JPH065648B2 - 超電導磁石装置 - Google Patents
超電導磁石装置Info
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- JPH065648B2 JPH065648B2 JP60216423A JP21642385A JPH065648B2 JP H065648 B2 JPH065648 B2 JP H065648B2 JP 60216423 A JP60216423 A JP 60216423A JP 21642385 A JP21642385 A JP 21642385A JP H065648 B2 JPH065648 B2 JP H065648B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
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- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
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- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、超電導磁石装置に係り、特に、超電導磁石本
体を超流動ヘリウムで冷却するようにした超電導磁石装
置の改良に関する。
体を超流動ヘリウムで冷却するようにした超電導磁石装
置の改良に関する。
超電導磁石本体を超流動ヘリウムで冷却するようにした
超電導磁石装置は、一般に、超流動ヘリウム槽と、この
超流動ヘリウム槽に隣接して設けられた常流動ヘリウム
槽と、この常流動ヘリウム槽と超流動ヘリウム槽とを熱
的に隔てる断熱層と、この断熱層を貫通して常流動ヘリ
ウム層内と超流動ヘリウム層内とを連絡させる連絡管
と、超流動ヘリウム層内にこの層内の超流動ヘリウムに
浸漬される関係に収容された超電導磁石本体と、この超
電導磁石本体の両線端を前記連絡管内および常流動ヘリ
ウム層内を介して外部へ導くとともに少なくとも上記連
絡管内を通る部分が安定化材と超電導体とで構成される
超電導線で形成された一対の電流リード線と、連絡管内
に充填され常流動ヘリウム層と超流動ヘリルム層との間
でのヘリウムの移動を阻止する充填材と、常流動ヘリウ
ム槽内の液体ヘリウムを用いて超流動ヘリウム槽内の液
体ヘリウムを超流動温度まで冷し込む冷却系とで構成さ
れている。超電導磁石本体を励磁するための前記電流リ
ード線としては、通常、常流動ヘリウム槽から室温部へ
の取出し部分には銅線が使用され、また、液体ヘリウム
中および超電導転移温度以下の温度領域部分にはジュー
ル損失を抑える意味から超電導線が使用されている。さ
らに、前記充填材としては、この充填材を介しての熱侵
入を抑えるためにエポキシ樹脂等が使用されている。
超電導磁石装置は、一般に、超流動ヘリウム槽と、この
超流動ヘリウム槽に隣接して設けられた常流動ヘリウム
槽と、この常流動ヘリウム槽と超流動ヘリウム槽とを熱
的に隔てる断熱層と、この断熱層を貫通して常流動ヘリ
ウム層内と超流動ヘリウム層内とを連絡させる連絡管
と、超流動ヘリウム層内にこの層内の超流動ヘリウムに
浸漬される関係に収容された超電導磁石本体と、この超
電導磁石本体の両線端を前記連絡管内および常流動ヘリ
ウム層内を介して外部へ導くとともに少なくとも上記連
絡管内を通る部分が安定化材と超電導体とで構成される
超電導線で形成された一対の電流リード線と、連絡管内
に充填され常流動ヘリウム層と超流動ヘリルム層との間
でのヘリウムの移動を阻止する充填材と、常流動ヘリウ
ム槽内の液体ヘリウムを用いて超流動ヘリウム槽内の液
体ヘリウムを超流動温度まで冷し込む冷却系とで構成さ
れている。超電導磁石本体を励磁するための前記電流リ
ード線としては、通常、常流動ヘリウム槽から室温部へ
の取出し部分には銅線が使用され、また、液体ヘリウム
中および超電導転移温度以下の温度領域部分にはジュー
ル損失を抑える意味から超電導線が使用されている。さ
らに、前記充填材としては、この充填材を介しての熱侵
入を抑えるためにエポキシ樹脂等が使用されている。
しかしながら、上記のように構成された従来の超電導磁
石装置にあっては次のような問題があった。すなわち、
超電導磁石本体を励磁しているときに超電導磁石本体が
クエンチしたときには、通常、励磁電源を切り離すとと
もに前記電流リード線の室温部に位置している部分を保
護抵抗を介して短絡し、これによって超電導磁石本体に
蓄えられていたエネルギーを放出させ消滅させる方式が
採用されている。このような方式でクエンチ時にエネル
ギーを消滅させた場合、従来の装置では電流リード線、
特に、この電流リード線の前述した連絡管内に位置して
いる部分が焼損する虞れが多分にあった。すなわち、超
電導磁石本体で常電導転移部が発生した場合には、超電
導線の安定化材の部分に電流が流れ、多量のジュール熱
が発生する。そのため、常電導転移部は電流リード線に
まで伝播し、ついには前述した連絡管内に位置する部分
まで伝播する。連絡管内には充填材が充填されているの
で、この部分での冷却は極度に悪い。このため、連絡管
内において電流リード線が焼損する危険性が多分にあっ
た。
石装置にあっては次のような問題があった。すなわち、
超電導磁石本体を励磁しているときに超電導磁石本体が
クエンチしたときには、通常、励磁電源を切り離すとと
もに前記電流リード線の室温部に位置している部分を保
護抵抗を介して短絡し、これによって超電導磁石本体に
蓄えられていたエネルギーを放出させ消滅させる方式が
採用されている。このような方式でクエンチ時にエネル
ギーを消滅させた場合、従来の装置では電流リード線、
特に、この電流リード線の前述した連絡管内に位置して
いる部分が焼損する虞れが多分にあった。すなわち、超
電導磁石本体で常電導転移部が発生した場合には、超電
導線の安定化材の部分に電流が流れ、多量のジュール熱
が発生する。そのため、常電導転移部は電流リード線に
まで伝播し、ついには前述した連絡管内に位置する部分
まで伝播する。連絡管内には充填材が充填されているの
で、この部分での冷却は極度に悪い。このため、連絡管
内において電流リード線が焼損する危険性が多分にあっ
た。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、超電導磁石本体を収容した超流
動ヘリウム槽に隣接させ、かつ断熱層を介して常流動ヘ
リウム層を配置するとともに上記超電導磁石本体の両線
端を上記超流動ヘリウム槽と上記常流動ヘリウム槽との
間に設けられた連絡管内および上記常流動ヘリウム槽内
を介して外部に導き、少なくとも上記連絡管内に位置す
る部分が超電導線で形成されてなる一対の電流リード線
を設けてなるものにおいて、超電導磁石本体がクエンチ
したときに電流リード線が焼損するのを確実に防止でき
る超電導磁石装置を提供することにある。
の目的とするところは、超電導磁石本体を収容した超流
動ヘリウム槽に隣接させ、かつ断熱層を介して常流動ヘ
リウム層を配置するとともに上記超電導磁石本体の両線
端を上記超流動ヘリウム槽と上記常流動ヘリウム槽との
間に設けられた連絡管内および上記常流動ヘリウム槽内
を介して外部に導き、少なくとも上記連絡管内に位置す
る部分が超電導線で形成されてなる一対の電流リード線
を設けてなるものにおいて、超電導磁石本体がクエンチ
したときに電流リード線が焼損するのを確実に防止でき
る超電導磁石装置を提供することにある。
本発明によれば、上述した連絡管内に常電導ヘリウム槽
側から差し込まれ上記連絡管とで超流動ヘリウム槽内の
圧力が所定以上のとき開放動作する安全弁を構成する弁
体を設けた超電導磁石装置が提供される。
側から差し込まれ上記連絡管とで超流動ヘリウム槽内の
圧力が所定以上のとき開放動作する安全弁を構成する弁
体を設けた超電導磁石装置が提供される。
上記構成であると、超電導磁石本体がクエンチすると、
常電導転移した部分のジュール発熱で超流動ヘリウム槽
内の液体ヘリウムがガス化し、ガス化したヘリウムが弁
体を押し上げ、連絡管を通して常流動ヘリウム槽へと噴
出する。すなわち、クエンチ時に上記連絡管内は最も冷
却の良い状態となる。電流リード線は、上述した連絡管
内を通っているので、この電流リード線が常電導に転移
した場合でも焼き切れるようなことはない。そして、こ
の場合には連絡管と弁体とで安全弁を構成すると言う簡
単な手段で電流リード線の焼損を防止できるので、構成
の複雑化を招くようなこともない。
常電導転移した部分のジュール発熱で超流動ヘリウム槽
内の液体ヘリウムがガス化し、ガス化したヘリウムが弁
体を押し上げ、連絡管を通して常流動ヘリウム槽へと噴
出する。すなわち、クエンチ時に上記連絡管内は最も冷
却の良い状態となる。電流リード線は、上述した連絡管
内を通っているので、この電流リード線が常電導に転移
した場合でも焼き切れるようなことはない。そして、こ
の場合には連絡管と弁体とで安全弁を構成すると言う簡
単な手段で電流リード線の焼損を防止できるので、構成
の複雑化を招くようなこともない。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る超電導磁石装置を模式
的に示すもので、この超電導磁石装置は、大きく別け
て、ヘリウム槽１と、このヘリウム槽１内に収容された
超電導磁石本体２と、この本体２を励磁する励磁電源系
３と、超流動ヘリウムを生成するための冷却系４とで構
成されている。
的に示すもので、この超電導磁石装置は、大きく別け
て、ヘリウム槽１と、このヘリウム槽１内に収容された
超電導磁石本体２と、この本体２を励磁する励磁電源系
３と、超流動ヘリウムを生成するための冷却系４とで構
成されている。
ヘリウム槽１は、外槽１１と、この外槽１１内の下方に
収容された超流動ヘリウム槽１２と、この超流動ヘリウ
ム槽１２より上方に収容された常流動ヘリウム槽１３と
で構成されている。そして、超流動ヘリウム槽１２と常
流動ヘリウム槽１３とは真空断熱層を介して断熱されて
いる。また、超流動ヘリウム槽１２と常流動ヘリウム槽
１３とは真空断熱層を貫通する連絡管１４および連絡管
１５によって連絡されている。なお、連絡管１５は、当
初、超流動ヘリウム槽１２内にヘリウムを導入するとき
に使用されるもので、その入口には常時は閉じられる１
６が設けられている。
収容された超流動ヘリウム槽１２と、この超流動ヘリウ
ム槽１２より上方に収容された常流動ヘリウム槽１３と
で構成されている。そして、超流動ヘリウム槽１２と常
流動ヘリウム槽１３とは真空断熱層を介して断熱されて
いる。また、超流動ヘリウム槽１２と常流動ヘリウム槽
１３とは真空断熱層を貫通する連絡管１４および連絡管
１５によって連絡されている。なお、連絡管１５は、当
初、超流動ヘリウム槽１２内にヘリウムを導入するとき
に使用されるもので、その入口には常時は閉じられる１
６が設けられている。
前記超電導磁石本体２は、超電導線を巻回して形成され
たもので、超流動ヘリウム槽１２内の液体ヘリウムＹに
浸漬される関係に収容され、図示しない断熱支持材を介
して固定されている。
たもので、超流動ヘリウム槽１２内の液体ヘリウムＹに
浸漬される関係に収容され、図示しない断熱支持材を介
して固定されている。
前記励磁電源系３は、前記超電導磁石本体２の両線端
を、前記連絡管１４内、常流動ヘリウム槽１３内を通
し、さらに常流動ヘリウム槽１３の上壁に設けられた案
内管部１７を気密に貫通して室温部に導く一対の電流リ
ード線１８ａ、１８ｂと、この電流リード線１８ａ、１
８ｂの室温部に位置する端部間に直列に接続された電流
源１９、スイッチ２０と、クエンチ検出器２１と、上記
直列回路と並列に接続されたスイッチ２２と、このスイ
ッチ２２に直列に接続された保護抵抗２３とで構成され
ている。前記電流リード線１８ａ、１８ｂは、常流動ヘ
リウム槽１３内に収容された液体ヘリウムＸの液面より
やや下方に位置する部分、つまり図中Ａ、Ｂで示す位置
から超電導磁石本体２までの間がジュール損失を抑える
意味から超電導線で形成されており、さらに、Ａ、Ｂで
示す位置から室温部までの間が銅線で形成されている。
前記クエンチ検出器２１は、磁石巻線の中心部から出た
中間端子と磁石両端との間の電圧バランスが所定幅内に
入らないとき出力信号を送出するように構成されてい
る。そして、上記出力信号は、前記スイッチ２０の遮断
制御指令に供されるとともに前記スイッチ２２の投入制
御指令に供されている。
を、前記連絡管１４内、常流動ヘリウム槽１３内を通
し、さらに常流動ヘリウム槽１３の上壁に設けられた案
内管部１７を気密に貫通して室温部に導く一対の電流リ
ード線１８ａ、１８ｂと、この電流リード線１８ａ、１
８ｂの室温部に位置する端部間に直列に接続された電流
源１９、スイッチ２０と、クエンチ検出器２１と、上記
直列回路と並列に接続されたスイッチ２２と、このスイ
ッチ２２に直列に接続された保護抵抗２３とで構成され
ている。前記電流リード線１８ａ、１８ｂは、常流動ヘ
リウム槽１３内に収容された液体ヘリウムＸの液面より
やや下方に位置する部分、つまり図中Ａ、Ｂで示す位置
から超電導磁石本体２までの間がジュール損失を抑える
意味から超電導線で形成されており、さらに、Ａ、Ｂで
示す位置から室温部までの間が銅線で形成されている。
前記クエンチ検出器２１は、磁石巻線の中心部から出た
中間端子と磁石両端との間の電圧バランスが所定幅内に
入らないとき出力信号を送出するように構成されてい
る。そして、上記出力信号は、前記スイッチ２０の遮断
制御指令に供されるとともに前記スイッチ２２の投入制
御指令に供されている。
しかして、前記連絡管１４の部分は、具体的には第２図
および第３図に示すように構成されている。すなわち、
連絡管１４は、常流動ヘリウム槽１３側が大径で、超流
動ヘリウム槽１２側が小径となる截頭円錐筒状に形成さ
れている。そして、連絡管１４内には、この連絡管１４
の内面に密接嵌入し得る大きさの截頭円錐柱状に形成さ
れ、上記連絡管１４を弁座として、超流動ヘリウム槽１
２内の圧力が所定以上に上昇したとき開放動作して安全
弁としての機能を発揮する弁体２４が常流動ヘリウム槽
１３側から差し込まれている。この弁体２４は，断熱材
で形成され、その外側面には前記電流リード線１８ａ、
１８ｂが嵌入し得るだけの寸法の溝２５ａ、２５ｂが形
成されており、また大径側端面には連絡管１４への差し
込みを容易化するためのロッド２６が突設されている。
そして、常流動ヘリウム槽１３内には、連絡管１４内に
差し込まれた弁体２４に対して超流動ヘリウム槽１２側
へ向かう偏奇力を付与する図示しない弾性体が設けられ
ている。
および第３図に示すように構成されている。すなわち、
連絡管１４は、常流動ヘリウム槽１３側が大径で、超流
動ヘリウム槽１２側が小径となる截頭円錐筒状に形成さ
れている。そして、連絡管１４内には、この連絡管１４
の内面に密接嵌入し得る大きさの截頭円錐柱状に形成さ
れ、上記連絡管１４を弁座として、超流動ヘリウム槽１
２内の圧力が所定以上に上昇したとき開放動作して安全
弁としての機能を発揮する弁体２４が常流動ヘリウム槽
１３側から差し込まれている。この弁体２４は，断熱材
で形成され、その外側面には前記電流リード線１８ａ、
１８ｂが嵌入し得るだけの寸法の溝２５ａ、２５ｂが形
成されており、また大径側端面には連絡管１４への差し
込みを容易化するためのロッド２６が突設されている。
そして、常流動ヘリウム槽１３内には、連絡管１４内に
差し込まれた弁体２４に対して超流動ヘリウム槽１２側
へ向かう偏奇力を付与する図示しない弾性体が設けられ
ている。
一方、前記冷却系４は次のように構成されている。すな
わち、ＪＴ熱交換器３１の一次側の一端を前記常流動ヘ
リウム槽１３の側壁を気密に貫通させて常流動ヘリウム
槽１３内に位置させるとともに他端をジュールトムソン
弁３２（以後、ＪＴ弁と称す）を介して超流動ヘリウム
槽１２内に配置された主熱交換器３３の一端に接続して
いる。そして、主熱交換器３３の他端をＪＴ熱交換器３
１の二次側を介して真空ポンプ３４の吸込み口に接続し
たものとなっている。なお、第１図中３５は、常流動ヘ
リウム槽１３内へ液体ヘリウムを導入するための入口を
示している。
わち、ＪＴ熱交換器３１の一次側の一端を前記常流動ヘ
リウム槽１３の側壁を気密に貫通させて常流動ヘリウム
槽１３内に位置させるとともに他端をジュールトムソン
弁３２（以後、ＪＴ弁と称す）を介して超流動ヘリウム
槽１２内に配置された主熱交換器３３の一端に接続して
いる。そして、主熱交換器３３の他端をＪＴ熱交換器３
１の二次側を介して真空ポンプ３４の吸込み口に接続し
たものとなっている。なお、第１図中３５は、常流動ヘ
リウム槽１３内へ液体ヘリウムを導入するための入口を
示している。
次に、上記のように構成された装置の動作を説明する。
まず、超流動ヘリウム槽１２内の液体ヘリウムＹを超流
動温度まで冷し込む必要があるが、これは次のようにし
て行われる。すなわち、真空ポンプ３４を動作状態とす
ると、常流動ヘリウム槽１３内の４．２Ｋの液体ヘリウ
ムの一部がＪＴ熱交換器３１の一次側、ＪＴ弁３２、主
熱交換器３３、ＪＴ熱交換器３１の二次側の経路で流れ
る。真空ポンプ３４によって、主熱交換器３３内が超流
動ヘリウム槽１２内の温度より低い温度に対応する飽和
蒸気圧に排気されているものとすると、常流動ヘリウム
槽１３内を出た液体ヘリウムは、ＪＴ熱交換器３１の一
次側を通る間に、たとえば２．２Ｋまで予冷され、続い
てＪＴ弁３２でＪＴ膨張してガスと液とになる。この液
が主熱交換器３３内を通る間に蒸発し、これによって、
超流動ヘリウム槽１２内の液体ヘリウムＹが超流動温度
まで冷却される。
動温度まで冷し込む必要があるが、これは次のようにし
て行われる。すなわち、真空ポンプ３４を動作状態とす
ると、常流動ヘリウム槽１３内の４．２Ｋの液体ヘリウ
ムの一部がＪＴ熱交換器３１の一次側、ＪＴ弁３２、主
熱交換器３３、ＪＴ熱交換器３１の二次側の経路で流れ
る。真空ポンプ３４によって、主熱交換器３３内が超流
動ヘリウム槽１２内の温度より低い温度に対応する飽和
蒸気圧に排気されているものとすると、常流動ヘリウム
槽１３内を出た液体ヘリウムは、ＪＴ熱交換器３１の一
次側を通る間に、たとえば２．２Ｋまで予冷され、続い
てＪＴ弁３２でＪＴ膨張してガスと液とになる。この液
が主熱交換器３３内を通る間に蒸発し、これによって、
超流動ヘリウム槽１２内の液体ヘリウムＹが超流動温度
まで冷却される。
超流動ヘリウム槽１２内の液体ヘリウムＹが超流動温度
まで冷却された時点で、超電導磁石本体２を励磁するの
であるが、これは次のようにして行われる。すなわち、
まず、スイッチ２０を投入する。次に、電流源１９から
出力の送出を開始させる。電流源１９は、予め定められ
た一定の増加率で出力電流を増加させる。したがって、
超電導磁石本体２に流れる電流も徐々に増加する。そし
て、予め定められたレベルまで増加した時点で、電流源
１９の出力電流が安定し、超電導磁石として使用できる
状態になる。
まで冷却された時点で、超電導磁石本体２を励磁するの
であるが、これは次のようにして行われる。すなわち、
まず、スイッチ２０を投入する。次に、電流源１９から
出力の送出を開始させる。電流源１９は、予め定められ
た一定の増加率で出力電流を増加させる。したがって、
超電導磁石本体２に流れる電流も徐々に増加する。そし
て、予め定められたレベルまで増加した時点で、電流源
１９の出力電流が安定し、超電導磁石として使用できる
状態になる。
ところで、上記のように超電導磁石本体２を励磁してい
るとき、超電導磁石本体２にクエンチが発生すると次の
ように動作する。すなわち、クエンチ検出器２１によっ
てそれが検出され、制御信号によってスイッチ２０をオ
フして励磁電源を切り離すとともにスイッチ２２をオン
に制御する。こうなると、今まで超電導磁石本体に蓄え
られていたエネルギーは、超電導磁石本体２〜電流リー
ド線１８ａ〜スイッチ２２〜保護抵抗２３〜電流リード
線１８ｂ〜超電導磁石本体２の経路で放出され消費され
る。一方、上記のように超電導磁石本体２がクエンチす
ると、常電導に転移した部分のジュール発熱で超流動ヘ
リウム槽１２内の液体ヘリウムの一部がガス化する。こ
のため、超流動ヘリウム槽１２内の圧力が急速に上昇す
る。この圧力が前述した弁体２４を押し上げ得る値まで
上昇すると、弁体２４が連絡管１４外に飛び出し、これ
に伴って超流動ヘリウム槽１２側から液体ヘリウムおよ
び低温のヘリウムガスが連絡管１４内を通って常流動ヘ
リウム槽１３側へ噴出する。このため、電流リード線１
８ａ、１８ｂの連絡管１４内に位置する部分が、直接、
冷媒に接触して冷却されることになる。したがって、超
電導磁石本体２の励磁時に、この本体２がクエンチし、
その常電導転移部分が電流リード線１８ａ、１８ｂの連
絡管１４内に位置する部分まで伝播した場合であって
も、電流リード線１８ａ、１８ｂの焼損を確実に防止す
ることができ、結局、前述した効果が得られることにな
る。
るとき、超電導磁石本体２にクエンチが発生すると次の
ように動作する。すなわち、クエンチ検出器２１によっ
てそれが検出され、制御信号によってスイッチ２０をオ
フして励磁電源を切り離すとともにスイッチ２２をオン
に制御する。こうなると、今まで超電導磁石本体に蓄え
られていたエネルギーは、超電導磁石本体２〜電流リー
ド線１８ａ〜スイッチ２２〜保護抵抗２３〜電流リード
線１８ｂ〜超電導磁石本体２の経路で放出され消費され
る。一方、上記のように超電導磁石本体２がクエンチす
ると、常電導に転移した部分のジュール発熱で超流動ヘ
リウム槽１２内の液体ヘリウムの一部がガス化する。こ
のため、超流動ヘリウム槽１２内の圧力が急速に上昇す
る。この圧力が前述した弁体２４を押し上げ得る値まで
上昇すると、弁体２４が連絡管１４外に飛び出し、これ
に伴って超流動ヘリウム槽１２側から液体ヘリウムおよ
び低温のヘリウムガスが連絡管１４内を通って常流動ヘ
リウム槽１３側へ噴出する。このため、電流リード線１
８ａ、１８ｂの連絡管１４内に位置する部分が、直接、
冷媒に接触して冷却されることになる。したがって、超
電導磁石本体２の励磁時に、この本体２がクエンチし、
その常電導転移部分が電流リード線１８ａ、１８ｂの連
絡管１４内に位置する部分まで伝播した場合であって
も、電流リード線１８ａ、１８ｂの焼損を確実に防止す
ることができ、結局、前述した効果が得られることにな
る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く種々変形することができる。すなわち、上述した実施
例では弁体１４の外側面に溝２５ａ、２５ｂを設け、こ
れらの溝に電流リード線１８ａ、１８ｂを嵌入させるこ
とによって、常流動ヘリウム槽１３と超流動ヘリウム槽
１２とを遮断した状態で電流リード線１８ａ、１８ｂを
導くようにしているが、第４図に示すように連絡管１４
の内側面に電流リード線１８ａ、１８ｂを嵌入させるた
めの溝２５ｃ、２５ｄを設けるようにしてもよい。さら
に、第５図に示すように連絡管１４を、その内側面に電
流リード線１８ａ、１８ｂを導くための溝２５ｃ、２５
ｄを有した連絡管本体１４ａと、この連絡管本体１４ａ
内にシリコン・グリス等の充填材介して差し込まれる截
頭円錐筒状に形成された薄いパイプ１４ｂとで構成し、
このパイプ１４ｂに弁体２４を差し込むようにしてもよ
い。この場合には、弁体２４が押し上げられたとき薄い
パイプ１４ｂを介して電流リード線１８ａ、１８ｂが冷
却されることになり、充分な冷却効果が得られる。この
ような構成であると、薄いパイプ１４ｂの存在によって
シール性を容易に向上させることができる。また、第６
図に示すように上述した薄いパイプ１４ｂの外周面に電
流リード線１８ａ、１８ｂを嵌入させるための溝２５
ｅ、２５ｆを設けるようにしてもよい。このように構成
すると、前述した効果が得られるばかりか電流リード線
の幅等を変更するときにはパイプ１４ｂだけ取り代えれ
ばよいので応用性に富んだものとなる。また、上述した
実施例では超流動ヘリウム槽と常流動ヘリウム槽とを真
空断熱層で断熱するようにしているが、たとえばエポキ
シ樹脂等で断熱するようにしてもよい。
く種々変形することができる。すなわち、上述した実施
例では弁体１４の外側面に溝２５ａ、２５ｂを設け、こ
れらの溝に電流リード線１８ａ、１８ｂを嵌入させるこ
とによって、常流動ヘリウム槽１３と超流動ヘリウム槽
１２とを遮断した状態で電流リード線１８ａ、１８ｂを
導くようにしているが、第４図に示すように連絡管１４
の内側面に電流リード線１８ａ、１８ｂを嵌入させるた
めの溝２５ｃ、２５ｄを設けるようにしてもよい。さら
に、第５図に示すように連絡管１４を、その内側面に電
流リード線１８ａ、１８ｂを導くための溝２５ｃ、２５
ｄを有した連絡管本体１４ａと、この連絡管本体１４ａ
内にシリコン・グリス等の充填材介して差し込まれる截
頭円錐筒状に形成された薄いパイプ１４ｂとで構成し、
このパイプ１４ｂに弁体２４を差し込むようにしてもよ
い。この場合には、弁体２４が押し上げられたとき薄い
パイプ１４ｂを介して電流リード線１８ａ、１８ｂが冷
却されることになり、充分な冷却効果が得られる。この
ような構成であると、薄いパイプ１４ｂの存在によって
シール性を容易に向上させることができる。また、第６
図に示すように上述した薄いパイプ１４ｂの外周面に電
流リード線１８ａ、１８ｂを嵌入させるための溝２５
ｅ、２５ｆを設けるようにしてもよい。このように構成
すると、前述した効果が得られるばかりか電流リード線
の幅等を変更するときにはパイプ１４ｂだけ取り代えれ
ばよいので応用性に富んだものとなる。また、上述した
実施例では超流動ヘリウム槽と常流動ヘリウム槽とを真
空断熱層で断熱するようにしているが、たとえばエポキ
シ樹脂等で断熱するようにしてもよい。
第１図は本発明の一実施例に係る超電導磁石装置を示す
模式的構成図、第２図は同装置における連絡管部分の断
面図、第３図は同連絡管部分の分解斜視図、第４図から
第６図は連絡管部分のそれぞれ変形例を示す分解斜視図
である。 １…ヘリウム槽、２…超電導磁石本体、３…励磁電源
系、４…冷却系、１２…超流動ヘリウム槽、１３…常流
動ヘリウム槽、１４…連絡管、１８ａ、１８ｂ…電流リ
ード線、２４…弁体、２５ａ〜２５ｆ…溝。
模式的構成図、第２図は同装置における連絡管部分の断
面図、第３図は同連絡管部分の分解斜視図、第４図から
第６図は連絡管部分のそれぞれ変形例を示す分解斜視図
である。 １…ヘリウム槽、２…超電導磁石本体、３…励磁電源
系、４…冷却系、１２…超流動ヘリウム槽、１３…常流
動ヘリウム槽、１４…連絡管、１８ａ、１８ｂ…電流リ
ード線、２４…弁体、２５ａ〜２５ｆ…溝。
Claims (5)
- 【請求項１】超流動ヘリウム槽と、この超流動ヘリウム
槽に隣接して設けられた常流動ヘリウム槽と、この常流
動ヘリウム槽と前記超流動ヘリウム槽とを熱的に隔てる
断熱層と、この断熱層を貫通して前記常流動ヘリウム槽
内と超電導ヘリウム槽内とを連絡させる連絡管と、この
連絡管内に前記常流動ヘリウム槽側から差し込まれ上記
連絡管とで前記超流動ヘリウム槽内の圧力が所定以上の
とき開放動作する安全弁を構成する弁体と、前記超流動
ヘリウム槽内にこの槽内の超流動ヘリウムに浸漬される
関係に収容された超電導磁石本体と、この超電導磁石本
体の両線端を前記連絡管内および前記常流動ヘリウム槽
内を介して外部へ導くとともに少なくとも上記連絡管内
を通る部分が超電導線で形成された一対の電流リード線
とを具備してなることを特徴とする超電導磁石装置。 - 【請求項２】前記弁体は、外側面に前記電流リード線を
嵌入させる溝を有したものであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超電導磁石装置。 - 【請求項３】前記連絡管は、内側面に前記電流リード線
を嵌入させる溝を有したものであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の超電導磁石装置。 - 【請求項４】前記連絡管は、内側面に前記電流リード線
を嵌入させる溝を有した連絡管本体と、この連絡管本体
に差し込まれる薄いパイプとで構成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導磁石装置。 - 【請求項５】前記連絡管は、連絡管本体と、この連絡管
本体に差し込まれるとともに外側面に前記電流リード線
を嵌入させる溝を有した薄いパイプとで構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導磁
石装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216423A JPH065648B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 超電導磁石装置 |
| US06/911,439 US4689439A (en) | 1985-09-30 | 1986-09-25 | Superconducting-coil apparatus |
| FR868613617A FR2591023B1 (fr) | 1985-09-30 | 1986-09-30 | Appareil a bobines supraconductrices |
| DE19863633313 DE3633313A1 (de) | 1985-09-30 | 1986-09-30 | Supraleiter-spulenvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60216423A JPH065648B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 超電導磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276605A JPS6276605A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH065648B2 true JPH065648B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16688329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60216423A Expired - Lifetime JPH065648B2 (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 超電導磁石装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4689439A (ja) |
| JP (1) | JPH065648B2 (ja) |
| DE (1) | DE3633313A1 (ja) |
| FR (1) | FR2591023B1 (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4786886A (en) * | 1987-03-06 | 1988-11-22 | Japan Atomic Energy Research Institute | Forced-cooled superconductor |
| JPS6456151A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Yoshikage Oda | Medium circulation type temperature control device of thermostatic chamber |
| US4841268A (en) * | 1987-09-28 | 1989-06-20 | General Atomics | MRI Magnet system with permanently installed power leads |
| US5251456A (en) * | 1988-11-09 | 1993-10-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Multi-stage cold accumulation type refrigerator and cooling device including the same |
| US4982571A (en) * | 1989-08-03 | 1991-01-08 | Westinghouse Electric Corp. | Safety apparatus for superconducting magnetic energy stored system |
| DE4039332A1 (de) * | 1990-12-10 | 1992-06-11 | Bruker Analytische Messtechnik | Nmr-magnetsystem mit supraleitender spule in einem unterkuehlten heliumbad auf atmosphaerendruck |
| DE4039365A1 (de) * | 1990-12-10 | 1992-06-11 | Bruker Analytische Messtechnik | Nmr-magnetsystem mit supraleitender spule in einem low-loss-kryostaten |
| US5220800A (en) * | 1990-12-10 | 1993-06-22 | Bruker Analytische Messtechnik Gmbh | Nmr magnet system with superconducting coil in a helium bath |
| JPH04350906A (ja) * | 1991-05-28 | 1992-12-04 | Nippon Steel Corp | 酸化物超電導コイルの冷却方法および冷却装置 |
| US5193349A (en) * | 1991-08-05 | 1993-03-16 | Chicago Bridge & Iron Technical Services Company | Method and apparatus for cooling high temperature superconductors with neon-nitrogen mixtures |
| JP3172611B2 (ja) * | 1992-11-30 | 2001-06-04 | 株式会社イムラ材料開発研究所 | 超電導体の着磁装置 |
| US5347818A (en) * | 1993-02-04 | 1994-09-20 | Research & Manufacturing Co., Inc. | Dewar with improved efficiency |
| EP0937953A1 (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-25 | Oxford Instruments (Uk) Limited | Refrigerator |
| DE10130171B4 (de) * | 2001-06-22 | 2008-01-31 | Raccanelli, Andrea, Dr. | Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturkühlung |
| GB0403113D0 (en) * | 2004-02-12 | 2004-03-17 | Magnex Scient Ltd | Superconducting magnet systems |
| DE102004012452A1 (de) * | 2004-03-13 | 2005-10-06 | Bruker Biospin Gmbh | Supraleitendes Magnetsystem mit Pulsrohr-Kühler |
| JP4126029B2 (ja) * | 2004-05-19 | 2008-07-30 | 富士通株式会社 | 高周波回路冷却装置 |
| GB0426838D0 (en) * | 2004-12-07 | 2005-01-12 | Oxford Instr Superconductivity | Magnetic apparatus and method |
| FR2881216B1 (fr) * | 2005-01-27 | 2007-04-06 | Org Europeene De Rech | Installation de refroidissement cryogenique pour dispositif supraconducteur |
| EP1742234B1 (de) | 2005-07-08 | 2008-10-15 | Bruker BioSpin GmbH | Unterkühlte Horizontalkryostatanordnung |
| DE102005034837B4 (de) * | 2005-07-26 | 2017-12-21 | Bruker Biospin Gmbh | Supraleitende Magnetanordnung mit Schalter |
| JP2008109035A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Hitachi Ltd | 加圧超流動ヘリウムクライオスタット |
| JP5669506B2 (ja) * | 2010-10-05 | 2015-02-12 | 株式会社前川製作所 | 寒剤導入量制御弁 |
| US8542015B2 (en) | 2011-01-19 | 2013-09-24 | General Electric Company | Apparatus and method for protecting a magnetic resonance imaging magnet during quench |
| GB2498999A (en) * | 2012-02-02 | 2013-08-07 | Siemens Plc | Mechanical superconducting switch |
| JP6022990B2 (ja) * | 2013-04-19 | 2016-11-09 | 株式会社神戸製鋼所 | クライオスタット |
| WO2016005882A1 (en) * | 2014-07-07 | 2016-01-14 | Victoria Link Ltd | Method and apparatus for cryogenic cooling of hts devices immersed in liquid cryogen |
| DE102014225481A1 (de) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | Bruker Biospin Gmbh | Kryostat mit einem ersten und einem zweiten Heliumtank, die zumindest in einem unteren Bereich flüssigkeitsdicht voneinander abgetrennt sind |
| GB201515701D0 (en) * | 2015-09-04 | 2015-10-21 | Tokamak Energy Ltd | Cryogenics for HTS magnets |
| DE102018006912A1 (de) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Messer Group Gmbh | Vorrichtung zum Kühlen eines supraleitenden Elements |
| GB2592195B (en) * | 2020-02-18 | 2024-01-17 | Mbda Uk Ltd | An assembly and method for cooling an apparatus |
| FR3116321B1 (fr) * | 2020-11-19 | 2023-11-17 | Raoul Fremy | Barrage Cryogénique |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3412320A (en) * | 1966-05-16 | 1968-11-19 | Varian Associates | Cryostat having an effective heat exchanger for cooling its input leads and other leak paths |
| US3662566A (en) * | 1970-02-09 | 1972-05-16 | Varian Associates | Cryostat having heat exchanging means in a vent tube |
| GB1472333A (en) * | 1973-10-18 | 1977-05-04 | Max Planck Gesellschaft | Method and apparatus for producing predetermined temperatures with the aid of a cryoliquid |
| FR2262267B1 (ja) * | 1974-02-22 | 1976-12-03 | Commissariat Energie Atomique | |
| GB1604421A (en) * | 1978-05-25 | 1981-12-09 | Shepherd M W | Heat transfer apparatus |
| JPS57121287A (en) * | 1981-01-22 | 1982-07-28 | Toshiba Corp | Superflow helium low temperature container |
| JPS5998505A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-06 | Japanese National Railways<Jnr> | 超電導電流リ−ド |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60216423A patent/JPH065648B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-09-25 US US06/911,439 patent/US4689439A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-30 FR FR868613617A patent/FR2591023B1/fr not_active Expired
- 1986-09-30 DE DE19863633313 patent/DE3633313A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4689439A (en) | 1987-08-25 |
| FR2591023A1 (fr) | 1987-06-05 |
| FR2591023B1 (fr) | 1989-12-15 |
| DE3633313A1 (de) | 1987-04-02 |
| JPS6276605A (ja) | 1987-04-08 |
| DE3633313C2 (ja) | 1990-12-06 |
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