JPH0582339A - 冷凍式超伝導磁石用の冗長な極冷凍設備 - Google Patents

冷凍式超伝導磁石用の冗長な極冷凍設備

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JPH0582339A
JPH0582339A JP4058835A JP5883592A JPH0582339A JP H0582339 A JPH0582339 A JP H0582339A JP 4058835 A JP4058835 A JP 4058835A JP 5883592 A JP5883592 A JP 5883592A JP H0582339 A JPH0582339 A JP H0582339A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】冷凍式超伝導磁石用の極冷凍装置の信頼性の向
上を図る。 【構成】極冷凍設備は二つの個別極冷凍装置をそなえ、
一つの極冷凍装置は磁石に接触して冷却し、他方の極冷
凍装置は上昇した予備の位置に保持される。第一の極冷
凍装置が機能不全になってもはや磁石を冷却できない場
合には、第二の極冷凍装置が下降して磁石と接触し、磁
石を冷却する。次に第一の極冷凍装置が上昇するので、
これを修理、保守、または交換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は極冷凍装置（cryorefrig
erator）の信頼度を向上するために冗長な取付け集合体
をそなえる型の冷凍式超伝導磁石用の極冷凍装置に関す
るものである。
【０００２】この型のこのような構造では一般に、極冷
凍設備で使用される２個の極冷凍装置のうち少なくとも
一方の極冷凍装置が磁石を冷却している間、他方の極冷
凍装置は予備状態に保持することができる。したがっ
て、第一の極冷凍装置が機能不全になった場合、冗長な
極冷凍装置を作動させることができるので磁石の冷却が
絶えず維持される。詳しく述べると、主極冷凍装置およ
び冗長極冷凍装置をそなえる極冷凍装置が冷却すべき超
伝導磁石に接触する。主極冷凍装置が機能不全になるま
で、冗長極冷凍装置は磁石に接触せず、一段と高い予備
位置に保持される。主極冷凍装置が機能不全になると、
冗長な極冷凍装置が作動して磁石に接触し、主極冷凍装
置は持ち上げられるので修理、保守、または交換するこ
とができる。このようにして、磁石の冷却は実質的に連
続的に行われる。本発明はある独特の極冷凍装置集合体
およびそれに関連する取付け手段に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来の極冷凍装置では、通常一つの極冷
凍装置だけを用いる極冷凍設備を使用することが知られ
ている。これらの各場合、これらの設備の主要な禁止的
要因は極冷凍装置が機能不全になると、通常、超伝導磁
石を冷却することができず、場合によっては磁石が悪影
響を受けることがあるということである。要するに、通
常、設備の信頼度は極冷凍装置自体の信頼度しかないと
いうことになる。
【０００４】したがって、このような信頼度の悪さを軽
減し又はなくすことができれば、より都合の良い設備が
得られる。
【０００５】上記の説明から明らかなように、部品が単
純で構造が独特であることにより信頼度が高く、冷却性
能が既知の極冷凍装置に対して同等以上であるが、同時
に磁石を実質的に連続的に冷却する極冷凍装置がこの技
術分野では要求されている。本発明の目的はこれらの要
求を満たすことである。
【０００６】
【発明の概要】一般的に言えば本発明はこれらの要求を
満たすために、取付け手段、上記取付け手段に取付けさ
れた２個以上の極冷凍手段であって、当該極冷凍手段が
上記取付け手段上を動き、また当該２個の極冷凍手段の
うち少なくとも１個が上記磁石と実質的に接触しないよ
うに取付けられている２個以上の極冷凍手段、および上
記極冷凍手段のうちの上記少なくとも１個の極冷凍手段
を動かすための調整手段を含む冷凍式超伝導磁石用極冷
凍装置を提供する。
【０００７】好適実施例では、取付け手段は柔軟な熱膨
張継手および柔軟な熱接続部で構成される。また、調整
手段はねじジャッキで構成される。
【０００８】もう一つの好適実施例では、２個以上の極
冷凍装置をそなえ、一つの極冷凍装置が磁石に接触して
磁石を冷却し、他方の極冷凍装置が予備位置に保持され
る冗長な極冷凍設備によって磁石が実質的に連続的に冷
却される。第一の極冷凍装置が機能不全になると、第二
の極冷凍装置がほぼ瞬時に作動して冷却プロセスを継続
し、第一の極冷凍装置が予備状態になって第一の極冷凍
装置を修理、保守、または交換することができる。
【０００９】特に好適な実施例では、本発明の極冷凍装
置は一方の極冷凍装置が冷却すべき超伝導磁石に接触
し、他方の極冷凍装置が予備位置に保持されるような極
冷凍設備の中に収容された２個の極冷凍装置で実質的に
構成される。第一の極冷凍装置が機能不全になると、操
作者により第二の極冷凍装置に対する一組のねじジャッ
キを操作して、第二の極冷凍装置を下げて磁石と接触さ
せ、磁石の冷却を継続する。次に、操作者は第一の極冷
凍装置に対するねじジャッキを操作する。この極冷凍装
置は上昇した予備位置に配置され、修理、保守、または
交換することができる。
【００１０】本発明による好適な極冷凍設備には、修理
や交換が容易、冷却特性が良好、安定度が良好、信頼度
が優れている、経済性が優れている、安全性が高いとい
う利点がある。実際、多数の好適実施例では、信頼度、
経済性、および修理や交換の容易さというこれらの要素
はこれまで従来の既知の極冷凍設備で達成された程度に
比べてかなり高い程度まで最適化されている。
【００１１】
【詳しい説明】付図に示す実施例を参照して本発明の説
明を行う。
【００１２】図１に冗長な極冷凍設備２が示されてい
る。設備２には作動している極冷凍装置４および予備極
冷凍装置６が示されている。極冷凍装置４と６は構成要
素が同じであるので、極冷凍装置４の構成要素だけを図
１により説明する。
【００１３】一般に極冷凍装置４には、第二段の堅い接
続部１０、第二段の極冷凍装置１１、ベローズ（ｂｅｌ
ｌｏｗｓ）１２、第一段の極冷凍装置１６、熱ステーシ
ョン３６、第一段の柔軟な熱接続部３４、ベローズ２
０、真空容器１８、真空容器支持物２２、熱離隔器（th
ermal stand-off ）２４、イソパッド（ｉｓｏｐａｄ）
２６、ベローズ４２、ねじジャッキ２８、イソパッド３
０、および極冷凍装置取付け板３２が含まれている。
【００１４】第二段の堅い接続部１０は銅で作ることが
好ましいが、これは超伝導磁石３の磁石カートリッジ８
に接触することにより主カートリッジを約１０Ｋの温度
にほぼ維持する。
【００１５】第一段の熱ステーション３６は銅で作るこ
とが好ましいが、これは磁石３の熱シールド１４に接触
することにより、シールド１４を約４０Ｋの温度にほぼ
維持する。１０Ｋおよび４０Ｋの温度を維持するために
それぞれ堅い接続部１０および熱ステーション３６を使
うのが普通である。
【００１６】図２に示すように、極冷凍装置６はその予
備位置にある。この場合も、極冷凍装置４の構成要素と
同じである極冷凍装置６の構成要素は同じ参照番号で表
される。
【００１７】詳しく説明すると、第二段の堅い接続部１
０がカートリッジ８の上方に持ち上げられ、第一段の熱
ステーション３６が熱シールド１４の上方に持ち上げら
れる。これらの予備位置では、接続部１０はカートリッ
ジ８を冷却せず、熱ステーション３６はシールド１４を
冷却しない。
【００１８】ベローズ１２は非磁性ステンレス鋼で作
り、通常の曲げ技術で形成することが好ましいが、これ
は一端で例えばろう付けにより堅い接続部１０に固着さ
れる。ベローズ１２の他端は例えばろう付けにより熱ス
テーション３６に固着される。ベローズ１２は堅い接続
部１０に対する絶縁体となる。
【００１９】第一段の極冷凍装置１６は例えばろう付け
により熱ステーション３６に固着される。熱ステーショ
ン３６は銅で作るのが好ましい。
【００２０】第一段の柔軟な熱接続部３４は例えばろう
付けにより熱ステーション３６に固着される。熱接続部
３４は任意の適当な高熱伝導率の材料で作り、曲げて形
成することが好ましい。
【００２１】熱ステーション３６および熱接続部３４は
シールド１４から熱を伝導して除去し、熱を第一段の極
冷凍装置１６に伝達する熱伝導体として作用する。
【００２２】ベローズ２０は非磁性ステンレス鋼で作る
ことが好ましく、ベローズ２０の一端は例えばろう付け
により熱ステーション３６に固着される。ベローズ２０
の他端は例えばろう付けによりブロック３８の片側に固
着される。ブロック３８は非磁性ステンレス鋼で作るこ
とが好ましい。ブロック３８は例えばろう付けによりそ
れの他の側に沿って熱離隔器支持物４０の一端に固着さ
れる。離隔器支持物４０は非磁性ステンレス鋼で作るこ
とが好ましい。熱離隔器支持物４０の他端は例えばろう
付けにより熱離隔器２４の片側に固着される。熱離隔器
２４は非磁性ステンレス鋼で作ることが好ましい。
【００２３】熱離隔器２４のもう一つの側は例えばろう
付けにより支持物２２の一端に固着される。支持物２２
は非磁性ステンレス鋼で作ることが好ましい。支持物２
２の他端は例えばろう付けにより真空容器１８に固着さ
れる。熱離隔器２４の更にもう一つの側は例えばろう付
けによりベローズの一端に固着される。ベローズ４２は
非磁性ステンレス鋼で作ることが好ましい。
【００２４】ベローズ４２の他端は例えばろう付けによ
り貫通フランジ４６に固着される。フランジ４６は非磁
性ステンレス鋼で作ることが好ましい。フランジ４６は
取付け板３２の片側にも接触する。
【００２５】フランジ４６の中には通常のエラストマー
のオー（Ｏ）リング４８が配置されている。オーリング
４８は第一段の極冷凍装置１６に対する冷却封止として
の役目を果たす。
【００２６】フランジ４６と熱離隔器２４との間にイソ
パッド２６、アダプタ４４および板４５が配置されてい
る。イソパッド２６は任意の適当な通常のエラストマー
材料で作ることが好ましい。アダプタ４４および板４５
は非磁性ステンレス鋼で作ることが好ましい。アダプタ
４４および板４５はねじジャッキ２８を操作したときに
イソパッド２６がフランジ４６および熱離隔器２４から
悪影響を受けないように保護する。
【００２７】取付け板３２の他方の側はイソパッド３０
の片側に接触する。イソパッド３０は任意の適当なエラ
ストマー材料で作ることが好ましい。イソパッド３０の
他方の側はねじジャッキ２８に接触する。ねじジャッキ
２８は非磁性ステンレス鋼で作ることが好ましい。ねじ
ジャッキ２８はイソパッド３０、取付け板３２、フラン
ジ４６、アダプタ４４、イソパッド２６および板４５の
間に通され、熱離隔器２４の中のねじ山とかみ合う。
【００２８】取付け板３２、ベローズ４２、熱離隔器２
４、オーリング４８、熱離隔器支持物４０、ブロック３
８、ベローズ２０および熱ステーション３６に囲まれた
領域は通常の排気技術によって空気を抜くことが好まし
い。これにより、第一段の極冷凍装置１６に対する絶縁
雰囲気が得られる。また、ベローズ１２および堅い接続
部１０は実質的に極冷凍装置界面容器として作用し、第
二段の極冷凍装置１１に対する絶縁雰囲気が得られる。
【００２９】動作について説明すると、例えば極冷凍装
置の保守、修理、または交換を行うため極冷凍装置を持
ち上げたい場合には、操作者は単にねじジャッキ２８を
廻すことにより堅い接続部１０および熱ステーション３
６をそれぞれカートリッジ８およびシールド１４からは
ずす。
【００３０】詳しく説明すると、極冷凍装置を持ち上げ
るためにねじジャッキ２８を操作すると、熱離隔器２
４、ブロック３８、熱ステーション３６および堅い接続
部１０が矢印Ａの方向に動く。熱離隔器２４の動きによ
り、イソパッド２６が圧縮され、ベローズ４２が曲が
る。ブロック３８、容器１８および熱ステーション３６
の動きにより、ベローズ２０が曲がる。熱ステーション
３６だけの動きにより熱接続部３４が上昇し、接続部３
４は熱シールド１４ともはや接触しない。極冷凍装置が
その上昇した予備位置（図２）に達すると、これを保
守、修理、または交換することができる。
【００３１】極冷凍装置が修理、保守、または交換され
た後、操作者は極冷凍装置をこの予備位置に保持するこ
とができる。あるいは他方の極冷凍装置が機能不全にな
った場合には、極冷凍装置がシールド１４およびカート
リッジ８に接触するように操作者はねじジャッキ２８を
操作することができる。極冷凍装置をシールド１４およ
びカートリッジ８と接触するように配置したい場合に
は、操作者は単にねじジャッキ２８を廻し、極冷凍装置
は矢印Ｂの方向に動かす。磁石接触位置では、ベローズ
４２、２０、および１２は殆ど曲がらず、柔軟な熱接続
部３４が圧縮されてシールド１４に接触する。
【００３２】上記の開示内容が与えられれば、他の多く
の特徴、変形および改善は熟練した技術者には明らかで
あろう。したがって、このような特徴、変形および改善
は本発明の範囲内にあると考えられ、本発明の範囲は特
許請求の範囲によって決定すべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による冗長な極冷凍設備の概略図であ
る。
【図２】本発明による極冷凍装置とその取付け台を示す
詳細図である。
【符号の説明】
２ 冗長な極冷凍設備 ３ 超伝導磁石 ４ 極冷凍装置 ６ 極冷凍装置 １０ 堅い接続部 １２ ベローズ ２０ ベローズ ２２ 支持物 ２４ 熱離隔器 ２６ イソパッド ３０ イソパッド ３２ 極冷凍装置取付け板３２ ３４ 熱接続部 ３６ 熱ステーション ３８ ブロック ４２ ベローズ ４４ アダプタ ４５ 板 ４６ フランジ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷凍式超伝導磁石用の極冷凍設備に於い
    て、 取付け手段、 上記取付け手段に上記取付け手段上を動くように取り付
    けられた少なくとも２個の極冷凍手段であって、当該２
    個の極冷凍手段のうちの少なくとも一つが実質的に上記
    磁石と接触しないように取り付けられている少なくとも
    ２個の極冷凍手段、および上記極冷凍手段のうちの上記
    少なくとも一つの極冷凍手段を動かすための調整手段を
    含むことを特徴とする冷凍式超伝導磁石用の極冷凍設
    備。
  2. 【請求項２】 上記取付け手段が、取付け板手段、熱離
    隔器手段、第一、第二および第三のベローズ手段、ブロ
    ック手段、熱ステーション手段、ならびに接続手段を含
    む請求項１記載の極冷凍設備。
  3. 【請求項３】 上記熱離隔器手段が上記板手段に隣接し
    て配置されている請求項２記載の極冷凍設備。
  4. 【請求項４】 上記第一のベローズ手段が上記離隔手段
    と上記板手段の中間に配置され、上記離隔手段および上
    記板手段に固着されている請求項２記載の極冷凍設備。
  5. 【請求項５】 上記ブロック手段が上記離隔手段に隣接
    して配置されている請求項２記載の極冷凍設備。
  6. 【請求項６】 上記第二のベローズ手段が上記ブロック
    手段と上記熱ステーション手段の中間に配置され、上記
    ブロック手段および上記熱ステーション手段に固着され
    ている請求項２記載の極冷凍設備。
  7. 【請求項７】 上記第三のベローズ手段が上記ステーシ
    ョン手段と上記接続手段の中間に配置され、上記ステー
    ション手段および上記接続手段に固着されている請求項
    ２記載の極冷凍設備。
  8. 【請求項８】 上記取付け板手段、上記第一のベローズ
    手段、上記第二のベローズ手段、上記第三のベローズ手
    段および上記離隔手段が非磁性ステンレス鋼で作られて
    いる請求項１記載の極冷凍設備。
  9. 【請求項９】 上記熱ステーション手段が銅で作られて
    いる請求項１記載の極冷凍設備。
  10. 【請求項１０】 上記熱ステーションが熱接続手段を含
    む請求項１記載の極冷凍設備。
  11. 【請求項１１】 上記熱接続手段が柔軟であり、熱伝導
    率の高い材料で作られている請求項１０記載の極冷凍設
    備。
  12. 【請求項１２】 上記調整手段が、取付け板手段、フラ
    ンジ手段、アダプタ手段、第一および第二のエラストマ
    ー手段、保護板手段、熱離隔器手段、ならびに締め具手
    段を含む請求項１記載の極冷凍設備。
  13. 【請求項１３】 上記第一のエラストマー手段が上記取
    付け板手段に実質的に接触する請求項１２記載の極冷凍
    設備。
  14. 【請求項１４】 上記板手段が上記フランジ手段に実質
    的に接触する請求項１２記載の極冷凍設備。
  15. 【請求項１５】 上記フランジ手段が上記アダプタ手段
    に実質的に接触する請求項１２記載の極冷凍設備。
  16. 【請求項１６】 上記アダプタ手段が上記第二のエラス
    トマー手段に実質的に接触する請求項１２記載の極冷凍
    設備。
  17. 【請求項１７】 上記第二のエラストマー手段が上記保
    護板手段に実質的に接触する請求項１２記載の極冷凍設
    備。
  18. 【請求項１８】 上記保護板手段が上記離隔手段に実質
    的に接触する請求項１２記載の極冷凍設備。
  19. 【請求項１９】 上記締め具手段が上記離隔手段に実質
    的に接触する請求項１２記載の極冷凍設備。
  20. 【請求項２０】 取付け手段、上記取付け手段に取り付
    けられた少なくとも２個の極冷凍手段であって当該２個
    の極冷凍手段のうちの少なくとも一つが実質的に上記磁
    石と接触しないように取り付けられている少なくとも２
    個の極冷凍手段、および調整手段をそなえた超伝導磁石
    を冷却するための極冷凍方法に於いて、 上記調整手段を操作するステップ、 上記取付け手段を曲げるステップ、および上記２個の極
    冷凍手段のうちの少なくとも一つの極冷凍手段を動かし
    て上記の少なくとも一つの極冷凍手段が上記磁石と実質
    的に接触するかまたは上記磁石からはずれるようにする
    ステップを含むことを特徴とする極冷凍方法。
JP4058835A 1991-02-19 1992-02-13 冷凍式超伝導磁石用の冗長な極冷凍設備 Expired - Lifetime JPH0638369B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/656,920 US5111665A (en) 1991-02-19 1991-02-19 Redundant cryorefrigerator system for a refrigerated superconductive magnet
US656,920 1991-02-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0582339A true JPH0582339A (ja) 1993-04-02
JPH0638369B2 JPH0638369B2 (ja) 1994-05-18

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ID=24635114

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4058835A Expired - Lifetime JPH0638369B2 (ja) 1991-02-19 1992-02-13 冷凍式超伝導磁石用の冗長な極冷凍設備

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JP (1) JPH0638369B2 (ja)
GB (1) GB2253038B (ja)

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