特開2019-220495IP Force 特許公報全文掲載

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技術分野

超電導電磁石装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】新規な超電導磁石の冷却系統およびそれを用いた超電導磁石装置を提供する。
【解決手段】真空容器２と、真空容器２に内包された輻射シールド３と、輻射シールド３に内包された複数の超電導コイル４と、超電導コイル４を収容するコイル容器１１と、を備えた超電導電磁石装置において、コイル容器１１と、冷媒７を貯留する冷媒容器３１と、コイル容器１１および冷媒容器３１を連通させる冷媒配管６と、冷媒配管６から冷媒７が供給されるトラップ部材５と、冷媒容器３１に設けられた冷凍機１２と、を含む超電導コイルの冷却系統を備える。トラップ部材５は、コイル容器内壁と超電導コイル表面との間に設けられている。さらにトラップ部材５は、冷媒７が浸透可能な空隙を有する熱良導体である。
【選択図】図１

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

伝導冷却方式や間接冷却方式を採用した超電導磁石装置は、ヘリウムの使用量を低減するメリットがある。しかし、通電した際の電磁力で超電導コイルが変位することで発生する摩擦発熱や、超電導線材を固定する樹脂が割れるといった機械的擾乱による熱エネルギーの解放に対して、浸漬冷却と比較して裕度が小さい。 例えば、５Ｋ以下の極低温領域での液体ヘリウムの単位体積あたりの熱容量は金属と比較して大きく、例えば無酸素銅のそれと比較して約６００倍である。この事実は、同じ機械的擾乱が発生した場合、浸漬冷却方式における温度上昇に対して伝導冷却方式または間接冷却方式における温度上昇は、原理的に大きくなりやすいことを意味する。 このように従来の超電導磁石装置は、冷媒の使用量と冷却性能との間に強い結びつきがあり、冷媒の使用料の削減と冷却性能の維持とを両立させることが難しかった。 そこで、本発明の主たる目的は、新規な超電導磁石の冷却系統およびそれを用いた超電導磁石装置を提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

前記課題を解決するために、本発明は、真空容器と、前記真空容器に内包された輻射シールドと、前記輻射シールドに内包された複数の超電導コイルと、前記超電導コイルを収容するコイル容器と、を備えた超電導電磁石装置において、前記コイル容器と、冷媒を貯留する冷媒容器と、前記コイル容器および前記冷媒容器を連通させる冷媒配管と、前記冷媒配管から冷媒が供給されるトラップ部材と、前記冷媒容器に設けられた冷凍機と、・・・　続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、冷媒の使用量を低減しつつも冷却性能が高い超電導磁石の冷却系統、およびそれを用いた超電導磁石装置を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】第１の超電導磁石装置の断面を示した図である。

【図2】第１の回路構成を模式的に示した図である。

【図3】第１の装置断面の一部の拡大図である。

【図4】第１のコイル容器を構成する部材を示した図である。

【図5】第２の装置断面を示した図である。

【図6】第２の装置断面を示した図である。

【図7】第３の装置断面を示した図である。

【図8】第３の回路構成を模式的に示した図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

１ 超電導電磁石装置　　 ２ 真空容器　　 ３ 輻射シールド　　 ４ 超電導コイル　　 ５ トラップ部材　　 ６ 冷媒配管　　 ７ 冷媒　　 ８ 臨界温度が高い超電導コイル　　 ９ 永久電流スイッチ　　 １０ 保護抵抗　　 １１ コイル容器　　 １２ 冷凍機　　 １３ 直流電源　　 １４ 電流遮断器　　 ２０ 気化した冷媒の進行方向を示す矢印　　 ２１ 超電導電磁石装置の中心軸　　 ２４ 開口部　　 ３１ 冷媒容器　　 ３２ 外部連通配管　　 ３４ 超電導線　　 ５１ 開口部　　 ５２ 溝　　 ７２ 逆止弁　　 ７３ バルブ　　 ８１ 高熱伝導体

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