[发明专利]冷却系统及冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用低温流体冷却超导装置的冷却系统及冷却方法。

背景技术

超导磁铁或超导马达等超导装置中通常附设有用于维持超导状态的冷却系统。例如，专利文献1中，记载有冷却超导旋转机械的低温冷却系统。该冷却系统中，为了循环氦而在制冷机内设置有1组高速风扇。根据专利文献1，该风扇是为了提供使氦通过低温冷却器移动至转子总成所需的力而设置于低温环境内的机械构件。

专利文献

专利文献1：日本特表2003-519772号公报

然而，目前低温环境中的机械要件的可靠性未必高。当设置于低温环境中的机械要件发生异常时，有可能引起冷却性能降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性优异的冷却系统及冷却方法。

根据本发明的一种方式，在冷却系统的低温容器的外部设置有用于对制冷剂管路赋予流动的流动生成装置。如此一来，可在低温环境的外部使用流动生成装置，因此能够期待可靠性的提高。并且，还能够将规格上不允许在低温环境中使用但在动作保证温度中具有较高可靠性的通用流动生成装置采用于冷却系统中。

该冷却系统可具备制冷剂回路，该制冷剂回路包括用于向超导装置供给低温流体的制冷剂出口、用于接收经过超导装置后的该流体的制冷剂入口、及连接该入口与出口的制冷剂管路。低温容器可容纳：比制冷剂出口更靠上游的制冷剂管路的第1部分、用于冷却在该第1部分中朝向制冷剂出口流动的流体的第1热交换器、比制冷剂入口更靠下游的制冷剂管路的第2部分、用于加热在该第2部分中流动的流体的第2热交换器。流动生成装置可设置于连接第1部分与第2部分的制冷剂管路的第3部分。

根据本发明的其他方式，提供一种通过使低温流体流动来冷却超导装置的冷却方法。该方法包括将经过超导装置后的低温流体加热至流动生成装置的动作保证温度，并使用流动生成装置使被加热后的低温流体循环，并冷却低温流体来供给至超导装置。如此一来，使用于冷却的低温流体在通过流动生成装置循环之前，加热至流动生成装置的动作保证温度。从而，能够期待提高流动生成装置乃至冷却系统的可靠性。

发明效果

根据本发明，能够实现可靠性优异的冷却系统及冷却方法。

附图说明

图1是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的冷却系统的图。

图2是表示用于本发明的一实施方式所涉及的冷却系统的连结机构的一例的图。

图3是示意地表示本发明的另一实施方式所涉及的冷却系统的图。

具体实施方式

图1是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的冷却系统10的图。冷却系统10为用于通过将低温流体作为制冷剂供给来冷却超导装置12的装置。冷却系统10通过安装于超导装置12来形成制冷剂的循环路径。冷却系统10通过在其循环路径循环制冷剂来冷却超导装置12。制冷剂例如为冷却至低温的气体氦。或者也可使用氮、氢或氖作为制冷剂。

超导装置12为动作时需要维持超导状态的装置，例如包括超导磁铁或超导马达、超导发电机等。或者，超导装置12也可以为包括利用超导的构成要件的系统，例如可以为磁共振成像（MRI）装置。

超导装置12包括应通过冷却系统10冷却的被冷却体90及为了冷却被冷却体90而使制冷剂流通的冷却配管92。当超导装置12例如为超导磁铁时，被冷却体90包括超导线圈，当为超导马达或超导发电机时，被冷却体90包括超导转子。冷却配管92形成于超导装置12及被冷却体90的内部或者被冷却体90的附近，以便冷却被冷却体90。冷却配管92的一端94构成为能够连结于冷却系统10的制冷剂出口20，冷却配管92的另一端96构成为能够连结于冷却系统10的制冷剂入口22。

一实施例中，超导装置12具备有与冷却系统10独立的另一冷却系统，冷却系统10可为了将超导装置12预冷至其另一冷却系统的冷却开始温度而使用。另一冷却系统例如可以为将超导装置12的被冷却体90浸渍到超低温液体中来冷却的冷却装置。此时，可为了将超导装置12的被冷却体90预冷至20K～80K的温度范围、优选为30K～50K的温度范围而使用冷却系统10。超导装置12由冷却系统10预冷至另一冷却系统的冷却开始温度之后，另一冷却系统开始超导装置12的正式冷却。