JPH0747882Y2 - 極低温体の支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、熱変形を許容した状態で極低温体を支持する
極低温体の支持装置に関する。

「従来の技術およびその課題」 極低温体、例えば超伝導コイルを極低温雰囲気中に保持
する方法として、内槽と外槽とからなる二重構造の真空
容器を用い、該真空容器の内槽と外槽との間を真空状態
に保つとともに、内槽に液体ヘリウムを満たし、このよ
うに内槽を極低温に保った状態にして、内部に超伝導コ
イルを収納することが考えられている。

このような真空容器において、超伝導コイルを内槽内の
所定箇所に支持する場合内槽の周壁部から支持ブラケッ
トを伸ばしそこに超伝導コイルを取り付ける方法が考え
られるが、その場合以下に示すように種々留意しなけれ
ばならない点がある。

すなわち、 超伝導コイルを支持するのに充分な強度を必要とす
る。

真空容器内を冷却するとき超伝導コイルを支持する
支持装置自体が熱収縮するためそれを許容する構造とし
なければならない。

支持装置構成部材を介して真空容器から超伝導コイ
ルへ侵入する伝導熱をできるだけ少なく押さえる等の点
である。

本考案は上記課題を有効に解決するもので、強度の向上
を図るとともに、熱変位が生じたときの吸収性を高めて
応力の発生を防ぎ、また熱伝達を少なくすることを目的
をするものである。

「課題を解決するための手段」 本考案にかかる極低温体の支持装置は、極低温体とこれ
を囲む支持体との間に架設される極低温体の支持装置で
あって、前記極低温体の端部に取り付けられる固定リン
グと、該固定リングの外方に配設される中間リングと、
これら両リングどうしを相互に連結する複数の第１のサ
ポートロッドと、中間リングと支持体とを相互に連結す
る複数の第２のサポートロッドとを具備し、前記第１の
サポートロッドの固定リングへの取り付け部分が、極低
温体の固定リングへの取り付け部分に対して固定リング
の周方向へずれた位置にピン結合されていることを特徴
としている。

「作用」 極低温体が常温から極低温へ温度変化するとき、あるい
はその逆に極低温から常温に変化するとき、極低温体、
固定リング、中間リング及び支持体の熱収縮あるいは熱
膨張に応じてサポートロッドの傾斜角度が変わる。これ
によって上記各部材の熱変形を吸収する。

また、極低温体は中空に浮いた状態で支持されるため、
同極低温体の冷熱は外部へ流れにくい。なお、極低温体
の冷熱が、支持装置を構成する固定リング、中間リン
グ、サポートロッドを介して支持体に伝導されることも
あるが、その伝導熱量はサポートロッド等を小径にする
ことによって、少なくすることができる。

「実施例」 以下、本考案にかかる極低温体の支持装置の一実施例を
図面に基づいて説明する。第１図及び第２図は超伝導コ
イルを真空容器内に支持する装置に、本考案を適用した
例を示すものである。

第２図において符号Ｃは超伝導コイル、Ｎは超伝導コイ
ルＣを収納する二重構造の真空容器の内の内槽をそれぞ
れ示す。なお、内槽Ｎは本考案にかかる支持装置１を介
して超伝導コイルＣを支持しており、超伝導コイル支持
用の支持体を兼ねている。超伝導コイルＣは空間的制約
から、片端部のみが支持装置１によって支持されてい
る。

支持装置１について説明すると、２は周方向所定間隔置
きに設けられた脚３によって超伝導コイルＣの端面に固
定される固定リングである。また、４は固定リング２の
外方にほぼ同心上に位置するように配された中間リング
である。

この実施例における中間リング４は、平行に配されるほ
ぼ同型の２つのリング4A,4Bを周方向に間隔を明けて配
した複数の連結ロッド５によって連結した、いわゆる２
連構造のものである。

この２連構造の中間リング４は、両リング4A,4Bの内、
超伝導コイルＣに近い方のリング4Aを、周方向に間隔を
置いて配された複数の第１のサポートロッド６…によっ
て前記固定リング２に連結されている。第１のサポート
ロッド６は、半径方向に延びるようにかつリング2,4の
存する平面に対し傾斜して設けられている。また、第１
のサポートロッド６の両端は前記リング4Aおよび固定リ
ング２にブラケット７を介してそれぞれピン結合されて
いて、それら両端は超伝導コイルＣの絶線ｌに直交する
軸線l₁を中心に回動自在とされている。また、固定リン
グ２における脚３の連結位置と第１のサポートロッド６
の連結位置は周方向にずらして設けられている。また、
中間リングの超伝導コイルＣ側のリング4Aにおける第１
のサポートロッド６の連結位置と連結ロッド５との連結
位置も周方向にずらして設けられている。

他方、中間リング４の両リング4A,4Bの内、超伝導コイ
ルＣから遠い方のリング4Bは、周方向に間隔を明けて配
された複数の第２のサポートロッド８…によって前記内
槽Ｎの内周面に連結されている。第２のサポートロッド
８は、前記第１のサポートロッド６と同様半径方向に延
びるようにかつリング2,4の存する平面に対し傾斜して
設けられている。また、第２のサポートロッド８の両端
は、前記リング4Bおよび内槽Ｎの内周面にブラケット９
を介してそれぞれピン連結されていて、それら両端は超
伝導コイルＣの軸線ｌに直交する軸線l₂を中心に回動自
在とされている。また、中間リングのリング4Bにおける
第２のサポートロッド８の連結位置と連結ロッド５との
連結位置も周方向にずらして設けられている。

なお、上記真空容器には図示せぬ冷却手段が配備され、
それによって第２図に示すように超伝導コイルＣおよび
その近傍は20K以下に、またその若干外側は80K以下に保
持されるようになっている。

上記構成の超伝導コイル支持装置によれば、超伝導コイ
ルＣが固定リング２を介して中間リング４に支持され、
該中間リング４が複数の第２のサポートロッド８によっ
て内槽Ｎの壁部全周によってバランスよく支持されるた
め、超伝導コイルＣを支持するのに充分な強度を有して
いる。

また、真空容器内の冷却が進み、固定リング２および中
間リング４が熱収縮してそれらの径が小さくなる場合で
も、真空容器の内槽Ｎと中間リング４、および中間リン
グ４と固定リング２がそれぞれ両端をピン結合されたサ
ポートロッド6,8で連結されているため、サポートロッ
ド6,8の傾斜角度が変わることにより、それらリング2,4
やサポートロッド6,8の熱収縮を許容でき、それらの部
材に応力は生じない。

また、中間ロッド４に対する第１のサポートロッド６の
連結部分と第２のサポートロッド８の連結部分とが互い
にずらされているため（コイルＣの軸線方向にずらされ
ている）。それらサポートロッド6,8を介して真空容器
の内槽Ｎから超伝導コイルＣへ達する熱の伝導経路が長
くなり、その分、内槽Ｎから超伝導コイルＣへ流れる伝
導熱量が少なくなる。

加えて、上記実施例では、中間リング４を２連構造と
し、しかもこの中間リング４を構成する連結ロッド５を
第１のサポートロッド６および第２のサポートロッド８
の連結位置から互いにずらして配置しているため、真空
容器の内槽Ｎから超伝導コイルＣへ達する熱の伝達経路
をより長くすることができる。したがって、内槽Ｎから
超伝導コイルＣへ流れる伝導熱量を一層少なくすること
ができ、非常に断熱性に優れた構造とすることができ
る。

なお、上記実施例では、中間リング４を２連構造として
いるが１連のものを用いてもよく、また３連以上のもの
を用いてもよい。

「考案の効果」 以上説明したように本考案によれば、以下の優れた効果
を奏する。

極低温体をサポートロッドによって支持体の壁部全
周にバランスよく支持することができるため、該極低温
体の支持強度を高くすることができ、極低温体自重のモ
ーメント、３次元的な振動および極低温体の回転に対し
て充分な強度を持つ。

始動時等において極低温体が常温から極低温へ温度
変化するときあるいはその逆に極低温から常温に変化す
るときに、固定リング、中間リングが熱収縮、熱膨張し
て径が変化する場合でも、両端を回転自在に支持された
サポートロッドの傾斜角度が変化することによって、そ
れら固定リング等やサポートロッドの熱収縮、熱膨張を
吸収でき、それら部材に熱応力は生じない。

極低温体は中空に浮いた状態で支持されるため同極
低温体の冷熱は外部へ流れにくい。また、極低温体の冷
熱が支持装置を構成する固定リング、中間リング、サポ
ートロッドを介して外方の支持体に伝導される熱量は、
サポートロッド等を小径としたり、サポートロッドの中
間リングへの取り付け位置をずらすことによって、少な
くすることができる。

リング材とロッド材との組み合わせによる簡単な構
成であり、しかも使用する部品の種類も少ないため、容
易かつ安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案にかかる超伝導コイル支持装置の一実施例
を示し、第１図は斜視図、第２図は縦断面図である。 Ｃ……超伝導コイル（極低温体）、Ｎ……内槽（支持
体）、１……支持装置、２……固定リング、４……中間
リング、６……第１のサポートロッド、８……第２のサ
ポートロッド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】極低温体とこれを囲む支持体との間に架設
   される極低温体の支持装置であって、前記極低温体の端
   部に取り付けられる固定リングと、該固定リングの外方
   に配設される中間リングと、これら両リングどうしを相
   互に連結する複数の第１のサポートロッドと、中間リン
   グと支持体とを相互に連結する複数の第２のサポートロ
   ッドとを具備し、前記第１のサポートロッドの固定リン
   グへの取り付け部分が、極低温体の固定リングへの取り
   付け部分に対して固定リングの周方向へずれた位置にピ
   ン結合されていることを特徴とする極低温体の支持装
   置。