JPH051048Y2 - - Google Patents
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- JPH051048Y2 JPH051048Y2 JP8421588U JP8421588U JPH051048Y2 JP H051048 Y2 JPH051048 Y2 JP H051048Y2 JP 8421588 U JP8421588 U JP 8421588U JP 8421588 U JP8421588 U JP 8421588U JP H051048 Y2 JPH051048 Y2 JP H051048Y2
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- helium
- helium gas
- current
- heat shield
- cooling
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- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 53
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 39
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は超電導マグネツトに電流を供給する電
流リードの冷却装置に関するものである。
流リードの冷却装置に関するものである。
従来、電流リードの冷却方式として、第５図に
示すガス冷却方式と、第６図に示す間接冷却方式
の二通りが採用されている。
示すガス冷却方式と、第６図に示す間接冷却方式
の二通りが採用されている。
ガス冷却方式においては、ヘリウム槽１内の超
電導マグネツト（コイル）２に接続される電流リ
ード３，３を、ヘリウム槽１内と連通して設けら
れたリードパイプ４，４に挿入し、ヘリウム槽１
内のヘリウムガスをこのリードパイプ４，４に通
して電流リード３，３を冷却するようにしてい
る。
電導マグネツト（コイル）２に接続される電流リ
ード３，３を、ヘリウム槽１内と連通して設けら
れたリードパイプ４，４に挿入し、ヘリウム槽１
内のヘリウムガスをこのリードパイプ４，４に通
して電流リード３，３を冷却するようにしてい
る。
第５図中、５，６は真空槽外壁７の内側におい
て電流リード３，３およびヘリウム槽１を外部に
対して熱シールドするための第１および第２の両
熱シールド板で、ヘリウム槽１に近い第１熱シー
ルド板５はリードパイプ４を介して同パイプ内の
ヘリウムガスによりたとえば20K（絶対温度、以
下同じ）に冷却され、第２熱シールド板６は第１
シールド板同様の冷却経路または液体窒素等の他
の冷媒によつてたとえば80kに冷却される。な
お、これら熱シールド板５，６間、および第２熱
シールド板６と真空槽外壁７との間は断熱のため
に真空に保たれる。
て電流リード３，３およびヘリウム槽１を外部に
対して熱シールドするための第１および第２の両
熱シールド板で、ヘリウム槽１に近い第１熱シー
ルド板５はリードパイプ４を介して同パイプ内の
ヘリウムガスによりたとえば20K（絶対温度、以
下同じ）に冷却され、第２熱シールド板６は第１
シールド板同様の冷却経路または液体窒素等の他
の冷媒によつてたとえば80kに冷却される。な
お、これら熱シールド板５，６間、および第２熱
シールド板６と真空槽外壁７との間は断熱のため
に真空に保たれる。
一方、第６図の間接冷却方式においては、電流
リード３，３を直接支持する熱シールド板５，６
に冷凍機８を取付け、この冷凍機８により両熱シ
ールド板５，６を介して電流リード３，３を冷却
するようにしている。なお、冷凍機８には、ヘリ
ウム槽１内のヘリウムガスを再凝縮させるための
再凝縮機８ａが装備されている。また、熱シール
ド板５，６および真空槽外壁７により電流リード
支持部分には、熱シールド板５，６および真空槽
外壁７と電流リード３，３との間の熱伝導性を保
持しつつこれらを電気的に絶縁するために、窒化
アルミ等のセラミツクス系材料からなる高熱伝導
性電気絶縁材９が設けられている。
リード３，３を直接支持する熱シールド板５，６
に冷凍機８を取付け、この冷凍機８により両熱シ
ールド板５，６を介して電流リード３，３を冷却
するようにしている。なお、冷凍機８には、ヘリ
ウム槽１内のヘリウムガスを再凝縮させるための
再凝縮機８ａが装備されている。また、熱シール
ド板５，６および真空槽外壁７により電流リード
支持部分には、熱シールド板５，６および真空槽
外壁７と電流リード３，３との間の熱伝導性を保
持しつつこれらを電気的に絶縁するために、窒化
アルミ等のセラミツクス系材料からなる高熱伝導
性電気絶縁材９が設けられている。
ところが、上記従来方式によると、前者のガス
冷却方式の場合は、ヘリウムガスを常に大気また
はヘリウムガスホルダに抽気するため、液体ヘリ
ウムの消費が激しく、頻繁に液体ヘリウムを補給
しなければならない。一方、後者の間接冷却方式
の場合は、液体ヘリウムを補給する必要がない反
面、冷凍機８の故障等による冷却運転停止時に電
流リード３，３の冷却機能が全く停止してしまう
という問題があつた。
冷却方式の場合は、ヘリウムガスを常に大気また
はヘリウムガスホルダに抽気するため、液体ヘリ
ウムの消費が激しく、頻繁に液体ヘリウムを補給
しなければならない。一方、後者の間接冷却方式
の場合は、液体ヘリウムを補給する必要がない反
面、冷凍機８の故障等による冷却運転停止時に電
流リード３，３の冷却機能が全く停止してしまう
という問題があつた。
そこで本考案は、基本的には、冷凍機により熱
シールド板を介して電流リードを冷却する間接冷
却方式をとりながら、冷却運転停止時には、ヘリ
ウム槽内のヘリウムガスによるガス冷却方式に転
換して電流リード冷却機能を維持しうる超電導マ
グネツト用電流リードの冷却装置を提供するもの
である。
シールド板を介して電流リードを冷却する間接冷
却方式をとりながら、冷却運転停止時には、ヘリ
ウム槽内のヘリウムガスによるガス冷却方式に転
換して電流リード冷却機能を維持しうる超電導マ
グネツト用電流リードの冷却装置を提供するもの
である。
本考案は、ヘリウム槽内の超電導マグネツトに
接続される電流リードに、上記ヘリウム槽内のヘ
リウムガスが通されるヘリウムガス通路と、この
ヘリウムガス通路を開閉する弁機構とが設けら
れ、この電流リードを支持する熱シールド板に、
この熱シールド板を介して電流リードを冷却する
冷凍機が設けられてなるものである。
接続される電流リードに、上記ヘリウム槽内のヘ
リウムガスが通されるヘリウムガス通路と、この
ヘリウムガス通路を開閉する弁機構とが設けら
れ、この電流リードを支持する熱シールド板に、
この熱シールド板を介して電流リードを冷却する
冷凍機が設けられてなるものである。
この構成により、通常時は冷凍機による間接冷
却方式をとりながら、冷却運転停止時には、電流
リードのヘリウムガス通路を開いてガス冷却方式
に転換することにより、電流リードの冷却機能を
維持することができる。
却方式をとりながら、冷却運転停止時には、電流
リードのヘリウムガス通路を開いてガス冷却方式
に転換することにより、電流リードの冷却機能を
維持することができる。
本考案の実施例を第１図乃至第４図によつて説
明する。
明する。
装置全体の構成を示す第１図において、第５，
６図に示す従来装置と同一部分には同一符号を付
して示している。
６図に示す従来装置と同一部分には同一符号を付
して示している。
従来装置との相違点のみを説明すると、電流リ
ード１１，１１の中心部にヘリウムガス通路１
２，１２が全長に亘つて設けられるとともに、こ
のヘリウムガス通路１２，１２の外部側延長上
に、このヘリウムガス通路１２，１２を大気また
はヘリウムガスホルダに対して連通、遮断する遠
隔操作式等の弁機構１３，１３が設けられてい
る。なお、ヘリウムガス通路１２，１２のヘリウ
ム槽側端部は、複数の吸入孔１２ａを介してヘリ
ウム槽１内に連通し、ヘリウム槽１内のヘリウム
ガスがこの吸入孔１２ａからヘリウムガス通路１
２内に流入するようになつている。
ード１１，１１の中心部にヘリウムガス通路１
２，１２が全長に亘つて設けられるとともに、こ
のヘリウムガス通路１２，１２の外部側延長上
に、このヘリウムガス通路１２，１２を大気また
はヘリウムガスホルダに対して連通、遮断する遠
隔操作式等の弁機構１３，１３が設けられてい
る。なお、ヘリウムガス通路１２，１２のヘリウ
ム槽側端部は、複数の吸入孔１２ａを介してヘリ
ウム槽１内に連通し、ヘリウム槽１内のヘリウム
ガスがこの吸入孔１２ａからヘリウムガス通路１
２内に流入するようになつている。
この電流リード１１，１１は、第１および第２
両熱シールド板５，６および真空槽外壁７によつ
て支持され、第６図に示す間接冷却方式の装置と
同様に、熱シールド板５，６に取付けられた冷凍
機８により両熱シールド板５，６を介して冷却さ
れる。
両熱シールド板５，６および真空槽外壁７によつ
て支持され、第６図に示す間接冷却方式の装置と
同様に、熱シールド板５，６に取付けられた冷凍
機８により両熱シールド板５，６を介して冷却さ
れる。
この構成において、通常時は弁機構１３，１３
を閉じた状態で、冷凍機８による間接冷却方式に
よつて電流リード１１，１１を冷却する。この間
接冷却により、電流リード１１，１１が第２図一
点鎖線ａに示すような温度分布、すなわち真空槽
外壁７による支持部分（第３支持部）では常温の
300Kとなり、第２および第１両熱シールド板６，
５による支持部分（第２および第１支持部）でそ
れぞれ両シールド板６，５の冷却温度（たとえば
80Kおよび20K）に近い温度、ヘリウム槽１内で
同槽内温度（たとえば4K）となる温度分布で冷
却される。
を閉じた状態で、冷凍機８による間接冷却方式に
よつて電流リード１１，１１を冷却する。この間
接冷却により、電流リード１１，１１が第２図一
点鎖線ａに示すような温度分布、すなわち真空槽
外壁７による支持部分（第３支持部）では常温の
300Kとなり、第２および第１両熱シールド板６，
５による支持部分（第２および第１支持部）でそ
れぞれ両シールド板６，５の冷却温度（たとえば
80Kおよび20K）に近い温度、ヘリウム槽１内で
同槽内温度（たとえば4K）となる温度分布で冷
却される。
一方、冷凍機８の故障等によつて間接冷却運転
が停止した場合は、弁機構１３，１３を開く。こ
うすると、ヘリウム槽１内のヘリウムガスが電流
リード１１，１１のヘリウムガス通路１２，１２
を大気中またはヘリウムガスホルダに向かつて流
れるため、以後、このヘリウムガスによるガス冷
却方式に切換わり、電流リード１１，１１の冷却
が続行される。従つて、電流リード１１，１１に
よる超電導マグネツト２への通電作用が確保さ
れ、超電導マグネツト２の運転を続行することが
できる。
が停止した場合は、弁機構１３，１３を開く。こ
うすると、ヘリウム槽１内のヘリウムガスが電流
リード１１，１１のヘリウムガス通路１２，１２
を大気中またはヘリウムガスホルダに向かつて流
れるため、以後、このヘリウムガスによるガス冷
却方式に切換わり、電流リード１１，１１の冷却
が続行される。従つて、電流リード１１，１１に
よる超電導マグネツト２への通電作用が確保さ
れ、超電導マグネツト２の運転を続行することが
できる。
ところで、電流リード１１におけるヘリウムガ
ス通路１２の周壁に、第３図に示すような複数の
フイン１２ｂ、または第４図に示すようなねじ溝
１２ｃを設けること等により、同周壁を凹凸状に
形成してもよい。こうすれば、伝熱面積および境
膜伝熱係数が増加するため、ヘリウムガスと電流
リード１１との間の伝熱効率が向上し、第２図実
線ｂに示すように、このような加工を施さない一
点鎖線ａの場合と比較して、電流リード１１の冷
却効率が高められる。
ス通路１２の周壁に、第３図に示すような複数の
フイン１２ｂ、または第４図に示すようなねじ溝
１２ｃを設けること等により、同周壁を凹凸状に
形成してもよい。こうすれば、伝熱面積および境
膜伝熱係数が増加するため、ヘリウムガスと電流
リード１１との間の伝熱効率が向上し、第２図実
線ｂに示すように、このような加工を施さない一
点鎖線ａの場合と比較して、電流リード１１の冷
却効率が高められる。
上記のように本考案によるときは、基本的には
ヘリウム槽に液体ヘリウムを補給する必要のない
間接冷却方式をとりながら、電流リードに、ヘリ
ウム槽内のヘリウムガスが通されるヘリウムガス
通路と、この通路を開閉する弁機構とを設け、冷
凍機の故障等による冷却運転停止時には上記ヘリ
ウムガス通路を開いてガス冷却方式に転換しうる
ように構成したから、冷却運転停止時にも電流リ
ードの冷却機能を確保して、超電導マグネツトの
運転を続行することができるものである。
ヘリウム槽に液体ヘリウムを補給する必要のない
間接冷却方式をとりながら、電流リードに、ヘリ
ウム槽内のヘリウムガスが通されるヘリウムガス
通路と、この通路を開閉する弁機構とを設け、冷
凍機の故障等による冷却運転停止時には上記ヘリ
ウムガス通路を開いてガス冷却方式に転換しうる
ように構成したから、冷却運転停止時にも電流リ
ードの冷却機能を確保して、超電導マグネツトの
運転を続行することができるものである。
第１図は本考案の実施例を示す概略断面図、第
２図は同実施例による電流リードの冷却特性図、
第３図は電流リードのヘリウムガス通路にかかる
他の実施例を示す拡大横断面図、第４図はさらに
別の実施例を示す拡大縦断面図、第５図はガス冷
却方式をとる従来装置、第６図は間接冷却方式を
とる従来装置をそれぞれ示す概略断面図である。 １……ヘリウム槽、２……超電導マグネツト、
１１……電流リード、１２……ヘリウムガス通
路、１３……弁機構、５，６……熱シールド板、
８……冷凍機。
２図は同実施例による電流リードの冷却特性図、
第３図は電流リードのヘリウムガス通路にかかる
他の実施例を示す拡大横断面図、第４図はさらに
別の実施例を示す拡大縦断面図、第５図はガス冷
却方式をとる従来装置、第６図は間接冷却方式を
とる従来装置をそれぞれ示す概略断面図である。 １……ヘリウム槽、２……超電導マグネツト、
１１……電流リード、１２……ヘリウムガス通
路、１３……弁機構、５，６……熱シールド板、
８……冷凍機。
Claims (1)
- ヘリウム槽内の超電導マグネツトに接続される
電流リードに、上記ヘリウム槽内のヘリウムガス
が通されるヘリウムガス通路と、このヘリウムガ
ス通路を開閉する弁機構とが設けられ、この電流
リードを支持する熱シールド板に、この熱シール
ド板を介して電流リードを冷却する冷凍機が設け
られてなることを特徴とする超電導マグネツト用
電流リードの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8421588U JPH051048Y2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8421588U JPH051048Y2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH028008U JPH028008U (ja) | 1990-01-18 |
| JPH051048Y2 true JPH051048Y2 (ja) | 1993-01-12 |
Family
ID=31308914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8421588U Expired - Lifetime JPH051048Y2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH051048Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP8421588U patent/JPH051048Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH028008U (ja) | 1990-01-18 |
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