JPH07169997A - 超電導磁石装置の内槽支持装置 - Google Patents
超電導磁石装置の内槽支持装置Info
- Publication number
- JPH07169997A JPH07169997A JP5315067A JP31506793A JPH07169997A JP H07169997 A JPH07169997 A JP H07169997A JP 5315067 A JP5315067 A JP 5315067A JP 31506793 A JP31506793 A JP 31506793A JP H07169997 A JPH07169997 A JP H07169997A
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- JP
- Japan
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- inner tank
- superconducting magnet
- support cylinder
- cylinder
- metal
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- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低温状態に保持する内槽と外槽を繋ぐ内槽支持
具は熱的に絶縁する構造であるが外槽の振動を伝達して
しまう。内・外槽を熱的にも振動的にも十分に絶縁する
ことが出来る内槽支持装置を得ることである。 【構成】多重挟み込み方式の支持円筒及びその押え金具
のうち金属製のものを転移型非磁性制振材で構成し、内
槽を熱的、振動的に絶縁した支持装置を得る。
具は熱的に絶縁する構造であるが外槽の振動を伝達して
しまう。内・外槽を熱的にも振動的にも十分に絶縁する
ことが出来る内槽支持装置を得ることである。 【構成】多重挟み込み方式の支持円筒及びその押え金具
のうち金属製のものを転移型非磁性制振材で構成し、内
槽を熱的、振動的に絶縁した支持装置を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気浮上式鉄道の超電
導磁石の内槽支持装置に関する。
導磁石の内槽支持装置に関する。
【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を参照して説明する。
について図３を参照して説明する。
【０００３】磁気浮上式鉄道の浮上・案内・推進用に使
用する超電導磁石装置１は車両２の下部の台車３の左右
両側面に設置して、軌道に設けた地上コイル４と対応し
て車両を浮上、案内、推進せしめる。
用する超電導磁石装置１は車両２の下部の台車３の左右
両側面に設置して、軌道に設けた地上コイル４と対応し
て車両を浮上、案内、推進せしめる。
【０００４】超電導磁石１は超電導コイル５とこれを収
容して極低温に維持する内槽６と、内槽を覆う熱シール
ド板７、更に、これを断熱保持するため、内槽支持装置
８を介して宙吊りに収容する真空容器の外槽９に収容し
て構成される。
容して極低温に維持する内槽６と、内槽を覆う熱シール
ド板７、更に、これを断熱保持するため、内槽支持装置
８を介して宙吊りに収容する真空容器の外槽９に収容し
て構成される。
【０００５】超電導磁石はこのような構成と役割をも
ち、従来の電車における台車の駆動電導機と車輪の役を
果たしている。このため超電導磁石に要求される性能と
して前記の駆動力に耐える強度、剛性と共に、車両の運
動性能に関連する車両のばね下重量の一部として、或い
は浮上力のためにも重量の軽減が求められる。
ち、従来の電車における台車の駆動電導機と車輪の役を
果たしている。このため超電導磁石に要求される性能と
して前記の駆動力に耐える強度、剛性と共に、車両の運
動性能に関連する車両のばね下重量の一部として、或い
は浮上力のためにも重量の軽減が求められる。
【０００６】しかし、内部に超電導コイル５を収容した
内槽６に外部からの熱の侵入を防いで冷却用液体ヘリウ
ムの気化を最小限にする為に、外槽９に対し内槽６を支
持する内槽支持装置８もあまり大きく強固なものにする
ことが出来ない。
内槽６に外部からの熱の侵入を防いで冷却用液体ヘリウ
ムの気化を最小限にする為に、外槽９に対し内槽６を支
持する内槽支持装置８もあまり大きく強固なものにする
ことが出来ない。
【０００７】更に、磁気浮上式鉄道の場合は軌道１０に
連続的に配置した地上コイル４に発生する移動磁束に沿
って超電導磁石は移動するが、このとき地上コイル４か
ら作用する電磁力には高次高調波が含まれており、この
高調波加振が超電導磁石にきびしい負荷をあたえるの
で、これ等の負荷に耐え得る超電導磁石が要求される。
このような内槽６を支持する内槽支持装置８の構造とし
て図４に示す構造の多重円筒挟み込み方式が採用されて
いる。これは電磁気的な作用力に対し充分な機械的強度
を有し、同時に熱侵入の低減をはかる構造になってい
る。
連続的に配置した地上コイル４に発生する移動磁束に沿
って超電導磁石は移動するが、このとき地上コイル４か
ら作用する電磁力には高次高調波が含まれており、この
高調波加振が超電導磁石にきびしい負荷をあたえるの
で、これ等の負荷に耐え得る超電導磁石が要求される。
このような内槽６を支持する内槽支持装置８の構造とし
て図４に示す構造の多重円筒挟み込み方式が採用されて
いる。これは電磁気的な作用力に対し充分な機械的強度
を有し、同時に熱侵入の低減をはかる構造になってい
る。
【０００８】即ち、内槽６をまず、ＦＲＰ（繊維強化プ
ラスチック）製支持筒１１（低温側）で支え、これをア
ルミニューム（或いはステンレス鋼）製支持筒１２で支
え、更にＦＲＰ製支持筒１３（高温側）で支持する三重
の多重支持挟み込み方式である。これを外槽に締結して
いる締結棒１４に、押さえ金具１５、１６により固定す
る。
ラスチック）製支持筒１１（低温側）で支え、これをア
ルミニューム（或いはステンレス鋼）製支持筒１２で支
え、更にＦＲＰ製支持筒１３（高温側）で支持する三重
の多重支持挟み込み方式である。これを外槽に締結して
いる締結棒１４に、押さえ金具１５、１６により固定す
る。
【０００９】このような構成により、熱絶縁と共に支持
筒の強度（耐圧縮性と引張性）と軽量化を確保してい
る。
筒の強度（耐圧縮性と引張性）と軽量化を確保してい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように超電導磁石
はきびしい軽量化とともに電磁気的な高調波加振に耐え
なければならない。しかもその高調波加振は数百ヘルツ
におよぶものであるので超電導磁石の部分振動にも配慮
しないと、内槽から外槽間の相対振動による交流ロスや
内槽の機械ロスが発生するという問題が生じる。
はきびしい軽量化とともに電磁気的な高調波加振に耐え
なければならない。しかもその高調波加振は数百ヘルツ
におよぶものであるので超電導磁石の部分振動にも配慮
しないと、内槽から外槽間の相対振動による交流ロスや
内槽の機械ロスが発生するという問題が生じる。
【００１１】この交流ロスや機械ロス発生のメカニズム
を以下に説明する。
を以下に説明する。
【００１２】内槽支持装置８を固定する外槽９の外板
は、構造的寸法的重量的に許容できる最大厚さの厚板で
構成しているが、前記数百ヘルツの高調波加振により部
分的な振動を生ずる。共振点などで外槽９の振動が拡大
する場合、外槽の振動を直接的に内槽６に伝達してしま
う。
は、構造的寸法的重量的に許容できる最大厚さの厚板で
構成しているが、前記数百ヘルツの高調波加振により部
分的な振動を生ずる。共振点などで外槽９の振動が拡大
する場合、外槽の振動を直接的に内槽６に伝達してしま
う。
【００１３】内槽６に振動が伝達されると、外界と熱的
に絶縁されていても、内槽自身に機械的な摩擦熱（機械
ロス）が発生したり、超電導コイルとの相対距離の変化
することにより内槽表面に生ずる渦電流に応じたジュー
ル熱（交流ロス）が発生することになる。内槽にこのよ
うな機械ロスと交流ロスが発生すれば、液体ヘリウムな
どの冷媒により低温に保たれている内槽の温度は上昇
し、超電導磁石の安定性が確保できなくなるという問題
が生じる。
に絶縁されていても、内槽自身に機械的な摩擦熱（機械
ロス）が発生したり、超電導コイルとの相対距離の変化
することにより内槽表面に生ずる渦電流に応じたジュー
ル熱（交流ロス）が発生することになる。内槽にこのよ
うな機械ロスと交流ロスが発生すれば、液体ヘリウムな
どの冷媒により低温に保たれている内槽の温度は上昇
し、超電導磁石の安定性が確保できなくなるという問題
が生じる。
【００１４】内槽の振動がさらに大きくなり液体ヘリウ
ムなどの冷媒の蒸発量が急激に増加し、内槽の温度がさ
らに上昇すると超電導状態の破壊（クエンチ）や、冷媒
の冷凍機の冷凍能力を超えてしまうと浮上式鉄道のシス
テム自体が成立しなくなる事態に発展する恐れがある。
ムなどの冷媒の蒸発量が急激に増加し、内槽の温度がさ
らに上昇すると超電導状態の破壊（クエンチ）や、冷媒
の冷凍機の冷凍能力を超えてしまうと浮上式鉄道のシス
テム自体が成立しなくなる事態に発展する恐れがある。
【００１５】本発明は、外槽と内槽の熱的絶縁を従来と
同等とし、なおかつ、振動的にも充分に絶縁することが
出来る超電導磁石の内槽支持装置を得ることを目的とす
る。
同等とし、なおかつ、振動的にも充分に絶縁することが
出来る超電導磁石の内槽支持装置を得ることを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】浮上式鉄道の超電導磁石
装置に収納される多重円筒挟み込み方式の内槽支持装置
の一部にステンレス鋼と同等の機械的性質を有し、かつ
振動減衰能が高い材料としてＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ合金など
の転位型非磁性制振材による支持円筒で支持筒を構成
し、必要に応じてその表面に良熱伝導性金属膜を形成
し、又、サーマルアンカーを設ける。
装置に収納される多重円筒挟み込み方式の内槽支持装置
の一部にステンレス鋼と同等の機械的性質を有し、かつ
振動減衰能が高い材料としてＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ合金など
の転位型非磁性制振材による支持円筒で支持筒を構成
し、必要に応じてその表面に良熱伝導性金属膜を形成
し、又、サーマルアンカーを設ける。
【００１７】
【作用】上記のような構成による多重円筒挟み方式の内
槽支持装置は、内槽と外槽の熱的な絶縁性が良好で、
且、外槽から内槽へ伝達される機械的振動を大幅に低減
する。
槽支持装置は、内槽と外槽の熱的な絶縁性が良好で、
且、外槽から内槽へ伝達される機械的振動を大幅に低減
する。
【００１８】
【実施例】本発明を図１に示す実施例に基づいて説明す
る。
る。
【００１９】外槽９と接合されている締結棒１４と、Ｆ
ＲＰ製支持筒（高温側）１３との間に制振材製金具１５
Ａ、１６Ａを設け、ＦＲＰ製支持筒（高温側）１３とＦ
ＲＰ製支持筒（低温側）１１との間にＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ
合金などの転位型非磁性制振材製の金属支持筒１２Ａを
設ける。ＦＲＰ製支持筒（低温側）１１と金属製支持筒
１２Ａとの接合部において熱シールド板７を支持する構
成とする。
ＲＰ製支持筒（高温側）１３との間に制振材製金具１５
Ａ、１６Ａを設け、ＦＲＰ製支持筒（高温側）１３とＦ
ＲＰ製支持筒（低温側）１１との間にＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ
合金などの転位型非磁性制振材製の金属支持筒１２Ａを
設ける。ＦＲＰ製支持筒（低温側）１１と金属製支持筒
１２Ａとの接合部において熱シールド板７を支持する構
成とする。
【００２０】このように内槽支持装置を構成すること
で、外槽９から内槽６へ伝達される振動は、確実に制振
材製支持筒１２Ａを経由することとなり、ここで振動エ
ネルギーの大半が、熱エネルギーに変換される。制振材
製支持筒１２Ａは、熱シールド板７と接続しているの
で、この熱エネルギーはほとんど熱シールド板７に伝達
され、内槽６への侵入熱を増加させる事にはならない。
で、外槽９から内槽６へ伝達される振動は、確実に制振
材製支持筒１２Ａを経由することとなり、ここで振動エ
ネルギーの大半が、熱エネルギーに変換される。制振材
製支持筒１２Ａは、熱シールド板７と接続しているの
で、この熱エネルギーはほとんど熱シールド板７に伝達
され、内槽６への侵入熱を増加させる事にはならない。
【００２１】また、振動減衰能の高い支持筒１２Ａはス
テンレス鋼と同等程度の材料強度があり、内槽支持装置
８としての機械的な強度も満足される。
テンレス鋼と同等程度の材料強度があり、内槽支持装置
８としての機械的な強度も満足される。
【００２２】以上により、内槽６の機械ロスは大幅に抑
制されると共に、内槽への侵入熱を増加させることもな
く超電導磁石は安定したものとなる。
制されると共に、内槽への侵入熱を増加させることもな
く超電導磁石は安定したものとなる。
【００２３】他の実施例 （図２参照） 前述の実施例のような内槽支持装置８において、アルミ
ニュームや銅、銀などの良熱伝導体１７を制振材製押え
金具１５Ａ、１６Ａ、制振材製支持筒１２Ａの表面にメ
ッキもしくは、溶射、爆着、圧着などで薄膜を形成させ
ると共に、冷却配管１９より、サーマルアンカ１８を取
る構成にすると良い。
ニュームや銅、銀などの良熱伝導体１７を制振材製押え
金具１５Ａ、１６Ａ、制振材製支持筒１２Ａの表面にメ
ッキもしくは、溶射、爆着、圧着などで薄膜を形成させ
ると共に、冷却配管１９より、サーマルアンカ１８を取
る構成にすると良い。
【００２４】この様な構成とすることで制振材製支持筒
１２Ａで変換された熱エネルギーはより確実に熱シール
ド板７に伝達されるので制振材製支持筒１２Ａの温度上
昇が大幅に低減され、内槽６への熱侵入が抑制でき、超
電導磁石は安定したものとなる。
１２Ａで変換された熱エネルギーはより確実に熱シール
ド板７に伝達されるので制振材製支持筒１２Ａの温度上
昇が大幅に低減され、内槽６への熱侵入が抑制でき、超
電導磁石は安定したものとなる。
【００２５】尚、上記実施例では、支持装置として折返
し支持筒群にて接続、支持する多重円筒管構成の場合に
ついて説明したが、高温部と低温部を接続し、機械的強
度を有する一般的な遮熱支持材について適用しても同様
の効果が得られる。
し支持筒群にて接続、支持する多重円筒管構成の場合に
ついて説明したが、高温部と低温部を接続し、機械的強
度を有する一般的な遮熱支持材について適用しても同様
の効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】本発明により超電導磁石の外槽の共振点
などで振動が拡大する場合、内槽に伝達される振動量が
低減されることで、内槽の機械ロスやＡＣロスを抑制す
ることが出来る。これにより、液体ヘリウムなどの冷媒
によって極低温状態に保持されている内槽容器の温度上
昇が抑制され、その結果、超電導磁石の特性は安定した
ものになる。
などで振動が拡大する場合、内槽に伝達される振動量が
低減されることで、内槽の機械ロスやＡＣロスを抑制す
ることが出来る。これにより、液体ヘリウムなどの冷媒
によって極低温状態に保持されている内槽容器の温度上
昇が抑制され、その結果、超電導磁石の特性は安定した
ものになる。
【図１】本発明による超電導磁石装置の断面図。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図３】超電導磁石装置を搭載した従来の磁気浮上式鉄
道の部分断面図。
道の部分断面図。
【図４】図３の部分断面図。
１…超電導磁石装置 ２…車両 ３…台車 ４…地上コイル ５…超電導磁石コイル ６…内槽 ７…熱シールド板 ８…支持装置 ９…外槽 １０…軌道 １１…ＦＲＰ製支持筒（低温側） １２…金属製支持筒 １２Ａ…制振材製支持筒 １３…ＦＲＰ製支持筒（高温側） １４…締結棒 １５、１６…押え金具 １５Ａ、１６Ａ…制振材製押え金具 １７…熱伝導性金属膜 １８…サーマルアンカ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 知久 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (4)
- 【請求項１】超電導磁石コイルを収容した極低温の内槽
とこの内槽を覆う熱シールド板と、金属或いはＦＲＰ製
の円筒を多重にして形成した支持具及びその押え金具か
らなる円筒支持装置により前記内槽を支持して宙吊りに
収容し、内部を真空熱絶縁した外槽等からなる超電導磁
石装置において、 前記外槽或いは熱シールド板に接触する前記金属製支持
円筒及び押え金具をステンレス鋼材よりも振動減衰能が
高いＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ合金などの転位型非磁性制振金属
で構成した多重円筒支持装置を特徴とする超電導磁石装
置の内槽支持装置。 - 【請求項２】前記熱シールド板や外槽と接している支持
筒或いは押さえ金具部を、表面にアルミニウーム、銅、
銀などの良熱伝導体膜を形成したステンレス鋼よりも振
動減衰能が高い転位型非磁性制振金属から構成したこと
を特徴とする請求項１記載の超電導磁石装置の内槽支持
装置。 - 【請求項３】前記良熱伝導体膜を、振動減衰能が高い材
料の表面に１ｍｍ以下の厚さに形成したことを特徴とす
る請求項２記載の超電導磁石装置の内槽支持装置。 - 【請求項４】前記振動減衰能が高い材料からなる支持筒
にサーマルアンカーを設けたことを特徴とする請求項１
記載の超電導磁石装置の内槽支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5315067A JPH07169997A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 超電導磁石装置の内槽支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5315067A JPH07169997A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 超電導磁石装置の内槽支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169997A true JPH07169997A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18061035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5315067A Pending JPH07169997A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 超電導磁石装置の内槽支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07169997A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP5315067A patent/JPH07169997A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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 |
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