[發明專利]冷卻系統及冷卻方法

有效

• 申請號: 201080063350.2
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN102834678A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 李瑞;小泉達雄
• 申請（專利權）人: 住友重機械工業株式會社
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭;郝傳鑫

技術領域

本發明涉及一種用于使用低溫流體冷卻超導裝置的冷卻系統及冷卻方法。

背景技術

超導磁鐵或超導馬達等超導裝置中通常附設有用于維持超導狀態的冷卻系統。例如，專利文獻1中，記載有冷卻超導旋轉機械的低溫冷卻系統。該冷卻系統中，為了循環氦而在制冷機內設置有1組高速風扇。根據專利文獻1，該風扇是為了提供使氦通過低溫冷卻器移動至轉子總成所需的力而設置于低溫環境內的機械構件。

專利文獻

專利文獻1：日本特表2003-519772號公報

然而，目前低溫環境中的機械要件的可靠性未必高。當設置于低溫環境中的機械要件發生異常時，有可能引起冷卻性能降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可靠性優異的冷卻系統及冷卻方法。

根據本發明的一種方式，在冷卻系統的低溫容器的外部設置有用于對制冷劑管路賦予流動的流動生成裝置。如此一來，可在低溫環境的外部使用流動生成裝置，因此能夠期待可靠性的提高。并且，還能夠將規格上不允許在低溫環境中使用但在動作保證溫度中具有較高可靠性的通用流動生成裝置采用于冷卻系統中。

該冷卻系統可具備制冷劑回路，該制冷劑回路包括用于向超導裝置供給低溫流體的制冷劑出口、用于接收經過超導裝置后的該流體的制冷劑入口、及連接該入口與出口的制冷劑管路。低溫容器可容納：比制冷劑出口更靠上游的制冷劑管路的第1部分、用于冷卻在該第1部分中朝向制冷劑出口流動的流體的第1熱交換器、比制冷劑入口更靠下游的制冷劑管路的第2部分、用于加熱在該第2部分中流動的流體的第2熱交換器。流動生成裝置可設置于連接第1部分與第2部分的制冷劑管路的第3部分。

根據本發明的其他方式，提供一種通過使低溫流體流動來冷卻超導裝置的冷卻方法。該方法包括將經過超導裝置后的低溫流體加熱至流動生成裝置的動作保證溫度，并使用流動生成裝置使被加熱后的低溫流體循環，并冷卻低溫流體來供給至超導裝置。如此一來，使用于冷卻的低溫流體在通過流動生成裝置循環之前，加熱至流動生成裝置的動作保證溫度。從而，能夠期待提高流動生成裝置乃至冷卻系統的可靠性。

發明效果

根據本發明，能夠實現可靠性優異的冷卻系統及冷卻方法。

附圖說明

圖1是示意地表示本發明的一實施方式所涉及的冷卻系統的圖。

圖2是表示用于本發明的一實施方式所涉及的冷卻系統的連結機構的一例的圖。

圖3是示意地表示本發明的另一實施方式所涉及的冷卻系統的圖。

具體實施方式

圖1是示意地表示本發明的一實施方式所涉及的冷卻系統10的圖。冷卻系統10為用于通過將低溫流體作為制冷劑供給來冷卻超導裝置12的裝置。冷卻系統10通過安裝于超導裝置12來形成制冷劑的循環路徑。冷卻系統10通過在其循環路徑循環制冷劑來冷卻超導裝置12。制冷劑例如為冷卻至低溫的氣體氦。或者也可使用氮、氫或氖作為制冷劑。

超導裝置12為動作時需要維持超導狀態的裝置，例如包括超導磁鐵或超導馬達、超導發電機等。或者，超導裝置12也可以為包括利用超導的構成要件的系統，例如可以為磁共振成像（MRI）裝置。

超導裝置12包括應通過冷卻系統10冷卻的被冷卻體90及為了冷卻被冷卻體90而使制冷劑流通的冷卻配管92。當超導裝置12例如為超導磁鐵時，被冷卻體90包括超導線圈，當為超導馬達或超導發電機時，被冷卻體90包括超導轉子。冷卻配管92形成于超導裝置12及被冷卻體90的內部或者被冷卻體90的附近，以便冷卻被冷卻體90。冷卻配管92的一端94構成為能夠連結于冷卻系統10的制冷劑出口20，冷卻配管92的另一端96構成為能夠連結于冷卻系統10的制冷劑入口22。

一實施例中，超導裝置12具備有與冷卻系統10獨立的另一冷卻系統，冷卻系統10可為了將超導裝置12預冷至其另一冷卻系統的冷卻開始溫度而使用。另一冷卻系統例如可以為將超導裝置12的被冷卻體90浸漬到超低溫液體中來冷卻的冷卻裝置。此時，可為了將超導裝置12的被冷卻體90預冷至20K～80K的溫度范圍、優選為30K～50K的溫度范圍而使用冷卻系統10。超導裝置12由冷卻系統10預冷至另一冷卻系統的冷卻開始溫度之后，另一冷卻系統開始超導裝置12的正式冷卻。