JPH02288208A - 超電導コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば磁気浮上車両に搭載される超電導磁
石等の超電導コイル装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は磁気浮上車両の概略構造を示す断面図で、超電
導コイル（１）を内部に収容した超電導磁石（２）は車
体（３）の床下両側部に取付けられ、地上側に設けられ
た推進コイル（４）および浮上コイル四と対向している
。

第３図は上記の超電導磁石（２の詳細構造を示す縦断面
図で、例えば特開昭６２−２００７０８号公報に開示さ
れたものである。第４図は第３図のＩＶ−］Ｖ線の断面
図である０図において、（６）は内部を真空に保持する
外槽、（至）はこの外槽（６）の内部に配設された内槽
で、その内部に超電導コイル（１）とこの超電導コイル
（１）を極低温に保持するための液体冷媒である液体ヘ
リウム（へ）とが収容されている。そして、内槽■の上
部には液体ヘリウム（ａを貯蔵するタンク（９）が内槽
（７）に連通して設けられている。０υは外槽（６）と
内槽ｍとの間の真空空間部分に配設された熱シールド板
で、常温下の外槽（６）から極低温下の内槽（７）への
輻射による熱侵入を抑制するものである。　（Ｉｔ）は
内部に液体窒素を流して熱シールド板ａ〔を冷却する配
管で、熱シールド板００）に固着されている。そして、
熱シールド板（１０）は、その全体を液体窒素の温度に
均一に保つため良熱伝導部材であるアルミニウムや銅の
薄板で構成される。（１２）は内槽（７）と熱シールド
板αＯ）とを支持するコイル部支持材で、このコイル部
支持材（１２）は支持筒（１３）を介して外槽（６）に
取付は固定されている。また、タンク（９）の部分はタ
ンク部支持材（１４）と支持筒（１５）とて支持固定さ
れている。

ところで、熱シールド板００）には車両振動などによる
外力が加わるほか、極めて稀であるが超電導状態が破壊
するいわゆるクエンチが発生すると、急激な磁界変化か
らこの熱シールド板α０）に渦電流が誘起され、熱シー
ルド板００）を内槽（７）側に引き寄せる力が働く、熱
シールド板θ０）が変のして内装（７）に接触すると液
体ヘリウムの異常蒸発が発生するので、これを防止する
ため、コイル部支持材（１２）等を適宜設けて熱シール
ド板００）を機械的に支持している。

しかし、これら各支持材（＋２）　（１４）等の使用個
数の増加は外槽（６）から内槽（７）への熱侵入量の増
加につながるため、その使用個数は自ずと制限される。

このため、第５図、第６図に示すように、熱シールド板
ＱＯ１にも打ち出し補強（１０ａ＞や補強材（１０ｂ）
を設けてそれ自体の剛性向上を図っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、磁気浮上車両は、第２図に示すように、超電
導コイル（１）と推進コイルは）および浮上コイル（５
１との間の磁気結合によって車体（３）の推進および浮
上の力を得るものである。従って、エネルギーの有効利
用を図る観点から両者のコイル間の距離を極力小さくし
て磁気的結合な密にする必要がある。このため、超電導
磁石（２］においても、外槽（６）と内槽（７）との間
の寸法ｘ、ｙ（第４図参照）を極力小さく抑えることが
要請される。

しかるに、従来の超電導磁石（２）は以上のように構成
されているので、熱シールド板θ０）自体には各種補強
（１０ａ）　（１０ｂ）が設けられており、その分その
厚さ寸法が増大し、上記した寸法抑制の要請が十分満足
されないという問題点があった。

この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、熱シールド板の機械的強度を低下させること
なくその厚さを低減することができる超電導コイル装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る超電導コイル装置は、良熱伝導部材と弾
性係数が上記良熱伝導部材のものより高い部材とのクラ
ッド板で熱シールド板を構成し、上記熱伝導部材に冷却
用の配管を固着したものである。

〔作　　用〕

クラッド板の一方の良熱伝導部材の部分が熱シールド板
の温度を均一化する役割を担い、クラッド板の他方の高
弾性係数部材の部分が熱シールド板の剛性を高める役割
を担う。この結果、特に厚さ寸法を増大させることにな
る補強を設けることなく熱シールド板の変形量を抑制す
ることができる。

〔実　施　例〕

第１図はこの発明の一実施例による超電導磁石の要部を
示す部分断面図である。図において、（１）（６）（７
）（ＩＩ）は従来と同一のものであり説明を省略する。

　（＋４１は熱シールド板で、以下に示すクラッド板で
構成されている。即ち、アルミニウムや銅の薄板からな
る良熱伝導部材（１４ａ）と弾性係数が良熱伝導部材（
１４ａ）のものより高いステンレス鋼等の薄板からなる
部材（＋４ｂ）とを、例えば圧延圧接、爆発圧接、鋳造
等の寸法で接着一体化して形成するクラッド板を採用し
ている。

そして、部材（１４ａ）は内側即ち内相（２）と対向す
る側に配置され、かつこの部材（１４ａ）には冷却用の
配管（１１）が固着されている。部材（＋４ｂ）は外側
、即ち外槽（６）と対向する側に配置されている。これ
は、一般に熱伝導性の良い材料は熱輻射率が小さいため
、これを内側にした方が内槽（６）への輻射熱の侵入が
小さくなるからである。

以上により、熱シールドとしての本来の機能は、主とし
て良熱伝導部材（１４ａ）およびこれに固着された配管
（１１）により従来と同様にして達成される。

熱シールド板（１４）に加わる機械力に対しては、良熱
伝導部材（１４ａ）と一体に形成された高弾性係数部材
（＋４ｂ）の高剛性で対抗する。部材（１４ｂ）はそれ
自体で高い剛性を有しているので、通常特別に補強を設
ける必要はなく、また補強を設けても従来のものに比較
してその高さ寸法従って熱シールド板（１４）の厚さ寸
法を十分小さく抑えることができる。勿論、熱シールド
板（１４）の剛性が向上した分、支持材（１２）等の数
を減らすようにしてもよい。

なお、上記両部材（１４ａ）　＜１４ｂ）の構成比率を
適宜変えることにより、熱シールド板（１４）としての
熱的設計と機械的強度上の設計とのバランスを自由に選
定することができる。

また、上記実施例では２層の部材（１４ａ）　（１４ｂ
）でクラッド板を構成した場合を示したが、３層以上の
多層の部材で構成するようにしてもよい。

更に、上記実施例では超電導磁石（２）に適用した場合
について説明したが、この発明は広く超電導コイル装置
に適用することができ、外槽（６）と内槽ｍとの真空空
間の寸法を低減して装置の小形軽量化を実現するという
効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明では、熱シールド板を、良熱伝
導部材と弾性係数が上記良熱伝導部材のものより高い部
材とのクラッド板で構成したので、機械的強度を低下さ
せることなく熱シールド板の厚さ寸法を小さくして内外
槽間の寸法を低減することができる、また熱シールド板
の支持材を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による超電導磁石の要部を
示す部分断面図、第２図は磁気浮上車両の概略構造を示
す断面図、第３図は従来の超電導磁石の詳細構造を示す
縦断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線の断面図、第
５図、第６図は従来の熱シールド板の補強構造を示す部
分斜視図である。 図において、（１）は超電導コイル、（２）は超電導コ
イル装置としての超電導磁石、（６）は外槽、（７）は
内槽、（８）は液体冷媒としての液体ヘリウム、（１１
）は配管、（１４）は熱シールド板、（１４ａ）は良熱
伝導部材、（１４ｂ）は高弾性係数部材である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内部を真空に保持する外槽、この外槽内に配設され内
   部に超電導コイルと液体冷媒とを収容する内槽、上記外
   槽と内槽との間に配設され上記外槽から内槽への輻射に
   よる熱侵入を抑制する熱シールド板、およびこの熱シー
   ルド板に固着された冷却用の配管を備えたものにおいて
   、 上記熱シールド板を、良熱伝導部材と弾性係数が上記良
   熱伝導部材のものより高い部材とのクラッド板で構成し
   、その良熱伝導部材に上記配管を固着したことを特徴と
   する超電導コイル装置。