JPH04258103A - 超電導コイルの冷却装置 - Google Patents
超電導コイルの冷却装置Info
- Publication number
- JPH04258103A JPH04258103A JP10404291A JP10404291A JPH04258103A JP H04258103 A JPH04258103 A JP H04258103A JP 10404291 A JP10404291 A JP 10404291A JP 10404291 A JP10404291 A JP 10404291A JP H04258103 A JPH04258103 A JP H04258103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting coil
- liquid helium
- cooling
- superconducting
- cooling stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 25
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-NJFSPNSNSA-N helium-6 atom Chemical compound [6He] SWQJXJOGLNCZEY-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
置に関し、特に蓄冷式冷凍機による冷却に関する。
導コイル1として強磁場を発生させることは知られてい
る。この強磁場を産業的に応用した例がリニアモーター
カーである。また、超電導物質の臨界磁場を測定する為
の測定装置として強磁場を発生させる物性測定装置の需
要が近年延びている。
方法を図3に示す。液体ヘリウム5を液体ヘリウム貯蔵
容容器7からトランスファーチューブ6を介して真空容
器の内側容器4(以下単に内側容器4という)に供給し
、液体ヘリウム5に超電導コイル1を浸漬して自然対流
を利用した浸漬冷却方式を採っている。超電導コイル1
に対して電流は電流リード9によって供給されている。 そして、超電導コイル1は、常温空間からの熱侵入を減
少させる為、クライオスタット(断熱真空容器)2の中
に設置される。クライオスタットは、通常超電導コイル
1を浸漬している約4.2Kの液体ヘリウム5の内側容
器4と、常温からの輻射熱を抑える為の熱シールド3を
備えている。この熱シールド3の冷却方式は図示しない
が液体窒素等による。この装置でも液体ヘリウム5の気
化により、内側容器4内の圧力が高くなるので、ヘリウ
ムガス8を逃している。従って、液体ヘリウム5の供給
が不可欠であり、長時間の運転に際しては定期的に供給
する必要があった。高価な液体ヘリウム5の消耗がラン
ニングコストの上昇を招くと共に、液体ヘリウム5の取
り扱いには熟練を要するなど、システムの稼働上大きな
問題であった。
電導コイルである。また、物性測定用サンプル16を頻
繁に変えたり、液体ヘリウム5に漬けたくない場合等を
考慮して物性測定用サンプル16を専用に冷却する蓄冷
式冷凍機13と超電導コイル1を冷却する液体ヘリウム
5の気化をできるだけ防ぐためにシールド冷却用冷凍機
17を備えていて熱シールド3を冷却している。この装
置は、超電導コイル1の下から物性測定用サンプル16
を出し入れする為、内側容器4、熱シールド3、3およ
び真空容器2の底を凹ませてある。そして下から物性測
定用サンプル16を冷やす物性測定装置をつけた蓄冷式
冷凍機13を手動リフター25によって昇降させる。
、液体ヘリウム5の供給は不可欠であり、液体ヘリウム
5を取り扱わなければならない。また、超電導コイル1
を液体ヘリウム5に浸漬して冷やす為の装置は大きくな
り、またその液体ヘリウム5の気化を防ぐ為のシールド
冷却用冷凍機17を配設し稼働させるには、更に大型化
しコスト高となった。
冷却ステージに超電導コイル(1)を固着し、他の冷却
ステージに超電導コイル(1)を包囲する熱シールド(
3)を固着し、該熱シールド(3)を包囲する真空容器
(2)を通して超電導コイル(1)に接続する電流リー
ド(9)によってなることを特徴とする。
電導コイル1は、酸化物系高温超電導物質を線状化して
巻いたコイルであり、中央に貫通孔を持つ円筒形に形成
する。この超電導コイル1の下端を蓄冷式冷凍機13の
第二段冷却ステージ14に密接にねじ止めする。真空容
器2は、ステンレス製で超電導コイル1を真空中に被包
する。熱シールド3は、薄い銅製でコップ状に形成し、
超電導コイル1を直接内包して、開口部の端部を第一段
冷却ステージ15に密着にねじ止めする。電流リード9
は、超電導コイル1に接続し電流を供給する。電流リー
ド9は外部に、保護抵抗12、遮断機11、電源10に
接続している。蓄冷式冷凍機13は、駆動部を真空容器
2の外側に出し、フレキシブルホース19、19によっ
て圧縮機18と接続している。物性測定用サンプル16
は超電導物質で、臨界磁場を測定する為に超電導コイル
1によって強磁場をかける。物性測定用サンプル16は
、第二段冷却ステージ14に取り外し可能に固着されて
いる。
中の物性を測定する装置で、超電導コイル1は、第三段
冷却ステージ21にねじ止め固着する。内側容器4は、
インジュウムシート20を挟んで第二段冷却ステージ1
4に気密にねじ止めする。物性測定用サンプル16は超
電導物質で、臨界磁場を測定する為に超電導コイル1に
よって強磁場をかける。物性測定用サンプル16は、第
三段冷却ステージ21に取り外し可能に固着されている
。ヒータ線22は、第三段冷却ステージ21下部に巻き
付け、真空容器2の外側より、電流をコントロールでき
る。ヘリウム導入管23は、密閉された内側容器4内に
ヘリウムガス8を導入する為の管である。その他の構造
は請求項1に示すものと同様である。
導現象を起こす高温超電導物質が発見されてから数年を
経て、半永久的に使用できる超電導物質の線材化が実現
されつつある。高温超電導物質の中には、液体窒素温度
の77K付近で超電導状態を示すものがある。従って、
今まで液体ヘリウム5で冷却するか、あるいは複雑な冷
凍機等を使用して4.2Kまで温度を下げる必要がなく
なり、20Kまで下げる簡便な小型の蓄冷式冷凍機でも
超電導状態の実現が可能となった。ただし、この20K
の冷凍機は被冷却物の熱容量が大きければ、到達温度の
20Kはある程度上昇する。
する。真空容器2内部を、図示しない真空ポンプで真空
にし、空気による熱伝導を遮断する。次に蓄冷式冷凍機
13を稼働して第二段冷却ステージ14を極低温として
それに固着する超電導コイル1を冷却する。また、常温
からの輻射熱を防ぐ為、熱シールド3を第一段冷却ステ
ージ15によって冷却する。電流リード9から、電流を
流してやると超電導コイル1から強磁場を発生する。
する。真空容器2内部を真空にしたあと、ヘリウム導入
管23によって内側容器4内を別途真空にする。次に蓄
冷式冷凍機13を稼働して十分に冷却した後にヘリウム
導入管23を通じてヘリウムガス8を内側容器4内に充
満させる。これによって、ヘリウムガス8による熱伝導
が行なわれる。また、ヒータ線22を第三段冷却ステー
ジ21下部に巻き付けているが、ヒータ線22に流す電
流をコントロールすることで、任意の温度に設定するこ
とが可能である。(液体ヘリウム5では4.2K以外の
温度をとることは、非常に困難である。)
防止であり、熱シールド3の効果は輻射熱の防止、蓄冷
式冷凍機13による超電導コイル1の直接冷却が可能に
なった。従って、液体ヘリウム5が不要になり、ランニ
ングコストの減少や液体ヘリウム5の取り扱いの手間も
なくなり、それに伴う大きな装置も不要となって小型化
やコストダウンも可能になった。また、請求項2の効果
は内側容器4内のヘリウムガス8の熱伝導により、急速
な冷却が可能となることや、ヒータ線22によって任意
の温度を設定することが可能である。加えて、超電導コ
イル1と物性測定用サンプル16が、夫々ヘリウムガス
8と接触する面積と第三段冷却ステージ21と接触する
面積やヒータ線22の位置や大きさを選択すれば、超電
導コイル1と物性測定用サンプル16の温度を違う温度
に設定することも可能である。
Claims (2)
- 【請求項1】 蓄冷式冷凍機(13)の冷却ステージ
に超電導コイル(1)を固着し、他の冷却ステージに超
電導コイル(1)を包囲する熱シールド(3)を固着し
、該熱シールド(3)を包囲する真空容器(2)を通し
て超電導コイル(1)に接続する電流リード(9)によ
ってなることを特徴とする超電導コイルの冷却装置。 - 【請求項2】 請求項1において、超電導コイル(1
)を包囲する真空容器(2)の内側容器(4)を気密と
し、該内側容器(4)内と真空容器(2)の外側に通ず
るヘリウム導入管(23)を接続し、真空容器(2)内
にヒータ線(22)を配設することを特徴とする超電導
コイルの冷却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3104042A JP2551875B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 超電導コイルの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3104042A JP2551875B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 超電導コイルの冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04258103A true JPH04258103A (ja) | 1992-09-14 |
JP2551875B2 JP2551875B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=14370167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3104042A Expired - Lifetime JP2551875B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 超電導コイルの冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2551875B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06132568A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 伝導冷却型超電導磁石装置 |
JPH06132567A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 伝導冷却型超電導磁石装置 |
US5623240A (en) * | 1992-10-20 | 1997-04-22 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Compact superconducting magnet system free from liquid helium |
JP2007127298A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Kobe Steel Ltd | 極低温装置 |
JP2015182717A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 大陽日酸株式会社 | 宇宙環境試験装置 |
WO2021005749A1 (ja) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0265204A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-03-05 | General Electric Co <Ge> | 極低温剤を用いない磁気共鳴用の超導電磁石 |
JPH02145936A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-06-05 | Nagase Sangyo Kk | 極低温冷凍機を用いた試料冷却装置 |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3104042A patent/JP2551875B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0265204A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-03-05 | General Electric Co <Ge> | 極低温剤を用いない磁気共鳴用の超導電磁石 |
JPH02145936A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-06-05 | Nagase Sangyo Kk | 極低温冷凍機を用いた試料冷却装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06132568A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 伝導冷却型超電導磁石装置 |
JPH06132567A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 伝導冷却型超電導磁石装置 |
US5623240A (en) * | 1992-10-20 | 1997-04-22 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Compact superconducting magnet system free from liquid helium |
JP2007127298A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Kobe Steel Ltd | 極低温装置 |
JP2015182717A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 大陽日酸株式会社 | 宇宙環境試験装置 |
WO2021005749A1 (ja) * | 2019-07-10 | 2021-01-14 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2551875B2 (ja) | 1996-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3358472A (en) | Method and device for cooling superconducting coils | |
JP3867158B2 (ja) | 極低温容器およびそれを用いた磁性測定装置 | |
KR20060022282A (ko) | 고온 초전도체 장치용 극저온 냉각 방법 및 장치 | |
JPH04350906A (ja) | 酸化物超電導コイルの冷却方法および冷却装置 | |
TWI819488B (zh) | 超導磁體裝置 | |
JPH04258103A (ja) | 超電導コイルの冷却装置 | |
Demikhov et al. | 8 T cryogen free magnet with a variable temperature insert using a heat switch | |
JP3374273B2 (ja) | 強磁場低温物性測定装置 | |
US4680936A (en) | Cryogenic magnet systems | |
JP2017172813A (ja) | 極低温冷却装置および極低温冷却方法 | |
JPH10335137A (ja) | 超電導体の冷却方法および通電方法 | |
JP4821047B2 (ja) | 高温超電導コイルの冷却装置 | |
US6708503B1 (en) | Vacuum retention method and superconducting machine with vacuum retention | |
US5237825A (en) | Method and apparatus for cryogenically cooling samples | |
Jirmanus | Introduction to laboratory cryogenics | |
JPH08248001A (ja) | 磁場下物性測定装置 | |
JP4098690B2 (ja) | 走査形プローブ顕微鏡 | |
JP4043892B2 (ja) | 超伝導電磁石を備えたプローバ装置および超伝導電磁石の冷却装置 | |
JP2551875C (ja) | ||
KR100570631B1 (ko) | 온도가변식 초전도코일 특성 측정장치 | |
JP4488695B2 (ja) | 極低温冷却装置 | |
Nguyen et al. | The Vienna nuclear demagnetization refrigerator | |
Choi et al. | Low temperature superconducting magnet connected to a cryocooler by conductive link | |
JPH06302869A (ja) | 超電導マグネット冷却システム | |
JP2582377B2 (ja) | 低温物性測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 12 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 12 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100822 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100822 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822 Year of fee payment: 15 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822 Year of fee payment: 15 |