JPH1197233A - 冷凍機・冷却型超電導磁石装置 - Google Patents
冷凍機・冷却型超電導磁石装置Info
- Publication number
- JPH1197233A JPH1197233A JP9256490A JP25649097A JPH1197233A JP H1197233 A JPH1197233 A JP H1197233A JP 9256490 A JP9256490 A JP 9256490A JP 25649097 A JP25649097 A JP 25649097A JP H1197233 A JPH1197233 A JP H1197233A
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- JP
- Japan
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- copper
- refrigerator
- coil
- laminated
- layers
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- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝熱板に特殊で高価な材料を使用することな
く、一般に市販されている安価な材料を使用して、冷却
特性を著しく向上させることを可能とする伝熱板を備え
た冷凍機冷却型超電導磁石装置を提供する。 【解決手段】 冷凍機で超電導コイルを冷却する冷凍機
冷却型超電導磁石において、冷凍機と超電導コイルを接
続する伝熱板を銅と高純度アルミニウムの２層以上の積
層構造とした。
く、一般に市販されている安価な材料を使用して、冷却
特性を著しく向上させることを可能とする伝熱板を備え
た冷凍機冷却型超電導磁石装置を提供する。 【解決手段】 冷凍機で超電導コイルを冷却する冷凍機
冷却型超電導磁石において、冷凍機と超電導コイルを接
続する伝熱板を銅と高純度アルミニウムの２層以上の積
層構造とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍機で超電導コイ
ルを冷却する冷凍機・冷却型超電導磁石構造に関するも
のである。
ルを冷却する冷凍機・冷却型超電導磁石構造に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の冷凍機冷却型超電導磁石装
置の一例を示す。従来、冷凍機１と超電導コイル２を接
続する伝熱板３には銅が使用されていた。銅は熱伝導率
が大きく伝熱板として適している。しかし超電導コイル
２に通電すると、交流損に起因する発熱でコイルの温度
は上昇する。伝熱板３に熱伝導率がさらに大きなものを
使用して冷却特性を良くすることで、この温度上昇は小
さく押さえることが可能である。
置の一例を示す。従来、冷凍機１と超電導コイル２を接
続する伝熱板３には銅が使用されていた。銅は熱伝導率
が大きく伝熱板として適している。しかし超電導コイル
２に通電すると、交流損に起因する発熱でコイルの温度
は上昇する。伝熱板３に熱伝導率がさらに大きなものを
使用して冷却特性を良くすることで、この温度上昇は小
さく押さえることが可能である。
【０００３】伝熱板３を高純度の銅やその他の熱伝導率
の大きな材料で構成するという方法もあるが、高純度の
銅等は非常に高価で一般に市販はされておらず、現実的
ではない。安価に入手することのできる高純度のアルミ
ニウムのみで構成すると、４Ｋレベルまで冷却された状
態では熱伝導率が大きいので、冷却特性が良く温度上昇
を小さく押さえることが可能である。しかし５０Ｋ以上
の温度領域においては通常の銅より熱伝導率が小さいた
め、常温（３００Ｋ）から冷却に要する時間が銅製の伝
熱板を使用したものより長くかかっていまうという欠点
がある。
の大きな材料で構成するという方法もあるが、高純度の
銅等は非常に高価で一般に市販はされておらず、現実的
ではない。安価に入手することのできる高純度のアルミ
ニウムのみで構成すると、４Ｋレベルまで冷却された状
態では熱伝導率が大きいので、冷却特性が良く温度上昇
を小さく押さえることが可能である。しかし５０Ｋ以上
の温度領域においては通常の銅より熱伝導率が小さいた
め、常温（３００Ｋ）から冷却に要する時間が銅製の伝
熱板を使用したものより長くかかっていまうという欠点
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】伝熱板に特殊で高価な
材料を使用することなく、一般に市販されている安価な
材料を使用して、冷却特性を著しく向上させることを可
能とする伝熱板を備えた冷凍機冷却型超電導磁石装置を
提供することを目的とする。
材料を使用することなく、一般に市販されている安価な
材料を使用して、冷却特性を著しく向上させることを可
能とする伝熱板を備えた冷凍機冷却型超電導磁石装置を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】冷凍機で超電導コイルを
冷却する冷凍機冷却型超電導磁石において、冷凍機と超
電導コイルを接続する伝熱板を銅と高純度アルミニウム
の２層以上の積層構造で、かつＳ字状に形成したものを
使用した。
冷却する冷凍機冷却型超電導磁石において、冷凍機と超
電導コイルを接続する伝熱板を銅と高純度アルミニウム
の２層以上の積層構造で、かつＳ字状に形成したものを
使用した。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１に本発明による冷凍機冷却型
超電導磁石装置の１実施形態を示す。この実施形態では
超電導コイル２と冷凍機１を銅と高純度アルミニウムの
積層構造の伝熱板３Ａで接続して超電導コイルを冷却す
るようにした。なお、図１の例では銅と高純度アルミニ
ウムの２層であるが、２層以上の積層構造も勿論考えら
れる。因みに銅及びアルミニウムの積層構造の一例とし
て、それぞれ約１mmの肉厚のものを各２枚宛交互に積層
したものをＳ字型に曲げ、両端を冷凍機側と超電導コイ
ル側にボルト結合して、使用した（図２）。この結果、
可撓性に富み、しかも冷却時の熱収縮の違いによる力を
吸収する熱伝熱板が得られた。更に、図４に本発明の伝
熱板の一例の平面図を示す。Ｒ部３Ｂはコイル半径のＲ
であり、取付孔３Ｃはコイルとのボルト結合用で、スリ
ット３Ｄは冷却時の柔軟性向上の為に設けてあり、取付
孔３Ｅは冷凍機とのボルト結合の為の孔である。
超電導磁石装置の１実施形態を示す。この実施形態では
超電導コイル２と冷凍機１を銅と高純度アルミニウムの
積層構造の伝熱板３Ａで接続して超電導コイルを冷却す
るようにした。なお、図１の例では銅と高純度アルミニ
ウムの２層であるが、２層以上の積層構造も勿論考えら
れる。因みに銅及びアルミニウムの積層構造の一例とし
て、それぞれ約１mmの肉厚のものを各２枚宛交互に積層
したものをＳ字型に曲げ、両端を冷凍機側と超電導コイ
ル側にボルト結合して、使用した（図２）。この結果、
可撓性に富み、しかも冷却時の熱収縮の違いによる力を
吸収する熱伝熱板が得られた。更に、図４に本発明の伝
熱板の一例の平面図を示す。Ｒ部３Ｂはコイル半径のＲ
であり、取付孔３Ｃはコイルとのボルト結合用で、スリ
ット３Ｄは冷却時の柔軟性向上の為に設けてあり、取付
孔３Ｅは冷凍機とのボルト結合の為の孔である。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１に各種銅の熱伝導率を示す。表１はＨ
i−Purity annealed 即ち９９.９９９％の高純度銅と、
Coalesced 即ち９９.９８％の銅と、Elect.T.P. 即ち９
９.９５％の電気銅と、O.F.H.C. 即ち９９.９５％の無
酸素銅について、温度４°Ｋ〜３００°Ｋの間における
熱伝導率を示したものである。
i−Purity annealed 即ち９９.９９９％の高純度銅と、
Coalesced 即ち９９.９８％の銅と、Elect.T.P. 即ち９
９.９５％の電気銅と、O.F.H.C. 即ち９９.９５％の無
酸素銅について、温度４°Ｋ〜３００°Ｋの間における
熱伝導率を示したものである。
【０００９】
【表２】
【００１０】また、表２は、Aluminium−１ 即ち９９.
９９％の高純度アルミ、Aluminium−２ 即ち９９％の純
度アルミについて温度４°Ｋ〜３００°Ｋの間における
熱伝導率を示したものである。
９９％の高純度アルミ、Aluminium−２ 即ち９９％の純
度アルミについて温度４°Ｋ〜３００°Ｋの間における
熱伝導率を示したものである。
【００１１】表１で明らかなように、高純度アルミニウ
ムの熱伝導率は、３００Ｋから５００Ｋ程度までは銅よ
り小さく、それ以下では銅より大きくなっている。伝熱
板を銅と高純度アルミニウムの積層（２層以上）構造と
することで、３００Ｋから５０Ｋまでは銅が効果的に伝
導冷却を行い、５０Ｋ以下ではアルミニウムが効果的に
伝導冷却を行う。その結果、冷却に要する時間は銅の伝
熱板と差がなく、温度が４Ｋレベルに冷却された時には
銅のものより効果的に超電導コイルを冷却する事が可能
となる。銅製のものより効果的に冷却されているため、
通電時の交流損は同じでも温度上昇を小さく押さえられ
る。
ムの熱伝導率は、３００Ｋから５００Ｋ程度までは銅よ
り小さく、それ以下では銅より大きくなっている。伝熱
板を銅と高純度アルミニウムの積層（２層以上）構造と
することで、３００Ｋから５０Ｋまでは銅が効果的に伝
導冷却を行い、５０Ｋ以下ではアルミニウムが効果的に
伝導冷却を行う。その結果、冷却に要する時間は銅の伝
熱板と差がなく、温度が４Ｋレベルに冷却された時には
銅のものより効果的に超電導コイルを冷却する事が可能
となる。銅製のものより効果的に冷却されているため、
通電時の交流損は同じでも温度上昇を小さく押さえられ
る。
【００１２】なお、伝熱板を高純度アルミニウムだけの
構造とすると、４Ｋレベルに冷却された時には熱伝導率
が大きいため冷却は銅の構造のものより良い。ただし、
高温領域で銅よりも熱伝密率が小さいため、その温度レ
ベルまで冷却する時間が銅のものよりも長くなってしま
うという欠点を持つ。
構造とすると、４Ｋレベルに冷却された時には熱伝導率
が大きいため冷却は銅の構造のものより良い。ただし、
高温領域で銅よりも熱伝密率が小さいため、その温度レ
ベルまで冷却する時間が銅のものよりも長くなってしま
うという欠点を持つ。
【００１３】伝熱板が銅とアルミニウムの積層（２層以
上）構造となることで、冷却に要する時間は銅のものと
変わらず、低温（約４Ｋ）保持時には銅のものより冷却
特性が良くなる。また材料の入手は安価で容易である。
上）構造となることで、冷却に要する時間は銅のものと
変わらず、低温（約４Ｋ）保持時には銅のものより冷却
特性が良くなる。また材料の入手は安価で容易である。
【００１４】
【発明の効果】冷凍機で超電導コイルを冷却する冷凍機
冷却型超電導磁石装置において、冷凍機と超電導コイル
を接続する伝熱板を銅と高純度アルミニウムの積層(２
層以上)構造とすることにより、低温保持時に超電導コ
イルを良く冷却でき、超電導コイル通電時の温度上昇を
小さく押さえることができる。高純度アルミニウムだけ
で構成された伝熱板では３００Ｋから５０Ｋ程度までは
銅より熱伝導率が低いため常温からの冷却時間が銅のも
のより長くかかってしまうが、積層構造のものは銅部が
存在するため冷却時間が長くならない。積層構造で、か
つＳ字状に形成したことにより、伝熱性と共に可撓性に
於ても優れ、冷却時に於ても、熱収縮の影響を受け難い
構造が得られた。
冷却型超電導磁石装置において、冷凍機と超電導コイル
を接続する伝熱板を銅と高純度アルミニウムの積層(２
層以上)構造とすることにより、低温保持時に超電導コ
イルを良く冷却でき、超電導コイル通電時の温度上昇を
小さく押さえることができる。高純度アルミニウムだけ
で構成された伝熱板では３００Ｋから５０Ｋ程度までは
銅より熱伝導率が低いため常温からの冷却時間が銅のも
のより長くかかってしまうが、積層構造のものは銅部が
存在するため冷却時間が長くならない。積層構造で、か
つＳ字状に形成したことにより、伝熱性と共に可撓性に
於ても優れ、冷却時に於ても、熱収縮の影響を受け難い
構造が得られた。
【図１】本発明に関る超電導磁石装置。
【図２】Ｓ字型をなす伝熱板を使用した例を示す。
【図３】公知超電導磁石装置。
【図４】本発明の伝熱板の平面図。
１ 冷凍機 ２ 超電導コイル ３，３Ａ 伝熱板 ３Ｂ Ｒ部 ３Ｃ，３Ｅ 取付孔 ３Ｄ スリット
Claims (2)
- 【請求項１】 冷凍機で超電導コイルを冷却する冷凍機
冷却型超電導磁石において、冷凍機と超電導コイルを接
続する伝熱板(3A)を銅と高純度アルミニウムの２層以上
の積層構造としたことを特徴とする冷凍機・冷却型超電
導磁石装置。 - 【請求項２】 伝熱板(3A)をＳ字状に形成し可撓性を付
与したことを特徴とする請求項１記載の冷凍機・冷却型
超電導磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256490A JPH1197233A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 冷凍機・冷却型超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9256490A JPH1197233A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 冷凍機・冷却型超電導磁石装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197233A true JPH1197233A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17293372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256490A Pending JPH1197233A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 冷凍機・冷却型超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197233A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004283580A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 磁気共鳴超伝導マグネット向けのパルス管クライオクーラ・システム |
| JP2006041259A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 冷却装置 |
| JP2015169426A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | アイシン精機株式会社 | 蓄冷型冷凍機 |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP9256490A patent/JPH1197233A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004283580A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 磁気共鳴超伝導マグネット向けのパルス管クライオクーラ・システム |
| JP4613025B2 (ja) * | 2003-03-19 | 2011-01-12 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 磁気共鳴超伝導マグネット向けのパルス管クライオクーラ・システム |
| JP2006041259A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 冷却装置 |
| JP2015169426A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | アイシン精機株式会社 | 蓄冷型冷凍機 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050328 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050405 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050602 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050726 |