JPS62194171A

JPS62194171A - 極低温装置

Info

Publication number: JPS62194171A
Application number: JP61033856A
Authority: JP
Inventors: 啓嗣大熊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1987-08-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0769080B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、超電導電磁石などの極低温装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

超電導電磁石などの極低温装置は、液体ヘリウム溜めな
どの極低温流体槽、それを包み中を真空排気して真空断
熱する真空容器、真空容器壁と極低温流体槽の間に位置
し、液体窒素等で冷却され真空容器から極低温流体槽に
入るふく射熱を減少させるふく射シールドから成る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このふく射シールドはアルミニウム、銅、銀等の高熱伝
導率、低ふく射率の材料を用いるが、高純度アルミニウ
ムや無酸素銅の薄板はやわらがく形状が決まりにくい。

このふく射シールドが極低温流体槽と接触すると、過大
な熱侵入となるため、比較的強度のあるアルミニウム合
金を用いることもあるが、これは熱伝導率があまり高く
ない。

また、ふく射シールドにはコイルを高速に励消磁したり
、コイルクエンチしたりした時や、浮上式鉄道や、磁気
共鳴断層撮像装置などのように外部から変動磁界がかか
った時、内部に渦電流が流れ熱負荷が増大するという問
題点があった。

この発明は１強固でかつ高い熱伝導率と低いふく射率を
もち、渦電流がながれにくいふく射シールドを用い、熱
侵入量が少なく、コンパクトな極低温装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては、極低温
流体槽をふく射シールドで包囲すると共に、真空容器内
に収納して成る極低温装置において、ふく射シールドは
低温で破壊しない高電気抵抗の基板に、高熱伝導率でか
つ低ふく射率の薄膜を設けるものである。

〔作　用〕

このように構成されたものにおいては、ふく射シールド
の基板を強固にすると共に高電気抵抗にしたことにより
、基板に渦電流が流れることなく、また薄膜の強度は基
板に持たせるので厚さを薄くでき、しかも薄膜を高熱伝
導率にしたことにより、従来通り冷媒で強力に冷却でき
、その上薄膜を低ふく射率にしたことにより、真空容器
がら極低温流体槽への熱侵入を減少することができ、極
低温装置を高信頼性を保ちながら小形化することができ
る。

（実施例〕実施例１以下、本発明の第１の実施例について、第１図および第
２図を参照して説明する。超電導コイル■が液体ヘリウ
ム■の中に浸漬されている。この液体ヘリウム■は極低
温流体槽■に収納されており、それを囲む形で真空容器
に）があり中間を排気し真空断熱している。

真空容器に）と極低温流体槽■との間には、ふく射シー
ルド■があり、冷媒溜め０内の液体窒素と熱接触よく接
合され、液体窒素温度に冷却されている。なお、液体ヘ
リウムや液体窒素の人出のラインや断熱効果を高めるた
めの多層断熱材、液体ヘリウム溜め等を支える荷重支持
材などは図示を省略した。

ふく射シールド■は第２図に示すように繊維強化プラス
チック（以下ＦＲＰとする）ＩＩの基板■の両面にアル
ミニウム箔製の幅の細い薄膜■を幅方向に区切り部■を
設けて、接着剤で接着しである。

この区切り部０は基板■の両面で位置が対向しないよう
にずらしである。

次にこの実施例の作用について説明する。

市販純アルミニウム（ＪＩＳ記号Ａｌ１００相当）の絶
対温度８０Ｋにおける熱伝導率は約、２５０ｖ／ｍ−に
であす、アルミニウム合金（ＪＩＳ記号Ａ３０８３相当
）の熱伝導率（約５６ｗ／ｍ４）の４．５倍ある。また
高純度アルミニラＡ　（９９，９９％）なら熱伝導率は
４００ｖ／ｉ＋４となり、アルミニウム合金の７倍にも
達する。

つまり３■の板厚のＦＲＰ製の基板■に１■厚の純アル
ミニウムをはったふく射シールド■の熱伝導性はアルミ
ニウム合金板の４．５〜７■厚に相当する。また、基板
■の両側にはり、相互に位相をずらした区切り部０を設
けて薄膜■を細長くしであるのでふく射熱の通過なしに
超電導コイルや、外部磁界の磁界変化に伴なう渦電流損
を大幅に減少できる。

このようにして、ふく射シールド■の強度が増し熱伝導
率が増すため、ふく射シールド■の冷却が良くなり、極
低温部への熱侵入が減少し、かつ極低温装置が小形とな
る。また、基板■となるＦＲＰ板を射出成形品にする大
量生産に向く、そして、渦電流損が減少しふく射シール
ド■の熱負荷が減少し、ひいては極低温部への熱侵入が
減少する効果がある。

実施例２第３図に示す第２の実施例は、区切り部０を薄肉部（１
０）として高電気抵抗にて薄膜部（ハ）をつないだもの
である。

このようにしても実施例１とほぼ同様な作用効果が得ら
れる。

実施例３第４図に示す第３図の実施例は、薄膜（８）を細長くせ
ず、幅の広いものを使用し、区切り部０となる部分に、
マグネシウム１ｔｌＩ＋マンガン等の不純物を拡散して
高抵抗にしたものである。

尚、他の実施例として、極低温流体槽■は、超電導コイ
ル■や液体ヘリウム■を入れるだけに限定するものでは
ないし、ふく射シールド■の冷却も液体窒素に限るわけ
ではなく、蒸発ガスによる冷却や冷凍機による冷却など
でもかまわない、また、ふく射シールド■の基板■はＦ
ＲＰ板にかぎらず、低温でクラック等による破壊が起ら
ない材料なら種類を問わない。また、薄膜■の材料はア
ルミニウムに限定されるものではなく、高熱伝導率。

低ふく対重のものなら銅や銀などの他の材料でもかまわ
ない。そして、薄膜■を基板に設ける手段は、接着に限
らず蒸着、メッキ、蒸着＋メッキ。

スパッタリング等であってもかまわない。また薄膜■は
区切り部（９）を設けず基板■の全面に設けてもかまわ
ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、極低温装置が小
形で低熱侵入なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の極低温装置の第１の実施例を示す断面
図、第２図は第１図のふく射シールドの要部を示す断面
図、第３図は第２の実施例の要部を示す断面図、第４図
は第３の実施例の要部を示す断面図である。１・・・超電導コイル、　　　２・・・液体ヘリウム、
３・・・極低温流体槽、　　４・・・真空容器、５・・
・ふく射シールド、　６・・・冷媒溜め、７・・・基板
、　　　　　　　８・・・薄膜、９・・・区切り部。代理人　弁理士　　井　上　−男第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）極低温流体槽をふく射シールドで包囲すると共に
、真空容器内に収納して成る極低温装置において、ふく
射シールドは低温で破壊しない高電気抵抗の基板に、高
熱伝導率でかつ低ふく射率の薄膜を設けたことを特徴と
する極低温装置。
（２）薄膜はアルミニウム、銅、銀等の箔又は板を接着
剤でプラスチック製の基板に接着するか、又は前記材料
を前記基板に蒸着、メッキ、スパッタリング等で付着し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の極低温
装置。
（３）薄膜には区切り部を設けて各薄膜を細長くし、こ
れを基板の両面に設け、その両面の区切り部の位置を交
互にずらして配置したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の極低温装置。
（４）薄膜の区切り部は細長い複数の薄膜を離間させて
形成したことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
極低温装置。
（５）薄膜の区切り部は前記薄膜の所定位置を更に薄く
した薄肉部で高電気抵抗に形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の極低温装置。
（６）薄膜の区切り部は前記薄膜の所定位置に、マグネ
シウム、錫、マンガン等の不純物を拡散させ高電気抵抗
に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の極低温装置。