(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導装置の部分を約６°Ｋ（ケルビン）以下の温度に冷却する方法にして、該方法が
テーパ付き冷却探査針を有する低温冷却器を設ける過程、
前記低温冷却器とテーパ付き凹所を備えて形成された熱伝達レセプタクルを含むスリーブ組立体との間に閉鎖室を形成するため、両者を結合する過程、
前記超伝導装置と前記スリーブ組立体との間の熱伝達のため、前記スリーブ組立体の前記テーパ付き凹所に併置して、前記超伝導装置に前記テーパ付き冷却探査針を連結する過程、および
前記スリーブ組立体を介して低温冷却器と超伝導装置との間に熱的交流を確立するため、低温冷却器とスリーブ組立体とを前記室内に選択的に並置する過程、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載された方法において、該方法がさらに、前記室内に操作圧力を維持し、低温冷却器とスリーブ組立体との間に分子的伝導を確立するため、ヘリウムを選択的に前記室内に汲み込み、汲み出す過程を有することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載された方法において、前記結合する過程が、前記室を形成するためスリーブ組立体の熱伝達シリンダーと前記低温冷却器との間に取り付けられたベローを使用して行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載された方法において、冷却要素と熱伝達シリンダーとの間の第１距離が約０．００２５センチメートル（０．００１インチ）から約０．０１２７センチメートル（０．００５インチ）までの範囲にあり、さらに、冷却探査針と熱伝達レセプタクルの間の第２距離が零から約０．００５センチメートル（０．００２インチ）までの範囲内で変動することを特徴とする方法。
【請求項５】
超伝導装置を冷却する方法にして、該方法が
冷却要素とテーパー付き冷却探査針とを有するパルス管、２ステージ低温冷却器を設ける過程と、
超伝導装置と、熱伝達レセプタクル、熱伝達シリンダー、これらを相互連結させる壁を有するスリーブ組立体とを、両者の間に熱伝達させるために連結させる過程と、
その間に閉鎖室を形成するためにスリーブ組立体と低温冷却器とを結合する過程と、
前記室内に操作圧力を維持し、低温冷却器とスリーブ組立体との間に分子的熱伝導を確立するため、前記室内にヘリウムを選択的に汲み込み、汲み出す過程と、
低温冷却器をスリーブ組立体に相対的に、スリーブ組立体が低温冷却器と係合し、テーパー付き冷却探査針が熱伝達レセプタクルに押圧され、両者の間に熱的交流が確立され、冷却要素が熱伝達シリンダー内に位置され、両者の間に熱的交流が確立されている第１形態と、低温冷却器がスリーブ組立体から係合解除されている第２形態との間を選択的に移動される過程と、
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
本出願は現在継続中の２００１年６月１３日出願の出願第０９／８８１，６４２号の継続出願である。出願第０９／８８１，６４２号の内容はここに参考として編入されている。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に低温冷却器を、冷却されるべき装置に熱的に連結するための結合組立体に関する。より詳しくは、低温冷却器の２ステージ（ｓｔａｇｅ）を、超伝導装置の２個の違った部分に熱的に同時に相互連結させるスリーブ組立体を用いて、超伝導装置を冷却する方法に関する。特に、排他的にではないが、パルス管、２ステージ低温冷却器を、超伝導装置の熱的状態に累を及ぼすことなしに超伝導装置から熱的に分離するスリーブ組立体を使用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超伝導が極端な低温で行われることは良く知られている。いわゆる高温超伝導さえも約２０°Ｋの低温が必要である。それ程高くない温度の超伝導は、約４°Ｋの温度を必要とする。
【０００３】
いずれにしろ、低温を要求する超伝導装置の用途は多い。例えば、特殊な用途としては、磁気共鳴イメイジ（ＭＲＩ）技術を使用する医療診断方法がある。ＭＲＩ技術が医療診断に使用されるときには、非常に強く、ほぼ均一な磁場が必要とされる。超伝導磁気がこの強い磁場をつくるために使用されるとすれば、必要とされる低い作動温度を得るために或るタイプの冷凍装置が必要になる。
【０００４】
超伝導装置に必要な低い操作温度を得るために、冷凍装置は一般に、超伝導装置に熱的に連結される別個の低温ユニットすなわち低温冷却器を有している。超伝導装置の作動中には、この連結が本質的なものである。しかし、低温冷却器が超伝導装置から選択的に分離すなわち係合解除されることが望まれる時もある。例えば、冷凍装置の低温冷却器の修理またはルーチンメンテナンスの場合、低温冷却器が冷却中の超伝導装置から分離されていれば、低温冷却器への作業は非常に容易であろう。重要なことは、係合解除されたとき、低温冷却器がサービスのため室温にまで暖められることである。しかし、低温冷却器の超伝導装置からの係合解除は、再係合可能でなければならない。さらに、超伝導装置は係合解除の間も非常に低温に維持されることが望ましい。
【０００５】
当業者には知られているように、“パルス管”のような新世代低温冷却器は、旧世代の低温冷却器において可能であった内蔵物取り出し（ｇｕｔｔｅｄ）及び再組み立てが不可能である。代わりに、パルス管低温冷却器はサービスのためには、完全に交換されるか、室温にまで暖められねばならない。従って、これら新世代低温冷却器は、超伝導装置を冷却するために冷凍装置またはスリーブを使用することが必要である。サービスのためには、パルス管全体が取外される必要があるから、パルス管低温冷却器はスリーブまた超伝導装置に直接永久的にボルト固定することは出来ない。さらに、多くのギッフォード．マクマホン（Ｇｉｆｆｏｒｄ  ＭｃＭａｈｏｎ）（ＧＭ）は、２ステージ低温冷却器の場合とは違い、パルス管内部を独立に取外すことが出来ない。
【０００６】
効果的熱的連結を行うには、一つの物体から他の物体への熱伝達の効力は多くのファクターに依存することが知られている。より詳しくは、固体を通して、または、ガスまたは液体を通して、一つの物体から他の物体へ伝達される熱量（Ｑ）は、数学的に次のように式される：
Ｑ＝Ｋ（Ａ／Ｌ）ΔＴ
【０００７】
上記式において、Ｋは熱伝導係数、Ａは固体の横断面積、または、ガスまたは液体により熱伝導される２個の物体の間の接触表面積、Ｌは固体の熱的長さ、または、２物体間の隙間距離、ΔＴは固体を横切る、または２物体間の温度差である。この式から、１個の物体（例えば超伝導装置）を他の物体（例えば低温冷却器）により効果的に冷却するには、熱量（Ｑ）の伝達が行われることが理解されよう。物体間の温度差が非常に低いことを望まれる場合には、熱伝導係数が与えられたとして、比Ａ／Ｌが充分大きいことが必要である。
【０００８】
互いに接触する２個の物体においては、非常に高い圧力で相互に押し付けられていても、両物体のインターフェイス横断面の間に平均隙間距離Ｌが常に存在する。隙間に真空が存在する場合には、隙間が好ましくない熱的絶縁を形成し兼ねない。従って、これら隙間をヘリウムのようなガスで満たすことが有利である。こうすれば、接触する物体間の熱伝達は以下のいずれかの状態から生じる。それらの状態は、ａ）物体間に実際の接触がある固体伝導、ｂ）ヘリウムを満たされた隙間を通しての分子的／ガス伝導、ｃ）液化されたガスを満たされた隙間を通しての液体伝導である。
【０００９】
上記に照らして、本発明の目的は、パルス管低温冷却器の２個のステージを超伝導装置に熱的に連結させるスリーブ組立体を用いて、超伝導装置の２個の部分を冷却する方法を提供することである。本発明の他の目的は、超伝導装置を非常に低い温度にほぼ維持しつつ、パルス管、２ステージ低温冷却器を超伝導装置から熱的に係合解除させるスリーブ組立体を用いて、超伝導装置を冷却する方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、操作容易にして、費用対効果の良好な超伝導装置を冷却する方法を提供することである。
【００１０】
本発明は、パルス管、２ステージ低温冷却器を超伝導装置に熱的に連結させるスリーブ組立体を使用して、超伝導装置を冷却する方法に関する。本発明においては、スリーブ組立体は熱伝達シリンダーと、熱伝達レセプタクルと、これら両者を相互連結させる中央区画とを有する。
【００１１】
より詳しくは、スリーブ組立体の中央区画は中空で細長く、熱伝達シリンダーと熱伝達レセプタクルとの間に通路を画定している。本発明の熱伝達シリンダーもまた中空で、内面と外面とを有する環状をなしている。熱伝達レセプタクルは凹所を形成され、内面と外面とを有している。重要なことは、凹所を画成する熱伝達レセプタクルにテーパーが付けられていることである。熱伝達シリンダーと熱伝達レセプタクルとは共に好適には、銅、アルミニウム、または他の高い熱伝導の材料から作られる。さらに、スリーブ組立体の中央区画は好適には、ステンレス鋼または他の業界既知の低い熱伝導の材料から作られる。
【００１２】
スリーブ組立体の構造は、冷却要素とテーパーした冷却探査針とを有する低温冷却器と係合するような寸法になっている。本発明の意図に従えば、低温冷却器はスリーブ組立体に対し相対的に、低温冷却器がスリーブ組立体と係合している第１形態と、低温冷却器がスリーブ組立体から係合解除されている第２形態との間を移動可能になっている。正確に言えば、、低温冷却器の２ステージは、スリーブ組立体を介し同時に超伝導装置の２部分と熱的に係合、係合解除されている。
【００１３】
作動においては、低温冷却器と超伝導装置との間にスリーブ組立体を介して熱的交流が確立されるように低温冷却器がスリーブ組立体と並置されたとき、スリーブ組立体と低温冷却器とが係合する。より詳しくは、上記のように並置されたとき、低温冷却器のテーパーを付した冷却探査針がスリーブ組立体の熱伝達レセプタクルに対し押し付けられ、両者の間に熱的交流が確立される。上述したように、熱伝達レセプタクルの内面は、低温冷却器のテーパーした冷却探査針と噛み合い係合するようにテーパーが付されている。しかし、この係合は完全ではない。熱伝達レセプタクルの内面と低温冷却器のテーパーした冷却探査針との間には常に平均隙間距離が存在する。本発明の意図に従えば、隙間距離は零から約０．００５センチメートル（０．００２インチ）までの範囲内で変動しよう。重要なことは、この状態において、Ｑに関する上記式における隙間比Ａ／Ｌは、約２５，４００ｃｍ2／ｃｍ（１０，０００インチ2／インチ（ｉｎ2／ｉｎ））から約１２７，０００ｃｍ2／ｃｍ（５０，０００ｉｎ2／ｉｎ）までの範囲内にある。従って、熱伝達レセプタクルとテーパーを付した冷却探査針との間の温度差ΔＴが小さい場合においても、効果的な熱の流れＱがあり得る。
【００１４】
低温冷却器がスリーブ組立体と係合しているとき（第１形態）、低温冷却器の冷却要素は熱伝達シリンダーの内面から小さい隙間距離に位置している。重要なことは、この隙間距離が、冷却要素と熱伝達シリンダーとの間の熱的交流を確立する程充分小さい必要があることである。本発明においては、この隙間距離は、約０．００２５４センチメートル（０．００１インチ）から約０．０１２７センチメートル（０．００５インチ）の範囲内で変動する。この場合の隙間比Ａ／Ｌはレセプタクル／探査針インターフェイスの場合より大きいが、なお有効な熱流Ｑが存在している。
【００１５】
低温冷却器とスリーブ組立体とが第１形態（係合）と第２形態（係合解除）との間を動き得るために、スリーブ組立体の熱伝達シリンダーと低温冷却器の室温区画とを連結し、両者の間に閉鎖室を形成する拡張可能なベローが設けられている。操作においては、ベローが、低温冷却器とスリーブ組立体との間にガス的熱絶縁が維持されるような隙間を両者の間に保ち、低温冷却器をスリーブ組立体から分離することを可能にしている。言い方を変えれば、低温冷却器がスリーブ組立体から係合解除され、室温に暖められたとき、スリーブ組立体をほぼ同じ低温に維持するに充分なスリーブ組立体と低温冷却器との間の熱的絶縁が存在することになる。
【００１６】
スリーブ組立体が引き続き超伝導装置の２個の別個の部分を引き続き冷却するためには、スリーブ組立体が２個の本質的に低い温度を維持することが重要である。これを行うため、本発明のスリーブ組立体は、近位伝導体と遠位伝導体とを用いて超伝導装置に作用的に連結されている。より詳しくは、近位伝導体が熱伝達シリンダーの外面と超伝導装置の熱シールドとの間に取付けられ、両者の間に熱的交流を確立している。また、遠位伝導体が熱伝達レセプタクルと超伝導装置の超伝導ワイヤとの間に取り付けられ、両者の間に熱的交流を確立している。
【００１７】
ヘリウムガスがパイプを用いてスリーブ組立体の室の中に選択的に汲み込まれ、室から汲み出される。本発明の意図に従えば、ヘリウムガスを低温冷却器とスリーブ組立体との間に導入することは、低温冷却器がスリーブ組立体から係合解除され、移動されたとき、真空が形成されることを防止する。また、ヘリウムガスは、スリーブ組立体と低温冷却器とが互いに係合されたとき、両者の間に熱結合のための分子的伝導を確立するのに有益である。
【００１８】
本発明の新規な特徴は本発明自身とともに、その構造、操作の両方に関して添付の図面を参照した以下の記載から良く理解出来よう。図において類似の部分には類似の参照番号が付されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
先ず図１に、本発明の冷却装置が参照番号１０で示されている。より明確に言えば、冷却装置１０は、パルス管、２ステージ低温冷却器１４を超伝導装置１６に熱的に連結させるスリーブ組立体１２を有する。また図示のように、ヘリウム源１８がパイプ１９を介してスリーブ組立体１２に連結されている。本発明の意図に従えば、スリーブ組立体１２は低温冷却器１４を超伝導装置１６に熱的に連結、分離させる操作容易な手段である。
【００２０】
図２に示すように、パルス管、２ステージ低温冷却器１４は、第２ステージ２２（第２低温冷却器ステーション）に整列した第１ステージ２０（第１低温冷却器ステーション）を備えた弁モータ本体１７を有する。冷却要素２４がステージ２０とステージ２２との間に配置され、第１ステージ２０と熱的交流を保っている。図示のように、テーパーを付した冷却探査針２６が第２ステージ２２から延び、第２ステージ２２と熱的に交流している。本発明の意図に従えば、第２ステージ２２は約４°Ｋの温度を維持し、テーパーを付した冷却探査針２６を同じ低温に冷却している。第１ステージ２２は約４０°Ｋの温度を維持し、冷却要素２４を同じ温度に冷却している。好適には低温冷却器１４の冷却要素２４とテーパーを付した冷却探査針２６は共に、銅、アルミニウム、または他の既知の高熱伝導材料から作られている。ベロー２８のフランジ２９が低温冷却器１４に取り付けられて示されている。図１に示すように、ヘリウム源１８をスリーブ組立体１２に連結させているパイプ１９が、ベローフランジ２９を通り取り付けられている。
【００２１】
さらに図２において、スリーブ組立体１２が熱伝達レセプタクル３０、熱伝達シリンダー３２、および、熱伝達レセプタクル３０と熱伝達シリンダー３２とを連結する中央区画３４を有する。熱伝達レセプタクル３０は、低温冷却器１４のテーパーを付けた冷却探査針２６を受容する寸法になっていることが重要である。同様に、熱伝達シリンダー３２は、低温冷却器１４の冷却要素２４を受容する寸法になっていることが重要である。スリーブ組立体１２の構造の詳細は図３Ａ、３Ｂにおいて良く理解されよう。
【００２２】
図３Ａ、３Ｂにおいて、スリーブ組立体１２の熱伝達レセプタクル３０は凹所３６を形成され、内面３８と外面４０とを有する。重要なことは、凹所３６を形成する熱伝達レセプタクル３０の内面３８がテーパーを付していることである。同じく図３Ａ、３Ｂにおいて、スリーブ組立体１２の中央区画３４は中空で細長く、熱伝達レセプタクル３０と熱伝達シリンダー３２との間の通路を画成している。熱伝達シリンダー３２もまた中空であり、内面４４と外面４６とをもつ環状をなしている。熱伝達レセプタクル３０と熱伝達シリンダー３２とは共に、銅、アルミニウム、または他の既知の高熱伝導材料から作られている。スリーブ組立体１２の中央区画３４はステンレス鋼または他の低熱伝導材料から作られる。
【００２３】
図１に戻り、スリーブ組立体１２は、近位伝導体５２と遠位伝導体５４とを介して超伝導装置１６の２個の部分に連結されて示されている。より詳しくは、近位伝導体５２は第１端５６と第２端５８とを有し、また、遠位伝導体５４は第１端６２と第２端６４とを有している。図１に示すように、近位伝導体５２の第１端５６は熱伝達シリンダー３２の外面４６に取り付けられ、第２端５８は超伝導装置１６の熱シールド６０に取り付けられている。同様に、遠位伝導体５４の第１端６２は熱伝達レセプタクル３０の外面４０に取り付けられ、第２端６４は超伝導装置１６のワイヤ６８に取り付けられている。
【００２４】
図３Ａに示すように、拡張可能なベロー２８のフランジ２９が、低温冷却器１４の室温フランジ６６を業界既知の手段を用いてスリーブ組立体１２の熱伝達シリンダー３２に連結させている。この相互連結により、スリーブ組立体１２と低温冷却器１４との間に閉鎖室５０が形成されている（図３Ｂを参照）。また、細長く薄いステンレス鋼管４８がベロー２８と熱伝達シリンダー３２との間に配置されている。ヘリウムガスがヘリウム源１８からベローフランジ２９を通して室５０内に汲み込まれる。重要なことはベロー２８が、ヘリウムガスを室５０内に存在させて、スリーブ組立体１２と低温冷却器１４との間にエヤロック（ａｉｒ−ｌｏｃｋ）密封を形成し、超伝導装置１６から外部環境を絶縁していることである。
【００２５】
本発明のスリーブ組立体１２と低温冷却器１４との協働関係が図３Ａと図３Ｂとを相互参照することにより良く理解されよう。正確に言えば、低温冷却器１４は、低温冷却器１４がスリーブ組立体１２と係合している第１形態（図３Ａ）と、低温冷却器１４がスリーブ組立体１２から係合を解除されている第２形態（図３Ｂ）との間をスリーブ組立体１２に相対的に移動可能である。重要なことは、低温冷却器１４の第１ステージ２０と第２ステージ２２とは同時にスリーブ組立体１２と係合、係合解除されることである。低温冷却器１４がスリーブ組立体１２と係合しているとき、面積対隙間距離の比Ａ／Ｌが非常に大きいことが理解されよう。正確に言えば、係合している場合、Ａ／Ｌは一般に約２５，４００ｃｍ2／ｃｍ（１０，０００ｉｎ2／ｉｎ）から１２７，０００ｃｍ2／ｃｍ（５０，０００ｉｎ2／ｉｎ）の範囲内にあり、従って、温度差ΔＴは非常に小さい。低温冷却器１４がスリーブ組立体１２から離されて（係合解除）いる場合は、Ａ／Ｌは約２５．４ｃｍ2／ｃｍ（１０ｉｎ2／ｉｎ）から１２７ｃｍ2／ｃｍ（５０ｉｎ2／ｉｎ）の範囲にある。Ａ／Ｌが小さいこの場合には、ΔＴが非常に大きく、結果として熱量Ｑの伝達は効果的には行われない。
【００２６】
図３Ａは、低温冷却器１４のテーパーした冷却探査針２６が熱伝達レセプタクル３０の凹所３６に押し付けられ、両者の間に熱的交流が確立されている状態を示している。上述したように、熱伝達レセプタクル３０と、テーパーを付した冷却探査針２６とは、各対応するインターフェイス面全体において隙間距離７０を置いて互いに噛み合い係合するようにテーパーが付されている。一般に、テーパー付きの冷却探査針２６と熱伝達レセプタクル３０の内面３８との間の隙間距離７０は、零から約０．００５センチメートル（０．００２インチ）までの範囲で変動する。重要なことは、ヘリウム分子／ガスまたは液体の伝導が隙間距離７０を通して行われることである。図３Ａはまた、冷却要素２４が熱伝達シリンダー３２の内面４４から非常に小さい隙間距離７２を置いて位置されていることを示している。この隙間距離７２は、冷却要素２４と熱伝達シリンダー３２との間のヘリウムを通しての有効な分子／ガス伝導を確立するに十分なだけ小さいことが重要である。他方、冷却要素２４が熱伝達シリンダー３２内に挿入され得るに充分な隙間距離７２が必要である。本発明に従えば、隙間距離７２は約０．００２５４センチメートル（０．００１インチ）から約０．０１２７センチメートル（０．００５インチ）までの範囲内で変動する。
【００２７】
図３Ｂは、低温冷却器１４がスリーブ組立体１２から係合解除された状態を示す。ベロー２８が、低温冷却器１４がスリーブ組立体１２から分離され得るようにしている。低温冷却器１４がスリーブ組立体１２から係合解除されたとき、スリーブ組立体１２をほぼ同じ低温に維持するために、スリーブ組立体１２と低温冷却器１４との間は熱的に充分絶縁されている。他方、スリーブ組立体１２は超伝導装置１６と熱的交流を維持している。
【００２８】
本発明のスリーブ組立体１２の操作については、パルス管、２ステージ低温冷却器１４をスリーブ組立体１２から離して示している図２を先ず参照する。より詳しくは、図３Ｂに示すように、低温冷却器１４のテーパーを付した冷却探査針２６がスリーブ組立体１２の通路４２を通り、図１に示すように、熱伝達レセプタクル３０の凹所３６内に挿入される。低温冷却器１４はスリーブ組立体１２の中に置かれ、ベローフランジ２９にボルト固定されている。テーパーした冷却探査針２６が熱伝達レセプタクル３０と接触した場合には、低温冷却器１４の第２ステージ２２がスリーブ組立体１２の通路４２内に位置する。さらに、低温冷却器１４の冷却要素がスリーブ組立体１２の熱伝達シリンダー３２内に位置する。重要なことは、低温冷却器１４がスリーブ組立体１２と係合している場合には、Ａ／Ｌが非常に大きいことである。正確に言えば、Ａ／Ｌは一般に約２５，４００ｃｍ2／ｃｍ（１０，０００ｉｎ2／ｉｎ）から約１２７，０００ｃｍ2／ｃｍ（５０，０００ｉｎ2／ｉｎ）までの範囲内にあり、従って、低温冷却器１４とスリーブ組立体１２との間の温度差ΔＴは非常に小さい。
【００２９】
図１に示すように、超伝導装置１６はスリーブ組立体１２と熱的交流を行い、スリーブ組立体１２は低温冷却器１４と熱的交流を行っている。言い換えれば、低温冷却器１４と超伝導装置１６との間に、スリーブ組立体１２を通して熱的交流が確立されている。より詳しくは、遠位伝導体５４を介して、テーパーした冷却探査針２６が超伝導装置１６のワイヤ６８を約４°Ｋまで冷却している。同様に、近位伝導体５２を介して、低温冷却器１４の冷却要素２４が超伝導装置１６の熱シールド６０を約４０°Ｋまで冷却している。
【００３０】
低温冷却器１４をスリーブ組立体１２と係合または係合解除させる際には、ヘリウムガスがスリーブ組立体１２内へ汲み込まれており、低温冷却器１４とスリーブ組立体１２との間に分子的伝導を確立している。重要なことは、ヘリウムガスが、Ａ／Ｌに関して３桁の大きさの差を与え、スイッチのような作用を可能にしていることである。従って、このスイッチ作用が低温冷却器１４とスリーブ組立体１２との間の希望に応じた係合、係合解除を可能にしている。ヘリウムガスはまた、低温冷却器１４が第１、第２形態の間を移動するときの作動圧力となっている。
【００３１】
低温冷却器１４をスリーブ組立体１２から係合解除し、両者の間の熱的交流を解除するために、低温冷却器１４が業界既知の機械的手段を用いてスリーブ組立体１２から持ち上げられる。しかし、低温冷却器１４はスリーブ組立体１２から排除されるのではない。そうではなく、低温冷却器１４は、低温冷却器１４をスリーブ組立体１２から熱的に分離するに足るだけ持ち上げられるのである。低温冷却器１４がスリーブ組立体１２から持ち上げられたとき、第１ステージ２０と第２ステージ２２が、スリーブ組立体１２の各位置から同時に係合解除され、それはさらに、超伝導装置１６との各熱的交流が同時に解除されることに注意することが重要である。
【００３２】
低温冷却器１４とスリーブ組立体１２との間が熱的に係合解除されると、両者の間のＡ／Ｌが非常に小さくなることを理解することが重要である。正確に言えば、Ａ／Ｌは約２５．４ｃｍ2／ｃｍ（１０ｉｎ2／ｉｎ）から約１２７ｃｍ2／ｃｍ（５０ｉｎ2／ｉｎ）までの範囲にある。結果として、ΔＴが非常に大きく、熱伝達は比較的顕著でない。
【００３３】
上述したように、ベロー２８は低温冷却器１４をスリーブ組立体１２に連結させ、両者の間に室５０を形成している。ベロー２８以外には、スリーブ組立体１２と低温冷却器１４との間に機械的に連結するものは存在しない。重要なことは低温冷却器１４がスリーブ組立体１２から係合解除されたとき、Ａ／Ｌが非常に大きい状態（約２５，４００ｃｍ2／ｃｍ（１０，０００ｉｎ2／ｉｎ）から１２７，０００ｃｍ2／ｃｍ（５０，０００ｉｎ2／ｉｎ））から、非常に小さい状態（約２５．４ｃｍ2／ｃｍ（１０ｉｎ2／ｉｎ）から１２７ｃｍ2／ｃｍ（５０ｉｎ2／ｉｎ））に移ることである。結果として、熱的絶縁が形成される。さらに、ベロー２８が、低温冷却器１４とスリーブ組立体１２との間を充分に絶縁し、スリーブ組立体１２をほぼ同じ低温度に維持している。
【００３４】
低温冷却器１４とスリーブ組立体１２との間が熱的に分離されると、低温冷却器１４がサービスのため室温にまで暖められる。一方、スリーブ組立体１２は超伝導装置１６と熱的交流を保ち続ける。重要なことは、係合解除の間、超伝導装置１６が低温度（すなわち、超伝導ワイヤについては４°Ｋ、熱的シールドについては４０°Ｋ）を保とうとすることである。
【００３５】
低温冷却器１４がサービスのためスリーブ組立体１２から係合解除されたとき、低温冷却器１４が室温まで暖められるにつれ、膨脹して来る。従って、低温冷却器１４をスリーブ組立体１２内に嵌まらせるためには、低温冷却器１４をスリーブ組立体１２と再係合させる前に、低温冷却器１４を再冷却することが必要である。そのため、低温冷却器１４のステージ２０、２２とが、テーパーした冷却探査針２６と冷却要素２４とをそれぞれ低温度にまで冷却する。ついで、冷却された低温冷却器１４がスリーブ組立体１２に再係合され、両者の間に熱的交流を確立する。
【００３６】
以上、詳細に図示、開示された超伝導磁石のための特殊な低温冷却器インターフェイススリーブとその使用方法は、目的を完全に達成し、上述した利点を提供し得るものであるが、これは単に、本発明の好適実施例を説明するに過ぎず、添付の特許請求の範囲に記載された以外のここに示された構造、設計の詳細に限定することを意図するものでないことが理解さるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】パルス管、２ステージ低温冷却器に係合され、超伝導装置１６に作用的に連結されているスリーブ組立体の概要斜視図である。（明確にするため一部を除去されている。）
【図２】本発明のスリーブ組立体の、パルス管、２ステージ低温冷却器に対する構造的関係を示す斜視分解図である。
【図３Ａ】スリーブ組立体とパルス管、２ステージ低温冷却器との、互いに作用的に係合された状態の、図１の線３−３に沿った断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに見るスリーブ組立体とパルス管、２ステージ低温冷却器の、両者が低温冷却器サービスのため係合解除されているときの断面図である。
【符号の説明】
１０  冷却装置
１２  スリーブ組立体
１４  パルス管、２ステージ低温冷却器
１６  超伝導装置
２０  第１ステージ
２２  第２ステージ
２４  冷却要素
２６  テーパーを付した冷却探査針
２８  ベロー
３０  熱伝達レセプタクル
３４  中央区画
３２  熱伝達シリンダー
３８  凹所
５０  閉鎖室
７０、７２  隙間距離
【図１】
0003863050.tif 000002
【図２】
0003863050.tif 000003
【図３Ａ】
0003863050.tif 000004
【図３Ｂ】
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