JPH04112585A - 高温超電導磁気シールド用クライオスタット - Google Patents
高温超電導磁気シールド用クライオスタットInfo
- Publication number
- JPH04112585A JPH04112585A JP2230647A JP23064790A JPH04112585A JP H04112585 A JPH04112585 A JP H04112585A JP 2230647 A JP2230647 A JP 2230647A JP 23064790 A JP23064790 A JP 23064790A JP H04112585 A JPH04112585 A JP H04112585A
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- JP
- Japan
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- magnetic shield
- temperature superconducting
- superconducting magnetic
- cryostat
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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）
液体窒素温度付近で超電導となる材料により製作された
磁気シールドを冷却するクライオスタットに関する。
磁気シールドを冷却するクライオスタットに関する。
（従来技術）
液体窒素温度付近で超電導となる高温超電導材は、従来
液体窒素１３によって冷却されてきた。
液体窒素１３によって冷却されてきた。
例として、第５図を示す。高温超電導材の形状はＵ字形
断面の試験管状の磁気シールドである。
断面の試験管状の磁気シールドである。
高温超電導磁気シールド４は、断熱容器１５に囲繞され
、該断熱容器１５から断熱保持体５によって支承される
。前記断熱容器１５内に液体窒素１３を供給することに
より、前記高温超電導磁気シールド４は、冷却し内側に
零磁場を実現する。
、該断熱容器１５から断熱保持体５によって支承される
。前記断熱容器１５内に液体窒素１３を供給することに
より、前記高温超電導磁気シールド４は、冷却し内側に
零磁場を実現する。
ただし、セラミック系等で非常に脆い材料でできている
高温超電導磁気シールド４は、徐々に冷却する必要があ
り、この方法では冷却が難しい。
高温超電導磁気シールド４は、徐々に冷却する必要があ
り、この方法では冷却が難しい。
特に高温超電導磁気シールド４がサンプル程度の小さい
物なら問題は少ないが、実用化に近すき大きな物を冷却
するようになると、更に徐冷することか難しくなる。
物なら問題は少ないが、実用化に近すき大きな物を冷却
するようになると、更に徐冷することか難しくなる。
また、長時間になると液体窒素１３の補給に留意しなけ
ればならない。
ればならない。
徐々に冷却するための従来の例を第６図に示す。
高温超電導磁気シールド４をシールド材カバー容器２で
囲繞し、セラミックパウダー１４を充填する。したがっ
て、液体窒素１３からの冷却は、セラミックパウダー１
４を通して、徐々に行われる。
囲繞し、セラミックパウダー１４を充填する。したがっ
て、液体窒素１３からの冷却は、セラミックパウダー１
４を通して、徐々に行われる。
しかし、次の欠点がある。すなわち、高温超電導磁気シ
ールド４は、実験の繰り返しにより、常温から液体窒素
温度に変わる度に、収縮・膨張を繰り返す。
ールド４は、実験の繰り返しにより、常温から液体窒素
温度に変わる度に、収縮・膨張を繰り返す。
この結果、セラミックパウダー１４は、高温超電導磁気
シールド４の拘束により圧迫を繰り返し、セラミック系
等で非常に脆い材料でできている高温超電導磁気シール
ド４は破損しやすい。また、第５図の例と同様に、長時
間になると液体窒素１３の補給に留意しなければならな
い。
シールド４の拘束により圧迫を繰り返し、セラミック系
等で非常に脆い材料でできている高温超電導磁気シール
ド４は破損しやすい。また、第５図の例と同様に、長時
間になると液体窒素１３の補給に留意しなければならな
い。
（発明が解決しようとする課題）
高温超電導磁気シールド４を徐々に冷却し、セラミック
パウダー１４等で拘束・圧迫せず、長時間にわたっても
、液体窒素１３の補給に留意せずにすむクライオスタッ
トを提供する。
パウダー１４等で拘束・圧迫せず、長時間にわたっても
、液体窒素１３の補給に留意せずにすむクライオスタッ
トを提供する。
（課題を解決する為の手段）
高温超電導磁気シールドを内臓するクライオスタットに
おいて、高温超電導磁気シールド（４）を断熱保持体（
５）を介してシールド材カバー容器（２）内に支承する
とともに、該シールド材カバー容器（２）内に熱伝達用
封入ガス（３）を封入し、前記シールド材カバー容器（
２）を該真空容器（１）内に密封し、真空容器（１）内
に設置した小型冷凍機（９）により前記シールド材カバ
ー容器（２）を冷却するようにしたことを特徴とする。
おいて、高温超電導磁気シールド（４）を断熱保持体（
５）を介してシールド材カバー容器（２）内に支承する
とともに、該シールド材カバー容器（２）内に熱伝達用
封入ガス（３）を封入し、前記シールド材カバー容器（
２）を該真空容器（１）内に密封し、真空容器（１）内
に設置した小型冷凍機（９）により前記シールド材カバ
ー容器（２）を冷却するようにしたことを特徴とする。
（作 用）
第１図の作用について説明すると、図示しない圧縮機に
より供給された高圧ガスは、小型冷凍機９で＃熱膨張し
て冷熱を発生させる。この発注冷熱は、シールド材カバ
ー容器２→熱伝達用封入ガス３→高温超電導磁気シール
ド４に伝えられる。
より供給された高圧ガスは、小型冷凍機９で＃熱膨張し
て冷熱を発生させる。この発注冷熱は、シールド材カバ
ー容器２→熱伝達用封入ガス３→高温超電導磁気シール
ド４に伝えられる。
高温超電導磁気シールド４は、ガスの伝熱によって徐々
に冷却される。熱伝達用封入ガス３の圧力を調節するこ
とにより、冷却時間を調整することも可能である。
に冷却される。熱伝達用封入ガス３の圧力を調節するこ
とにより、冷却時間を調整することも可能である。
ガスで冷却するため、高温超電導磁気シールド４は拘束
・圧迫されることがなく破損の恐れがない。
・圧迫されることがなく破損の恐れがない。
第２図は、小型冷凍機９の振動が問題になる場合、高温
超電導磁気シールド４を使用中には、小型冷凍機９を運
転しなくともよい構成になっている。
超電導磁気シールド４を使用中には、小型冷凍機９を運
転しなくともよい構成になっている。
この場合、ガスは小型冷凍機９の冷却部で、液化温度以
下になる窒素ガス等を封入する。小型冷凍機９の稼働に
より冷熱は、シールド材カバー容器２→熱伝達用封入ガ
ス３→高温超電導磁気シールド４に伝えられる。高温超
電導磁気シールド４は、ガスの伝熱によって徐々に冷却
される。
下になる窒素ガス等を封入する。小型冷凍機９の稼働に
より冷熱は、シールド材カバー容器２→熱伝達用封入ガ
ス３→高温超電導磁気シールド４に伝えられる。高温超
電導磁気シールド４は、ガスの伝熱によって徐々に冷却
される。
シールド材カバー容器２内が冷却されるに伴い、ガス移
送管１１を通じてガスタンク１２よりガスが供給され、
最終的にはシールド材カバー容器２内に液体窒素１３が
貯蔵される。
送管１１を通じてガスタンク１２よりガスが供給され、
最終的にはシールド材カバー容器２内に液体窒素１３が
貯蔵される。
この状態で小型冷凍機９の運転を停止して高温超電導磁
気シールド４に振動のない零磁場を実現する。
気シールド４に振動のない零磁場を実現する。
第３図の作用について説明すると、小型冷凍機９の冷却
部で発生した冷熱は、フレキシブル伝熱体７よりシール
ド材カバー容′＆ｒ２→熱伝達用封入ガス３→高温超電
導磁気シールド４に伝えられる。
部で発生した冷熱は、フレキシブル伝熱体７よりシール
ド材カバー容′＆ｒ２→熱伝達用封入ガス３→高温超電
導磁気シールド４に伝えられる。
前記シールド材カバー容器２は、断熱支持材１０によっ
て前記真空容器１に支持されているが、小型冷凍機９が
ベローズ接手８によって真空容器１に弾力的に装着され
ている為、振動の影響を受けにくい。
て前記真空容器１に支持されているが、小型冷凍機９が
ベローズ接手８によって真空容器１に弾力的に装着され
ている為、振動の影響を受けにくい。
第４図の作用について説明すると、小型冷凍機９稼働時
に高温超電導磁気シールド４に極力振動が加わらないよ
うにベローズ接手８と高圧配管２０および低圧戻り配管
工９によって、振動吸収する。
に高温超電導磁気シールド４に極力振動が加わらないよ
うにベローズ接手８と高圧配管２０および低圧戻り配管
工９によって、振動吸収する。
圧縮機ユニット１６により昇圧された高圧ガスは、小型
冷凍機９に導かれるが、この一部高圧ガスを分岐し、バ
イパス弁２１→熱交換器１７→冷凍機熱交換部１８を通
って冷却されたガスは、高圧配管２０を経由してシール
ド材カバー容器２を冷却する。
冷凍機９に導かれるが、この一部高圧ガスを分岐し、バ
イパス弁２１→熱交換器１７→冷凍機熱交換部１８を通
って冷却されたガスは、高圧配管２０を経由してシール
ド材カバー容器２を冷却する。
冷却を終えたガスは、低圧戻り配管１９を通り、熱交換
器１７によりバイパス弁２１よりの流入ガスを予冷する
。
器１７によりバイパス弁２１よりの流入ガスを予冷する
。
（実施例）
第１図に示す実施例は、断面がＵ字形の試験管状に形成
したセラミック系高温超電導物質を高温超電導磁気シー
ルド４とする。断熱保持体５として発泡スチロールを使
用し、超電導物質の保護をはかる。
したセラミック系高温超電導物質を高温超電導磁気シー
ルド４とする。断熱保持体５として発泡スチロールを使
用し、超電導物質の保護をはかる。
シールド材カバー容器２に熱伝達用封入ガス３としてヘ
リウムを充填する。小型冷凍機９として蓄冷式のギフオ
ード・マクマホンサイクルのヘリウム冷凍機を使用する
。冷却部とシールド材カバー容器２の接合にはインジュ
ームをはさみ、ねじ止めとする。
リウムを充填する。小型冷凍機９として蓄冷式のギフオ
ード・マクマホンサイクルのヘリウム冷凍機を使用する
。冷却部とシールド材カバー容器２の接合にはインジュ
ームをはさみ、ねじ止めとする。
シールド材カバー容器２および真空容器１は、非磁性の
アルミを使用し、凹字形断面の円柱型に形成し中央の穴
に零磁場を発生させ外部から利用する。
アルミを使用し、凹字形断面の円柱型に形成し中央の穴
に零磁場を発生させ外部から利用する。
第２図に示す実施例は、熱伝達用封入ガス３として窒素
を使用する。
を使用する。
第３図に示す実施例は、フレキシブル伝熱体７として、
細線形の銅線で編んだ網状のものをねじ止めとする。断
熱支持材１０としては、断熱効果と強度のためにＦＲＰ
にて両フランジ付パイプ状に形成し、ねじ止めとする。
細線形の銅線で編んだ網状のものをねじ止めとする。断
熱支持材１０としては、断熱効果と強度のためにＦＲＰ
にて両フランジ付パイプ状に形成し、ねじ止めとする。
第４図に示す実施例は、高圧配管２０および低圧戻り管
１９にフレキシブル配管を使用し振動をシールド材カバ
ー容器２に伝えないようにする。
１９にフレキシブル配管を使用し振動をシールド材カバ
ー容器２に伝えないようにする。
（発明の効果）
高温超電導磁気シールド４は、ガスの伝熱によって徐々
に冷却される。従って熱伝達用封入ガス３の圧力を調節
することにより、冷却時間を調整することも可能である
。
に冷却される。従って熱伝達用封入ガス３の圧力を調節
することにより、冷却時間を調整することも可能である
。
ガスで冷却するため、高温超電導磁気シールド４は拘束
・圧迫されることがなく破損の恐れがない。
・圧迫されることがなく破損の恐れがない。
第１図は請求項１記載の断面図。
第２図は請求項２記載の断面図。
第３図は請求項３記載の断面図。
第４図は請求項４記載の断面図。
第５図は従来の断面図。
第６図は従来の断面図。
１−・・真空容器
２−・・シールド材カバー容器
３・・・熱伝達用封入ガス
４・・・高温超電導磁気シールド
５・・・断熱保持体 ６・・・ガス封止管７・・・
フレキシブル伝熱体 ８・・・ベローズ接手 ９・・・小型冷凍機１０−−
・断熱支持材 １１・・・カス移送管１２・・・ガス
タンク １３・・・液体窒素１４・・・セラミックパ
ラター １５・・・断熱容器 １６−・・圧縮器ユニット１
７・・・熱交換器 １８・・・冷凍機熱交換部１９
・・・低圧戻り配管 ２０・・・高圧配管２１・・・バ
イパス弁
フレキシブル伝熱体 ８・・・ベローズ接手 ９・・・小型冷凍機１０−−
・断熱支持材 １１・・・カス移送管１２・・・ガス
タンク １３・・・液体窒素１４・・・セラミックパ
ラター １５・・・断熱容器 １６−・・圧縮器ユニット１
７・・・熱交換器 １８・・・冷凍機熱交換部１９
・・・低圧戻り配管 ２０・・・高圧配管２１・・・バ
イパス弁
Claims (4)
- （１）高温超電導磁気シールドを内臓するクライオスタ
ットにおいて、高温超電導磁気シールド（４）を断熱保
持体（５）を介してシールド材カバー容器（２）内に支
承するとともに、該シールド材カバー容器（２）内に熱
伝達用封入ガス（３）を封入し、前記シールド材カバー
容器（２）を該真空容器（１）内に密封し、真空容器（
１）内に設置した小型冷凍機（９）により前記シールド
材カバー容器（２）を冷却するようにしたことを特徴と
する高温超電導磁気シールド（４）用クライオスタット
。 - （２）請求項１記載の高温超電導磁気シールド（４）用
クライオスタットにおいて、前記シールド材カバー容器
（２）は、ガス移送管（１１）を介してガスタンク（１
２）を接続してなることを特徴とする高温超電導磁気シ
ールド（４）用クライオスタット。 - （３）請求項１記載の高温超電導磁気シールド（４）用
クライオスタットにおいて、前記シールド材カバー容器
（２）とフレキシブル伝熱体（７）を介して小型冷凍機
（９）の冷却部と接続し、前記小型冷凍機（９）は、ベ
ローズ接手（８）を介して真空容器（１）と弾装し、前
記シールド材カバー容器（２）は断熱支持体（１０）を
介して、前記真空容器（１）に支承してなることを特徴
とする高温超電導磁気シールド（４）用クライオスタッ
ト。 - （４）請求項１記載の高温超電導磁気シールド（４）用
クライオスタットにおいて、真空容器（１）を２室に分
け、ベローズ接手（８）で接続し、１室に小型冷凍機（
９）を固定し、冷凍機熱交換部（１８）および熱交換部
（１７）によってガスを冷却し高圧配管（２０）を介し
、他室に断熱支持材（１０）によって固定したシールド
材カバー容器（２）を冷却して、ガスを低圧戻り管（１
９）に循環することを特徴とする高温超電導磁気シール
ド（４）用クライオスタット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230647A JP2893210B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 高温超電導磁気シールド用クライオスタット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230647A JP2893210B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 高温超電導磁気シールド用クライオスタット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112585A true JPH04112585A (ja) | 1992-04-14 |
| JP2893210B2 JP2893210B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16911073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2230647A Expired - Lifetime JP2893210B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 高温超電導磁気シールド用クライオスタット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893210B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324611A (ja) * | 2007-07-17 | 2007-12-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 高温超伝導磁気シールド体用冷却装置 |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP2230647A patent/JP2893210B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007324611A (ja) * | 2007-07-17 | 2007-12-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 高温超伝導磁気シールド体用冷却装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2893210B2 (ja) | 1999-05-17 |
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