JPS6244502Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超電導コイルと液体ヘリウムを収納す
る極低温容器に係り、特に超電導コイルに損傷を
与えないようにした極低温容器に関する。

超電導マグネツト装置等の超電導装置に用いら
れる超電導線は、通常液体ヘリウム内に浸漬冷却
されると、電気抵抗零の超電導状態となる。この
ため通常の超電導機器は、超電導線と安定化材と
から成る超電導導体を巻回した超電導コイルおよ
び液体ヘリウムを収納する極低温容器、極低温容
器へのふく射をしや閉するふく射シールド、極低
温容器およびふく射シールドを真空断熱するため
の真空容器、および支持装置等から成り立つてい
る。この様子を第１図に示す。第１図において、
１は超電導コイル、２は液体ヘリウム、３は超電
導コイル１および液体ヘリウムを収納し、液体ヘ
リウム圧力に耐える極低温容器、４はふく射シー
ドル、５は空間６を高真空に保つための真空容
器、７は極低温容器３およびふく射シールドを断
熱支持する支持装置である。第２図は第１図の
ー線に沿う矢視拡大断面図である。第２図にお
いて、１は超電導コイル、２は液体ヘリウム、３
ａは超電導コイル１の巻枠を兼ねた極低温容器３
の一部、３ｂは超電導コイル１の外側を被う極低
温容器３の一部で、各部３ａ，３ｂは溶接部３ｃ
により一体化され、極低温容器３を形成してい
る。

さて、超電導マグネツト装置は、例えば該融合
装置に使用される超電導マグネツトのように、大
形で、かつ、高磁界を発生させる必要が近年増々
要望されてきている。超電導コイルを励磁する
と、超電導線には、流れる電流と発生する磁界の
相互作用により、電磁力が作用する。前述のよう
な大形で、かつ、高磁界発生用の超電導コイルに
は、強大な電磁力が作用し、超電導コイルだけで
は、その電磁力に耐えることが出来ないことが多
い。

この対策として、極低温容器３の板厚を厚くし
て丈夫にし、超電導コイル１に作用する電磁力の
一部を極低温容器に分担させ、超電導コイル１自
身で受持つ電磁力を軽減させる構造が考えられて
いる。この構造によれば、超電導コイルと極低温
容器は第１図、第２図には図示しないが、何らか
の形状のスペーサを介して密着させることが必要
である。

しかるに大形で高磁界発生用の超電導マグネツ
ト装置の極低温容器を、第１図および第２図に示
した従来例のように、溶接によつて一体化させる
ことは、前述のように極低温容器と超電導コイル
が近接していると、極低温容器の板厚が厚くなる
にしたがつて、溶接熱量が大きくなることによ
り、超電導コイルが高温にさらされることにな
る。

超電導コイルに使用される超電導線は、高温に
さらされると、損傷劣化され易いので、第１図お
よび第２図に示した従来例のような溶接構造は不
適当である。このため、強大な電磁力を分担で
き、超電導コイルの損傷がなく、組立てが容易な
構造の極低温容器が要求されている。

本考案の目的は、強大な電磁力を分担できる極
低温容器で、かつ、超電導コイルに過大な温度上
昇を与えないで、体化を行ない、真空シール性能
を十分持たせることができる極低温容器を提供す
ることにある。

以下本考案を第３図，第４図および第５図に示
す一実施例について説明する。第４図は第３図の
ー線に沿う矢視拡大断面図、第５図は第４図
の“Ｖ”部拡大図である。これらの図において第
１図および第２図と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。尚この極低温容器３も第１図
と同様にふく射シールド４、真空容器５の中に入
れるのであるが、図示を省略する。

この実施例においては、超電導コイル１に通電
した際の電磁力を受けるに十分な厚さで断面コ字
状、即ち一端開放の環状の容器本体８に、同様厚
さの環状の蓋９をボルト１０で取付ける。そし
て、断面がＬ字状をした環状をなし、薄くて可撓
性を有するキヤツプ１１で容器本体８と蓋９の接
合部１２およびボルト１０を被うようにして、溶
接部１３にて溶接結合して密閉した極低温容器３
とする。１４は穴であり、１５は煙突部であつ
て、ここを介して、液体ヘリウム２を供給し、気
化したヘリウムを抜き取るのであるが、これは従
来と同じであるので詳細は図示しない。１６はス
ペーサであつて、超電導コイル１の外周と容器本
体８の間に介在させる。

次に、上記のように構成した極低温容器の作用
について説明する。超電導コイル１に電流を流す
と、強大な電磁力が作用するが、超電導コイル１
と極低温容器３の容器本体８はスペーサ１６を介
して十分密着状態になつているので、その電磁力
は極低温容器３に分担され、極低温容器３の容器
本体８と蓋９は十分強固となるような厚板で構成
されるので、超電導コイル１の損傷を防止するこ
とが可能である。この電磁力の大きさは液体ヘリ
ウム圧力の数十倍となるので、容器本体８と蓋９
の厚さは、上述のように、その電磁力に耐える厚
さが必要であるが、キヤツプ１１は液体ヘリウム
の漏出を防止すれば、役目は済むので、十分薄い
板厚でよいことになる。このため、溶接部１３の
熱量も小さくできるので、溶接の際の超電導コイ
ル１の温度上昇も小さくてすみ、超電導線の過熱
による損傷劣化を防止することができる。一方前
述の電磁力により、容器本体８および蓋９の小さ
な変形が生じることはまぬがれない。特にボルト
１０による結合部は他の場所に比較し、強度的に
弱いので、小さなずれ、変形等を考慮する必要が
あるが、キヤツプ１１が薄いことのみならず、断
面がＬ字状となつていて、十分な可撓性を存して
いるので、この小さなずれ、変形等に対して追従
でき、密封が破れる危険性がない。

尚、本考案は上記し、かつ図面に示した実施例
のみに限定されるものではなく、その要旨を変更
しない範囲で、種々変形して実施できることは勿
論である。

以上説明したように、本考案によれば次のよう
な効果がある。

(a) 電磁力を分担する容器本体８および蓋９を十
分厚くし、ボルト１０による結合としたので、
組立てが容易で、電磁力による超電導コイル１
の損傷を防止できる。

(b) 液体ヘリウム圧力の密封には、薄く、断面が
Ｌ字状をした可撓性のある環状のキヤツプ１１
を用いたので、容器本体８および蓋９のずれや
変形に対して追従可能となり、液体ヘリウムの
密封が確実である。

(c) キヤツプ１１は薄板で構成されているので、
溶接による一体化の際に、溶接熱量は小さいの
で、超電導コイルの温度上昇が軽減され、超電
導線の過熱による損傷劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の極低温容器を備えた超電導機器
の断面図、第２図は第１図の−線に沿う矢視
拡大断面図、第図は本考案の極低温容器の一実施
例を示す断面図、第４図は第３図の−線に沿
う矢視拡大断面図、第５図は第４図の“Ｖ”部拡
大図である。 １……超電導コイル、２……液体ヘリウム、３
……極低温容器、８……容器本体、９……蓋、１
０……ボルト、１１……キヤツプ、１２……接合
部、１３……溶接部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 超電導コイルと液体ヘリウムを収納する極低温
   容器において、超電導コイルの通電による電磁力
   を受けるに十分な厚さを有し、一端開放の環状の
   容器本体に、その容器本体の開放面を塞ぐ同様厚
   さの環状の蓋をボルトで取付け、断面がＬ字状を
   した環状をなし可撓性を有する薄板のキヤツプ
   で、容器本体と蓋の接合部およびボルトを被うよ
   うに溶接結合して密封したことを特徴とする極低
   温容器。