JPS61108181A

JPS61108181A - クライオスタツト

Info

Publication number: JPS61108181A
Application number: JP59228868A
Authority: JP
Inventors: Tetsutaro Nakagawa; 徹太郎中川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-11-01
Filing date: 1984-11-01
Publication date: 1986-05-26

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、クライオスタットに関するものであり、さ
らに詳しくいうと１例えば超電導磁気浮上式鉄道の超電
導磁石装装置、特にその超電導コイルを収納するクライ
オスタットに関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は１例えば特開昭５９−７コクｔＳ号公報に開示
された従来のクライオスタット（極低温情されている。

内槽容器（１）の外側には、常温側からのふく射熱が内
槽容器（１）へ侵入するのを妨げる熱シールド板（４ｔ
）が配設されている。熱シールド板（４’）は、液体窒
素が流れている配管（４’ａ）によって液体窒素温度に
冷却されている。これらを収納し。

かつ真空断熱を行うために熱シールド板（り）の外ｌは
外槽容器（５１で覆われている。また超電導コイル（コ
）へ電流を供給するためのパワーリード（６）が外槽容
器（Ｓ）の外部から内槽容器（／ｌの内部へ貫通して配
役されている。このパワーリード（６）は外槽容器（５
）の内部で熱シールド板（４’）と熱的に接触しており
。

常温外部から内槽容器（１）へ伝導によって侵入しよう
とする熱は、同接触部で熱シールド板（ダ）を介して配
管（４Ｚａ）内を流れる液体窒素に吸収される。

この液体窒業温度に冷却された接触部材をサーマルアン
カ（７）と称し、パワーリート責６）とは電気的に絶縁
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のクライオスタットは、パワーリード
（６）を介して常温外部からの内槽容器（１）への伝導
による熱侵入はなくなったものの、液体窒ア素温度のサーマルメン力（７）の部位からパワーリード
（Ａ）を介して内槽容器（１）へ伝導によって侵入する
熱は依然として存在する。そのため、その分が内槽容器
（／ｌへの熱負荷となり蒸発する液体ヘリウムの量が多
くなる。

また、液体ヘリウムの蒸発量を減らすために。

小形ヘリウム冷却機を付加したものがあるが、パワーリ
ードを介しての熱侵入の点が依然として解消されないと
いう問題点があった。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、内槽容器内に貯留された液体ヘリウムの蒸発蓋を減
少させるために小形ヘリウム冷却機を取り付けたものに
おける液体ヘリウム蒸発量を極小となしうるクライオス
タットを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るクライオスタットは、従来のシールド板
からパワーリードに設けた第１のサーマルアンカとは別
に、約２０′ｌＫから３０″に付近の温度で熱伝導率が
最大となる良熱伝導体でなり、小形ヘリウム冷却機から
パワーリードに第２のサーマルアンカを設けたものであ
る。

〔作　用〕

この発明においては、小形ヘリウム冷却機からの第２の
サーマルアンカが、熱シールド板からの第１のサーマル
アンカの温度（ククＸ）よりも低い温度（コＯ′に〜３
０χ）で熱伝導率が最大となるものであるため、パワー
リードの適切な位置に第２のサーマルアンカを設けるこ
とにより、定常時、内槽容器への熱侵入量は著しく減少
する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示し１図において、（７
）は第１のサーマルアンカで第３図におけるものと同様
である。（ｆｆ）は小形ヘリウム冷却機。

（ｆａ）は小形ヘリウム冷却機の低温端である。

（ｌり）は第２のサーマルアンカであり、パワーリード
（６）と低温端（ｒａ）間に配設されている。その−他
、第３図におけると同一符号は同一部分を示し。

説明を省略する。

、上記のように小形ヘリウム冷却機（ｇ）を付設したク
ライオスタットにおいて、小形ヘリウム冷却機（ｆｌは
外槽容器（３）に固定されており、その低温端（ｔａ）
からパワーリード（６）へは第２のサーマルアンカ（１
７）が設けられていて、この第２のサーマルアンカ（１
７）は、小形ヘリウム冷却機（ｆ）によって常に約３０
＠にの温度に保たれている。第２のサーマルアンカ（１
７）の材料としては、無酸素銅または電気銅が好適であ
る。

（′Ｉ　）第２図は、＠コのサーマルアンカ（１７）に用いる材料
の各温度における熱伝導率の変化を示すグラフであり、
このグラフかられかるよｊＳＶＣ，無酸素銅の場合は約
ｌざ６にで熱伝導率が最高となり。

電気銅の場合は約２６゛にで熱伝導率が最高となる。

これは液体窒素温度（７７″Ｋ）と比較してそれぞれ約
７倍と約３倍となっている。

以上の構成により、パワーリード（６）Ｋ第１と第２の
サーマルアンカ（り）（／？）をそｎぞれ設けたので、
定常時（パワーリード非通電時）パワーリード（２）を
介して常温外部から侵入してくる熱は、液体窒素？Ｍ　
度の第１のサーマルアンカ（り）で吸収され。

第１のサーマルアンカ（７）から侵入してくる熱は第２
のサーマルアンカ（１７）でそれぞれ吸収されてしまう
。従って内槽容器（ｚｌには温度が約３０’にの第２の
サーマルアンカ（ｌり）からの熱侵入しかないので、第
２の１マルアンカ（１７）を設けないものよりも内槽容
器（１）内の液体ヘリウム（３）の蒸発量は減少する。

また１通電によってパワーリード（ふ）の温度が上昇し
た場合、第２のサーマルアンカ（／７）もパワーリード
（６）と共に温度が上昇する。このと伴、第２のサーマ
ルアンカ（ｌり）の熱伝導率は、温度が上昇するに伴い
低くなるのは第２図からも明らかである。そのため瀞度
上昇したパワーリード（６）から小形ヘリウム冷却機（
ｇ）の低歯端（ｔａ）への熱負荷が急激に過大に加わる
ことがなく、小形ヘリウム冷却機（ｔｌの運転バランス
は適切に維持される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、小形ヘリウム冷却機
を付設して、パワーリードに所定の温度特性を有する第
２のサーマルアンカを設けるように構成したので、高価
な液体ヘリウムの蒸発消費量を著しく減らすことができ
、その効果は大きい。

また、小形ヘリウム冷却機を安定して運転することがで
き操作の簡単なものが得られるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略断面図、第２図は当
該実施例に用いたサーマルアンカ材料の伝熱特性を示す
グラフ図、第３図は従来のクライオスタットの概略断面
図である。（１）・・内槽容器、（コ）・・超電導コイル、（匍・
・熱シールド板、（Ｓ）・・外槽容器、（６）・・パワ
ーリード、（７）・・第１のサーマルアンカ、　（ｆｆ
ｌ　＠φ小形ヘリウム冷却機、　（／？）・・第２のサ
ーマルアンカ。なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。帛１図氾２図一温度（０Ｋ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体ヘリウムを貯溜する内槽容器の中に浸漬した
超電導コイルと、前記内槽容器の外側に配設した熱シー
ルド板と、前記超電導コイルに常温外部から電流を供給
するためのパワーリードと前記熱シールド板との間に介
在させた第１のサーマルアンカと、これらを収納する真
空断熱用の外槽容器と、および小形ヘリウム冷却機を付
設したクライオスタットにおいて、前記パワーリードと
前記小形ヘリウム冷却機との間に介在し約２０°Ｋから
３０°Ｋ付近の温度で熱伝導率が最大となる良熱伝導体
でなる第２のサーマルアンカを備えてなることを特徴と
するクライオスタット。
（２）無酸素銅および電気銅のいずれかでなる第２のサ
ーマルアンカを備えた特許請求の範囲第１項記載のクラ
イオスタット。