JPH02252276A - 液体ヘリウム冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超電導磁石を冷却する液体ヘリウムの温度を
下げる液体ヘリウム冷却装置に関する。

［従来の技術］ 超電導磁石は、一般に液体ヘリウムで冷却される。この
場合、一般的には、液体ヘリウムは常圧で用いられる。

このときの温度は４．２にである。

液体ヘリウムの温度をより低くすると、超電導特性が向
上しくすなわち、臨界電流、臨界磁場が高くなり）、磁
石の性能が向上することが知られている。、液体、ヘリ
ウムの温度を下げるには、蒸気圧力を下げればよく、蒸
気圧を下げる方法として、真空ポンプで排気する方法が
ある。

この方法による従来の液体ヘリウム冷却装置としては、
第２図に示すような装置が知られている。

この装置においては、液体ヘリウムを入れた液体ヘリウ
ム容器１１がクライオスタット１２内に収容され、液体
ヘリウム容器１１の一部に排気口１３が設けられ、この
排気口１３が真空排気装置１４に接続されている。真空
排気装置１４により、液体ヘリウム容器１１内の蒸気圧
を下げると、第３図に示すように液体ヘリウムの温度が
下がる。

液体ヘリウムのｌａｔ■での温度は４６２にである。

超電導特性は、液体ヘリウムの温度が下がると、第３図
（Ａ）および（Ｂ）に示すように、磁界電流密度および
臨界磁場が高くなる。この結果、液流密度および臨界磁
場が高くなる。この結果、液体ヘリウムの温度を下げて
超電導磁石を使うことで、より高電流密度にでき、コン
パクト化できる。

もしくは、磁石の電流余裕ができ安全である。さらに、
より高い磁場の発生が可能である。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の液体ヘリウム冷却装置では、真空ポ
ンプで液体ヘリウム容器内を減圧することによって、液
体ヘリウムの温度を下げている。この場合、真空排気装
置として、常温に置かれたポンプが用いられるため、大
容量の排気速度をもつポンプが必要である。また、液体
ヘリウムの蒸発量が大きくなってしまう。

Ｃ課題を解決するための手段］ 本発明による液体ヘリウム冷却装置は、液体ヘリウムを
入れた液体ヘリウム容器と、前記液体ヘリウム容器を収
容したクライオスタットと、前記液体ヘリウム容器から
伸びた排気管と、前記排気管に設けられ活性炭を収容し
た活性炭吸着容器とを有する。

［作用］ 本発明による液体ヘリウム冷却装置においては、ヘリウ
ムガスを活性炭に吸着させることによって排気を行なう
。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を示した図面を参照して、本発
明をより詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の一実施例による液体ヘリ
ウム冷却装置は、液体ヘリウムを入れた液体ヘリウム容
器１１と、液体ヘリウム容器１１を収容したクライオス
タット１２と、液体ヘリウム容器１１から伸びた複数個
（本実施例の場合は２個）の並列排気管１５Ａおよび１
５Ｂと、並列排気管１５Ａおよび１５Ｂにそれぞれ設け
られた第一のバルブ１６Ａおよび１６Ｂと、第一のバル
ブ１６Ａおよび１６Ｂの後方にそれぞれ設けられた活性
炭吸着容器１７Ａおよび１７Ｂと、活性炭吸着容器１７
Ａおよび１７Ｂの近傍にそれぞれ設けられた活性炭画成
用ヒーター１８Ａおよび１８Ｂと、活性炭吸着容器１７
Ａおよび１７Ｂの後方にそれぞれ設けられた第二のバル
ブ１９Ａおよび１９Ｂと、第二のバルブ１９Ａおよび１
９Ｂに接続された再成用小型排気ポンプ２０とから構成
されている。

本実施例においては、活性炭吸着容器１７内に入れられ
た活性炭にヘリウムガスを吸着させて減圧し、ヘリウム
温度を下げている。さらにヘリウムガスが吸着して飽和
した活性炭は、活性炭画成用ヒーターおよび小型ポンプ
２０で再成される。

吸着により温度を下げる手順および活性炭の可成手順は
次の通りである。

■排気管１５Ａのバルブ１６Ａを開け、他のバルブ１６
Ｂ、１９Ａおよび１９Ｂは閉じておき、１個の活性炭容
器１７Ａに入れた活性炭によりヘリウムガスを吸着させ
る。この結果、蒸気圧が下がり、温度が下がる。

■時間がたって、１個目の活性炭が飽和したならば、バ
ルブ１６Ａを閉じ、次の活性炭を使うため排気管１５Ｂ
のバルブ１６Ｂを閉じる。

■２個目の活性炭を用いて吸着・減圧している間に、排
気管１５Ａの第二のバルブ１９Ａを開け、再成用ヒータ
ー１８Ａを入れ、排気しながら再成する。これによって
、活性炭吸着容器１７Ａの中の活性炭は再度利用できる
。

■上記の手順■−■−■を順次繰り返してゆけば、定常
的にヘリウムガスを吸着して、減圧することができる。

上記の実施例においては、排気管を二つに分は二つの活
性炭吸着容器を用いたが、一つだけもしくは３個以上設
けてもよい。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、吸着は低温側で
行なわれるため、大容量ポンプで減圧する方法に較べて
、液体ヘリウムの損失が少なく、かつ効率よくヘリウム
温度を下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による液体ヘリウム冷却装置
の概略図、第２図は従来の液体ヘリウム冷却装置の概略
図、第３図はヘリウムガスの蒸気圧と液体ヘリウムの温
度との関係を示す図、第４図（Ａ）および（Ｂ）は液体
ヘリウムの温度と超電導磁石の臨界電流および臨界磁場
との関係をそれぞれ示す図である。 １１：液体ヘリウム容器、１２：クライオスタット、１
３：排気口、１４：真空排気装置、１５（１５Ａ、１５
Ｂ）：並列排気管、１６（１６Ａ。 １６Ｂ）：第一のバルブ、１７　（１７Ａ、１７Ｂ）：
活性炭吸着容器、１８　（１８Ａ、１８Ｂ）：活性炭可
成用ヒーター　１９　（１９Ａ、１９Ｂ）：第二のバル
ブ、２０：再成用小型排気ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、液体ヘリウムを入れた液体ヘリウム容器と、前記液
   体ヘリウム容器を収容したクライオスタットと、前記液
   体ヘリウム容器から伸びた排気管と、前記排気管に設け
   られ活性炭を収容した活性炭吸着容器とを有することを
   特徴とする液体ヘリウム冷却装置。