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低温容器 コモンズ

国内特許コード P110002088
整理番号 S2008-0821-N0
掲載日 2011年3月31日
出願番号 特願2008-195576
公開番号 特開2010-034334
登録番号 特許第5470599号
出願日 平成20年7月30日(2008.7.30)
公開日 平成22年2月12日(2010.2.12)
登録日 平成26年2月14日(2014.2.14)
発明者
  • 都丸 隆行
  • 鈴木 敏一
出願人
  • 大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構
発明の名称 低温容器 コモンズ
発明の概要 【課題】熱輻射により引き起こされる熱負荷を低減した低温容器を提供する。
【解決手段】低温容器10は、高温部(300K側)と低温部(4K側)を繋ぐ配管としてパイプ12を有する。パイプ12の輻射伝搬のパワー分布最大値付近30に、輻射波の伝搬を阻害する輻射波阻害部が設けられている。この輻射波阻害部は、高温部からパイプ12内に入射する輻射波がパイプ12内を伝搬するのを阻害するバッフル構造20を有する。このバッフル構造20は、赤外線吸収体でそれぞれ形成された複数のリング状突起部21を有する。パイプ12内に入射する赤外線の一部が、パイプ12の輻射伝搬のパワー分布最大値付近30に設けたバッフル構造20のリング状突起部21で効率的に吸収される。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



従来、各種の低温容器、例えば、液体ヘリウム等によって超電導磁石を極低温にして磁石の超電導状態を保つようにした低温容器が知られている(例えば、特許文献1参照)。





図9乃至図11は、高温部と低温部を繋ぐ配管(円形状配管)を有する従来の低温容器を示している。このような低温容器では、熱輻射による熱侵入量はStefan-Boltzmann則を用いて推定されることが一般的であり、配管を屈曲させたり、長くしたりして熱負荷を低減する方法が広く用いられている。





図9に示す低温容器100は、液体ヘリウムを貯留するヘリウムデュワーであり、内部の液体ヘリウムを取り出すための配管101を有している。図10に示す低温容器110は、デュワー型クライオスタットであり、高温部と低温部を繋ぐ配管として、液体ヘリウム槽111内と外部の真空排気装置(図示省略)とを連通するパイプ112を有する。この低温容器110では、熱輻射による熱負荷を低減するためにそのパイプ112を屈曲させている。図11に示す低温容器120は、真空容器121内に収容され、加速器に用いる超電導磁石122を液体ヘリウム等によって極低温にするためのもので、高温部と低温部を繋ぐ配管123を有している。この低温容器120では、熱輻射による熱負荷を低減するために配管123を長くしている。

【特許文献1】

開2008-109035号公報

産業上の利用分野



本発明は、高温部と低温部を繋ぐ配管を有する低温容器に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
高温部と前記高温部より低温の低温部とを繋ぐ配管を有する低温容器において、
前記配管中の輻射伝搬現象の下記の式1の解析式に基づいて得られる、前記配管の内面の輻射伝搬のパワー分布最大値を与える位置に基づいて、輻射波の伝搬を阻害する輻射波阻害部を設けたことを特徴とする低温容器。
【数1】


ここで、P0は前記高温部から放射される全パワーであり、aは前記配管の半径であり、Lは前記配管の長さであり、N(x)は前記配管での赤外線の反射回数を表すxの関数であり、Rは前記配管の内面の反射率である

【請求項2】
前記輻射波阻害部は、前記高温部から前記配管内に入射する輻射波を吸収する吸収体または前記輻射波を反射する反射体の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1に記載の低温容器。

【請求項3】
前記輻射波は赤外線であり、前記吸収体は赤外線吸収体であり、かつ、前記反射体は赤外線反射体であることを特徴とする請求項2に記載の低温容器。

【請求項4】
前記輻射波阻害部は、前記配管の内周面から突出した1或いは複数のリング状突起部からなるバッフル構造を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかの項に記載の低温容器。

【請求項5】
前記複数のリング状突起部の高温部側表面に赤外線反射体を、前記リング状突起部の低温側表面に赤外線吸収体をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項4に記載の低温容器。

【請求項6】
前記輻射波阻害部は、前記配管内壁面の輻射伝搬のパワー分布最大値を与える位置に基づいて、赤外線吸収率の大きい材料で形成された赤外線吸収膜であることを特徴とする請求項1に記載の低温容器。

【請求項7】
前記輻射波阻害部は、前記配管の内壁面の輻射伝搬のパワー分布最大値を与える位置に基づいて形成されたベローズからなることを特徴とする請求項1に記載の低温容器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008195576thum.jpg
出願権利状態 登録
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