JP2004003650A - 低温冷却された媒体を輸送するための導管 - Google Patents

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Abstract

【課題】公知の導管を改良して、１００ｍを超える長さの場合でも環状隙間の迅速な排気を可能とする。
【解決手段】低温冷却された媒体を輸送するための導管、特に超伝導ケーブルであって、少なくとも２つの同心の、間隔をおいて互いに配置された金属パイプからなり、金属パイプの間の環状隙間に絶縁層が配置され、この環状隙間が排気される、導管が記載されている。外側の金属パイプ（４）が事前設定された間隔で開いており、それぞれの開口部の上にポンプ接続管（１０）が外側の金属パイプ（４）と空密に溶接されている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の導入部に記載の導管に関し、また、請求項８に記載の導管を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
欧州特許第０３２６９２３号明細書より、２つの同心の、間隔をおいて相互に配置された波形の金属パイプからなる、低温冷却された媒体を輸送するための導管が公知であり、この場合、金属パイプの間の環状隙間には、金属フィルムまたは金属被覆されたプラスチックフィルムと、ガラスファイバ不織布などの絶縁材料の交互に重なり合って配置された層からなる螺旋状に巻回された超絶縁材、ならびに真空が設けられている。この真空は、たとえば環状隙間のポンプによって生成され、このときポンプ接続部は、導管の一方の端部ないし導管の両方の端部に接続される。
【０００３】
パイプを同心の配置に保つ密に詰め込まれている超絶縁のために、排気工程には非常に長い時間がかかる。
【０００４】
そこで欧州特許第０３２６９２３号明細書では、内側のパイプと、超絶縁巻線の最初の層との間に分離したスペーサを設け、それによって排気工程を大幅に迅速化することが意図されている。このような手法は、最大１００ｍまでの長さの導管を経済的に排気することを可能にする。
【０００５】
５０Ｋを超える温度ですでに超伝導状態に移行する新たな超伝導材料の開発によって、冷却のコストが著しく低くなったことにより、超伝導ケーブルが経済的なものになっている。
【０００６】
欧州特許第０３２６９２３号明細書に記載の導管は、優れた柔軟性、優れた絶縁作用、およびケーブル技術上の簡単な製造を兼ね備えているので、超伝導ケーブル用のいわゆる「極低温エンベロープ」として格別に適している。このような超伝導ケーブルは、１００ｍを超える長さ、特に直径によっては５００ｍまでの長さを製造可能である場合にしか経済的でない。しかし１００ｍを超える長さは、今日の技術水準では経済的に排気することができない。
【０００７】
【特許文献１】
欧州特許第０３２６９２３号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、公知の導管を改良して、１００ｍを超える長さの場合でも環状隙間の迅速な排気が可能となるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１の特徴部に記載の構成要件、および請求項８の構成要件によって解決される。
【００１０】
本発明のその他の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１１】
図面に模式的に示されている実施例を参照しながら、本発明について詳しく説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図面は、超伝導体１、および内側パイプ２のいわゆる「極低温エンベロープ」、超絶縁３、および外側パイプ４からなる、超伝導ケーブルの側方から見た断面図を示している。超伝導体１は、有利には、それ自体公知のやり方で銀基質の繊維からなる線材として製造された混合酸化物からなる。内側パイプ２は、オーステナイト鋼からなる縦シーム溶接された波形パイプである。内側パイプ２にはスペーサ５が螺旋の形態で巻き付けられている。内側パイプ２およびスペーサ５の上には、反射性の金属フィルムと、たとえばガラスファイバ不織布のような熱伝導性のない材料の交互に装着された層からなる、超絶縁層３が配置されている。内側パイプ２に隣接する層は、金属フィルムである。
【００１３】
外側パイプ４も、同じくオーステナイト鋼からなる縦シーム溶接された波形パイプである。外側パイプ４は、プラスチック外套６で包囲されている。
【００１４】
図示している超伝導ケーブルは、ケーブル技術における通常の手法で連続的な作業形式により長いサイズで製造することができ、最大の長さは輸送手段の収容能力によって制限され、たとえばケーブルドラムの大きさによって制限される。
【００１５】
図示しない備蓄コイルから引き出された超伝導体を、連続的な作業形式で、縦シーム溶接され、波形をつけ、備蓄コイルに巻き取られた、オーステナイト鋼からなるベルトにより被覆される。次の作業ステップでは、備蓄コイルから引き出された金属パイプに、スペーサと超絶縁材を巻き付ける。この形成物を、オーステナイト鋼からなるベルトで環状に包み、金属パイプを縦シーム溶接し、波形をつける。最後に、波形のついた外側パイプにプラスチック外套を押出被覆する。
【００１６】
このようにして製造された超伝導ケーブルにおいて、事前設定されたたとえば１００ｍの間隔で、プラスチック外套６と外側パイプ４を除去する。
【００１７】
外側パイプ４の端部に、それぞれ２つの半套管７ａ、７ｂおよび８ａ、８ｂを冠着し、各々の分離継目で、および各々の互いに向き合う前面で外側パイプの端部と、それぞれ空密に溶接する。半套管７ａ、７ｂおよび８ａ、８ｂは、同じくオーステナイト鋼からなる。図面からわかるように、半套管７ａ、７ｂおよび８ａ、８ｂはそれぞれ外側パイプ４の方を向いている表面に、外側パイプ４の波形の形状に適合した断面形状を有しており、この断面形状が、半套管を、ないし半套管７ａ、７ｂおよび８ａ、８ｂから溶接されたリングを、外側パイプ４と形状適合的に結合し、それによって溶接継目の負荷を軽減する。
【００１８】
半套管７ａ、７ｂおよび８ａ、８ｂから形成されるリングの上に、オーステナイト鋼の薄板片から製作された２つの半套管９ａおよび９ｂを被せ、端部側で半套管７ａ、７ｂおよび８ａ、８ｂと、ならびに各々の分離面で、空密に溶接する。半套管９ａはフランジ１０ａを備える接続管１０を有しており、この接続管に真空ポンプを接続可能である。
【００１９】
半套管９ａ、９ｂおよびプラスチック外套６の上に、さらに防護パッキング１１を被せることができる。
【００２０】
超絶縁層で部分的に充填された、内側パイプ２と外側パイプ４の間にある環状隙間は、ケーブル長の両端部のところで外部に対して空密に仕切られている。
【００２１】
以上の予備作業が完了した後、フランジ１０ａに図示しない真空ポンプを接続し、真空ポンプが環状隙間を排気する。
【００２２】
ケーブル長が約５００ｍの場合、それぞれ１００ｍの間隔で４つのポンプ接続が設けられる。排気の後に環状隙間に生じる残留ガスを捕集するために、有利にはポンプ接続部を製作する際に、ゲッター材料を環状隙間に封入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超伝導ケーブルの側方から見た断面図である。
【符号の説明】
１　超伝導体
２　内側パイプ
３　超絶縁
４　外側パイプ
５　スペーサ
６　プラスチック外套
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ　半套管
１０　接続管
１０ａフランジ
１１　防護パッキング

Claims (9)

  1. 低温冷却された媒体を輸送するための導管、特に超伝導ケーブルであって、少なくとも２つの同心の、互いに間隔をおいて配置された金属管（パイプ）からなり、金属パイプの間の環状隙間に絶縁層が配置され、この環状隙間は排気され、外側の前記金属パイプ（４）が事前設定された間隔で開いており、それぞれの開口部の上にポンプ接続管（１０）が外側の前記金属パイプ（４）と空密に溶接されていることを特徴とする、導管。
  2. 前記金属パイプ（２、４）が縦シーム溶接されて波形づけされていることを特徴とする、請求項１に記載の導管。
  3. 前記絶縁層（２）が、絶縁材料と反射性材料の交互に重なり合って配置された層からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の導管。
  4. 前記ポンプ接続管（１０）が、分離継目で相互に空密に溶接された２つの半套管（９ａ、９ｂ）からなることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の配管パイプ。
  5. 前記ポンプ接続管（１０）が、それぞれ長手軸方向に間隔をおいて相互に配置された金属リング半体（７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）を有し、これらの金属リング半体は、外側のパイプ（４）の波形に対応する内側の断面形状を備え、全周で開いた波形の前記金属パイプ（４）の端部と溶接され、ポンプのための接続管（１０）が外套面に設けられている２つの外套半体（９ａ、９ｂ）が、前記金属リング（７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ）を覆い、その外套面と空密に溶接されていることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の導管。
  6. 前記ポンプ接続管（１０）が５０から１５０ｍの間隔で相互に配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の導管。
  7. 前記ポンプ接続管（１０）の領域でゲッター材料がパイプ（２、４）の間の内部空間に封入されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の導管。
  8. 特に超伝導ケーブルの低温冷却された媒体を輸送するための導管を製造する方法であって、金属ベルトを連続的な作業形式で長手スリットをもつパイプに成形し、この長手スリットを溶接し、溶接したパイプを波形づけし、波形のついたパイプの上に絶縁層を巻き付けによって装着して、絶縁層を備える波形のある金属パイプの回りにさらに別の金属ベルトを連続的な作業形式で長手スリットのあるパイプに成形し、この長手スリットを溶接し、溶接したパイプを波形づけし、一定の間隔で外側のパイプから一定の長さを除去し、この開口部を半套管で覆い、この半套管を前記外側パイプと、および分離継目で、空密に溶接し、少なくとも１つのポンプを、前記半套管に設けられたポンプ接続管に接続し、環状隙間を排気する方法。
  9. 各々のポンプ接続管にポンプを接続し、環状隙間をすべてのポンプによって同時に排気することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
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