JPS6366043B2 - - Google Patents

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JPS6366043B2
JPS6366043B2 JP6537183A JP6537183A JPS6366043B2 JP S6366043 B2 JPS6366043 B2 JP S6366043B2 JP 6537183 A JP6537183 A JP 6537183A JP 6537183 A JP6537183 A JP 6537183A JP S6366043 B2 JPS6366043 B2 JP S6366043B2
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JP
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container
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liquid nitrogen
vacuum container
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Hisanao Ogata
Takeo Nemoto
Yoshinori Shiraku
Yasuomi Yagi
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中空の常温空間に磁界を発生し、か
つ熱損失の小さい超電導マグネツト用クライオス
タツトに関する。
〔従来の技術〕 従来、この種のクライオスタツトは上蓋を支点
とし懸垂型で使用する縦形円筒タイプのものが多
かつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし近年は常温空間を水平に設けることが望
まれており、この場合は横形円筒タイプのクライ
オスタツトになるが、このような装置は構造が複
雑になる上、熱損失も大きいという欠点があつ
た。
本発明の目的は、構造を単純化し、組み立てが
容易でしかも熱損失の少ない横形円筒状のクライ
オスタツトを得ることである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の特徴は、超電導コイル１及び液体ヘリ
ウム２を内蔵する液体ヘリウム容器３、その外側
を包囲する熱しやへい板４，７、さらにその外側
を取り巻く液体窒素容器５、該容器の外側に巻か
れた多層断熱材８、及びその外側を囲み中空の常
温空間１７を形成する真空容器９とを主な構成物
とするクライオスタツトにおいて、上記液体ヘリ
ウム容器３の側壁に複数個の突起物１３を設け、
この各突起物１３と該突起物に対応して液体窒素
容器５の側壁に設けた支持部材１４との間に、多
重の低熱伝導性薄肉円筒をその端部と中央部で交
互に連結してそれらの中間部に熱しやへい板４３
を取り付けた支持構造物１５を設け（すなわち支
持構造物１５は複数個配置し）、上記液体窒素容
器を低熱伝導性の棒状部材で上記真空容器内に支
持したことにある。尚、以上の文中（ ）の数字
は代表例示図面第１図の該当符号を示すが図に表
わした形状等はあくまで例示に過ぎない。
〔作用〕
上記構成にすると液体ヘリウム容器等は円筒体
の側面でのみ支持することになるから構造は簡単
であるし組立ても容易である。支持構造物は低熱
伝導性の薄肉多重円筒と熱しやへい板４３の中間
冷却能により十分な荷重を伝えながらも熱の伝達
量は低く抑えることが可能となる。
〔実施例〕
以下、実施例に従つて本発明の内容を説明す
る。
第１図は本発明の一実施例に係る水平の常温空
間部を有するクライオスタツトの部分断面図であ
り、第２図，第３図は夫々この実施例の部分断面
斜視図である。第２図は真空容器９の一端を多層
断熱材８面（液体窒素容器５の端面近傍）で切り
他端も途中で切りかつ真空容器９の側面一部を切
除して内部構造を説明するようにした図である。
また第３図は第１図の端面９１をはずして多層断
熱材８の端部を除いた図である。
超電導マグネツト１は液体ヘリウム容器３内に
収納され、該液体ヘリウム容器３には該超電導マ
グネツト１を浸漬するように冷却剤である液体ヘ
リウム２を入れてある。この液体ヘリウム容器３
は円筒１０と同心円に円管状に形成されており、
超電導マグネツト１は該液体ヘリウム容器３内の
内側面に沿つてリング状に配置されている。
液体ヘリウム容器３の周囲は間隙をもつて第１
の熱しやへい板４が覆つており、更にその周囲を
第２の熱しやへい板７が覆つている。第２の熱し
やへい板７の外方はこれと熱的につながつた液体
窒素容器５が形成され、内部に液体窒素６を収納
している。更にその外側は多層断熱材８で巻かれ
ている。この多層断熱材は、アルミニウム又はア
ルミニウムを蒸着した高分子膜と熱の不良導体を
交互に重ねたりしたものである。９は常温の真空
容器であり、１０は中空常温空間１０′を形成す
る円筒である。１１は液体ヘリウムや超電導マグ
ネツトへの電流を導出入するためのポート、１２
は液体窒素の導出入ポートである。１３は液体ヘ
リウム容器３に設けられた円柱状の突起物、１４
は液体窒素容器５の側壁に設けられた中空円筒か
らなる支持部材である。突起物１３は液体ヘリウ
ム容器３の両端面について夫々２〜３個設けられ
ており、夫々の突起物１３に中空円筒１４がかぶ
さつている。
中空円筒１４は熱しやへい板７と熱的に連らな
り、この中空円筒１４の更に周囲にも多層断熱材
８が覆つている。１５は多重の薄肉円筒をその両
端と中央部で交互に連結した支持構造物で、中間
部分に第１の熱しやへい板４と熱的につながる熱
しやへい板４３が挿入されている。この薄肉円筒
は炭素繊維強化樹脂あるいはガラス繊維強化樹脂
が適している。熱しやへい板４３の端部は熱しや
へい板４１が蓋となり、熱しやへい板７の端部は
熱しやへい板７１が蓋となつている。このように
熱しやへい板は各円柱状突起１３を二重に覆うよ
うに配置され、この為各熱しやへい板４，７の端
部は各突起物１３に沿うように断差が付けられて
いる。更に真空容器９の両端部は蓋９１で閉じら
れている。尚、真空容器９も当然にして円管１０
の周囲にドーナツ様に位置するものである。中空
円筒１４と真空容器９は低熱伝導性の棒１６など
でつながれている。真空容器９の内部１７は
10-5Torr以下の圧力になつている。
棒１６と中空円筒１４との関係を第４図及び第
５図の断面図で示す。５は液体ヘリウム容器や第
１の熱しやへい板を内蔵する液体窒素容器、９は
真空容器、１４は液体窒素容器の側壁に設けた中
空円筒、１６はこれを真空容器に支持する棒であ
る。第４図は、中空円筒１４が片側壁面に２個、
全面（両端）で４個の場合、第５図は、片側壁面
に３個、全体（両端）で６個の場合である。棒１
６の配置は適宜変更してもよい。また、棒２３は
棒状部材であればよく、例えば中空円筒などでも
よい。
次に組立て手順を説明すれば、先ず超電導マグ
ネツト１を円管状の液体ヘリウム容器３に組み込
む。この周囲（内外双方共）に間隙が形成される
ように二重の熱しやへい板４，７（いずれも円管
状）を配置して夫々と容器３との端部を支持構造
物１５にて固定する。次いで熱しやへい板４１，
７１で蓋をして後多層断熱材８でこれらの周囲を
覆う。尚、ポート１１，１２はこの段階では取り
付けていない。こうして組み立てられた内部構造
物を真空容器９の円筒に納めて位置決めし、しか
る後棒１６にて各々中空円筒１４と真空容器９と
の関係を固定する。次にポート１１，１２を真空
容器９の上方２ケ所の穴部から挿入して溶接す
る。最後に真空容器９の両端部を蓋９１にて閉
じ、併せて円筒１０を挿入して組み立てを終え
る。
このような構成では、液体ヘリウム容器３及び
第１の熱しやへい板４を円筒体の側面でのみ支持
するから構造が単純で組立が容易である。また、
多層断熱材８の施行が手間どるところであるが、
すでに液体窒素容器まで組み上がつているので、
その周囲に巻きつけるだけでよい。これを円筒状
の真空容器９に挿入し、両側の端面を開いた状態
で棒１６を張り、両者の相対位置を決定する。最
後に端面に蓋９１を当てて円筒１０を挿入すれば
簡単に組み立てが終る。薄肉多重円筒を形成する
繊維強化樹脂の熱伝導率は金属に比べてもかなり
低く、薄肉多重円筒からなる支持構造物１５は折
り返して伝導距離を長くとつてあり、しかも20〜
50Kの熱しやへい板４で中間冷却して、外側の温
度の高い円筒からの輻射熱を吸収するので、十分
な荷重を伝達しながらも熱の伝達量は数mW級に
抑制することができる。多層断熱材８を貫通する
ものがあると断熱性能が劣化するが、棒状部材で
あれば断面積が小さいのでその影響を最小限にと
どめることができる。
第６図は本発明の別の実施例を示すもので第１
図の支持構造物１５の周辺のみを示す。クライオ
スタツトを設置前に輸送する必要が生ずる。断熱
性能を確保するため、支持構造物１５や棒１６は
極力断面積を抑えているので強度的には必ずしも
十分な安全が見込まれていない。そこで、運搬時
には真空容器９の端面フランジをはずし、円柱状
突起物１３を露出させる。円柱状突起物には例え
ばねじ穴などが開けてあり、真空容器９の端面か
ら直接に太いねじのような強度部材３０で強固に
円柱状突起物１３を固定する。運搬終了後、設置
時には真空容器９の端面を開き熱しやへい板４１
及び４２及び多層断熱材８を正規の状態に復元す
る。
このように、運搬にも十分耐えられるような支
持方法が断熱部分にわずかの手を加えるだけで可
能となる。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば、構造が単純
で、組立が容易で、かつ熱損失の小さいクライオ
スタツトが得られる。また、支持構造物を利用し
て運搬のための支持が容易にできるなどの大きな
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第
２図、第３図は夫々第１図の実施例装置の部分断
面斜視図、第４図、第５図は夫々本発明の一実施
例を示す模式正横断面図、第６図は本発明の他の
実施例を示す部分側断面図である。 ３……液体ヘリウム容器、４……第１の熱しや
へい板、５，２０……液体窒素容器、８……多層
断熱材、９，２１……真空容器、１３……円柱状
突起物、１４，２２……中空円筒、１５……支持
構造物、１６，２３……棒、３０……強度部材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 超電導コイル及び液体ヘリウムを内蔵する液
    体ヘリウム容器、その外側を包囲する熱しやへい
    板、さらにその外側を取り巻く液体窒素容器、該
    容器の外側に巻かれた多層断熱材、及びその外側
    を囲み中空の常温空間を形成する真空容器を主な
    構成物とするクライオスタツトにおいて、上記液
    体ヘリウム容器の側壁に複数個の突起物を設け、
    該各突起物と該突起物に対応して液体窒素容器の
    側壁に設けた支持部材との間に支持構造物を設
    け、該各支持構造物は前記突起物と支持部材との
    間において多重の低熱伝導性薄肉円筒をその端部
    と中央部で交互に連結しつつ中間部に熱しやへい
    板を取り付けてなり、上記液体窒素容器を低熱伝
    導性の棒状部材で上記真空容器内に支持したこと
    を特徴とするクライオスタツト。
JP58065371A 1983-04-15 1983-04-15 クライオスタツト Granted JPS59191308A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58065371A JPS59191308A (ja) 1983-04-15 1983-04-15 クライオスタツト
EP19840103052 EP0122498B1 (en) 1983-04-15 1984-03-20 Cryostat
DE8484103052T DE3471998D1 (en) 1983-04-15 1984-03-20 Cryostat
US06/593,375 US4502296A (en) 1983-04-15 1984-03-26 Cryostat

Applications Claiming Priority (1)

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JP58065371A JPS59191308A (ja) 1983-04-15 1983-04-15 クライオスタツト

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Publication Number Publication Date
JPS59191308A JPS59191308A (ja) 1984-10-30
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