JPH0653036A - 低温用断熱材 - Google Patents
低温用断熱材Info
- Publication number
- JPH0653036A JPH0653036A JP4199835A JP19983592A JPH0653036A JP H0653036 A JPH0653036 A JP H0653036A JP 4199835 A JP4199835 A JP 4199835A JP 19983592 A JP19983592 A JP 19983592A JP H0653036 A JPH0653036 A JP H0653036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frp
- strength
- fiber reinforced
- reinforced plastic
- low temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 極低温に維持された超電導磁石を断熱支持す
る支持材にG-FRP （ガラス繊維強化プラスチック）或い
はC-FRP （カーボン繊維強化プラスチック）があるが、
温度特性による強度上、低温（４Ｋ〜８０Ｋ）高温（８
０Ｋ〜３００Ｋ）で使い別けているので支持装置が複雑
となり、信頼性の点からもより単純な構成のものが望ま
しい。 【構成】 A-FRP （アルミナ繊維強化プラスチック）
は、低温（４Ｋ〜８０Ｋ）において断熱性でC-FRP とほ
ぼ同じであり、高温（８０Ｋ〜３００Ｋ）ではG-FRP な
みで、C-FRP より大きな断熱性があり、強度の点では強
化軸方向強さはG-FRP 、C-FRP より優る。このA-FRP の
引抜棒にC-FRP のクロスを巻付けた複合材とすることに
より、４Ｋ〜３００Ｋに渡って従来より断熱、強度に優
れた支持材が得られた。
る支持材にG-FRP （ガラス繊維強化プラスチック）或い
はC-FRP （カーボン繊維強化プラスチック）があるが、
温度特性による強度上、低温（４Ｋ〜８０Ｋ）高温（８
０Ｋ〜３００Ｋ）で使い別けているので支持装置が複雑
となり、信頼性の点からもより単純な構成のものが望ま
しい。 【構成】 A-FRP （アルミナ繊維強化プラスチック）
は、低温（４Ｋ〜８０Ｋ）において断熱性でC-FRP とほ
ぼ同じであり、高温（８０Ｋ〜３００Ｋ）ではG-FRP な
みで、C-FRP より大きな断熱性があり、強度の点では強
化軸方向強さはG-FRP 、C-FRP より優る。このA-FRP の
引抜棒にC-FRP のクロスを巻付けた複合材とすることに
より、４Ｋ〜３００Ｋに渡って従来より断熱、強度に優
れた支持材が得られた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】超電導磁石装置の断熱材に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】リニアモーターカーなどに用いている車
両の駆動、案内、推進用の超電導磁石装置は超電導コイ
ルを冷媒と共に低温用の内槽容器に収め、更にこの内槽
容器を、その低温を維持するため内部を真空断熱した外
槽容器内に支持装置により宙つりに保持、収容する構成
としている。このとき宙つりのための外槽内の内槽容器
支持装置は、外部からの熱侵入を防ぐため断熱性が要求
され、更に、コイルの電磁力を支持するため機械的強度
も必要である。
両の駆動、案内、推進用の超電導磁石装置は超電導コイ
ルを冷媒と共に低温用の内槽容器に収め、更にこの内槽
容器を、その低温を維持するため内部を真空断熱した外
槽容器内に支持装置により宙つりに保持、収容する構成
としている。このとき宙つりのための外槽内の内槽容器
支持装置は、外部からの熱侵入を防ぐため断熱性が要求
され、更に、コイルの電磁力を支持するため機械的強度
も必要である。
【０００３】このように超電導コイルの断熱性支持装置
には大きな荷重が加わり、且、同時に４Ｋから常温まで
に及ぶ周囲温度からの断熱を計らねばならない。
には大きな荷重が加わり、且、同時に４Ｋから常温まで
に及ぶ周囲温度からの断熱を計らねばならない。
【０００４】そこでこの支持装置の材料に従来から低温
での強度が強く、熱伝導率の小さいC-FRP （カーボン繊
維強化プラスチック）が用いられてきた。
での強度が強く、熱伝導率の小さいC-FRP （カーボン繊
維強化プラスチック）が用いられてきた。
【０００５】ところで、FRP （繊維強化プラスチック）
の熱伝導率は、その特性図（図４）より４Ｋから４０Ｋ
まではC-FRP （カーボン繊維強化プラスチック）、４０
Ｋから３００ＫまではG-FRP （ガラス繊維強化プラスチ
ック）の熱伝導率が小さいことが分かる。
の熱伝導率は、その特性図（図４）より４Ｋから４０Ｋ
まではC-FRP （カーボン繊維強化プラスチック）、４０
Ｋから３００ＫまではG-FRP （ガラス繊維強化プラスチ
ック）の熱伝導率が小さいことが分かる。
【０００６】そこで、従来は図３に示す如く、液体ヘリ
ウムの冷媒で４Ｋに冷却されている超電導コイルを収容
した内槽１と、内槽の外側を液体窒素で７７Ｋに冷却し
た輻射シールド板で被覆してこれを収容した外槽２から
なる超電導磁石の内槽の支持構造は、内槽側をC-FRP に
よる薄肉円筒３、外槽側をG-FRP を用いた中実丸棒４に
よる支持の２重構成にしている。しかし、このような２
重構成は複雑で、設計、製作、品質上種々の問題が生じ
やすいので、更に簡単な構造のものが望まれるわけであ
る。
ウムの冷媒で４Ｋに冷却されている超電導コイルを収容
した内槽１と、内槽の外側を液体窒素で７７Ｋに冷却し
た輻射シールド板で被覆してこれを収容した外槽２から
なる超電導磁石の内槽の支持構造は、内槽側をC-FRP に
よる薄肉円筒３、外槽側をG-FRP を用いた中実丸棒４に
よる支持の２重構成にしている。しかし、このような２
重構成は複雑で、設計、製作、品質上種々の問題が生じ
やすいので、更に簡単な構造のものが望まれるわけであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図４からも
分かるようにA-FRP （アルミナ繊維強化プラスチック）
は４Ｋから３００Ｋの全域で熱伝導率が小さい。それゆ
えA-FRP を用いて上記のような支持構造（図３の場合）
とすることが出来れば良いが、以下のような強度上の問
題が有る。
分かるようにA-FRP （アルミナ繊維強化プラスチック）
は４Ｋから３００Ｋの全域で熱伝導率が小さい。それゆ
えA-FRP を用いて上記のような支持構造（図３の場合）
とすることが出来れば良いが、以下のような強度上の問
題が有る。
【０００８】アルミナ繊維は繊維を重ねて織り込んで行
くと比較的簡単に折れてしまう。つまり繊維自身を引っ
張ったりするときの強度は大きいが、繊維同士が擦れあ
うと脆い。そこで、荷重支持用のロッドとしては、アル
ミナ繊維の一方向引き抜き材を用いる。しかし、圧縮方
向に荷重を支持する場合は繊維の座屈が容易に発生す
る。
くと比較的簡単に折れてしまう。つまり繊維自身を引っ
張ったりするときの強度は大きいが、繊維同士が擦れあ
うと脆い。そこで、荷重支持用のロッドとしては、アル
ミナ繊維の一方向引き抜き材を用いる。しかし、圧縮方
向に荷重を支持する場合は繊維の座屈が容易に発生す
る。
【０００９】本発明は、上記欠点を解消した断熱支持材
を得ることが目的である。
を得ることが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】支持材のロッドを、その
中心はA-FRP 引抜材とし、その外周をC-FRP のクロスを
巻付けて被覆した複合材とする。
中心はA-FRP 引抜材とし、その外周をC-FRP のクロスを
巻付けて被覆した複合材とする。
【００１１】
【作用】この構成により引抜材の強度が向上し、劇的な
破壊挙動が起こり憎いものとなる。
破壊挙動が起こり憎いものとなる。
【００１２】
【実施例】本発明を図１、図２に示す実施例に基づいて
説明する。
説明する。
【００１３】A-FRP （アルミナ繊維強化プラスチック）
による引抜材による丸棒５にC-FRPによるクロス６を巻
付けて構成する。
による引抜材による丸棒５にC-FRPによるクロス６を巻
付けて構成する。
【００１４】A-FRP の中心引抜材５は、アルミナ繊維
を、エポキシ樹脂をマトリックスとしながら引抜き直径
１４mmのロッドとし、さらに、カーボン繊維で直交クロ
スに編んだ１mm厚のクロス６を巻き付ける。こうすると
ロッドが圧縮された場合に発生する半径、円周方向の応
力をC-FRP クロスが負担する。これにより同じ寸法構成
の場合、従来のC-FRP 或いはG-FRP に比し本発明品のほ
うが強度は大きく破壊のときの除荷挙動が緩やかに変化
する。
を、エポキシ樹脂をマトリックスとしながら引抜き直径
１４mmのロッドとし、さらに、カーボン繊維で直交クロ
スに編んだ１mm厚のクロス６を巻き付ける。こうすると
ロッドが圧縮された場合に発生する半径、円周方向の応
力をC-FRP クロスが負担する。これにより同じ寸法構成
の場合、従来のC-FRP 或いはG-FRP に比し本発明品のほ
うが強度は大きく破壊のときの除荷挙動が緩やかに変化
する。
【００１５】このような構成の本発明のロッドと従来構
成のロッドの圧縮破壊試験時の荷重vs撓み関係特性を図
２に示す。
成のロッドの圧縮破壊試験時の荷重vs撓み関係特性を図
２に示す。
【００１６】C-FRP の引き抜き材にC-FRP のクロスを巻
き付けた構成に比べても、A-FRP の引き抜き材にクロス
を巻き付けた本発明のもののほうが界面での接触圧力が
大きい。これは両者の線膨脹係数の差による。そのため
本発明品である後者のほうが若干ながら高強度である。
き付けた構成に比べても、A-FRP の引き抜き材にクロス
を巻き付けた本発明のもののほうが界面での接触圧力が
大きい。これは両者の線膨脹係数の差による。そのため
本発明品である後者のほうが若干ながら高強度である。
【００１７】上記の如く本発明による断熱支持材を用い
ることにより、支持装置が単純化され、しかも性能は向
上する。
ることにより、支持装置が単純化され、しかも性能は向
上する。
【００１８】
【発明の効果】本発明により従来より低温での断熱性と
強度が共に増した断熱材が得られ、信頼性の向上した超
電導磁石が得られることとなる。
強度が共に増した断熱材が得られ、信頼性の向上した超
電導磁石が得られることとなる。
【図１】本発明による断熱材の（ａ）断面正面図と
（ｂ）上面図、
（ｂ）上面図、
【図２】本発明による断熱材と従来品との荷重−撓み特
性曲線、
性曲線、
【図３】従来の断熱支持装置正面断面図、
【図４】各種繊維強化プラスチックの特性曲線図であ
る。
る。
１…内槽 ２…外槽 ５…A-FRP 引抜材 ６…C-FRP クロス
Claims (1)
- 【請求項１】 A-FRP （アルミナ繊維強化プラスチッ
ク）の引抜棒にC-FRP （カーボン繊維強化プラスチッ
ク）のクロスを巻き付けてなることを特徴とする低温用
断熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199835A JPH0653036A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 低温用断熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199835A JPH0653036A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 低温用断熱材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653036A true JPH0653036A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16414437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4199835A Pending JPH0653036A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 低温用断熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653036A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324706A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Hitachi Ltd | 超電導磁石の内槽支持装置 |
| JP2002367823A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-20 | Hitachi Ltd | 超伝導磁石の荷重支持体および超伝導磁石装置 |
| JP2017054924A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社有沢製作所 | 荷重支持材及びその製造方法 |
| CN116864258A (zh) * | 2023-08-08 | 2023-10-10 | 西安聚能超导磁体科技有限公司 | 一种支撑连接结构及超导磁体 |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP4199835A patent/JPH0653036A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324706A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Hitachi Ltd | 超電導磁石の内槽支持装置 |
| JP2002367823A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-20 | Hitachi Ltd | 超伝導磁石の荷重支持体および超伝導磁石装置 |
| JP2017054924A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 株式会社有沢製作所 | 荷重支持材及びその製造方法 |
| CN116864258A (zh) * | 2023-08-08 | 2023-10-10 | 西安聚能超导磁体科技有限公司 | 一种支撑连接结构及超导磁体 |
| CN116864258B (zh) * | 2023-08-08 | 2024-07-16 | 西安聚能超导磁体科技有限公司 | 一种支撑连接结构及超导磁体 |
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