JPS6060703A - 超電導磁石用低温配管の支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超電導浮上式鉄道等に用いられる超電導磁石に
おいて、常温部と低温部又は低温部相互間等を接続する
低温配管の支持構造に関する。

し発明の技術的背景とその問題点〕 第１図は超電導磁石の断面図であり、特に、超電導磁石
に冷媒を供給又は回収する低温配管の一例について述べ
る。第１図において、ｌは超電導コイル、２は超電導コ
イル１を冷却する液体ヘリウム、３は超電導コイルｌ及
び液体ヘリウム２を収納する内槽、４は内槽３と外気温
を真空断熱するために設けられた外槽で、内部は真空状
態に保たれている。５は内槽３に発生したヘリウムガス
を外部に導出したり、冷媒を注入する低温配管、６は低
温配管５を断熱支持する支持装置である。

７は内槽３を断熱支持する荷重支持材である。その他、
配管、リード、シールド等があるが図では簡略化の為省
いている。

ここで、超電導コイル１を超電導状態に保持するために
は、極低温の液体ヘリウム温度に保たなければならない
。

しかしながら、液体ヘリウム２は外部からの熱浸入によ
って蒸発してしまうので、熱浸入量を低減することは超
電導状態での超電導コイル１の運転時間延長と省ヘリウ
ム化、さらに冷凍機を搭載している場合には、冷凍機能
力を軽減することにつながる。熱浸入量は大別して低温
配管５、荷重支持材７等、内４ｇ１３がら外Ｍ４に直接
つながったものからの熱伝導と、内槽３表面への熱輻射
によるもの七があるが、熱伝導による熱侵入の占める割
合は大きく、特に低温配管５からの熱侵入低減は超電導
磁石の機能上大いに寄与する。低温配管５からの熱伝導
低減方法として管長を長くするか管径を小さくすれば良
いが、時間当りの冷媒注入量、ガス排出量、管の圧力損
失から管径は決定されるので管長を超電導磁石の構造上
許容範囲内で長くするのが一般的である。

しかしながら、艮＜シた低温配管５を内槽３と外槽４と
の２点で支えることは振動により支持部に応力集中があ
る。

また、固有振動数が低くなり共振等で不利なことが多い
ので、機械的強度上から両容器３，４に低温配管５の断
熱支持装置６が設けられている。

従来、この種の支持装置は例えば第２図及び第３図の如
く、外槽４に固着された固定台８より剛性が高く両端部
に取付穴を有する支持部材１１が低温管５の近くまで突
設状に固着され、その端部にバンド１０により予め低温
管５に断熱材９を数個け、直接バンド１０が低温管５に
触れないよう第３図の如く支持される。

以上の構成で、外部の熱は外槽４→固定台８→支持部材
１１→バンド１０へ伝導するが、断熱材９で低温配管５
への熱侵入を断熱する構造である。

しかし、この構造においては内槽３に液体ヘリウム２を
溜めた時、低温配管５は常温から約３００’０の温度差
を持って熱収縮が起こり、内槽３を昇温したときには、
その逆に低温時から見ると熱膨張が起こることになるの
で、この熱収縮あるいは膨張により、低温配管５は支持
装置６に対してその長手方向に動くことになる。

以上の低温配管５の動きに対して、断熱材９が追随すれ
ばよいが低温配管５と断熱材９との摩擦力によって第４
図に示すように断熱材９が突出してしまう。加えて断熱
材９はくずれ易く振動等によってはくずれを加速度的に
増加するという欠点があった。また断熱材９が追随する
場合においても摩擦力の関係から連続的な動きができな
いため断続的となり超電導コイルにとって悪影響を及ぼ
すという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上述の欠点を解消するためになされたもので、
特に、低温配管の支持構造を温度の変化に追随すると共
に熱伝導を抑え、かつ振動にも耐えられるものを得るに
ある。

し発明の概要〕 本発明は超電導磁石において、常温部と低温部又は低温
部相互間などを接続する低温配管の支持部を、低温配管
長手方向の温度変化による膨張。

収縮に追随し、かつ重力方向には剛性を有するよう弾性
部材で支持したものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第５図は第２図の相当図で、第１図及び＠２図の如く、
超電導コイル１、液体ヘリウム２、内槽３、外槽４、低
温配管５、荷重支持材７、固定台８及び取付ねじ１２ａ
、１２ｂ等は従来の方法と同様であるため説明を一部省
略する。

内槽より外＋１４を貫通して設けられる低温配管５を、
外槽４内で支持するため第５図の如く、予め外槽４内壁
部に固定台８を固着し、これに支持部材１３を低温配管
５の上部で直交する片持状に突出させ、その端部下方に
延出する部材１３ａを低温配管５の水平方向と略同位置
に設けると共に、部材１３ａの２側面に活って水平方向
に、がっ低温配管５の長手方向と直交面（交差面）とす
る如く低温配管５の外径部に直接、または数句部材を介
して一体的に固定された金橘、合成樹脂又はセラミック
などからなる弾性部材１４を設けて、低温配管５の軸方
向に自在にたわみを有し、重力方向にはたわまないよう
に支持するものである。

ここで取付ねじ１２ａ、１２Ｃなどの部分で前後、左右
に微調するため長穴などを双方またはいずれか一方に設
けることは自由である。

捷だ、支持部材として低温配管５の膨張、収縮に対し自
在に追随できる弾性部材１４は単数または複数個を重ね
合せて設けてもよく、支持部材１３と弾性部１４とを入
れ替た構成でもよい。

ところで、上記支持部材１３が長く片持状に突出さゼて
設けたのは外槽４がらの熱侵入を低減させるため長く延
出させたものである。また、上記支持部材１３を断面の
小さい薄い弾性部材１４等で行なえばいっそう効果的で
ある。

上記構成から成る低温配管支持構造によれば、低温配管
の熱収縮あるいは膨張による軸方向の動きを板ばねの連
続的なたわみにより許容することができ、さらに、他方
向に対しては高い剛性が確保できる。従って振動等機械
的強度に対しても充分強い支持構造とすることができる
。

し発明の他の実施例〕 第６図は外槽４と低温配管５の間に直接的に板ばねなど
の弾性部材１４ａを設けたものであって、それぞれ端部
は図では直接結合した形態をなしているが間接的に介在
物を取付けて締結体で固着することもできる。

第７図は外槽４に固着された支持部材１３ｂが低温配管
５より下側に位置し、これより上方にて弾性部材１４ａ
、１．４ｂで支持する場合を示したものである。これも
同様に弾性部材１４ａ、１４ｂは第６図と同様に必要に
応じ形態を変えて支持されるものである。

第６図及び第７図も同様に第１の実施例と同様の効果を
秦するものである。

〔発明の総合的効果〕

本発明によれば低温配管の温度変化に伴なって膨張、収
縮する長手方向の支持点が固定形に形成されていても仮
ばねなどの弾性体により追随が自在とカリ、支持部の経
年（経時）変化を起すことがなくなる。

また、伸縮方間に可撓性を有するため支持各部に熱敲力
等の局部応力も小さく抑えることができる他、振動２重
力方向の支えも完全に々し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来形の超電導磁石の冷却槽の断面図、第２図
は第１図■の低温配管支持装置の斜視図、第３図は第１
図のＩＩ−ＩＩＩ断面図、第４図は第３図の断熱材が熱
の影響を受け、ずれてしまう現象の説明図、第５図は本
発明の低温配管支持装置の斜視図、第６図及び第７図は
本発明の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・・超電導コイル　２・・・・液体ヘリウム３・
・・・内　４！４・・・・外　槽 ５・・・・低温配管 １４．１４ａ、１４ｂ・・・・弾性部材（７３１７）　
代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 常温部と低温部又は低温部相互間等を接続する低温配管
   の支持装置を備えた超電導磁石において、前記低温配管
   を支持する支持装置の一部を、前記低温配管の軸方向に
   たわむ弾性部材で支持したことを特徴とする超電導磁石
   用低温配管の支持装置。