JPH04572B2 - - Google Patents
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- JPH04572B2 JPH04572B2 JP61067195A JP6719586A JPH04572B2 JP H04572 B2 JPH04572 B2 JP H04572B2 JP 61067195 A JP61067195 A JP 61067195A JP 6719586 A JP6719586 A JP 6719586A JP H04572 B2 JPH04572 B2 JP H04572B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- heat insulating
- insulating support
- support device
- helium
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、断熱支持装置、特に、極低温温度
範囲で用いられる超電導機器等の断熱支持装置に
関するものである。
範囲で用いられる超電導機器等の断熱支持装置に
関するものである。
第３図および第４図に示されているものは、例
えば、「マニユフアクチヤー オブ ア ６−ｍ
スーパーコンダクテイング ソレノイド イン
デイレクトリー クールド バイ スーパークリ
テイカル ヘリウム」アドバンシーズ イン ク
ライオジエニツク エンジニアリング
（「manufacture of ａ ６−ｍ
superconducting solenoid indirectly cooled by
supercritical helium」、advance in cryogenic
Engineering）、Vol.27、P109−117、（1982）に
示された従来の超電導機器用クライオスタツトの
概略断面図および断熱支持装置断面図である。
えば、「マニユフアクチヤー オブ ア ６−ｍ
スーパーコンダクテイング ソレノイド イン
デイレクトリー クールド バイ スーパークリ
テイカル ヘリウム」アドバンシーズ イン ク
ライオジエニツク エンジニアリング
（「manufacture of ａ ６−ｍ
superconducting solenoid indirectly cooled by
supercritical helium」、advance in cryogenic
Engineering）、Vol.27、P109−117、（1982）に
示された従来の超電導機器用クライオスタツトの
概略断面図および断熱支持装置断面図である。
図において、符号１は超電導コイル、２は超電
導コイル１の冷却寒剤である液体ヘリウム、３は
超電導コイル１および液体ヘリウム２を収容する
極低温槽であるヘリウム槽、４はヘリウム槽３を
真空断熱するための真空槽、５はヘリウム槽３を
断熱支持するための断熱支持体、６は断熱支持体
５をヘリウム槽３に取り付けるための座、７は断
熱支持体５を真空槽４に取り付けるための支持
棒、８は支持棒７を真空槽４に垂直に支持するた
めのフランジ、９はヘリウム槽３の熱収縮により
断熱支持体５および支持棒７に過大な張力が加わ
るのを防ぐための線形ばね、１０は線形ばね９を
押えるための押え板、１１は線形ばね９を散逸さ
せないための座、１２は断熱支持体５および支持
棒７の取付時にこれらが緩まないように線形ばね
９を少し撓ませて初期張力を与えるためのナツ
ト、１３および１４は真空槽４内の真空気密を保
持するためのＯリング、１５は断熱支持装置を保
護するためのカバーである。
導コイル１の冷却寒剤である液体ヘリウム、３は
超電導コイル１および液体ヘリウム２を収容する
極低温槽であるヘリウム槽、４はヘリウム槽３を
真空断熱するための真空槽、５はヘリウム槽３を
断熱支持するための断熱支持体、６は断熱支持体
５をヘリウム槽３に取り付けるための座、７は断
熱支持体５を真空槽４に取り付けるための支持
棒、８は支持棒７を真空槽４に垂直に支持するた
めのフランジ、９はヘリウム槽３の熱収縮により
断熱支持体５および支持棒７に過大な張力が加わ
るのを防ぐための線形ばね、１０は線形ばね９を
押えるための押え板、１１は線形ばね９を散逸さ
せないための座、１２は断熱支持体５および支持
棒７の取付時にこれらが緩まないように線形ばね
９を少し撓ませて初期張力を与えるためのナツ
ト、１３および１４は真空槽４内の真空気密を保
持するためのＯリング、１５は断熱支持装置を保
護するためのカバーである。
次に上記従来装置の動作について説明する。
超電導コイル１はヘリウム槽３に固定されてお
り、ヘリウム槽３は断熱支持体５および支持棒７
によつて真空槽４から支持されている。ヘリウム
槽３は、液体ヘリウム２が入つていない状態では
常温であり、また、液体ヘリウム２が満たされる
と約4.2〓（−269℃）という極低温になるため、
大きく熱収縮する。線形ばね９は、この熱収縮に
より断熱支持体５および支持棒７に大きな張力が
働くのを緩和させるとともに、ヘリウム槽３の熱
収縮により生ずる力と同程度の小さな外力に対し
てヘリウム槽３の偏位が許容範囲内に収まるよう
に、そのばね定数を選定し、配設されている。
り、ヘリウム槽３は断熱支持体５および支持棒７
によつて真空槽４から支持されている。ヘリウム
槽３は、液体ヘリウム２が入つていない状態では
常温であり、また、液体ヘリウム２が満たされる
と約4.2〓（−269℃）という極低温になるため、
大きく熱収縮する。線形ばね９は、この熱収縮に
より断熱支持体５および支持棒７に大きな張力が
働くのを緩和させるとともに、ヘリウム槽３の熱
収縮により生ずる力と同程度の小さな外力に対し
てヘリウム槽３の偏位が許容範囲内に収まるよう
に、そのばね定数を選定し、配設されている。
従来の断熱支持装置は、以上のように構成され
ているので、偏心電磁力等の大きな外力に対して
は、超電導コイル１を介してヘリウム槽３が大き
く偏位し、許容範囲を逸脱してしまうという問題
点を有している。
ているので、偏心電磁力等の大きな外力に対して
は、超電導コイル１を介してヘリウム槽３が大き
く偏位し、許容範囲を逸脱してしまうという問題
点を有している。
また、ヘリウム槽３の偏位量を小さく、許容範
囲内に収めるために、線形ばね９のばね定数を大
きくすると、ヘリウム槽３の熱収縮によつて生ず
る張力が緩和されず、このため、断熱支持体５お
よび支持棒７は、その断面積を大きくして構造強
度を向上させなければならず、その結果は、断熱
支持体５および支持棒７を伝つて常温の真空槽４
からヘリウム槽３へ流入する熱量が増加して、そ
の断熱性能を劣化させてしまう問題点を有してい
る。
囲内に収めるために、線形ばね９のばね定数を大
きくすると、ヘリウム槽３の熱収縮によつて生ず
る張力が緩和されず、このため、断熱支持体５お
よび支持棒７は、その断面積を大きくして構造強
度を向上させなければならず、その結果は、断熱
支持体５および支持棒７を伝つて常温の真空槽４
からヘリウム槽３へ流入する熱量が増加して、そ
の断熱性能を劣化させてしまう問題点を有してい
る。
この発明は、上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、断熱性能を損わず、しか
も、ヘリウム槽３が冷却された後に大きな外力が
作用しても、被支持体が許容範囲外へ偏位しない
ような断熱支持装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、断熱性能を損わず、しか
も、ヘリウム槽３が冷却された後に大きな外力が
作用しても、被支持体が許容範囲外へ偏位しない
ような断熱支持装置を得ることを目的とする。
この発明に係る断熱支持装置は、ヘリウム槽の
熱収縮により断熱支持体および支持棒に大きな張
力が働くのを緩和するための小さなばね定数と、
熱収縮後に作用する大きな外力によるヘリウム槽
の偏位を抑制するための大きなばね定数との両ば
ね定数を直列に併わせ持つ非線形ばねを従来装置
の線形ばねに代えて配設したものである。
熱収縮により断熱支持体および支持棒に大きな張
力が働くのを緩和するための小さなばね定数と、
熱収縮後に作用する大きな外力によるヘリウム槽
の偏位を抑制するための大きなばね定数との両ば
ね定数を直列に併わせ持つ非線形ばねを従来装置
の線形ばねに代えて配設したものである。
この発明における断熱支持装置は、ヘリウム槽
の熱収縮に対して小さなばね定数を有する部分の
ばねが撓んで熱収縮に対応し、また、ヘリウム槽
の熱収縮後に大きな外力が作用した場合には、大
きいばね定数を有する部分のばねがこれに対応し
て撓み、ヘリウム槽の偏位を許容範囲内に留め
る。従つて、この状態でも、極端な大きな荷重は
断熱支持体や支持棒にかからない。
の熱収縮に対して小さなばね定数を有する部分の
ばねが撓んで熱収縮に対応し、また、ヘリウム槽
の熱収縮後に大きな外力が作用した場合には、大
きいばね定数を有する部分のばねがこれに対応し
て撓み、ヘリウム槽の偏位を許容範囲内に留め
る。従つて、この状態でも、極端な大きな荷重は
断熱支持体や支持棒にかからない。
以下、この発明をその一実施例を示す図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第１図において、線形ばね９を除く各部分は上
記した従来装置の構成と同等のものである。
記した従来装置の構成と同等のものである。
符号２１は第２図に示す特性を有する非線形ば
ねである。すなわち、第２図において、線２２は
ばね定数が小さなk1であるばねのばね特性線であ
り、２３はばね定数が大きなk3であるばねのばね
特性線である。
ねである。すなわち、第２図において、線２２は
ばね定数が小さなk1であるばねのばね特性線であ
り、２３はばね定数が大きなk3であるばねのばね
特性線である。
P0は初期張力、δ0は初期張力によるばねの変形
量、Δhはヘリウム槽の熱収縮量、P1，δ1はそれ
ぞれヘリウム槽熱収縮後にばねに加わつている荷
重およびばねの変形量、Pecはヘリウム槽の熱収
縮後にヘリウム槽に作用する外力、Δecは外力
Pecによるばねの変形量、P3，δ3はそれぞれ外力
が作用している場合のばねに加わつている荷重お
よびばねの変形量である。
量、Δhはヘリウム槽の熱収縮量、P1，δ1はそれ
ぞれヘリウム槽熱収縮後にばねに加わつている荷
重およびばねの変形量、Pecはヘリウム槽の熱収
縮後にヘリウム槽に作用する外力、Δecは外力
Pecによるばねの変形量、P3，δ3はそれぞれ外力
が作用している場合のばねに加わつている荷重お
よびばねの変形量である。
ここで、大きな方のばね定数k3は熱収縮後のヘ
リウム槽の許容偏位量Δaに対し、 Δec＝Pec／k3Δa となるように選定する。また、小さな方のばね定
数k1は断熱支持体５および支持棒７の取付時に、
これらが緩まない範囲内で最小張力が得られる値
を選定する。
リウム槽の許容偏位量Δaに対し、 Δec＝Pec／k3Δa となるように選定する。また、小さな方のばね定
数k1は断熱支持体５および支持棒７の取付時に、
これらが緩まない範囲内で最小張力が得られる値
を選定する。
この実施例は上記のように構成されているが、
次にその動作について説明する。
次にその動作について説明する。
あらかじめ、ヘリウム槽３の熱収縮量Δhを残
してばね定数の小さな領域で変形させ、断熱支持
体５および支持棒７が緩まないように初期張力
P0を与えておく。このような状態で、ヘリウム
槽３が熱収縮すると、断熱支持体５および支持棒
７には力が生じるが、ばね定数は小さいため、そ
の生じる力は小さなものとなつている。
してばね定数の小さな領域で変形させ、断熱支持
体５および支持棒７が緩まないように初期張力
P0を与えておく。このような状態で、ヘリウム
槽３が熱収縮すると、断熱支持体５および支持棒
７には力が生じるが、ばね定数は小さいため、そ
の生じる力は小さなものとなつている。
ヘリウム槽３の熱収縮後はばね定数の小さな領
域でのばねの変形は終了しており、断熱支持体３
および支持棒７を介してヘリウム槽３はばね定数
の大きなばねで真空槽４から支持される格好にな
る。従つて、熱収縮後に偏心電磁力等の大きな外
力がヘリウム槽３に作用しても、その外力はばね
定数の大きなばねによつて支持されるので、ヘリ
ウム槽３の偏位は許容偏位量Δaの範囲内に抑え
られている。
域でのばねの変形は終了しており、断熱支持体３
および支持棒７を介してヘリウム槽３はばね定数
の大きなばねで真空槽４から支持される格好にな
る。従つて、熱収縮後に偏心電磁力等の大きな外
力がヘリウム槽３に作用しても、その外力はばね
定数の大きなばねによつて支持されるので、ヘリ
ウム槽３の偏位は許容偏位量Δaの範囲内に抑え
られている。
なお、上記実施例では、ヘリウム槽３に断熱支
持体５を取り付けたが、ヘリウム槽３と真空槽４
との間に液体窒素を収容する窒素槽、または液体
窒素あるいは液体ヘリウム２が蒸発したガスで冷
却される輻射熱シールドを設け、この窒素槽また
は輻射熱シールドに断熱支持体５を取り付けても
良い。
持体５を取り付けたが、ヘリウム槽３と真空槽４
との間に液体窒素を収容する窒素槽、または液体
窒素あるいは液体ヘリウム２が蒸発したガスで冷
却される輻射熱シールドを設け、この窒素槽また
は輻射熱シールドに断熱支持体５を取り付けても
良い。
また、Ｏリング１４を支持棒７とフランジ８と
の間に取り付けたが、フランジ８とカバー１５と
の間に取り付けても良い。また上記実施例に示す
ようにＯリング１４を支持棒７とフランジ８との
間に取り付ける場合においては、必らずしも、カ
バー１５を取り付ける必要はない。
の間に取り付けたが、フランジ８とカバー１５と
の間に取り付けても良い。また上記実施例に示す
ようにＯリング１４を支持棒７とフランジ８との
間に取り付ける場合においては、必らずしも、カ
バー１５を取り付ける必要はない。
更に非線形ばね２１は、ばね定数の異なるコイ
ルばねを重ねて構成してもよく、著しくは、ばね
定数の異なる皿ばねを重ねてもよく、又は、同一
のばね定数を有する皿ばねの組合せ方を変えるこ
とによつてもよく、更には、コイルばねと皿ばね
とを組み合わせて構成してもよい。
ルばねを重ねて構成してもよく、著しくは、ばね
定数の異なる皿ばねを重ねてもよく、又は、同一
のばね定数を有する皿ばねの組合せ方を変えるこ
とによつてもよく、更には、コイルばねと皿ばね
とを組み合わせて構成してもよい。
以上のように、この発明によれば、極低温槽の
熱収縮はばね定数の小さな領域で吸収し、熱収縮
後に極低温槽に作用する大きな外力はばね定数の
大きな領域で支えるように構成しているので、ヘ
リウム槽の外力による偏位は許容範囲内に留める
ことができ、また断熱支持体には必要最小限の荷
重しか作用せず、断熱支持体及び支持棒の断面積
を最小限にすることができるので、断熱性能も向
上できる断熱支持装置が得られる効果がある。
熱収縮はばね定数の小さな領域で吸収し、熱収縮
後に極低温槽に作用する大きな外力はばね定数の
大きな領域で支えるように構成しているので、ヘ
リウム槽の外力による偏位は許容範囲内に留める
ことができ、また断熱支持体には必要最小限の荷
重しか作用せず、断熱支持体及び支持棒の断面積
を最小限にすることができるので、断熱性能も向
上できる断熱支持装置が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による断熱支持装
置を示す断面図、第２図はこの発明の断熱支持装
置に用いる非線形ばねの特性図、第３図は断熱支
持装置が取り付けられる超電導機器用クライオス
タツトの概略を示す断面図、第４図は従来の断熱
支持装置を示す断面図である。 図において、３…極低温槽（ヘリウム槽）、４
…真空槽、５…断熱支持体、７…支持棒、２１…
非線形ばね。なお、各図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。
置を示す断面図、第２図はこの発明の断熱支持装
置に用いる非線形ばねの特性図、第３図は断熱支
持装置が取り付けられる超電導機器用クライオス
タツトの概略を示す断面図、第４図は従来の断熱
支持装置を示す断面図である。 図において、３…極低温槽（ヘリウム槽）、４
…真空槽、５…断熱支持体、７…支持棒、２１…
非線形ばね。なお、各図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱変形を受けるとともに外力を受ける極低温
槽の断熱支持装置において、極低温槽の外側に直
接又は間接的に取り付けられている断熱支持体
と、この断熱支持体に一端が連結され、他端は上
記極低温槽を真空断熱する真空槽の外側にまで突
出する支持棒と、上記真空槽の外側にまで突出し
ている支持棒の端部を真空槽に支えるとともに上
記極低温槽の熱収縮を吸収するための小さなばね
定数および熱収縮後に作用する大きな外力による
上記極低温槽の偏位を抑えるための大きなばね定
数の両ばね定数を直列に併わせ持つている非線形
ばねとを備えていることを特徴とする断熱支持装
置。 ２ 非線形ばねが、ばね定数の異なる皿ばねの組
合せにより構成されている特許請求の範囲第１項
記載の断熱支持装置。 ３ 非線形ばねが、ばね定数の同一な皿ばねの組
合せ方を変えることにより構成されている特許請
求の範囲第１項記載の断熱支持装置。 ４ 非線形ばねが、皿ばねとコイルばねとの組合
せにより構成されている特許請求の範囲第１項記
載の断熱支持装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067195A JPS62224904A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 断熱支持装置 |
| DE19863632490 DE3632490A1 (de) | 1985-09-24 | 1986-09-24 | Waermeisolierende trageinrichtung |
| US07/163,128 US4838033A (en) | 1985-09-24 | 1988-02-19 | Heat insulating support device for cryogenic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067195A JPS62224904A (ja) | 1986-03-27 | 1986-03-27 | 断熱支持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224904A JPS62224904A (ja) | 1987-10-02 |
| JPH04572B2 true JPH04572B2 (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=13337878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61067195A Granted JPS62224904A (ja) | 1985-09-24 | 1986-03-27 | 断熱支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224904A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015035533A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 住友電気工業株式会社 | 超電導機器および超電導コイル用容器 |
| JP6211459B2 (ja) * | 2014-05-13 | 2017-10-11 | 住友重機械工業株式会社 | 超伝導電磁石 |
-
1986
- 1986-03-27 JP JP61067195A patent/JPS62224904A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62224904A (ja) | 1987-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |