JPS61210603A - クライオスタツト - Google Patents
クライオスタツトInfo
- Publication number
- JPS61210603A JPS61210603A JP60050487A JP5048785A JPS61210603A JP S61210603 A JPS61210603 A JP S61210603A JP 60050487 A JP60050487 A JP 60050487A JP 5048785 A JP5048785 A JP 5048785A JP S61210603 A JPS61210603 A JP S61210603A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- cryostat
- adhesive
- nonwoven fabric
- base material
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C3/00—Vessels not under pressure
- F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
- F17C3/08—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
- F17C3/085—Cryostats
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/04—Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0104—Shape cylindrical
- F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
- F17C2203/0612—Wall structures
- F17C2203/0626—Multiple walls
- F17C2203/0629—Two walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/05—Applications for industrial use
- F17C2270/0509—"Dewar" vessels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明はクライオスタットに係り、特に繊維強化プラス
チック（以下、ＦＲＰと記載する）で構成したクライオ
スタットに関する。
チック（以下、ＦＲＰと記載する）で構成したクライオ
スタットに関する。
一般に超電導機器、例えば超電導マグネットのコイル等
は液体ヘリウム中に浸種冷却されるか、あるいは熱伝導
の優れた銅アルミニウム等を介した熱伝導で極低温まで
冷却される。
は液体ヘリウム中に浸種冷却されるか、あるいは熱伝導
の優れた銅アルミニウム等を介した熱伝導で極低温まで
冷却される。
このような超電導機器は、外部からの熱侵入による液体
ヘリウムの蒸発を極力少なくするため、内部に真空断熱
層、および、液体窒素シールド等の熱シールドを適宜設
けたクライオスタット中に収納される。
ヘリウムの蒸発を極力少なくするため、内部に真空断熱
層、および、液体窒素シールド等の熱シールドを適宜設
けたクライオスタット中に収納される。
通常、このようなりライオスタットは、ステンレス等の
金属材料で構成されるが、金属材料は磁場の変動に伴い
、その内部にうず電流が発生し、損失の発生と磁場の変
歪に生ずる。そのため発生損失の低減あるいは、磁場均
一度の向上を図るには非金属材料でクライオスタット登
構成する必要がある。この種のクライオスタンドとして
はガラス製のものとＦＲＰ製のものとがあるが、ガラス
製のものは機械的強度が弱い等の欠点があり、小型のも
の以外ではＦＲＰ製のものが優れている。
金属材料で構成されるが、金属材料は磁場の変動に伴い
、その内部にうず電流が発生し、損失の発生と磁場の変
歪に生ずる。そのため発生損失の低減あるいは、磁場均
一度の向上を図るには非金属材料でクライオスタット登
構成する必要がある。この種のクライオスタンドとして
はガラス製のものとＦＲＰ製のものとがあるが、ガラス
製のものは機械的強度が弱い等の欠点があり、小型のも
の以外ではＦＲＰ製のものが優れている。
第１図にＦＲＰクライオスタットの概略構成を示す。該
図の如く、クライオスタットは、ＦＲＰ製の内積１、外
槽３．及び上蓋５で構成される。
図の如く、クライオスタットは、ＦＲＰ製の内積１、外
槽３．及び上蓋５で構成される。
内槽１、及び外槽３の上部には内槽１、及び外槽３と一
体に成形されたフランジ２，４がそれぞれ設けられる。
体に成形されたフランジ２，４がそれぞれ設けられる。
フランジ４には０リング溝が設けられ、この溝内に○リ
ング１０が取付けられフランジ２．４間の気密が保たれ
る。内槽１、及び外槽３で構成される空間は、排気ボー
ト１２より真空排気され真空断熱層６が形成される。真
空断熱層６内には通常、さらに熱伝導を低減するため積
層断熱材（図示せず）が設置される。また、フランジ２
にもフランジ４と同様の０リング１１が取付けられ、内
槽１と上蓋５との気密が確保される。
ング１０が取付けられフランジ２．４間の気密が保たれ
る。内槽１、及び外槽３で構成される空間は、排気ボー
ト１２より真空排気され真空断熱層６が形成される。真
空断熱層６内には通常、さらに熱伝導を低減するため積
層断熱材（図示せず）が設置される。また、フランジ２
にもフランジ４と同様の０リング１１が取付けられ、内
槽１と上蓋５との気密が確保される。
内槽１には超電導マグネット９等が収納されるとともに
、液体ヘリウム７で満される。上蓋５の下面には断熱材
８が取付けられ、上部からの熱侵入を防止する。更に上
蓋５には図示しない液体ヘリウムの注入口、ガスヘリウ
ムの放出口、超電導マグネット９への給電線等が取付け
られる。
、液体ヘリウム７で満される。上蓋５の下面には断熱材
８が取付けられ、上部からの熱侵入を防止する。更に上
蓋５には図示しない液体ヘリウムの注入口、ガスヘリウ
ムの放出口、超電導マグネット９への給電線等が取付け
られる。
この種の構成のＦＲＰクライオスタットの例としては、
既に特開昭５７−１９０３７４号公報等に記載されてい
る。
既に特開昭５７−１９０３７４号公報等に記載されてい
る。
このような構成のＦＲＰクライオスタットは、液体窒素
シールド無しでステンレスフライオスタラ］・等とほぼ
同程度の断熱性能が得られ、且つうず電流の発生が無い
等の利点がある。
シールド無しでステンレスフライオスタラ］・等とほぼ
同程度の断熱性能が得られ、且つうず電流の発生が無い
等の利点がある。
しかしながら、前記の断熱性能を維持するためには真空
断熱層内の真空度を１０−’Ｔｏｒｒ程度以下に保持す
る必要があり（１０−’Ｔｏｒｒ以−Ｌになると圧力上
昇とともに熱侵入量が増加する。）、フランジ４とフラ
ンジ２との間の気密は極めて良好であることが要求され
る。そのため、フランジ４に設けられるＯリング溝には
極めて良い加工精度と平滑面が要求される。しかしなが
ら、ＦＲＰに旋盤加工によるＯリング溝を設けた場合、
ガラス繊維の毛羽立ち等が生じ、良好な気密が得られな
い。
断熱層内の真空度を１０−’Ｔｏｒｒ程度以下に保持す
る必要があり（１０−’Ｔｏｒｒ以−Ｌになると圧力上
昇とともに熱侵入量が増加する。）、フランジ４とフラ
ンジ２との間の気密は極めて良好であることが要求され
る。そのため、フランジ４に設けられるＯリング溝には
極めて良い加工精度と平滑面が要求される。しかしなが
ら、ＦＲＰに旋盤加工によるＯリング溝を設けた場合、
ガラス繊維の毛羽立ち等が生じ、良好な気密が得られな
い。
これを防止するためには、旋盤加工をした後、Ｏリング
溝内をサンドペーパ等で丹念に研磨する等、極めて非能
率的な作業を施す必要が有り、経済的な観点から好まし
くない。またハンドレイアップ法等で製作されたものの
ようにＦＲＰ内の微少ボイドが避けられないものにおい
ては、０リングによる気密の確保は困難である。
溝内をサンドペーパ等で丹念に研磨する等、極めて非能
率的な作業を施す必要が有り、経済的な観点から好まし
くない。またハンドレイアップ法等で製作されたものの
ようにＦＲＰ内の微少ボイドが避けられないものにおい
ては、０リングによる気密の確保は困難である。
Ｏリングを用いない気密構造としては、フランジ４と２
との接着する方法がある。接着構造で良好な気密を得る
ためには接着剤の層を極力簿くするのが不可欠である。
との接着する方法がある。接着構造で良好な気密を得る
ためには接着剤の層を極力簿くするのが不可欠である。
接着剤の層が厚くなると接着剤の硬化収縮により被着力
との間に剥離を生じ一良好な気密が得られないためであ
る。薄い接着剤、、、１１を形成するためには、フラン
ジ２，４の接着面を極めて平滑することと、接着剤の硬
化時において接着面全体に均一な圧力を加える必要があ
る６しかしながら、前記の条件は小型品においては比較
的容易に達成されるが、大型化に伴ない接着面が増加す
るに従い困難な条件となり、信頼性の低下は避けられな
い。
との間に剥離を生じ一良好な気密が得られないためであ
る。薄い接着剤、、、１１を形成するためには、フラン
ジ２，４の接着面を極めて平滑することと、接着剤の硬
化時において接着面全体に均一な圧力を加える必要があ
る６しかしながら、前記の条件は小型品においては比較
的容易に達成されるが、大型化に伴ない接着面が増加す
るに従い困難な条件となり、信頼性の低下は避けられな
い。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、大型のものまで適用可能であると共に製作
容易で、且つ、信頼性の高い接着構造をもつクライオス
タットを提供するにある。
るところは、大型のものまで適用可能であると共に製作
容易で、且つ、信頼性の高い接着構造をもつクライオス
タットを提供するにある。
本発明は一体に成形されたフランジを有するＦ Ｒ，Ｐ
製の内槽、及び外槽を用い、フランジ相互を接着する際
に低粘度の接着剤を含浸したガラスマット、ガラス不織
布等を介在させ加圧接着して所期の目的を達成するよう
に成したものである。
製の内槽、及び外槽を用い、フランジ相互を接着する際
に低粘度の接着剤を含浸したガラスマット、ガラス不織
布等を介在させ加圧接着して所期の目的を達成するよう
に成したものである。
第１図に本発明の一実施例を示す。第１図は本発明に関
係する真空断熱層の構成部材のみを示したもので、前述
のクライオスタットと同様、排気ボート、断熱材等が設
けられる。
係する真空断熱層の構成部材のみを示したもので、前述
のクライオスタットと同様、排気ボート、断熱材等が設
けられる。
該図に示す本実施例では、フランジ付き内槽１．３、及
び外槽１４のフランジ間に低粘度の接着剤を含浸したガ
ラスマット、ガラス不織布などのガラス繊維がランダム
に配置された基材１５が設けられ、ボルト、及びナツト
１６によって加圧され、その状態で接着剤が硬化される
。接着剤としては、ポリエステル系、あるいはエポキシ
系のものが使用できる。ボルト、ナツト１６は接着剤同
化後、取りはずしても良いが絶縁ボルト、ナツト（ＦＲ
Ｐ製）を用いて取付けたままにしても良い。
び外槽１４のフランジ間に低粘度の接着剤を含浸したガ
ラスマット、ガラス不織布などのガラス繊維がランダム
に配置された基材１５が設けられ、ボルト、及びナツト
１６によって加圧され、その状態で接着剤が硬化される
。接着剤としては、ポリエステル系、あるいはエポキシ
系のものが使用できる。ボルト、ナツト１６は接着剤同
化後、取りはずしても良いが絶縁ボルト、ナツト（ＦＲ
Ｐ製）を用いて取付けたままにしても良い。
また、加圧はボルト、ナツト１６の代わりにシャコ万等
を用いても良い。ガラス基材１５への接着剤の含浸は真
空含浸等の手段によっても良いが、低粘度の接着剤を用
いれば、接着剤中に基材を浸第２図（ａ）、（ｂ）、（
ｃ）に接着剤が含浸されるガラス基材の種類を示す。１
７がクロス、１８がマット、１９が不織布である。
を用いても良い。ガラス基材１５への接着剤の含浸は真
空含浸等の手段によっても良いが、低粘度の接着剤を用
いれば、接着剤中に基材を浸第２図（ａ）、（ｂ）、（
ｃ）に接着剤が含浸されるガラス基材の種類を示す。１
７がクロス、１８がマット、１９が不織布である。
通常、ＦＲＰのマトリクスレジンとして用いられるポリ
エステルレジン、エポキシレジン等は、気体透過率、特
にヘリウムの透過率が比較的大きい。これらのレジンも
気体透過率の極めて小さい、ガラス繊維を混入すること
によりガラス繊維に対して直角方向の気体透過率をかな
り低減できる。
エステルレジン、エポキシレジン等は、気体透過率、特
にヘリウムの透過率が比較的大きい。これらのレジンも
気体透過率の極めて小さい、ガラス繊維を混入すること
によりガラス繊維に対して直角方向の気体透過率をかな
り低減できる。
しかしながら、繊維方向の気体透過率は若干増加する。
これはガラス繊維とマトリクスレジンとの界面に沿った
気体透過が避けられないためである。
気体透過が避けられないためである。
そのため、本発明に使用する基材として第２図（ａ）１
７のガラスクロスを用いた場合、ガラス繊維に沿った径
方向の気体透過が生ずるため好ましくない。それに対し
第２図（ｂ）１８のガラスマツ＋−１第２図（ｃ）１９
のガラス不織布等は径、・ ；１□′方向に連続した繊維が無いため、ガラス繊維混
入′ソ による気体透過率の低減効果が得られる。
７のガラスクロスを用いた場合、ガラス繊維に沿った径
方向の気体透過が生ずるため好ましくない。それに対し
第２図（ｂ）１８のガラスマツ＋−１第２図（ｃ）１９
のガラス不織布等は径、・ ；１□′方向に連続した繊維が無いため、ガラス繊維混
入′ソ による気体透過率の低減効果が得られる。
また、本実施例の構成によれば、ツバ付き内。
外槽のフランジ部に若干の変形、あるいは凸凹があって
もガラスマット、ガラス不織布の弾力で吸収でき信頼性
の高い接着構造が得られる。
もガラスマット、ガラス不織布の弾力で吸収でき信頼性
の高い接着構造が得られる。
例えば、見かけの密度が０．１２ｇ程度のガラス不織布
は加圧することによって厚みが１／３程度までになり、
加圧を止めると元の厚みに復活する。
は加圧することによって厚みが１／３程度までになり、
加圧を止めると元の厚みに復活する。
このようなガラス不織布を、接着部に生じているギャッ
プ（フランジ間のギャップ）の大きさに応じて充填量を
決めれば、接着剤とガラス不織布とで完全にギャップ内
を埋めることができ、気密の良好な信頼性の高い接着構
造が得られる。すなわち０．６ ｍｍ厚みの不織布を使
用し、最大ギャップが１ｍｍの場合、不織布４枚以上（
不織布の寸法吸収を原厚みの５割として）に接着剤を含
浸して用いれば良い。
プ（フランジ間のギャップ）の大きさに応じて充填量を
決めれば、接着剤とガラス不織布とで完全にギャップ内
を埋めることができ、気密の良好な信頼性の高い接着構
造が得られる。すなわち０．６ ｍｍ厚みの不織布を使
用し、最大ギャップが１ｍｍの場合、不織布４枚以上（
不織布の寸法吸収を原厚みの５割として）に接着剤を含
浸して用いれば良い。
このように本実施例によれば、接着部にギャップが生じ
ている場合でも良好な気密接着構造が得られる。そのた
め、フランジ部の精密な機械加工等は必要とせず、サン
ダー（ハンドグラインダ）等によるラフな作業で良い。
ている場合でも良好な気密接着構造が得られる。そのた
め、フランジ部の精密な機械加工等は必要とせず、サン
ダー（ハンドグラインダ）等によるラフな作業で良い。
また、精密な機械加工が困難で、変形等の生じやすい大
型品にでも本−二゛λ ：、゛発明′＊ ’ａ ｓ ′＝適用７１・−尚、これ
までは大型品に適用可能な接着構造を中心に説明を行っ
たが、本発明は小型品に適用しても製作工程が簡略化で
きる等の効果が得られる。
型品にでも本−二゛λ ：、゛発明′＊ ’ａ ｓ ′＝適用７１・−尚、これ
までは大型品に適用可能な接着構造を中心に説明を行っ
たが、本発明は小型品に適用しても製作工程が簡略化で
きる等の効果が得られる。
以上説明した本発明によれば、製作容易で、且つ気密特
性が良く信頼性の高いＦＲＰクライオスタットが提供で
きる。
性が良く信頼性の高いＦＲＰクライオスタットが提供で
きる。
第１図は本発明のクライオスタットの一実施例を示す断
面図、第２図（ａ）、（ｂ）、及び（Ｃ）は本発明に使
用するガラス基材を示す図、第３図は従来クライオスタ
ットを示す断面図である。 １．３，１３．１４・・・ＦＲＰ槽、２，４・・フラン
ジ、５・・・上蓋、６・・・真空断熱層、７・・・液体
ヘリウム、８・・・断熱材、９・・・超電導マグネット
等、１０゜１１・・・Ｏリング、１２・・・排気ボート
、１５・・・接着剤含浸ガラス基材、１６・・・ボルト
、ナツト、１７・・・ガラスクロス、１８・・・ガラス
マット、１９・・・ガラス不織布。
面図、第２図（ａ）、（ｂ）、及び（Ｃ）は本発明に使
用するガラス基材を示す図、第３図は従来クライオスタ
ットを示す断面図である。 １．３，１３．１４・・・ＦＲＰ槽、２，４・・フラン
ジ、５・・・上蓋、６・・・真空断熱層、７・・・液体
ヘリウム、８・・・断熱材、９・・・超電導マグネット
等、１０゜１１・・・Ｏリング、１２・・・排気ボート
、１５・・・接着剤含浸ガラス基材、１６・・・ボルト
、ナツト、１７・・・ガラスクロス、１８・・・ガラス
マット、１９・・・ガラス不織布。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、液体ヘリウム、あるいは液体窒素等を収容する繊維
強化プラスチック製の内槽と、この内槽の周囲に設けら
れた繊維強化プラスチック製の外槽のそれぞれに一体に
成形されたフランジ部を設け、このフランジ間を気密に
接着し、且つ、前記内・外槽間の空間を真空排気してな
るクライオスタットにおいて、前記内槽、及び外槽のフ
ランジ間に、接着剤を含浸せしめたガラス基材を介在さ
せ、該ガラス基材に圧力を加えて硬化したことを特徴と
するクライオスタット。 ２、前記ガラス基材として、ガラスマット、ガラス不織
布を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のクライオスタット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050487A JPS61210603A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | クライオスタツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050487A JPS61210603A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | クライオスタツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210603A true JPS61210603A (ja) | 1986-09-18 |
Family
ID=12860271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050487A Pending JPS61210603A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | クライオスタツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210603A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016182252A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社Ｉｆｇ | 高温超伝導線材を用いた医療用多連発磁気刺激コイル |
| JP2018080682A (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 川崎重工業株式会社 | 低温液化ガスポンプ用断熱容器 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60050487A patent/JPS61210603A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016182252A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 株式会社Ｉｆｇ | 高温超伝導線材を用いた医療用多連発磁気刺激コイル |
| JP2018080682A (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 川崎重工業株式会社 | 低温液化ガスポンプ用断熱容器 |
| EP3543542A4 (en) * | 2016-11-18 | 2020-07-08 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | THERMAL INSULATION CONTAINER FOR LOW TEMPERATURE LIQUEFIED GAS PUMPS |
| US11339799B2 (en) | 2016-11-18 | 2022-05-24 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Heat insulating vessel for low temperature liquefied gas pump |
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