JPS62202575A - 極低温容器 - Google Patents

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、極低温容器に関するもので、さらに詳しく
いうと、核磁気共鳴用の超電導マグネットなどを収納す
るための極低温容器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の極低温容器には、例えば実開昭５６−１３９２６
ｓ号公報に記載されたものがあって、これは第４図に示
すように、液体ヘリウムなどの極低温寒剤（２）を収納
する内容器（３）が、真空断熱容器（４）内に収容され
て、真空断熱され、内容器（３）と真空断熱容器（４）
との間には断熱性能をよくするため中間温度を保つ熱シ
ールド（５）が配置されている。

内容器（３）および熱シールド（５）は支持部材（６）
で支持されている。内容器（５）と真空断熱容器（４）
とは、概ね水平な配管（７ａ）で連結されている。内容
器（６）内の圧力が規定以上に上昇すると薄板が破壊す
ることによって内部ガスを放出する破壊式安全弁（１７
）が配管（７ａ）の外端部に設けられている。また、配
管（７ａ）内には、第５図に示すように、ガスの対流を
少なくシ、内容器（３）への熱の侵入を防止するための
仕切板（１８）が支持体（１９）によって支持されて配
設されている。

次に、配管（７ａ）の作用を説明する。内容器（６）内
には図示していないが超電導マグネットが収納されてい
て、この超電導マグネットが超電導破壊すると、保有し
ていた電気エネルギが熱エネルギとなって短時間に放出
され、このため、超電導マグネットを冷却していた内容
器（３）内の寒剤（２）が急激にガス化し、内圧が上昇
する。配管（７ａ）はこのような場合に蒸発ガスを大気
中に放出するために設けられているもので、内容器（３
）内の圧力が上昇すると、配管（７ａ）の先端に取付け
られた破壊式安全弁（１７）の薄板が破壊され、蒸発ガ
スは内容器（３）から配管（７ａ）を通って、真空断熱
容器（４）外に放出される。このとき、配管（７ａ）内
に配設された仕切板（１８）は薄い弾性体でラセン状に
スリットが入れられているので、蒸発ガスによって押し
開かれ、蒸発ガスの通過を阻止しない。

一方、超電導マグネットが正常に超電導状態を維持して
いる場合は、配管（７ａ）の出口は破壊式安全弁（１７
）の薄板によって閉塞され、蒸発ガスの流出は防止され
ている。また配管（７ａ）内は仕切板（１８）で仕切ら
れ多数の小区間に分割されているので、小区間の数をｎ
とすれば、小区間内での温度差は仕切板（１８）の無い
場合の１／ｎとなり、配管（７ａ）内の蒸発ガスの対流
も１／ｎ程度にまで小さくなる。同時に蒸発ガスの対流
部分が直列にｎ個連結することになり、ガス対流ζこよ
る侵入熱量は仕切板（１８）の数の約２乗で小さくなる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のような従来の極低温容器では、蒸発ガスの対流に
よる熱侵入量は仕切板（１８）を設けたことによって少
なくなるが、配管（７ａ）を伝導によって侵入してくる
熱は阻止することができない。したがって、配管（７ａ
）からの熱侵入量がまだ多いという問題点があった。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、配管から伝導によって侵入する熱量をも少なくし、
寒剤消費量が少なくてすむ極低温容器を得ることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る極低温容器は、内容器と真空断熱容器と
を連結するほぼ水平な配管内に、熱絶縁材でなる複数個
の仕切板を一定の間隔をもって配設した仕切棒を挿入す
るとともに、配管の内壁面と仕切板との隙間に寒剤の蒸
発ガスを流すようにしたものである。

〔作　用〕

この発明においては、内容器と真空断熱容器とを連結す
る配管内に、大きな熱抵抗をもつ複数個の仕切板を配設
した仕切棒を挿入したので、配管内のガスの対流を防止
することができるとともに、配管内壁面と仕切板との間
の蒸発ガス流路に寒剤の蒸発ガスを流すことによって、
配管および仕切棒を冷却し、熱伝導によって配管、仕切
棒を介して侵入する熱も少なくなしつる。

〔実施例〕

第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、図におい
て、超電導マグネット（１）を寒剤（２）とともに収納
した内容器（３）、真空断熱容器（４）、熱シールド（
５）、支持部材（６）等は第４図のものと同一または相
当する部分であるから、説明は省略する。内容器（３）
と真空断熱容器（４）とを連結する配管（７）内には仕
切棒（８）が挿入されている。この仕切棒（８）には、
ガスの対流を防止するとともに、超電導マグネット（１
）が超電導破壊し、内容器（３）内の圧力が上昇した場
合に、流出管（１４）に設けられた破壊式安全弁（１０
）とともに破壊されて、寒剤（２）の蒸発ガスを大気に
放出する熱抵抗の大きな発泡材等例えば、独立泡をもつ
ポリスチレン発泡材からなる仕切板（９）が複数個配設
されている。仕切板（９）は間隔筒（１１）によって所
定間隔を保って仕切棒（８）に支持されている。配管（
７）の内壁面と仕切板（９）との隙間は蒸発ガス流路（
１２）となっており、この流路（１２）に、通常、寒剤
の蒸発ガスが配管（力、仕切棒（８）を冷却しながら流
れるように、流入口（１６）および流出管（１４）が設
けられている。また、破壊式安全弁（１０）と並列に、
通常の寒剤蒸発ガスが流れつる程度の太さのバイパス管
（１５）が設けられている。

次に、動作について説明する。

超電導マグネット（１）が超電導状態を保持し、正常に
運転されている場合には、内容器（３）に侵入した僅か
の熱によって蒸発した寒剤（２）の蒸発ガスは、流入口
（１３）より配管（７）内の蒸発ガス流路（１２）を通
って流出管（１４）より出て大気中に放出される。この
とき、配管（７）、仕切棒（８）は冷却され、伝導で侵
入する熱は蒸発ガスに熱交換され冷却される。この結果
、蒸発ガスは寒剤（２）の沸点（例えば液体ヘリウムで
は４２Ｋ）より室温に近い温度まで温度上昇する。した
がって、配管（７）を伝わって侵入する熱は低減される
。また、配管（７）内を仕切板（９）によって小区間に
仕切たことによって、蒸発ガスの対流による熱侵入も低
減される。

一方、超電導マグネット（１）が超電導破壊した場合、
大量の蒸発ガスは破壊式安全弁（１０）を破壊し、仕切
板（９）を破壊し、広くなった配管（７）内を流れて流
出管（１りより大気に放出され、内容器（６）の内圧上
昇を低く保持する。

また、仕切板（９）で仕切られた空間相互間の熱移動量
は、仕切板（９）の両面の熱伝達と仕切板（９）自体の
熱伝導および空間内の自然対流に依存しており、仕切板
（９）が低熱伝導率をもつ発泡材などの薄板で形成され
ているので、仕切板（９）自体の熱伝導は小さく、上記
空間相互間の熱移動量を減らすことができる。

さらに、配管（７）を、第６図に示すように、１０〜２
０°程度まで傾けた場合には、配管（７）内に一部分で
はあるが対流が発生しない部分（１６）が生じ、断熱性
能が向上する。このような場合に熱伝導率の良い金属材
料等で仕切板（９）を形成すると、仕切板（９）内を上
から下に熱が流れ、再び対流を発生することになり、熱
移動量が増加するが、低熱伝導率をもつ発泡材などで仕
切板（９）を形成したので、このような現象は発生しな
い。

〔発明の効果〕

この発明は、以上の説明から明らかなように、内容器と
真空断熱容器とを連結する概ね水平な配管内に、熱絶縁
材でなる複数個の仕切板を配設した仕切棒を挿入し、配
管の内壁面と仕切板との隙間を寒剤の蒸発ガス流路とし
たので、内容器への侵入熱量を少なくし、寒剤消費量を
少なくなしつる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の正断面図、第２図は第１
図の一部拡大正断面図、第３図は第１図のものの配管を
傾けた場合を示す部分正断面図、第４図は従来の極低温
容器の概略正断面図、第５図は第４図のものの部分断面
図である。 （２）・・寒剤、（３）・・内容器、（４）・・真空断
熱容器、（７）・・配管、（８）・・仕切棒、（９）・
・仕切板、（１２）・・蒸発ガス流路。 なお、各図中、同一符号は同−又は和尚部分を示す。 代理人　　曽　我　道　照ｉ　・１ 尾１図 尾２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）極低温の寒剤を収納した内容器と、この内容器を
   収納した真空断熱容器と、この真空断熱容器と前記内容
   器とを連結してほぼ水平に配設された配管とを備えた極
   低温容器において、 前記配管に挿入され、前記配管内を長さ方向に複数個の
   小区間に区切る複数個の熱絶縁材でなる仕切板を支持し
   た仕切棒と、 前記配管の内壁面と前記仕切板との間に形成された前記
   寒剤の蒸発ガス流路と、 を備えてなることを特徴とする極低温容器。
2. （２）発泡材でなる仕切板を備えた特許請求の範囲第１
   項記載の極低温容器。
3. （３）内容器に超電導マグネットを収納した特許請求の
   範囲第１項記載の極低温容器。