JPH0638208U - Conduction cooling type superconducting electromagnet device - Google Patents

Conduction cooling type superconducting electromagnet device

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JPH0638208U JP7375392U JP7375392U JPH0638208U JP H0638208 U JPH0638208 U JP H0638208U JP 7375392 U JP7375392 U JP 7375392U JP 7375392 U JP7375392 U JP 7375392U JP H0638208 U JPH0638208 U JP H0638208U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置全体が小型化できるとともに,電磁石部
の磁気シールド効果を高めることができる伝導冷却型超
電導電磁石装置を提供すること。 【構成】 シールド部5を電磁石部10よりも大きめに
して,電磁石部10を磁気的に遮蔽する磁気シールド機
能と,電磁石部10からの熱輻射を遮断する輻射シール
ド機能とを持たせた。このシールド部5によって第2段
ステージ12とともに電磁石部10を覆った。
(57) [Summary] [Objective] To provide a conduction cooling type superconducting electromagnet device capable of miniaturizing the entire device and enhancing the magnetic shield effect of the electromagnet part. [Structure] The shield portion 5 is made larger than the electromagnet portion 10 to have a magnetic shield function of magnetically shielding the electromagnet portion 10 and a radiation shield function of shielding heat radiation from the electromagnet portion 10. The shield part 5 covered the electromagnet part 10 together with the second stage 12.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は,伝導冷却型超電導電磁石装置に関する。 The present invention relates to a conduction cooling type superconducting electromagnet device.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来,図2で示される伝導冷却型超電導電磁石装置が提案されている。 Conventionally, the conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus shown in FIG. 2 has been proposed.

【0003】 図2で示すように,伝導冷却型超電導電磁石装置は,超電導コイル1及びこの超 電導コイル1を巻回した円筒状の巻枠2を有する電磁石部10と,この電磁石部 10を収容した磁気シールド部3とを備えている。この電磁石部10の下方には ,冷凍機20が設けられている。冷凍機20は,蓄冷2段式冷凍機と呼ばれ,第 1段ステージ11の下部に設けられこの第1段ステージ11を伝熱冷却する第1 段部21と,第2段ステージ12の下部に設けられ,この第2段ステージ22を 伝熱冷却するに第2段部22とを備えている。As shown in FIG. 2, the conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus includes an electromagnet portion 10 having a superconducting coil 1 and a cylindrical winding frame 2 around which the superconducting coil 1 is wound, and an electromagnet portion 10 accommodated therein. The magnetic shield part 3 is provided. A refrigerator 20 is provided below the electromagnet section 10. The refrigerator 20 is called a cold storage two-stage refrigerator, and is provided below the first stage 11 and has a first stage portion 21 for heat transfer cooling of the first stage 11 and a lower portion of the second stage 12. And a second stage portion 22 for heat transfer cooling of the second stage 22.

【0004】 第2段ステージ12上には,電磁石部10からの磁束を捕捉する磁気シールド 部3が固定されている。また,第2段ステージ12の下部には,電磁石部10の 超電導コイル1の端部に夫々接続された金属酸化物超電導体による電流リード1 3が設けられている。第1段ステージ11よりも上の部分全体は,電磁石部10 からの輻射熱を遮断する円筒キャップ状の輻射シールド部4で覆われ,その輻射 シールド部4の下部開口端は,第1段ステージ11の上面に固定され,内部が密 閉されている。On the second stage 12, a magnetic shield section 3 for fixing the magnetic flux from the electromagnet section 10 is fixed. Further, below the second stage 12, there are provided current leads 13 made of metal oxide superconductors connected to the ends of the superconducting coil 1 of the electromagnet section 10, respectively. The entire portion above the first stage 11 is covered with a cylindrical cap-shaped radiation shield 4 that shields the radiant heat from the electromagnet 10. The lower open end of the radiation shield 4 is covered by the first stage 11 It is fixed to the upper surface of the and is tightly closed inside.

【0005】 第1段ステージ11の下方の冷凍機20の第1段部21は,容器底部31上に 固定されており,この第1段部21の周囲に,この第1段部21に平行に銅電流 リード14が延びており,第1段ステージ11に設けられた貫通孔11aをとお して電流リード13に接続されている。容器底部31よりも上の部分は,円筒キ ャップ状の真空容器30に覆われている。このような伝導冷却型超電導電磁石装 置の磁気シールド部3は,電磁石部10の周囲を,これに接近して囲んだ形であ る。この磁気シールド部3は,電磁石部10と一緒に絶対温度で10Kのレベル まで冷却される。The first stage 21 of the refrigerator 20 below the first stage 11 is fixed on the container bottom 31 and is parallel to the first stage 21 around the first stage 21. A copper current lead 14 extends through the first stage 11 and is connected to the current lead 13 through a through hole 11a provided in the first stage 11. A portion above the container bottom 31 is covered with a cylindrical cap-shaped vacuum container 30. The magnetic shield section 3 of such a conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus is formed by surrounding the electromagnet section 10 close to it. This magnetic shield part 3 is cooled together with the electromagnet part 10 to a level of 10K in absolute temperature.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら,図2で示す従来例においては,磁気シールド部3は,電磁石部 10に接近しているので,高い磁場を形成する磁束40によって,磁気シールド 部3が磁気飽和してしまい,シールド効果が悪い。さらに,電磁石部10のみな らず,磁気シールド部3までも10K程度の低温にすることは,無駄であるばか りか,冷凍機への負荷を増大するので,このタイプの超電導電磁石装置12が, 電磁石部10を所望する温度まで冷却するために必要な時間が長くなるという欠 点を生じた。 However, in the conventional example shown in FIG. 2, since the magnetic shield part 3 is close to the electromagnet part 10, the magnetic shield part 3 is magnetically saturated by the magnetic flux 40 forming a high magnetic field, and the shield effect is improved. bad. Furthermore, not only the electromagnet section 10 but also the magnetic shield section 3 having a low temperature of about 10 K is wasteful or increases the load on the refrigerator, so that the superconducting electromagnet apparatus 12 of this type is There was a defect that the time required to cool the electromagnet section 10 to a desired temperature was long.

【0007】 そこで,本考案の技術的課題は,装置全体が小型化できるとともに,電磁石部 の磁気シールド効果を高めることができる伝導冷却型超電導電磁石装置を提供す ることにある。Therefore, a technical problem of the present invention is to provide a conduction cooling type superconducting electromagnet device which can miniaturize the entire device and enhance the magnetic shield effect of the electromagnet part.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案によれば,第1段ステージを冷却する第1段部と前記第1段部より上部 の第2段ステージを冷却する第2段部とを備えた冷凍機と,前記第2段ステージ 上に配置され,超電導コイルを備えた電磁石部と,前記電磁石部に電気的に接続 され,前記第2段ステージ下端から前記第1段ステージを介して延在する電流リ ードと,前記電磁石部を磁気的に遮蔽する磁気シールド部とを備えた伝導冷却型 超電導電磁石装置において,磁気シールドと輻射シールドとを兼ねるシールド部 によって前記第2段ステージとともに前記電磁石部を覆ったことを特徴とする伝 導冷却型超電導電磁石装置が得られる。 According to the present invention, a refrigerator having a first stage for cooling the first stage and a second stage for cooling the second stage above the first stage, and the second stage An electromagnet part disposed above and having a superconducting coil, a current lead electrically connected to the electromagnet part and extending from the lower end of the second stage through the first stage, and the electromagnet. In a conduction cooling type superconducting electromagnet device having a magnetic shield part for magnetically shielding the part, the electromagnet part is covered with the second stage by a shield part which also serves as a magnetic shield and a radiation shield. A conduction cooling type superconducting electromagnet device is obtained.

【0009】 本考案によれば,前記伝導冷却型超電導電磁石装置において,前記シールド部 は前記第1段ステージ上に設けられた伝熱性支持棒によって支持されていること を特徴とする伝導冷却型超電導電磁石装置が得られる。According to the present invention, in the conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus, the shield part is supported by a heat conductive support rod provided on the first stage, and the conduction cooling type superconducting superconducting magnet is provided. An electromagnet device is obtained.

【0010】[0010]

【作用】[Action]

本考案の伝導冷却型超電導電磁石装置においては,シールド部によって第2段 ステージとともに電磁石部をこれより離れた位置で覆っているので,低磁場の位 置にて電磁石部の磁場に飽和されることなくシールドすることができ,シールド 効果を高めるとともに,このシールド部については,電熱用支持棒を介して第1 段ステージで10Kよりも高い温度レベルに冷却することで,冷却効率を高める 。また,シールド部に磁気シールドと輻射シールドとの2つの機能を持たせるこ とによって,コンパクト化することができる。 In the conduction cooling type superconducting electromagnet device of the present invention, the shield part covers the electromagnet part together with the second stage at a position farther from it, so that the magnetic field of the electromagnet part is saturated in a low magnetic field position. It can be shielded without the need to improve the shielding effect, and the cooling efficiency can be improved by cooling the shield part to a temperature level higher than 10K in the first stage via the electrothermal support rod. Also, the shield can be made compact by having two functions, a magnetic shield and a radiation shield.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

以下,本考案の実施例について,図面を参照して説明する。図1は本考案の実 施例に係る伝導冷却型超電導電磁石装置を示す断面図である。図1で示すように ,伝導冷却型超電導電磁石装置は,超電導コイル1と,この超電導コイル1が巻 回された巻枠2とを備えた電磁石部10を備えている。この巻枠2の下方には, 第2段ステージ12を冷却する第2段部22及び第1段ステージ11を冷却する 第1段部21を備えた冷凍機20が設けられている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus includes an electromagnet section 10 having a superconducting coil 1 and a winding frame 2 around which the superconducting coil 1 is wound. Below the reel 2, there is provided a refrigerator 20 having a second step portion 22 for cooling the second stage 12 and a first step portion 21 for cooling the first stage 11.

【0012】 図1で示す本考案の実施例と図2で示す従来例との相違点は,磁気シールドと 輻射シールドとを兼ねた一体のシールド部5を形成している点にある。このシー ルド部5は,電磁石部10の上部から第2段ステージ12の下部まで覆うように 延在している。特に,シールド部5の側壁は,電磁石部10の外周から十分離れ るようにしている。The difference between the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the conventional example shown in FIG. 2 is that an integrated shield portion 5 that serves both as a magnetic shield and a radiation shield is formed. The shield part 5 extends from the upper part of the electromagnet part 10 to the lower part of the second stage 12. In particular, the side wall of the shield part 5 is set sufficiently away from the outer circumference of the electromagnet part 10.

【0013】 第2段ステージ12の両側の電流リード13及び中央部に設けられた冷凍機の 第2段部22は第2段ステージ12から,このシールド部5の底壁に設けられた 貫通穴7を夫々貫通して,第1段ステージ11に至っている。シールド部5の底 壁の縁端部と,第1段ステージ11の縁端部との間には,複数の伝熱支持棒8が 設けられ,この周囲を円筒状の断熱部9で覆っている。第1段ステージ11と真 空容器30の底部31との間には,従来例と同様に,冷凍機20の第1段部21 及び銅電流リード14が配置される。以上の装置全体をカップ状の真空容器30 で覆っている。The current leads 13 on both sides of the second stage 12 and the second stage portion 22 of the refrigerator provided in the central portion are provided with through holes provided in the bottom wall of the shield portion 5 from the second stage 12. 7 through each of them, leading to the first stage 11. A plurality of heat transfer support rods 8 are provided between the edge of the bottom wall of the shield part 5 and the edge of the first stage 11, and the circumference of the heat transfer support bar 8 is covered with a cylindrical heat insulating part 9. There is. Between the first stage 11 and the bottom 31 of the empty container 30, the first stage 21 of the refrigerator 20 and the copper current lead 14 are arranged as in the conventional example. The entire apparatus described above is covered with a cup-shaped vacuum container 30.

【0014】 超電導コイル1の両端は,電流リード13に夫々接続され,銅電流リード14 を介して,真空容器30の底部31に設けられた端子23に夫々接続される。Both ends of the superconducting coil 1 are respectively connected to the current leads 13 and are respectively connected to the terminals 23 provided on the bottom 31 of the vacuum container 30 via the copper current leads 14.

【0015】 ここで,シールド部5の冷却は,シールド部5を支持する伝熱支持棒8を介し て,冷凍機の第1段ステージ11によって,10Kよりも高い液体窒素温度レベ ルまで冷却される。Here, the cooling of the shield part 5 is performed to a liquid nitrogen temperature level higher than 10 K by the first stage 11 of the refrigerator via the heat transfer support rod 8 supporting the shield part 5. It

【0016】 尚,このシールド部5の主な役割は,電流リード13への磁束を遮断すること にあるので,電流リード13の低温端(冷凍機の第二段ステージ12側)にシー ルド部5を設けるが,従来のシールド位置と違って,より電磁石部10側から離 れる。シールド部5の底部の磁場は従来の磁気シールド3の底部より低いため, 磁気飽和し難く,磁気の遮蔽が容易になり,電流リード13への漏れ磁束をより 減少させることができる。電磁石部10は,第2段ステージより10Kレベルま で冷却されるが,シールド部5の冷却は,冷凍機の第1段ステージにより行われ 液体窒素温度レベルに止められる。こうすると,第2段ステージ(10Kレベル )の冷却ロスが減ぜられる。更に,電磁石部10の冷却時間を短縮し,第1段ス テージ11の冷凍能力を有効に利用できる他,磁気シールド効果も上昇させるこ とができる。Since the main role of the shield part 5 is to block the magnetic flux to the current lead 13, the shield part is provided at the low temperature end of the current lead 13 (on the second stage 12 side of the refrigerator). 5 is provided, but unlike the conventional shield position, it is farther from the electromagnet section 10 side. Since the magnetic field at the bottom of the shield portion 5 is lower than that at the bottom of the conventional magnetic shield 3, magnetic saturation is less likely to occur, magnetic shielding is facilitated, and leakage flux to the current lead 13 can be further reduced. The electromagnet section 10 is cooled to the 10K level from the second stage, but the shield section 5 is cooled by the first stage of the refrigerator and stopped at the liquid nitrogen temperature level. This reduces the cooling loss of the second stage (10K level). Further, the cooling time of the electromagnet section 10 can be shortened, the refrigerating capacity of the first stage stage 11 can be effectively utilized, and the magnetic shield effect can be increased.

【0017】[0017]

【考案の効果】[Effect of device]

以上,説明したように,本考案においては,シールド部が電磁石部より離れた 所のより低磁場部分に設置されているので,磁気シールド効果の高い伝導冷却型 超電導電磁石装置を提供することができる。 As described above, in the present invention, since the shield part is installed in the lower magnetic field part apart from the electromagnet part, it is possible to provide a conduction cooling type superconducting electromagnet device having a high magnetic shield effect. .

【0018】 また,本考案によれば,シールド部が磁気シールドと輻射シールドとの2つの 機能を有することによって,コンパクトな伝導冷却型超電導電磁石装置を提供す ることができる。Further, according to the present invention, since the shield part has two functions of a magnetic shield and a radiation shield, it is possible to provide a compact conduction cooling type superconducting electromagnet device.

【0019】 さらに,本考案によれば,シールド部の冷却を,冷凍機の第1段ステージで行 うことによって,第1段ステージと第2段ステージの熱負荷をより均等に分布さ せることができ,冷凍効率の高い伝導冷却型超電導電磁石装置を提供することが できる。Further, according to the present invention, the heat load of the first stage and the second stage is more evenly distributed by cooling the shield part in the first stage of the refrigerator. As a result, a conduction cooling type superconducting electromagnet device with high refrigeration efficiency can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の実施例に係る伝導冷却型超電導電磁石
装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来例に係る伝導冷却型超電導電磁石装置を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conduction cooling type superconducting electromagnet device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超電導コイル 2 コイルの巻枠 3 磁気シールド部 4 輻射シールド部 5 シールド部 7 貫通孔 8 伝熱支持棒 9 容器 10 電磁石部 11 第1段ステージ 12 第2段ステージ 13 電流リード 14 銅電流リード 20 冷凍機 21 第1段部 22 第2段部 23 端子 30 真空容器 31 容器底部 40 磁束 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Superconducting coil 2 Coil reel 3 Magnetic shield part 4 Radiation shield part 5 Shield part 7 Through hole 8 Heat transfer support rod 9 Container 10 Electromagnet part 11 First stage 12 Second stage 13 Current lead 14 Copper current lead 20 Refrigerator 21 First stage 22 Second stage 23 Terminal 30 Vacuum container 31 Container bottom 40 Magnetic flux

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 第1段ステージを冷却する第1段部と前
記第1段部より上部の第2段ステージを冷却する第2段
部とを備えた冷凍機と,前記第2段ステージ上に配置さ
れ,超電導コイルを備えた電磁石部と,前記電磁石部に
電気的に接続され,前記第2段ステージ下端から前記第
1段ステージを介して延在する電流リードと,前記電磁
石部を磁気的に遮蔽する磁気シールド部とを備えた伝導
冷却型超電導電磁石装置において,磁気シールドと輻射
シールドとを兼ねるシールド部によって前記第2段ステ
ージとともに前記電磁石部を覆ったことを特徴とする伝
導冷却型超電導電磁石装置。
1. A refrigerator having a first stage portion for cooling the first stage and a second stage portion for cooling a second stage above the first stage; and a refrigerator on the second stage. And a current lead extending from the lower end of the second stage through the first stage and electrically connected to the electromagnet unit having a superconducting coil. In a conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus provided with a magnetic shield portion for selectively shielding, the conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus is characterized in that the electromagnet portion is covered with the second stage by a shield portion that also serves as a magnetic shield and a radiation shield. Superconducting electromagnet device.
【請求項2】 請求項1記載の伝導冷却型超電導電磁石
装置において,前記シールド部は前記第1段ステージ上
に設けられた伝熱性支持棒によって支持されていること
を特徴とする伝導冷却型超電導電磁石装置。
2. The conduction cooling type superconducting electromagnet apparatus according to claim 1, wherein the shield part is supported by a heat conducting support rod provided on the first stage. Electromagnetic device.
JP7375392U 1992-10-20 1992-10-22 Conduction-cooled superconducting magnet device Expired - Lifetime JP2569466Y2 (en)

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DE69333128T DE69333128T2 (en) 1992-10-20 1993-09-30 Power supply line for superconducting magnet system without liquid helium
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