JPS58112305A - 超電導磁石装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明は液体ヘリウムの蒸発ガスヘリウムを再凝縮す
るヘリウム冷却機を備えた超電導磁石装置に関する壷 発明の技術的背景及びその問題点 一般にこの種の装置は真空容器と、この真空容器内に熱
絶縁支持機構を介して設けられ且つ内部に超電導コイル
を収納すると共にこれを超低温に保持すべく液体ヘリウ
ムを満九した液体ヘリウムタンクと、このタンク内の蒸
発がスヘリウムを再凝縮するための凝縮熱交換器付きヘ
リウム冷却機とを備えて構成されている伽ととるで、上
記超電導コイルを励磁又は消磁するときに発生する電流
コードの発熱及び永久電流スイッチの発熱が大きく、こ
れにてタンク内の液体ヘリウムが多量に蒸発してガスヘ
リウム化する。この多量のガスヘリウムは冷却機の凝縮
熱交換器で冷却しても全部凝縮しきれず、一部外部へ放
出せざるを得ない仁とから、その放出分だけ外部から液
体ヘリウムを補給する必要がある。つｔｂタンクの液体
ヘリウムを封じ切シで使用すると、どんどんガスヘリウ
ム量が多くなりて超電導コイルの冷却効果が失なわれて
来るので、再凝縮しきれないガスヘリウムを外部に放出
して、その分外部から新丸な液体ヘリウムを補給しなけ
ればならないのである−そこで、従来では超低温の液体
ヘリウムをそのｔ＊外一部から配管を介してタンク内に
補給してい九が、この方法では補給開始時に液体へリク
ムが配管を経由して行くことから暖められて大量に蒸発
してしまい、補給効率が悪く不経済で６つ九。

父上記以外の方法としてヘリウム冷却機の能とれは作業
が簡単であるが、常温からの冷却であるので液化量が少
なく、短時間での補給が困−難である。

と九に対し、窒素温度に予冷し九ガスヘリクムを用いて
冷却機で凝縮させて補給することも考えられるが、その
１度の予冷では壕だ不充分で効果が得られない・ 発明の目的 この発明は上記事情に鑑みなされた４ので、簡単な作業
で短時のうちに非常に効率嵐く液体ヘリウムの補給がで
きるものを提供することを目的とする。

発明の概要 この発明は従来の超電導磁石装置のヘリウム冷却機の冷
凍回路に、その最低温段の熱交換器の高圧出口側から分
肢して流量調整弁を介して液体ヘリウムタンク内に開口
する補給管を追加し九構成として、該回路中の最も低温
とされたガスヘリウムを両部タンク内に導入して凝縮熱
交換器によシ液化することで液体ヘリウムの補給を行い
、これに伴うヘリウム冷却機の冷凍回路中への常温側か
らのガスヘリウムの補充は、高圧ガスーンぺ等の純ヘリ
ウムガス供給源を締め切シ弁を介して圧縮機入口側に接
続して行うことで済み、非常に作業が簡単で効率の良い
液体ヘリウムの補給が可能となる超電導磁石装置を特徴
とするものである。

発明の実施例 以下ヒの発明の一実施例を図面に従い説明する０図中１
は真空容器（外槽）、２は真空容器Ｊ内にシールド板１
及び熱絶縁支持機構（図示せ゛す）を介して設けられ丸
液体ヘリウムタンクで、この液体ヘリウムタンク２は環
状の内槽２ａとこの上部に連通管１ｂを介して一体に内
部連通した貯溜槽２１１とから構成されている・４は上
記液体ヘリウムタンク２の内槽２」内に収納された超電
導コイル、５はその超電導コイル４を超低温状態に保持
すべく冷却するために上記内槽１ａ内から貯溜槽２＠内
までに亘って満九された液体ヘリウムである一又図中６
は上記液体ヘリウム補給管２の内槽１ａ内の液体ヘリウ
ム５が蒸発することＫよシ同貯溜槽２ｃ上部Ｋ［１５て
来るガスヘリウムを再凝縮すべく冷却するヘリウム冷却
機で、これは真空容器１外に配する圧縮機１と、この圧
縮機１より送られて来るガスヘリウムを段階的に冷却し
て低温化すべく真空容器１内に配設された複数段の冷凍
機熱交換器８１　　＋　ｌ＠　　ａ　Ｉ！１ｇ・・・８
ｎと、この最終段即ち、最低温段階の熱交換器８ゎから
ＪＴ弁９を介して送られて来る低温ガスヘリウムでもっ
て上記液体ヘリクムタンク２の貯溜槽２ｃ内の蒸発ガス
ヘリウムを再凝縮するｋｋｍ熱交換器ＪＯとを備えた冷
凍１路を有している・ここで、上記ヘリウム冷却ＩＩＩ
＆６の冷凍回路中にその最低温成熱交換器への高圧出口
側から分岐して上記液体ヘリウムタンク１の貯溜槽２＠
内に開口するガス・ヘリウム補給管ＩＪを設けていると
共に、その補給管１１の途中に流量調整弁１２を設けて
いる。ま九上記ヘリウム冷却績−の冷凍回路の圧縮機１
の入口側に締め切シ弁１１を設けて、高圧ヘリウムガス
？ンペ等の純ヘリウムガス供給源１４と接続できるよう
にしである０表お上述したヘリウム冷却機６の冷凍能力
は液体ヘリウムタンク２への熱侵入量よシ若干であるが
大きめに設計しておく。

而して、上述の構成の超電導磁石装置では、超電導コイ
ル４の励磁及び消磁時に短時間ではあるが大量の熱が液
体ヘリウムタンク１内に入シ、これにて液体ヘリウム５
が蒸発してガスヘリウムが多量に貯溜槽１＠上部に溜ま
るととに１ｋ）、これをヘリウム冷却機Ｃの作動で凝縮
熱交換器１０によシ再凝縮するが、その際冷凍能力では
再凝縮しきれない蒸発ガスヘリウムは外部に放出する。

従ってその蒸発ガスヘリウムの放出分に応じた量だけ励
消磁の九びに液体ヘリウムの補給を行う、この補給時に
はヘリウム冷却機６の冷凍回路よ多分岐したガスヘリウ
ム補給管１ノの流量調整弁Ｊ２を開いて、皺回路中の最
低温段の熱交換器８ｎの高圧出口側から最低温に冷却さ
れたガスへりりムの一部を上記補給管ＩＪを介して減圧
しながら液体ヘリウムタンク２の貯溜檜２＠内に導入す
る。この際流量調整弁Ｊ２は貯榴槽２・内圧力が冷凍機
定常運転時よシもごくわずか高くなるように設定してお
く、こうして貯溜檜２＠内に導び入れ九低温のガスヘリ
ウムは凝縮熱交換器１０により凝縮して液体ヘリウムと
して諌貯溜槽２・内Ｋ１９１！する。なお、上記液体ヘ
リウムの補給に伴う冷凍回路中のガスヘリウムの不足分
の補充は純ヘリウムガス供給＃１４を締め切シ弁Ｊ１を
介して圧縮機７の入口側に接続して行い、非補充時は締
め切シ弁Ｊ３を閉じて供給＃Ｊ４を切夛離してシく。

発明の効果 この発明は以上詳述した如くなしたから、非常に簡単な
構成で、且つ簡単な作菓で、非常に効率よく液体ヘリウ
ムの補給を行うことができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示す概略構成図である。 Ｊ・・・真空容器、２・・・液体ヘリウムタンク、２畠
・・・内槽、１ｂ・・・連通管、２Ｃ・・・貯溜檜、３
・・・シールド板、４・・・超電導コイル、５・・・液
体ヘリウム、６・・・ヘリウム冷却機、７・・・圧縮機
、ｇｈ、１１ｂ、１１ｃ・・・冷凍熱交換器、８ｎ・・
・最低温段熱交換器、９・・・ＪＴ弁、１０・・・凝縮
熱交換器、１ノ・・・ガスヘリウム補給管、１１・・・
流量調整弁、ＪＪ・・・締め切シ弁、ＪＪ・・・ガスヘ
リウム供給源・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器と、仁の真空容器内に設けられ超電導コイルを
   収納すると共に液体ヘリウムを満たし丸、液体へりりム
   ！ンクと、とのタンク内の蒸発ガスヘリウムを再凝縮す
   る凝縮熱交換器付きヘリウム冷却機とを備えてなるもの
   において、上記ヘリウム冷却機の最低温段の熱交換器の
   高圧出口側から分肢して流量調整弁を介し上記タンク内
   に開口するガスヘリウム補給管を設けたことを４１黴と
   する超電導磁石装置・