JPH02278803A - 超電導磁石装置 - Google Patents
超電導磁石装置Info
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- JPH02278803A JPH02278803A JP1098743A JP9874389A JPH02278803A JP H02278803 A JPH02278803 A JP H02278803A JP 1098743 A JP1098743 A JP 1098743A JP 9874389 A JP9874389 A JP 9874389A JP H02278803 A JPH02278803 A JP H02278803A
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- helium
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明はヘリウムなどの冷媒ガスを再液化する凝縮熱交
換器を超電導コイル容器中に内蔵した冷却装置を有する
超電導磁石装置に関する。
換器を超電導コイル容器中に内蔵した冷却装置を有する
超電導磁石装置に関する。
（従来の技術）
従来、超電導コイル容器中に配置した凝縮熱交換器は、
超電導コイル容器内の蒸発冷媒ガス雰囲気中に固定設置
されている。
超電導コイル容器内の蒸発冷媒ガス雰囲気中に固定設置
されている。
（発明が解決しようとする問題点）
超電導コイルを収納したクライオスタットにおいて、要
求される圧力、温度条件に対して冷凍機をクライオスタ
ットにマツチングさせた最適運転を行なうことは難しく
、冷媒ガスの圧力上昇による冷媒液体の温度上昇を招き
超電導コイルが度々クエンチ状態に陥ることがある。
求される圧力、温度条件に対して冷凍機をクライオスタ
ットにマツチングさせた最適運転を行なうことは難しく
、冷媒ガスの圧力上昇による冷媒液体の温度上昇を招き
超電導コイルが度々クエンチ状態に陥ることがある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の装置は冷媒液体の増減による液位変動に対応し
て凝縮熱交換器の高さを昇降させて冷凍・機の適正運転
を行なうものである。
て凝縮熱交換器の高さを昇降させて冷凍・機の適正運転
を行なうものである。
（作用）
凝縮熱交換器の液面からの高さ位置が及ぼすクライオス
タット内のヘリウムガス圧力、および冷凍能力の相関関
係を調べるモデルを第３図に示す。
タット内のヘリウムガス圧力、および冷凍能力の相関関
係を調べるモデルを第３図に示す。
このモデルにおいては再凝縮能力を代替把握するために
外部ヒーター４８を液体ヘリウム４７中に配置し、凝縮
熱交換器４５とヘリウム液面との距離りを変化させて、
その相関関係を計測した。
外部ヒーター４８を液体ヘリウム４７中に配置し、凝縮
熱交換器４５とヘリウム液面との距離りを変化させて、
その相関関係を計測した。
計測結果を第４図に示す。横軸にヒーター人力（Ｗ）、
縦軸にヘリウムガス圧力（Ｍｐａ）をとり、各々の液面
上高さＬにおけるバランス運転点を示す。ここで縦軸の
ヘリウムガス圧力は液体ヘリウムの温度にリンクしてお
り、その値を縦軸に併記している。このグラフから以下
のようなことがわかる。液面上高さしが長ずざると熱負
荷に対するヘリウムガスの圧力上昇、すなわち温度が高
くなり、クエンチ防止の観点より不適切な状態となるこ
とがわかる。同時に熱負荷増加時にヘリウムガス圧力を
一定に抑えることができなくなる。
縦軸にヘリウムガス圧力（Ｍｐａ）をとり、各々の液面
上高さＬにおけるバランス運転点を示す。ここで縦軸の
ヘリウムガス圧力は液体ヘリウムの温度にリンクしてお
り、その値を縦軸に併記している。このグラフから以下
のようなことがわかる。液面上高さしが長ずざると熱負
荷に対するヘリウムガスの圧力上昇、すなわち温度が高
くなり、クエンチ防止の観点より不適切な状態となるこ
とがわかる。同時に熱負荷増加時にヘリウムガス圧力を
一定に抑えることができなくなる。
この結果、ヘリウムの液温を押え込む（４，５に程度）
とともに、熱負荷に対応可能な「適正運転範囲」、つま
り「適正な液面上高さ」の存在があることがわかる。こ
れは本モデルに限らず実際の超電導磁石装置でも同じで
ある。
とともに、熱負荷に対応可能な「適正運転範囲」、つま
り「適正な液面上高さ」の存在があることがわかる。こ
れは本モデルに限らず実際の超電導磁石装置でも同じで
ある。
（実施例）
以下、本発明の実施例の装置について図面に基づいて説
明する。本発明の超電導磁石装置の実施例を第１図に示
す。本装置はＧＭ＋Ｊ／Ｔサイクル方式による冷却装置
である。タライオスタットａ内に超電導コイル２が収納
されている。超電導コイルは液体ヘリウム８内に浸漬さ
れている。その周囲に真空域１０、液体窒素９、真空域
１１が配置されている。液体ヘリウム中にはヘリウム連
続液面計センサー４が配置され、ヘリウムの液位を示す
電流信号が液面指示計５に入力されて液位が表示される
。この電流信号を利用して昇降用駆動機構６に内蔵され
たサーボモーターを発停止させ、昇降用駆動機構上のテ
ーブルの上下によって再凝縮用冷凍機１およびそれに連
接されている凝縮熱交換器７が上下移動する。この上下
移動は予め設定された液面上高さ（第３図に示す５寸法
）を保持するように自動昇降させても良いし、また任意
の液面上高さに位置させるように昇降架台を手動操作し
てもよい。
明する。本発明の超電導磁石装置の実施例を第１図に示
す。本装置はＧＭ＋Ｊ／Ｔサイクル方式による冷却装置
である。タライオスタットａ内に超電導コイル２が収納
されている。超電導コイルは液体ヘリウム８内に浸漬さ
れている。その周囲に真空域１０、液体窒素９、真空域
１１が配置されている。液体ヘリウム中にはヘリウム連
続液面計センサー４が配置され、ヘリウムの液位を示す
電流信号が液面指示計５に入力されて液位が表示される
。この電流信号を利用して昇降用駆動機構６に内蔵され
たサーボモーターを発停止させ、昇降用駆動機構上のテ
ーブルの上下によって再凝縮用冷凍機１およびそれに連
接されている凝縮熱交換器７が上下移動する。この上下
移動は予め設定された液面上高さ（第３図に示す５寸法
）を保持するように自動昇降させても良いし、また任意
の液面上高さに位置させるように昇降架台を手動操作し
てもよい。
再凝縮機１はコイル容器内の蒸発ガスヘリウムを再液化
する。凝縮熱交換器７を冷却するものでその冷凍フロー
を第２図に示す。
する。凝縮熱交換器７を冷却するものでその冷凍フロー
を第２図に示す。
（応用）
本発明の超電導磁石装置は、極低温を要求される超電導
ウィグラー装置、超電導物性測定装置などに応用できる
。
ウィグラー装置、超電導物性測定装置などに応用できる
。
［発明の効果］
凝縮熱交換器を昇降させることによって冷凍機をクライ
オスタットの熱平衡献血にマツチングさせた「適正運転
範囲」にて運転できるようになった。ヘリウムガスの圧
力上昇の抑制により液体ヘリウムの温度上昇を抑える。
オスタットの熱平衡献血にマツチングさせた「適正運転
範囲」にて運転できるようになった。ヘリウムガスの圧
力上昇の抑制により液体ヘリウムの温度上昇を抑える。
その結果、超電導コイルのクエンチ発生が予防される。
第１図は本発明の実施例の装置の説明図、第２図は第１
図の装置の冷凍フローを示す図、第３図は凝縮熱交換の
高さ位置が及ぼすタライオスタット内のヘリウムガス圧
力および凝縮熱交換器、冷凍能力の相関関係を調べるモ
デルの説明図、第４図は本発明の装置の適正運転範囲を
示すグラフである。 １．２１，４１・・・再凝縮用冷凍機、２・・・超電導
コイル、３・・・クライオスタット、４・・・ヘリウム
連続液面センサ−，５・・・液面指示計、６・・・昇降
用駆動機構、７，４５・・・凝縮熱交換器、８，４７・
・・液体ヘリウム、９，４Ｇ・・・液体窒素、１０，１
１・・・真空域、１２・・・昇降架台、１３・・・トラ
ンスファーチューブ、１４−ＧＨｅベント管、１５−Ｇ
Ｎ２ベント管、１６．３６・・・圧縮機ユニット、２２
，２３．２４・・・熱交換器、２５，３４・・・アトシ
ーバー、２６・・・シールド板、２７，２９・・・フィ
ルター、２８・・・Ｊ−Ｔ弁、３０−・・Ｇ、Ｍ冷凍機
、３Ｉ・・・オイルセパレータ、３２，３３・・・圧縮
機、３５・・・タンク、４２・・・圧力変換器、４４・
・・ヘリウムガス、４６・・・輻、射防止板、４８・・
・外部ヒーター
図の装置の冷凍フローを示す図、第３図は凝縮熱交換の
高さ位置が及ぼすタライオスタット内のヘリウムガス圧
力および凝縮熱交換器、冷凍能力の相関関係を調べるモ
デルの説明図、第４図は本発明の装置の適正運転範囲を
示すグラフである。 １．２１，４１・・・再凝縮用冷凍機、２・・・超電導
コイル、３・・・クライオスタット、４・・・ヘリウム
連続液面センサ−，５・・・液面指示計、６・・・昇降
用駆動機構、７，４５・・・凝縮熱交換器、８，４７・
・・液体ヘリウム、９，４Ｇ・・・液体窒素、１０，１
１・・・真空域、１２・・・昇降架台、１３・・・トラ
ンスファーチューブ、１４−ＧＨｅベント管、１５−Ｇ
Ｎ２ベント管、１６．３６・・・圧縮機ユニット、２２
，２３．２４・・・熱交換器、２５，３４・・・アトシ
ーバー、２６・・・シールド板、２７，２９・・・フィ
ルター、２８・・・Ｊ−Ｔ弁、３０−・・Ｇ、Ｍ冷凍機
、３Ｉ・・・オイルセパレータ、３２，３３・・・圧縮
機、３５・・・タンク、４２・・・圧力変換器、４４・
・・ヘリウムガス、４６・・・輻、射防止板、４８・・
・外部ヒーター
Claims (1)
- （１）再凝縮システム付冷却装置を備えた超電導磁石装
置において、クライオスタットに内蔵された凝縮熱交換
器の冷媒液面からの高さ位置を冷媒液位の変化に応じて
凝縮量を最適に保つ位置に変化させる手段を備えたこと
を特徴とする超電導磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098743A JP2597182B2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098743A JP2597182B2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 超電導磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02278803A true JPH02278803A (ja) | 1990-11-15 |
| JP2597182B2 JP2597182B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=14227958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1098743A Expired - Lifetime JP2597182B2 (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597182B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009065016A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 超電導部冷却装置とその運転方法 |
| JP2015060973A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | クライオスタットの圧力制御装置 |
| CN114556498A (zh) * | 2019-11-01 | 2022-05-27 | 日本超导体技术公司 | 低温恒温器用氦再冷凝装置 |
| CN114556498B (zh) * | 2019-11-01 | 2024-06-07 | 日本超导体技术公司 | 低温恒温器用氦再冷凝装置 |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP1098743A patent/JP2597182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009065016A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 超電導部冷却装置とその運転方法 |
| JP2015060973A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | クライオスタットの圧力制御装置 |
| CN114556498A (zh) * | 2019-11-01 | 2022-05-27 | 日本超导体技术公司 | 低温恒温器用氦再冷凝装置 |
| CN114556498B (zh) * | 2019-11-01 | 2024-06-07 | 日本超导体技术公司 | 低温恒温器用氦再冷凝装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2597182B2 (ja) | 1997-04-02 |
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