JPH02292875A - 極低温部材の支持構造 - Google Patents
極低温部材の支持構造Info
- Publication number
- JPH02292875A JPH02292875A JP1113968A JP11396889A JPH02292875A JP H02292875 A JPH02292875 A JP H02292875A JP 1113968 A JP1113968 A JP 1113968A JP 11396889 A JP11396889 A JP 11396889A JP H02292875 A JPH02292875 A JP H02292875A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- mounting seat
- cryogenic
- support structure
- fitted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (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】
（産業上の利用分野）
この発明は、極低温部材を支柱を介して常温部材で支持
する場合の支持構造に関する．このような支持構造は、
主としてタライオスタットの内槽を外槽内に安定に定置
させるときに利用される．〔従来の技術〕 超電導マグネットなどの超電導機器を収納するクライオ
スタントは、使用時に収納冷媒と同一温度になる内槽と
真空容器である外槽との間の高断熱性を維持するため、
両槽間には伝熱路となる連結部材を極力設けない構造に
し、内槽の支持安定性の面から連結部材がどうしても必
要なときには良断熱性でしかも伝熱面積の小さい支柱を
外槽との間にかけ渡して内槽を支持する方法が採られる
．この支持構造に用いる従来の支柱は、例えば、実開昭
６３−１２４７６４号に開示されるように、端部に一体
の支持座を設け、この座を連結対象物にボルト止めして
いる． 〔発明が解決しようとする課題］ タライオスタットにおいては、断熱効果を高める目的で
内・外槽間に真空層以外の断熱層、例えば輻射シールド
、冷却管、多層断熱材等が設けられる。
する場合の支持構造に関する．このような支持構造は、
主としてタライオスタットの内槽を外槽内に安定に定置
させるときに利用される．〔従来の技術〕 超電導マグネットなどの超電導機器を収納するクライオ
スタントは、使用時に収納冷媒と同一温度になる内槽と
真空容器である外槽との間の高断熱性を維持するため、
両槽間には伝熱路となる連結部材を極力設けない構造に
し、内槽の支持安定性の面から連結部材がどうしても必
要なときには良断熱性でしかも伝熱面積の小さい支柱を
外槽との間にかけ渡して内槽を支持する方法が採られる
．この支持構造に用いる従来の支柱は、例えば、実開昭
６３−１２４７６４号に開示されるように、端部に一体
の支持座を設け、この座を連結対象物にボルト止めして
いる． 〔発明が解決しようとする課題］ タライオスタットにおいては、断熱効果を高める目的で
内・外槽間に真空層以外の断熱層、例えば輻射シールド
、冷却管、多層断熱材等が設けられる。
上記支柱は、これ等の断熱層を貫通することになり、従
って、その支柱をボルト止めする場合には、これ等の断
熱層にボルト締め等の組立作業を可能ならしめる大きさ
の穴をあけておくか、ボルト締め後に支柱を避けて断熱
層を組上げることが必要になる． しかし、穴サイズを無用に大きくする前者の方法は断熱
性が悪くなり、一方、支柱を避けながらの断熱層の組立
では支柱数が多くなる場合には特に、工数が増えて作業
が煩雑になると云う問題がある。
って、その支柱をボルト止めする場合には、これ等の断
熱層にボルト締め等の組立作業を可能ならしめる大きさ
の穴をあけておくか、ボルト締め後に支柱を避けて断熱
層を組上げることが必要になる． しかし、穴サイズを無用に大きくする前者の方法は断熱
性が悪くなり、一方、支柱を避けながらの断熱層の組立
では支柱数が多くなる場合には特に、工数が増えて作業
が煩雑になると云う問題がある。
上記のｉｓを解決するため、この発明の支持構造におい
ては、極低温部材側に取付座を設け、この取付座と支柱
を熱膨張係数の異なる材料で形成して互いに嵌合させ、
この嵌合部を極低温部材の使用温度下で熱収縮差により
締り嵌め状態となす。
ては、極低温部材側に取付座を設け、この取付座と支柱
を熱膨張係数の異なる材料で形成して互いに嵌合させ、
この嵌合部を極低温部材の使用温度下で熱収縮差により
締り嵌め状態となす。
〔作用］
第２図はＣＦＲＰ （炭素繊維強化プラスチック）円柱
の繊維巻方向と熱膨張係数の相関関係についての実厠デ
ータである。今、繊維巻角度を４５゜にした円柱を支柱
として用いると、支柱の熱膨張係数は殆んど０になる。
の繊維巻方向と熱膨張係数の相関関係についての実厠デ
ータである。今、繊維巻角度を４５゜にした円柱を支柱
として用いると、支柱の熱膨張係数は殆んど０になる。
他方、取付座を５１．１Ｓ３０４で形成するとその熱膨
張係数は９．８ＸＩＯ−”である。
張係数は９．８ＸＩＯ−”である。
従って、今、上の各材料から成る支柱と取付座を室温下
で隙間ゼロで嵌合させ、この後、極低温部材を使用温度
、例えば４．２Ｋに冷却したとすると、取付座も４．２
Ｋまで温度が下るのでその収縮量９ ．８×１０−’Ｘ
２６９Ｋ ＝ ０ ．２６％が嵌合部の締め代となっ
てボルトを使わなくても強固な締結が行われる。
で隙間ゼロで嵌合させ、この後、極低温部材を使用温度
、例えば４．２Ｋに冷却したとすると、取付座も４．２
Ｋまで温度が下るのでその収縮量９ ．８×１０−’Ｘ
２６９Ｋ ＝ ０ ．２６％が嵌合部の締め代となっ
てボルトを使わなくても強固な締結が行われる。
なお、隙間ゼロの嵌合は、軽く圧人すればよいので、断
熱層等に設ける支柱挿入穴を最小限の大きさにしても組
立には何ら支障がでない．〔実施例〕 第１図にこの発明の支柱構造の一例を示す．図の１は液
体ヘリウム容器の壁体、２は１を取り囲む真空容器の壁
体、３は１の外面に沿わせた多層断熱材層、４は真空層
内に１を取り囲むように配置した液体窒素シールド層、
４ａは４に設けた支柱挿入穴、５は１の外面に溶接した
ＳｕＳ３０４製の取付座、６は繊維壱角を４５＠にした
ＣＦＲＰ製の中空支柱、７は５と同一材料で作って２に
ボルト９で固定した取付座、８は９の周囲を気密封止す
る０ １７ングである。図の取付座５、７は共に円筒部
５ａ、７ａを有する．前者の円筒部５ａは、内径を６の
外径と等しくして常温下で６を内側に圧大してある．一
方、後者の円筒部７ａは６の内径よりも若干大きめに加
工し、冷しぼめで６の内側に嵌合させてある，このよう
にしておくと、１と共に５が液体ヘリウム温度（４．２
Ｋ）に冷却されたときに５ａが収縮して６を締めつけ、
両者の嵌合部に不足のない結合力が生じる．また、７は
使用時にほ＼常温となるので、７ａと６との間に生して
いる冷しぼめによる締め代もほ鵞゛そのま一維持される
。
熱層等に設ける支柱挿入穴を最小限の大きさにしても組
立には何ら支障がでない．〔実施例〕 第１図にこの発明の支柱構造の一例を示す．図の１は液
体ヘリウム容器の壁体、２は１を取り囲む真空容器の壁
体、３は１の外面に沿わせた多層断熱材層、４は真空層
内に１を取り囲むように配置した液体窒素シールド層、
４ａは４に設けた支柱挿入穴、５は１の外面に溶接した
ＳｕＳ３０４製の取付座、６は繊維壱角を４５＠にした
ＣＦＲＰ製の中空支柱、７は５と同一材料で作って２に
ボルト９で固定した取付座、８は９の周囲を気密封止す
る０ １７ングである。図の取付座５、７は共に円筒部
５ａ、７ａを有する．前者の円筒部５ａは、内径を６の
外径と等しくして常温下で６を内側に圧大してある．一
方、後者の円筒部７ａは６の内径よりも若干大きめに加
工し、冷しぼめで６の内側に嵌合させてある，このよう
にしておくと、１と共に５が液体ヘリウム温度（４．２
Ｋ）に冷却されたときに５ａが収縮して６を締めつけ、
両者の嵌合部に不足のない結合力が生じる．また、７は
使用時にほ＼常温となるので、７ａと６との間に生して
いる冷しぼめによる締め代もほ鵞゛そのま一維持される
。
なお、支柱６の内部空間に断熱材を入れることは任意で
ある。
ある。
また、６と７を一体のＣＦＲＰで作ることも任意である
。但し、この場合には締結の安定化と気密漏れ防止のた
めにボルト９を螺合させる金属プラグを７に埋設し、そ
のプラグに０リング８を取付ける。
。但し、この場合には締結の安定化と気密漏れ防止のた
めにボルト９を螺合させる金属プラグを７に埋設し、そ
のプラグに０リング８を取付ける。
第３図及び第４図は、この発明の支持祷造を採用して作
られたクライオスクットの一例を示している．図の１１
は超電導マグネットと液体ヘリウムを収納するヘリウム
容器、１２は真空容器、１３は電流リードやヘリウムト
ランスファチューブを通すためのボート、１４は真空引
き口、１５は仮支持部材である．その他、第１図と同一
符号は同一要素を示している。
られたクライオスクットの一例を示している．図の１１
は超電導マグネットと液体ヘリウムを収納するヘリウム
容器、１２は真空容器、１３は電流リードやヘリウムト
ランスファチューブを通すためのボート、１４は真空引
き口、１５は仮支持部材である．その他、第１図と同一
符号は同一要素を示している。
このクライオスタントは、以下のようにして組立てられ
る．即ち、ヘリウム容器１１のＩＭ囲に多層断熱材層３
、液体窒素シールド層４、多層断熱材Ｎ３′を順に配置
して固定した後、これを逆さにしてある真空容器１２の
中に挿入する。仮支持部材１５は、この際にヘリウム容
器１１を支える。
る．即ち、ヘリウム容器１１のＩＭ囲に多層断熱材層３
、液体窒素シールド層４、多層断熱材Ｎ３′を順に配置
して固定した後、これを逆さにしてある真空容器１２の
中に挿入する。仮支持部材１５は、この際にヘリウム容
器１１を支える。
次に、ヘリウム容器１１には、予め所要数の取付座５を
位置決めして溶接しておき、その取付座の円筒部に３′
の外側から支柱６を圧入する。この支柱６には取付座７
を事前に冷し嵌めして取付けてある． 以上の作業を柊えたら、容器１２の本体１２ａにＭ１２
ｂ（これは第１図の２に相当する）を気密シールして被
せ、その蓋と蓋内面から所定距離（図のＳと等しい距＊
＞離れている取付座７とを長寸ボルト１６で仮止めする
。この後、仮止めの長寸ボルトを締めるとヘリウム容器
１１が１５から離れて取付座７がＭ１２ｂに密着する位
置まで中の物体が吊上がる。そこで、全体を上下反転さ
せて第３図の状態になったところで蓋１２ｂと取付座７
を改めて締結し直す．なお、図は省略したが、７と１２
ｂとの間及び１２ａと１５との間には締結ボルトの周囲
をシールする０リングを配置する。
位置決めして溶接しておき、その取付座の円筒部に３′
の外側から支柱６を圧入する。この支柱６には取付座７
を事前に冷し嵌めして取付けてある． 以上の作業を柊えたら、容器１２の本体１２ａにＭ１２
ｂ（これは第１図の２に相当する）を気密シールして被
せ、その蓋と蓋内面から所定距離（図のＳと等しい距＊
＞離れている取付座７とを長寸ボルト１６で仮止めする
。この後、仮止めの長寸ボルトを締めるとヘリウム容器
１１が１５から離れて取付座７がＭ１２ｂに密着する位
置まで中の物体が吊上がる。そこで、全体を上下反転さ
せて第３図の状態になったところで蓋１２ｂと取付座７
を改めて締結し直す．なお、図は省略したが、７と１２
ｂとの間及び１２ａと１５との間には締結ボルトの周囲
をシールする０リングを配置する。
〔効果］
以上述べたように、この発明では極低温部材側に支柱を
嵌合させる取付座を設け、この取付座と支柱の使用温度
下における熱収縮差を利用して両者の嵌合部に締め代を
生じさせるようにしたので、例えばクライオスタントに
利用すると、断熱材取付後に支柱を接続して組立作業を
簡略化することができ、また、この作業のために必要な
内、外層間の断熱材に設ける支柱挿入穴を必要最小限の
大きさにして断熱効果を高めることができると云う効果
がある。
嵌合させる取付座を設け、この取付座と支柱の使用温度
下における熱収縮差を利用して両者の嵌合部に締め代を
生じさせるようにしたので、例えばクライオスタントに
利用すると、断熱材取付後に支柱を接続して組立作業を
簡略化することができ、また、この作業のために必要な
内、外層間の断熱材に設ける支柱挿入穴を必要最小限の
大きさにして断熱効果を高めることができると云う効果
がある。
第１図はこの考案の支持構造の一例を示す、第２図はＣ
ＦＲＰの繊維巻角と熱膨張係数の関係を示すグラフ、第
３図はそれを用いたクライオスタントの一例を示す断面
図、第４図は同上の縮小底面図である． １・・・・・・液体ヘリウムの容器の壁体、２・・・・
・・真空容器の壁体、 ３・・・・・・多層断熱材層、 ４・・・・・・液体窒素シールド層、
ＦＲＰの繊維巻角と熱膨張係数の関係を示すグラフ、第
３図はそれを用いたクライオスタントの一例を示す断面
図、第４図は同上の縮小底面図である． １・・・・・・液体ヘリウムの容器の壁体、２・・・・
・・真空容器の壁体、 ３・・・・・・多層断熱材層、 ４・・・・・・液体窒素シールド層、
Claims (4)
- （１）極低温部材を支柱を介して常温部材で支持する支
持構造において、極低温部材側に上記支柱を嵌合接続す
る取付座を設け、この取付座と上記支柱を熱膨張係数の
異なる材料で形成して両者の嵌合部を極低温部材の使用
温度下で熱収縮差により締り嵌め状態となすことを特徴
とする極低温部材の支持構造。 - （２）常温部材側にも支柱を嵌合接続する取付座を設け
、常温部材側では取付座の円筒部に支柱を外嵌め、極低
温部材側では取付座の円筒部に支柱を内嵌めにする請求
項１記載の極低温部材の支持構造。 - （３）各取付座をステンレス鋼で、支柱を炭素繊維強化
プラスチックで形成する請求項２記載の極低温部材の支
持構造。 - （４）上記炭素繊維強化プラスチック支柱は、熱膨張係
数がほゞ０のものである請求項３記載の極低温部材の支
持構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113968A JP2765044B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 極低温部材の支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113968A JP2765044B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 極低温部材の支持構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02292875A true JPH02292875A (ja) | 1990-12-04 |
| JP2765044B2 JP2765044B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=14625727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1113968A Expired - Fee Related JP2765044B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 極低温部材の支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765044B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002344037A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Hitachi Ltd | 極低温格納容器及びそれを用いた生体磁気計測装置 |
| CN113990599A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-28 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种超导磁体装置及一种超导磁悬浮列车 |
| JP2024058079A (ja) * | 2022-10-14 | 2024-04-25 | 株式会社東芝 | 極低温装置の伝熱部材接続構造及び極低温装置 |
-
1989
- 1989-05-02 JP JP1113968A patent/JP2765044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002344037A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-29 | Hitachi Ltd | 極低温格納容器及びそれを用いた生体磁気計測装置 |
| CN113990599A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-01-28 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种超导磁体装置及一种超导磁悬浮列车 |
| WO2023087383A1 (zh) * | 2021-11-19 | 2023-05-25 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种超导磁体装置及一种超导磁悬浮列车 |
| JP2024058079A (ja) * | 2022-10-14 | 2024-04-25 | 株式会社東芝 | 極低温装置の伝熱部材接続構造及び極低温装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2765044B2 (ja) | 1998-06-11 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |