JPS58201384A - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置Info
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- JPS58201384A JPS58201384A JP57086045A JP8604582A JPS58201384A JP S58201384 A JPS58201384 A JP S58201384A JP 57086045 A JP57086045 A JP 57086045A JP 8604582 A JP8604582 A JP 8604582A JP S58201384 A JPS58201384 A JP S58201384A
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- cryostat
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- helium
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- Pending
Links
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、超電導装置、特にその液体ヘリウムの補給
装置の改良に関するものである。
装置の改良に関するものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあった。図
において、（１）はヘリウム冷凍機用の圧縮機、（２）
は冷凍機ヘッド、（３）は１段冷却器、（４）は２段冷
却器、（５）は凝縮器、（６）は調節弁、（７）は液体
ヘリウム、（８）は超電導マグネット、（９）は液体ヘ
リウムコンテナ、α１はヘリウム液化機、αυはヘリウ
ムガスタンク、（ロ）は接手、（至）は電気絶縁板、（
１４はヘリウムガスで冷却される導体、（２）は永久電
流スイッチ、（至）は超電導マグネット等を収納するク
ライオスタット、翰は圧縮機（１）、冷凍機ヘッド（２
）、１段冷却器（３）、２段冷却器（４）、凝縮器（５
）で構成されるヘリウム冷凍機である。
において、（１）はヘリウム冷凍機用の圧縮機、（２）
は冷凍機ヘッド、（３）は１段冷却器、（４）は２段冷
却器、（５）は凝縮器、（６）は調節弁、（７）は液体
ヘリウム、（８）は超電導マグネット、（９）は液体ヘ
リウムコンテナ、α１はヘリウム液化機、αυはヘリウ
ムガスタンク、（ロ）は接手、（至）は電気絶縁板、（
１４はヘリウムガスで冷却される導体、（２）は永久電
流スイッチ、（至）は超電導マグネット等を収納するク
ライオスタット、翰は圧縮機（１）、冷凍機ヘッド（２
）、１段冷却器（３）、２段冷却器（４）、凝縮器（５
）で構成されるヘリウム冷凍機である。
次に動作について説明する。
クライオスタット（２）に収納された超電導マグネット
（８）は液体ヘリウム（７）で冷却され、定常運転状態
では、永久電流スイッチ（至）が閉路状態、つまり、超
電導マグネットの両端が永久電流スイッチ（至）で短絡
された閉回路を形成して、この閉回路を流れている直流
電流は循環電流となって流れ続ける。
（８）は液体ヘリウム（７）で冷却され、定常運転状態
では、永久電流スイッチ（至）が閉路状態、つまり、超
電導マグネットの両端が永久電流スイッチ（至）で短絡
された閉回路を形成して、この閉回路を流れている直流
電流は循環電流となって流れ続ける。
また、クライオスタットＱｆｉの常温部からの熱侵入に
よる液体ヘリウム（７）の蒸発に対しては、圧縮機（１
）、冷凍機ヘッド（２）、１段冷却器（３）、２段冷却
器（４）凝縮器（５）で構成されるヘリウム冷凍機（ホ
）によって、再度液化されて内部の圧力、液面を一定に
保っている。つまり、ヘリウム冷凍機の能力はクライオ
スタット（至）の侵入熱量より充分に大きい。
よる液体ヘリウム（７）の蒸発に対しては、圧縮機（１
）、冷凍機ヘッド（２）、１段冷却器（３）、２段冷却
器（４）凝縮器（５）で構成されるヘリウム冷凍機（ホ
）によって、再度液化されて内部の圧力、液面を一定に
保っている。つまり、ヘリウム冷凍機の能力はクライオ
スタット（至）の侵入熱量より充分に大きい。
一方、超電導マグネット（８）において初期に電流を流
す場合、あるいは、電流値を変化させる場合は、図示し
ない外部の直流電源から２本のケーブルを接手０４に接
続し、永久電流スイッチＧθを開路状態、つまり、上記
直流電源からの電流は導体Ｑ４を経由して、直接超電導
マグネットに流れる回路となる。また電流値は大きい値
であるため、導体０４は焼損を防ぐため液体ヘリ６ム（
７）の蒸発ガスを内部に多量に流すことにより冷却する
構造である。
す場合、あるいは、電流値を変化させる場合は、図示し
ない外部の直流電源から２本のケーブルを接手０４に接
続し、永久電流スイッチＧθを開路状態、つまり、上記
直流電源からの電流は導体Ｑ４を経由して、直接超電導
マグネットに流れる回路となる。また電流値は大きい値
であるため、導体０４は焼損を防ぐため液体ヘリ６ム（
７）の蒸発ガスを内部に多量に流すことにより冷却する
構造である。
導体Ｑ４を冷却したヘリウムガスは、ヘリウムガスタン
ク０υに〒時貯蔵され、ヘリウム液止機０１によって、
液化され、液体ヘリウムコンテナ（９）に貯める。そし
てクライオスタットα時内に、調節弁（６）を開くこと
により、規定レベルまで補給されるサイクルを繰り返え
す。
ク０υに〒時貯蔵され、ヘリウム液止機０１によって、
液化され、液体ヘリウムコンテナ（９）に貯める。そし
てクライオスタットα時内に、調節弁（６）を開くこと
により、規定レベルまで補給されるサイクルを繰り返え
す。
従来の装置は以上のように構成されているので、クライ
オスタット（至）に液体トリウムを補給するためにヘリ
ウム液化機０１や、液体ヘリウムコンテナ（９）を必要
とするので、高価で、操作の煩られしい装置となるなど
の欠点があった。
オスタット（至）に液体トリウムを補給するためにヘリ
ウム液化機０１や、液体ヘリウムコンテナ（９）を必要
とするので、高価で、操作の煩られしい装置となるなど
の欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めに・なされたもので、補給するヘリウムガスを冷却す
るための熱交換器を設けることにより、外部のヘリウム
液化機や、液体ヘリウムコンテナを不用にでき、安価で
、操作の簡単な装置を提供することを目的としている。
めに・なされたもので、補給するヘリウムガスを冷却す
るための熱交換器を設けることにより、外部のヘリウム
液化機や、液体ヘリウムコンテナを不用にでき、安価で
、操作の簡単な装置を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図において、重複をｊｌ弓するため、第１図と同一部分
には同一符号を付して、その説明を省略し、第１図とは
異なる部分を重点的に述べることにする。
図において、重複をｊｌ弓するため、第１図と同一部分
には同一符号を付して、その説明を省略し、第１図とは
異なる部分を重点的に述べることにする。
この第２図において、（３）はヘリウム冷凍機の１段冷
却器、（４）は同じく２段冷却器、（５）は凝縮器、Ｏ
ηは１段熱交換器、（至）は２段熱交換器である。
却器、（４）は同じく２段冷却器、（５）は凝縮器、Ｏ
ηは１段熱交換器、（至）は２段熱交換器である。
超電導マグネット（８）の定常運転状態では、従来装置
と同様に永久電流スイッチ（ト）を経由した循環電流が
流れており、クライオスタットＯ呻の常温部からの熱侵
入による液体ヘリウム（７）の蒸発は、ヘリウム冷凍機
（ホ）の凝縮器（５）によって、再度液化されて内部の
圧力、液面を一定に保つ。また超電導マグネット（８）
の初期通電、あるいは電流値の変更に対しても従・来装
置と同様に導体０４に液体ヘリウムの蒸発ガスを流し、
これをヘリウムガスタンク０１）に一時貯蔵しておく。
と同様に永久電流スイッチ（ト）を経由した循環電流が
流れており、クライオスタットＯ呻の常温部からの熱侵
入による液体ヘリウム（７）の蒸発は、ヘリウム冷凍機
（ホ）の凝縮器（５）によって、再度液化されて内部の
圧力、液面を一定に保つ。また超電導マグネット（８）
の初期通電、あるいは電流値の変更に対しても従・来装
置と同様に導体０４に液体ヘリウムの蒸発ガスを流し、
これをヘリウムガスタンク０１）に一時貯蔵しておく。
レベルの低下した液体ヘリウムの補給は、超電導マグネ
ット（８）を定常運転状態にした後、調節弁（６）を徐
々に開くことにより可能となる。つＪす、ヘリウム冷凍
機（１）の冷凍能力はクライオスタットＤＩの外乱等に
よる侵入熱量の変化に対しても充分にカバーできるよう
に設定されているため、クライオスタット０・の内部に
、外部からヘリウムガスを加圧することによりヘリウム
冷凍機（ホ）の凝縮器（５）の凝縮作用で、加圧注入さ
れたヘリウムガスが徐々に液化するもので、この液化す
る速度を速くするため、複数の熱交換器Ｑη（至）で予
め冷却して注入する。
ット（８）を定常運転状態にした後、調節弁（６）を徐
々に開くことにより可能となる。つＪす、ヘリウム冷凍
機（１）の冷凍能力はクライオスタットＤＩの外乱等に
よる侵入熱量の変化に対しても充分にカバーできるよう
に設定されているため、クライオスタット０・の内部に
、外部からヘリウムガスを加圧することによりヘリウム
冷凍機（ホ）の凝縮器（５）の凝縮作用で、加圧注入さ
れたヘリウムガスが徐々に液化するもので、この液化す
る速度を速くするため、複数の熱交換器Ｑη（至）で予
め冷却して注入する。
通常のヘリウム冷凍機において、１段冷却器の温度は、
５０〜１００に、２段冷却器の温度は、１０〜８０にと
なっている。このため、これらにそれぞれ熱的に接触し
ている１最熱交換器Ｑｉ、２段熱交換器（至）の温度も
それぞれ５０〜１００Ｋ 、 １０〜８０Ｋに冷却され
ている。これらの熱交換器を経由して、ヘリウムガスタ
ンクａ９に貯蔵されている常温のヘリウムガスを加圧注
入すれば、調節弁（６）を通過するヘリウムガスの温度
は、１０〜８０にであるため、凝縮作用が大きくなり、
短時間に液体ヘリウム（７）のレベルが（ロ）復する。
５０〜１００に、２段冷却器の温度は、１０〜８０にと
なっている。このため、これらにそれぞれ熱的に接触し
ている１最熱交換器Ｑｉ、２段熱交換器（至）の温度も
それぞれ５０〜１００Ｋ 、 １０〜８０Ｋに冷却され
ている。これらの熱交換器を経由して、ヘリウムガスタ
ンクａ９に貯蔵されている常温のヘリウムガスを加圧注
入すれば、調節弁（６）を通過するヘリウムガスの温度
は、１０〜８０にであるため、凝縮作用が大きくなり、
短時間に液体ヘリウム（７）のレベルが（ロ）復する。
つまり、外部から液体ヘリウムを直接補給する場合と同
様の効果がある。
様の効果がある。
なお上記実施例では複数の熱交換器として１段。
２段の２個の熱交換器を設けたものを示したが、８個以
上の熱交換器を設けてもよい。
上の熱交換器を設けてもよい。
以上のように、この発明によれば超電導マグネットを外
部名神に接続するための導体を冷却した後のヘリウムガ
スを、ヘリウム冷凍機の低温部と熱交換器させて回収し
、液体ヘリウムをクライオスタットに補給するようにし
たので、外部のヘリウム液化機、液体ヘリウムコンテナ
を除去することが可能となるため、安価で操作の簡単な
装置が得られる効果がある。
部名神に接続するための導体を冷却した後のヘリウムガ
スを、ヘリウム冷凍機の低温部と熱交換器させて回収し
、液体ヘリウムをクライオスタットに補給するようにし
たので、外部のヘリウム液化機、液体ヘリウムコンテナ
を除去することが可能となるため、安価で操作の簡単な
装置が得られる効果がある。
第１図は従来の′に！Ａ１１ＩＬ導装置の構成を示イ模
式図、第２図はこの発明の一実施例による超電導装置の
構成を示す模式図である。 図において、（１）は圧縮機、（２）は冷凍機ヘッド。 （３）は１段冷却器、（４）は２段冷却器、（５）は凝
縮器。 （６）はｍ節弁、（７）は液体ヘリウム、（８）は超電
導マグネット、Ｏυはヘリウムガスタンク、 ｔＪ４は
導体、（ト）は永久電流スイッチ、ＯＱはクライオスタ
ット、（７）はヘリウム冷凍機である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図
式図、第２図はこの発明の一実施例による超電導装置の
構成を示す模式図である。 図において、（１）は圧縮機、（２）は冷凍機ヘッド。 （３）は１段冷却器、（４）は２段冷却器、（５）は凝
縮器。 （６）はｍ節弁、（７）は液体ヘリウム、（８）は超電
導マグネット、Ｏυはヘリウムガスタンク、 ｔＪ４は
導体、（ト）は永久電流スイッチ、ＯＱはクライオスタ
ット、（７）はヘリウム冷凍機である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第１図
Claims (2)
- （１）超電導マグネット、上記液体ヘリウムの蒸発ガス
で冷却され上記超電導マグネットと外部の電源とを接続
するための導体、常温部からの侵入熱量より大きな冷凍
能力を有したヘリウム冷凍機等で構成されるクライオス
タットを備えたものにおいて、上記導体を冷却した後の
ヘリウムガスを回収するための回収路に上記トリウム冷
却機の低温部と熱接触した熱交換部を設け、上記ヘリウ
ムガスを該熱交換部に通過させ、上記クライオスタット
に液体ヘリウムを補給するようにしたことを特徴とする
超電導装置。 - （２）上記低温部および熱交換部は、温度レベルが異な
ったものが複数個設けられていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超電導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086045A JPS58201384A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086045A JPS58201384A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 超電導装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58201384A true JPS58201384A (ja) | 1983-11-24 |
Family
ID=13875701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57086045A Pending JPS58201384A (ja) | 1982-05-19 | 1982-05-19 | 超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58201384A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03219604A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導磁石装置 |
| EP0773565A1 (en) * | 1995-11-13 | 1997-05-14 | General Electric Company | Cryogen-cooled open MRI superconductive magnet |
-
1982
- 1982-05-19 JP JP57086045A patent/JPS58201384A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03219604A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 超電導磁石装置 |
| EP0773565A1 (en) * | 1995-11-13 | 1997-05-14 | General Electric Company | Cryogen-cooled open MRI superconductive magnet |
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