JPH10135526A - 極低温冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジュールトムソン回路内のヘリウムの消費を
無くし、省資源で安定した車載用極低温冷却装置を提供
すること。 【解決手段】 超電導磁石を収納した液体ヘリウム貯槽
１と、該液体ヘリウム貯槽１を覆った熱シールド板１０
と、該熱シールド板１０と前記液体ヘリウム貯槽とを収
納した真空断熱外槽容器１１と、冷凍機本体２およびジ
ュールトムソン回路３と、該ジュールトムソン回路３の
一部を構成する圧縮機本体４と、該圧縮機本体４に接続
された常温ヘリウムガスタンクである中圧タンク５と、
該中圧タンク５と前記圧縮機４との間に配設され、前記
中圧タンク５の圧力が安全弁設定圧力を越えそうになる
と閉じる開閉弁６１を備え、該中圧タンク５へのヘリウ
ムの供給を停止するヘリウム供給停止機構６とから成る
極低温冷却装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超電導式磁気浮上鉄
道の車両（リニアモータカー）に車載される超電導磁石
装置を冷却する車載用の極低温冷却装置であって、中圧
タンクの圧力が安全弁設定圧力を越えそうになると該中
圧タンクへのヘリウムの供給を停止するヘリウム供給停
止機構を備えている極低温冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の極低温冷凍装置（特公平２−２７
８２８号）は、図４に示されるように液体ヘリウム貯槽
Ｃ、Ｃ１内の液体ヘリウムは熱シールド板Ｐからの熱侵
入で蒸発するだけでなく超電導磁石Ｍを励磁または消磁
する際にパワーリード冷却用として蒸発し、また車両走
行中には車両揺動損失（スロッシングロス）や液体ヘリ
ウム貯槽板での渦電流損失（ＡＣロス）により更に蒸発
し液体ヘリウム貯槽上部タンクＣ１内の液体ヘリウム貯
量が減少するのは冷凍機の能力を越える多大な蒸発が発
生した時にのみ一時的におこる現象である。

【０００３】このように定常時より増加した多量の蒸発
ヘリウムガスは、一部が液体ヘリウム貯槽上部タンクＣ
１内の増加したガス層に蓄えられるが、その他は圧縮機
Ｋ本体の低圧側に戻ってくる。戻りガスが増加した分だ
け圧縮機Ｋ本体の低圧圧力は上昇するため、圧縮機Ｋ本
体で圧縮された吐出ガスは定常時より更に高圧になる。
その結果吐出圧力調整弁Ｖの設定圧力以上になったヘリ
ウムガスは吐出圧力調整弁Ｖを介して中圧タンクＴ内へ
押し込まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の極低温冷却
装置は、以上のように構成されているので、超電導磁石
Ｍの励消磁時の液体ヘリウム蒸発やスロッシングロスに
よる蒸発およびＡＣロスによる蒸発によって発生したヘ
リウムガスは中圧タンクＴの安全弁ＳＶの設定圧力を越
えて中圧タンクＴ内に押し込まれると、その分が該安全
弁ＳＶから大気へ放出されるという問題点があるととも
に、ジュールトムソン回路ＪＣ内の貴重なヘリウムの一
部を消失してしまい車両停止中にヘリウムガスを補給し
なければならないという問題点があった。

【０００５】またヘリウムの消失を防止するため安全弁
の設定圧力を高く設定すると中圧タンクＴの構成板厚を
厚くしなければならなくなり多大な重量増加を招く。ま
た液体ヘリウム貯留上部タンクＣ１の容量を増大したり
中圧タンクＴの容量を増大したりすると、強度の観点よ
り各タンクの構成板厚を更に厚くする必要が発生し重量
増加となるだけでなく大形になり小形軽量化が図れな
い。さらに冷凍機Ｒ本体の冷凍能力を増大する方法もあ
るが、これも重量増加と大形化を招くとともに、所要電
力も多くなる等の問題点があった。

【０００６】そこで本発明者らは、極低温冷却装置にお
いて、中圧タンクの圧力が安全弁設定圧力を越えそうに
なると該中圧タンクへのヘリウムの供給を停止するとい
う本発明の技術的思想に着眼し、さらに研究開発を重ね
た結果、ジュールトムソン回路内のヘリウムの消費を無
くし、省資源で安定した車載用極低温冷却装置を提供す
るという目的を達成する本発明に到達したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の極低温冷却装置は、超電導磁石を収納す
る液体ヘリウム貯槽と熱シールド板とを収納した真空断
熱外槽容器と、冷凍機本体およびジュールトムソン回路
の一部を構成する圧縮機本体に接続された常温ヘリウム
ガスタンクである中圧タンクを有する極低温冷却装置に
おいて、前記中圧タンクの圧力が安全弁設定圧力を越え
そうになると該中圧タンクへのヘリウムの供給を停止す
るヘリウム供給停止機構を備えているものである。

【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）の極
低温冷却装置は、超電導磁石を収納した液体ヘリウム貯
槽と、液体ヘリウム貯槽を覆った熱シールド板と、該熱
シールド板と液体ヘリウム貯槽とを収納した真空断熱外
槽容器と、冷凍機本体およびジュールトムソン回路と、
該ジュールトムソン回路の一部を構成する圧縮機本体
と、該圧縮機本体に接続された常温ヘリウムガスタンク
である中圧タンクと、該中圧タンクと前記圧縮機との間
に配設され、前記中圧タンクの圧力に基づき開閉する開
閉弁とから成るものである。

【０００９】本発明（請求項３に記載の第３発明）の極
低温冷却装置は、前記第２発明において、前記中圧タン
クに作用している圧力を検知する圧力検知手段を備えて
いるものである。

【００１０】本発明（請求項４に記載の第４発明）の極
低温冷却装置は、前記第３発明において、前記開閉弁
が、前記圧力検知手段からの信号に基づき電気的に弁を
開閉する電磁開閉弁または電動開閉弁によって構成され
ているものである。

【００１１】本発明（請求項５に記載の第５発明）の極
低温冷却装置は、前記第４発明において、前記圧力検知
手段が、前記中圧タンク内に配設され、中圧タンク内の
圧力を検知する圧力センサーによって構成され、前記電
磁開閉弁または電動開閉弁が、前記中圧タンクと前記圧
縮機の吐出部との間を接続する回路に配設され、前記圧
力センサーの出力が安全弁設定圧力を越えた場合に前記
電磁開閉弁または電動開閉弁に信号を出力するコントロ
ーラを備えているものである。

【００１２】本発明（請求項６に記載の第６発明）の極
低温冷却装置は、前記第３発明において、前記開閉弁
が、前記中圧タンクの圧力を直接検知して開閉する圧力
調整弁によって構成されているものである。

【００１３】本発明（請求項７に記載の第７発明）の極
低温冷却装置は、前記第６発明において、前記圧力調整
弁が、前記中圧タンクと前記圧縮機の吐出部との間を接
続する回路に配設され、前記中圧タンクに作用している
圧力をスプールに作用させ、安全弁設定圧力を越えそう
になった場合に該スプールが移動して前記中圧タンクと
前記圧縮機の吐出部との間の連通を遮断するように構成
されているものである。

【００１４】（作用）上記構成より成る第１発明の極低
温冷却装置は、超電導磁石を収納する液体ヘリウム貯槽
と熱シールド板とを収納した真空断熱外槽容器と、冷凍
機本体およびジュールトムソン回路の一部を構成する圧
縮機本体に接続された常温ヘリウムガスタンクである中
圧タンクを有する極低温冷却装置において、前記中圧タ
ンクの圧力が安全弁設定圧力を越えそうになると、前記
ヘリウム供給停止機構が前記中圧タンクへのヘリウムの
供給を停止する。

【００１５】上記構成より成る第２発明の極低温冷却装
置は、前記超電導磁石を収納した前記液体ヘリウム貯槽
と該液体ヘリウム貯槽を覆った前記熱シールド板とを収
納した前記真空断熱外槽容器と、前記冷凍機本体および
前記ジュールトムソン回路と、該ジュールトムソン回路
の一部を構成する圧縮機本体と、該圧縮機本体に接続さ
れた常温ヘリウムガスタンクである中圧タンクとから成
る極低温冷却装置において、該中圧タンクと前記圧縮機
との間に配設された前記開閉弁が、前記中圧タンクの圧
力に基づき開閉する。

【００１６】上記構成より成る第３発明の極低温冷却装
置は、前記第２発明において、前記圧力検知手段が前記
中圧タンクに作用している圧力を検知して、前記開閉弁
が検知された前記中圧タンクの圧力に基づき開閉する。

【００１７】上記構成より成る第４発明の極低温冷却装
置は、前記第３発明において、前記開閉弁を構成する前
記電磁開閉弁または電動開閉弁が、前記圧力検知手段か
らの信号に基づき電気的に弁を開閉する。

【００１８】上記構成より成る第５発明の極低温冷却装
置は、前記第４発明において、前記圧力検知手段を構成
する前記中圧タンク内に配設された前記圧力センサー
が、前記中圧タンク内の圧力を検知して信号を出力し、
前記圧力センサーの出力が安全弁設定圧力を越えそうに
なった場合に前記コントローラが前記電磁開閉弁または
電動開閉弁に信号を出力し、前記中圧タンクと前記圧縮
機の吐出部との間を接続する回路に配設された前記電磁
開閉弁または電動開閉弁が閉となる。

【００１９】上記構成より成る第６発明の極低温冷却装
置は、前記第３発明において、前記開閉弁を構成する圧
力調整弁が、前記中圧タンクの圧力を直接検知して前記
安全弁設定圧力を越えそうになると閉となる。

【００２０】上記構成より成る第７発明の極低温冷却装
置は、前記第６発明において、前記中圧タンクと前記圧
縮機の吐出部との間を接続する回路に配設された前記圧
力調整弁が、前記中圧タンクに作用している圧力を前記
スプールに作用させ、安全弁設定圧力を越えそうになっ
た場合に該スプールが移動して、前記中圧タンクと前記
圧縮機の吐出部との間の連通を遮断する。

【００２１】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の極低温冷却
装置は、前記中圧タンクの圧力が安全弁設定圧力を越え
そうになると、前記ヘリウム供給停止機構が前記中圧タ
ンクへのヘリウムの供給を停止するので、前記ジュール
トムソン回路内のヘリウムの消費を無くし、省資源を実
現するという効果を奏する。

【００２２】上記作用を奏する第２発明の極低温冷却装
置は、前記中圧タンクの圧力が安全弁設定圧力を越えそ
うになると、前記中圧タンクと前記圧縮機との間に配設
された前記開閉弁が、前記中圧タンクの圧力に基づき閉
じて、前記中圧タンクへのヘリウムの供給を停止するの
で、前記ジュールトムソン回路内のヘリウムの消費を無
くし、省資源を実現するという効果を奏する。

【００２３】上記作用を奏する第３発明の極低温冷却装
置は、前記圧力検知手段が前記中圧タンクに作用してい
る圧力を検知して、前記開閉弁が検知された前記中圧タ
ンクの圧力に基づき開閉するので、前記中圧タンクへの
ヘリウムの供給停止を精度良く制御することが出来ると
いう効果を奏する。

【００２４】上記作用を奏する第４発明の極低温冷却装
置は、前記開閉弁を構成する前記電動開閉弁が、前記圧
力検知手段からの信号に基づき電気的に弁を開閉するの
で、制御の自由度が高いという効果を奏する。

【００２５】上記作用を奏する第５発明の極低温冷却装
置は、前記中圧タンク内に配設された前記圧力センサー
が、前記中圧タンク内の圧力を検知して信号を出力し、
前記圧力センサーの出力が安全弁設定圧力を越えそうに
なった場合に前記コントローラが前記電磁開閉弁または
電動開閉弁に信号を出力し、前記中圧タンクと前記圧縮
機の吐出部との間を接続する回路に配設された前記電磁
開閉弁または電動開閉弁が閉となるので、前記中圧タン
クへのヘリウムの供給停止を精度良く制御することが出
来るとともに、制御の自由度が高いという効果を奏す
る。

【００２６】上記作用を奏する第６発明の極低温冷却装
置は、前記第３発明の効果に加え、前記開閉弁を構成す
る圧力調整弁が、前記中圧タンクの圧力を直接検知して
前記安全弁設定圧力を越えそうになると閉じるので、構
成がシンプルであり、信頼性が高いという効果を奏す
る。

【００２７】上記作用を奏する第７発明の極低温冷却装
置は、前記中圧タンクと前記圧縮機の吐出部との間を接
続する回路に配設された前記圧力調整弁が、前記中圧タ
ンクに作用している圧力を前記スプールに作用させ、安
全弁設定圧力を越えそうになった場合に該スプールが移
動して、前記中圧タンクと前記圧縮機の吐出部との間の
連通を遮断するので、前記スプールの移動により連通を
制御するため、構成および作用がシンプルであり、信頼
性が一層高いという効果を奏する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面を用いて説明する。

【００２９】（第１実施態様）本第１実施形態の極低温
冷却装置は、図１に示されるように超電導磁石を収納し
た液体ヘリウム貯槽１と、該液体ヘリウム貯槽１を覆っ
た熱シールド板１０と、該熱シールド板１０と前記液体
ヘリウム貯槽とを収納した真空断熱外槽容器１１と、冷
凍機本体２およびジュールトムソン回路３と、該ジュー
ルトムソン回路３の一部を構成する圧縮機本体４と、該
圧縮機本体４に接続された常温ヘリウムガスタンクであ
る中圧タンク５と、該中圧タンク５と前記圧縮機４との
間に配設され、前記中圧タンク５の圧力が安全弁設定圧
力を越えそうになると閉じる開閉弁６１を備え、該中圧
タンク５へのヘリウムの供給を停止するヘリウム供給停
止機構６とから成るものである。

【００３０】前記液体ヘリウム貯槽１は、その内部に、
パワーリード７１を介して電源装置７に接続された超電
導磁石１２が配設され、真空断熱外槽上部タンク１３に
連絡している。

【００３１】該真空断熱外槽上部タンク１３内に液体ヘ
リウム貯槽上部タンク１４が形成され、前記冷凍機２の
吐出部に連絡された気液分離器１４１および制御装置１
４３に接続され液面を計測する液面計１４２が配設され
ている。

【００３２】前記液体ヘリウム貯槽上部タンク１４に
は、上部空間と前記冷凍機２の吸入部に連絡するガス戻
り管１６と、前記圧縮機本体４および冷凍機２に連絡す
る電磁開閉弁１７１が配設された配管１７と、安全弁１
８とが配設されている。

【００３３】前記真空断熱外槽上部タンク１３には、液
体窒素供給弁１５１を介して地上液体窒素タンク１５０
に連絡するとともに、窒素ガス戻り放出管１５２が配設
された液体窒素タンク１５が形成されている。

【００３４】前記冷凍機本体２および圧縮機本体４は、
それぞれ電動機２０および４０によって回転駆動されて
いる。

【００３５】前記ジュールトムソン回路３（以下単にＪ
Ｔ回路と言う）は、前記圧縮機本体４に接続された常温
ヘリウムガスタンクである中圧タンク５と、該中圧タン
ク５にガスを初期供給するガス供給弁３１と、前記中圧
タンク５内の圧力が安全弁設定圧力を越えるとヘリウム
ガスを逃がす安全弁３２と、前記圧縮機本体４の吸入圧
を調整する吸入圧力調整弁３３と、前記圧縮機本体４の
吐出圧を調整する吐出圧力調整弁３４とから成る。

【００３６】前記ヘリウム供給停止機構６は、前記中圧
タンク５内に配設され、該中圧タンク５内の圧力を検出
する圧力センサ６２と、該圧力センサ６２によって検出
された中圧タンク５内の圧力が安全弁設定圧力より若干
低い一定値を越えると出力信号を出力するコントローラ
６３と、前記中圧タンク５と前記圧縮機４との間の配管
に配設され、前記中圧タンク５の圧力が安全弁設定圧力
を越えそうになると前記コントローラ６３からの出力信
号によって弁を閉じる電磁開閉弁または電動開閉弁から
成る開閉弁６１とから成る。

【００３７】実運用状態において前記ＪＴ回路３内のヘ
リウムを大気へ消失させないために、前記中圧タンク５
の容積および液体ヘリウム貯槽上部タンク１４の容積
は、蒸発ヘリウムガスの量や前記中圧タンク５の前記安
全弁３２の設定圧力や前記液体ヘリウム貯槽上部タンク
１４の許容圧力や液体ヘリウムの初期注液量や冷凍機２
の能力等を考慮して最適に設定されている。

【００３８】上記構成より成る第１実施形態の極低温冷
却装置において、常温外部から内部へ侵入してくる熱は
液体窒素で冷却されている前記熱シールド板１０によっ
て遮断される。該熱シールド板から液体ヘリウム貯槽
１、１４へ侵入してくる熱によって液体ヘリウムは蒸発
し、蒸発したヘリウムガスはガス戻り管１６を介して前
記冷凍機本体２を経由して前記圧縮機本体４の低圧吸い
込み側へ戻る。

【００３９】該圧縮機本体４の低圧側に戻ったヘリウム
ガスは圧縮機内で高圧に圧縮され前記冷凍機本体２内へ
送り込まれる。該冷凍機本体２内で冷却され一部が液化
されたミスト状ヘリウムは、前記気液分離器１４１を介
して前記液体ヘリウム貯槽上部タンク１４のガス層へ送
り込まれる。

【００４０】液体ヘリウム貯槽１、１４内の液体ヘリウ
ムは前記熱シールド板１０からの熱侵入で蒸発するだけ
でなく前記超電導磁石１２を励磁または消磁する際にパ
ワーリード冷却用として蒸発し、また車両走行中には車
両揺動損失( スロッシングロス）や液体ヘリウム貯槽板
での渦電流損失（ＡＣロス）により更に蒸発し、前記液
体ヘリウム貯槽上部タンク１４内の液体ヘリウム貯量が
減少するのは冷凍機の能力を越える多大な蒸発が発生し
た時にのみ一時的に発生する現象である。

【００４１】このように定常時より増加した多量の蒸発
ヘリウムガスは一部が前記液体ヘリウム貯槽上部タンク
１４内の増加したガス層に蓄えられるがその他は圧縮機
本体４の低圧側に戻ってくる。戻りガスが増加した分だ
け圧縮機本体４の低圧圧力は上昇するため圧縮本体で圧
縮された吐出ガスは定常時より更に高圧になる。

【００４２】定常状態の冷凍能力を上回る多量の蒸発ヘ
リウムガスすなわち前記超電導磁石１２の励消磁時の液
体ヘリウム蒸発やスロッシングロスによる蒸発およびＡ
Ｃロスによる蒸発によって発生した多量の蒸発ヘリウム
ガスは、前記圧縮機４によって前記中圧タンク５内へ押
し込まれるが、前記安全弁３２から大気へ放出される直
前の一定圧力で電磁開閉弁または電動開閉弁６１が閉
じ、前記中圧タンク５への連通関係が遮断されるため、
前記ＪＴ回路３内のヘリウムは前記安全弁３２から消失
することは無い。

【００４３】この時中圧タンク５以外のＪＴ回路３内す
なわちＪＴ回路の高低圧配管および前記液体ヘリウム貯
槽１や前記液体ヘリウム貯槽上部タンク１４の内部圧力
は定常時よりある一定の圧力だけ高くなってバランスし
て維持される。

【００４４】また逆に前記ＪＴ回路３における液体ヘリ
ウムの蒸発量が少なくなって前記冷凍機２の能力の方が
勝った状態になった場合、前記中圧タンク５に押し込ま
れていたヘリウムガスは吸入圧力調整弁３３を介して前
記圧縮機４の低圧側へ呼び込まれ前記冷凍機２の内部で
液化され前記液体ヘリウム貯槽上部タンク１４内へ送り
込まれ同タンク内の液体ヘリウム貯量は増加し前記中圧
タンク５の圧力は低下する。該中圧タンク５の圧力が一
定圧以下になった時、前記電磁開閉弁または電動開閉弁
６１は、開の状態となる。

【００４５】上記作用を奏する第１実施形態の極低温冷
却装置は、前記中圧タンク５の前記安全弁３２が動作す
る前に開閉弁を閉じる前記ヘリウム供給停止機構６を設
けたので、定常状態より多量に液体ヘリウムが蒸発した
場合でも前記中圧タンク５には前記安全弁３２の設定圧
力以下のヘリウムガスしか押し込まれないので、前記安
全弁３２から大気へ放出して消失してしまうことが無い
ため、省資源を実現するという効果を奏する。

【００４６】また第１実施形態の極低温冷却装置は、前
記中圧タンク５の圧力が前記安全弁３２の設定圧力を越
えそうになると、前記中圧タンク５と前記圧縮機４との
間に配設された前記開閉弁６１が、前記中圧タンク５の
圧力に基づき閉じて、前記中圧タンク５へのヘリウムの
供給を停止するので、上記従来装置のように安全弁の設
定圧を高くしたり中圧タンクまたは前記ヘリウムガス貯
槽上部タンク１４を大きくすることなく、かつ前記冷凍
機２の所要電力を最低必要限に出来、小形で軽量および
高効率で高性能の極低温冷却装置が得られるという効果
を奏する。

【００４７】さらに第１実施形態の極低温冷却装置は、
前記中圧タンク５内に配設された前記圧力センサー６２
が、前記中圧タンク５内の圧力を検知して信号を出力
し、前記圧力センサー６２の出力が前記安全弁３２の設
定圧力を越えそうになった場合に前記コントローラ６３
が前記電磁開閉弁または電動開閉弁６１に信号を出力
し、前記中圧タンク５と前記圧縮機４の吐出部との間を
接続する前記回路６４に配設された前記電磁開閉弁また
は電動開閉弁６１が閉じるので、前記中圧タンク５への
ヘリウムの供給停止を精度良く制御することが出来ると
ともに、制御の自由度が高いという効果を奏する。

【００４８】（第２実施形態）本第２実施形態の極低温
冷却装置は、図１に示される前記第１実施形態における
圧力センサ６２と電磁開閉弁または電動開閉弁６１の代
わりに、図２および図３に示されるように中圧タンクの
圧力を直接作用させ開閉する圧力調整弁６５を設けた点
が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点の
み説明する。

【００４９】図３から明かなように 前記圧力調整弁６
５が、中圧タンク５と圧縮機４の吐出部との間を接続す
る回路６４に配設され、前記中圧タンク５に作用してい
る圧力を制御ポート６５３を介してスプール６５１に作
用させ、該圧力が安全弁３２の設定圧力より若干低い設
定圧を越えた場合に、該スプール６５１の連通孔６５４
の位置がバネ６５２の付勢力に抗して移動して前記中圧
タンク５と前記圧縮機４の吐出部との間の連通を遮断す
るように構成されているものである。

【００５０】上記構成より成る第１実施形態の極低温冷
却装置は、前記中圧タンク５の圧力が一定の上記設定圧
力以上になった時、前記圧力調整弁６５は閉の状態とな
り、該中圧タンク５の圧力が一定設定圧力以下になった
時該圧力調整弁６５は開の状態となる。

【００５１】上記作用を奏する第２実施形態の極低温冷
却装置は、開閉弁を構成する前記圧力調整弁６５が、前
記中圧タンク５の圧力を直接検知して前記安全弁３２の
設定圧力を越えそうになると開閉するものであるため、
構成がシンプルであり、信頼性が高いという効果を奏す
る。

【００５２】また第２実施形態の極低温冷却装置は、前
記中圧タンク５と前記圧縮機４の吐出部との間を接続す
る前記回路６４に配設された前記圧力調整弁６５が、前
記中圧タンク５に作用している圧力を前記スプール６５
１に作用させ、前記安全弁３２の設定圧力に近づいた場
合に該スプール６５１の連通孔６５４が移動して、前記
中圧タンク５と前記圧縮機４の吐出部との間の連通を遮
断するので、前記スプール６５１の移動により連通を制
御するため、構成および作用がシンプルであり、信頼性
が一層高いとともにコストを低減することが出来るとい
う効果を奏する。

【００５３】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の極低温冷却装置を示す
ブロック回路図である。

【図２】本発明の第２実施形態の極低温冷却装置を示す
ブロック回路図である。

【図３】本第２実施形態の極低温冷却装置における圧力
調整弁を示す断面図である。

【図４】従来の極低温冷却装置の一例を示すブロック回
路図である。

【符号の説明】

１ 液体ヘリウム貯槽 １０ 熱シールド板 １１ 真空断熱外槽容器 ２ 冷凍機本体 ３ ジュールトムソン回路 ４ 圧縮機本体 ５ 中圧タンク ６ ヘリウム供給停止機構 ６１ 開閉弁

フロントページの続き (72)発明者 三澤 秀雄 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 天野 俊之 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 藤本 泰司 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 忍 正寿 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 寺井 元昭 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導磁石を収納する液体ヘリウム貯槽
   と熱シールド板とを収納した真空断熱外槽容器と、冷凍
   機本体およびジュールトムソン回路の一部を構成する圧
   縮機本体に接続された常温ヘリウムガスタンクである中
   圧タンクを有する極低温冷却装置において、 前記中圧タンクの圧力が安全弁設定圧力を越えそうにな
   ると該中圧タンクへのヘリウムの供給を停止するヘリウ
   ム供給停止機構を備えていることを特徴とする極低温冷
   却装置。
2. 【請求項２】 超電導磁石を収納した液体ヘリウム貯槽
   と、 液体ヘリウム貯槽を覆った熱シールド板と、 該熱シールド板と液体ヘリウム貯槽とを収納した真空断
   熱外槽容器と、 冷凍機本体およびジュールトムソン回路と、 該ジュールトムソン回路の一部を構成する圧縮機本体
   と、 該圧縮機本体に接続された常温ヘリウムガスタンクであ
   る中圧タンクと、 該中圧タンクと前記圧縮機との間に配設され、前記中圧
   タンクの圧力に基づき開閉する開閉弁とから成ることを
   特徴とする極低温冷却装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記中圧タンクに作用している圧力を検知する圧力検知
   手段を備えていることを特徴とする極低温冷却装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記開閉弁が、前記圧力検知手段からの信号に基づき電
   気的に弁を開閉する電磁弁または電動開閉弁によって構
   成されていることを特徴とする極低温冷却装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記圧力検知手段が、前記中圧タンク内に配設され、中
   圧タンク内の圧力を検知する圧力センサーによって構成
   され、 前記電動開閉弁が、前記中圧タンクと前記圧縮機の吐出
   部との間を接続する回路に配設され、 前記圧力センサーの出力が安全弁設定圧力を越えそうに
   なった場合に前記電磁弁または電動開閉弁に信号を出力
   するコントローラを備えていることを特徴とする極低温
   冷却装置。
6. 【請求項６】 請求項３において、 前記開閉弁が、前記中圧タンクの圧力を直接検知して開
   閉する圧力調整弁によって構成されていることを特徴と
   する極低温冷却装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記圧力調整弁が、前記中圧タンクと前記圧縮機の吐出
   部との間を接続する回路に配設され、 前記中圧タンクに作用している圧力をスプールに作用さ
   せ、安全弁設定圧力を越えそうになった場合に該スプー
   ルが移動して前記中圧タンクと前記圧縮機の吐出部との
   間の連通を遮断するように構成されていることを特徴と
   する極低温冷却装置。