JPH0719918B2 - 極低温真空断熱容器における電気配線の取り出し構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超電導マグネット等の極低温用機器において
使用される、すなわち、極低温真空断熱容器における電
気配線の取り出し構造に関する。

（従来の技術） 超電導マグネット等の極低温用機器においては、冷媒レ
ベルセンサ、マグネット電圧センサ等の電気配線が施こ
されている。

この電気配線の取り出し構造として第６図および第７図
に示したものがある。

従来例１を示す第６図において、１は極低温槽であり、
冷媒移送用ポート２が連通されており、該ポート２を介
して液体ヘリウム等の冷媒３が貯留されている。

４は断熱真空槽であり、熱シールド板５を有し、前記極
低温槽１を囲んでおり、ここに、容器６が構成されてい
る。

７はリード線であり、例えば冷媒レベルセンサ用のもの
であって、冷媒移送用ポート２の中に配線されている。

従来例２を示す第７図においては、前述した従来例１と
共通する部分は共通符号で示されており、リード線７は
容器６の外殻6A及び極低温槽１のそれぞれにハーメチッ
クシール８を介して取付けられている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来例１においてはリード線７すなわち電気配線が冷媒
移送用ポート２から取り出されていることから次のよう
な問題点がある。

極低温容器６においては冷媒槽すなわち極低温槽１への
熱侵入が小さいことが望ましい。

このため電気配線７も熱侵入を小さくするため細い線が
使用され、該配線７をポート２の壁に沿わして取り出し
たとしても、冷媒移送用パイプ等をポート２に出入れす
るとき、該パイプが電気配線７に接触して断線されるお
それがある。

又、断線すると容器６の全体を組立分解して配線しなお
す必要があり、これは非常に煩雑である。

更に、電気配線７は熱シールド板５に接触されていない
ことから、サーマルアンカーを十分に取ることが困難で
ある。

従来例２においては電気配線７が断熱真空槽４を通って
取付けられていることから、従来例１のような断線のお
それが少ないけれども、断熱真空が劣化するという新ら
たな問題が生じる。

すなわち、極低温槽１および室温部分においてハーメチ
ックシール８を用いているけれども、該シール８は絶縁
用ガラスに取付用メタルフランジを組合せてなるもので
あることから、ガラスとメタルの熱膨張差によるひび割
れが生じ易く、特に、極低温領域での信頼性が低くなる
という問題がある。

また、サーマルアンカー作用につていは、従来例１と同
様の問題点がある。

本発明は、極低温槽から電気配線を取り出す場合、冷媒
移送用ポートとは別に電気配線専用のパイプを極低温槽
と室温部分の間の断熱真空槽に取付けることによって、
断線のおそれがなく、また、ハーメチックシール等のシ
ール材を用いずにかつ十分なサーマルアンカー作用を取
ることで信頼性が高く、熱侵入の小さな電気配線を行な
うことを目的とするのである。

（問題点を解決するための手段） 本発明が前述目的を達成するために講じる技術的手段の
特徴とする処の第１は冷媒移送用ポート12が連通された
極低温槽10の囲りに、熱シールド板14を有する断熱真空
槽13が設けられた極低温真空断熱容器17において、電気
配線専用パイプ20の一端が極低温槽10に、他端が容器17
の外部にそれぞれ連通されて取付けられており、前記パ
イプ20の中間部分は前記熱シールド板14に接触され、更
に、前記パイプ20は極低温槽10側および容器17の外殻18
側のそれぞれにシール手段24,26が備えられており、更
に、前記パイプ20の中間部分20Cが冷媒移送用ポート12
の囲りでラセン状に周回されて延びており、前記パイプ
20中にリード線21が挿通されている点にある。

（実施例） 第１図から第５図を参照して本発明の実施例をNMR−CT
用超電導マグネットや磁気分離用超電導マグネット等が
収容される横型常温空間付クライオスタットに適用した
場合として説明する。

第１図において、10は極低温槽であり、本実施例の場合
は、断面ドーナッ形状とされた液体ヘリウム槽であって
超電導マグネット11が設けられている。

12は冷媒移送用ポートであり、本実施例では液体ヘリウ
ムを極低温槽10内に供給すべく該槽10に連通され、実際
には該ポート12はベロー構造とされている。

13は断熱真空槽であり、極低温槽10の囲りに設けられて
おり、該断熱真空槽13には熱シールド板14が本実施例で
は２層構造として設けられており、熱シールド板14には
冷媒蒸発ガス導通用の循環パイプ15が備えられている。

すなわち、本実施例では極低温槽10に貯留されている液
体ヘリウムが循環パイプ15に図外の連絡パイプを介して
導通可能とされている。

従って、ここに、中央部に室温空間16を有する極低温真
空断熱容器17が構成され、符号18がその外殻であり、該
外殻18の一部、本例では前後18A,18Bがフランジボルト
結合手段19を介して着脱固定自在とされている。

20はステンレスあるいはキュプロニッケル等の熱伝導率
の小さい材料からなる電気配線専用パイプであり、例え
ば内径3mm前後で外径4mm前後の細い断面構造とされてお
り、その一端は極低温槽10に、他端は容器17の外部、す
なわち室温部分に連通されて断熱真空槽13を通って設け
られている。21はリード線であり、複数本を絶縁被覆し
た構造であって、前記電気配線専用パイプ20中に挿通さ
れ、本実施例では冷媒レベル計のリード線であり、それ
ぞれコネクタ22,23に接続されている。

24はシール手段であり、極低温槽10側において第２図で
示す如くステンレス製の槽壁10Aにステンレス製のパイ
プ20の一端を挿設して符号25で示す溶接にて取付けるこ
とによって構成されている。26は外殻側のシール手段で
あって、第５図で示す実施例ではパッキン押え27がパイ
プ20にロー付け等で取付けられており、該押え27を外殻
18に内面側からボルト28によって取付けることによりＯ
リング29を押付けてシールしている。

第３図、第４図はシール手段24の他の実施例であって、
まず、第３図の例ではアルミニウム製槽壁10Aに、ステ
ンレス製パイプ20を挿設し極低温槽10と連通させ、パイ
プ20にロー付又は溶接33によってパッキン押え30を取付
け、該パッキン押え30でＯリング32を押付けた状態でパ
ッキン押え30をボルト31で槽壁10Aに取付けている。

また、第４図の例ではアルミニウム製槽壁10Aにアルミ
ニウム製のパイプ端末20Aをロー付け又は溶接34によっ
て取付け、継手パイプ20Bをパイプ端末20AにＯリング36
を挟みつけた状態でフランジボルト結合手段35で接合し
た例であり、この例によるとパイプ20BはSUS製とするこ
とができる。なお、いずれの実施例においても、シール
手段24,26はハーメチックシールと異なり、信頼性があ
る。

なお、シール手段26としては、第２図、第４図に示す構
成に従うこともできる。

電気配線専用パイプ20は、一端が極低温槽10に、他端が
外殻18の外部、すなわち室温部分にそれぞれ連通されて
断熱真空槽13に取付けられており、この場合、該パイプ
20の中間部分は熱シールド板14に接触されることによっ
て、サーマルアンカー作用がとられ、ここに、電気配
線、つまり、リード線21による侵入熱を小さくするよう
にされている。

パイプ20の中間部分は熱シールド板14に接触されている
限りにおいて、一端から他端を直線状に結んで延びたも
のであってもよいけれども、第１図に示す例では、冷媒
移送用ポート12の囲りをラセン状に周回して延びたラセ
ン中間部20Cとされ、このときでも中間部20Cは熱シール
ド板14に接触される。

而して、ラセン中間部20Cの構成を採用することによっ
て、リード線21の長さもそれだけ長くなり、これによ
り、液体ヘリウム槽、すなわち、極低温槽10へのリード
線21を介しての侵入熱が極力おさえられたものとなる。

なお、第１図に示した容器17はその一例であって、例え
ば、第６図に示す構造の容器６を初めその他の極低温用
機器にも本発明が適用されうるし、又、リード線21は冷
媒レベルセンサー用の他、マグネット電圧検出用等にも
利用できる。

（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明の第１の特徴に従えば、リー
ド線21の挿通専用としてのパイプ20が冷媒移送用ポート
12とは別に設けられているので、冷媒移送にさいしてポ
ート12中に冷媒供給パイプを出入れしたとしても、リー
ド線21の断線のおそれはない。

そして、電気配線専用パイプ20はその中間部分において
熱シールド板14に接触されているので、室温部分から極
低温槽10へのリード線21を介しての侵入熱はサーマルア
ンカー作用によって小さくすることができ、ここに、信
頼性に富む電気配線を行うことができる。

更に、電気配線専用パイプ20はこれが断熱真空槽13を通
って取付けられたとしても、シール手段24,26を備えて
いるので、断熱真空槽13の機能がそこなわれることがな
いし、そのさい、該シール手段24,26を溶接を初め信頼
性に富む構造とできるし、構造も簡易とできる。

また、電気配線専用パイプ20の中間部分20Cが冷媒移送
用ポート12の囲りをラセン状に周回して延伸されている
ことから、リード線21の長さはそれだけ長大化されて抵
抗大となり、室温部分から極低温槽10へのリード線21を
介しての侵入熱は抑制される。

また、ポート12を周回していることから、組立分解も容
易で正確にできるし、熱シールド板14との接触も確実に
でき、サーマルアンカー作用を保証する。

従って、本発明によると、極低温真空断熱容器における
電気配線の取り出し構造として実益大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例と従来例を示しており、第１図は
NMR−CT用クライオスタットに実施した場合の本発明例
による中央破断の全体構成図、第２図から第４図は極低
温槽側のシール手段の３例を示す断面図、第５図は室温
側のシール手段を示す断面図、第６図と第７図は従来例
の２つを示す全体構成図である。 10……極低温槽、12……冷媒移送用ポート、14……熱シ
ールド板、17……容器、20……電気配線専用パイプ、20
C……ラセン状中間部分、21……リード線、24,26……シ
ール手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石毛 隆 茨城県筑波郡谷田部町二の宮３丁目16番２ 株式会社ほくさん低温技術開発部内 (56)参考文献 特開 昭56−134785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−128680（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒移送用ポート（12）が連通された極低
   温槽（10）の囲りに、熱シールド板（14）を有する断熱
   真空槽（13）が設けられた極低温真空断熱容器（17）に
   おいて、 電気配線専用パイプ（20）の一端が極低温槽（10）に、
   他端が容器（17）の外部にそれぞれ連通されて取付けら
   れており、前記パイプ（20）の中間部分は前記熱シール
   ド板（14）に接触され、更に、前記パイプ（20）は極低
   温槽（10）側および容器（17）の外殻（18）側のそれぞ
   れにシール手段（24）、（26）が備えられており、更
   に、前記パイプ（20）の中間部分（20C）が冷媒移送用
   ポート（12）の囲りでラセン状に周回されて延びてお
   り、前記パイプ（20）中にリード線（21）が挿通されて
   いることを特徴とする極低温真空断熱容器における電気
   配線の取り出し構造。