JPH0556005B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超電導マグネツトを利用した装置に係
り、特に超伝導マグネツトを冷却する冷凍機を水
平状態で用いるのに好適な超伝導装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、米国特許第3894403号明細書に
記載のように、冷凍機を鉛直に取付け、冷凍機の
第１ステージ及び第２ステージとそれらを包み込
んでいる冷凍機収納容器間に流体を封入して冷凍
機の第１及び第２ステージの冷たい熱を冷凍機容
器に伝達するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、冷凍機および冷凍機収納容器
を水平にした状態で運転する場合、冷凍機と冷凍
機収納容器のすき間が大きいので、冷凍機と冷凍
機収納容器のすき間に介在する気体媒体が水平方
向に対流をつくる。特に、２つのステージを有す
る冷凍機では、第２ステージ（低温側）の冷凍能
力が水平方向の対流によつて損なわれてしまう。

本発明の目的は、冷凍機の冷凍能力を冷凍機の
収納容器に十分に伝達することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、冷凍機と冷凍機の収納容器で形成
される間隙に、熱伝導率の対さい部材を挿入する
ことにより、達成される。

本発明の超電導装置は、水平に取付けた冷凍機
の冷却部とこの冷凍機の冷却部を挿入した容器と
で形成された間隙に気体媒体を封入して成るもの
であつて、上記の間隙に低熱伝導率の障害物を取
り付けたことを特徴とする。

上記冷凍機は２つのコールドヘツドを有するも
ので、かつ、障害物は２つのコールドヘツド間に
取付けることが望ましい。

〔作用〕

水平状態の冷凍機と冷凍機の収納容器間の間隙
は、低熱伝導率の障害物を埋め込むことにより狭
くなつている。それによつて、冷凍機と冷凍機の
収納容器のすき間に介在している気体媒体は、水
平方向の対流が起こりにくくなる。このため、冷
凍機から冷凍機の収納容器の熱を十分伝えること
ができきる。

また、冷凍機と冷凍機の容器間隙の障害物を低
熱伝導材質にしたことで、部材からの伝導熱を小
さくしている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第４図を
使つて説明する。

第１図の１は、超伝導コイルで２は、超伝導コ
イル１を冷却する寒剤である。その寒剤２は、３
の寒剤容器に収納されている。また、寒剤２は、
注入管４より注入され、蒸発した寒剤のガスは５
のガス管より大気中に放出される。６は、第２シ
ールド、７は、第１シールドでそれぞれふく射熱
を遮へいしている。９は、真空容器で内部を真空
断熱するためのものである。１０は、２つの冷却
部を有するキホード・マクマホン・サイクル小形
冷凍機である。１１は、小形冷凍機の第１ステー
ジ、１２は第２ステージで、それぞれ65W（80K
にて）6W（20Kにて）の冷凍能力をもつ。１３
は、冷凍機を収める冷凍機収納容器である。１４
は気体媒体１５を冷凍機の冷却部１１，１２と冷
凍機収納容器のすき間に注入するパイプである。
気体媒体は、熱伝導率が高いガス、たとえばヘリ
ウムがよい。１６は、バルブで、このバルブを閉
めることで、気体媒体は冷凍機収納容器１３と冷
凍機１０の冷却部（第１ステージ１１と第２ステ
ージ１２）のすき間に密封される。１７は冷凍機
１０の第１ステージ１１の近傍位置の冷凍機収納
容器１３に取付けた第１コネクターである。同様
に、１８は、冷凍機１０の第２ステージ１２の近
くの位置の冷凍機収納容器１３に取付けた第２コ
ネクターである。また、１７と１８のコネクタ
は、第１、第２シールド７，６と熱的に接続して
いる。第１、第２コネクター１７，１８は、銅ま
たはアルミニウム等のように熱を良く伝える材質
である。２１は、Ｏリングである。２２は、第１
ステージ１１と第２ステージ１２を結んだ連結体
２３と冷凍機収納容器１３の間に挿入した障害物
である。

第２図は、Ａ−Ａ断面図である。第２図の１９
は第２コネクターを締めて冷凍機収納容器１３と
コネクター１８との熱的接続を良くするためのボ
ルトである。その他、第１図と同一符号は、同じ
物を示している。第３図は、第１図のＢ−Ｂ断面
図である。１９は、第２図と同じ様にコネクター
１７を締め付けてコネクター１７と冷凍機収納容
器１３との熱的接続を良くするためのボルトであ
る。第２図の他の符号と第１図と同一符号のもの
は、同じ物を示している。第４図は、第１図Ｃ−
Ｃの断面図である。

以下、実施例の動作の説明する。気体媒体１５
が冷凍機収納容器１３と冷凍機１０の冷却部（第
１、第２ステージ１１，１２及び連結体２３等）
で形成された間隙に封入されている。第２ステー
ジ１２の外径は、連結体２３の径より大きいの
で、冷凍機１０の冷却部を冷凍機収納容器１３に
装着するため、連結体２３まわりの冷凍機収納容
器１３の内径は、第２ステージ１２の外径以上の
大きさとなつている。従つて、連結体２３とその
周りの冷凍機収容器１３とのすき間が大きくな
る。もし障害物２２を挿入しないとこのすき間に
封入された気体媒体が自由に流れやすくなる。特
に、冷凍機１０を運転すると、第１ステージ１１
と第２ステージ１２の温度はそれぞれ20Kと80K
となるので、連結体２３周りの気体媒体１５が冷
凍機収納容器１３と連結体２３で形成された間隙
内で大きな対流の渦をつくる。この対流の渦は、
第１ステージと第２ステージ間で熱交換をするの
で第２ステージから第２コネクターに伝達する冷
凍能力が低下する。本特許は、上記、気体媒体の
対流を防止するため冷凍機収納容器１３と連結体
２３とのすき間に障害物２２を入れた。この障害
物２２は、すき間をできるだけ埋められる物で、
しかも、熱伝導率の小さいものが良い。例えば、
フエルト状の繊維、ガラス繊維の布やマツトな
ど、比較的弾性があつて、対流を抑える程度に空
隙が制限され、かつ熱伝導率が低いものがよい。

熱伝導率が大きいと、第１ステージ１１から障
害物２３を介して第２ステージ１２に熱が伝わり
第２コネクターでの冷却性能を低下する。障害物
２２は、気体媒体１５の対流を防止することで、
第１ステージの冷凍能力を、第１コネクターに、
第２ステージの冷凍能力を、第２コネクターに伝
達することができるので、第１、第２のシールド
ともに良好に冷却され、寒剤の蒸発量の少ない超
電導装置となる。

なお、障害物２２は第１ステージ１１と室温の
フランジ２４との区間にできる間隙にも挿入して
よい。

又、冷凍機の冷却ステージが１段のみの場合で
も本発明の趣旨に沿つて実施することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷凍機の冷却部と冷凍機の冷
却部を収納した容器との間隙中の気体媒体は、障
害物で間隙が狭くなつたために対流が起こりにく
い状態となるので冷凍機を鉛直状態で使つたとき
と同様に冷凍機の冷却能力を被冷却体に伝達する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の縦断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は第１図
のＢ−Ｂ線断面図、第４図は第１図のＣ−Ｃ線断
面図である。 １０……冷凍機、１１……第１ステージ、１２
……第２ステージ、１３……冷凍機収納容器、１
５……気体媒体、１７……第１コネクター、１８
……第２コネクター、２３……連結体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平に取付けた冷凍機の冷却部と前記冷凍機
   の冷却部を挿入した容器とで形成された間隙に気
   体媒体を封入して成る超電導装置において、上記
   間隙に、低熱伝導率の障害物を取付けたことを特
   徴とする超電導装置。