JPH1187130A - 超電導磁石装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】超電導磁石容器と冷凍機容器を自由に配置する
ことができ、また設置後に超電導磁石容器、冷凍機容器
のいずれも個別に容易に交換可能で、かつ確実に冷凍機
により超電導磁石を冷却する。 【解決手段】超電導コイル１を包囲した磁石断熱容器３
と、冷凍機２を取り付け、この冷凍機２の冷却ステージ
８，９を包囲する冷凍機断熱容器４と、磁石断熱容器３
と冷凍機断熱容器４との間を接続し、超電導コイル１と
冷凍機２との間を伝熱する伝熱帯１３，１４を内包する
伝熱管１２とを備えた超電導磁石装置において、磁石断
熱容器３と伝熱管１２、および冷凍機断熱容器４と伝熱
管１２の２個所の接合部を取り外し可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体へリウムなど
の冷媒を使用せず、冷凍機によって超電導磁石を冷却す
る超電導磁石装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷凍機により超電導磁石を冷却
する超電導磁石装置は、超電導コイルを包囲する磁石断
熱容器と、冷凍機を取り付けた冷凍機断熱容器の２つの
断熱容器を有し、これら２つの断熱容器は、それぞれ伝
熱管が設けられ、これらの伝熱管同士を接合すること
で、上記超電導コイルが断熱容器内部において冷凍機と
熱的に接続して冷却される。

【０００３】以下、図５に２つの断熱容器からなる従来
の冷凍機冷却による超電導磁石装置の概略を説明する。
この超電導磁石装置は、超電導コイル１と、この超電導
コイル１を超電導状態に冷却するための冷凍機２が、そ
れぞれ磁石断熱容器３および冷凍機断熱容器４に包囲さ
れている。これら磁石断熱容器３および冷凍機断熱容器
４は、それぞれ伝熱管５，６が設けられ、これら伝熱管
５，６の端部において、溶接またはフランジ構造によっ
て接合されている。

【０００４】一般に、冷凍機２は、外気からの輻射熱が
超電導コイル１に直接伝達しないように熱緩衝的機能を
備えた熱輻射シールド７を冷却する高温段冷却ステージ
８と、主に超電導磁石１を冷却する低温段冷却ステージ
９とを備えている。そして、超電導コイル１と低温段冷
却ステージ９は、伝熱帯１０によって接続されることに
より、４Ｋ近傍まで冷却され超電導状態となる。

【０００５】ところで、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容
器４の２つの断熱容器が存在する場合には、冷凍機断熱
容器４の重量を支持する方法として次の三つがある。ま
ず、第一は、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４とを接
続する伝熱管５，６に冷凍機断熱容器４が支えられる強
度を持たせ、伝熱管５，６により冷凍機断熱容器４を支
持する方法であり、第二は、冷凍機断熱容器４の重量を
磁石断熱容器３に支えるための連結体１１を用いる方法
であり、第三は、冷凍機断熱容器４を床面で支持する方
法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された図５に示す従来の超電導磁石装置は、
次のような課題がある。すなわち、接続または分解の際
は、磁石断熱容器３または冷凍機断熱容器４のいずれか
を分解しなければならないため、磁石断熱容器３と冷凍
機断熱容器４との接続または分解作業は困難であった。

【０００７】例えば、図５に示す超電導磁石装置を冷凍
機断熱容器４側から分離する場合は、冷凍機断熱容器４
内部に磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４とを熱的に接
続する伝熱帯１０のような接続部が存在するため、まず
冷凍機断熱容器４を分解し、次いで上記接続部を切り離
した後に、伝熱管６と冷凍機断熱容器４との接合部を切
り離す必要があった。

【０００８】また、前述の通り、磁石断熱容器３と冷凍
機断熱容器４との接続、分解作業が困難であるため、磁
石断熱容器３を回転させることは困難で、任意の方向に
磁場を発生させることは、容易ではなかった。この場
合、磁石断熱容器３を回転し、任意の方向に磁場を発生
させるためには、冷凍機断熱容器４も傾斜しなければな
らないが、一般に冷凍機２は、垂直方向より傾斜して使
用すると、能力が低下する傾向にあるので、冷凍機断熱
容器４も回転してしまうと、冷凍機２の能力を十分に発
揮させることができない課題がある。

【０００９】また、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４
との相対位置が異なる超電導磁石装置が必要な場合、例
えば磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４との相対位置を
設置後に変化させたい場合は、磁石断熱容器３および冷
凍機断熱容器４を新たに再設計、製作する必要があっ
た。

【００１０】さらに、冷凍機断熱容器４の支持方法の違
いによって、さまざまな制約が生じる。従来の技術にお
いて冷凍機断熱容器４の支持方法に示した、第一および
第二の方法を用いた場合には、冷凍機断熱容器４と磁石
断熱容器３とが近接している必要があり、その位置関係
が制約される。このため、磁石断熱容器３と冷凍機断熱
容器４を別室において用いるような用途に使用すること
ができなかった。

【００１１】これに対して、第三の方法を用いた場合に
は、冷凍機断熱容器４と磁石断熱容器３とが一体になっ
ていないので、組み立てた状態で運搬する時には、運搬
用の専用治具が必要になる。また、冷凍機断熱容器４と
磁石断熱容器３を互いにフランジで接続した場合におい
ても、冷凍機断熱容器４内に接続部があるため、設置さ
れる直前の冷凍機断熱容器４が空間に吊り上げられてい
る状態で、磁石断熱容器３と接合しなければならない。
このため、設置作業が複雑となったり、設置作業によっ
て冷凍機断熱容器４と磁石断熱容器３との接合部を損傷
させたりする可能性があった。

【００１２】また、第一から第三のいずれの方法におい
ても、冷凍機断熱容器４または磁石断熱容器３を個別に
交換しようとした場合、冷凍機断熱容器４または磁石断
熱容器３を治具などにより支えた後にそれらの接続部を
外す必要があった。そして、再組み立てにおいて、同様
に治具により重量を支えた不安定な状態で作業を行うた
め、確実な接続が行われない可能性があったり、また接
続作業が設置される位置と異なる場所で行われるため、
接続作業を行った後に設置位置までの移動作業により接
続部が損傷するなどの可能性があった。

【００１３】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、超電導磁石容器と冷凍機容器を自由に配置する
ことができ、また設置後に超電導磁石容器、冷凍機容器
のいずれも個別に容易に交換可能で、かつ確実に冷凍機
により超電導磁石を冷却することができる超電導磁石装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、超電導コイルを包囲した
磁石断熱容器と、冷凍機を取り付け、この冷凍機の冷却
ステージを包囲した冷凍機断熱容器と、前記磁石断熱容
器と前記冷凍機断熱容器との間を接続し、前記超電導コ
イルと前記冷凍機との間を伝熱する伝熱帯を内包する伝
熱管とを備えた超電導磁石装置において、前記磁石断熱
容器と前記伝熱管、および前記冷凍機断熱容器と前記伝
熱管の２個所の接合部を取り外し可能に構成したことを
特徴とする。

【００１５】請求項２は、請求項１記載の伝熱管の接合
部がフランジ構造であることを特徴とする。

【００１６】請求項３は、請求項１記載の冷凍機が垂直
に取り付けられたことを特徴とする。

【００１７】請求項４は、請求項１ないし３のいずれか
に記載の冷凍機断熱容器内に超電導コイルに給電するた
めの電流リード線および超電導コイルの保護装置を組み
込んだことを特徴とする。

【００１８】請求項５は、請求項１ないし４のいずれか
に記載の伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、前記伝熱
管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の接合部
において、前記伝熱管の内部に設けた伝熱帯の接合部を
接離するための作業ポート部を備えたことを特徴とす
る。

【００１９】請求項６は、請求項１ないし５のいずれか
に記載の伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、前記伝熱
管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の接合部
において、長さが伸縮可能な伸縮真空部材と、この伸縮
真空部材の外部に伸縮真空部材の長さを拘束する固定部
とを設置したことを特徴とする。

【００２０】請求項７は、請求項６記載の伸縮真空部材
および固定部が、伝熱管の接合部を回避した位置に少な
くとも１個設置されたことを特徴とする。

【００２１】請求項８は、請求項１ないし５のいずれか
に記載の伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、前記伝熱
管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の接合部
において、前記伝熱管より径の太い接続管を介在させて
接合したことを特徴とする。

【００２２】請求項９は、請求項１ないし８のいずれか
に記載の冷凍機断熱容器と複数個の磁石断熱容器を複数
個の伝熱管で接合し、前記冷凍機断熱容器に複数の接合
部を設置したことを特徴とする。

【００２３】請求項１０は、請求項１ないし８のいずれ
かに記載の磁石断熱容器と複数個の冷凍機断熱容器を複
数個の伝熱管で接合し、前記磁石断熱容器に複数の接合
部を設置したことを特徴とする。

【００２４】請求項１１は、請求項１ないし８のいずれ
かに記載の複数個の磁石断熱容器と、この磁石断熱容器
の個数よりも少ない個数の冷凍機断熱容器を複数個の伝
熱管で接合し、前記磁石断熱容器および前記冷凍機断熱
容器に複数の接合部を設置したことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２６】［第１実施形態］図１は本発明に係る超電
導磁石装置の第１実施形態を示す断面図である。なお、
従来の構成と同一または対応する部分には、図５と同一
の符号を用いて説明する。

【００２７】図１において、超電導コイル１を包囲する
磁石断熱容器３および垂直に取り付けられた冷凍機２の
冷却ステージ８，９を包囲する冷凍機断熱容器４は、そ
れぞれの開口部にフランジ３ａ，４ａが設けられる一
方、これらのフランジ３ａ，４ａに伝熱管１２の両端２
個所に設けられたフランジ１２ａ，１２ｂが着脱可能に
接合されている。

【００２８】伝熱管１２の内部には、低温伝熱帯１３お
よび熱シールド伝熱帯１４が配置されており、低温伝熱
帯１３の両端は、超電導コイル１および冷凍機２の低温
段冷却ステージ９と熱的に接続されている。また、熱シ
ールド伝熱帯１４の両端は、磁石断熱容器３に包囲され
ている熱輻射シールド７および冷凍機２の高温段冷却ス
テージ８と熱的に接続されている。

【００２９】伝熱管１２の両端２個所の磁石断熱容器３
および冷凍機断熱容器４との接合部には、それぞれ長さ
が伸縮可能な伸縮真空部材１５と、この伸縮真空部材１
５の外部に取り付けられ伸縮真空部材１５の長さを拘束
する固定部１６とが設けられている。

【００３０】冷凍機断熱容器４の内部には、超電導コイ
ル１に電流を供給する２対の電流リード線１７と、超電
導コイル１を電気的に保護する保護装置１８とが設置さ
れ、この保護装置１８は、回路的に超電導コイル１と並
列に接続されている。

【００３１】伝熱管１２の冷凍機断熱容器４との接合
部、伝熱管１２の磁石断熱容器３との接合部において
は、それぞれ伝熱管１２の内部に設けた低温伝熱帯１３
および熱シールド伝熱帯１４の接合部を接離するための
作業ポート部１９ａ，１９ｂを備えている。

【００３２】次に、第１実施形態の作用を説明する。

【００３３】このように構成された第１実施形態による
超電導磁石装置においては、冷凍機２を作動させると、
超電導コイル１は、低温段冷却ステージ９から低温伝熱
帯１３を通じて冷却されるとともに、熱輻射シールド５
は、高温段冷却ステージ８から熱シールド伝熱帯１４を
通じて冷却される。

【００３４】そして、超電導コイル１が励磁可能な温度
まで冷却されたら、電流リード線１７に電流を供給して
超電導コイル１を励磁させる。ここで、超電導コイル１
に通電中、何らかのトラブルにより超電導コイル１が回
路的に遮断された場合、保護装置１８が作動し、超電導
コイル１が破損されるのを防止する。

【００３５】また、磁石断熱容器３または冷凍機断熱容
器４と伝熱管１２を接続する場合には、まず、固定部１
６を取り外し、伸縮真空部材１５を縮ませた状態で、低
温伝熱帯１３と超電導コイル１および低温段冷却ステー
ジ９をそれぞれ作業ポート部１９ａで接続する一方、高
温伝熱帯１４と熱輻射シールド７および高温段冷却ステ
ージ８をそれぞれ作業ポート部１９ｂで接続する。

【００３６】これらの接続終了後、伸縮真空部材１５を
伸ばし、磁石断熱容器３のフランジ３ａと伝熱管１２の
フランジ１２ａ、および冷凍機断熱容器４のフランジ４
ａと伝熱管１２のフランジ１２ｂの２個所を接合する。
このようにして接合した後、伸縮真空部材１５の外周に
固定部１６を取り付け、伸縮真空部材１５を一定の長さ
に固定する。なお、磁石断熱容器３または冷凍機断熱容
器４と伝熱管１２とを切り離す場合は、上記した接続手
順の逆の順序で作業する。

【００３７】このように本実施形態によれば、磁石断熱
容器３と冷凍機断熱容器４とが伝熱管１２との２個所の
接合部で分離可能であるので、磁石断熱容器３，冷凍機
断熱容器４または伝熱管１２のみを補修または交換する
ことが可能となり、例えば、強い磁場が発生できる超電
導コイル１または広い常温ボア空間が必要となった場合
でも、新たに超電導コイル１と磁石断熱容器３を製作す
ればよく、省資源化を図ることができる。そして、超電
導コイル１の補修または冷凍機２の補修，メンテナンス
が容易に可能となる。

【００３８】また、磁石断熱容器３，冷凍機断熱容器４
および伝熱管１２を別々の３つのユニットとして扱える
ので、あらゆるユニットの組合せが可能となる。その結
果、部分組立が可能となり、組立時間を低減することが
可能となる。特に、冷凍機断熱容器４は、さまざまな磁
石断熱容器３や伝熱管１２にも組み合わせが可能である
ので、共通部品化が図れるとともに、大量生産が可能と
なる。

【００３９】さらに、伝熱管１２は、２個所の接合部で
容易に接続または取り外しが可能なので、長さまたは形
状の異なった伝熱管１２を使用することにより、磁石断
熱容器３と冷凍機断熱容器４との相対位置を変化させる
ことでき、超電導磁石装置全体のレイアウトを自由に設
計することが可能となり、また設置後に磁石断熱容器３
と冷凍機断熱容器４との配置を変化させたい場合でも、
配置に見合った伝熱管１２のみを交換すればよいことに
なる。

【００４０】さらにまた、磁石断熱容器３と冷凍機断熱
容器４とが伝熱管１２との２個所の接合部で容易に分離
可能であるので、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４と
を別々に運搬、設置した後で、伝熱管１２により磁石断
熱容器３と冷凍機断熱容器４を接合することができ、そ
の結果、作業性を向上させることができる。

【００４１】本実施形態においては、伝熱管１２の磁石
断熱容器３と伝熱管１２との接合部がフランジ構造であ
るため、磁石断熱容器３のフランジ３ａと伝熱管１２の
フランジ１２ａの取り合い角度を任意に設定することに
より、磁石断熱容器３を傾斜させることができる。その
ため、任意の方向に磁場を容易に発生させることができ
る。

【００４２】また、本実施形態においては、冷凍機２が
垂直に取り付けられているため、冷凍機２の能力を十分
に発揮させることが可能となる。例えば、任意の磁場方
向が必要な場合でも、磁石断熱容器３または冷凍機断熱
容器４と伝熱管１２との角度を任意に変えることによ
り、冷凍機２は垂直で能力を維持した状態で、磁石断熱
容器３を傾斜させることが可能となる。

【００４３】さらに、本実施例においては、冷凍機断熱
容器４内部に、電流リード線１７および保護装置１８が
設置されているので、磁石断熱容器３は、非常にコンパ
クトな構造となり、製作，運搬，設置の作業性を向上さ
せることができる。

【００４４】さらにまた、本実施形態においては、磁石
断熱容器３および冷凍機断熱容器４の大気側から容易に
作業が可能な作業ポート１９ａ，１９ｂにおいて、低温
伝熱帯１３と、超電導コイル１および低温段冷却ステー
ジ９を接続する一方、高温伝熱帯１４と、熱輻射シール
ド７および高温段冷却ステージ８を接続するので、設置
の際には、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４とを個別
に設置して位置を固定した後、磁石断熱容器３または冷
凍機断熱容器４を分解することなく、伝熱管１２を磁石
断熱容器３および冷凍機断熱容器４の大気側から容易に
接続することができ、また接続作業後、装置全体を移動
する必要がないので、接続部を損傷させる不具合を回避
することができる。また分解の際も、磁石断熱容器３ま
たは冷凍機断熱容器４を分解せずに、接続部を切り離す
ことができ、この接続部を切り離した後は、磁石断熱容
器３および冷凍機断熱容器４は自由に移動できる状態と
なるので、分解および移動の作業性を大幅に向上させる
ことができる。

【００４５】また、本実施形態においては、伸縮真空部
材１５を設置したことにより、磁石断熱容器３または冷
凍機断熱容器４と伝熱管１２との接合を容易にするだけ
ではなく、接合完了後に伸縮真空部材１５の長さおよび
位置を固定部１６で固定するため、伸縮真空部材１５が
移動することなく、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４
との間の距離を常に一定に維持することが可能となる。

【００４６】［第２実施形態］図２は本発明に係る超電
導磁石装置の第２実施形態を示す断面図である。なお、
前記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して
説明する。以下の各実施形態も同様である。

【００４７】第２実施形態は、前記第１実施形態の伸縮
真空部材１５と固定部１６の代わりに、伝熱管１２より
太径の接続管２０を、磁石断熱容器３および冷凍機断熱
容器４と伝熱管１２との間にそれぞれ介在させて接合し
ている。

【００４８】次に、第２実施形態の作用を説明する。

【００４９】このように構成された第２実施形態による
超電導磁石装置においては、磁石断熱容器３または冷凍
機断熱容器４と伝熱管１２を接続する場合、まず、接続
管２０を伝熱管１２の軸方向内側にスライドさせた状態
で、低温伝熱帯１３と超電導コイル１、高温伝熱帯１４
と熱輻射シールド７をそれぞれ作業ポート部１９ａで接
続する一方、低温伝熱帯１３と低温段冷却ステージ９、
高温伝熱帯１４と高温段冷却ステージ８をそれぞれ作業
ポート部１９ｂで接続する。

【００５０】その接続終了後、接続管２０を伝熱管１２
の軸方向外側にスライドさせて、接続管２０と伝熱管１
２、および接続管２０と磁石断熱容器３および冷凍機断
熱容器４をそれぞれ接合させる。磁石断熱容器３または
冷凍機断熱容器４と伝熱管１２とを切り離す場合は、上
記接続する手順の逆の順序で作業する。

【００５１】このように本実施形態によれば、前記第１
実施形態の伸縮真空部材１５と固定部１６とがもたらす
効果と同様の効果を得ることができるとともに、径の太
い接続管２０を伝熱管１２の軸方向にスライドさせるこ
とができるので、磁石断熱容器３または冷凍機断熱容器
４と伝熱管１２との接続または切り離しが容易に可能と
なる。

【００５２】［第３実施形態］図３は本発明に係る超電
導磁石装置の第３実施形態を示す斜視図である。この第
３実施形態は、磁石断熱容器３および冷凍機断熱容器４
と伝熱管１２との接合部を、磁石断熱容器３および冷凍
機断熱容器４の対向面以外の面、例えば上面に設け、伸
縮真空部材１５および固定部１６を、磁石断熱容器３お
よび冷凍機断熱容器４と伝熱管１２との接合部を回避し
た位置に２個所設置して構成されている。

【００５３】次に、第３実施形態の作用を説明する。

【００５４】このように構成された第３の実施形態によ
る超電導磁石装置においては、磁石断熱容器３または冷
凍機断熱容器４と伝熱管１２を接続する場合、まず、伸
縮真空部材１５を縮ませた状態で、作業ポート部１９
ａ，１９ｂにおいて、低温伝熱帯１３と超電導コイル１
および低温段冷却ステージ９とを、また高温伝熱帯１４
と熱輻射シールド７および高温段冷却ステージ８とを接
続する。

【００５５】その接続終了後、伸縮真空部材１５を伸ば
し、磁石断熱容器３のフランジ３ａと伝熱管１２のフラ
ンジ１２ａ、および冷凍機断熱容器４のフランジ４ａと
伝熱管１２のフランジ１２ｂをそれぞれ接合し、最後に
固定部１６で伸縮真空部材１５を固定する。なお、磁石
断熱容器３または冷凍機断熱容器４と伝熱管１２とを切
り離す場合は、上記接続する手順の逆の順序で作業す
る。

【００５６】このように本実施形態によれば、前記第１
実施形態の伸縮真空部材１５と固定部１６がもたらす効
果と同様の効果を得ることができるとともに、伸縮真空
部材１５および固定部１６を伝熱管１２の接合部でない
位置に２個所設置したことにより、磁石断熱容器３また
は冷凍機断熱容器４と伝熱管１２との接合を容易にする
だけではなく、接合完了後に伸縮真空部材１５の長さを
固定し、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４との間の距
離を常に一定に維持することが可能となる。

【００５７】また、本実施形態では、磁石断熱容器３お
よび冷凍機断熱容器４と伝熱管１２との接合部を、磁石
断熱容器３および冷凍機断熱容器４の上面に設けたこと
により、磁石断熱容器３と冷凍機断熱容器４との間のス
ペースを有効に活用することができ、さらに磁石断熱容
器３および冷凍機断熱容器４のレイアウトをより自由に
配置することが可能となる。

【００５８】なお、本実施形態では、伸縮真空部材１５
および固定部１６を伝熱管１２の接合部でない位置に２
個所設置したが、これに限らず１個所だけ設置するよう
にしてもよい。また、本実施形態では接合面が上面の例
を示したが、下面、左，右面、後面に接合部を設けても
同様の作用効果を得ることができる。

【００５９】［第４実施形態］図４は本発明に係る超電
導磁石装置の第４実施形態を示す断面図である。この第
４実施形態は、冷凍機断熱容器４とそれぞれ超電導コイ
ル１Ａ，１Ｂを包囲した２個の磁石断熱容器３Ａ，３Ｂ
とを２個の伝熱管１２Ａ，１２Ｂで接合し、冷凍機断熱
容器４に２個所の接合部が設置された構成としている。

【００６０】すなわち、第４実施形態は、２個の磁石断
熱容器３Ａ，３Ｂと、この磁石断熱容器３Ａ，３Ｂの個
数よりも少ない個数の冷凍機断熱容器４が２個の伝熱管
１２Ａ，１２Ｂで接合されている。

【００６１】次に、第４実施形態の作用を説明する。

【００６２】このように構成された第４実施形態による
超電導磁石装置においては、１台の冷凍機２によって、
２個の超電導コイル１Ａ，１Ｂが冷却される。

【００６３】このように本実施形熊によれば、前記第１
実施形態と同様の効果が得られるとともに、従来は、２
個の超電導コイル１を冷却するには、２個以上の冷凍機
２を包囲する冷凍機断熱容器４が必要であったが、本実
施形態によれば、冷凍機断熱容器４は１個で済むことに
なり、設置スペースを狭くすることが可能となる。

【００６４】また、任意の形状、長さの伝熱管１２Ａ，
１２Ｂを設置することにより、磁石断熱容器３Ａ，３Ｂ
は、自由に配置することが可能となる。

【００６５】さらに、図４では冷凍機断熱容器４と２個
の磁石断熱容器３Ａ，３Ｂを２個の伝熱管１２Ａ，１２
Ｂで接合した構成を示したが、これに限らず、複数個の
磁石断熱容器３と複数個の冷凍機断熱容器４を接続，取
り外しが容易な複数個の伝熱管１２により接続しても、
上記と同様の効果が得られる。

【００６６】なお、磁石断熱容器３と複数個の冷凍機断
熱容器４を複数個の伝熱管１２で接合し、磁石断熱容器
３に２個所以上の接合部を設置すれば、複数個の冷凍機
２が、それぞれ別々の冷凍機断熱容器４に設置されるこ
ととなり、１つの冷凍機２にトラブルが発生した場合で
も補修または交換が容易に可能となる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、超電導コイルを包囲した磁石断熱容器と、冷
凍機を取り付け、この冷凍機の冷却ステージを包囲した
冷凍機断熱容器と、磁石断熱容器と冷凍機断熱容器との
間を接続し、超電導コイルと冷凍機との間を伝熱する伝
熱帯を内包する伝熱管とを備えた超電導磁石装置におい
て、磁石断熱容器と伝熱管、および冷凍機断熱容器と伝
熱管の２個所の接合部を取り外し可能に構成したことに
より、磁石断熱容器と冷凍機断熱容器または伝熱管のみ
を交換することが可能となり、また超電導磁石の補修、
または冷凍機の補修またはメンテナンスが容易に可能と
なる。

【００６８】さらに、伝熱管を２個所の接合部で容易に
接続、切り離しが可能であるため、長さまたは形状の異
なった伝熱管を使用することにより、伝熱管を交換する
だけで、磁石断熱容器と冷凍機断熱容器との相対位置を
任意に変化させることでき、超電導磁石装置全体のレイ
アウトを自由に設計することが可能となる。

【００６９】さらにまた、磁石断熱容器と冷凍機断熱容
器、特に冷凍機断熱容器は、装置レイアウトが変わって
も、新たに設計し直す必要がなく、共通化することがで
き、組立時問の短縮、大量生産が可能となる。

【００７０】そして、磁石断熱容器と冷凍機断熱容器が
２個所の接合部で容易に分離可能なので、特別な運搬用
治具を使用することなく、磁石断熱容器と冷凍機断熱容
器とを別々に運搬、設置でき、伝熱管により、磁石断熱
容器と冷凍機断熱容器を容易に接合することが可能とな
る。

【００７１】請求項２によれば、請求項１記載の伝熱管
の接合部がフランジ構造であることにより、磁石断熱容
器と冷凍機断熱容器との接合が容易に可能なので、超電
導磁石装置の設置または補修または交換に要する作業時
問を、短縮することが可能となる。

【００７２】また、磁石断熱容器のフランジと伝熱管の
フランジの取り合い角度を任意に設定することにより、
磁石断熱容器を傾斜させることができるため、任意の方
向に磁場を発生できることが容易に可能となる。

【００７３】請求項３によれば、請求項１記載の冷凍機
が垂直に取り付けられたことにより、磁石断熱容器また
は冷凍機断熱容器と伝熱管との角度を任意に変えること
により、冷凍機を垂直方向に対して傾斜させることな
く、超電導コイルを傾斜させることができるため、任意
の方向に磁場を発生できることが容易に可能となる。

【００７４】請求項４によれば、請求項１ないし３のい
ずれかに記載の冷凍機断熱容器内に超電導コイルに給電
するための電流リード線および超電導コイルの保護装置
を組み込んだことにより、磁石断熱容器をコンパクトに
することが可能となる。

【００７５】請求項５によれば、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、伝
熱管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の接合
部において、伝熱管の内部に設けた伝熱帯の接合部を接
離するための作業ポート部を備えたことにより、設置の
際、磁石断熱容器および冷凍機断熱容器を設置場所に運
び、位置を固定した状態で、作業ポート部で伝熱管内部
の伝熱帯と磁石断熱容器または冷凍機断熱容器内部の伝
熱帯とを容易に接続することができるため、磁石断熱容
器または冷凍機断熱容器を分解することなく、確実な接
続が可能となる。また、分解の際も、磁石断熱容器また
は冷凍機断熱容器を分解することなく、作業ポート部で
伝熱帯の接続部を切り離し、磁石断熱容器と冷凍機断熱
容器が個別に撤去できるので、磁石断熱容器または冷凍
機断熱容器を支持する特別な輸送用治具を使用すること
なく移動することが可能となる。

【００７６】請求項６によれば、請求項１ないし５のい
ずれかに記載の伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、伝
熱管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の接合
部において、長さが伸縮可能な伸縮真空部材と、この伸
縮真空部材の外部に伸縮真空部材の長さを拘束する固定
部とを設置したことにより、磁石断熱容器または冷凍機
断熱容器と伝熱管との接合を容易にするだけではなく、
接合完了後に伸縮真空部材の長さを固定し、磁石断熱容
器と冷凍機断熱容器との間の距離を常に一定に維持する
ことが可能となる。

【００７７】請求項７によれば、請求項６記載の伸縮真
空部材および固定部が、伝熱管の接合部を回避した位置
に少なくとも１個設置されたことにより、磁石断熱容器
または冷凍機断熱容器と伝熱管との接合を容易にするだ
けではなく、接合完了後に伸縮真空部材の長さを固定
し、磁石断熱容器と冷凍機断熱容器との間の距離を常に
一定に維持することが可能となる。

【００７８】請求項８によれば、請求項１ないし５のい
ずれかに記載の伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、伝
熱管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の接合
部において、伝熱管より径の太い接続管を介在させて接
合したことにより、接続管を伝熱管の軸方向にスライド
させることができるので、磁石断熱容器または冷凍機断
熱容器と伝熱管との接続または切り離しが容易に可能と
なる。

【００７９】請求項９によれば、請求項１ないし８のい
ずれかに記載の冷凍機断熱容器と複数個の磁石断熱容器
を複数個の伝熱管で接合し、冷凍機断熱容器に複数の接
合部を設置したことにより、複数個の超電導コイルを冷
凍能力の大きい１台の冷凍機で冷却するので、設置スペ
ースを狭くすることが可能となる。

【００８０】請求項１０によれば、請求項１ないし８の
いずれかに記載の磁石断熱容器と複数個の冷凍機断熱容
器を複数個の伝熱管で接合し、磁石断熱容器に複数の接
合部を設置したことにより、複数個の冷凍機が、それぞ
れ別々の冷凍機断熱容器に設置されているので、１つの
冷凍機にトラブルが発生した場合でも補修または交換が
容易に可能となる。

【００８１】請求項１１によれば、請求項１ないし８の
いずれかに記載の複数個の磁石断熱容器と、この磁石断
熱容器の個数よりも少ない個数の冷凍機断熱容器を複数
個の伝熱管で接合し、磁石断熱容器および冷凍機断熱容
器に複数の接合部を設置したことにより、複数個の超電
導コイルを超電導コイルの数より少ない台数の冷凍機で
冷却するので、設置スペースを狭くすることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超電導磁石装置の第１実施形態を
示す断面図。

【図２】本発明に係る超電導磁石装置の第２実施形態を
示す断面図。

【図３】本発明に係る超電導磁石装置の第３実施形態を
示す斜視図。

【図４】本発明に係る超電導磁石装置の第４実施形態を
示す断面図。

【図５】従来の超電導磁石装置を示す断面図。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 超電導コイル ２ 冷凍機 ３，３Ａ，３Ｂ 磁石断熱容器 ３ａ フランジ ４ 冷凍機断熱容器 ４ａ フランジ ５ 伝熱管 ６ 伝熱管 ７ 熱輻射シールド ８ 高温段冷却ステージ ９ 低温段冷却ステージ １０ 伝熱帯 １１ 連結体 １２，１２Ａ，１２Ｂ 伝熱管 １２ａ，１２ｂ フランジ １３ 低温伝熱帯 １４ 熱シールド伝熱帯 １５ 伸縮真空部材 １６ 固定部 １７ 電流リード線 １８ 保護装置 １９ａ，１９ｂ 作業ポート部 ２０ 接続管

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導コイルを包囲した磁石断熱容器
   と、冷凍機を取り付け、この冷凍機の冷却ステージを包
   囲した冷凍機断熱容器と、前記磁石断熱容器と前記冷凍
   機断熱容器との間を接続し、前記超電導コイルと前記冷
   凍機との間を伝熱する伝熱帯を内包する伝熱管とを備え
   た超電導磁石装置において、前記磁石断熱容器と前記伝
   熱管、および前記冷凍機断熱容器と前記伝熱管の２個所
   の接合部を取り外し可能に構成したことを特徴とする超
   電導磁石装置。
2. 【請求項２】 伝熱管の接合部は、フランジ構造である
   ことを特徴とする請求項１記載の超電導磁石装置。
3. 【請求項３】 冷凍機は、垂直に取り付けられたことを
   特徴とする請求項１記載の超電導磁石装置。
4. 【請求項４】 冷凍機断熱容器内に超電導コイルに給電
   するための電流リード線および超電導コイルの保護装置
   を組み込んだことを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れかに記載の超電導磁石装置。
5. 【請求項５】 伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、前
   記伝熱管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の
   接合部において、前記伝熱管の内部に設けた伝熱帯の接
   合部を接離するための作業ポート部を備えたことを特徴
   とする請求項１ないし４のいずれかに記載の超電導磁石
   装置。
6. 【請求項６】 伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、前
   記伝熱管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の
   接合部において、長さが伸縮可能な伸縮真空部材と、こ
   の伸縮真空部材の外部に伸縮真空部材の長さを拘束する
   固定部とを設置したことを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載の超電導磁石装置。
7. 【請求項７】 伸縮真空部材および固定部は、伝熱管の
   接合部を回避した位置に少なくとも１個設置したことを
   特徴とする請求項６記載の超電導磁石装置。
8. 【請求項８】 伝熱管の冷凍機断熱容器との接合部、前
   記伝熱管の磁石断熱容器との接合部の少なくとも一方の
   接合部において、前記伝熱管より径の太い接続管を介在
   させて接合したことを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれかに記載の超電導電磁石。
9. 【請求項９】 冷凍機断熱容器と複数個の磁石断熱容器
   を複数個の伝熱管で接合し、前記冷凍機断熱容器に複数
   の接合部を設置したことを特徴とする請求項１ないし８
   のいずれかに記載の超電導磁石装置。
10. 【請求項１０】 磁石断熱容器と複数個の冷凍機断熱容
    器を複数個の伝熱管で接合し、前記磁石断熱容器に複数
    の接合部を設置したことを特徴とする請求項１ないし８
    のいずれかに記載の超電導磁石装置。
11. 【請求項１１】 複数個の磁石断熱容器と、この磁石断
    熱容器の個数よりも少ない個数の冷凍機断熱容器を複数
    個の伝熱管で接合し、前記磁石断熱容器および前記冷凍
    機断熱容器に複数の接合部を設置したことを特徴とする
    請求項１ないし８のいずれかに記載の超電導磁石装置。