JP2003074553A - 被冷却物支持装置 - Google Patents
被冷却物支持装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0436—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part
- F16C32/0438—Passive magnetic bearings with a conductor on one part movable with respect to a magnetic field, e.g. a body of copper on one part and a permanent magnet on the other part with a superconducting body, e.g. a body made of high temperature superconducting material such as YBaCuO
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/55—Flywheel systems
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/005—Cooling of bearings of magnetic bearings
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被冷却物への侵入熱が低減される被冷却物支
持装置を提供する。 【解決手段】 冷却手段（６）によって冷却される被冷
却物（１）を支持する被冷却物支持装置であって、前記
被冷却物（１）と前記冷却手段（６）とを接続し可撓性
を有する熱伝導体（５）を有し、前記被冷却物（１）を
非接触の状態で支持する。
持装置を提供する。 【解決手段】 冷却手段（６）によって冷却される被冷
却物（１）を支持する被冷却物支持装置であって、前記
被冷却物（１）と前記冷却手段（６）とを接続し可撓性
を有する熱伝導体（５）を有し、前記被冷却物（１）を
非接触の状態で支持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被冷却物支持装置
に関し、特に、高温超電導体の支持装置に関する。
に関し、特に、高温超電導体の支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開２００１−９９１５６には、高温超
電導磁気軸受装置が開示されている。同装置は、図５に
示すように、真空に保持されるケーシング１１９、１２
０、１２１、１２２内に、回転駆動される回転軸１０
３’、１０４’、１０６’と、この回転軸に固定された
スラストカラー１０５に組み込まれた内外周の永久磁石
１０７、１０８及び同永久磁石に対し隙間を存して配置
された高温超電導バルク体１１０よりなる超電導スラス
ト軸受１５０を収納してなる高温超電導軸受装置におい
て、永久磁石１０７、１０８に対向する面と反対の高温
超電導バルク体１１０の背面を熱伝導板１６１に取り付
け、熱伝導板１６１をたわみ導体１６２を介して冷凍機
１６３に接続し、熱伝導板１６１を断熱支持架台１６４
で支持したものである。
電導磁気軸受装置が開示されている。同装置は、図５に
示すように、真空に保持されるケーシング１１９、１２
０、１２１、１２２内に、回転駆動される回転軸１０
３’、１０４’、１０６’と、この回転軸に固定された
スラストカラー１０５に組み込まれた内外周の永久磁石
１０７、１０８及び同永久磁石に対し隙間を存して配置
された高温超電導バルク体１１０よりなる超電導スラス
ト軸受１５０を収納してなる高温超電導軸受装置におい
て、永久磁石１０７、１０８に対向する面と反対の高温
超電導バルク体１１０の背面を熱伝導板１６１に取り付
け、熱伝導板１６１をたわみ導体１６２を介して冷凍機
１６３に接続し、熱伝導板１６１を断熱支持架台１６４
で支持したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の装置によれば、
高温超電導バルク体（被冷却物）１１０を冷凍機１６３
で直接冷却する構造において、高温超電導体１１０を断
熱支持架台１６４を通して真空容器（ケーシング）１２
２に取り付けていた。そのため、支持架台１６４が断熱
材といえども熱伝導により真空容器１２２側から熱侵入
が生じ、高温超電導バルク体１１０の温度が上昇し、性
能劣化するおそれがあった。
高温超電導バルク体（被冷却物）１１０を冷凍機１６３
で直接冷却する構造において、高温超電導体１１０を断
熱支持架台１６４を通して真空容器（ケーシング）１２
２に取り付けていた。そのため、支持架台１６４が断熱
材といえども熱伝導により真空容器１２２側から熱侵入
が生じ、高温超電導バルク体１１０の温度が上昇し、性
能劣化するおそれがあった。
【０００４】被冷却物への侵入熱が低減されることが望
まれる。超電導体への侵入熱が低減されることが望まれ
る。超電導体への熱伝導による侵入熱が低減されること
が望まれる。軸受として用いられる場合、軸を安定的に
支持できることが望まれている軸受として用いられる場
合、軸の制振作用があることが望まれている。
まれる。超電導体への侵入熱が低減されることが望まれ
る。超電導体への熱伝導による侵入熱が低減されること
が望まれる。軸受として用いられる場合、軸を安定的に
支持できることが望まれている軸受として用いられる場
合、軸の制振作用があることが望まれている。
【０００５】本発明の目的は、被冷却物への侵入熱が低
減される被冷却物支持装置を提供することである。本発
明の他の目的は、超電導体への侵入熱が低減される被冷
却物支持装置を提供することである。本発明の更に他の
目的は、超電導体への熱伝導による侵入熱が低減される
被冷却物支持装置を提供することである。本発明の更に
他の目的は、軸受として用いられる場合、軸を安定的に
支持できる被冷却物支持装置を提供することである。本
発明の更に他の目的は、軸受として用いられる場合、軸
の制振作用がある被冷却物支持装置を提供することであ
る。
減される被冷却物支持装置を提供することである。本発
明の他の目的は、超電導体への侵入熱が低減される被冷
却物支持装置を提供することである。本発明の更に他の
目的は、超電導体への熱伝導による侵入熱が低減される
被冷却物支持装置を提供することである。本発明の更に
他の目的は、軸受として用いられる場合、軸を安定的に
支持できる被冷却物支持装置を提供することである。本
発明の更に他の目的は、軸受として用いられる場合、軸
の制振作用がある被冷却物支持装置を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態］で使用する番号・符号を用いて、［課題を解決す
るための手段］を説明する。これらの番号・符号は、
［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記
載との対応関係を明らかにするために付加されたもので
あるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技
術的範囲の解釈に用いてはならない。
形態］で使用する番号・符号を用いて、［課題を解決す
るための手段］を説明する。これらの番号・符号は、
［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記
載との対応関係を明らかにするために付加されたもので
あるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技
術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００７】本発明の被冷却物支持装置は、冷却手段
（６）によって冷却される被冷却物（１）を支持する被
冷却物支持装置であって、前記被冷却物（１）と前記冷
却手段（６）とを接続し可撓性を有する熱伝導体（５）
を有し、前記被冷却物（１）を非接触の状態で支持す
る。
（６）によって冷却される被冷却物（１）を支持する被
冷却物支持装置であって、前記被冷却物（１）と前記冷
却手段（６）とを接続し可撓性を有する熱伝導体（５）
を有し、前記被冷却物（１）を非接触の状態で支持す
る。
【０００８】前記熱伝導体（５）は、前記被冷却物
（１）の支持体としては機能しない。前記被冷却物
（１）は、磁気力により非接触の状態で支持されること
ができる。非接触の状態で支持されることにより、前記
被冷却物（１）への熱伝導による熱侵入を防ぐことがで
きる。前記熱伝導体（５）は、フレキシブルである（可
撓性を有する）。または、前記熱伝導体（５）は、前記
可撓性に代えて変形可能に形成されることができる。前
記熱伝導体（５）は、弾性変形可能に形成されることが
できる。
（１）の支持体としては機能しない。前記被冷却物
（１）は、磁気力により非接触の状態で支持されること
ができる。非接触の状態で支持されることにより、前記
被冷却物（１）への熱伝導による熱侵入を防ぐことがで
きる。前記熱伝導体（５）は、フレキシブルである（可
撓性を有する）。または、前記熱伝導体（５）は、前記
可撓性に代えて変形可能に形成されることができる。前
記熱伝導体（５）は、弾性変形可能に形成されることが
できる。
【０００９】本発明の被冷却物支持装置において、前記
被冷却物（１）は、ケーシング（７）に収容され、前記
ケーシング（７）に対して直接的又は間接的に接触した
状態で設けられた永久磁石（１１）と、前記被冷却物
（１）と同体的に前記永久磁石（１１）の対向位置に設
けられ前記熱伝導体（５）を介して前記冷却手段（６）
によって冷却される超電導体（１２）とを備えている。
被冷却物（１）は、ケーシング（７）に収容され、前記
ケーシング（７）に対して直接的又は間接的に接触した
状態で設けられた永久磁石（１１）と、前記被冷却物
（１）と同体的に前記永久磁石（１１）の対向位置に設
けられ前記熱伝導体（５）を介して前記冷却手段（６）
によって冷却される超電導体（１２）とを備えている。
【００１０】前記被冷却物（１）および超電導体（１
２）は、共通の架台（２）に設けられているという点
で、前記被冷却物（１）および超電導体（１２）は、同
体的に設けられ、機械的に結合している。前記被冷却物
（１）および超電導体（１２）は、同一（単一）の部材
であることができる。前記ケーシング（７）に対して前
記永久磁石（１１）が間接的に接触した状態で設けられ
るとは、前記永久磁石（１１）が前記ケーシング（７）
に対して断熱材（１０）を介して支持されている場合を
含む。
２）は、共通の架台（２）に設けられているという点
で、前記被冷却物（１）および超電導体（１２）は、同
体的に設けられ、機械的に結合している。前記被冷却物
（１）および超電導体（１２）は、同一（単一）の部材
であることができる。前記ケーシング（７）に対して前
記永久磁石（１１）が間接的に接触した状態で設けられ
るとは、前記永久磁石（１１）が前記ケーシング（７）
に対して断熱材（１０）を介して支持されている場合を
含む。
【００１１】本発明の被冷却物支持装置において、前記
被冷却物（１）は、超電導体からなるマグネットであ
る。
被冷却物（１）は、超電導体からなるマグネットであ
る。
【００１２】本発明の被冷却物支持装置において、前記
被冷却物（２１）は、超電導体であり、前記被冷却物
（２１）の対向位置に永久磁石（２３）を有するロータ
（２２）の、超電導磁気軸受として機能する。
被冷却物（２１）は、超電導体であり、前記被冷却物
（２１）の対向位置に永久磁石（２３）を有するロータ
（２２）の、超電導磁気軸受として機能する。
【００１３】本発明の被冷却物支持装置において、前記
被冷却物（２１）は、ケーシング（２４）に収容され、
前記ロータ（２２）は、前記ケーシング（２４）の外部
に設けられている。
被冷却物（２１）は、ケーシング（２４）に収容され、
前記ロータ（２２）は、前記ケーシング（２４）の外部
に設けられている。
【００１４】本発明の被冷却物支持装置において、前記
被冷却物（２１）は、ケーシング（２６）に収容され、
前記ロータ（２５）は、前記ケーシング（２６）の内部
に設けられている。
被冷却物（２１）は、ケーシング（２６）に収容され、
前記ロータ（２５）は、前記ケーシング（２６）の内部
に設けられている。
【００１５】本発明の被冷却物支持装置において、前記
ロータ（２５）には、フライホイール（２７）が設けら
れている。
ロータ（２５）には、フライホイール（２７）が設けら
れている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の被冷却物支持装置の一実施形態を説明する。
明の被冷却物支持装置の一実施形態を説明する。
【００１７】図１を参照して、第１実施形態について説
明する。図１は、高温超電導体からなるマグネット（コ
イル）を断熱支持する装置を示している。図１におい
て、符号１は、臨界温度が４．２Ｋまたは７７Ｋの高温
超電導体からなるマグネット（コイル）であり、架台２
に載置されている。マグネット（コイル）１には、＋端
子３および−端子４を介して給電されている。
明する。図１は、高温超電導体からなるマグネット（コ
イル）を断熱支持する装置を示している。図１におい
て、符号１は、臨界温度が４．２Ｋまたは７７Ｋの高温
超電導体からなるマグネット（コイル）であり、架台２
に載置されている。マグネット（コイル）１には、＋端
子３および−端子４を介して給電されている。
【００１８】架台２は、銅などの熱伝導性の高い材質で
形成されている。マグネット１が載置された面と反対の
架台２の背面２ａは、銅などの熱伝導性の高い材質で形
成された、たわみ導体５を介して冷凍機６の吸熱端６ａ
に直結されている。これにより、マグネット１は、架台
２、たわみ導体５を介して冷凍機６により直接熱伝導に
よって冷却される。たわみ導体５は、特に、図１の上下
方向に可撓性を有している。
形成されている。マグネット１が載置された面と反対の
架台２の背面２ａは、銅などの熱伝導性の高い材質で形
成された、たわみ導体５を介して冷凍機６の吸熱端６ａ
に直結されている。これにより、マグネット１は、架台
２、たわみ導体５を介して冷凍機６により直接熱伝導に
よって冷却される。たわみ導体５は、特に、図１の上下
方向に可撓性を有している。
【００１９】架台２およびたわみ導体５としては、銅お
よび銅合金やアルミニウム等、熱伝導率の良いものであ
れば、材料や構造には限定されない。また、たわみ導体
５として、熱伝導率の良い導線を複数本撚って使用した
り、たわみ性がある板材等を使用することもできる。
よび銅合金やアルミニウム等、熱伝導率の良いものであ
れば、材料や構造には限定されない。また、たわみ導体
５として、熱伝導率の良い導線を複数本撚って使用した
り、たわみ性がある板材等を使用することもできる。
【００２０】符号７は、マグネット１および架台２を収
容するケーシングである。符号８は、ケーシング７に設
けられた真空排気口であり、同排気口８により、真空ポ
ンプ９でケーシング７内の真空排気を行うことによっ
て、真空断熱を行うようになっている。ケーシング７の
内部に、冷凍機６の吸熱端６ａが設置されている。
容するケーシングである。符号８は、ケーシング７に設
けられた真空排気口であり、同排気口８により、真空ポ
ンプ９でケーシング７内の真空排気を行うことによっ
て、真空断熱を行うようになっている。ケーシング７の
内部に、冷凍機６の吸熱端６ａが設置されている。
【００２１】ケーシング７の底部には、ＦＲＰ（繊維強
化プラスチック）等の断熱支持架台１０が設けられてい
る。断熱支持架台１０の上部には、リング状の永久磁石
１１が設けられている。架台２の上記背面２ａのうち、
永久磁石１１の対向位置には、リング状の高温超電導体
１２が設けられている。高温超電導体１２は、架台２の
背面２ａに対して、面一となるように架台２に埋め込ま
れている。
化プラスチック）等の断熱支持架台１０が設けられてい
る。断熱支持架台１０の上部には、リング状の永久磁石
１１が設けられている。架台２の上記背面２ａのうち、
永久磁石１１の対向位置には、リング状の高温超電導体
１２が設けられている。高温超電導体１２は、架台２の
背面２ａに対して、面一となるように架台２に埋め込ま
れている。
【００２２】ケーシング７の底部には、高温超電導体１
２を位置決めするための位置決め用棒体１３が設けられ
ている。位置決め用棒体１３の底部外周部には、ネジ部
が形成されている。ケーシング７の底部には、貫通孔が
形成されており、その内周面に形成されたネジ部と位置
決め用棒体１３のネジ部が螺合することにより、位置決
め用棒体１３がケーシング７に対して支持される。位置
決め用棒体１３の頭部１３ａを回転操作することによ
り、位置決め用棒体１３の先端部１３ｂの高さ位置を変
えることができる。位置決め用棒体１３の頭部１３ａと
ケーシング７の間には、ケーシング７の内部の真空状態
をシールするためのベローズ１４が設けられている。
２を位置決めするための位置決め用棒体１３が設けられ
ている。位置決め用棒体１３の底部外周部には、ネジ部
が形成されている。ケーシング７の底部には、貫通孔が
形成されており、その内周面に形成されたネジ部と位置
決め用棒体１３のネジ部が螺合することにより、位置決
め用棒体１３がケーシング７に対して支持される。位置
決め用棒体１３の頭部１３ａを回転操作することによ
り、位置決め用棒体１３の先端部１３ｂの高さ位置を変
えることができる。位置決め用棒体１３の頭部１３ａと
ケーシング７の間には、ケーシング７の内部の真空状態
をシールするためのベローズ１４が設けられている。
【００２３】従来は、被冷却物（本実施形態ではマグネ
ット１）を断熱支持架台１０を介してケーシング７に取
り付けていたため、断熱支持架台１０が断熱性を有する
といえども熱伝導によりケーシング７側から熱侵入が生
じ、上記被冷却物１の温度が上昇し性能劣化するおそれ
があった。
ット１）を断熱支持架台１０を介してケーシング７に取
り付けていたため、断熱支持架台１０が断熱性を有する
といえども熱伝導によりケーシング７側から熱侵入が生
じ、上記被冷却物１の温度が上昇し性能劣化するおそれ
があった。
【００２４】これに対し、本実施形態では、被冷却物１
を取り付けた架台２を非接触支持することにより、ケー
シング７側からの熱伝導による侵入熱を防止する。断熱
支持架台１０のうち、架台２と対向する側に永久磁石１
１を設け、その磁気反発作用を用いて、被冷却物１を取
り付けた架台２を非接触支持する。
を取り付けた架台２を非接触支持することにより、ケー
シング７側からの熱伝導による侵入熱を防止する。断熱
支持架台１０のうち、架台２と対向する側に永久磁石１
１を設け、その磁気反発作用を用いて、被冷却物１を取
り付けた架台２を非接触支持する。
【００２５】冷凍機６によって被冷却物１を冷却するに
際して同時に冷却される位置（本実施形態では架台２）
であって、永久磁石１１と対向する位置に高温超電導体
１２を設け、被冷却物１の冷却時に同時に冷却された高
温超電導体１２と、永久磁石１１との間に磁気反発力を
発生せしめることによって、マグネット１が載置された
架台２を浮上させた状態で支持する。マグネット１の重
量を磁気反発力で浮上支持する際の反力は、断熱支持架
台１０にて支持する。
際して同時に冷却される位置（本実施形態では架台２）
であって、永久磁石１１と対向する位置に高温超電導体
１２を設け、被冷却物１の冷却時に同時に冷却された高
温超電導体１２と、永久磁石１１との間に磁気反発力を
発生せしめることによって、マグネット１が載置された
架台２を浮上させた状態で支持する。マグネット１の重
量を磁気反発力で浮上支持する際の反力は、断熱支持架
台１０にて支持する。
【００２６】高温超電導体１２は、永久磁石１１から発
生する磁束をピン止めし、軸方向および半径方向に拘束
するため、架台２を安定的に浮上させる（制振作用）。
生する磁束をピン止めし、軸方向および半径方向に拘束
するため、架台２を安定的に浮上させる（制振作用）。
【００２７】高温超電導体１２が所定温度まで冷却され
る前は、永久磁石１１との間に磁気反発力が発生しない
ため、位置決め用棒体１３により架台２を支持する（仮
止め）。このとき、架台２の背面２ａの所定位置に、位
置決め用棒体１３の先端部１３ｂを当てることにより、
高温超電導体１２の永久磁石１１に対する位置決めを行
う。高温超電導体１２が所定温度まで冷却されると、永
久磁石１１との間に磁気反発力が発生し、位置決め用棒
体１３による支持が無くても、安定的に支持される。架
台２が安定的に支持された後は、位置決め用棒体１３の
先端部１３ｂの位置を下げて架台２と非接触状態にす
る。
る前は、永久磁石１１との間に磁気反発力が発生しない
ため、位置決め用棒体１３により架台２を支持する（仮
止め）。このとき、架台２の背面２ａの所定位置に、位
置決め用棒体１３の先端部１３ｂを当てることにより、
高温超電導体１２の永久磁石１１に対する位置決めを行
う。高温超電導体１２が所定温度まで冷却されると、永
久磁石１１との間に磁気反発力が発生し、位置決め用棒
体１３による支持が無くても、安定的に支持される。架
台２が安定的に支持された後は、位置決め用棒体１３の
先端部１３ｂの位置を下げて架台２と非接触状態にす
る。
【００２８】架台２と冷凍機６の吸熱端６ａとの接続
に、たわみ導体５を用いているため、架台２の浮上する
動きに対しても追従することができる。また、たわみ導
体５が冷凍機６の振動絶縁の役目を果たしている。
に、たわみ導体５を用いているため、架台２の浮上する
動きに対しても追従することができる。また、たわみ導
体５が冷凍機６の振動絶縁の役目を果たしている。
【００２９】なお、上記実施形態は、被冷却物をマグネ
ット１として説明したが、被冷却物はマグネット１に限
定されること無く、燃料電池用の液体水素や、ロケット
や冷凍機の吸熱部等であってもよい。
ット１として説明したが、被冷却物はマグネット１に限
定されること無く、燃料電池用の液体水素や、ロケット
や冷凍機の吸熱部等であってもよい。
【００３０】次に、図２を参照して、第２実施形態につ
いて説明する。図１と同一部材には同符号を付し、その
詳細な説明を省略する。
いて説明する。図１と同一部材には同符号を付し、その
詳細な説明を省略する。
【００３１】第２実施形態において、被冷却物は高温超
電導体２１である。高温超電導体２１と、ロータ２２に
設けられた永久磁石２３との間に磁気反発力を発生させ
ることにより、ロータ２２の重量を支持し浮上させる超
電導スラスト軸受を構成している。ケーシング２４は、
ＦＲＰ、ＳＵＳ等の非磁性体により形成されている。
電導体２１である。高温超電導体２１と、ロータ２２に
設けられた永久磁石２３との間に磁気反発力を発生させ
ることにより、ロータ２２の重量を支持し浮上させる超
電導スラスト軸受を構成している。ケーシング２４は、
ＦＲＰ、ＳＵＳ等の非磁性体により形成されている。
【００３２】ロータ２２は、低速回転用であるため、大
気中に置かれても風損が問題とならない。ロータ２２の
ような回転体を真空中に置くのは困難であることから、
大気中に置かれている。
気中に置かれても風損が問題とならない。ロータ２２の
ような回転体を真空中に置くのは困難であることから、
大気中に置かれている。
【００３３】第２実施形態では、高温超電導体２１を取
り付けた架台２を非接触支持することにより、ケーシン
グ７側からの熱伝導による侵入熱を防止する。断熱支持
架台１０のうち、架台２と対向する側に永久磁石１１を
設け、その磁気反発作用を用いて高温超電導体２１を取
り付けた架台２を非接触支持する。
り付けた架台２を非接触支持することにより、ケーシン
グ７側からの熱伝導による侵入熱を防止する。断熱支持
架台１０のうち、架台２と対向する側に永久磁石１１を
設け、その磁気反発作用を用いて高温超電導体２１を取
り付けた架台２を非接触支持する。
【００３４】冷凍機６によって高温超電導体２１を冷却
するに際して同時に冷却される位置（本実施形態では架
台２）であって、永久磁石１１と対向する位置に高温超
電導体１２を設け、高温超電導体２１の冷却時に同時に
冷却された高温超電導体１２と、永久磁石１１との間に
磁気反発力を発生せしめることによって、高温超電導体
２１が載置された架台２を浮上させた状態で支持する。
高温超電導体２１の重量を磁気反発力で浮上支持する際
の反力は、断熱支持架台１０にて支持する。
するに際して同時に冷却される位置（本実施形態では架
台２）であって、永久磁石１１と対向する位置に高温超
電導体１２を設け、高温超電導体２１の冷却時に同時に
冷却された高温超電導体１２と、永久磁石１１との間に
磁気反発力を発生せしめることによって、高温超電導体
２１が載置された架台２を浮上させた状態で支持する。
高温超電導体２１の重量を磁気反発力で浮上支持する際
の反力は、断熱支持架台１０にて支持する。
【００３５】高温超電導体１２は、永久磁石１１から発
生する磁束をピン止めし、軸方向および半径方向に拘束
するため、架台２を安定的に浮上させる（制振作用）。
特に、軸受に用いられる第２実施形態では、ロータ２２
が（特にスラスト方向に）振動したときにも上記制振作
用によりこれを弾性支持できるという効果がある。
生する磁束をピン止めし、軸方向および半径方向に拘束
するため、架台２を安定的に浮上させる（制振作用）。
特に、軸受に用いられる第２実施形態では、ロータ２２
が（特にスラスト方向に）振動したときにも上記制振作
用によりこれを弾性支持できるという効果がある。
【００３６】なお、図２では、高温超電導体２１と高温
超電導体１２とが別体として設けられているが、高温超
電導体２１と高温超電導体１２は単一（同一）の高温超
電導体であることができる。
超電導体１２とが別体として設けられているが、高温超
電導体２１と高温超電導体１２は単一（同一）の高温超
電導体であることができる。
【００３７】次に、図３を参照して、第３実施形態につ
いて説明する。図１と同一部材には同符号を付し、その
詳細な説明を省略する。
いて説明する。図１と同一部材には同符号を付し、その
詳細な説明を省略する。
【００３８】第３実施形態において、第２実施形態と異
なる点は、ロータ２５がケーシング２６内に置かれてい
る点である。第３実施形態のロータ２５は、高速回転用
であるため真空中に置くことにより、回転損失（風損）
を減らす。
なる点は、ロータ２５がケーシング２６内に置かれてい
る点である。第３実施形態のロータ２５は、高速回転用
であるため真空中に置くことにより、回転損失（風損）
を減らす。
【００３９】なお、図３においても、高温超電導体２１
と高温超電導体１２とが別体として設けられているが、
高温超電導体２１と高温超電導体１２は単一（同一）の
高温超電導体であることができる。
と高温超電導体１２とが別体として設けられているが、
高温超電導体２１と高温超電導体１２は単一（同一）の
高温超電導体であることができる。
【００４０】次に、図４を参照して、第４実施形態につ
いて説明する。図１と同一部材には同符号を付し、その
詳細な説明を省略する。
いて説明する。図１と同一部材には同符号を付し、その
詳細な説明を省略する。
【００４１】第４実施形態において、第３実施形態と異
なる点は、ロータ２２にフライホイールリング２７が設
けられている点である。フライホイールリング２７は、
ＣＦＲＰ製であり、円板状の支持ディスク２８の外周に
固定されている。支持ディスク２８は、ロータ２５の上
部フランジ２９と、上部軸３０の下部フランジ３１との
間に挟持され、複数のボルト（図示省略）によって固定
されている。
なる点は、ロータ２２にフライホイールリング２７が設
けられている点である。フライホイールリング２７は、
ＣＦＲＰ製であり、円板状の支持ディスク２８の外周に
固定されている。支持ディスク２８は、ロータ２５の上
部フランジ２９と、上部軸３０の下部フランジ３１との
間に挟持され、複数のボルト（図示省略）によって固定
されている。
【００４２】上記のフライホイール装置は、電力貯蔵用
に用いることができる。なお、本実施形態は、フライホ
イールに代えて、タービン等の高速回転機械に適用する
ことができる。
に用いることができる。なお、本実施形態は、フライホ
イールに代えて、タービン等の高速回転機械に適用する
ことができる。
【００４３】なお、図４においても、高温超電導体２１
と高温超電導体１２とが別体として設けられているが、
高温超電導体２１と高温超電導体１２は単一（同一）の
高温超電導体であることができる。
と高温超電導体１２とが別体として設けられているが、
高温超電導体２１と高温超電導体１２は単一（同一）の
高温超電導体であることができる。
【００４４】上記の実施形態によれば、以下の効果を奏
することができる。・被冷却物への侵入熱の低減。・高
温超電導体は、永久磁石から発生する磁束をピン止め
し、軸方向および半径方向に拘束するため、軸を安定浮
上できる（軸受として用いた場合）。・軸受台を架台が
弾性支持する構造のため、弾性支持型軸受となりロータ
の軸振動に対して減衰効果が大となる（軸受として用い
た場合）。
することができる。・被冷却物への侵入熱の低減。・高
温超電導体は、永久磁石から発生する磁束をピン止め
し、軸方向および半径方向に拘束するため、軸を安定浮
上できる（軸受として用いた場合）。・軸受台を架台が
弾性支持する構造のため、弾性支持型軸受となりロータ
の軸振動に対して減衰効果が大となる（軸受として用い
た場合）。
【００４５】
【発明の効果】本発明の被冷却物支持装置によれば、被
冷却物への侵入熱が低減される。
冷却物への侵入熱が低減される。
【図１】図１は、本発明の被冷却物支持装置の第１実施
形態の構成を示す断面図である。
形態の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の被冷却物支持装置の第２実施
形態の構成を示す断面図である。
形態の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の被冷却物支持装置の第３実施
形態の構成を示す断面図である。
形態の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の被冷却物支持装置の第４実施
形態の構成を示す断面図である。
形態の構成を示す断面図である。
【図５】図５は、従来の被冷却物支持装置の構成を示す
断面図である。
断面図である。
１ マグネット
２ 架台
２ａ 背面
３ ＋端子
４ −端子
５ たわみ導体
６ 冷凍機
６ａ 吸熱端
７ ケーシング
８ 真空排気口
９ 真空ポンプ
１０ 断熱支持架台
１１ 永久磁石
１２ 高温超電導体
１３ 位置決め用棒体
１３ａ 頭部
１３ｂ 先端部
１４ ベローズ
２１ 高温超電導体
２２ ロータ
２３ 永久磁石
２４ ケーシング
２５ ロータ
２６ ケーシング
２７ フライホイール
２８ 支持ディスク
２９ 上部フランジ
３０ 上部軸
３１ 下部フランジ
１０３’ 回転軸
１０４’ 回転軸
１０５ スラストカラー
１０６’ 回転軸
１０７ 永久磁石
１０８ 永久磁石
１１０ 高温超電導体バルク体
１１９ ケーシング
１２０ ケーシング
１２１ ケーシング
１２２ ケーシング
１５０ 超電導スラスト軸受
１６１ 熱伝導板
１６２ たわみ導体
１６３ 冷凍機
１６４ 断熱支持架台
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3J102 AA01 BA03 CA07 DA02 DA09
GA09
5H607 BB01 BB20 BB25 DD02 GG19
GG23 JJ09
Claims (7)
- 【請求項１】 冷却手段によって冷却される被冷却物を
支持する被冷却物支持装置であって、 前記被冷却物と前記冷却手段とを接続し可撓性を有する
熱伝導体を有し、 前記被冷却物を非接触の状態で支持する被冷却物支持装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の被冷却物支持装置におい
て、 前記被冷却物は、ケーシングに収容され、 前記ケーシングに対して直接的又は間接的に接触した状
態で設けられた永久磁石と、 前記被冷却物と同体的に前記永久磁石の対向位置に設け
られ前記熱伝導体を介して前記冷却手段によって冷却さ
れる超電導体とを備えた被冷却物支持装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の被冷却物支持
装置において、 前記被冷却物は、超電導体からなるマグネットである被
冷却物支持装置。 - 【請求項４】 請求項１または２に記載の被冷却物支持
装置において、 前記被冷却物は、超電導体であり、前記被冷却物の対向
位置に永久磁石を有するロータの、超電導磁気軸受とし
て機能する被冷却物支持装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の被冷却物支持装置におい
て、 前記被冷却物は、ケーシングに収容され、 前記ロータは、前記ケーシングの外部に設けられている
被冷却物支持装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の被冷却物支持装置におい
て、 前記被冷却物は、ケーシングに収容され、 前記ロータは、前記ケーシングの内部に設けられている
被冷却物支持装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の被冷却物支持装置におい
て、 前記ロータには、フライホイールが設けられている被冷
却物支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266545A JP2003074553A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 被冷却物支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266545A JP2003074553A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 被冷却物支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003074553A true JP2003074553A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19092818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266545A Withdrawn JP2003074553A (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 被冷却物支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003074553A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015215000A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 超電導材料からなる浮上体の冷却装置 |
-
2001
- 2001-09-03 JP JP2001266545A patent/JP2003074553A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015215000A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 超電導材料からなる浮上体の冷却装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |