JPH0864880A - 超電導導体収納多重配管 - Google Patents

超電導導体収納多重配管

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JPH0864880A
JPH0864880A JP6194992A JP19499294A JPH0864880A JP H0864880 A JPH0864880 A JP H0864880A JP 6194992 A JP6194992 A JP 6194992A JP 19499294 A JP19499294 A JP 19499294A JP H0864880 A JPH0864880 A JP H0864880A
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Hisaaki Higami
久彰 樋上
Ikuo Ito
郁夫 伊藤
Toshio Kamiide
俊夫 上出
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】曲げ加工による真空断熱層の断熱性能の劣化が
無く、経済的な運転が確保できる多重配管を得る。 【構成】超伝導導体6の外側に冷媒分離管5、第1配管
1、第2配管2、第3配管3および第4配管4を順次形
成して多重管を構成し、第1配管1の内部に冷媒分離管
5により形成される往復流路を用いて極低温冷媒を通流
して超伝導導体6を冷却し、第1配管1と第2配管2、
および第3配管3と第4配管4で形成される層を高真空
に保持して真空断熱層とし、第2配管2と第3配管3と
の間には低温冷媒を通流する。上記の配管のうち、第1
配管1、第2配管2および第4配管4は、各々その内部
の配管および超伝導導体6からなる集合体より高い剛性
を有する配管により形成し、さらに第1配管1および第
3配管3の外周には第1スペーサ9および第2スペーサ
10を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超電導コイル装置間
を接続する超電導ブスバー、あるいは超電導ケーブル
等、内部に超電導導体を収納し多重に配管を配置して真
空断熱層を形成した超電導導体収納多重配管に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、超電導導体を超電導状態として
使用するには、液体ヘリウムや液体窒素などの極低温冷
媒を用いて極低温に冷却、保持する方法が採られる。超
電導コイル装置間を接続する超電導ブスバー、あるいは
超電導ケーブル等、ある距離間を超電導体で結んで電力
を供給する装置においても、超電導体を断熱された配管
内に配置し極低温冷媒で冷却して用いる方法が採られて
いる。この配管は、真空断熱層を形成するために多重配
管構造が用いられるとともに、一方の超電導コイル装置
と他方の超電導コイル装置との間等、2点間を接続する
ために、施工上の容易さを考慮して可撓性をもつ配管で
構成されるのが通例である。
【0003】図2は、従来のこの種の超電導導体収納多
重配管の構成例を示す断面構成図である。本構成に於い
ては、模式的に角形断面で表示された超電導導体16
は、極低温冷媒を通流させる極低温配管11の内部に収
納されている。極低温配管11の外側には、高真空に保
持される真空断熱層17を介して第2内管12が同心円
状に配され、その外側にはシ─ルド層18を介して第3
内管13が、さらにその外側に真空断熱層17を介して
外管14がいずれも同心円状に配されている。極低温配
管11、第2内管12、第3内管13ならびに外管14
は、本多重配管を装置に組み込む際に曲げ加工が容易と
なるように、いずれも薄肉のベローズ状に形成された可
撓性に優れた金属製配管により構成されている。本構成
では、2層からなる真空断熱層17と、常温と極低温の
中間温度の低温冷媒を通流して冷却するシ─ルド層18
とにより極低温内管11の内部への熱侵入量を抑制し、
経済的な運転ができるように配慮している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の超
電導導体収納多重配管においては、真空断熱層およびシ
─ルド層を内包することにより極低温部への熱侵入量を
抑制し、高価な極低温冷媒の消費量を低減して、経済的
な運転ができるように配慮されている。しかしながら、
超電導導体に通流する所要電流が大きくなると、超電導
導体の所要断面寸法が大きくなり、超電導導体の剛性が
高くなって、超電導導体が超電導導体収納多重配管の剛
性を支配することとなる。したがって、このような超電
導導体収納多重配管に曲げ加工を行うと、超電導導体お
よび各種配管がそれぞれの曲がりの差によって偏心して
配置されることとなる。このように偏心が生じると、各
真空断熱層の内側配管と外側配管とが接触して、金属配
管の間で熱伝導による熱の伝搬が生じることとなるの
で、断熱性能が極度に低下し、極低温冷媒の消費量が増
大し、所定の運転が困難になるという難点があった。
【0005】この発明の目的は、内部に収納する超電導
導体の所要電流が大きい大型導体の場合においても、曲
げ加工にともなう真空断熱層の断熱性能の劣化が無く、
極低温部への熱侵入量の増大が防止され、経済的な運転
が確保される超電導導体収納多重配管を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、内部に超電導導体を収納し、
その外周に複数の可撓性を有する配管を多重に配置し、
少なくとも一層の真空断熱層を有する超電導導体収納多
重配管において、各真空断熱層を構成する外側配管を、
同一の真空断熱層を構成する内側配管と、その内部に配
置された超電導導体と、内部に配管をもつ場合にはその
配管とにより構成される集合体の剛性より高い剛性をも
つ配管により形成することとする。
【0007】さらに、上記の超電導導体収納多重配管に
おいて、最内層の真空断熱層を構成する内側配管を、前
記超電導導体の剛性より高い剛性をもつ配管により形成
することとする。さらにまた、上記の超電導導体収納多
重配管において、各真空断熱層を構成する内側配管の外
周に低熱伝導性材料からなるスペーサを配置することと
する。
【0008】
【作用】相対的に剛性の高い外管と相対的に剛性の弱い
内管とからなり、両端が支持された同心円状の二重管に
曲げ加工を行えば、剛性の高い外管に支配された曲げ変
形が加わることとなり、剛性の弱い内管は外管の変形に
準じた変形を受けることとなるので、過大な変形を加え
ない限り、曲げ部分においてもほぼ同心円状の配置が保
持されることとなる。
【0009】したがって、上述のように、超電導導体収
納多重配管の各真空断熱層を構成する外側配管を、同一
の真空断熱層を構成する内側配管と、その内部に配置さ
れた超電導導体と、内部に配管をもつ場合にはその配管
とにより構成される集合体の剛性より高い剛性をもつ配
管により形成することとすれば、曲げ加工を行っても、
各真空断熱層を構成する外側配管と内側配管とはほぼ同
心円状の配置に保持されることとなるので、両配管間の
曲げに伴う接触が回避され真空断熱層の断熱性能が確保
される。
【0010】さらに、最内層の真空断熱層を構成する内
側配管、すなわち極低温冷媒を通流させる極低温配管
を、超電導導体の剛性より高い剛性をもつ配管により形
成することとすれば、曲げ加工を行っても極低温配管と
超電導導体とはほぼ同心円状の配置に保持されることと
なるので、超電導導体との接触による極低温配管の変形
等の異常発生が防止され、断熱性能がより確実に確保さ
れることとなる。
【0011】さらにまた、各真空断熱層を構成する内側
配管の外周に低熱伝導性材料からなるスペーサを配置す
ることとすれば、仮に曲げ加工によって同心円状の配置
に差異が生じることがあっても、スペーサにより内側配
管と外側配管の空隙を維持することができるので、所要
の断熱性能が確保されることとなる。
【0012】
【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明の超電導導体収納多重配管の実施例
の基本構成を示す断面構成図である。本構成に於いて
は、模式的に角形断面で表示された超電導導体6は、極
低温冷媒を通流させる第1配管1の内部に収納されてい
る。第1配管1の外側には、高真空に排気された真空断
熱層7を介して第2配管2が同心円状に配され、その外
側には、常温と極低温との中間温度の低温冷媒を通流し
て冷却するシ─ルド層8を介して第3配管3が、さらに
その外側に高真空に排気された真空断熱層7を介して第
4配管4がいずれも同心円状に配されている。また、超
電導導体6と第1配管1との間に組み込まれている冷媒
分離管5は、超電導導体収納多重配管の一端から供給さ
れる極低温冷媒を、冷媒分離管5の内部の流路と冷媒分
離管5と第1配管1とで構成される流路とを往復させて
同一端から取り出し、効果的に使用するための役割を果
している。また、第1配管1の外周には第1スペーサ9
が、また第3配管3の外周には第2スペーサ10が、い
ずれもラセン状に配置されており、第1配管1と第2配
管2との空隙、第3配管3と第4配管4との空隙を確保
する役割を果している。
【0013】本構成では、第1配管1は、その内部の超
電導導体6より剛性が高くなるように材質および肉厚を
選定して構成されている。また、第2配管2は、その内
部の第1配管1および超電導導体6の集合体での剛性よ
り高い剛性となるように材質および肉厚が選定されてい
る。さらに、第4配管4は、その内部の第3配管3、第
2配管2、第1配管1および超電導導体6の集合体での
剛性より高い剛性となるよう考慮して材質および肉厚が
選定されている。したがって、曲げ加工の際には、第3
配管3およびその内部は第4配管4の変形に沿って変形
し、第1配管1およびその内部は第2配管2の変形に沿
って変形し、超電導導体6は第1配管1の変形に沿って
変形することとなり、超電導導体収納多重配管の断面は
ほぼ同心円状に保持される。なお、冷媒分離管5は、第
1配管1あるいは超電導導体6に接することがあっても
特に特性に影響を及ぼすものではないので、全体の剛性
が不必要に高くなるのを防ぐために極薄肉の配管で構成
されている。
【0014】
【発明の効果】本発明においては、内部に超電導導体を
収納し、その外周に複数の可撓性を有する配管を多重に
配置し、少なくとも一層の真空断熱層を有する超電導導
体収納多重配管において、各真空断熱層を構成する外側
配管を、同一の真空断熱層を構成する内側配管と、その
内部に配置された超電導導体と、内部に配管をもつ場合
にはその配管とにより構成される集合体の剛性より高い
剛性をもつ配管により形成することとしたので、曲げ加
工を行っても配管の偏心による断熱性能の劣化が無く、
経済的な運転が確保できる超電導導体収納多重配管を得
ることができるようになった。
【0015】さらに、最内層の真空断熱層を構成する内
側配管、すなわち極低温冷媒を通流させる極低温配管
を、超電導導体の剛性より高い剛性をもつ配管にとり形
成することとすれば、曲げ加工を行っても超電導導体と
の接触による極低温配管の変形等の異常発生が防止さ
れ、断熱性能がより確実に確保されることとなる。さら
にまた、各真空断熱層を構成する内側配管の外周に低熱
伝導性材料からなるスペーサを配置することとすれば、
仮に曲げ加工により同心円状の配置に差異が生じても、
所要の断熱性能が確保されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超電導導体収納多重配管による実施例
の断面構成図
【図2】従来の超電導導体収納多重配管の断面構成図
【符号の説明】
1 第1配管 2 第2配管 3 第3配管 4 第4配管 5 冷媒分離管 6 超電導導体 7 真空断熱層 8 シールド層 9 第1スペーサ 10 第2スペーサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に超電導導体を収納し、その外周に複
    数の可撓性を有する配管を多重に配置し、少なくとも一
    層の真空断熱層を有する超電導導体収納多重配管におい
    て、前記の真空断熱層を構成する外側配管を、当該真空
    断熱層を構成する内側配管と、その内部に配置された超
    電導導体と、内部に配管をもつ場合にはその配管とによ
    り構成される集合体の剛性より高い剛性をもつ配管によ
    り形成することを特徴とする超電導導体収納多重配管。
  2. 【請求項2】請求項1記載の超電導導体収納多重配管に
    おいて、最内層の真空断熱層を構成する内側配管を、前
    記超電導導体の剛性より高い剛性をもつ配管により形成
    することを特徴とする超電導導体収納多重配管。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の超電導導体収納多
    重配管において、前記の真空断熱層を構成する内側配管
    の外周に低熱伝導性材料からなるスペーサを配置するこ
    とを特徴とする超電導導体収納多重配管。
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