JPH0653035A - 超電導マグネット - Google Patents

超電導マグネット

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JPH0653035A
JPH0653035A JP4203726A JP20372692A JPH0653035A JP H0653035 A JPH0653035 A JP H0653035A JP 4203726 A JP4203726 A JP 4203726A JP 20372692 A JP20372692 A JP 20372692A JP H0653035 A JPH0653035 A JP H0653035A
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refrigerator
mounting cylinder
stage
heat
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一樹 森津
Takahiro Matsumoto
隆博 松本
Shuichi Nakagawa
修一 中川
Shuji Ando
収二 安藤
Mitsuhiro Kishida
光弘 岸田
Hideto Yoshimura
秀人 吉村
Masashi Nagao
政志 長尾
Takashi Inaguchi
隆 稲口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、磁石装置の径方向の寸法を小さ
くして小形化が図れるとともに、冷却性能の向上が図れ
る超電導マグネットを得ることを目的とする。 【構成】 冷凍機取付シリンダ５１は一端がヘリウム槽
内で蒸発するヘリウムガスの雰囲気中に望み、他端が略
水平となるように真空槽に取り付けられてる。さらに、
３段式蓄冷型冷凍機３０が冷凍機取付シリンダ５１に挿
入取付られている。この３段式蓄冷型冷凍機３０のシリ
ンダ４０の各段の外周面には、中空状のテフロンチュー
ブで構成された対流防止チューブ１００が巻装されてい
る。冷凍機取付シリンダ５１と３段式蓄冷型冷凍機３０
との間隙には、対流防止チューブ１００が隙間なく充填
され、ヘリウムガスの熱対流が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、極低温冷凍機を備え
た超電導マグネットに関し、特に冷却性能を向上できる
とともに小型化を図ることができる超電導マグネットの
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１９は従来の超電導マグネットの一例
を示す断面図であり、図において１は超電導コイルであ
り、この超電導コイル１は極低温冷媒槽としてのヘリウ
ム槽２内に満たされている極低温冷媒としての液体ヘリ
ウム３に浸漬され、極低温に保持されている。４はヘリ
ウム槽２を包囲するように配設された真空槽であり、こ
の真空槽４とヘリウム槽２との間を真空排気して断熱し
ている。
【０００３】５は第２熱シールド、６は第１熱シールド
であり、これらの第１および第２熱シールド５、６は、
ヘリウム槽２と真空槽４との間にヘリウム槽２を包囲す
るように同軸円筒状に配設され、ヘリウム槽２への熱侵
入を減少させている。７は第１熱シールド６の一部に構
成された液体窒素容器であり、この液体窒素容器７内に
は液体窒素８が収納されている。
【０００４】９は絶対温度８０Ｋ（ケルビン）の第１段
ヒートステージ１０、２０Ｋの第２段ヒートステージ１
１およびモータ部１２を備えた例えばギホードマクマホ
ン型２段式冷凍機であり、この冷凍機９は上方から磁石
の軸方向に対して垂直に配設され、第１段および第２段
ヒートステージ１０、１１がそれぞれ第１および第２熱
シールド６、５を冷却するように構成されている。１３
は液体ヘリウム３を注入したり、超電導コイル１に通電
する電流リードを挿入するために設けられたポート部で
ある。１４は常温ボアである。
【０００５】つぎに、上記従来の超電導マグネットの動
作について説明する。第１熱シールド６は、液体窒素容
器７内に収納された液体窒素８および冷凍機９の第１段
ヒートステージ１０により８０Ｋに冷却されている。ま
た、第２熱シールド５は、冷凍機９の第２段ヒートステ
ージ１１により２０Ｋに冷却されている。そこで、外部
からの侵入熱は、真空槽４により真空断熱されるととも
に、第１および第２熱シールド６、５により遮断され、
ヘリウム槽２への熱侵入が低減されている。超電導コイ
ル１は、ヘリウム槽２内の液体ヘリウム３により極低温
（例えば４．２Ｋ）に冷却され、超電導状態を保持して
おり、電流リード（図示せず）を介して外部の超電導マ
グネット用電源（図示せず）から励磁電流が供給され
て、所要の磁場を発生している。
【０００６】しかし、上記従来の超電導マグネットは、
横向中空マグネットであり、冷凍機９を上方から磁石の
軸方向に対して垂直に配設しているので、冷凍機９の冷
却性能を達成するためにディスプレーサとよばれるピス
トンの往復移動の長さを確保する必要があり、第１熱シ
ールド６と第２熱シールド５との間隙および真空槽４と
第１熱シールド６との間隙を大きくとらなければなら
ず、装置の高さが高くなるとともに大形化してしまうと
いう欠点あった。
【０００７】そこで、本出願人は上記欠点を解決するた
めに、極低温冷凍機を略水平に配置するとともに、ヘリ
ウム槽内で蒸発するヘリウムガスを再液化する超電導マ
グネットを先に提案している（特願平４ー７０９２２
号）。
【０００８】図２０は特願平４ー７０９２２号に記載さ
れた従来の超電導マグネットを示す一部破断斜視図であ
り、図において３０は円筒形の超電導コイル１の軸方向
と略平行に真空槽４の端面に取り付けられた３段式蓄冷
型冷凍機、３１は鉄製の磁気シールドフランジ３２とと
もに真空槽４を包囲して配設された鉄製の磁気シール
ド、３３はボア、３４はポート部１３に設けられた放圧
弁、３５は超電導マグネットの据付足、３６はヘリウム
槽２内の圧力を制御する圧力コントローラユニットであ
る。
【０００９】ここで、この超電導マグネットでは、超電
導コイル１を収納するヘリウム槽２、第２熱シールド
５、第１熱シールド６および真空槽４を同軸配置して、
横向中空マグネットを構成している。
【００１０】つぎに、上記従来の超電導マグネットに用
いられる３段式蓄冷型冷凍機３０について、図２１に基
づいて詳細に説明する。３段式蓄冷型冷凍機３０は、例
えばホーニングパイプで作られ３段になっているシリン
ダ４０内に、第１段ディスプレーサ１６、第２段ディス
プレーサ１７および第３段ディスプレーサ４１が摺動可
能に配設され、シリンダ４０と第１段、第２段および第
３段ディスプレーサ１６、１７、４１のそれぞれの間に
はヘリウムガス２４が漏れることを防止する第１段シー
ル１８、第２段シール１９および第３段シール４２が配
設され、さらにシリンダ４０の各段外周面のそれぞれに
第１段ヒートステージ１０、第２段ヒートステージ１１
および第３段ヒートステージ４３が配設されて構成され
ている。
【００１１】また、第３段ディスプレーサ４１内の第３
段蓄冷器４５は、２０Ｋから７．５Ｋで比熱が大きいＧ
ｄＲｈを蓄冷材とする高温部４５ａと、７．５Ｋ以下で
比熱が大きいＧｄ0.5Ｅｒ0.5Ｒｈを蓄冷材とする低温部
４５ｂとから構成されている。
【００１２】このように構成された３段式蓄冷型冷凍機
３０はつぎのように動作する。まず、第１段、第２段お
よび第３段ディスプレーサ１６、１７、４１が最下端に
あり、吸気バルブ２６が開き、排気バルブ２７が閉じて
いる状態で、第１段、第２段および第３段膨張室２２、
２３、４６内には、ヘリウムガス圧縮手段であるヘリウ
ム圧縮機２５で圧縮された高圧のヘリウムガス２４が導
入され、高圧状態となっている。
【００１３】つぎに、第１段、第２段および第３段ディ
スプレーサ１６、１７、４１が上方に動き、それに伴い
高圧のヘリウムガス２４が第１段、第２段および第３段
蓄冷器２０、２１、４５を通じて、第１段、第２段およ
び第３段膨張室２２、２３、４６に導入される。この
間、吸気および排気バルブ２６、２７は動かない。高圧
のヘリウムガス２４は、第１段蓄冷器２２、第２段蓄冷
器２３および第３段蓄冷器４５を通過する際に、それぞ
れの蓄冷材により所定温度に冷却される。第１段、第２
段および第３段ディスプレーサ１６、１７、４１が最上
端になった時に、吸気バルブ２６が閉じ、排気バルブ２
７が開き、高圧のヘリウムガス２４が低圧部に膨張して
冷凍が発生する。この時、ヘリウムガス２４は、低温低
圧ガスとなる。
【００１４】ついで、第１段、第２段および第３段ディ
スプレーサ１６、１７、４１が下方に移動することによ
り、低温低圧のヘリウムガス２４が、第１段、第２段お
よび第３段蓄冷器２０、２１、４５を通過して排気バル
ブ２７から排気される。この時、低温低圧のヘリウムガ
ス２４は、第１段、第２段および第３段蓄冷器２０、２
１、４５の蓄冷材を冷却した後、ヘリウム圧縮機２５に
戻る。
【００１５】その後、第１段、第２段および第３段膨張
室２２、２３、４６の容積が最小となった状態で、排気
バルブ２７が閉じ、吸気バルブ２６が開き、ヘリウム圧
縮機２５で圧縮された高圧のヘリウムガス２４が導入さ
れ、第１段、第２段および第３段膨張室２２、２３、４
６の圧力が低圧から高圧になる。
【００１６】ここで、高圧、例えば２０バールのヘリウ
ムガス２４は、第１段蓄冷器２０で６０Ｋに冷却され、
第２段蓄冷器２１で１５Ｋに冷却され、さらに第３段蓄
冷器４５で冷却されて第３膨張室４６に導かれる。例え
ば、第３段蓄冷器４５の蓄冷材を鉛とすると、比熱がヘ
リウムガス２４より小さいのでヘリウムガス２４は十分
冷却されずに第３段膨張室４６に導かれ、膨張室の温度
が上昇して損失が生じてしまい、６．５Ｋ程度の到達温
度しか得られず、また蓄冷材としてＧｄＲｈを用いる
と、比熱が鉛より大きいので損失が小さくなり、５．５
Ｋの到達温度が得られている。
【００１７】さらに、蓄冷材としてＧｄＲｈとＧｄ0.5
Ｅｒ0.5Ｒｈ（ＧｄＲｈの重量比を４５〜６５％）とす
ると、４．２Ｋの到達温度が得られ、さらにまた、シリ
ンダ４０の内面の表面粗さを０．５μｍＲＭＳとしてシ
ール部の漏れを低減させたところ、３．６８Ｋの到達温
度を達成できた。ここで、蓄冷材としてＧｄＲｈに代え
てＥｒ3Ｎｉを用いても、同様の到達温度が得られた。
なお、ヘリウムガス２４の高圧は２０バール、低圧は６
バールとしている。
【００１８】このように、銅金網を蓄冷材とする第１段
蓄冷器２０と、鉛玉を蓄冷材とする第２段蓄冷器２１
と、ＧｄＲｈを蓄冷材とする高温部４５ａとＧｄ0.5Ｅ
ｒ0.5Ｒｈを蓄冷材とする低温部４５ｂからなる第３段
蓄冷器４５とから３段式蓄冷型冷凍機３０を構成してい
るので、第１段ヒートステージ１０の到達温度が５０〜
８０Ｋ、第２段ヒートステージ１１の到達温度が１０〜
２０Ｋ、第３段ヒートステージ４３の到達温度が２〜
４．５Ｋの優れた冷凍性能が得られ、超電導マグネット
を安定して運転できる。
【００１９】図２２に３段式蓄冷型冷凍機３０の取り付
け構造を示す。一端がヘリウム槽２内で蒸発するヘリウ
ムガスの雰囲気に臨むようにヘリウム槽２の上部に引出
部としてのステンレス製のＬ字管５０が設けられてい
る。また、真空槽４の端面には、ステンレス製の３段の
冷凍機取付シリンダ５１が超電導コイル１の軸方向と略
平行に取り付けられている。Ｌ字管５０と冷凍機取付シ
リンダ５１とはベロー５２で接続されている。この冷凍
機取付シリンダ５１には、銅製の第１段ステージ５３お
よび第２段ステージ５４が設けられ、それぞれが第１熱
シールド６および第２熱シールド５に熱接続されてい
る。
【００２０】３段式蓄冷型冷凍機３０は、第３段ヒート
ステージ４３がＬ字管５０内に引き出されるヘリウムガ
ス雰囲気中に露出するように冷凍機取付シリンダ５１内
に挿入され、第１段ヒートステージ１０および第２段ヒ
ートステージ１１が冷凍機取付シリンダ５１に熱接続す
るように取り付けられている。
【００２１】このように、冷凍機取付シリンダ５１が真
空槽４の端面から超電導コイル１の軸方向と略平行に取
り付けられているので、ヘリウム槽２、第２熱シールド
５、第１熱シールド６および真空槽４のそれぞれの間隙
を大きくすることなく、３段式蓄冷型冷凍機３０の冷凍
性能に寄与する各ディスプレーサの往復移動距離を確保
でき、超電導マグネットの小形化が図られるとともに、
３段式蓄冷型冷凍機３０が冷凍機取付シリンダ５１に着
脱可能に取り付けられているので、装置を分解すること
なく３段式蓄冷型冷凍機３０を取り外しでき、メンテナ
ンス性が向上する。
【００２２】図２３は冷凍機取付シリンダ５１と第１熱
シールド６および第２熱シールド５との熱接続構造を示
す。第２熱シールド５には、第２切り欠け部６０を形成
している。また、第１熱シールド６には、第２切り欠け
部６０が露呈するように第１切り欠け部６１を形成して
いる。さらに、真空槽４には、第１切り欠け部６１が露
呈するように切り欠け部６２を形成している。
【００２３】第１段ステージ５３と第１熱シールド６と
の間および第２段ステージ５４と第２熱シールド５との
間をそれぞれ、例えば銅線を編んで作製した可撓導体６
３で連結することにより、第１段ステージ５３と第１熱
シールド６との間および第２段ステージ５４と第２熱シ
ールド５との間が熱接続されている。また、第２切り欠
け部６０および第１切り欠け部６１をそれぞれ覆うよう
に銅製の第２輻射カバー５５および第１輻射カバー５６
が配設され、切り欠け部６２を封口するようにステンレ
ス製の封口板５７が真空槽４に取り付けられている。
【００２４】このように、一端が真空槽４の端面に取り
付けられ、他端がベロー５２を介してＬ字管５０に接続
された３段の冷凍機取付シリンダ５１の第１段ステージ
５３および第２段ステージ５４は、切り欠け部６２およ
び第１切り欠け部６１から露呈するように構成されてお
り、第１および第２熱シールド６、５、真空槽４に邪魔
されることなく、冷凍機取付シリンダ５１と第１および
第２熱シールド６、５とを簡単に熱接続できる。さら
に、第１および第２切り欠け部６１、６０が第１および
第２輻射カバー５６、５５で封口されているので、外部
からの熱侵入が低減される。
【００２５】図２４は３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機
取付シリンダ５１との接続構造を示す。冷凍機取付シリ
ンダ５１の第１段ステージ５３の取り付け位置の内壁面
には、テーパ面を有する冷凍機取付シリンダ側熱伝導体
６４が配設されている。３段式蓄冷型冷凍機３０の第１
段ヒートステージ１０には、冷凍機取付シリンダ側熱伝
導体６４のテーパ面と対向するようにローレット加工が
施されたテーパ面を有する冷凍機側熱伝導体６５が配設
されている。
【００２６】ここで、図示していないが、第２段ステー
ジ５４の取り付け位置の冷凍機取付シリンダ５１の内壁
面、および３段式蓄冷型冷凍機３０の第２段ヒートステ
ージ１１にも、同様に冷凍機取付シリンダ側熱伝導体６
４および冷凍機側熱伝導体６５がそれぞれ配設されてお
り、冷凍機取付シリンダ側熱伝導体６４および冷凍機側
熱伝導体６５には、良好な熱伝導材料である銅が用いら
れている。
【００２７】冷凍機取付シリンダ側熱伝導体６４と冷凍
機側熱伝導体６５との間には、熱接続するための軟質金
属であるインジウム線６６が配設され、冷凍機取付シリ
ンダ５１の取付フランジ６７には、３段式蓄冷型冷凍機
３０のフランジ６８を取り付けるボルト６９が弾性体で
ある皿バネ７０を介して取り付けられ、取付フランジ６
７とフランジ６８との間には、気密シール材であるＯリ
ング７１が配設されている。
【００２８】ここで、ボルト６９でフランジ６８を取付
フランジ６７に締着すると、フランジ６８がＯリング７
１により気密性を保ちつつスライドし、このボルト６９
の締着力によりインジウム線６６が塑性変形して、冷凍
機取付シリンダ側熱伝導体６４と冷凍機側熱伝導体６５
とが熱接続される。ボルト６９の過度の締着力および部
材の熱収縮や振動等にともなう部材の変位は、皿バネ７
０で吸収され、部材の破損や熱接続不良が防止できるよ
うに構成されている。さらに、３段式蓄冷型冷凍機３０
が冷凍機取付シリンダ５１に取り付けられた後十分冷却
されて収縮しても、ボルト６９で増し締めして所望の締
付力を確保できる。
【００２９】また、冷凍機側熱伝導体６５のテーパ面に
はローレット加工を施しており、インジウム線６６とロ
ーレット加工面との密着力が向上し、３段式蓄冷型冷凍
機３０を取り外す際に、塑性変形しているインジウム線
６６が冷凍機側熱伝導体６５のテーパ面に付着して取り
出すことができる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導マグネッ
トは以上のように、冷凍機９を磁石の軸方向に垂直に配
設しているので、磁石装置の高さが高くなるとともに、
大形化してしまうという課題があった。
【００３１】また、本出願人が先に提案している超電導
マグネットでは、ヘリウム槽２内で蒸発するヘリウムガ
スを再液化できるように３段式蓄冷型冷凍機３０を略水
平に配設しているので、装置の高さが低くなり小形化で
きるとともに、ディスプレーサの往復運動の長さが確保
され冷凍性能を向上できる。しかし、冷凍機取付シリン
ダ５１と３段式蓄冷型冷凍機３０との間には、間隙が生
じており、この間隙にＬ字管５０を介して引き出された
ヘリウム槽２内で蒸発したヘリウムガスが充満してい
る。しかも、３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０の
各段において熱勾配が生じており、このヘリウムガス
は、シリンダ４０の高温部で温められ、低温部で冷やさ
れて、図２４に矢印で示すように、熱対流が生じること
になり、低温部である第１段ヒートステージ１０の温度
上昇の要因となり、冷凍機の冷却性能を低下させるとい
う課題があった。
【００３２】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、磁石装置の径方向の寸法を小さ
くして小形化を図れるとともに、冷却性能の向上を図れ
るヘリウムガスを再液化できる超電導マグネットを得る
ことを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る超電導マグネットは、超電導コイルと、超電導コイル
を収納し、超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
る極低温冷媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールド
と、熱シールドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒
槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端
が略水平になるように真空槽に取り付けられた冷凍機取
付シリンダと、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、
少なくともヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ
内に引き出された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄
冷型冷凍機とを備えた超電導マグネットであって、ひも
状の熱絶縁体を多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周壁面
に巻装したものである。
【００３４】また、この発明の請求項２に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
とを備えた超電導マグネットであって、円筒形のスポン
ジ状の熱絶縁体を多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周壁
面に装着したものである。
【００３５】また、この発明の請求項３に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
とを備えた超電導マグネットであって、外周面にカバー
が配設された円筒形のスポンジ状の熱絶縁体を多段式蓄
冷型冷凍機のシリンダ外周壁面に装着したものである。
【００３６】また、この発明の請求項４に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
とを備えた超電導マグネットであって、内外周壁面にス
ポンジ状の熱絶縁物質が固着された管状の熱絶縁体を多
段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周壁面に装着したもので
ある。
【００３７】また、この発明の請求項５に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
とを備えた超電導マグネットであって、粒状の熱絶縁物
質が袋詰めされた熱絶縁体を多段式蓄冷型冷凍機と冷凍
機取付シリンダとの間に充填したものである。
【００３８】また、この発明の請求項６に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
とを備えた超電導マグネットであって、極低温冷媒ガス
の多段式蓄冷型冷凍機の軸方向の流れを仕切る仕切り板
を多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間に配
設したものである。
【００３９】また、この発明の請求項７に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
とを備えた超電導マグネットであって、極低温冷媒ガス
の多段式蓄冷型冷凍機の円周方向の流れを仕切る仕切り
板を多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間に
配設したものである。
【００４０】また、この発明の請求項８に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
とを備えた超電導マグネットであって、多段式蓄冷型冷
凍機のシリンダ外周壁面に管状の低熱伝導基材を装着す
るとともに、冷凍機取付シリンダ内周壁面との間でシー
ル作用するシール材を低熱伝導基材に装着したものであ
る。
【００４１】また、この発明の請求項９に係る超電導マ
グネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納し、
超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低温冷
媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱シー
ルドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で蒸発
する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水平に
なるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダ
と、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なくとも
ヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出
された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機
と、多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間に
充填された熱絶縁体とを備えた超電導マグネットであっ
て、冷凍機取付シリンダの冷凍機挿入口をテーパ面とし
たものである。
【００４２】また、この発明の請求項１０に係る超電導
マグネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納
し、超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低
温冷媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱
シールドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で
蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が真空
槽に取り付けられた冷凍機取付シリンダと、冷凍機取付
シリンダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージ
の一部で冷凍機取付シリンダ内に引き出された極低温冷
媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超電
導マグネットであって、多段式蓄冷型冷凍機の取付角度
が１０〜２５°としたものである。
【００４３】また、この発明の請求項１１に係る超電導
マグネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納
し、超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低
温冷媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱
シールドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で
蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水
平になるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリ
ンダと、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なく
ともヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引
き出された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷
凍機と、多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの
間に充填された熱絶縁体とを備えた超電導マグネットで
あって、熱絶縁体は軸方向に２つ割りの管体としたもの
である。
【００４４】また、この発明の請求項１２に係る超電導
マグネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納
し、超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低
温冷媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱
シールドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で
蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水
平になるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリ
ンダと、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なく
ともヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引
き出された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷
凍機とを備えた超電導マグネットであって、多段式蓄冷
型冷凍機のヒートステージを多段式蓄冷型冷凍機のシリ
ンダ外径より突出しないようにしたものである。
【００４５】また、この発明の請求項１３に係る超電導
マグネットは、超電導コイルと、超電導コイルを収納
し、超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液する極低
温冷媒槽と、極低温冷媒槽を包囲する熱シールドと、熱
シールドを包囲する真空槽と、一端が極低温冷媒槽内で
蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中に臨み、他端が略水
平になるように真空槽に取り付けられた冷凍機取付シリ
ンダと、冷凍機取付シリンダ内に挿入固定され、少なく
ともヒートステージの一部で冷凍機取付シリンダ内に引
き出された極低温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷
凍機とを備えた超電導マグネットであって、冷凍機取付
シリンダの内径とほぼ等しい外径を有する副シリンダを
ベローを介して多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周面に
取り付けたものである。
【００４６】
【作用】この発明の請求項１に係る超電導マグネットに
おいては、ひも状の熱絶縁体を多段式蓄冷型冷凍機のシ
リンダ外周壁面に巻装しているので、多段式蓄冷型冷凍
機のシリンダと冷凍機取付シリンダとの間隙が熱絶縁体
で充填され、極低温冷媒ガスの熱対流が防止され、効率
的に熱絶縁でき、冷凍性能が向上される。また、熱絶縁
体がひも状であるので、巻装が容易であるとともに、形
状寸法の自由度が大きく、多段式蓄冷型冷凍機のシリン
ダと冷凍機取付シリンダとのクリアランスに対応できる
熱絶縁が容易に形成できる。
【００４７】また、この発明の請求項２に係る超電導マ
グネットにおいては、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外
周壁面に装着する熱絶縁体が円筒形のスポンジ状である
ので、熱絶縁体を該スポンジ体の弾性力により多段式蓄
冷型冷凍機のシリンダと冷凍機取付シリンダとの間隙に
十分に充填でき、極低温冷媒ガスの熱対流が防止される
とともに、効率的に熱絶縁できる。
【００４８】また、この発明の請求項３に係る超電導マ
グネットにおいては、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外
周壁面に装着する円筒形のスポンジ状の熱絶縁体の外周
面にテフロンシートが配設されているので、多段式蓄冷
型冷凍機を冷凍機取付シリンダに挿入する際に、テフロ
ンシートと冷凍機取付シリンダの内壁面との摩擦力が低
減され挿入が容易となる。
【００４９】また、この発明の請求項４に係る超電導マ
グネットにおいては、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外
周壁面に装着する管状の熱絶縁体の内外周壁面にスポン
ジ状の熱絶縁物質が固着されているので、多段式蓄冷型
冷凍機への装着が容易となるとともに、冷凍機取付シリ
ンダへの挿入が容易となる。
【００５０】また、この発明の請求項５に係る超電導マ
グネットにおいては、多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付
シリンダとの間に充填する熱絶縁体が粒状の熱絶縁物質
を袋詰めして構成されているので、熱絶縁体を多段式蓄
冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間隙形状に合った
形で充填できる。
【００５１】また、この発明の請求項６に係る超電導マ
グネットにおいては、極低温冷媒ガスの多段式蓄冷型冷
凍機の軸方向の流れを仕切る仕切り板を多段式蓄冷型冷
凍機と冷凍機取付シリンダとの間に配設しているので、
多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間隙にお
ける多段式蓄冷型冷凍機の軸方向の極低温冷媒ガスの流
れが仕切られ、熱対流が抑制される。
【００５２】また、この発明の請求項７に係る超電導マ
グネットにおいては、極低温冷媒ガスの多段式蓄冷型冷
凍機の円周方向の流れを仕切る仕切り板を多段式蓄冷型
冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間に配設しているの
で、多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間隙
における多段式蓄冷型冷凍機の円周方向の極低温冷媒ガ
スの流れが仕切られ、熱対流が抑制される。
【００５３】また、この発明の請求項８に係る超電導マ
グネットにおいては、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外
周壁面に管状の低熱伝導基材を装着するとともに、冷凍
機取付シリンダ内周壁面との間でシール作用するシール
材を低熱伝導基材に装着しているので、多段式蓄冷型冷
凍機と冷凍機取付シリンダとの間隙における多段式蓄冷
型冷凍機の極低温冷媒ガスの流れが阻止され、熱対流が
防止される。
【００５４】また、この発明の請求項９に係る超電導マ
グネットにおいては、冷凍機取付シリンダの冷凍機挿入
口をテーパ面としているので、熱絶縁体を充填する際に
冷凍機取付シリンダの冷凍機挿入口での引っ掛かりがな
く、熱絶縁体の挿入充填が容易となる。
【００５５】また、この発明の請求項１０に係る超電導
マグネットにおいては、多段式蓄冷型冷凍機の取付角度
が１０〜２５°としているので、多段式蓄冷型冷凍機と
冷凍機取付シリンダとの間隙における極低温冷媒ガスの
熱対流が抑制される。
【００５６】また、この発明の請求項１１に係る超電導
マグネットにおいては、熱絶縁体は軸方向に２つ割りの
管体としているので、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダへ
の熱絶縁体の取り付けが容易となる。
【００５７】また、この発明の請求項１２に係る超電導
マグネットにおいては、多段式蓄冷型冷凍機のヒートス
テージを多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外径より突出し
ないように構成しているので、多段式蓄冷型冷凍機のシ
リンダと冷凍機取付シリンダとのクリアランスを低減で
き、極低温冷媒ガスの熱対流が抑制される。
【００５８】また、この発明の請求項１３に係る超電導
マグネットにおいては、冷凍機取付シリンダの内径とほ
ぼ等しい外径を有する副シリンダをベローを介して多段
式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周面に取り付けているの
で、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダと冷凍機取付シリン
ダとのクリアランスを低減でき、極低温冷媒ガスの熱対
流が抑制され、さらに多段式蓄冷型冷凍機あるいは冷凍
機取付シリンダの軸ずれがベローで吸収され、取り付け
が容易となる。
【００５９】
【実施例】この発明は本出願人が先に提案している図２
０乃至図２４に示す超電導マグネット（特願平４ー７０
９２２号）の改良に関するものであり、同一または相当
部分には同一符号を付してその説明を省略し、発明の特
徴部分について以下に説明する。
【００６０】実施例１．この実施例１は、この発明の請
求項１に係る一実施例である。図１はこの発明の実施例
１を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷型冷凍機
と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面図であ
る。
【００６１】図において、１００は中空状のテフロンチ
ューブで構成された熱絶縁体としての対流防止チューブ
であり、この対流防止チューブ１００は３段式蓄冷型冷
凍機３０のシリンダ４０の各段の外周面にらせん状に巻
回して巻装されている。１０１は３段式蓄冷型冷凍機３
０に取り付けられ、対流防止チューブ１００の軸方向の
スベリを防止するスペーサである。
【００６２】ここで、上記実施例１では、まず３段式蓄
冷型冷凍機３０のシリンダ４０の各段の外周面に対流防
止チューブ１００を巻装し、さらにスペーサ１０１を装
着し、その後３段式蓄冷型冷凍機３０を冷凍機取付シリ
ンダ５１内に挿入している。この時、対流防止チューブ
１００は、３段式蓄冷型冷凍機３０の挿入の際に、冷凍
機取付シリンダ５１との間で軸方向の摩擦力を受ける
が、スペーサ１０１により軸方向のスベリが阻止され
る。また、対流防止チューブ１００はチューブ状である
ために、弾性変形を受けながら挿入され、３段式蓄冷型
冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ５１との間隙に充填さ
れている。
【００６３】つぎに、上記実施例１の動作について説明
する。ヘリウム槽２内で蒸発したヘリウムガスはＬ字管
５０を介して３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付シリ
ンダ５１との間隙に流入しようとする。しかしながら、
３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ５１との
間隙に充填された対流防止チューブ１００により、ヘリ
ウムガスの侵入が抑制されている。
【００６４】このように、上記実施例１によれば、対流
防止チューブ１００が３段式蓄冷型冷凍機３０のシリン
ダ４０の外周面に巻装されて、３段式蓄冷型冷凍機３０
と冷凍機取付シリンダ５１との間隙に充填されているの
で、３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ５１
との間隙へのヘリウムガスの流入が抑制されて、３段式
蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０における熱勾配による
ヘリウムガスの熱対流が防止でき、効率的に熱絶縁で
き、冷凍機の冷凍性能の低下を抑えることができる。ま
た、熱絶縁体の巻装が容易で、形状寸法の自由度が大き
く、組立性を向上することができる。
【００６５】実施例２．この実施例２は、この発明の請
求項１に係る他の実施例である。上記実施例１では、中
空状のテフロンチューブからなる対流防止チューブ１０
０を３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０の外周面に
らせん状に巻回して巻装するものとしているが、この実
施例２では、図２に示すように、断面円弧状のテフロン
チューブからなる対流防止チューブ１００を３段式蓄冷
型冷凍機３０のシリンダ４０に巻回して巻装するものと
し、同様の効果を奏する。
【００６６】実施例３．この実施例３は、この発明の請
求項１に係る他の実施例である。上記実施例１、２で
は、対流防止チューブ１００として中空状あるいは断面
円弧状のテフロンチューブを３段式蓄冷型冷凍機３０の
シリンダ４０の外周面にらせん状に巻回して巻装するも
のとしているが、この実施例３では、対流防止チューブ
１００を中空状あるいは断面円弧状のテフロンリングと
し、３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０に挿入して
巻装するものとし、同様の効果を奏する。
【００６７】実施例４．この実施例４は、この発明の請
求項１に係る他の実施例である。上記実施例１では、中
空状のテフロンチューブからなる対流防止チューブ１０
０を３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０の外周面に
らせん状に巻回して巻装するものとしているが、この実
施例４では、図３に示すように、ガラス繊維を編み込ん
だひも状の対流防止材１０２を３段式蓄冷型冷凍機３０
のシリンダ４０に巻回して巻装するものとし、同様の効
果を奏する。
【００６８】なお、上記実施例１〜４では、ひも状の熱
絶縁体としてテフロンやガラス繊維からなる対流防止チ
ューブ１００や対流防止材１０２を用いるものとしてい
るが、熱絶縁体の材料としてはテフロンやガラス繊維に
限らず、低熱伝導材料であればよく、例えばアスベスト
でもよい。
【００６９】実施例５．この実施例５は、この発明の請
求項２、３に係る一実施例である。図４はこの発明の実
施例５を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷型冷
凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面図で
ある。
【００７０】図において、１０３は熱絶縁体としてのス
ポンジ状物質であり、このスポンジ状物質１０３は例え
ば天然ゴムの発泡体を円筒形に構成したものが用いら
れ、３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０の外周壁面
に固着されて装着されている。１０４はスポンジ状物質
１０３の外周面に配設されたカバーとしてのテフロンシ
ートである。
【００７１】ここで、上記実施例５では、まず３段式蓄
冷型冷凍機３０のシリンダ４０の各段の外周壁面に円筒
形のスポンジ状物質１０３を固着して装着し、さらにテ
フロンシート１０４をスポンジ状物質１０３の外周面に
配設し、その後３段式蓄冷型冷凍機３０を冷凍機取付シ
リンダ５１内に挿入している。この時、テフロンシート
１０４は、３段式蓄冷型冷凍機３０の挿入の際に、冷凍
機取付シリンダ５１との間で生じる摩擦力を低減してい
る。また、スポンジ状物質１０３は、弾性変形を受けな
がら挿入され、テフロンシート１０４を冷凍機取付シリ
ンダ５１の内壁面に押し付けている。
【００７２】このように、上記実施例５によれば、スポ
ンジ状物質１０３が３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ
４０に固着して装着されているので、スポンジ状物質１
０３の持つ弾性力により３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍
機取付シリンダ５１との間の間隙が塞がれ、ヘリウムガ
スの流入を抑制して、熱対流が防止でき、効率的に熱絶
縁ができ、冷凍機の冷凍性能の低下を抑えることができ
る。
【００７３】また、スポンジ状物質１０３の外周面に配
設されたテフロンシート１０４が、３段式蓄冷型冷凍機
３０を挿入する際に冷凍機取付シリンダ５１との間に生
じる摩擦力を低減して、冷凍機の挿入が容易となり、組
立性を向上できる。
【００７４】なお、上記実施例５では、テフロンシート
１０４をカバーとして用いるものとして説明している
が、カバーはテフロン材に限らず、低熱伝導材であれば
よく、さらには摩擦係数の小さい材料ほど冷凍機の挿入
が一層容易となる。
【００７５】実施例６．この実施例６は、この発明の請
求項４に係る一実施例である。図５はこの発明の実施例
６を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷型冷凍機
と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面図であ
る。
【００７６】図において、１０５は熱絶縁体としての石
英ガラス管であり、この石英ガラス管１０５は該内外周
壁面にスポンジ状物質１０３が固着され、３段式蓄冷型
冷凍機３０のシリンダ４０に挿入して装着されている。
【００７７】上記実施例６によれば、石英ガラス管１０
５の内外周壁面にスポンジ状物質１０３が固着されてい
るので、３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０への挿
入が容易にでき、組立性が向上できるとともに、シリン
ダ４０等の熱収縮に伴う３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍
機取付シリンダ５１との間隙の変動があっても、スポン
ジ状物質１０３が該間隙を塞ぎ、該間隙へのヘリウムガ
スの流入を抑制して、熱対流が防止でき、冷凍機の冷凍
性能の低下を抑えることができる。
【００７８】また、石英ガラス管１０５が低熱膨張率の
材料であるので、冷凍機取付シリンダ５１に組み込まれ
た際に常温状態から極低温状態に急激に冷却されても、
石英ガラス管１０５の熱収縮は小さく、冷凍機取付シリ
ンダ５１とのクリアランスを小さく抑えることができ、
熱対流をより防止できる。
【００７９】実施例７．この実施例７は、この発明の請
求項４に係る他の実施例である。上記実施例６では、石
英ガラス管１０５の内外周壁面にスポンジ状物質１０３
を固着するものとしているが、この実施例７では、石英
ガラス管１０５の外周壁面およびシリンダ４０の外周壁
面にそれぞれスポンジ状物質１０３を固着するものとし
ても、同様の効果を奏する。
【００８０】なお、上記実施例６、７では、熱絶縁体と
して石英ガラス管１０５を用いるものとして説明してい
るが、熱絶縁体は管体で、低熱伝導材料でかつ低熱膨張
材料であればよく、例えばガラスエポキシ材を用いるこ
とができる。
【００８１】実施例８．この実施例８は、この発明の請
求項５に係る一実施例である。図６はこの発明の実施例
８を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷型冷凍機
と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面図であ
る。
【００８２】図において、１０６は３段式蓄冷型冷凍機
３０と冷凍機取付シリンダ５１との間に充填される熱絶
縁体としての熱絶縁充填材であり、この熱絶縁充填材１
０６は珪砂１０７をテフロン製の袋１０８に袋詰めして
構成されている。
【００８３】上記実施例８によれば、熱絶縁充填材１０
６が珪砂１０７を袋１０８に袋詰めして構成されている
ので、安価で取り扱いが容易となるとともに、珪砂１０
７が袋１０８内で３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付
シリンダ５１との間隙形状に合わせて流動して該間隙を
塞ぎ、熱対流を防止でき、冷凍機の冷凍性能の低下を抑
えることができる。
【００８４】また、珪砂１０７が低熱伝導材料であるの
で、３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０における熱
勾配により生じる高温部と低温部との熱伝導を抑えるこ
とができる。
【００８５】なお、上記実施例８では、熱絶縁充填材１
０７はテフロン製の袋１０８に珪砂１０７を袋詰めして
構成されたものとしているが、袋１０８はテフロンに限
らず低熱伝導材料であればよく、例えばガラス繊維布を
用いることができ、さらに袋詰めする材料は珪砂１０７
に限らず、粒状でかつ低熱伝導材料であれば良く、例え
ば粒状のガラス、セラミックを用いることができる。
【００８６】実施例９．この実施例９は、この発明の請
求項６に係る一実施例である。図７はこの発明の実施例
９を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷型冷凍機
と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面図であ
る。
【００８７】図において、１０９は３段式蓄冷型冷凍機
３０と冷凍機取付シリンダ５１との間に配設される仕切
り板であり、この仕切り板１０９は低熱伝導材料、例え
ばテフロンからなるシート上に平行に複数の薄いフィン
１１０が一体形成され、該フィン１１０が３段式蓄冷型
冷凍機３０の軸方向と直交するようにシリンダ４０の外
周面に巻き付け固着されている。
【００８８】上記実施例９によれば、仕切り板１０９の
フィン１１０により３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取
付シリンダ５１との間隙が３段式蓄冷型冷凍機３０の軸
方向と直交する方向に仕切られるので、ヘリウムガスの
軸方向の流れが防止され、冷凍機の冷凍性能の低下を抑
えることができる。
【００８９】また、寸法誤差により３段式蓄冷型冷凍機
３０と冷凍機取付シリンダ５１との間隙がばらつき、該
間隙が広くなった場合には、冷凍機取付シリンダ５１の
内周壁面とフィン１１０の先端部とが微小間隙となり、
ラビリンス効果により、ヘリウムガスの軸方向の流れを
防止でき、また該間隙が狭くなった場合には、仕切り板
１０９のフィン１１０は厚みが薄く形成され弾性を有し
ているので、フィン１１０が傾いて、該先端部が冷凍機
取付シリンダ５１の内壁面に当接して、ヘリウムガスの
軸方向の流れを防止できる。
【００９０】さらに、仕切り板１０９のフィン１１０は
厚みが薄く形成され弾性を有しているので、加工上の３
段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０および冷凍機取付
シリンダ５１の内外径のバラツキを吸収して、３段式蓄
冷型冷凍機３０を冷凍機取付シリンダ５１に挿入でき、
組立性を向上することができる。
【００９１】実施例１０．この実施例１０は、この発明
の請求項６に係る他の実施例である。上記実施例９で
は、シート上に平行に複数の薄いフィン１１０が一体形
成された仕切り板１０９をシリンダ４０の外周面に巻き
付け固着するものとしているが、この実施例１０では、
断面Ｔ字状に形成された帯状のテフロンシートをシリン
ダ４０の外周面に巻き付け固着するものとし、同様の効
果を奏する。
【００９２】なお、上記実施例９、１０では、仕切り板
１０９の材料としてテフロンを用いるものとして説明し
ているが、仕切り板１０９はテフロンに限らず低熱伝導
材料であればよく、例えば低熱伝導性のプラスチック
材、ゴム材等を用いることができる。
【００９３】また、上記実施例９、１０では、３段式蓄
冷型冷凍機３０の軸方向に直交するようにフィン１１０
を複数平行に設けるものとして説明しているが、フィン
１１０は少なくとも１枚あればよい。
【００９４】また、上記実施例９、１０では、仕切り板
１０９をシリンダ４０の外周面に固着するものとして説
明しているが、冷凍機取付シリンダ５１の内壁面に固着
してもよい。
【００９５】実施例１１．この実施例１１は、この発明
の請求項７に係る一実施例である。図８はこの発明の実
施例１１を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷型
冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面
図、図９は図８のIXーIX線に沿った断面図である。
【００９６】図において、１１１は３段式蓄冷型冷凍機
３０と冷凍機取付シリンダ５１との間に配設される仕切
り板であり、この仕切り板１１１は低熱伝導材料、例え
ばテフロンからなるシート上に平行に複数の薄いフィン
１１２が一体形成され、該フィン１１２が３段式蓄冷型
冷凍機３０の軸方向となるようにシリンダ４０の外周面
に巻き付け固着されている。
【００９７】上記実施例１１によれば、仕切り板１１１
のフィン１１２により３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機
取付シリンダ５１との間隙が３段式蓄冷型冷凍機３０の
円周方向で仕切られるので、ヘリウムガスの円周方向の
流れが防止され、冷凍機の冷凍性能の低下を抑えること
ができる。
【００９８】また、仕切り板１１１のフィン１１２は厚
みが薄く形成され弾性を有しているので、３段式蓄冷型
冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ５１との間隙が加工上
ばらついても、図１０に示すように、フィン１１２が傾
いて、該先端部が冷凍機取付シリンダ５１の内壁面に当
接しつつ、３段式蓄冷型冷凍機３０を冷凍機取付シリン
ダ５１に挿入でき、組立性を向上することができる。
【００９９】なお、上記実施例１１では、仕切り板１１
１の材料としてテフロンを用いるものとして説明してい
るが、仕切り板１１１はテフロンに限らず低熱伝導材料
であればよく、例えば低熱伝導性のプラスチック材、ゴ
ム材等を用いることができる。
【０１００】また、上記実施例１１では、３段式蓄冷型
冷凍機３０の軸方向に平行となるようにフィン１１２を
複数平行に設けるものとして説明しているが、フィン１
１２は少なくとも１枚あればよい。
【０１０１】実施例１２．この実施例１２は、この発明
の請求項８に係る一実施例である。図１１はこの発明の
実施例１２を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷
型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面
図である。
【０１０２】図において、１１３は３段式蓄冷型冷凍機
３０のシリンダ４０の外周壁面に固着された低熱伝導基
材としての管状の基材であり、この基材１１３の外周壁
面には円周方向に複数の溝１１３ａが形成されている。
１１４は基材１１３の溝１１３ａに配設され、冷凍機取
付シリンダ５１との間でシール作用するリング状のシー
ル材である。ここで、基材１１３は低熱伝導材料である
プラスチック材、フェノール樹脂、発泡材等を用いるこ
とができ、シール材１１４はテフロン系ピストンリン
グ、カプトンシートのリング等を用いることができる。
【０１０３】上記実施例１２によれば、基材１１３が３
段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ５１との間
に配設され、熱対流を防止し、さらにシール材１１４が
３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ５１との
間隙の軸方向のヘリウムガスの流れを防止し、冷凍機の
冷凍性能の低下を抑えることができる。
【０１０４】また、シール材１１４が配設されているの
で、加工上の３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０お
よび冷凍機取付シリンダ５１の内外径のバラツキを吸収
して、３段式蓄冷型冷凍機３０を冷凍機取付シリンダ５
１に挿入でき、組立性を向上することができる。
【０１０５】実施例１３．この実施例１３は、この発明
の請求項８に係る他の実施例である。上記実施例１２で
は、管状の基材１１３を一体物で構成するものとしてい
るが、この実施例１３では、図１２に示すように、管状
の基材１１３を複数分割して構成するものとし、同様の
効果を奏する。
【０１０６】なお、シール材１１４は、断面形状がＣ字
状に限らず、冷凍機取付シリンダ５１との間でシール作
用があればよく、例えば、図１３の（ａ）〜（ｃ）に示
すように、Ｕシール、Ｖシール等を用いることができ
る。
【０１０７】実施例１４．この実施例１４は、この発明
の請求項９に係る一実施例である。図１４はこの発明の
実施例１４を示す超電導マグネットにおける３段式蓄冷
型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面
図である。
【０１０８】図において、１１５は冷凍機取付シリンダ
５１の冷凍機入口に形成されたテーパ面である。
【０１０９】上記実施例１４によれば、テーパ面１１５
が冷凍機取付シリンダ５１の冷凍機入口に形成されてい
るので、熱絶縁体であるスポンジ状物質１０３がシリン
ダ４０の外周面に固着された３段式蓄冷型冷凍機３０を
冷凍機取付シリンダ５１に挿入する際に、冷凍機入口で
スポンジ状物質１０３が引っ掛かることなくテーパ面１
１５に案内されてスムーズに挿入され、組立性を向上す
ることができる。
【０１１０】実施例１５．この実施例１５は、この発明
の請求項１０に係る一実施例である。この実施例１５で
は、３段式蓄冷型冷凍機３０、つまり冷凍機取付シリン
ダ５１の取付角度を水平面に対して１５°としている。
【０１１１】ここで、３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機
取付シリンダ５１との間に充満されたヘリウムガスは、
シリンダ４０の各段の高温部におけるシリンダ円周方向
で下面部から上面部方向に生じるヘリウムガスの上昇に
伴うシリンダ上下面部でのヘリウムガスの圧力差、およ
び低温部におけるシリンダ円周方向で上面部から下面部
方向に生じるヘリウムガスの下降に伴うシリンダ上下面
部でのヘリウムガスの圧力差により、低温部の下面部→
高温部の下面部→高温部の上面部→低温部の上面部→低
温部の下面部と流れ、熱対流を生じる。
【０１１２】しかしながら、上記実施例１５によれば、
３段式蓄冷型冷凍機３０が水平面に対して１５°傾斜し
ているので、シリンダ４０の各段の高温部におけるシリ
ンダ上下面部でのヘリウムガスの圧力差、および低温部
におけるシリンダ上下面部でのヘリウムガスの圧力差が
小さくなり、熱対流が抑制され、冷凍性能を向上するこ
とができる。
【０１１３】また、３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取
付シリンダ５１との間の熱対流が抑制されているので、
充填する熱絶縁体を無くすことも可能となり、組立性を
向上することができる。
【０１１４】なお、３段式蓄冷型冷凍機３０の取付角度
を１０°未満とすると、シリンダ４０の各段の高温部に
おけるシリンダ上下面部でのヘリウムガスの圧力差、お
よび低温部におけるシリンダ上下面部でのヘリウムガス
の圧力差が小さくならず、熱対流が発生してしまい、ま
た２５°を越えると、所望の冷凍性能を得るためにシリ
ンダ４０の長さを確保する必要上、第１および第２熱シ
ールド６、５、真空層４の各間隔を大きくとる必要があ
り、装置が大形となってしまう。従って、３段式蓄冷型
冷凍機３０の取付角度は１０〜２５°がよい。
【０１１５】実施例１６．この実施例１６は、この発明
の請求項１１に係る一実施例である。図１５はこの発明
の実施例１６を示す超電導マグネットにおける３段式蓄
冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断
面図である。
【０１１６】図において、１１６は３段式蓄冷型冷凍機
３０のシリンダ４０の外周面に装着された熱絶縁体とし
ての管体であり、この管体１１６は、シリンダ４０の外
径と同等の内径に、かつ、冷凍機取付シリンダ５１の内
径と同等の外径に加工され、さらに冷凍機の軸方向に２
つ割りに分割して構成している。ここでは、管体１１６
は低熱伝導材料、例えばフェノール樹脂、ガラスエポキ
シ樹脂を用いることができる。
【０１１７】上記実施例１６によれば、管体１１６が２
つ割りで構成されているので、シリンダ４０への取り付
けが容易となり、組立性を向上することができる。ま
た、管体１１６の加工精度を高めることにより、冷凍機
取付シリンダ５１との間隙を小さくでき、熱対流を抑制
できる。
【０１１８】実施例１７．この実施例１７は、この発明
の請求項１２に係る一実施例である。図１６はこの発明
の実施例１７を示す超電導マグネットにおける３段式蓄
冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断
面図である。
【０１１９】図において、１１７はシリンダ４０の外径
より突出しないようにシリンダ４０に取り付けられた中
空リング状のヒートステージである。
【０１２０】上記実施例１７によれば、シリンダ４０に
取り付けられたヒートステージ１１７がシリンダ４０の
外径より突出していないので、冷凍機取付シリンダ５１
の内径をシリンダ４０の外径とほぼ同等に加工すること
により、３段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ
５１との間隙を小さくすることができ、熱絶縁体を取り
付けることなく、熱対流を抑制して、冷凍性能を向上す
ることができる。
【０１２１】実施例１８．この実施例１８は、この発明
の請求項１２に係る他の実施例である。図１７はこの発
明の実施例１８を示す超電導マグネットにおける３段式
蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部
断面図である。
【０１２２】上記実施例１８では、冷凍機取付シリンダ
５１にベロー１１８を取り付けている。従って、ヒート
ステージ１１７をシリンダ４０の外径より突出しないよ
うにシリンダ４０に取り付け、冷凍機取付シリンダ５１
の内径をシリンダ４０の外径とほぼ同等に加工して、３
段式蓄冷型冷凍機３０と冷凍機取付シリンダ５１との間
隙を小さくした際に、シリンダ４０の各段の軸ずれ、寸
法誤差等により発生する応力をベロー１１８で吸収する
ことができる。
【０１２３】実施例１９．この実施例１９は、この発明
の請求項１３に係る一実施例である。図１８はこの発明
の実施例１９を示す超電導マグネットにおける３段式蓄
冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断
面図である。
【０１２４】図において、１１９は冷凍機取付シリンダ
５１の内径とほぼ同等の外径に形成され、ベロー１２０
が取り付けられた副シリンダであり、この副シリンダ１
１９は３段式蓄冷型冷凍機３０のシリンダ４０の外周面
に取り付けられて冷凍機取付シリンダ５１に挿入されて
いる。
【０１２５】上記実施例１９によれば、副シリンダ１１
９が冷凍機取付シリンダ５１の内径とほぼ同等の外径に
形成されているので、冷凍機取付シリンダ５１との間隙
を小さくすることができ、熱対流を抑制して、冷凍性能
を向上することができる。また、３段式蓄冷型冷凍機３
０を冷凍機取付シリンダ５１に挿入する際に、シリンダ
４０の軸ずれ等により３段式蓄冷型冷凍機３０に応力が
加わっても、副シリンダ１１９のベロー１２０により該
応力を吸収することができる。
【０１２６】なお、上記各実施例における超電導マグネ
ットは、磁気共鳴画像診断装置に適用するものとして説
明しているが、磁気浮上列車、シンクロトロンラジエー
ション、結晶引き上げ装置等にも適用することができ
る。
【０１２７】また、上記各実施例では、円筒形の超電導
コイル１の軸方向と略平行に配設された３段式蓄冷型冷
凍機３０に適用するものとして説明しているが、この発
明はこれに限定されるものではなく、例えばレーストラ
ック形状の超電導コイルに略水平に配設された３段式蓄
冷型冷凍機３０にも適用することができる。
【０１２８】また、上記各実施例では、３段式蓄冷型冷
凍機３０に適用するものとして説明しているが、ヒート
ステージの一部が液体ヘリウムを再液化できる冷凍性能
を有するものであればよく、２段式蓄冷型冷凍機であっ
ても、４段式蓄冷型冷凍機であっても適用することがで
きる。
【０１２９】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１３０】この発明の請求項１に係る超電導マグネッ
トは、ひも状の熱絶縁体を多段式蓄冷型冷凍機のシリン
ダ外周壁面に巻装しているので、熱絶縁体の巻装が容易
で、形状寸法の自由度が大きく、多段式蓄冷型冷凍機の
シリンダと冷凍機取付シリンダとのクリアランスに対応
できる熱絶縁が容易に得られるとともに、熱絶縁体が多
段式蓄冷型冷凍機のシリンダと冷凍機取付シリンダとの
間に充填され、極低温冷媒ガスの熱対流を防止し、効率
的に熱絶縁でき、冷凍性能を向上することができる。
【０１３１】また、この発明の請求項２に係る超電導マ
グネットは、円筒形のスポンジ状の熱絶縁体を多段式蓄
冷型冷凍機のシリンダ外周壁面に装着しているので、多
段式蓄冷型冷凍機のシリンダと冷凍機取付シリンダとの
クリアランスに対応できる熱絶縁が容易に得られるとと
もに、熱絶縁体が多段式蓄冷型冷凍機のシリンダと冷凍
機取付シリンダとの間に充填され、極低温冷媒ガスの熱
対流を防止し、効率的に熱絶縁でき、冷凍性能を向上す
ることができる。
【０１３２】また、この発明の請求項３に係る超電導マ
グネットは、外周面にカバーが配設された円筒形のスポ
ンジ状の熱絶縁体を多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周
壁面に装着しているので、熱絶縁体を装着した多段式蓄
冷型冷凍機の挿入が容易となり、組立性を向上すること
ができる。
【０１３３】また、この発明の請求項４に係る超電導マ
グネットは、内外周壁面にスポンジ状の熱絶縁物質が固
着された管状の熱絶縁体を多段式蓄冷型冷凍機のシリン
ダ外周壁面に装着しているので、熱絶縁体にスポンジ状
の熱絶縁物質が一体化され、多段式蓄冷型冷凍機のシリ
ンダへの装着が容易となり、さらに冷凍機取付シリンダ
への挿入が容易となり、組立性を向上することができ
る。。
【０１３４】また、この発明の請求項５に係る超電導マ
グネットは、粒状の熱絶縁物質が袋詰めされた熱絶縁体
を多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間に充
填しているので、粒状の熱絶縁物質が袋内で流動して多
段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間隙に隙間
なく熱絶縁体を充填でき、極低温冷媒ガスの熱対流を防
止できるとともに、熱絶縁体を安価にできる。
【０１３５】また、この発明の請求項６に係る超電導マ
グネットは、極低温冷媒ガスの多段式蓄冷型冷凍機の軸
方向の流れを仕切る仕切り板を多段式蓄冷型冷凍機と冷
凍機取付シリンダとの間に配設しているので、極低温冷
媒ガスの軸方向の流れが阻止され、熱対流を抑制できる
とともに、加工精度によるシリンダの寸法のバラツキを
吸収できる。
【０１３６】また、この発明の請求項７に係る超電導マ
グネットは、極低温冷媒ガスの多段式蓄冷型冷凍機の円
周方向の流れを仕切る仕切り板を多段式蓄冷型冷凍機と
冷凍機取付シリンダとの間に配設しているので、極低温
冷媒ガスの円周方向の流れが阻止され、熱対流を抑制で
きるとともに、加工精度によるシリンダの寸法のバラツ
キを吸収できる。
【０１３７】また、この発明の請求項８に係る超電導マ
グネットは、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周壁面に
管状の低熱伝導基材を装着するとともに、冷凍機取付シ
リンダ内周壁面との間でシール作用するシール材を低熱
伝導基材に装着しているので、極低温冷媒ガスの流れが
阻止され、熱対流を抑制できるとともに、加工精度によ
るシリンダの寸法のバラツキを吸収できる。
【０１３８】また、この発明の請求項９に係る超電導マ
グネットは、冷凍機取付シリンダの冷凍機挿入口をテー
パ面としているので、熱絶縁体の挿入が容易となり、組
立性を向上することができる。
【０１３９】また、この発明の請求項１０に係る超電導
マグネットは、多段式蓄冷型冷凍機の取付角度が１０〜
２５°としているので、装置の小形化を確保しながら、
多段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの間での極
低温冷媒ガスの熱対流を抑制できる。
【０１４０】また、この発明の請求項１１に係る超電導
マグネットは、熱絶縁体は軸方向に２つ割りの管体とし
ているので、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダへの熱絶縁
体の装着が容易となる。
【０１４１】また、この発明の請求項１２に係る超電導
マグネットは、多段式蓄冷型冷凍機のヒートステージを
多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外径より突出しないよう
にしているので、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダと冷凍
機取付シリンダとの間隙を小さくすることができ、熱絶
縁体を取り付けることなく、熱対流を抑制できる。
【０１４２】また、この発明の請求項１３に係る超電導
マグネットは、冷凍機取付シリンダの内径とほぼ等しい
外径を有する副シリンダをベローを介して多段式蓄冷型
冷凍機のシリンダ外周面に取り付けているので、多段式
蓄冷型冷凍機のシリンダと冷凍機取付シリンダとの間隙
を小さくすることができ、熱対流を抑制できるととも
に、多段式蓄冷型冷凍機のシリンダの軸ずれを吸収でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す超電導マグネットに
おける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接
続構造の要部断面図である。
【図２】この発明の実施例２を示す超電導マグネットに
おける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接
続構造の要部断面図である。
【図３】この発明の実施例４を示す超電導マグネットに
おける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接
続構造の要部断面図である。
【図４】この発明の実施例５を示す超電導マグネットに
おける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接
続構造の要部断面図である。
【図５】この発明の実施例６を示す超電導マグネットに
おける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接
続構造の要部断面図である。
【図６】この発明の実施例８を示す超電導マグネットに
おける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接
続構造の要部断面図である。
【図７】この発明の実施例９を示す超電導マグネットに
おける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接
続構造の要部断面図である。
【図８】この発明の実施例１１を示す超電導マグネット
における３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの
接続構造の要部断面図である。
【図９】図８のIXーIX線に沿った断面図である。
【図１０】この発明の実施例１１を示す超電導マグネッ
トにおける仕切り板の取付状態を説明する断面図であ
る。
【図１１】この発明の実施例１２を示す超電導マグネッ
トにおける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダと
の接続構造の要部断面図である。
【図１２】この発明の実施例１３を示す超電導マグネッ
トにおける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダと
の接続構造の要部断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれこの発明の実施例
１３を示す超電導マグネットにおけるシール材形状の断
面図である。
【図１４】この発明の実施例１４を示す超電導マグネッ
トにおける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダと
の接続構造の要部断面図である。
【図１５】この発明の実施例１６を示す超電導マグネッ
トにおける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダと
の接続構造の要部断面図である。
【図１６】この発明の実施例１７を示す超電導マグネッ
トにおける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダと
の接続構造の要部断面図である。
【図１７】この発明の実施例１８を示す超電導マグネッ
トにおける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダと
の接続構造の要部断面図である。
【図１８】この発明の実施例１９を示す超電導マグネッ
トにおける３段式蓄冷型冷凍機と冷凍機取付シリンダと
の接続構造の要部断面図である。
【図１９】従来の超電導マグネットの一例を示す断面図
である。
【図２０】従来の超電導マグネットの他の例を示す一部
破断斜視図である。
【図２１】従来の超電導マグネットにおける３段式蓄冷
型冷凍機の構成を示す模式的断面図である。
【図２２】従来の超電導マグネットにおける３段式蓄冷
型冷凍機の取付構造の模式的断面図である。
【図２３】従来の超電導マグネットにおける冷凍機取付
シリンダと熱シールドとの接続構造の一部破断平面図で
ある。
【図２４】従来の超電導マグネットにおける３段式蓄冷
型冷凍機と冷凍機取付シリンダとの接続構造の要部断面
図である。
【符号の説明】
１ 超電導コイル ２ ヘリウム槽（極低温冷媒槽） ３ 液体ヘリウム（極低温冷媒） ４ 真空槽 ５ 第２熱シールド ６ 第１熱シールド １０ 第１段ヒートステージ １１ 第２段ヒートステージ ３０ ３段式蓄冷型冷凍機 ４０ シリンダ ４３ 第３段ヒートステージ ５１ 冷凍機取付シリンダ １００ 対流防止チューブ（熱絶縁体） １０２ 対流防止材（熱絶縁体） １０３ スポンジ状物質（熱絶縁体） １０４ テフロンシート（カバー） １０５ 石英ガラス管（熱絶縁体） １０６ 熱絶縁充填材（熱絶縁体） １０７ 珪砂（熱絶縁物質） １０８ 袋 １０９ 仕切り板 １１１ 仕切り板 １１３ 基材（低熱伝導基材） １１４ シール材 １１５ テーパ面 １１６ 管体（熱絶縁体） １１７ ヒートステージ １１９ 副シリンダ １２０ ベロー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 収二 赤穂市天和651番地 三菱電機株式会社赤 穂製作所内 (72)発明者 岸田 光弘 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 吉村 秀人 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 長尾 政志 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 稲口 隆 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、ひも状の熱絶縁体を前記多段
    式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周壁面に巻装したことを特
    徴とする超電導マグネット。
  2. 【請求項２】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、円筒形のスポンジ状の熱絶縁
    体を前記多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周壁面に装着
    したことを特徴とする超電導マグネット。
  3. 【請求項３】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、外周面にカバーが配設された
    円筒形のスポンジ状の熱絶縁体を前記多段式蓄冷型冷凍
    機のシリンダ外周壁面に装着したことを特徴とする超電
    導マグネット。
  4. 【請求項４】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、内外周壁面にスポンジ状の熱
    絶縁物質が固着された管状の熱絶縁体を前記多段式蓄冷
    型冷凍機のシリンダ外周壁面に装着したことを特徴とす
    る超電導マグネット。
  5. 【請求項５】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、粒状の熱絶縁物質が袋詰めさ
    れた熱絶縁体を前記多段式蓄冷型冷凍機と前記冷凍機取
    付シリンダとの間に充填したことを特徴とする超電導マ
    グネット。
  6. 【請求項６】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、前記極低温冷媒ガスの前記多
    段式蓄冷型冷凍機の軸方向の流れを仕切る仕切り板を前
    記多段式蓄冷型冷凍機と前記冷凍機取付シリンダとの間
    に配設したことを特徴とする超電導マグネット。
  7. 【請求項７】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、前記極低温冷媒ガスの前記多
    段式蓄冷型冷凍機の円周方向の流れを仕切る仕切り板を
    前記多段式蓄冷型冷凍機と前記冷凍機取付シリンダとの
    間に配設したことを特徴とする超電導マグネット。
  8. 【請求項８】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超
    電導マグネットであって、前記多段式蓄冷型冷凍機のシ
    リンダ外周壁面に管状の低熱伝導基材を装着するととも
    に、前記冷凍機取付シリンダ内周壁面との間でシール作
    用するシール材を前記低熱伝導基材に装着したことを特
    徴とする超電導マグネット。
  9. 【請求項９】 超電導コイルと、前記超電導コイルを収
    納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液す
    る極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シー
    ルドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が前
    記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気中
    に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り付
    けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリン
    ダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一部
    で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低温
    冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機と、前記多段
    式蓄冷型冷凍機と前記冷凍機取付シリンダとの間に充填
    された熱絶縁体とを備えた超電導マグネットであって、
    前記冷凍機取付シリンダの冷凍機挿入口をテーパ面とし
    たことを特徴とする超電導マグネット。
  10. 【請求項１０】 超電導コイルと、前記超電導コイルを
    収納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液
    する極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シ
    ールドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が
    前記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気
    中に臨み、他端が前記真空槽に取り付けられた冷凍機取
    付シリンダと、前記冷凍機取付シリンダ内に挿入固定さ
    れ、少なくともヒートステージの一部で前記冷凍機取付
    シリンダ内に引き出された前記極低温冷媒ガスを再液化
    する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた超電導マグネットで
    あって、前記多段式蓄冷型冷凍機の取付角度が１０〜２
    ５°としたことを特徴とする超電導マグネット。
  11. 【請求項１１】 超電導コイルと、前記超電導コイルを
    収納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液
    する極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シ
    ールドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が
    前記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気
    中に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り
    付けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリ
    ンダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一
    部で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低
    温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機と、前記多
    段式蓄冷型冷凍機と前記冷凍機取付シリンダとの間に充
    填された熱絶縁体とを備えた超電導マグネットであっ
    て、前記熱絶縁体は軸方向に２つ割りの管体としたこと
    を特徴とする超電導マグネット。
  12. 【請求項１２】 超電導コイルと、前記超電導コイルを
    収納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液
    する極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シ
    ールドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が
    前記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気
    中に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り
    付けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリ
    ンダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一
    部で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低
    温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた
    超電導マグネットであって、前記多段式蓄冷型冷凍機の
    ヒートステージを前記多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外
    径より突出しないようにしたことを特徴とする超電導マ
    グネット。
  13. 【請求項１３】 超電導コイルと、前記超電導コイルを
    収納し、前記超電導コイルを冷却する極低温冷媒を貯液
    する極低温冷媒槽と、前記極低温冷媒槽を包囲する熱シ
    ールドと、前記熱シールドを包囲する真空槽と、一端が
    前記極低温冷媒槽内で蒸発する極低温冷媒ガスの雰囲気
    中に臨み、他端が略水平になるように前記真空槽に取り
    付けられた冷凍機取付シリンダと、前記冷凍機取付シリ
    ンダ内に挿入固定され、少なくともヒートステージの一
    部で前記冷凍機取付シリンダ内に引き出された前記極低
    温冷媒ガスを再液化する多段式蓄冷型冷凍機とを備えた
    超電導マグネットであって、前記冷凍機取付シリンダの
    内径とほぼ等しい外径を有する副シリンダをベローを介
    して前記多段式蓄冷型冷凍機のシリンダ外周面に取り付
    けたことを特徴とする超電導マグネット。
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