JPH04106373A - 極低温装置 - Google Patents
極低温装置Info
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- JPH04106373A JPH04106373A JP2225621A JP22562190A JPH04106373A JP H04106373 A JPH04106373 A JP H04106373A JP 2225621 A JP2225621 A JP 2225621A JP 22562190 A JP22562190 A JP 22562190A JP H04106373 A JPH04106373 A JP H04106373A
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- cooling
- heat
- refrigerator
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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、磁気共鳴診断装置等に使用する超電導マグ
ネットあるいはその他の超電導機器の極低温装置に関す
るものである。
ネットあるいはその他の超電導機器の極低温装置に関す
るものである。
第２図は、例えば米国特許Ｕ Ｓ Ｐ ３，８９４，４
０３に示された従来の極低温装置を示す断面図である。
０３に示された従来の極低温装置を示す断面図である。
図において、（１）は超電導コイル、（２）はこの超電
導コイル（１）を冷却する液体ヘリウム、（３）は超電
導コイル（１）、及び液体ヘリウム（２）を収納する液
体ヘリウム容器、（４）はこの液体ヘリウム容器を包囲
し、外部から液体ヘリウム容器（３）へ侵入する輻射熱
を低減する第１の熱シールド、（５）は第１の熱シール
ドを包囲し、外部から第１の熱シールドへ侵入する輻射
熱を低減する第２の熱シールド、（６）は液体ヘリウム
容器（３）、第１の熱シールド（４）、第２の熱シール
ドを内蔵し、内部を真空に保持することによって真空断
熱する真空容器、（７）は第２の熱シールド（５）及び
第１の熱シールド（４）を冷却する冷凍機、（８）はこ
の冷凍機にＨｅガスを供給する圧縮機、（９）は内部に
冷凍機（７）の第１の冷却部（１０）第２の冷却部（Ｉ
Ｉ）を収納すると共に、内部にＨｅガスを内蔵し、冷凍
機（７）の第１の冷却部（１０）から第２の熱シールド
（５）間の熱伝達を行ない、又冷凍機（７）の第２の冷
却部（＋１）から第１の熱シールド（４）間の熱伝達を
行なうバイブ、（１２）は液体ヘリウム容器（３）の開
口部である。（］３）は超電導コイル（１）に電流を供
給する電流リード（１４） 、 （１５）は電流リー
ト（＋３）及び超電導コイル（１）間の接点部である。
導コイル（１）を冷却する液体ヘリウム、（３）は超電
導コイル（１）、及び液体ヘリウム（２）を収納する液
体ヘリウム容器、（４）はこの液体ヘリウム容器を包囲
し、外部から液体ヘリウム容器（３）へ侵入する輻射熱
を低減する第１の熱シールド、（５）は第１の熱シール
ドを包囲し、外部から第１の熱シールドへ侵入する輻射
熱を低減する第２の熱シールド、（６）は液体ヘリウム
容器（３）、第１の熱シールド（４）、第２の熱シール
ドを内蔵し、内部を真空に保持することによって真空断
熱する真空容器、（７）は第２の熱シールド（５）及び
第１の熱シールド（４）を冷却する冷凍機、（８）はこ
の冷凍機にＨｅガスを供給する圧縮機、（９）は内部に
冷凍機（７）の第１の冷却部（１０）第２の冷却部（Ｉ
Ｉ）を収納すると共に、内部にＨｅガスを内蔵し、冷凍
機（７）の第１の冷却部（１０）から第２の熱シールド
（５）間の熱伝達を行ない、又冷凍機（７）の第２の冷
却部（＋１）から第１の熱シールド（４）間の熱伝達を
行なうバイブ、（１２）は液体ヘリウム容器（３）の開
口部である。（］３）は超電導コイル（１）に電流を供
給する電流リード（１４） 、 （１５）は電流リー
ト（＋３）及び超電導コイル（１）間の接点部である。
次に動作について説明する。従来装置は以上のような構
造を持っており、冷凍機（７）の第１の冷却部（１０）
では約６［）Ｋ程度まで冷却される。そのため、第２の
熱シールド（５）は６０により多少高い温度まで冷却さ
れる。又、第２の冷却部では約１０に程度まで冷却され
、第１の熱シールド（４）をＩＯＫより多少高い温度ま
で冷却する。超電導コイル（１）は液体ヘリウム（２）
によって、４．２Ｋに冷却保持されるが、液体ヘリウム
（２）は第１の熱シールド（４）が約１０Ｋにしか冷却
されていないため、わずかではあるが蒸発する。液体ヘ
リウム容器（３）は内部に液体ヘリウム（２）を収納し
ており、液体ヘリウム（２）の蒸発による圧力上昇に耐
えるだけの強度を持っている。
造を持っており、冷凍機（７）の第１の冷却部（１０）
では約６［）Ｋ程度まで冷却される。そのため、第２の
熱シールド（５）は６０により多少高い温度まで冷却さ
れる。又、第２の冷却部では約１０に程度まで冷却され
、第１の熱シールド（４）をＩＯＫより多少高い温度ま
で冷却する。超電導コイル（１）は液体ヘリウム（２）
によって、４．２Ｋに冷却保持されるが、液体ヘリウム
（２）は第１の熱シールド（４）が約１０Ｋにしか冷却
されていないため、わずかではあるが蒸発する。液体ヘ
リウム容器（３）は内部に液体ヘリウム（２）を収納し
ており、液体ヘリウム（２）の蒸発による圧力上昇に耐
えるだけの強度を持っている。
第３図にＵ Ｓ Ｐ ４，２２３，５４０に示された他
の従来例を示す。図において（１）〜（８）及び（１０
） 、 （ｕ）は第２図の場合と同−又は相当部分を
示す。（９ａ）は液体ヘリウム容器（３）に連結され、
内部に冷凍機（７）を収納したパイプ、（］６）は第２
の熱シールド（５）に熱を伝える熱伝達部、（１７）は
第１の熱シールド（４）に熱を伝える熱伝達部、（１７
）は第１の熱シールド（４）に熱を伝える熱伝達部、（
１８）は圧縮機、（１９）は約３００に〜７０に間の圧
縮機（１８）によって往復するヘリウムガスの第１の熱
交換器、（２０）は約７０Ｋに冷却する第１の冷却器、
（２１）は約７０に〜ｌＯＫ間の圧縮機（１８）によっ
て往復するヘリウムガスの第２の熱交換器、（２２）は
約ｌＯＫに冷却する第２の冷却器、（２３）はヘリウム
ガスを断熱膨張させる絞り弁、（２４）は液体ヘリウム
容器（３）中の蒸発ヘリウムガスを再凝縮する凝縮器で
ある。
の従来例を示す。図において（１）〜（８）及び（１０
） 、 （ｕ）は第２図の場合と同−又は相当部分を
示す。（９ａ）は液体ヘリウム容器（３）に連結され、
内部に冷凍機（７）を収納したパイプ、（］６）は第２
の熱シールド（５）に熱を伝える熱伝達部、（１７）は
第１の熱シールド（４）に熱を伝える熱伝達部、（１７
）は第１の熱シールド（４）に熱を伝える熱伝達部、（
１８）は圧縮機、（１９）は約３００に〜７０に間の圧
縮機（１８）によって往復するヘリウムガスの第１の熱
交換器、（２０）は約７０Ｋに冷却する第１の冷却器、
（２１）は約７０に〜ｌＯＫ間の圧縮機（１８）によっ
て往復するヘリウムガスの第２の熱交換器、（２２）は
約ｌＯＫに冷却する第２の冷却器、（２３）はヘリウム
ガスを断熱膨張させる絞り弁、（２４）は液体ヘリウム
容器（３）中の蒸発ヘリウムガスを再凝縮する凝縮器で
ある。
次に動作について説明する。第３図の装置は以上のよう
に構成されており、第２の熱シールド（５）は冷凍機（
７）の第１の冷却部（ｌＯ）によって冷却され、又、第
１の熱シールド（４）は冷凍機（７）の第２の冷却部（
１１）によって冷却されている。又、液体ヘリウム容器
（３）内の液体ヘリウム（２）は多少蒸発するが凝縮器
（２４）で再凝縮され、実質的にはほとんど蒸発による
減少がない。従って、この第３図の装置に於ける液体ヘ
リウム容器（３）は、第２のそれに比べ強度を必要とし
ない。
に構成されており、第２の熱シールド（５）は冷凍機（
７）の第１の冷却部（ｌＯ）によって冷却され、又、第
１の熱シールド（４）は冷凍機（７）の第２の冷却部（
１１）によって冷却されている。又、液体ヘリウム容器
（３）内の液体ヘリウム（２）は多少蒸発するが凝縮器
（２４）で再凝縮され、実質的にはほとんど蒸発による
減少がない。従って、この第３図の装置に於ける液体ヘ
リウム容器（３）は、第２のそれに比べ強度を必要とし
ない。
さらに、他のＵ Ｓ Ｐ ３，８９４，４０３に示され
た従来例を第４図に示す。第４図において、（６）（８
）〜（１１）は第２図及び第３図と同一か又は相当部分
を示す。（５ａ）は第１の熱シールド、（９ａ）は約１
０にの冷却部であり先端には非冷却物を取付けるホルダ
ー（２５）か設けられている。
た従来例を第４図に示す。第４図において、（６）（８
）〜（１１）は第２図及び第３図と同一か又は相当部分
を示す。（５ａ）は第１の熱シールド、（９ａ）は約１
０にの冷却部であり先端には非冷却物を取付けるホルダ
ー（２５）か設けられている。
（９ａ）の内部には第２図の場合と同様、ヘリウムガス
が封入され、冷凍機の第１の冷却部（１０）、及び第２
の冷却部（１１）により冷却される。
が封入され、冷凍機の第１の冷却部（１０）、及び第２
の冷却部（１１）により冷却される。
次に動作について説明する。例えば電気信号の低ノイズ
増幅器などをホルダー（２５）に取付は動作させると冷
却部（９ａ）は約１０に程度まで冷却されているため、
熱騒音が少なく、高性能な増幅を行なうことが出来る。
増幅器などをホルダー（２５）に取付は動作させると冷
却部（９ａ）は約１０に程度まで冷却されているため、
熱騒音が少なく、高性能な増幅を行なうことが出来る。
従来の極低温装置では以上のように構成されているのて
超電導コイルを冷却するための液体ヘリウムを内蔵し、
又、ヘリウムの圧力に耐える液体ヘリウム容器を必要と
したり、あるいは冷凍機の最低到達温度がＩＯＫ程度で
あるため、液体ヘリウムを消費したり、冷凍機単独で超
電導機器の必要な温度レベルまで冷却することが出来な
いなと問題点があった。
超電導コイルを冷却するための液体ヘリウムを内蔵し、
又、ヘリウムの圧力に耐える液体ヘリウム容器を必要と
したり、あるいは冷凍機の最低到達温度がＩＯＫ程度で
あるため、液体ヘリウムを消費したり、冷凍機単独で超
電導機器の必要な温度レベルまで冷却することが出来な
いなと問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、液体ヘリウム容器を使用することなく超電導
コイルの超電導状態を維持できる装置を得ることを目的
とする。
たもので、液体ヘリウム容器を使用することなく超電導
コイルの超電導状態を維持できる装置を得ることを目的
とする。
第１の発明に係る極低温装置は、超電導機器を冷却する
極低温冷凍機と、液体ヘリウムの供給により超電導機器
を冷却する冷却管とを有する。
極低温冷凍機と、液体ヘリウムの供給により超電導機器
を冷却する冷却管とを有する。
第２の発明に係る極低温装置は、超電導機器を冷却する
第１、及び第２の極低温冷凍機と、この第１、及び第２
の極低温冷凍機と超電導機器の間の熱抵抗をそれぞれ可
変にする第１、及び第２の熱スイッチと、この第１、及
び第２の熱スイッチを選択的に動作させる手段とを有す
る。
第１、及び第２の極低温冷凍機と、この第１、及び第２
の極低温冷凍機と超電導機器の間の熱抵抗をそれぞれ可
変にする第１、及び第２の熱スイッチと、この第１、及
び第２の熱スイッチを選択的に動作させる手段とを有す
る。
第３の発明に係る極低温装置は、超電導機器、第１、及
び第２の熱シールドを冷却する３段の温度レベルを有す
る極低温冷凍機を有する。
び第２の熱シールドを冷却する３段の温度レベルを有す
る極低温冷凍機を有する。
第１の発明に係る極低温装置は、常時は、極低温冷凍機
により超電導機器を冷却し、必要時のみ液体ヘリウムを
冷却管に供給し、超電導機器を冷却する。
により超電導機器を冷却し、必要時のみ液体ヘリウムを
冷却管に供給し、超電導機器を冷却する。
第２の発明に係る極低温装置は、能力低下した第１、又
は第２の極低温冷凍機を超電導機器から熱遮断し、正常
動作する第２、又は第１の極低温冷凍機を選択的に接続
する。
は第２の極低温冷凍機を超電導機器から熱遮断し、正常
動作する第２、又は第１の極低温冷凍機を選択的に接続
する。
第３の発明にから極低温装置は、３段の極低温冷凍機に
より、超電導機器の超電導状態を維持する。
より、超電導機器の超電導状態を維持する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は超電導コイル、（４５）は超電導
コイルに接して包囲するように設けられ、超電導コイル
を均一な温度に保持する熱伝導板、（４）は超電導コイ
ル（１）、及び熱伝導板（４５）を包囲し、熱伝導板（
４５）に侵入する輻射熱を低減する第１の熱シールド、
（５）は第１の熱シールド（４）を包囲し、第１の熱シ
ールド（４）に侵入する輻射熱を低減する第２の熱シー
ルド、（６）は第２の熱シールド（５）を内蔵し、内部
を真空に保持することによって真空断熱をする真空容器
、（２６ａ）は第２の熱シールド（５）、第１の熱シー
ルド（４）及び、超電導コイル（１）を均一温度にする
熱伝導板（４５）を冷却する冷凍機、（２７ａ ）は冷
凍機（２６ａ ）を駆動する圧縮機、（２８ａ ）
（２９ａ ）は圧縮機（２７ａ）から冷凍機（２６ａ
）に高圧ヘリウムガスを供給及び回収する連絡ホース、
（３０ａ）は冷凍機（２６ａ）のモーダ駆動バルブに電
力を供給する電カケープルである。（３１ａ ）は約７
０Ｋまで冷却される冷凍機（２６ａ ）の第１段の冷却
部、（３２ａ ）は１ｇ２の熱シールド（５）に侵入し
た熱を冷凍機（２５ａ ）の第１段冷却部に伝える可ど
う性の熱伝導部材、（３３ａ ）は約２０Ｋまで冷却さ
れる冷凍機（２６ａ）の第２の冷却部（３４ａ ）は第
１の熱シールド（４）に侵入した熱を冷凍機（２６ａ）
の第２の冷却部に伝える可どう性の熱伝導部材、（３５
ａ）は約４Ｋまで冷却できる冷凍機（２６ａ）の第３の
冷却部、（３６ａ ）は熱伝導板（４５）に侵入した熱
を冷凍機（２６ａ）の第３の冷却部（３５ａ）に伝える
熱スイッチ（３７ａ ）に接続された熱伝導部材、（３
７ａ ） 、 （３８ａ ）は熱伝導部材（３６ａ
） 。
図において、（１）は超電導コイル、（４５）は超電導
コイルに接して包囲するように設けられ、超電導コイル
を均一な温度に保持する熱伝導板、（４）は超電導コイ
ル（１）、及び熱伝導板（４５）を包囲し、熱伝導板（
４５）に侵入する輻射熱を低減する第１の熱シールド、
（５）は第１の熱シールド（４）を包囲し、第１の熱シ
ールド（４）に侵入する輻射熱を低減する第２の熱シー
ルド、（６）は第２の熱シールド（５）を内蔵し、内部
を真空に保持することによって真空断熱をする真空容器
、（２６ａ）は第２の熱シールド（５）、第１の熱シー
ルド（４）及び、超電導コイル（１）を均一温度にする
熱伝導板（４５）を冷却する冷凍機、（２７ａ ）は冷
凍機（２６ａ ）を駆動する圧縮機、（２８ａ ）
（２９ａ ）は圧縮機（２７ａ）から冷凍機（２６ａ
）に高圧ヘリウムガスを供給及び回収する連絡ホース、
（３０ａ）は冷凍機（２６ａ）のモーダ駆動バルブに電
力を供給する電カケープルである。（３１ａ ）は約７
０Ｋまで冷却される冷凍機（２６ａ ）の第１段の冷却
部、（３２ａ ）は１ｇ２の熱シールド（５）に侵入し
た熱を冷凍機（２５ａ ）の第１段冷却部に伝える可ど
う性の熱伝導部材、（３３ａ ）は約２０Ｋまで冷却さ
れる冷凍機（２６ａ）の第２の冷却部（３４ａ ）は第
１の熱シールド（４）に侵入した熱を冷凍機（２６ａ）
の第２の冷却部に伝える可どう性の熱伝導部材、（３５
ａ）は約４Ｋまで冷却できる冷凍機（２６ａ）の第３の
冷却部、（３６ａ ）は熱伝導板（４５）に侵入した熱
を冷凍機（２６ａ）の第３の冷却部（３５ａ）に伝える
熱スイッチ（３７ａ ）に接続された熱伝導部材、（３
７ａ ） 、 （３８ａ ）は熱伝導部材（３６ａ
） 。
熱伝導板（４５）の間にあって熱抵抗を可変できる熱接
触子、（３９ａ ）は熱接触子（３７ａ ）を駆動する
ベローズ、（４０ａ ）はベローズ（３９ａ）にＨｅガ
スを供給する配管、（４１ａ ） （４２ａ ）は熱
伝導部材（３６ａ ）の両端に取付けられた温度センサ
、（２６ｂ ） 〜（４２ｂ ）は（２６ａ ） 〜（
４２ａ ）に対応し、冷凍機（２６ａ）が能力低下した
場合の予備冷凍機に対する同様の機能を持つ構成部品で
ある。
触子、（３９ａ ）は熱接触子（３７ａ ）を駆動する
ベローズ、（４０ａ ）はベローズ（３９ａ）にＨｅガ
スを供給する配管、（４１ａ ） （４２ａ ）は熱
伝導部材（３６ａ ）の両端に取付けられた温度センサ
、（２６ｂ ） 〜（４２ｂ ）は（２６ａ ） 〜（
４２ａ ）に対応し、冷凍機（２６ａ）が能力低下した
場合の予備冷凍機に対する同様の機能を持つ構成部品で
ある。
（４３）は冷凍機（２６ａ ）又は（２６ｂ）（７）内
の運転中の冷凍能力が低下したことを温度センサ（４１
ａ ） （４２ａ ）又は（４１ｂ ） （４２ｂ
）の内運転中の冷凍機についたものの信号に基ついて
、検知し、運転する冷凍機を切り換える制御装置、（４
４ａ）、（４４ｂ）は冷凍機（２６ａ ） 、 （２
６ｂ ）の制御用電源スイッチ、（４６）は超電導コイ
ル（１）を室温から極低温にまで冷却する時及び、超電
導コイルを励磁する時など、冷却熱量を多く必要とする
時に、液体窒素あるいは液体ヘリウムなど寒剤を供給す
るための注液口、（４７）は超電導コイル（１）を冷却
するための冷却管、（４８）は［電導コイル（１）を励
磁する時、電流リート（４９）を挿入するサービスボー
トで、注液口（４６）から入った寒剤は冷却管（４７）
を流れ最終的にこの管流入する。（４９）は電流リード
、（５０）は電流リード（４９）の冷却ガスの排気口、
（５１）は超電導コイル（１）に付属する永久電流スイ
ッチ、（５２）は冷却管（４７）の一部で永久電流スイ
ッチを冷却する冷却管、（５３）は超電導コイル（１）
が超電導破壊した時、超電導コイルを保護する抵抗体あ
るいはダイオード等からなる保護素子である。
の運転中の冷凍能力が低下したことを温度センサ（４１
ａ ） （４２ａ ）又は（４１ｂ ） （４２ｂ
）の内運転中の冷凍機についたものの信号に基ついて
、検知し、運転する冷凍機を切り換える制御装置、（４
４ａ）、（４４ｂ）は冷凍機（２６ａ ） 、 （２
６ｂ ）の制御用電源スイッチ、（４６）は超電導コイ
ル（１）を室温から極低温にまで冷却する時及び、超電
導コイルを励磁する時など、冷却熱量を多く必要とする
時に、液体窒素あるいは液体ヘリウムなど寒剤を供給す
るための注液口、（４７）は超電導コイル（１）を冷却
するための冷却管、（４８）は［電導コイル（１）を励
磁する時、電流リート（４９）を挿入するサービスボー
トで、注液口（４６）から入った寒剤は冷却管（４７）
を流れ最終的にこの管流入する。（４９）は電流リード
、（５０）は電流リード（４９）の冷却ガスの排気口、
（５１）は超電導コイル（１）に付属する永久電流スイ
ッチ、（５２）は冷却管（４７）の一部で永久電流スイ
ッチを冷却する冷却管、（５３）は超電導コイル（１）
が超電導破壊した時、超電導コイルを保護する抵抗体あ
るいはダイオード等からなる保護素子である。
この発明による極低温装置は以上のように構成されてお
り、冷凍機（２６ａ）は第１の冷却部（３１ａ）で熱伝
導部材（３２ａ ）を介して第２の熱シールド（５）を
約７０Ｋまで冷却し、第２の冷却部（３３ａ ）は熱伝
導部材（３４ａ ）を介して、第１の熱シールド（４）
を約２０Ｋまで冷却し、第■の冷却部（３５ａ ）は熱
伝導部材（３６ａ ） 、熱接触子（３７ａ ） 、
（：］８ａ ）を介して、熱伝導板（４５）を約４Ｋ
に冷却する。従って超電導コイル（１）は熱伝導板（４
５）によって冷却され、はぼ４にの均一温度に保持され
、超電導破壊することなく運転することか出来る。又、
第１図では冷凍機を２台備えており、１台が能力低下し
た場合には温度センサ（４１ａ ） 、 （４２ａ
）又は（４１ｂ ） 、 （４２ｂ ）の示す温度が
例えば温度センサ（４１ａ）＜温度センサ（４２ａ ）
となった場合には明らかに冷凍機（２６ａ ）の冷却能
力が急速に低下していることを示しており、又同時に、
温度センサ（４１ａ）か規定値より高くなフた場合は、
冷凍機（２６ａ）は能力低下と見なし、制御装置（４３
）によって、冷凍機（２６ｂ ）の電源スイッチ（４４
ｂ ）を入れ運転を開始すると共に、温度センサ（４１
ｂ ）の温度が規定値まで低下するとさらに、ベローズ
（３９ｂ）にヘリウムガスを送り、熱接触子（３７ｂ
） 、 （３８ｂ）を接続する。一方、能力低下した
冷凍機（２６ａ）はへローズ（３９ａ）のＨｅガスを減
圧し、熱接触子（３７ａ ） 、 （３８ａ ）を開
くと共に、電源スイッチ（４４ａ）を切り、冷凍機（２
６ａ）を停止する。
り、冷凍機（２６ａ）は第１の冷却部（３１ａ）で熱伝
導部材（３２ａ ）を介して第２の熱シールド（５）を
約７０Ｋまで冷却し、第２の冷却部（３３ａ ）は熱伝
導部材（３４ａ ）を介して、第１の熱シールド（４）
を約２０Ｋまで冷却し、第■の冷却部（３５ａ ）は熱
伝導部材（３６ａ ） 、熱接触子（３７ａ ） 、
（：］８ａ ）を介して、熱伝導板（４５）を約４Ｋ
に冷却する。従って超電導コイル（１）は熱伝導板（４
５）によって冷却され、はぼ４にの均一温度に保持され
、超電導破壊することなく運転することか出来る。又、
第１図では冷凍機を２台備えており、１台が能力低下し
た場合には温度センサ（４１ａ ） 、 （４２ａ
）又は（４１ｂ ） 、 （４２ｂ ）の示す温度が
例えば温度センサ（４１ａ）＜温度センサ（４２ａ ）
となった場合には明らかに冷凍機（２６ａ ）の冷却能
力が急速に低下していることを示しており、又同時に、
温度センサ（４１ａ）か規定値より高くなフた場合は、
冷凍機（２６ａ）は能力低下と見なし、制御装置（４３
）によって、冷凍機（２６ｂ ）の電源スイッチ（４４
ｂ ）を入れ運転を開始すると共に、温度センサ（４１
ｂ ）の温度が規定値まで低下するとさらに、ベローズ
（３９ｂ）にヘリウムガスを送り、熱接触子（３７ｂ
） 、 （３８ｂ）を接続する。一方、能力低下した
冷凍機（２６ａ）はへローズ（３９ａ）のＨｅガスを減
圧し、熱接触子（３７ａ ） 、 （３８ａ ）を開
くと共に、電源スイッチ（４４ａ）を切り、冷凍機（２
６ａ）を停止する。
尚、この場合、冷凍機（２６ａ ）を停止し、冷凍機（
２６ｂ）を運転する例について述べたが、逆てあっても
良い。
２６ｂ）を運転する例について述べたが、逆てあっても
良い。
以上、定常状態の場合は冷凍機の能力も十分あるが、超
電導コイル（１）の初期冷却時あるいは励磁時には能力
が不足するため、冷却管（４７）を設け、注液口（４６
）から初期冷却時には最初液体窒素、続いて液体ヘリウ
ムを流し冷却する。又、励磁時には液体ヘリウムを供給
することによって、超電導コイル（１）を冷却すると共
に永久電流スイッチ（５１）や、電流リード（４９）な
ど発熱部を冷却することによって、発熱による温度上昇
か原因となって、励磁が出来なくなることをなくする。
電導コイル（１）の初期冷却時あるいは励磁時には能力
が不足するため、冷却管（４７）を設け、注液口（４６
）から初期冷却時には最初液体窒素、続いて液体ヘリウ
ムを流し冷却する。又、励磁時には液体ヘリウムを供給
することによって、超電導コイル（１）を冷却すると共
に永久電流スイッチ（５１）や、電流リード（４９）な
ど発熱部を冷却することによって、発熱による温度上昇
か原因となって、励磁が出来なくなることをなくする。
又、超電導コイル（１）が超電導破壊した場合、多量の
発熱と高圧の電圧が局部的に発生する危険かあり、これ
を防止するための保護素子（５３）を通常設けるが、こ
の保護素子（５３）からは多量の熱が発生する。従って
、この熱を除去し、発熱を低くおさえるために、熱伝導
板（４５）に保護素子（５３）を取付は熱伝導板（４５
）の熱容量によって冷却する。
発熱と高圧の電圧が局部的に発生する危険かあり、これ
を防止するための保護素子（５３）を通常設けるが、こ
の保護素子（５３）からは多量の熱が発生する。従って
、この熱を除去し、発熱を低くおさえるために、熱伝導
板（４５）に保護素子（５３）を取付は熱伝導板（４５
）の熱容量によって冷却する。
なお、上記実施例では超電導コイルの場合について説明
したが、他の超電導現象例えばジョセフソン素子、ＳＱ
Ｕ Ｉ Ｄ装置の場合でも同様の効果を奏する。
したが、他の超電導現象例えばジョセフソン素子、ＳＱ
Ｕ Ｉ Ｄ装置の場合でも同様の効果を奏する。
以上述べたように、第１の発明によれば、液体ヘリウム
を収容する液体ヘリウム容器を省略できる効果がある。
を収容する液体ヘリウム容器を省略できる効果がある。
また、第２の発明によれば、極低温冷凍機を少なくとも
２台設け、選択的に動作できるようにしているので、極
低温冷凍機の一部が能力低下したとしても他の正常な極
低温冷凍機で運転を維持できる効果かある。また、第３
の発明によれば、３段の温度レベルを有する極低温冷凍
機により、超電導機器、第１、及び第２の熱シールドを
冷却し、超電導機器の超電導状態を維持てきる効果があ
る。
２台設け、選択的に動作できるようにしているので、極
低温冷凍機の一部が能力低下したとしても他の正常な極
低温冷凍機で運転を維持できる効果かある。また、第３
の発明によれば、３段の温度レベルを有する極低温冷凍
機により、超電導機器、第１、及び第２の熱シールドを
冷却し、超電導機器の超電導状態を維持てきる効果があ
る。
以上のように、この発明によれば、超電導装置に必要な
温度レベルまで冷却可能な冷凍機を用いて構成したので
、液体ヘリウムが通常不要になると共に液体ヘリウム容
器も不要となったのて装置の安全性か高くなり、又、安
価に出来る効果がある。
温度レベルまで冷却可能な冷凍機を用いて構成したので
、液体ヘリウムが通常不要になると共に液体ヘリウム容
器も不要となったのて装置の安全性か高くなり、又、安
価に出来る効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による断面図、第２図、第
３図、第４図は従来例を示す断面図である。 図中、（１）は超電導コイル、（４）は第１の熱シール
ド、（５）は第２の熱シールド、（６）は真空容器、（
２１ｉａ ） 、 （２６ｂ ）は冷凍機、（３７ａ
）、 （３８ａ ）、 （３７ｂ ）、 （３
８ｂ ）は熱接触子、（３９ａ ） （３９ｂ ）は
ベローズ、（４３）は制御装置、（４６）は注液口、（
４７）は冷却管（４８）はサービスホード、（４９）は
電流リードである。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
３図、第４図は従来例を示す断面図である。 図中、（１）は超電導コイル、（４）は第１の熱シール
ド、（５）は第２の熱シールド、（６）は真空容器、（
２１ｉａ ） 、 （２６ｂ ）は冷凍機、（３７ａ
）、 （３８ａ ）、 （３７ｂ ）、 （３
８ｂ ）は熱接触子、（３９ａ ） （３９ｂ ）は
ベローズ、（４３）は制御装置、（４６）は注液口、（
４７）は冷却管（４８）はサービスホード、（４９）は
電流リードである。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）極低温下で使用される超電導機器を包囲し、外部
からの輻射熱を遮蔽する熱シールド、この熱シールドを
内蔵し、内部を真空状態に保持する真空容器、上記熱シ
ールド及び上記超電導機器を冷却する極低温冷凍機、必
要時のみ液体ヘリウムが供給され、上記超電導機器を冷
却する冷却管を備えたことを特徴とする極低温装置。 - （２）極低温下で使用される超電導機器を包囲し、外部
からの輻射熱を遮蔽する熱シールド、この熱シールドを
内蔵し、内部を真空状態に保持する真空容器、この第１
、及び第２の極低温冷凍機と上記超電導機器との間の熱
抵抗をそれぞれ可変にする第１、及び第２の熱スイッチ
、この第１、又は第２の熱スイッチを選択的に動作させ
る手段を備えたことを特徴とする極低温装置。 - （３）極低温下で使用される超電導機器を包囲し、外部
からの輻射熱を遮蔽する第１の熱シールド、この第１の
熱シールドを内蔵し、内部を真空状態に保持する真空容
器、３段の冷却温度レベルを有し、１段と上記第２の熱
シールド、２段と上記第１の熱シールド、３段と上記超
電導機器を熱接続し冷却する極低温冷凍機を備えたこと
を特徴とする極低温装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2225621A JP2605937B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 極低温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2225621A JP2605937B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 極低温装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04106373A true JPH04106373A (ja) | 1992-04-08 |
| JP2605937B2 JP2605937B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16832186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2225621A Expired - Fee Related JP2605937B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 極低温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605937B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09232640A (ja) * | 1996-02-09 | 1997-09-05 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | 永久磁石システム |
| US5934082A (en) * | 1995-09-11 | 1999-08-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Indirect cooling system for an electrical device |
| JP2008249201A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | 再凝縮装置、その取り付け方法およびそれを用いた超電導磁石 |
| JP2013144099A (ja) * | 2011-12-12 | 2013-07-25 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2013207018A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Toshiba Corp | 超電導コイル冷却システム |
| GB2490189B (en) * | 2011-04-20 | 2014-04-23 | Siemens Plc | Superconducting magnets with thermal radiation shields |
| US9293253B2 (en) | 2011-04-20 | 2016-03-22 | Siemens Plc | Superconducting magnets with thermal radiation shields |
| CN113375359A (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 住友重机械工业株式会社 | 超低温制冷机及超低温系统 |
| JP2022092715A (ja) * | 2020-12-11 | 2022-06-23 | 住友重機械工業株式会社 | 極低温冷凍機および熱流計 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0265204A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-03-05 | General Electric Co <Ge> | 極低温剤を用いない磁気共鳴用の超導電磁石 |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP2225621A patent/JP2605937B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9293253B2 (en) | 2011-04-20 | 2016-03-22 | Siemens Plc | Superconducting magnets with thermal radiation shields |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2605937B2 (ja) | 1997-04-30 |
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|---|---|---|---|
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