JPH0556005B2 - - Google Patents
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- JPH0556005B2 JPH0556005B2 JP63006867A JP686788A JPH0556005B2 JP H0556005 B2 JPH0556005 B2 JP H0556005B2 JP 63006867 A JP63006867 A JP 63006867A JP 686788 A JP686788 A JP 686788A JP H0556005 B2 JPH0556005 B2 JP H0556005B2
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超電導マグネツトを利用した装置に係
り、特に超伝導マグネツトを冷却する冷凍機を水
平状態で用いるのに好適な超伝導装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device using a superconducting magnet, and particularly to a superconducting device suitable for using a refrigerator for cooling a superconducting magnet in a horizontal state.
従来の装置は、米国特許第3894403号明細書に
記載のように、冷凍機を鉛直に取付け、冷凍機の
第1ステージ及び第2ステージとそれらを包み込
んでいる冷凍機収納容器間に流体を封入して冷凍
機の第1及び第2ステージの冷たい熱を冷凍機容
器に伝達するものである。
A conventional device, as described in U.S. Pat. No. 3,894,403, installs a refrigerator vertically and seals a fluid between the first and second stages of the refrigerator and a container containing the refrigerator. The cold heat from the first and second stages of the refrigerator is transferred to the refrigerator container.
上記従来技術は、冷凍機および冷凍機収納容器
を水平にした状態で運転する場合、冷凍機と冷凍
機収納容器のすき間が大きいので、冷凍機と冷凍
機収納容器のすき間に介在する気体媒体が水平方
向に対流をつくる。特に、2つのステージを有す
る冷凍機では、第2ステージ(低温側)の冷凍能
力が水平方向の対流によつて損なわれてしまう。
In the above conventional technology, when the refrigerator and the refrigerator storage container are operated in a horizontal state, the gap between the refrigerator and the refrigerator storage container is large. Creates convection in the horizontal direction. In particular, in a refrigerator having two stages, the refrigerating capacity of the second stage (low temperature side) is impaired by horizontal convection.
本発明の目的は、冷凍機の冷凍能力を冷凍機の
収納容器に十分に伝達することにある。 An object of the present invention is to sufficiently transmit the refrigerating capacity of a refrigerator to a storage container of the refrigerator.
上記目的は、冷凍機と冷凍機の収納容器で形成
される間隙に、熱伝導率の対さい部材を挿入する
ことにより、達成される。
The above object is achieved by inserting a pair of thermally conductive members into the gap formed between the refrigerator and the storage container of the refrigerator.
本発明の超電導装置は、水平に取付けた冷凍機
の冷却部とこの冷凍機の冷却部を挿入した容器と
で形成された間隙に気体媒体を封入して成るもの
であつて、上記の間隙に低熱伝導率の障害物を取
り付けたことを特徴とする。 The superconducting device of the present invention is constructed by filling a gaseous medium into the gap formed by the cooling section of a horizontally mounted refrigerator and a container into which the cooling section of the refrigerator is inserted. It is characterized by the installation of obstacles with low thermal conductivity.
上記冷凍機は2つのコールドヘツドを有するも
ので、かつ、障害物は2つのコールドヘツド間に
取付けることが望ましい。 Preferably, the refrigerator has two cold heads, and the obstacle is installed between the two cold heads.
水平状態の冷凍機と冷凍機の収納容器間の間隙
は、低熱伝導率の障害物を埋め込むことにより狭
くなつている。それによつて、冷凍機と冷凍機の
収納容器のすき間に介在している気体媒体は、水
平方向の対流が起こりにくくなる。このため、冷
凍機から冷凍機の収納容器の熱を十分伝えること
ができきる。
The gap between the horizontal refrigerator and the storage container of the refrigerator is narrowed by embedding an obstacle with low thermal conductivity. As a result, horizontal convection is less likely to occur in the gas medium interposed in the gap between the refrigerator and the storage container of the refrigerator. Therefore, heat can be sufficiently transferred from the refrigerator to the storage container of the refrigerator.
また、冷凍機と冷凍機の容器間隙の障害物を低
熱伝導材質にしたことで、部材からの伝導熱を小
さくしている。 Furthermore, by using a material with low thermal conductivity for the obstruction in the gap between the containers of the refrigerator, the amount of heat conducted from the components is reduced.
以下、本発明の一実施例を第1図から第4図を
使つて説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 4.
第1図の1は、超伝導コイルで2は、超伝導コ
イル1を冷却する寒剤である。その寒剤2は、3
の寒剤容器に収納されている。また、寒剤2は、
注入管4より注入され、蒸発した寒剤のガスは5
のガス管より大気中に放出される。6は、第2シ
ールド、7は、第1シールドでそれぞれふく射熱
を遮へいしている。9は、真空容器で内部を真空
断熱するためのものである。10は、2つの冷却
部を有するキホード・マクマホン・サイクル小形
冷凍機である。11は、小形冷凍機の第1ステー
ジ、12は第2ステージで、それぞれ65W(80K
にて)6W(20Kにて)の冷凍能力をもつ。13
は、冷凍機を収める冷凍機収納容器である。14
は気体媒体15を冷凍機の冷却部11,12と冷
凍機収納容器のすき間に注入するパイプである。
気体媒体は、熱伝導率が高いガス、たとえばヘリ
ウムがよい。16は、バルブで、このバルブを閉
めることで、気体媒体は冷凍機収納容器13と冷
凍機10の冷却部(第1ステージ11と第2ステ
ージ12)のすき間に密封される。17は冷凍機
10の第1ステージ11の近傍位置の冷凍機収納
容器13に取付けた第1コネクターである。同様
に、18は、冷凍機10の第2ステージ12の近
くの位置の冷凍機収納容器13に取付けた第2コ
ネクターである。また、17と18のコネクタ
は、第1、第2シールド7,6と熱的に接続して
いる。第1、第2コネクター17,18は、銅ま
たはアルミニウム等のように熱を良く伝える材質
である。21は、Oリングである。22は、第1
ステージ11と第2ステージ12を結んだ連結体
23と冷凍機収納容器13の間に挿入した障害物
である。 1 in FIG. 1 is a superconducting coil, and 2 is a cryogen for cooling the superconducting coil 1. The cryogen 2 is 3
It is stored in a cryogen container. In addition, cryogen 2 is
The cryogen gas injected from injection pipe 4 and evaporated is 5
released into the atmosphere from gas pipes. Reference numeral 6 indicates a second shield, and reference numeral 7 indicates a first shield, each of which shields radiant heat. 9 is a vacuum container for vacuum insulating the inside. 10 is a Keihod McMahon cycle compact refrigerator having two cooling sections. 11 is the first stage of the small refrigerator, 12 is the second stage, each with 65W (80K
) Has a refrigeration capacity of 6W (at 20K). 13
is a refrigerator storage container that houses a refrigerator. 14
is a pipe for injecting the gas medium 15 into the gap between the cooling parts 11 and 12 of the refrigerator and the refrigerator storage container.
The gaseous medium is preferably a gas with high thermal conductivity, such as helium. 16 is a valve, and by closing this valve, the gas medium is sealed in the gap between the refrigerator storage container 13 and the cooling section (first stage 11 and second stage 12) of the refrigerator 10. Reference numeral 17 denotes a first connector attached to the refrigerator storage container 13 in the vicinity of the first stage 11 of the refrigerator 10. Similarly, 18 is a second connector attached to the refrigerator storage container 13 at a position near the second stage 12 of the refrigerator 10. Further, the connectors 17 and 18 are thermally connected to the first and second shields 7 and 6. The first and second connectors 17 and 18 are made of a material that conducts heat well, such as copper or aluminum. 21 is an O-ring. 22 is the first
This is an obstacle inserted between the connecting body 23 connecting the stage 11 and the second stage 12 and the refrigerator storage container 13.
第2図は、A−A断面図である。第2図の19
は第2コネクターを締めて冷凍機収納容器13と
コネクター18との熱的接続を良くするためのボ
ルトである。その他、第1図と同一符号は、同じ
物を示している。第3図は、第1図のB−B断面
図である。19は、第2図と同じ様にコネクター
17を締め付けてコネクター17と冷凍機収納容
器13との熱的接続を良くするためのボルトであ
る。第2図の他の符号と第1図と同一符号のもの
は、同じ物を示している。第4図は、第1図C−
Cの断面図である。 FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A. 19 in Figure 2
is a bolt for tightening the second connector to improve the thermal connection between the refrigerator storage container 13 and the connector 18. In addition, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1. Numeral 19 is a bolt for tightening the connector 17 to improve the thermal connection between the connector 17 and the refrigerator container 13 in the same manner as shown in FIG. Other symbols in FIG. 2 and the same symbols as in FIG. 1 indicate the same items. Figure 4 is Figure 1C-
FIG.
以下、実施例の動作の説明する。気体媒体15
が冷凍機収納容器13と冷凍機10の冷却部(第
1、第2ステージ11,12及び連結体23等)
で形成された間隙に封入されている。第2ステー
ジ12の外径は、連結体23の径より大きいの
で、冷凍機10の冷却部を冷凍機収納容器13に
装着するため、連結体23まわりの冷凍機収納容
器13の内径は、第2ステージ12の外径以上の
大きさとなつている。従つて、連結体23とその
周りの冷凍機収容器13とのすき間が大きくな
る。もし障害物22を挿入しないとこのすき間に
封入された気体媒体が自由に流れやすくなる。特
に、冷凍機10を運転すると、第1ステージ11
と第2ステージ12の温度はそれぞれ20Kと80K
となるので、連結体23周りの気体媒体15が冷
凍機収納容器13と連結体23で形成された間隙
内で大きな対流の渦をつくる。この対流の渦は、
第1ステージと第2ステージ間で熱交換をするの
で第2ステージから第2コネクターに伝達する冷
凍能力が低下する。本特許は、上記、気体媒体の
対流を防止するため冷凍機収納容器13と連結体
23とのすき間に障害物22を入れた。この障害
物22は、すき間をできるだけ埋められる物で、
しかも、熱伝導率の小さいものが良い。例えば、
フエルト状の繊維、ガラス繊維の布やマツトな
ど、比較的弾性があつて、対流を抑える程度に空
隙が制限され、かつ熱伝導率が低いものがよい。 The operation of the embodiment will be explained below. gaseous medium 15
is the refrigerator storage container 13 and the cooling part of the refrigerator 10 (first and second stages 11, 12, connecting body 23, etc.)
It is enclosed in the gap formed by. Since the outer diameter of the second stage 12 is larger than the diameter of the coupling body 23, the inner diameter of the refrigerator storage container 13 around the coupling body 23 is The size is larger than the outer diameter of the second stage 12. Therefore, the gap between the connecting body 23 and the surrounding refrigerator container 13 becomes large. If no obstruction 22 is inserted, the gaseous medium enclosed in this gap will tend to flow freely. In particular, when the refrigerator 10 is operated, the first stage 11
and the temperatures of the second stage 12 are 20K and 80K, respectively.
Therefore, the gas medium 15 around the connecting body 23 creates a large convection vortex within the gap formed between the refrigerator storage container 13 and the connecting body 23. This convection vortex is
Since heat is exchanged between the first stage and the second stage, the refrigeration capacity transmitted from the second stage to the second connector is reduced. In this patent, an obstacle 22 is inserted into the gap between the refrigerator storage container 13 and the connecting body 23 in order to prevent the convection of the gaseous medium. This obstacle 22 is an object that can fill the gap as much as possible,
Moreover, it is better to use a material with low thermal conductivity. for example,
It is preferable to use materials that are relatively elastic, have limited voids to the extent that convection is suppressed, and have low thermal conductivity, such as felt fibers, glass fiber cloth, or mat.
熱伝導率が大きいと、第1ステージ11から障
害物23を介して第2ステージ12に熱が伝わり
第2コネクターでの冷却性能を低下する。障害物
22は、気体媒体15の対流を防止することで、
第1ステージの冷凍能力を、第1コネクターに、
第2ステージの冷凍能力を、第2コネクターに伝
達することができるので、第1、第2のシールド
ともに良好に冷却され、寒剤の蒸発量の少ない超
電導装置となる。 If the thermal conductivity is high, heat will be transferred from the first stage 11 to the second stage 12 via the obstacle 23, reducing the cooling performance at the second connector. The obstruction 22 prevents convection of the gaseous medium 15,
The refrigeration capacity of the first stage is connected to the first connector,
Since the refrigeration capacity of the second stage can be transmitted to the second connector, both the first and second shields are cooled well, resulting in a superconducting device with a small amount of cryogen evaporation.
なお、障害物22は第1ステージ11と室温の
フランジ24との区間にできる間隙にも挿入して
よい。 Note that the obstacle 22 may also be inserted into a gap formed between the first stage 11 and the flange 24 at room temperature.
又、冷凍機の冷却ステージが1段のみの場合で
も本発明の趣旨に沿つて実施することができる。 Further, even if the refrigerator has only one cooling stage, the spirit of the present invention can be implemented.
本発明によれば、冷凍機の冷却部と冷凍機の冷
却部を収納した容器との間隙中の気体媒体は、障
害物で間隙が狭くなつたために対流が起こりにく
い状態となるので冷凍機を鉛直状態で使つたとき
と同様に冷凍機の冷却能力を被冷却体に伝達する
効果がある。
According to the present invention, the gas medium in the gap between the cooling part of the refrigerator and the container housing the cooling part of the refrigerator is in a state where convection is difficult to occur because the gap is narrowed due to obstacles, so the refrigerator is It has the same effect of transmitting the cooling capacity of the refrigerator to the object to be cooled as when it is used vertically.
第1図は本発明の一実施例装置の縦断面図、第
2図は第1図のA−A線断面図、第3図は第1図
のB−B線断面図、第4図は第1図のC−C線断
面図である。
10……冷凍機、11……第1ステージ、12
……第2ステージ、13……冷凍機収納容器、1
5……気体媒体、17……第1コネクター、18
……第2コネクター、23……連結体。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a sectional view taken along line CC in FIG. 1; 10... Refrigerator, 11... First stage, 12
...Second stage, 13...Freezer storage container, 1
5... Gas medium, 17... First connector, 18
...Second connector, 23...Connection body.
Claims (1)
の冷却部を挿入した容器とで形成された間隙に気
体媒体を封入して成る超電導装置において、上記
間隙に、低熱伝導率の障害物を取付けたことを特
徴とする超電導装置。1. In a superconducting device in which a gaseous medium is sealed in a gap formed by a horizontally mounted cooling unit of a refrigerator and a container into which the cooling unit of the refrigerator is inserted, an obstacle with low thermal conductivity is placed in the gap. A superconducting device characterized by being attached.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63006867A JPH01183104A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | Superconducting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63006867A JPH01183104A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | Superconducting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01183104A JPH01183104A (en) | 1989-07-20 |
| JPH0556005B2 true JPH0556005B2 (en) | 1993-08-18 |
Family
ID=11650189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63006867A Granted JPH01183104A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | Superconducting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01183104A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2758786B2 (en) * | 1992-07-30 | 1998-05-28 | 三菱電機株式会社 | Superconducting magnet |
| JP3767766B2 (en) * | 1997-11-28 | 2006-04-19 | 三菱電機株式会社 | Superconducting magnet device |
| JP7200539B2 (en) * | 2018-08-22 | 2023-01-10 | 住友電気工業株式会社 | superconducting magnet |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP63006867A patent/JPH01183104A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01183104A (en) | 1989-07-20 |
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