JPH04116907A - Superconductive cooling device - Google Patents
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、超電導磁石を用いた磁界発生装置の超電導冷
却装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a superconducting cooling device for a magnetic field generating device using a superconducting magnet.
（従来の技術）
医療用ＭＨＩ等の磁界発生装置として超電導磁石を利用
した装置か提案されている。この超電導磁石は、液体ヘ
リウムか真空状態で貯溜された容器内に収容されている
。容器内に収容された超電導磁石は、容器内の液体ヘリ
ウムを冷却装置によって冷却することにより低温状態が
維持されている。(Prior Art) A device using a superconducting magnet has been proposed as a magnetic field generating device for medical MHI and the like. This superconducting magnet is housed in a container containing liquid helium in a vacuum. The superconducting magnet housed in the container is maintained at a low temperature by cooling the liquid helium in the container with a cooling device.
第８図を用いて従来のクライオスタット及びこのクライ
オスタット内に貯溜された液体ヘリウムを冷却する冷却
装置について説明する。A conventional cryostat and a cooling device for cooling liquid helium stored in this cryostat will be described with reference to FIG.
第８図には、超電導磁石が発生する磁界を利用した装置
の一例が示されている。この装置は、超電導磁石５とク
ライオスタット２１とで構成されている。FIG. 8 shows an example of a device that utilizes the magnetic field generated by a superconducting magnet. This device is composed of a superconducting magnet 5 and a cryostat 21.
クラオスタット２１は、真空容器１と、液体ヘリウム容
器３と、この液体ヘリウム容器３の周囲に配置された熱
輻射シールド板９．１１と、熱輻射シールド板９と真空
容器１との間及び熱輻射シールド板９．１１間に配置さ
れた多層断熱材１３と、で構成されている。また、熱輻
射シールド板９．１１は冷凍機７と接続されて冷却され
ている。The cryostat 21 includes a vacuum container 1, a liquid helium container 3, a thermal radiation shield plate 9.11 arranged around the liquid helium container 3, a space between the thermal radiation shield plate 9 and the vacuum container 1, and a thermal radiation shield plate 9.11 arranged around the liquid helium container 3. A multilayer heat insulating material 13 is arranged between radiation shield plates 9 and 11. Further, the thermal radiation shield plate 9.11 is connected to the refrigerator 7 to be cooled.
液体ヘリウム容器３内には液体ヘリウム１５か貯蔵され
ており、この液体ヘリウム１５内に、環状体の超電導磁
石５が浸漬されている。また、液体ヘリウム容器３には
、ポート１７が形成されている。Liquid helium 15 is stored in the liquid helium container 3, and an annular superconducting magnet 5 is immersed in the liquid helium 15. Further, a port 17 is formed in the liquid helium container 3.
このような構成の装置では、真空容器１の中空部１つが
、磁界発生部となっている。In the apparatus having such a configuration, one hollow part of the vacuum container 1 serves as a magnetic field generating part.
外気である常温部（温度３００ Ｋ）からヘリウム温度
（４，２Ｋ）への輻射による熱侵入量を低減させている
。このような液体ヘリウム容器３内の液体ヘリウム１５
内に超電導磁石５が浸漬されて冷却される。The amount of heat intrusion due to radiation from the outside air at room temperature (temperature 300 K) to helium temperature (4.2 K) is reduced. Liquid helium 15 in such a liquid helium container 3
The superconducting magnet 5 is immersed inside and cooled.
ところが、このような超電導磁石１５を冷却するための
冷却装置では、液体ヘリウム１５を常時低温状態にする
ために超電導磁石を冷却しつづける必要から冷凍機７を
常時運転しなければならない。However, in such a cooling device for cooling the superconducting magnet 15, the refrigerator 7 must be operated at all times because it is necessary to keep the superconducting magnet cool in order to keep the liquid helium 15 at a constant low temperature.
また、輻射熱による熱の侵入を防止するために熱輻射シ
ールド板９．１１を２枚以上必要とするので、冷却装置
の構造が複雑になる。Furthermore, since two or more heat radiation shield plates 9, 11 are required to prevent heat from entering due to radiant heat, the structure of the cooling device becomes complicated.
さらに、液体ヘリウム１５か上記構成の冷却装置では、
消耗するので、定期的に補給する必要がある。Furthermore, in a cooling device using liquid helium 15 or the above configuration,
It is depleted, so it needs to be replenished regularly.
（発明が解決しようとする課題）
このように、従来の超電導冷却装置では、冷凍機を常時
運転しなけらばならず、また構造が複雑で、液体ヘリウ
ムを定期的に補給しなけれならないという問題があった
。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in conventional superconducting cooling devices, the refrigerator must be operated constantly, the structure is complicated, and liquid helium must be regularly replenished. was there.
本発明は上記事実を考慮し、冷凍機を間欠運転すること
が出来、構造が簡単で、液体ヘリウムを定期的に補給す
る必要がない超電導冷却装置を提供することが目的であ
る。In consideration of the above-mentioned facts, the present invention aims to provide a superconducting cooling device that allows intermittent operation of the refrigerator, has a simple structure, and does not require periodic replenishment of liquid helium.
〔発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため請求項（１）記載の発明では、
輻射シールド板に蓄冷機能を具備したことを特徴として
いる。[Structure of the invention] (Means for solving the problem) In order to achieve the above object, the invention described in claim (1) provides the following:
It is characterized by a radiation shield plate equipped with a cold storage function.
請求項（２）の発明では、輻射シールドを冷却する冷却
手段と、この冷却手段と前記輻射シールド板との間に配
置された熱スイッチとを設けたことを特徴としている。The invention according to claim (2) is characterized in that a cooling means for cooling the radiation shield and a thermal switch disposed between the cooling means and the radiation shield plate are provided.
請求項（３）の発明では、輻射シールド板を２枚設けて
、これらの輻射シールド板のうち一方を高温側のシール
ド板として、銅あるいは鉛で形成し、他方を低温側のシ
ールド板の蓄冷材料として鉛ないしは温度１０に以下で
比熱の増加する磁性材料を用いたことを特徴としている
。In the invention of claim (3), two radiation shield plates are provided, one of these radiation shield plates is made of copper or lead as a shield plate on the high temperature side, and the other is used as a cold storage plate of the shield plate on the low temperature side. It is characterized by using lead or a magnetic material whose specific heat increases at temperatures below 10°C.
請求項（４）の発明では、真空断熱された容器内の液体
ヘリウムから蒸発した蒸発ヘリウムガスを極低温冷凍機
で再液化する超電導冷却装置において、真空断熱層を形
成する多層断熱材をスペーサで何層かに分割し、かつそ
のスペーサどうしを支持する構造を持つことを特徴とし
ている。In the invention of claim (4), in a superconducting cooling device in which evaporated helium gas evaporated from liquid helium in a vacuum-insulated container is reliquefied in a cryogenic refrigerator, a multilayer insulation material forming a vacuum insulation layer is formed with a spacer. It is characterized by having a structure that is divided into several layers and supports the spacers.
請求項（５）の発明では、真空容器外板を冷凍機により
冷却したことを特徴としている。The invention according to claim (5) is characterized in that the vacuum container outer plate is cooled by a refrigerator.
請求項（６）の発明では、輻射シールド板と超電導磁石
の周囲に熱電導の良い材料で形成された均熱板を配置し
、２つの温度レベルの冷凍ステージを持つ冷凍機の高温
側のステージを輻射シールド板に、冷温側のステージを
均熱板に接続したことを特徴としている。In the invention of claim (6), a heat equalizing plate made of a material with good thermal conductivity is arranged around the radiation shield plate and the superconducting magnet, and the high-temperature side stage of a refrigerator having two temperature level freezing stages is provided. The stage is connected to a radiation shield plate, and the stage on the cold side is connected to a heat equalizing plate.
（作用）
請求項（１）記載の発明では、シールド板に蓄冷機能を
持たせることにより、液体ヘリウムを冷凍機を連続運転
することなく冷却することが出来る。(Function) In the invention described in claim (1), by providing the shield plate with a cold storage function, liquid helium can be cooled without continuously operating the refrigerator.
請求項（２）記載の発明では、輻射シールド板と冷凍機
との間に配置された熱スイッチは、冷凍機が停止されて
いる状態では、冷凍機と輻射シールド板との間が熱的に
遮断し、冷凍機が運転される際には、冷凍機と輻射シー
ルド板が熱的に接続される。これにより冷凍機自身の熱
電導による輻射シールド板への熱伝導を遮断することが
出来る。In the invention set forth in claim (2), the thermal switch disposed between the radiation shield plate and the refrigerator is configured such that when the refrigerator is stopped, there is a thermal gap between the refrigerator and the radiation shield plate. When shutting off and operating the refrigerator, the refrigerator and the radiation shield plate are thermally connected. This makes it possible to block heat conduction to the radiation shield plate due to heat conduction of the refrigerator itself.
従って、冷凍機７の停止時間を従来と比較した延長する
ことが出来る。Therefore, the stop time of the refrigerator 7 can be extended compared to the conventional method.
請求項（３）記載の発明では、輻射シールド板を２枚設
け、これらの輻射シールド板のうち一方を銅あるいは鉛
で形成して高温側とし、他方を鉛ないし温度１０に以下
で比熱の増加する磁性材料を用いて低温側の蓄冷材料と
したので、冷凍機を停止しても、一定時間自己の熱容量
により温度が上昇しないので、液体ヘリウムの蒸発量を
増加させることがない。In the invention described in claim (3), two radiation shield plates are provided, one of these radiation shield plates is made of copper or lead to serve as the high temperature side, and the other is made of lead or has a temperature of 10 or less, and the specific heat increases. Since the cold storage material is made of a magnetic material on the low temperature side, even if the refrigerator is stopped, the temperature will not rise due to its own heat capacity for a certain period of time, so the amount of evaporation of liquid helium will not increase.
請求項（４）記載の発明では、真空断熱層を形成する多
層断熱材をスペーサで何層かに分割し、かつそのスペー
サ同士を支持する構造としたので、従来のように、輻射
シールド板を持たないので、構造が非常に簡単になると
共に小型軽量化が可能となる。この場合、多層断熱材は
、自重で面圧か増加しないように、断熱材の間にスペー
サを設けて、これらのスペーサ同士を支持する構造とし
ている。In the invention described in claim (4), the multilayer insulation material forming the vacuum insulation layer is divided into several layers by spacers, and the spacers are supported by each other. Since there is no wire, the structure becomes very simple and the structure can be made smaller and lighter. In this case, the multilayer insulation material has a structure in which spacers are provided between the insulation materials and these spacers are supported so that the surface pressure does not increase due to its own weight.
請求項（５）記載の発明では、真空容器の外板を冷凍機
により冷却したので、外気からの熱の侵入が低減される
。In the invention set forth in claim (5), since the outer plate of the vacuum container is cooled by a refrigerator, the intrusion of heat from the outside air is reduced.
請求項（６）記載の発明では、超電導磁石の周囲に熱電
導の良い材料で形成された均熱板を介して冷凍機と超電
導磁石をじかに接触させたので、液体ヘリウムが一切不
要となり、また冷却装置の構造も簡単になる。In the invention described in claim (6), since the refrigerator and the superconducting magnet are brought into direct contact with each other via a heat equalizing plate formed of a material with good thermal conductivity around the superconducting magnet, liquid helium is not required at all, and The structure of the cooling device also becomes simpler.
（実施例）
次に本発明に係る超電導冷却装置が適用されたクライオ
スタットの実施例について説明する。(Example) Next, an example of a cryostat to which the superconducting cooling device according to the present invention is applied will be described.
第１実施例
第１図に示されるように、環状の真空容器２３内には、
クライオスタット６の輻射シールド板２５．２７が配置
されており、輻射シールド板２７で囲まれる空間内には
液体ヘリウム１５が貯溜された液体ヘリウム容器２９が
配設されている。この液体ヘリウム容器２９内には、液
体ヘリウム１５内に浸漬されて超電導磁石５が配設され
ている。First Embodiment As shown in FIG. 1, inside the annular vacuum vessel 23,
Radiation shield plates 25 and 27 of the cryostat 6 are arranged, and a liquid helium container 29 in which liquid helium 15 is stored is arranged in a space surrounded by the radiation shield plates 27. A superconducting magnet 5 is disposed within the liquid helium container 29 and immersed in the liquid helium 15 .
上記輻射シールド板２５．２７には、冷凍機７がそれぞ
れ熱スイッチ３１を介して接続されており、冷凍機７の
運転によって輻射シールド板２５．２７が冷却される。A refrigerator 7 is connected to each of the radiation shield plates 25 and 27 via a thermal switch 31, and the radiation shield plates 25 and 27 are cooled by operation of the refrigerator 7.
またこれらの輻射シールド板２５．２７には、銅と鉛な
いしはＩＯＫ以下で比熱の増加する磁性材料が付は加え
られている。Further, these radiation shield plates 25 and 27 are supplemented with copper, lead, or a magnetic material whose specific heat increases below IOK.
従って、輻射シールド板２５．２７に蓄冷機能を具備し
たので、冷凍機７を停止しても、一定時間自己の熱容量
により温度が上昇することがなく、液体ヘリウム１５の
蒸発量が増加することがない。Therefore, since the radiation shield plates 25 and 27 are equipped with a cold storage function, even if the refrigerator 7 is stopped, the temperature will not rise due to its own heat capacity for a certain period of time, and the amount of evaporation of the liquid helium 15 will not increase. do not have.
このため、冷凍機を間欠運転することが可能となる。Therefore, it becomes possible to operate the refrigerator intermittently.
例えば、このような、磁界発生装置を医療用ＭＲ１に利
用すると、昼間の計時間中に冷凍機を停止することが可
能となる。この場合、冷凍機７の騒音、振動が無くなる
ため診療上非常に有益となる。For example, if such a magnetic field generating device is used in the medical MR 1, it becomes possible to stop the refrigerator during daytime timekeeping. In this case, the noise and vibration of the refrigerator 7 are eliminated, which is very useful for medical treatment.
また同じ期間において、従来と比較して本実施例の超電
導冷却装置では、総運転時間が半分以下になる。これに
よりメンテナンス間隔も大幅に低下する。Furthermore, in the same period, the total operating time of the superconducting cooling device of this embodiment is less than half that of the conventional one. This also significantly reduces maintenance intervals.
さらに、冷凍機７と輻射シールド板２５．２７の間に設
けられた熱スイッチ３１により冷凍機７の停止時にはス
イッチをオフ状態に保つことにより、冷凍機自身の熱伝
導による熱を遮断することが出来る。これにより冷凍機
７の停止時間を延長することか出来る。Furthermore, by keeping the switch 31 in the off state when the refrigerator 7 is stopped using the thermal switch 31 provided between the refrigerator 7 and the radiation shield plates 25 and 27, it is possible to cut off the heat caused by the thermal conduction of the refrigerator itself. I can do it. This makes it possible to extend the stop time of the refrigerator 7.
以下、熱スイッチ３１の第２〜第４実施例について、第
２図（ａ）乃至第２図（Ｃ）を用いて説明する。Hereinafter, second to fourth embodiments of the thermal switch 31 will be described using FIGS. 2(a) to 2(C).
第２実施例
第２図（ａ）に示される熱スイッチ３３はヒートパイプ
方式を利用している。吸熱部３５と排熱部３７とが形成
された容器３９内に動作流体４１か貯溜されている。Second Embodiment The thermal switch 33 shown in FIG. 2(a) uses a heat pipe system. A working fluid 41 is stored in a container 39 in which a heat absorption section 35 and a heat exhaust section 37 are formed.
この熱スイッチ３３では、吸熱部３５から熱が伝達され
ると、容器３９内の動作流体か蒸発して、蒸発ガスとな
り、上昇し排熱部３７に達すると、この排熱部３７に熱
を奪われて冷却され液体（液滴）となって、容器３９の
底部に戻る。これを繰り返すことにより、熱が伝達され
る。In this thermal switch 33, when heat is transferred from the heat absorption part 35, the working fluid in the container 39 evaporates and becomes evaporated gas, which rises and reaches the heat exhaust part 37, and then transfers the heat to the heat exhaust part 37. It is taken away, cooled down, becomes a liquid (droplet), and returns to the bottom of the container 39. By repeating this, heat is transferred.
一方、排熱部３７より熱が伝達された場合には、熱はガ
スの熱伝導のみで伝わるが、その絶対値は微少である。On the other hand, when heat is transferred from the heat exhaust section 37, the heat is transferred only by thermal conduction of the gas, but its absolute value is very small.
第３実施例
第２図（ｂ）に示される熱スイッチ４３は、吸熱部４５
と、排熱部４７との間に微小な隙間５３を設けて配置す
る。この隙間５３には、スイッチオン時には、真空ポン
プ４９を動作させて動作ガス５１が供給される。この動
作ガス５１により吸熱部４５に伝達された熱か排熱部４
７に伝達される。また真空ポンプ４９を動作させて動作
ガス５１を吸引することにより、吸熱１１４５と排熱部
４７とが熱的に遮断される。Third Embodiment The thermal switch 43 shown in FIG. 2(b) has a heat absorption part 45
and the heat exhaust section 47 with a minute gap 53 provided therebetween. When the switch is turned on, the vacuum pump 49 is operated and the operating gas 51 is supplied to the gap 53. The heat transferred to the heat absorption part 45 by this working gas 51 is
7. Furthermore, by operating the vacuum pump 49 and sucking the operating gas 51, the heat absorption section 1145 and the heat exhaust section 47 are thermally isolated.
第４実施例
第２図（Ｃ）に示される熱スイッチ５５は、いわゆる接
触式の熱スイッチの構造を示しており、吸熱部５７と排
熱５９とか接離する構成である。Fourth Embodiment A thermal switch 55 shown in FIG. 2(C) has a structure of a so-called contact type thermal switch, and has a structure in which a heat absorbing portion 57 and an exhaust heat 59 come into contact with and separate from each other.
熱的に接続される場合には、吸熱部５７と排熱部５９が
接触する。また熱的に遮断される場合には、吸熱部５７
と排熱部５９とが第２図（ｂ）に示されるように離間す
る。When thermally connected, the heat absorption section 57 and the heat exhaust section 59 are in contact with each other. In addition, in the case of thermal insulation, the heat absorbing portion 57
and the heat exhaust section 59 are separated from each other as shown in FIG. 2(b).
第５実施例
次に第５実施例について第３図を用いて説明する。環状
の真空容器６１内には、液体ヘリウム容器６３が収納さ
れている。この液体ヘリウム容器６３には、ポート６５
が形成されており、このポート６３にはヘリウム再液化
冷凍機６７が配設されている。また液体ヘリウム容器６
３内には液体ヘリウム１５か貯溜されており、この液体
ヘリウム１５内には、超電導磁石５が浸漬されている。Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be explained with reference to FIG. A liquid helium container 63 is housed within the annular vacuum container 61 . This liquid helium container 63 has a port 65.
is formed, and a helium reliquefaction refrigerator 67 is disposed in this port 63. Also, liquid helium container 6
Liquid helium 15 is stored in the magnet 3, and a superconducting magnet 5 is immersed in the liquid helium 15.
また、液体ヘリウム容器６３と真空容器６１との間には
、スペーサ式多層断熱材６つが配置されている。Additionally, six spacer-type multilayer insulation materials are arranged between the liquid helium container 63 and the vacuum container 61.
このスペーサ式多層断熱材６９は、薄いアルミ蒸着マイ
ラフィルムを積層して形成されており、積層数が増加し
た場合フィルムの自重でフィルム間の面圧が増加してし
まい断熱性能が劣化してしまう。そこで第４図に示され
る積層構造は、スペーサ７１を介して数層の上記フィル
ムを積層し、スペーサ７１を支持部材７３で支持した構
造となっている。This spacer-type multilayer insulation material 69 is formed by laminating thin aluminum vapor-deposited mylar films, and when the number of laminated layers increases, the surface pressure between the films increases due to the film's own weight, resulting in deterioration of insulation performance. . Therefore, the laminated structure shown in FIG. 4 has a structure in which several layers of the above films are laminated with spacers 71 interposed therebetween, and the spacers 71 are supported by support members 73.
第６実施例
次に第６実施例について第５図を用いて説明する。第５
図に示されるように、断熱材で環状に形成された真空容
器７５内に、スペーサ式多層断熱材６９を介して液体ヘ
リウム容器７７が配置されている。また真空容器７５に
は冷却配管７９が配設されている。この冷却配管７つは
圧縮機８１と連結されている。この圧縮機８１により真
空容器７５は冷却されている。Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment will be explained with reference to FIG. Fifth
As shown in the figure, a liquid helium container 77 is disposed within a vacuum container 75 formed in an annular shape with a heat insulating material, with a spacer-type multilayer heat insulating material 69 interposed therebetween. A cooling pipe 79 is also provided in the vacuum container 75 . These seven cooling pipes are connected to a compressor 81. The vacuum container 75 is cooled by the compressor 81.
液体ヘリウム容器７７内には液体ヘリウム１５が貯蔵さ
れている。また液体ヘリウム容器７７には、ボート８３
が形成されており、このボート８３には、液体ヘリウム
１５を冷却するための冷凍機８５が配設されている。Liquid helium 15 is stored in the liquid helium container 77 . In addition, the liquid helium container 77 includes a boat 83.
The boat 83 is equipped with a refrigerator 85 for cooling the liquid helium 15.
本実施例によれば、真空容器７５を別の冷凍機８１で冷
却するので、液体ヘリウム容器７７への熱侵入量を低減
することが出来る。すなわち第６図に示されるように、
真空容−器７５の表面温度Ｔ（Ｃ）と熱侵入量Ｑ（Ｗ）
との関係で明らかなように、真空容器７５の表面温度が
低くなればなるほどすなわち真空容器７５を圧縮８１に
よ、り冷却すればするほど、熱侵入量Ｑ（Ｗ）は少なく
なる。According to this embodiment, since the vacuum container 75 is cooled by another refrigerator 81, the amount of heat entering the liquid helium container 77 can be reduced. That is, as shown in Figure 6,
Surface temperature T (C) of vacuum container 75 and amount of heat penetration Q (W)
As is clear from the relationship, the lower the surface temperature of the vacuum container 75, that is, the more the vacuum container 75 is cooled by compression 81, the smaller the amount of heat penetration Q(W) becomes.
第７実施例
次に第７実施例について第７図を用いて説明する。本実
施例は、均熱板８７を介して冷凍機８つと超電導磁石５
を直接接触させた実施例である。Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, eight refrigerators and five superconducting magnets are connected via a heat soaking plate 87.
This is an example in which the two were brought into direct contact with each other.
本実施例によれば、液体ヘリウムが一切不要になり、構
造が簡単になる。According to this embodiment, liquid helium is not required at all, and the structure is simplified.
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る超電導冷却装置では、
冷凍機を間欠運転することか出来、構造が簡単で、液体
ヘリウムを定期的に補給する必要かないという優れた効
果か得られる。[Effect of the invention] As explained above, in the superconducting cooling device according to the present invention,
The refrigerator can be operated intermittently, has a simple structure, and has excellent effects in that it does not require regular replenishment of liquid helium.
第１図は第１実施例の超電導冷却装置が適用された装置
を示す断面図、第２図（ａ）乃至第２図（Ｃ）は熱スイ
ッチの例を示し第２図（ａ）は第２実施例の作動流体を
用いた熱スイッチを示す側面図、第２図＜ｂ）は第３実
施例の動作ガスを介して熱を伝達する熱スイッチを示す
側面図、第２図（ｃ）は第４実施例の接触式の熱スイッ
チを示す側面図、第３図は第５実施例の超電導冷却装置
が適用された装置を示す側面図、第４図はスペーサ式多
層断熱材の詳細を示す側面図、第５図は第６実施例の超
電導冷却装置を示す断面図、第６図は真空容器の表面温
度と熱侵入量の関係を示す線図、第７図は第７実施例の
超電導冷却装置か適用された装置を示す断面図、第８図
は従来の超電導冷却装置が適用された装置を示す断面図
である。
５・・・超電導磁石
６・・・クライオスタット
７．８５．８９・・・冷凍機
２３．６１．７５．９１・・真空容器
２５．２７．９３・・・輻射シールド板２９．６３．７
７・・・液体ヘリウム容器３１．３３．４３．５５・・
・熱スイッチ６７・・・ヘリウム再液化冷凍機
６９・・・スペーサ式多層断熱材
８１・・・圧縮機
８７・・・均熱板FIG. 1 is a sectional view showing a device to which the superconducting cooling device of the first embodiment is applied, and FIGS. 2(a) to 2(C) show an example of a thermal switch. A side view showing a thermal switch using a working fluid according to the second embodiment, Fig. 2<b) is a side view showing a thermal switch that transfers heat via a working gas according to a third embodiment, Fig. 2(c) 3 is a side view showing a contact-type thermal switch of the fourth embodiment, FIG. 3 is a side view of a device to which the superconducting cooling device of the fifth embodiment is applied, and FIG. 4 shows details of the spacer-type multilayer insulation material. 5 is a sectional view showing the superconducting cooling device of the sixth embodiment, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the surface temperature of the vacuum vessel and the amount of heat penetration, and FIG. FIG. 8 is a sectional view showing a device to which a superconducting cooling device is applied. FIG. 8 is a sectional view showing a device to which a conventional superconducting cooling device is applied. 5... Superconducting magnet 6... Cryostat 7.85.89... Refrigerator 23.61.75.91... Vacuum vessel 25.27.93... Radiation shield plate 29.63.7
7...Liquid helium container 31.33.43.55...
・Thermal switch 67... Helium reliquefaction refrigerator 69... Spacer type multilayer insulation material 81... Compressor 87... Soaking plate
Claims (6)
射シールド板で真空断熱されたクライオスタットを備え
た超電導冷却装置であって、前記輻射シールド板に蓄冷
機能を具備したことを特徴とする超電導冷却装置。(1) A superconducting cooling device equipped with a cryostat in which liquid helium for cooling superconducting magnets is stored and vacuum insulated with a radiation shield plate, characterized in that the radiation shield plate is equipped with a cold storage function. Device.
凍機と前記輻射シールド板との間に配置された熱スイッ
チとを設けたことを特徴とする請求項（１）記載の超電
導冷却装置。(2) The superconducting cooling device according to claim (1), further comprising a refrigerator that cools the radiation shield plate, and a thermal switch disposed between the refrigerator and the radiation shield plate. .
シールド板のうち一方を高温側のシールド板として、銅
あるいは鉛で形成し、他方を低温側のシールド板の蓄冷
材料として鉛ないしは温度１０Ｋ以下で比熱の増加する
磁性材料を用いたことを特徴とする請求項（１）又は請
求項（２）記載の超電導冷却装置。(3) Two radiation shield plates are provided, one of which is made of copper or lead as a shield plate on the high temperature side, and the other is made of lead or made of lead as a cold storage material for the shield plate on the low temperature side. The superconducting cooling device according to claim 1 or claim 2, characterized in that a magnetic material whose specific heat increases at 10K or less is used.
た蒸発ヘリウムガスを極低温冷凍機で再液化する超電導
冷却装置において、真空断熱層を形成する多層断熱材を
スペーサで何層かに分割し、かつそのスペーサどうしを
支持する構造を持つことを特徴とする超電導冷却装置。(4) In a superconducting cooling device in which evaporated helium gas evaporated from liquid helium in a vacuum-insulated container is reliquefied in a cryogenic refrigerator, the multilayer insulation material that forms the vacuum insulation layer is divided into several layers with spacers. A superconducting cooling device characterized by having a structure that supports the spacers.
特徴とする請求項（４）記載の超電導冷却装置。(5) The superconducting cooling device according to claim (4), wherein the vacuum container outer plate is cooled by a refrigerator.
装置であって、輻射シールド板と超電導磁石の周囲に熱
電導の良い材料で形成された均熱板を配置し、２つの温
度レベルの冷凍ステージを持つ冷凍機の高温側のステー
ジを輻射シールド板に、冷温側のステージを均熱板に接
続したことを特徴とする超電導冷却装置。(6) A superconducting cooling device that stores superconducting magnets in a vacuum-insulated state, with a radiation shield plate and a heat equalizing plate made of a material with good thermal conductivity arranged around the superconducting magnet, and cooling at two temperature levels. A superconducting cooling device characterized in that a stage on the high temperature side of a refrigerator having a stage is connected to a radiation shield plate, and a stage on the cold side is connected to a heat equalizing plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23584890A JPH04116907A (en) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | Superconductive cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23584890A JPH04116907A (en) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | Superconductive cooling device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116907A true JPH04116907A (en) | 1992-04-17 |
Family
ID=16992157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23584890A Pending JPH04116907A (en) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | Superconductive cooling device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04116907A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5960868A (en) * | 1997-02-25 | 1999-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Adiabatic apparatus |
| JP2000152922A (en) * | 1998-07-31 | 2000-06-06 | General Electric Co <Ge> | Wide multi-layered heat insulating blanket for zero-boil- off superconducting magnet |
| JP2010232613A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Railway Technical Res Inst | Superconducting magnet device capable of monitoring internal temperature abnormality |
| JP2013008975A (en) * | 2005-11-18 | 2013-01-10 | Agilent Technologies Inc | Superconducting magnet systems |
| JP2015179791A (en) * | 2014-03-20 | 2015-10-08 | 株式会社東芝 | Superconducting magnet device |
| JP2016133187A (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Superconducting magnetic bearing |
-
1990
- 1990-09-07 JP JP23584890A patent/JPH04116907A/en active Pending
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