JPS6343992B2 - - Google Patents
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- JPS6343992B2 JPS6343992B2 JP56083065A JP8306581A JPS6343992B2 JP S6343992 B2 JPS6343992 B2 JP S6343992B2 JP 56083065 A JP56083065 A JP 56083065A JP 8306581 A JP8306581 A JP 8306581A JP S6343992 B2 JPS6343992 B2 JP S6343992B2
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- superconducting
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
- H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
- H02K55/04—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導回転子に係り、特に冷媒タンク
から外部へ通ずる緊急ガス放出路を有する超電導
回転子に関するものである。
から外部へ通ずる緊急ガス放出路を有する超電導
回転子に関するものである。
回転軸上に固定された超電導界磁巻線を有する
超電導回転子は回転クライオスタツトであり、超
電導界磁巻線を収納している空間は冷媒の出入用
の比較的径が小さく、長さの大きい管類によつて
外部と連絡されている。従つて超電導界磁巻線の
クエンチ(超電導破壊)や真空断熱部の真空劣化
によつて発生する急激な加熱によつて惹起される
超電導回転子内の冷媒の急激な圧力上昇には十分
対処することができない。このため超電導回転子
には超電導界磁巻線を収納する空間と外部とを連
結する比較的径が大きく、冷媒の流動抵抗の少な
い緊急ガス放出路が必要である。この緊急ガス放
出路にはある設定圧力で作動する安全弁システム
が必要であり、安全弁システムは一般に弁体がば
ねによつて弁座に押しつけられ、そのばねによつ
て冷媒の吹き出し圧力が設定されるようにしてあ
る。そして冷媒は一般に液体ヘリウムが使用され
ている。このような安全弁システムを有し、液体
ヘリウムを使用した超電導回転子の従来例が第1
図に示されている。超電導界磁巻線1はトルクチ
ユーブ2の外周上に固定され、ヘリウム容器壁3
に囲まれた巻線空間4に設置される。液体ヘリウ
ム5は、運転中においては冷媒タンク6すなわち
ヘリウムタンク6内で遠心力によつて外周側へ押
しつけられ、蒸発ガスヘリウム7と分離する。外
周側へ押しつけられた液体ヘリウム5はトルクチ
ユーブ2の通流穴(図示せず)から巻線空間4へ
出入し、超電導界磁巻線1を冷却する。分離した
蒸発ガスヘリウム7は、ヘリウムタンク6の軸心
部に柱状となつて溜まり、トルクチユーブ2や超
電導界磁巻線1に励磁電流を供給するパワーリー
ド(図示せず)等を冷却した後、機外へ出され
る。このヘリウムタンク6内の蒸発ガスヘリウム
7は、熱サイフオン効果によつて一般に大気圧以
下に減圧されている。そしてヘリウム容器壁3の
外側には真空断熱部8を介して輻射熱シールド9
が設けられ、輻射熱シールド9の外側には真空断
熱部8aを介して外筒10が設けられている。こ
の外筒10は超電導回転子内の真空を保持する容
器及び電磁ダンパーシールドとして働く。回転軸
11にはトルクチユーブ2が接続され、回転軸1
1の軸心部にはヘリウムタンク6から出ている緊
急ガス放出路12が設けられており、この緊急ガ
ス放出路12はフランジ13から外部大気側へ抜
け出るようにしてある。そしてこの緊急ガス放出
路12の途中に安全弁システム14が設置されて
いる。
超電導回転子は回転クライオスタツトであり、超
電導界磁巻線を収納している空間は冷媒の出入用
の比較的径が小さく、長さの大きい管類によつて
外部と連絡されている。従つて超電導界磁巻線の
クエンチ(超電導破壊)や真空断熱部の真空劣化
によつて発生する急激な加熱によつて惹起される
超電導回転子内の冷媒の急激な圧力上昇には十分
対処することができない。このため超電導回転子
には超電導界磁巻線を収納する空間と外部とを連
結する比較的径が大きく、冷媒の流動抵抗の少な
い緊急ガス放出路が必要である。この緊急ガス放
出路にはある設定圧力で作動する安全弁システム
が必要であり、安全弁システムは一般に弁体がば
ねによつて弁座に押しつけられ、そのばねによつ
て冷媒の吹き出し圧力が設定されるようにしてあ
る。そして冷媒は一般に液体ヘリウムが使用され
ている。このような安全弁システムを有し、液体
ヘリウムを使用した超電導回転子の従来例が第1
図に示されている。超電導界磁巻線1はトルクチ
ユーブ2の外周上に固定され、ヘリウム容器壁3
に囲まれた巻線空間4に設置される。液体ヘリウ
ム5は、運転中においては冷媒タンク6すなわち
ヘリウムタンク6内で遠心力によつて外周側へ押
しつけられ、蒸発ガスヘリウム7と分離する。外
周側へ押しつけられた液体ヘリウム5はトルクチ
ユーブ2の通流穴(図示せず)から巻線空間4へ
出入し、超電導界磁巻線1を冷却する。分離した
蒸発ガスヘリウム7は、ヘリウムタンク6の軸心
部に柱状となつて溜まり、トルクチユーブ2や超
電導界磁巻線1に励磁電流を供給するパワーリー
ド(図示せず)等を冷却した後、機外へ出され
る。このヘリウムタンク6内の蒸発ガスヘリウム
7は、熱サイフオン効果によつて一般に大気圧以
下に減圧されている。そしてヘリウム容器壁3の
外側には真空断熱部8を介して輻射熱シールド9
が設けられ、輻射熱シールド9の外側には真空断
熱部8aを介して外筒10が設けられている。こ
の外筒10は超電導回転子内の真空を保持する容
器及び電磁ダンパーシールドとして働く。回転軸
11にはトルクチユーブ2が接続され、回転軸1
1の軸心部にはヘリウムタンク6から出ている緊
急ガス放出路12が設けられており、この緊急ガ
ス放出路12はフランジ13から外部大気側へ抜
け出るようにしてある。そしてこの緊急ガス放出
路12の途中に安全弁システム14が設置されて
いる。
このように構成された超電導回転子において、
安全弁システム14は次のような3つの状態に曝
され、使用されることが考えられる。第1は超電
導界磁巻線1のクエンチや真空断熱部8,8aの
真空劣化等によつて巻線空間4内の液体ヘリウム
5が急激に加熱されて圧力が上昇し、緊急ガス放
出路12を通して蒸発ガスヘリウム7が外部へ放
出される場合である。この場合安全弁システム1
4が作動して蒸発ガスヘリウム7を外部へ放出す
るが、安全弁システム14は多量の極低温の蒸発
ガスヘリウム7に接触するので、作動前の常温に
近い状態から極低温に冷却される。そして圧力が
設定値以下になれば安全弁システム14は、緊急
ガス放出路12を閉鎖する。第2は上述したよう
に運転中において熱サイフオン効果によつてヘリ
ウムタンク6内の蒸発ガスヘリウム7が、大気圧
以下に減圧されている場合である。この場合安全
弁システム14にもこの減圧された圧力が印加さ
れる。第3は予冷時に行う冷媒置換、例えば液体
窒素を使つた冷却から液体ヘリウムを使つた冷却
へ切り替える場合である。この場合一度1Torr程
度の真空に巻線空間4を減圧するが、安全弁シス
テム14にもこの減圧された圧力が印加される。
安全弁システム14は次のような3つの状態に曝
され、使用されることが考えられる。第1は超電
導界磁巻線1のクエンチや真空断熱部8,8aの
真空劣化等によつて巻線空間4内の液体ヘリウム
5が急激に加熱されて圧力が上昇し、緊急ガス放
出路12を通して蒸発ガスヘリウム7が外部へ放
出される場合である。この場合安全弁システム1
4が作動して蒸発ガスヘリウム7を外部へ放出す
るが、安全弁システム14は多量の極低温の蒸発
ガスヘリウム7に接触するので、作動前の常温に
近い状態から極低温に冷却される。そして圧力が
設定値以下になれば安全弁システム14は、緊急
ガス放出路12を閉鎖する。第2は上述したよう
に運転中において熱サイフオン効果によつてヘリ
ウムタンク6内の蒸発ガスヘリウム7が、大気圧
以下に減圧されている場合である。この場合安全
弁システム14にもこの減圧された圧力が印加さ
れる。第3は予冷時に行う冷媒置換、例えば液体
窒素を使つた冷却から液体ヘリウムを使つた冷却
へ切り替える場合である。この場合一度1Torr程
度の真空に巻線空間4を減圧するが、安全弁シス
テム14にもこの減圧された圧力が印加される。
このように安全弁システム14は3つの状態す
なわち極低温、減圧時の外圧等に曝されるが、こ
れらいずれの状態に曝されても弁体が弁座に押し
つけられ、安全弁システム14が所謂閉じている
状態では安全弁システム14からのリークは許さ
れない。それは冷媒置換が困難になつたり、外気
の混入によつて内部の極低温配管部の目づまり等
のトラブルの原因になるからである。
なわち極低温、減圧時の外圧等に曝されるが、こ
れらいずれの状態に曝されても弁体が弁座に押し
つけられ、安全弁システム14が所謂閉じている
状態では安全弁システム14からのリークは許さ
れない。それは冷媒置換が困難になつたり、外気
の混入によつて内部の極低温配管部の目づまり等
のトラブルの原因になるからである。
ところが従来はこの安全弁システム14に弁
体、弁座とも金属製のものを使用していたが、こ
れでは上述のような運転中や冷媒置換時の圧力す
なわち外圧が印加された状態での気密性に問題が
あつて、リークの懸念が大であつた。
体、弁座とも金属製のものを使用していたが、こ
れでは上述のような運転中や冷媒置換時の圧力す
なわち外圧が印加された状態での気密性に問題が
あつて、リークの懸念が大であつた。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、いかなる状態でも気密
性のよい安全弁システムを有する超電導回転子を
提供するにある。
その目的とするところは、いかなる状態でも気密
性のよい安全弁システムを有する超電導回転子を
提供するにある。
すなわち本発明は、安全弁システムを、ばね体
に接続された金属製の弁体と、この弁体と接触す
る金属製の弁座とからなる第1の安全弁と、ばね
体に接続された金属製の弁体と、この弁体と非金
属製のパツキンを介して接触する金属性の弁座と
からなる第2の安全弁とで形成し、かつこれら第
1の安全弁と第2の安全弁とを直列配置すると共
に、第1の安全弁を冷媒タンク側に配置してなる
ことを特徴とするものである。
に接続された金属製の弁体と、この弁体と接触す
る金属製の弁座とからなる第1の安全弁と、ばね
体に接続された金属製の弁体と、この弁体と非金
属製のパツキンを介して接触する金属性の弁座と
からなる第2の安全弁とで形成し、かつこれら第
1の安全弁と第2の安全弁とを直列配置すると共
に、第1の安全弁を冷媒タンク側に配置してなる
ことを特徴とするものである。
安全弁システムとして弁体と弁座とが両方共金
属製で、弁体と弁座とが直接面接触して蒸発ガス
ヘリウム等の所謂ガスを遮断する第1の安全弁
と、同じく両方共金属製の弁体と弁座とが非金属
製のパツキン、例えばふつ素ゴム(デユポン社の
バイトン)を介して接触し、ガスを遮断する第2
の安全弁とを使用して、その気密性に関して検討
した。その結果、安全弁が常温で外圧が作用して
いる状態、すなわち運転中や冷媒置換時において
は第2の安全弁が、リークが防止され良い結果が
得られた。これに対し非金属製のパツキンを使用
しない第1の安全弁は、リークを完全に防止する
ことが困難で余り良い結果が得られなかつた。一
方安全弁が極低温の蒸発ガスヘリウムに曝されて
極低温に冷却された状態では、第2の安全弁は、
パツキンが変形して再閉時のガス遮断が良好でな
かつた。これに対して第1の安全弁は極低温に冷
却されても変形することがないので、再閉時には
第2の安全弁よりは良好にガスを遮断した。この
ように第1の安全弁と第2の安全弁とは、その曝
される状態によつて夫々異なつた特性を示すの
で、曝されることが想定されるすべての状態を満
足するにはこれら第1の安全弁と第2の安全弁と
を組合わせて使用すればよいことが確かめられ
た。そこで本発明では安全弁システムを、ばね体
に接続された金属製の弁体と、この弁体と接触す
る金属製の弁座とからなる第1の安全弁と、ばね
体に接続された金属製の弁体と、この弁体と非金
属製のパツキンを介して接触する金属製の弁座と
からなる第2の安全弁とで形成し、かつこれら第
1の安全弁と第2の安全弁とを直列配置すると共
に、第1の安全弁を冷媒タンク側に配置してなる
ようにした。このようにすることにより、いかな
る状態でも気密性のよい安全弁システムを有する
超電導回転子を得ることを可能としたものであ
る。
属製で、弁体と弁座とが直接面接触して蒸発ガス
ヘリウム等の所謂ガスを遮断する第1の安全弁
と、同じく両方共金属製の弁体と弁座とが非金属
製のパツキン、例えばふつ素ゴム(デユポン社の
バイトン)を介して接触し、ガスを遮断する第2
の安全弁とを使用して、その気密性に関して検討
した。その結果、安全弁が常温で外圧が作用して
いる状態、すなわち運転中や冷媒置換時において
は第2の安全弁が、リークが防止され良い結果が
得られた。これに対し非金属製のパツキンを使用
しない第1の安全弁は、リークを完全に防止する
ことが困難で余り良い結果が得られなかつた。一
方安全弁が極低温の蒸発ガスヘリウムに曝されて
極低温に冷却された状態では、第2の安全弁は、
パツキンが変形して再閉時のガス遮断が良好でな
かつた。これに対して第1の安全弁は極低温に冷
却されても変形することがないので、再閉時には
第2の安全弁よりは良好にガスを遮断した。この
ように第1の安全弁と第2の安全弁とは、その曝
される状態によつて夫々異なつた特性を示すの
で、曝されることが想定されるすべての状態を満
足するにはこれら第1の安全弁と第2の安全弁と
を組合わせて使用すればよいことが確かめられ
た。そこで本発明では安全弁システムを、ばね体
に接続された金属製の弁体と、この弁体と接触す
る金属製の弁座とからなる第1の安全弁と、ばね
体に接続された金属製の弁体と、この弁体と非金
属製のパツキンを介して接触する金属製の弁座と
からなる第2の安全弁とで形成し、かつこれら第
1の安全弁と第2の安全弁とを直列配置すると共
に、第1の安全弁を冷媒タンク側に配置してなる
ようにした。このようにすることにより、いかな
る状態でも気密性のよい安全弁システムを有する
超電導回転子を得ることを可能としたものであ
る。
以下、実施例について説明する。第2図にはそ
の一実施例が示されている。なお従来と同じ部品
には同じ符号を付したので説明は省略する。本実
施例では安全弁システム14aを、ばね体20に
接続された金属製の弁体15と、この弁体15と
接触する金属製の弁座16とからなる第1の安全
弁17と、ばね体20aに接続された金属製の弁
体15aと、この弁体15aと非金属製のパツキ
ン18を介して接触する金属製の弁座16aとか
らなる第2の安全弁19とで形成し、かつこれら
第1の安全弁17と第2の安全弁19とを直列配
置すると共に、第1の安全弁17を冷媒タンク側
(低温)Pに配置するようにした。従つて外部大
気側(高温)Qには第2の安全弁19が位置する
ようになる。
の一実施例が示されている。なお従来と同じ部品
には同じ符号を付したので説明は省略する。本実
施例では安全弁システム14aを、ばね体20に
接続された金属製の弁体15と、この弁体15と
接触する金属製の弁座16とからなる第1の安全
弁17と、ばね体20aに接続された金属製の弁
体15aと、この弁体15aと非金属製のパツキ
ン18を介して接触する金属製の弁座16aとか
らなる第2の安全弁19とで形成し、かつこれら
第1の安全弁17と第2の安全弁19とを直列配
置すると共に、第1の安全弁17を冷媒タンク側
(低温)Pに配置するようにした。従つて外部大
気側(高温)Qには第2の安全弁19が位置する
ようになる。
このようにすることにより、運転中においては
安全弁システム14aは全体が常温付近の温度な
ので、非金属製のパツキン18例えばふつ素ゴム
(デユポン社のバイトン)を介して弁体15aと
弁座16aとが接触する第2の安全弁19が、パ
ツキン18の変形もなくよくその性能を発揮する
ようになつて、外圧に対してよい密閉効果を示
す。従つて第1の安全弁17の密閉効果に若干問
題があつても第2の安全弁19によつて安全弁シ
ステム14aの気密性は良好に維持される。安全
弁システム14aが作動し蒸発ガスヘリウムが外
部大気側Qに放出される場合、安全弁システム1
4aは多量の極低温の蒸発ガスヘリウムに接触し
て極低温となり、その後回転子内部の圧力が設定
圧力以下となると安全弁システム14aが閉じる
ようになる。この場合には蒸発ガスヘリウムムは
第1の安全弁17で遮断されるので、安全弁シス
テム14a全体が更に冷却されることがない。そ
して第2の安全弁19は外部大気側Qにあつて直
接蒸発ガスヘリウムに接触することがないので、
比較的短時間のうちに常温近傍の温度に戻り、非
金属製のパツキン18がよくその機能を果たし得
るようになつて、すぐれた気密効果を示すように
なる。
安全弁システム14aは全体が常温付近の温度な
ので、非金属製のパツキン18例えばふつ素ゴム
(デユポン社のバイトン)を介して弁体15aと
弁座16aとが接触する第2の安全弁19が、パ
ツキン18の変形もなくよくその性能を発揮する
ようになつて、外圧に対してよい密閉効果を示
す。従つて第1の安全弁17の密閉効果に若干問
題があつても第2の安全弁19によつて安全弁シ
ステム14aの気密性は良好に維持される。安全
弁システム14aが作動し蒸発ガスヘリウムが外
部大気側Qに放出される場合、安全弁システム1
4aは多量の極低温の蒸発ガスヘリウムに接触し
て極低温となり、その後回転子内部の圧力が設定
圧力以下となると安全弁システム14aが閉じる
ようになる。この場合には蒸発ガスヘリウムムは
第1の安全弁17で遮断されるので、安全弁シス
テム14a全体が更に冷却されることがない。そ
して第2の安全弁19は外部大気側Qにあつて直
接蒸発ガスヘリウムに接触することがないので、
比較的短時間のうちに常温近傍の温度に戻り、非
金属製のパツキン18がよくその機能を果たし得
るようになつて、すぐれた気密効果を示すように
なる。
上述のように本発明は、第1の安全弁と第2の
安全弁とを直列使用し、かつ第1の安全弁を冷媒
タンク側に配置するようにしたので、各各の安全
弁の特徴が活かされて、遭遇することが想定され
るいかなる状態でも気密性が保持されるようにな
り、いかなる状態でも気密性のよい安全弁システ
ムを有する超電導回転子を得ることができる。
安全弁とを直列使用し、かつ第1の安全弁を冷媒
タンク側に配置するようにしたので、各各の安全
弁の特徴が活かされて、遭遇することが想定され
るいかなる状態でも気密性が保持されるようにな
り、いかなる状態でも気密性のよい安全弁システ
ムを有する超電導回転子を得ることができる。
第1図は従来の超電導回転子の縦断側面図、第
2図は本発明の超電導回転子の一実施例の安全弁
システムの縦断側面図である。 1…超電導界磁巻線、2…トルクチユーブ、5
…冷媒(液体ヘリウム)、6…冷媒タンク(ヘリ
ウムタンク)、11…回転軸、12…緊急ガス放
出路、14a…安全弁システム、15,15a…
金属製の弁体、16,16a…金属製の弁座、1
7…第1の安全弁、18…非金属製のパツキン、
19…第2の安全弁、20,20a…ばね体、P
…冷媒タンク側。
2図は本発明の超電導回転子の一実施例の安全弁
システムの縦断側面図である。 1…超電導界磁巻線、2…トルクチユーブ、5
…冷媒(液体ヘリウム)、6…冷媒タンク(ヘリ
ウムタンク)、11…回転軸、12…緊急ガス放
出路、14a…安全弁システム、15,15a…
金属製の弁体、16,16a…金属製の弁座、1
7…第1の安全弁、18…非金属製のパツキン、
19…第2の安全弁、20,20a…ばね体、P
…冷媒タンク側。
Claims (1)
- 1 回転軸と、この回転軸に接続されたトルクチ
ユーブと、このトルクチユーブの外周上に配設さ
れた超電導界磁巻線と、前記トルクチユーブ内に
設けられ、かつ前記超電導界磁巻線を冷却する冷
媒が収納された冷媒タンクと、この冷媒タンクか
ら外部へ通ずる緊急ガス放出路とを備え、前記緊
急ガス放出路には安全弁システムが設けられてい
る超電導回転子において、前記安全弁システム
を、ばね体に接続された金属製の弁体と、この弁
体と接触する金属製の弁座とからなる第1の安全
弁と、ばね体に接続された金属製の弁体と、この
弁体と非金属製のパツキンを介して接触する金属
製の弁座とからなる第2の安全弁とで形成し、か
つこれら第1の安全弁と第2の安全弁とを直列配
置すると共に、前記第1の安全弁を前記冷媒タン
ク側に配置してなることを特徴とする超電導回転
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56083065A JPS57196848A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Superconductive rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56083065A JPS57196848A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Superconductive rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57196848A JPS57196848A (en) | 1982-12-02 |
| JPS6343992B2 true JPS6343992B2 (ja) | 1988-09-02 |
Family
ID=13791774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56083065A Granted JPS57196848A (en) | 1981-05-29 | 1981-05-29 | Superconductive rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57196848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02120295U (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-27 |
-
1981
- 1981-05-29 JP JP56083065A patent/JPS57196848A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02120295U (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57196848A (en) | 1982-12-02 |
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