JPH0620012B2 - 超電導磁石の内槽支持装置 - Google Patents

超電導磁石の内槽支持装置

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JPH0620012B2
JPH0620012B2 JP59229243A JP22924384A JPH0620012B2 JP H0620012 B2 JPH0620012 B2 JP H0620012B2 JP 59229243 A JP59229243 A JP 59229243A JP 22924384 A JP22924384 A JP 22924384A JP H0620012 B2 JPH0620012 B2 JP H0620012B2
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は主に超電導磁気浮上車等に使用される超電導
磁石の内槽支持装置に関し、特に金属製中間支持円筒を
含む複数の支持円筒を次々と係合してそれぞれ多重管構
造とした一対の円筒群で内槽を挟み込み支持する多重円
筒挟み込み方式の超電導磁石の内槽支持装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
現在、将来的交通機関の一つとして超電導磁気浮上車の
開発が進められている。この超電導磁気浮上車に使用さ
れる超電導磁石は、超電導コイルを格納した内槽を真空
容器である外槽内に支持し、且つその内槽を液体ヘリウ
ム等により極低温状態に冷却保持して構成される。とこ
ろでこうした超電導磁石では、極低温の内槽に対して外
部熱の侵入を出来るだけ遮断する必要があると共に、車
両の磁気浮上時に該内槽に大きな荷重力が作用するの
で、その内槽を支持する支持装置としては、大きな荷重
支持強度を有し且つ断熱性に優れていることが要求され
る。そうした条件を満たしたものとして多重円筒挟み込
み方式の内槽支持装置がすでに知られている。
その従来の多重円筒挟み込み方式の内槽支持装置を第1
0図により説明すると、図中1は超電導コイル(図示省
略)を格納し且つ液体ヘリウムにより極低温に冷却され
る内槽で、この内槽1は真空状態にされる外槽2内に支
持装置により断熱支持されている。その内槽支持装置
は、該内槽1に設けた支持座3を、複数の支持円筒を次
々と係合してそれぞれ多重管構造とした上下一対の円筒
群4A,4Bで挟み込み支持する構成である。その上下
両円筒群4A,4Bは、FRP製等の強度が高く且つ熱
絶縁性の良好な大径支持円筒5A,5Bと、それらの内
周に配するステンレス製等の強度の高い金属製中間支持
円筒6A,6Bと、更にそれらの内周に配する上記同様
FRP製等の小径支持円筒7A,7Bとからそれぞれな
り、上記大径な支持円筒5A,5Bがその両者の対向端
部で上記内槽1の支持部材3を直接上下から挟み込み支
持し、また上記金属中間支持円筒6A,6Bの各上下端
には内外鍔部8a,8b及び9a,9bが形成され、そ
の上下端(反対向端)の外周に向け突出する鍔部8a,
8bが上記大径支持円筒5A,5Bの反対向端を上下か
ら挟み込むように係合支持し、更にその中間支持円筒6
A,6Bの対向端の内周に向け突出する鍔部9a,9b
を上記小径な支持円筒7A,7Bの対向端が上下から挟
み込むように係合支持している。なお上記金属製中間支
持円筒6A,6Bは互いの対向端側鍔部9a,9bから
更に延出し合って互いに内外で嵌合する嵌合部10a,
10bが形成されている。また上記小径支持円筒7A,
7Bの反対向端は上下のスペーサ兼支持座11A,11
Bに係合して、その上側支持座11Aを押え付けるフラ
ンジ12aを有した締結ねじ棒12と下側の上記支持座
11Bとの螺合締付けにより締結支持されている。そし
て締結ねじ棒12のフランジ12aと、下側の支持座1
1Bに螺合してその回り止めを兼ねるフランジ13とが
上記外槽2の上下2A,2Bに溶接固定されて、該外槽
2内の気密を保と共に、内槽1からの荷重力を受けて外
槽2に伝えるようになっている。
また、上記従来の超電導磁石の内槽支持装置では、外部
熱の侵入量を確実に低減する目的で、上述の如くFRP
等の熱絶縁性材料を支持材に使用するだけでなく、更に
途中で熱アンカーをとるように、上下両円筒群4A,4
Bの金属製中間支持円筒6A,6Bの鍔部8a,8bに
熱シールド板14A,14Bを接続して取付け、且つそ
の上下両熱シールド板14A,14Bに液体窒素冷却形
の冷却配管15A,15Bを取付けている。
ところで、上記超電導磁石は車両に搭載して使用する場
合、軽量・コンパクト化が要求され、外槽2その他にア
ルミニウム等の軽量材を使用する工夫がなされている
が、それ以上の軽量化並びにコンパクト化は限界に達し
ている。特に車上の超電導磁石の超電導コイルと地上側
のコイルとの距離を小さくすることによりその相互電磁
力の増加が図れて、車両の設定浮上力・推進力等の電磁
力を得るための超電導コイルの必要励磁力を低減できて
非常に有効であるが、そうしたことが困難な問題があっ
た。
つまり、上記従来の超電導磁石の内槽支持装置において
は、上下両円筒群4A,4Bの金属製中間支持円筒6
A,6B相互の嵌合部10a,10bが互いにラフにス
ライド嵌合しているだけで、その相互の熱接触が全く不
充分であって熱伝導が行なわれない。この為に熱アンカ
ーをとるのに、その両中間支持円筒6A,6Bにそれぞ
れ熱シールド板14A,14Bを接続して冷却配管15
A,15Bを取付ける必要があった。従って、上下両方
に冷却配管15A,15Bの配管接続などの艤装スペー
スをとらなければならず、どうしても図示L寸法が必要
で、内槽1内の超電導コイルと地上側コイルとの間隔を
縮小することができない問題があった。また上述の如く
上下両方にそれぞれ冷却配管15A,15Bを配設する
ことから、構成が複雑で全体の重量軽減及びコンパクト
化が図れなかった。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、一対の円筒
群の金属中間支持円筒相互の熱接触が充分で、互いに常
に同一レベルに達し得て、従来のようにそれぞれに冷却
配管を取付なくても片側だけ両方の熱アンカーを確実に
とることができ、引いては超電導磁石としての全体の構
成の簡素化及び軽量・コンパクト化並びに内槽内超電導
コイルと地上との間隔縮小化が可能で、これによる超電
導コイルの必要起磁力の低減が可能で更に小型・軽量化
が計れるようになるなど、非常に効果大なる超電導磁石
の内槽支持装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この発明の超電導磁石の内槽支持装置は、上記目的を達
成すべく、真空外槽内に複数本の支持円筒を次々と係合
してそれぞれ多重管構造とした一対の円筒群で内槽を挟
み込み支持する多重円筒挟み込み支持方式の超電導磁石
の内槽支持装置で、上記両円筒群のそれぞれの金属製中
間支持円筒の相互の嵌合部を、ばねリングやテーパーリ
ングを設けるか或いは相互に熱収縮率の異なる材料で構
成することにより、互いに充分に熱接触せしめて両者の
温度が常に同一レベルになるように構成して、冷却配管
による熱アンカーを片側のみで済むようにしたものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を第1図及び第2図により説明
する。なおその図中上記第10図で述べたものと同様の
構成をなすものには同一符号を付して説明の簡略化を図
ることにする。
ここで、上下円筒群4A,4Bのそれぞれの金属製中間
支持円筒6A,6Bは、互いの対向端側の嵌合部10
a,10bが従来の如く単なるスライド嵌合しているだ
けでなく、その嵌合部10a,10bから鍔部9a,9
bに亘り内周に開口する断面略C字状の溝16を構成す
る形状とされ、その溝16内に第2図に示す如き断面略
U字状をなすばねリング17が密接圧入嵌合されて、上
下中間支持円筒6A,6B相互を充分に熱接触せしめて
いる。つまりばねリング17がばね効果により上下両中
間支持円筒6A,6Bに圧接して、その両者間の熱接触
に充分に確保して互いの熱伝導を良好にしている。
なおその中間支持円筒6A,6Bでの熱アンカーはその
上側の中間支持円筒6Aの上端鍔部8aにのみ従来同様
熱シールド14Aを接続して冷却配管15Aを設けるこ
とで行ない、下側の中間支持円筒6Bの下端鍔部8bに
は熱シールド板14Bを取付けるだけで冷却配管は設け
ない。
而して、上述した構成の超電導磁石の内槽支持装置で
は、上下中間支持円筒6A,6B相互の熱接触がばねリ
ング17により充分確保されて、そのばねリング17を
介して互いに熱伝導が良好となって熱アンバランスを生
じることなく常に略同一温度レベルに達し得るようにな
る。このために、従来のように上下両方にそれぞれと冷
却配管を取付けて熱アンカーを取らなくても、そ上下ど
ちらか片側だけに冷却配管を設けるだけで、両方の熱ア
ンカーを確実にとることができ、これにて第1図の如く
上部のみに冷却配管15Aを設け、下部には冷却配管を
設けない構成とすることが可能となり、それだけ超電導
磁石としての全体の構成の簡素化及び軽量・コンパクト
化が計れると共に、特に下部艤装スペースが従来のL寸
法から数倍小さいl寸法に縮小することができて、内槽
内超電導コイルと地上コイルとの間隔を大幅に縮小し得
ることになり、引いては超電導コイルの必要起磁力の低
減が計れて、更に超電導磁石全体の小型・軽量化が計れ
るようになる。
なお、第3図乃至第5図は上記第2図に示したばねリン
グ17のそれぞれ変形例を示すもので、まず第3図のば
ねリング17Aは、弾力性をより持たせて熱接触を効果
的に確保するために、スリット17aを周方向に間隔を
存して多数形成した構成である。
また第4図のばねリング17Bは、上記第3図のものと
同じ目的で、多数の切欠17bを形成した構成である。
更に第5図のばねリング17Cは、複数枚のばね薄板c
…を積層し、且つその外側に熱伝導性の良い例えば、銅
製の被膜17c′を重合して、弾力性をより持たせると
共に、被覆17c′による熱伝導性をより効果的にした
構成である。
次に、第6図はこの発明の他の実施例を示すもので、上
下中間支持円筒6A,6Bの対向端側の部分のみを断面
で図示し、その他全体構成は上記第1図と同様であるの
で省略する。ここでは上下中間支持円筒6A,6Bの対
向端側の鍔部9a,9bから更に延出する嵌合部10
a,10bの部分の外周に断面すりばち状の溝18を形
成し、その溝に外周から取囲むように圧接嵌合するテー
パーリング19を設けて、そのテーパーリング19の上
下ラッパ状部での圧接により上下中間支持円筒6A,6
Bの熱接触を充分確保するようにした構成であり、これ
でも前述した実施例と同様の効果が得られることにな
る。
なお、第7図及び第8図は上記テーパーリング19のそ
れぞれ変形例を示すもので、第7図のテーパーリング1
9Aは、より弾力性を持たせるべくスリット19aを形
成した構成であり、第8図のテーパーリング19Bは同
じく弾力性を高めるべく切欠19bを形成した構成であ
る。
なお更に上記第2図乃至第4図の各ばねリング17,1
7A,17B及び第6図乃至第8図の各テーパーリング
19,19A,19Bは、その中間支持円筒に対する接
触面に熱伝導性の良い材料を被覆例えば、銅メッキして
おくことで、より一層充分な熱接触が得られて効果的と
なる。
また、第9図はこの発明の更に他の実施例を示すもの
で、上記第6図と同様の部分のみを断面で示す。ここで
の上下中間支持円筒4C,4Dは、その互いの対向端側
鍔部9c,9d及びそこから更に延出した10c,10
dいずれも形状的に第10図の従来のものと同様である
が、その互いの嵌合時外周側となる嵌合部10cを持つ
中間支持円筒6Cは比較的熱収縮率の大きな材料例え
ば、アルミニウム(Al)で、その反対の内周に嵌合す
る嵌合部10dを持つ中間支持円筒6Dは熱収縮率の小
さな材料例えば、チタン(Ti)で構成されている。こ
うして両者の熱収縮率を異にしてその差により互いの嵌
合部10cと10dとを密に接触させて充分な熱接触を
確保するようにした構成で、これでも上記同様の効果が
得られるようになる。
なお、この発明は上述した実施例以外にその他各種変更
しても可であり、例えば第1図の如く外槽2に締結ねじ
棒12のフランジ12a及びフランジ13とを溶接固定
して、極低温側の内槽1に支持座3を設けているが、そ
の逆に上記締結ねじ棒12のフランジ12a及びフラン
ジ13を極低温側の内槽1に溶接固定して、支持部3を
該内槽1でなく外槽2内に固定した梁(図示せず)に設
けるようにした構造の場合にも同様に適用できる。
また上下円筒群4A,4Bをそれぞれ3重管構造として
が、それ以外に支持円筒を増やして例えば5重管構造の
ように多重化したものでも上記同様に適用可である。更
に熱シールド板が例えば80K温度レベル20K温度レ
ベルのように複数層の構造となた場合でも、それぞれの
熱アンカーを取る中間支持円筒を上記同様の構成とする
ことで同等の効果が期待できる。
〔発明の効果〕
この発明は上述の如くなしたから、多重円筒挟み込み支
持方式での両円筒群の金属製中間支持円筒相互の熱接触
が充分で、互いに常に同一温度レベルに達し得て、従来
のようにそれぞれに冷却配管を取付けなけても片側だけ
で両方の熱アンカーを確実にとることができる。従っ
て、その片側冷却配管の不要の分、超電導磁石としての
全体の構成の簡素化及び軽量・コンパクト化が計れると
共に、特に内槽内超電導コイルと地上コイルとの間隔を
大幅に縮小することができて、引いては超電導コイルの
必要起磁力の低減が計れて、更に超電導磁石全体の小型
・軽量化が計れると共に、省電力化が期待できるように
なる。
更には片側の冷却配管を廃止できることにより、真空漏
れ事故の発生する危険がある外槽内部での配管接続の数
が減少するので、信頼性の向上が計れる上に、超電導磁
石の製作が容易となり、その組立て時間及び試験時間の
大幅な短縮が可能となるなど、非常に効果大なる超電導
磁石の内槽支持装置となる。
【図面の簡単な説明】
第1図この発明の一実施例を示す断面図、第2図は同実
施例に用いたばねリングの斜視図、第3図乃至第5図は
ばねリングの各種異なる変形例を示すそれぞれ斜視図、
第6図はこの発明の他の実施例を示す要部分の断面図、
第7図及び第8図は第6図のテーパーリングのそれぞれ
異なる変形例を示す斜視図、第9図は更にこの発明の他
の実施例を示す要部分の断面図、第10図は従来例を示
す断面図である。 1……内槽、2……外槽、2A,2B……外槽上下板、
3……支持座、4A,4B……円筒群、5A,5B,7
A,7B……支持円筒、6A,6B,6C,6D……中
間支持円筒、8a,8b,9a,9b,9c,9d……
鍔部、10a,10b,10c,10d……嵌合部、1
1A,11B……スペーサ兼支持座、12……締結ねじ
棒、12a,13……フランジ、14A,14B……熱
シールド板、15A,15B……冷却配管、16,18
……溝、17,17A,17B,17C……ばねリン
グ、19,19A,19B……テーパーリング、17
a,19a……スリット、17b,19b……切欠、1
7c……ばね薄板、17c′……熱伝導性の良い被膜。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超電導コイルを格納して極低温に冷却され
    る内槽を真空容器である外槽内に複数本の支持円筒を次
    々と係合してそれぞれ多重管構造とした一対の円筒群で
    挟み込み支持する超電導磁石の内槽支持装置において、
    上記両円筒群のそれぞれの金属製中間支持円筒の相互の
    嵌合部を、その両者に圧接するばねリング又はテーパー
    リングを設けることにより、互いに充分熱接触せしめて
    両者の温度を同一レベルにする構成としたことを特徴と
    する超電導磁石の内槽支持装置。
  2. 【請求項2】 ばねリング又はテーパーリングは熱伝導性の良い材料か
    らなる被膜を施していることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の超電導磁石の内槽支持装置。
  3. 【請求項3】超電導コイルを格納して極低温に冷却され
    る内槽を真空容器である外槽内に複数本の支持円筒を次
    々と係合してそれぞれ多重管構造とした一対の円筒群で
    挟み込み支持する超電導磁石の内槽支持装置において、
    上記円筒群のそれぞれの金属製中間支持円筒の相互の嵌
    合部を、その両者互いに熱収縮率の異なる材料で構成し
    て常に密接状態とすることにより、互いに充分熱接触せ
    しめて両者の温度を同一レベルにする構成としたことを
    特徴とする超電導磁石の内槽支持装置。
JP59229243A 1984-10-31 1984-10-31 超電導磁石の内槽支持装置 Expired - Lifetime JPH0620012B2 (ja)

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