JPS6347128B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超電導電磁石装置に関する。

一般に超電導電磁石装置は、臨界温度以下にな
ると電気抵抗が零となる超電導線をコイル状に巻
線して形成した超電導コイルを、断熱容器内に収
納し、液体ヘリウムで代表される極低温冷媒によ
つて臨界温度以下に冷却して構成される。

例えば、磁気浮上列車の車載用超電導電磁石装
置としては、従来第１図および第２図に示す超電
導装置が考えられていた。第１図および第２図に
おいて、１は超電導コイル、２は該超電導コイル
１を収納し極低温冷媒を充填する内部容器、３は
上記超電導コイル１を上記内部容器２に支持固定
する固定治具で所定の間隔で配置されている。
又、４は上記超電導コイル１を電気的に絶縁する
絶縁板、５は極低温冷媒の流通口である。そし
て、この様に構成された超電導コイル１は図示さ
れていない断熱容器内に収内され、内部容器２に
極低温冷媒が充填されて臨界温度以下に冷却され
ている。なお、第１図は従来装置の平面図を示
し、第２図は従来装置の断面図を示す。

しかしながら、この様に構成された従来装置に
おいては、次の様な欠点を有していた。即ち、超
電導コイル１と絶縁板４が一体化されていない為
に、超電導コイル１に電流を供給して所望の電磁
石特性を得ようとした場合、超電導コイル１は自
身の発生する電磁力によつて変形しようとする。
この時、超電導コイル１表面と絶縁板４間におい
て摩擦が起り、この摩擦時に発生する摩擦熱が超
電導コイル内に浸入して超電導コイル１の温度を
上昇させ、この温度上昇が臨界温度を越えると超
電導コイル１の超電導特性が破壊されるために、
所望の電磁石特性が得られなかつたり、あるい
は、所望の特性を得るためには多数の通電試験を
行うトレーニングを必要として多大な時間と労力
を費していた。又、超電導コイル１の超電導特性
が破壊される際には超電導コイル１内に蓄積され
ていたエネルギーによつて極低温冷媒例えば液体
ヘリウムの蒸発を招くが、この極低温冷媒の消費
量は膨大なものであつた。即ち、超電導コイル１
の表面における摩擦熱の侵入による不安定性が問
題であつた。

本発明の目的は、上記の欠点である超電導コイ
ル表面からの摩擦熱の侵入による不安定性を解決
した超電導電磁石装置を提供することにある。

本発明は超電導線をコイル状に巻線した後、そ
の表面の１部に所定間隔を配して熱伝導率の小さ
な電気絶縁線で織つた絶縁クロスを交互に積層
し、しかる後、合成樹脂で含浸して一体化した超
電導コイルをチユーブ状の内部容器に金属クロス
と絶縁クロスの積層部を介して超電導コイルを支
持固定する様に収納することで、摩擦熱の発生を
コイル表面から離れた内部容器と積層部表面で生
じさせ、かつ発生した摩擦熱の超電導コイルへの
侵入を絶縁クロスで減らさせ、金属クロスで極低
温冷媒へ放熱させて安定性を向上させるようにし
たものである。

以下本発明の代表的実施例を図面を参照して詳
細に説明する。

第３図は本発明の一実施例を示す。超電導コイ
ル６を内部容器１０に固定するための従来の固定
治具３に相当するものを熱伝導率の大きな金属細
線で織つた金属クロス７と熱伝導率の小さな電気
絶縁線で織つた絶縁クロス８を交互に積層し、し
かる後超電導コイル６と合成樹脂９で全体を含浸
して超電導コイル６と一体化した支持部材１２と
している。この支持部材１２を第１図の固定治具
３に相当するように超電導コイル６に所定間隔を
配し、内部容器１０に超電導コイル６を金属クロ
ス７と絶縁クロス８の積層部分で支持固定するよ
うに収納し、かつ図示されていない断熱容器１０
に収納したものである。この支持固定は、具体的
には例えば内部容器１０をコ字状にして支持部材
１２と一体となつた超電導コイル６を内部容器１
０に収納し、コ字状の内部容器１０の開口部にこ
の開口部を覆う蓋部材を沿わせる。超電導コイル
６と一体となつた支持部材２を内部容器の内径よ
り若干大きく形成することにより蓋部材は支持部
材２に対して押し付ける力が働く、そしてこの押
し付け力を維持しながら溶接することにより内部
容器１０を形成している。従つて、超電導コイル
６は支持部材１２を介して内部容器１０からの押
し付け力によつて支持固定されている。なお、１
１は極低温冷媒の流通口を示す。

前記超電導コイル６は多数本の超電導心線を銅
などの低抵抗金属中に埋込んで、その表面をフオ
ルマール被覆などにより絶縁した超電導線をコイ
ル状に巻線して形成したものである。

前記金属クロス７は、合成樹脂９の浸透が可能
な様に織られ、金属細線としては銅、アルミニウ
ムなどが用いられる。

前記絶縁クロス８は、合成樹脂の浸透が可能な
様に織られ、電気絶縁線としてはガラスフアイバ
ーなどが用いられる。

一方、前記合成樹脂９としては、例えばエポキ
シ樹脂、ワニスなどの成型性と電気絶縁性とを備
えたもので、金属クロス７、絶縁クロス８に含浸
し、超電導コイル６を一体化するものである。

又、前記内部容器１０としては例えばその断面
形状が四角，円，楕円などのものが用いられ、超
電導コイル６の巻線方向に沿つてチユーブ状に形
成され、超電導コイル６を収納するとともに、極
低温冷媒例えば代表的なものとして液体ヘリウム
を充填するものである。

従つて、上記構造の超電導電磁石装置は、超電
導コイル６が支持部材１２を介して内部容器１０
に押し付け力だけで支持固定されている為に、超
電導コイル６に通電して所望の電磁石特性を得よ
うとした場合、超電導コイル６自身の電磁力によ
る変形時の摩擦熱の発生は超電導コイル６の表面
から離れた支持部材１２の表面と内部容器１０間
で発生するようになつている。更に、ここで発生
した摩擦熱が超電導コイル６に伝わらないよう
に、金属クロス７と、絶縁クロス８を積層して支
持部材１２を構成することにより、超電導コイル
６への摩擦熱の侵入を減少して安定性を高めてい
る。この支持部材１２の具体的な働きは次の通り
である。すなわち、内部容器１０と支持部材１２
の表面で発生した摩擦熱は絶縁クロス８によつて
温度勾配が急激となり、熱的移動の抵抗となつて
熱の侵入を防いでいる。更に絶縁クロス８を越え
て侵入する熱は熱伝導率の大きい金属クロス７に
達することにより金属クロス７を伝わつて内部容
器１０内の冷媒に放熱される。

【図面の簡単な説明】

第１図は超電導電磁石装置を示す概略平面図、
第２図は従来の超電導電磁石装置の断面図、第３
図は本発明に係る超電導電磁石装置の断面図であ
る。 ６……超電導コイル、７……金属クロス、８…
…絶縁クロス、９……合成樹脂、１０……内部容
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 含浸超電導コイルと、この含浸超電導コイル
   を収納し、極低温冷媒が充填され前記超電導コイ
   ルの巻線方向に沿つてチユーブ状に形成された内
   部容器と、この内部容器を包囲して設けられた断
   熱容器と、前記超電導コイルを前記内部容器に電
   気的，熱的に絶縁して支持する支持部材とを備え
   た超電導電磁石装置において、前記支持部材を熱
   伝導率の大きな金属細線で織つた金属クロスと熱
   伝導率の小さな電気絶縁線で織つた絶縁クロスを
   交互に積層し、前記超電導コイルと合成樹脂で一
   体化して構成してなることを特徴とする超電導電
   磁石装置。