pipe 7C, and the workability of the exhaust pipe 7C can be improved.

また、結合連結管７０ｃを蛇腹形状とすることで、熱伝導により冷媒容器６へと流入する熱量を低減することができる。 Further, by forming the coupling connecting pipe 70c into a bellows shape, the amount of heat flowing into the refrigerant container 6 due to heat conduction can be reduced.

本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導きだすことができるさらなる変形例および効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 The present invention is not limited to the specific details described and described as described above and typical embodiments. Further modifications and effects that can be easily derived by those skilled in the art are also included in the present invention. Therefore, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.

４真空容器
６冷媒容器
７，７Ｂ，７Ｃ排気配管
９冷凍機
１０，１０Ａ，１０Ｂ冷凍機接続配管
１１伝熱フィン
１７，１７ｂ貫通口
１６ａ第１曲り部（曲がり部）
１６ｂ第２曲り部（曲がり部）
１９，１９ｂ配管突出し部
２１ａ第１折曲部（曲がり部）
２１ｂ第２折曲部（曲がり部）
６０超電導コイル4 Vacuum container 6 Refrigerant container 7,7B, 7C Exhaust piping 9 Refrigerator 10,10A, 10B Refrigerator connection piping 11 Heat transfer fins 17,17b Through port 16a 1st bend (bend)
16b 2nd bend (bend)
19, 19b Piping protruding part 21a 1st bent part (bent part)
21b 2nd bend (bend)
60 Superconducting coil

Claims

Superconducting coil and
The superconducting coil is stored in a state of being immersed in a liquid refrigerant, and a refrigerant container provided with an opening and
A vacuum container for storing the refrigerant container and
An exhaust pipe that exhausts the refrigerant vaporized inside the refrigerant container to the outside of the vacuum container, and
A refrigerator that is inserted into the vacuum vessel from a position away from the exhaust pipe to cool the refrigerant.
A refrigerator connecting pipe for distributing the refrigerant inside the refrigerant container to the refrigerator is provided.
One of the exhaust pipe and the refrigerator connecting pipe is connected to the refrigerant container through the opening.
The other pipe has a pipe protruding portion in which the end portion of the other pipe is inserted into the inside of the one pipe through a through hole provided in the middle of the one pipe and protrudes into the inside of the one pipe. Superconducting electromagnet device to have.

The superconducting electromagnet device according to claim 1, wherein the pipe protruding portion protrudes toward the opening of the refrigerant container.

The superconducting electromagnet device according to claim 1 or 2, wherein the end of the pipe protruding portion is inserted into the inside of the refrigerant container through the opening.

The other pipe is the exhaust pipe.
The superconducting electromagnet device according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the protruding portion of the pipe is located in a flow path in which the vaporized refrigerant flows from the opening to the refrigerator.

The one pipe is the refrigerator connection pipe, and is
The superconducting electromagnet device according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigerator connecting pipe is inserted into the refrigerant container through the opening.

The superconducting magnet device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the exhaust pipe and the refrigerator connecting pipe has a bent portion.

The superconducting electromagnet device according to any one of claims 1 to 6, wherein heat transfer fins are provided on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the pipe protruding portion.

The superconducting electromagnet device according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one of the exhaust pipe and the refrigerator connecting pipe has a portion formed in a bellows shape.