JPH02288275A - 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、液体ヘリウム等を使用して極低温下で通電
する超電導コイル装置に関するものである。

〔従来の技術」 第３図は例えば実開昭６１−９８０９号公報に記載され
たこの種従来の超電導コイル装置を示す側面図、第４図
は第３図のＩＶ−１ｔ／線の拡大断面図である。

図において、（１）は超電導コイルで、液体冷媒として
の液体ヘリウム（２）とともに環状の内槽（３）の内部
に収容されている。なお、内槽（３）はステンレス材で
製作されている。（４）は内部を真空に保持する外槽、
（町は内槽（３）を包囲するように内槽（３）と外槽（
４）との間の真空空間に配設されたアルミニウム製の熱
シールド板で、液体窒素が通流する図示しない配管で冷
却され、外槽（４）から内槽（３）への輻射による熱の
侵入を抑制する。

次に、以上の各部分の支持構造について説明する。先ず
、環状の内相（３）を貫通する形で外槽（４）の内壁間
に筒状の外槽連結棒（６）が溶接により取付は固定され
ている。この外槽連結棒（６）は、第３図に示すように
、内槽（３）の一径方向である装置長手方向に沿ってＬ
の間隔で２個設けられている。そして、熱シールド板（
５１は第１の荷重支持材（７ａ）を介して外槽連結棒（
６）に締結固定されている。更に、第１の荷重支持材（
７ａ）に第２の荷重支持材（７ｂ）を連結し、内槽（３
）はこの第２の荷重支持材（７ｂ）に締結固定されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の超電導コイル装置は以上のように構成されている
ので、装置が運転に入ると、外槽（４）が常温下にある
のに対し、その内部の内槽（３）および熱シールド板（
５）はそれぞれ液体ヘリウム（２）および液体窒素で冷
却されてそれぞれ一２６９℃および川９６℃の極低温下
となる。この結果、内槽（３）および熱シールド板（５
］が熱収縮し外槽（４）との間に変位量が発生し、荷重
支持材（７ａ）　（７ｂ）に大きなストレスが発生する
。そして、外槽連結棒（６）の取付間隔りを大きくする
につれて上記ストレスも大きくなり、遂には荷重支持材
（７ａ）　（７ｂ）の破壊ストレスに達することになる
。

もっとも、荷重支持材（７ａ）　（７ｂ）に発生する上
記ストレスの最大値を低減するため、外槽連結棒（６）
の取付間隔りをあらかじめ内槽（３）等の熱収縮を見込
んで小さ目に組立てる方法も考えられるが、その場合、
寸法管理が非常に厳しくなり組立作業も困難になる。

この発明は以上のような従来の問題点を解消するために
なされたもので、内相等が熱収縮しても荷重支持材にほ
とんどストレスを発生させることがない超電導コイル装
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、荷重支持材を、外
槽連結棒の連接する方向に滑動可能なｊｊ４成で上記外
槽連結棒に係合させたものである。

〔作　　用〕

内槽と熱シールド板とはその温度が低下すると熱収縮す
る。この熱収縮による変位量は荷重支持材と外槽連結棒
との係合機構で吸収される。

〔実　施　例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はその拡大断面図で従来の第４図に対応するものであ
る。図において、従来と異なるのは第１の荷重支持材（
７ａ）と外槽連結棒（６）との係合構造の部分で、以下
、第１図の■−■線の断面図である第２図とあわせて上
記係合構造を説明する。

即ち、第１の荷重支持材（７ａ）と外槽連結棒（６）と
の間に新たに荷重支持材としての荷重伝達金具（８）を
挿入している。この荷重伝達金具（８）は、第１の荷重
支持材（７ａ）に締結され、第１の荷重支持材（７ａ）
を介して加わる内槽（３）および熱シールド板（（５）
の荷重はそのまま外槽連結棒（６）に伝達するが、この
荷重方向と直角の装置長手方向く第２図の間隔りの方向
）には外槽連結棒（６）との間で滑動できるように構成
されている。（９）は荷重伝達金具（８）を外槽連結棒
（６）の軸方向に固定するためのストッパーである。

次に、熱収縮が発生した場合の動作を説明する。

第２図（Ａ）は冷却前、即ち、各部分の温度がいずれも
常温下にある場合の状態、そして第２図（Ｂ）は冷却後
、即ち内槽（３）および熱シールド板（５１が極低温下
にある場合の状態を示す。図において、Ｃ１およびＣ２
は各外槽連結棒（６）の装置長手方向の中心位置、ＤＩ
およびＤ２は荷重伝達金具（８）の同方向の中心位置を
示し、Ｃ１とＣ２との間隔はＬに設定されている。また
、ｌは荷重伝達金具（８）と外槽連結棒（６）との間に
設＋−１られな間隙で、内槽（３）等の熱収縮量に相当
する寸法に選定されている。

今、Ｌ　＝　１６００＋ｕｍ、また、常温から各液体冷
媒温度までのステンレス材やアルミニウム材の熱収縮率
を３／　１０００とすると、 となる。

即ち、予め荷重伝達金具（８）と外槽連結棒（６）との
間に上記した間隙ｌを設けておくことにより、荷重伝達
金具（８）は温度の低下と共に間隔りの中央へ向けて滑
動′する。従って、荷重支持材（７ａＨ７ｂ）（８１に
は内槽（３）等の熱収縮によるストレスは発生しないこ
とになる。

ると、上記した熱収縮によるストレスはほぼ完全に解消
されるが、例えば、運転中に超電導コイル（１）に長平
方向の外力が加わった場合には、残った遊び寸法の範囲
で内槽（３）が移動し衝撃振動を発生よるストレスは多
少発生するが、荷重伝達金具（８）と外槽連結棒（６）
との間の遊びをなくし、上記した衝撃、振動の発生を防
止することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明では、外槽連結棒に係合する荷
重支持材を滑動可能に構成したので、内槽等の熱収縮に
より荷重支持材に発生するストレスを抑制することがで
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コイル装置を
示す拡大断面図、第２図は第１図の■■線の断面図、第
３図は従来の超電導コイル装置を示す側面図、第４図は
第３図のｌｔ／−ＩＶ線の断面図である。 図において、（１）は超電導コイル、（２）は液体冷媒
としての液体ヘリウム、（３）は内槽、圃は外槽、＋５
１は熱シールド板、（６）は外槽連結棒、（７ａ）　（
７ｂ）および（８）は荷重支持材としてのそれぞれ第１
の荷重支持材、第２の荷重支持材および荷重伝達金具で
ある。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　　大　岩　増　雄 第１図 第２図 第３図 第４図 ｂ

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環状の内槽、こ
   の内槽を包囲する中空環状の熱シールド板、上記外槽の
   内壁間に取付け固定され上記内槽の一径方向に沿って所
   定間隔で設けられた複数の外槽連結棒、およびこの外槽
   連結棒と係合し上記内槽と熱シールド板とを支持する荷
   重支持材を備えたものにおいて、 上記荷重支持材を、上記一径方向に滑動可能な構成で上
   記外槽連結棒に係合させたことを特徴とする超電導コイ
   ル装置。