JPS6288379A - 極低温装置 - 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〕 本発明は極低温装置に係り、特に真空容器内に収納する
ふく射シールド及び極低温流体槽を支持する断熱支持装
置の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、極低温装置、例えば超電導マグネット装置におい
ては、極低温流体槽への侵入熱量を低減させる、すなわ
ち液体ヘリウムの消費量を極力少なくし、運転コストを
少なくする必要にせまられている。従来極低温流体槽の
支持装置からの侵入熱量は、全侵入熱量に対し大きな比
率であるため、支持装置からの侵入熱量を軽減すること
が望まれている。

一方、極低温装置の輸送及び地震等に耐える支持構造が
必要であり、一般に強固な支持構造にすると侵入熱量が
大きくなり、相反する問題をかかえていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、熱侵入が小さく高強度な極低温容器の
断熱支持装置を備えた極低温装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために本発明によれば、極低温流
体槽の外側にふく射シールドを設けて、真空容器内に収
納し、極低温流体槽とふく射シールドを連結し、またふ
く射シールドと真空容器とを連結し、各々に主に重量を
支持する重量サポート及び主に水平方向荷重を支持する
補強サポートを備えたことにより、熱侵入が小さく高強
度な断熱支持装置を備えた極低温装置を得ることを特徴
とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の極低温装置の一実施例を第１図ないし第３
図を参照して説明する。極低温流体槽１は例えば液体ヘ
リウムが貯蔵されている。またふく射シールド２は液体
窒素などの寒剤で冷却保持されている。

真空容器３内に極低温流体槽】−及びふく射シールド２
を真空断熱状態で収納する。そして内側重量サポート４
によって主に極低温流体槽１の重量をふく射シールド２
に連結して図示では左右において支持し、また内側の補
強サポート５によって主に輸送及び地震時に発生する水
平方向荷重を支持し、ふく射シールド２へ図示では左右
において連結されてる。

また外側の重量サポート６は主に極低温流体槽１及びふ
く射シールド２の重量を真空容器３に図示では左右にお
いて連結される。外側の補強サポート７は主に極低温流
体槽１及びふく射シールド２の水平方向荷重をふく射シ
ールド２と真空容器３とを図示では左右において連結す
る。

内側の重量サポート４及び外側の重量サポート６は仰角
αが図示では６０″に設定され、一方向側補強サポート
５及び外側補強サポート７は傾角βが図示では３０”に
設定されている。

また内側の重量サポート４及び内側の補強サポート５は
熱伝導の悪いガラスエポキシ樹脂引抜棒＝３− のようなＦＲＰ製棒を主体としたもので、ＦＲＰ棒のみ
又はＦＲＰ捧の端部に金具類を設けたものなどで製作さ
れる。−右外側の重量サポート６及び外側の補強サポー
ト７はチタン合金棒により製作されている。このように
して断熱支持装置９を備えた極低温装置１０を構成する
。

このように構成されることにより、次のような作用効果
がある。すなわち、各内側、外側の重量サポート４，６
及び内側、外側の補強サポート５．７には輸送時あるい
は地震時に振動荷重が作用する。この振動荷重を上下方
向と水平方向とに分離してみると、上下方向の荷重に対
では内側、外側の重量サポート４，６が主に支持する構
造となっていると同時・に、水平方向荷重に対しては内
側。

外側の補強サポート５．７が主に支持できる構造となっ
ている。しかも水平方向荷重に対し、内側、外側の重量
サポート４，６の仰角を６０″にしているため、重量サ
ポートでも水平方向荷重を分担できている。上下方向荷
重に対しては補強サポートの仰角２０°〜４０°、例え
ば仰角３０″□としているため、上下方向荷重も一部分
担できる。

第２図において、縦軸にＦ／Ｔをとり、横軸に仰角（度
）をとり、ここにＦは上下又は水平方向荷重、Ｔは重量
サポートに加わる荷重とすると、重量サポートの仰角と
重量サポートの引張荷重に対する上下方向及び水平方向
荷重の分担荷重の関係を夫々曲線■及び■に示す。第２
図に示すように重量サポートの傾角を５０°〜７０°例
えば６０°とすれば上下方向では曲線■から０．８７倍
、水平方向では曲線■から０．５倍分担できる。このこ
とは、重量サポートには常に支持物の重量分が静荷重と
して加わっているから、上下方向及び水平方向に各々Ｉ
Ｇの振動荷重が作用した場合の重量サポートの必要断面
積は第３図に示すようになる。

第３図において、縦軸に必要な断面積をとり、横軸に重
量サポートの仰角（度）をとると、その関係は曲線■の
ようになる。第３図の曲線■に示すように仰角５０’〜
７０’例えば仰角６０’で必要断面積の最小値を得るこ
とができる。このことは断熱支持装置９の重量サポート
からの伝導熱の流出を最小にする効果がある。

また、断熱支持装置９の各重量サポート及び補強サポー
トは寸法上十分長く設定可能なため、振動荷重あるいは
熱収縮変形荷重に対し曲げ応力の発生が小さく１強度上
有利であるとともに、極低温流体槽及びふく射シールド
への侵入熱を低減できる。

一方、極低温流体槽を支持する断熱支持装置９の重量サ
ポート及び補強サポートの材質を低熱伝導率であるガラ
スエポキシ樹脂棒のようなＦＲＰ棒を主体としているた
め、上述した効果に合せて極低温流体槽への侵入熱を低
減できる。

またふく射シールド２を支持する断熱支持装置９の外側
重量サポート６及び外側補強サポート７をチタン合金棒
としたため、ふく射シールド２への侵入熱をステンレス
鋼製に比べて約１／４にすることが可能である。ＦＲＰ
を主体とするものに比べ構造が簡単で極低温装置１０の
小形化、軽重化ができる。

〔発明の効果〕

＝７− 以上説明したように本発明によれば、輸送中の振動ある
いは地震による振動を強固に支持し、極低温流体槽への
侵入熱量が極めて少ない断熱支持装置を備えた小形軽量
な極低温装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の極低温装置の正面図、第２及び第３図
は本発明の効果を示す夫々線図である。 １・・・極低温流体槽、　２・・・ふく射シールド、３
・・・真空容器、　　　４，６・・・重量サポート、５
．７・・・補強サポート、 ９・・・断熱支持装置、　１０・・・極低温装置、α、
β・・・仰角、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）極低温流体槽をふく射シールドで包囲するととも
   に真空容器内に収納してなる極低温装置において、極低
   温流体槽とふく射シールドとを、またふく射シールドと
   真空容器とを主に重量を支持する重量サポート及び主に
   水平方向荷重を支持する補強サポートによって夫々連結
   した断熱支持装置を備えたことを特徴とする極低温装置
   。
2. （２）重量サポートの仰角が５０°〜７０°であり、か
   つ補強サポートの仰角が２０°〜４０°である特許請求
   の範囲第１項記載の極低温装置。
3. （３）極低温流体槽とふく射シールドとを連結した内側
   の重量サポート及び内側の補助サポートの材料がＦＲＰ
   棒を主体として形成され、かつ前記ふく射シールドと真
   空容器とを連結した外側の重量サポート及び外側の補強
   サポートの材料がチタン合金棒で形成された特許請求の
   範囲第１項記載の極低温装置。