JPH0669553A - 超電導磁石用輻射熱シールド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気浮上式鉄道の浮上、案内、推進用の超電導
磁石装置において、アルミニューム製の熱シールド板の
振動により内槽に渦電流が誘起され、内槽の熱負荷が増
大する。又、超電導コイルのクエンチ時に電磁力により
変形し、内槽と接触し、熱負荷を増加させる。そこで、
車両走行中の振動による熱負荷を増大させない超電導磁
石装置のを得ることを目的とする。 【構成】 熱シールド板を、ステンレス鋼板などの電気
抵抗が大きく、ヤング率の高い金属の薄板にエンボス加
工により多数の窪みを散在させた板と平面板の２枚を組
合せて、板の中間に空洞を設ける。この空洞部分に冷媒
液を収納可能にした輻射熱シールド構造により、渦電流
の発生を防止すると共に、剛性強化により振動量を低減
し、内槽と熱シールド板の相対振動による渦電流を低減
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気浮上車両に浮上・案
内・推進用として搭載する超電導磁石装置の輻射熱シー
ルドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気浮上式鉄道の超電導磁石装置
について図３〜図５を参照して説明する。

【０００３】磁気浮上式鉄道１は、超電導磁石装置２を
車両３の床下両側面部に取付け、地上の軌道側に設けた
推進コイル４および浮上コイル５と対応させて、車両３
を浮上、案内、推進させる構成になっている。

【０００４】超電導磁石装置２は、真空断熱のための外
槽６、外槽内に収容した内槽７、さらにその内部に超電
導コイル８と冷媒の液体ヘリウム９などから成ってい
る。

【０００５】内槽７の上部には液体ヘリウム９を貯蔵す
る液体ヘリウム溜１０が内槽７に連通して設けられ、さ
らに、外槽６と内槽７の間の真空空間には輻射熱シール
ド１１を配置し、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防いでいる。

【０００６】輻射熱シールド１１には、その熱シールド
板１２を冷却するための流体窒素を流す冷却配管１３を
設け、この熱シールド板１２は、その全体の温度に均一
に保持するため熱伝導率の高いアルミニュームや銅の薄
板で構成している。内槽７と輻射熱シールド１１とは内
槽支持具１４で支持し、外槽６に取付け固定している。
また、液体ヘリウム溜１０も支持具１５で支持固定す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような超電導磁石
装置において、地上側に設けられた推進コイル４および
浮上コイル５に起因する変動磁界によって、外槽６に渦
電流が誘起され、超電導コイル８の作る磁界とで電磁力
が作用する。この電磁力および車両走行に伴う振動が加
振源となり、超電導磁石装置２に振動を発生させる。特
に、寸法制限が厳しく薄板で構成されている輻射熱シー
ルド１１は振動を起こし易く、熱シールド板１２と、超
電導コイル８を収納する内槽７とが相対振動を起こした
場合には、熱シールド板１２が超電導コイル８の発生す
る磁束を切るために、熱シールド板１２にも渦電流が誘
起される。この熱シールド板１２に発生する渦電流が磁
界変化を生じさせ、隣接する内槽７に渦電流が誘起さ
れ、ジュール熱による熱負荷の増加を引き起こす。

【０００８】このため、超電導状態が破壊するいわゆる
クエンチが発生すると、超電導コイル８の急激な磁界変
化で熱シールド板１２に大きな渦電流が誘起され、熱シ
ールド板１２を内槽７側に引き付ける電磁力が働き、熱
シールド板１２が変形して内槽７に接触して液体ヘリウ
ム９の異常蒸発を引き起こす危険性もある。

【０００９】これらの問題点は、地上側に設けられた推
進コイル４および浮上コイル５と対応し、しかも寸法的
制約のある側に顕著に現れる。

【００１０】本発明は、このような超電導磁石装置の熱
負荷の増加を低減すると共に、クエンチ時の熱シールド
板の変形を防止出来る超電導磁石装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、この輻射熱
シールドを、ステンレス等の抵抗率が大きくかつヤング
率の高い金属薄板に、エンボス加工による複数個の散在
する窪みを設け、外周に縁を付けた平面状の平板を組み
合わせて、窪みと外周をそれぞれ溶接し、連続した空洞
を構成して、この空洞部分に冷媒液を通すようにした熱
シールド板を用いて、これを少なくとも地上コイルと対
応する側に設けたものとする。

【００１２】

【作用】このような構成であるので、抵抗率が大きい熱
シールド板には、渦電流が誘起され難く、また、ヤング
率の高い金属薄板に設けた窪みと平面板とにより形成さ
れる空洞を設けてなるシールド板であるので剛姓が高
く、振動による変形量を低減する。さらに、この板内部
の空洞に冷媒液を通して直接冷却するため、温度差が発
生しにくい。

【００１３】

【実施例】本発明について図１及び図２に示す実施例に
基づいて説明する。

【００１４】超電導コイル８を収めた内槽７の外側に抵
抗率が大きくかつヤング率の高い金属薄板としてステン
レス鋼板に多数の凸形状の窪みをエンボス加工により散
在させたステンレス鋼板１６と、外周を折り曲げ縁を付
けた平板１７とを２枚組み合わせて、前記窪みをスポッ
ト溶接し、更に、外周縁を真空を保つようにＴＩＧ溶接
で一体に構成して、多数の窪み周囲を巡った連続する空
洞（空間）１８を形成した熱シールド板１９と、従来の
熱シールド板１２を組合わせた輻射熱シールド２０を構
成する。

【００１５】空洞の内部に冷媒液２１を収納可能にし、
液体窒素の冷媒液２１を供給、回収のために冷媒配管２
２を取付ける。

【００１６】以上は推進コイル４及び浮上コイル５と対
応する側にのみに本発明の熱シールド板１９を付けた場
合であるが、両側に熱シールド板１９を設けた構成であ
っても良い。

【００１７】このような構成により、熱シールド板に抵
抗率が大きい材料を用いているため、熱シールド自体が
渦電流が誘起され難くなる。またヤング率の高い金属の
薄板を凸形状の窪みを付け、板の中間部に空洞を設けた
２枚合わせの形状としているため、熱シールド板の剛性
が高くなり、振動による変形量を低減することが出来
る。このため、相対振動に起因する熱シールドに誘起さ
れる渦電流が低減され、隣接する内槽に誘起される渦電
流も低減される。さらに、一般に抵抗率が大きい材料は
熱伝導も低いが、内部に設けた空洞により、冷媒液で直
接冷却するため、温度差が発生しない。

【００１８】このような本発明による超電導磁石装置で
は、熱シールド自体に渦電流が誘起され難く、且、凹凸
を有する２枚合わの熱シールド板の剛性が高く、振動量
を低減して、相対振動に起因する渦電流が低減し、隣接
する内槽の誘起渦電流も低減される。この結果、内槽の
ジュール発熱による熱負荷の増加を防止する。

【００１９】また、クエンチが発生しても、熱シールド
板の剛性が高いので、変形して内槽に接触して液体ヘリ
ウムの異常蒸発を引き起こすことを防止する。

【００２０】熱シールド板に輻射や渦電流による熱は冷
媒液で直接冷却し、熱シールド板の温度上昇は抑えら
れ、内槽の定常熱負荷を増加させることはない。

【００２１】

【発明の効果】本発明により超電導磁石装置の剛性が高
く、誘起渦電流は低減し、内槽のジュール発熱による熱
負荷の増加を極力小さくできる。

【００２２】また、クエンチが発生しても、熱シールド
の変形が抑えられ、液体ヘリウムの異常蒸発をなどを防
止し、輻射入熱を冷媒液で直接冷却して、内槽の定常熱
負荷を増加させないどの効果により、超電導磁石装置の
安定化等と共に、搭載される冷凍機の能力に余裕がで
き、より小型で経済的なシステムとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超電導磁石装置の断面図、

【図２】（ａ）は図１の部分部詳細図、（ｂ）は（ａ）
の側面図、

【図３】磁気浮上式鉄道の断面図、

【図４】従来の超電導磁石装置の断面図、

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面矢視図である。

【符号の説明】

２…超電導磁石装置 ６…外槽 ７…内槽 ８…超電導コイル ９…液体ヘリウム １１…熱シールド １２…シールド板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超電導コイルを内蔵する内槽と、これを
   真空断熱で収容する外槽などからなる超電導磁石装置の
   前記内外槽の間に、内槽を覆って設ける超電導磁石用輻
   射熱シールドにおいて、 エンボス加工による多数の窪みを設けた、抵抗率及びヤ
   ング率の高い金属板と、その周囲を曲げて縁を設けた平
   面板とを、前記窪み部及び縁部を溶接して空洞を有する
   ２枚合わせの板材を構成し、この板材を熱シールド板の
   一部として構成したことを特徴とする超電導磁石用輻射
   熱シールド。