超导磁体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的超导磁体装置包括：超导线圈；真空容器；制冷机；工作介质流路，包含与所述制冷机热接触的制冷机热交换部和与所述超导线圈热接触的线圈热交换部，让气相的工作介质按所述制冷机热交换部及所述线圈热交换部的顺序流动；线圈迂回流路，使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述制冷机热交换部与所述线圈热交换部之间的部位导出到所述真空容器外。由此，在进行制冷机的维护时，既能够抑制超导线圈的温度上升又能够使制冷机的温度上升。

【技术实现步骤摘要】
超导磁体装置
本专利技术涉及超导磁体装置。
技术介绍
以往已知有如下的超导磁体装置：利用制冷机通过气相的工作介质(氦气等)来冷却超导线圈，从而能够使该超导线圈处于超导状态。例如，日本专利公开公报特开2015-12193号(以下称作专利文献1)中公开了一种超导磁体装置，该装置包括：超导线圈；收容超导线圈的真空容器；安装于真空容器的GM制冷机；设置在真空容器外并且压缩气相的工作介质(气体)的气体循环压缩机；让气体循环的第一配管。第一配管与GM制冷机及超导线圈分别热接触。该超导磁体装置中，气相的工作介质在第一配管内循环，从而使超导线圈维持于超导状态。具体而言，超导线圈通过被制冷机冷却后的工作介质而被冷却。冷却了超导线圈后的工作介质通过第一配管流入到设置在真空容器外的气体循环压缩机。在专利文献1所记载的超导磁体装置中进行制冷机的维护时，首先进行使制冷机升温至常温程度的操作的情形居多。这是因为若不进行上述操作而将制冷机从真空容器中取下时，则有可能导致空气中的水分凝固在制冷机内等问题。因此，在进行制冷机的维护时，首先进行上述操作之后才从真空容器中取下制冷机来进行该制冷机的维护。此外，例如在上述超导磁体装置中使制冷机升温时，可考虑在停止制冷机的状态下持续驱动气体循环压缩机的做法。这样做，能够在第一配管内从气体循环压缩机往制冷机持续供应常温程度的工作介质，因此，制冷机升温。然而，若进行该操作，则加热了制冷机后的工作介质便会将超导线圈加热，因而超导线圈的温度也上升。若超导线圈的温度上升，则在制冷机的维护后使超导线圈冷却至该超导线圈成为超导状态为止所需的预冷时间变长。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种如下的超导磁体装置：在进行制冷机的维护时，既能够抑制超导线圈的温度上升又能够使制冷机的温度上升。本专利技术所涉及的超导磁体装置包括：超导线圈；真空容器，收容所述超导线圈；制冷机，能够相对于所述真空容器装拆自如地安装于该真空容器；工作介质流路，包含与所述制冷机热接触的制冷机热交换部和与所述超导线圈热接触的线圈热交换部，让气相的工作介质按所述制冷机热交换部及所述线圈热交换部的顺序流动；线圈迂回流路，使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述制冷机热交换部与所述线圈热交换部之间的部位导出到所述真空容器外。根据本专利技术，在进行制冷机的维护时，既能够抑制超导线圈的温度上升又能够使制冷机的温度上升。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的超导磁体装置的简略剖视图。图2是表示图1所示的超导磁体装置的稳态运转时的工作介质的流动的图。图3是表示图1所示的超导磁体装置的预冷运转时的工作介质的流动的图。图4是表示图1所示的超导磁体装置的制冷机升温运转时的工作介质的流动的图。具体实施方式以下，参照图1至图4来说明本专利技术的一实施方式的超导磁体装置。如图1所示，超导磁体装置1包括：超导线圈10；辐射屏蔽12；真空容器14；制冷机20；工作介质流路30；泵40；第一热交换器41及第二热交换器42；热交换器迂回流路54；线圈迂回流路56；切换部60。超导线圈10是将由超导体(超导物质)形成的线材卷绕于线圈架而得到的线圈。辐射屏蔽12具有收容超导线圈10的形状。辐射屏蔽12由铝形成。真空容器14具有收容辐射屏蔽12的形状。真空容器14内被保持为真空。由此，能够抑制热往真空容器14内的入侵。真空容器14由不锈钢形成。制冷机20通过气相的工作介质来冷却超导线圈10。制冷机20具有第一冷却头(coolingstage)21、第二冷却头22及被安装部23。第一冷却头21与辐射屏蔽12热连接。第一冷却头21能够到达第一最低到达温度(40K至70K程度)。第二冷却头22位于辐射屏蔽12内。第二冷却头22能够到达低于第一最低到达温度的第二最低到达温度(4K程度)。被安装部23在第一冷却头21及第二冷却头22位于真空容器14内的状态下以能够相对于真空容器14装卸自如的方式而被安装于该真空容器14。工作介质流路30是让气相的工作介质(氦气或氢气等)流动的流路。本实施方式中，工作介质流路30具有让气相的工作介质在真空容器14内及真空容器14外进行循环的形状。工作介质流路30具有第一热交换部31、第二热交换部32及第三热交换部33。第一热交换部31与第一冷却头21热接触。第二热交换部32与第二冷却头22热接触。第三热交换部33与超导线圈10热接触。即，第一热交换部31和第二热交换部32构成与制冷机20热接触的“制冷机热交换部”，第三热交换部33构成与超导线圈10热接触的“线圈热交换部”。本实施方式中，采用氦气作为气相的工作介质。在工作介质流路30中位于真空容器14外的部位设有将流出到真空容器14外的氦气通过工作介质流路30送往第一热交换部31的泵40。在工作介质流路30中位于真空容器14外且泵40的下游侧的部位设有能够调节开度的第一开闭阀V1、第一流量传感器F1以及安全阀RV。在工作介质流路30中位于真空容器14外且泵40的上游侧的部位设有能够调节开度的第二开闭阀V2、第二流量传感器F2。第一热交换器41设于辐射屏蔽12内。第一热交换器41使在第一热交换部31被第一冷却头21冷却后且在第二热交换部32被第二冷却头22冷却前的氦气与在第三热交换部33冷却了超导线圈10后的氦气进行热交换。第二热交换器42设于真空容器14内而且位于辐射屏蔽12外。第二热交换器42使流入第一热交换部31之前的氦气与通过第一热交换器41后的氦气进行热交换。本实施方式中，超导磁体装置1具有用于冷却辐射屏蔽12的冷却流路52。冷却流路52连接于工作介质流路30。具体而言，冷却流路52的上游侧的端部连接于工作介质流路30中位于第一热交换部31的下游侧且第一热交换器41的上游侧的部位。冷却流路52的下游侧的端部连接于工作介质流路30中位于真空容器14的外侧且泵40的上游侧的部位。冷却流路52具有与辐射屏蔽12热接触的冷却部53。因此，辐射屏蔽12在冷却部53基于从氦气接受的冷能(coldenergy)而被冷却，该冷能是氦气在第一热交换部31从第一冷却头21接受的冷能。该冷却流路52通过第二热交换器42内部。因此，从真空容器14外通过工作介质流路30而流往第一热交换部31的氦气便在第二热交换器42被流过冷却流路52的氦气冷却。在冷却流路52中位于真空容器14外的部位设有能够调节开度的第三开闭阀V3、第三流量传感器F3。由此，在冷却流路52中流动的氦气的流量基于第一流量传感器F1至第三流量传感器F3的检测值并且通过调节第一开闭阀V1、第二开闭阀V2及第三开闭阀V3各自的开度而被调节。热交换器迂回流路54是在超导线圈10的预冷时被利用的流路。该热交换器迂回流路54是使通过第三热交换部33后的氦气绕过热交换器41、42的流路。具体而言，热交换器迂回流路54是使氦气从工作介质流路30中位于第三热交换部33与第一热交换器41之间的部位导出到真空容器14外的流路。热交换器迂回流路54的上游侧的端部连接于工作介质流路30中位于第三热交换部33的下游侧且第一热交换器41的上游侧的部位。热交换器迂回流路54的下游侧的端部连接于工作介质流路30中位于真空容器14的外侧且泵40的上游侧的部位。热交换器迂回流路54具有在真空容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导磁体装置，其特征在于包括：超导线圈；真空容器，收容所述超导线圈；制冷机，能够相对于所述真空容器装拆自如地安装于该真空容器；工作介质流路，包含与所述制冷机热接触的制冷机热交换部和与所述超导线圈热接触的线圈热交换部，让气相的工作介质按所述制冷机热交换部及所述线圈热交换部的顺序流动；线圈迂回流路，使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述制冷机热交换部与所述线圈热交换部之间的部位导出到所述真空容器外。

【技术特征摘要】
2016.11.24 JP 2016-2278871.一种超导磁体装置，其特征在于包括：超导线圈；真空容器，收容所述超导线圈；制冷机，能够相对于所述真空容器装拆自如地安装于该真空容器；工作介质流路，包含与所述制冷机热接触的制冷机热交换部和与所述超导线圈热接触的线圈热交换部，让气相的工作介质按所述制冷机热交换部及所述线圈热交换部的顺序流动；线圈迂回流路，使所述气相的工作介质从所述工作介质流路中位于所述制冷机热交换部与所述线圈热交换部之间的部位导出到所述真空容器外。2.根据权利要求1所述的超导磁体装置，其特征在于还包括：泵，设置在所述真空容器外，将流出到所述真空容器外的气相的工作介...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤聪，
申请(专利权)人：日本超导体技术公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP