JP2009243729A - ツインバルクへッド機構 - Google Patents

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Abstract

【課題】高温超電導バルク体を有するツインへッド機構を有するパルス管冷凍機において、小型であり、高速回転が可能なツインバルクへッド機構を提供する。
【解決手段】パルス管冷凍機１の冷却部２に接続される冷却部材３と、この冷却部材３に連結される垂直方向に幅を有する垂直部材４と、この垂直部材４の上下に連結される高温超電導バルク体７，８を有する下部ヘッド５と上部ヘッド６にてツインバルクヘッドを構成し、回転体１１の浮上回転を行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型で高速回転が可能なツインバルクへッド機構に関するものである。
現在開発されている超電導フライホイールは装置全体を真空にしている。また、フライホイールはコマのような形状である。このためオイラーの運動方程式により、回転軸ぶれが起こり易い。更に、従来の装置は大型で構造が複雑であるといった問題があった。
また、鉛直状の回転体を、制御型ラジアル磁気軸受と制御型アキシャル磁気軸受で安定回転位置に支持した状態で、超電導体を冷却して超電導軸受を作動状態にし、超電導軸受とラジアル磁気軸受で回転体を安定回転位置に支持し、回転体を回転させて運転を開始するようにした超電導軸受装置が提案されている（下記特許文献１参照）。
しかしながら、従来の装置は、構造が大型でかつ複雑であり、コストが上昇するといった問題があった。
特開平１０−２３１８４０号公報
本発明は、上記状況に鑑みて、小型で高速回転が可能なツインバルクへッド機構を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕ツインバルクへッド機構において、パルス管冷凍機の冷却部に接続される冷却部材と、この冷却部材に連結される垂直方向に幅を有する垂直部材と、この垂直部材の上下に連結される高温超電導バルク体を有するツインヘッド機構とを具備することを特徴とする。
〔２〕上記〔１〕記載のツインバルクへッド機構において、前記ツインヘッド機構は、前記パルス管冷凍機により冷却されるとともに、真空層の形成により外被部とは熱絶縁されることを特徴とする。
本発明によれば、小型で高速回転が可能なツインバルクへッド機構を得ることができる。
本発明のツインバルクへッド機構は、パルス管冷凍機の冷却部に接続される冷却部材と、この冷却部材に連結される垂直方向に幅を有する垂直部材と、この垂直部材の上下に連結される高温超電導バルク体を有するツインヘッド機構とを具備する。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す逆磁場を同時に捕捉できる高温超電導バルク体を有するツインへッド機構の構成図、図２はその逆磁場を同時に捕捉できる高温超電導バルク体を有するツインへッド機構の図面代用写真である。
これらの図において、１はパルス管冷凍機、２はパルス管冷凍機１の冷却部、３はこの冷却部２に固定される冷却部材、４は冷却部材３に固定される垂直方向に幅を有する垂直部材、５は垂直部材４の下部に固定される下部ヘッド、６は垂直部材４の上部に固定される上部ヘッドであり、これらの下部ヘッド５と上部ヘッド６によりツインヘッドが構成される。その下部ヘッド５には下部高温超電導バルク体７が、上部ヘッド６には上部高温超電導バルク体８がそれぞれ配置される。これらの下部ヘッド５と上部ヘッド６の間に、下部スペース９と上部スペース１０を介して回転体１１が配置される。ここで、回転体１１の始動時には、下部ヘッド５の表面と回転体１１の底面との間にはスペーサ（図示なし）を敷いて置き、回転体１１の浮上回転を行わせるようにしている。
なお、１２は第１の真空容器、１３は排気口、１４は表面積が大きい活性炭、１５は接触面積を極小にしたＦＲＰ製三角スペーサ（熱絶縁性の支持体）、１６は第１の支持体（ステンレススチール）、１７は第２の支持体（ステンレススチール）、１９は第２の真空容器１８となる円筒状のケース（ステンレススチール）、２０はベース部材、２１は第２の支持体（ステンレススチール）１７とベース部材２０とを固定する第３の支持体（ステンレススチール）２１である。
なお、下部ヘッド５及び上部ヘッド６は、冷却部材５Ａ，６Ａに高温超電導バルク体７，８が一体化されており、第２の真空容器１８に連通される真空層５Ｂ，６Ｂを介して箱状の外被部５Ｃ，６Ｃで覆われている。なお、外被部５Ｃ，６Ｃと、冷却部材５Ａ，６Ａ及び高温超電導バルク体７，８とは接触面積が極力小さい三角形状のスペーサ（図示なし）で保持されている。すなわち、真空層５Ｂ，６Ｂが形成されているので、熱絶縁が図られている。
このように構成されるので、下部高温超電導バルク体７と上部高温超電導バルク体８を有する下部ヘッド５と上部ヘッド６は、パルス管冷凍機１の冷却部２→この冷却部２に固定される冷却部材３→この冷却部材３に固定される垂直方向に幅を有する垂直部材４を介して十分に冷却される。
本発明によれば、下部高温超電導バルク体７を有する下部ヘッド５及び上部高温超電導バルク体８を有する上部ヘッド６は、十分な熱絶縁がとられ、パルス管冷凍機からの冷凍により有効に冷却される。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明のツインバルクへッド機構は、コンパクトで回転体を高速回転させることができるツインバルクへッド機構として利用可能である。
本発明の実施例を示す逆磁場を同時に捕捉できる高温超電導バルク体を有するツインへッド機構の構成図である。 本発明の実施例を示す逆磁場を同時に捕捉できる高温超電導バルク体を有するツインへッド機構の図面代用写真である。
符号の説明
１ パルス管冷凍機
２ 冷却部
３ 冷却部材
４ 垂直方向に幅を有する垂直部材
５ 下部ヘッド
５Ａ，６Ａ 冷却部材
５Ｂ，６Ｂ 真空層
５Ｃ，６Ｃ 外被部
６ 上部ヘッド
７ 下部高温超電導バルク体
８ 上部高温超電導バルク体
９ 下部スペース
１０ 上部スペース
１１ 回転体
１２ 第１の真空容器
１３ 排気口
１４ 活性炭
１５ ＦＲＰ製三角スペーサ
１６ 第１の支持体
１７ 第２の支持体
１８ 第２の真空容器
１９ 円筒状のケース
２０ ベース部材
２１ 第３の支持体
２２ 浮上用磁石

Claims (2)

  1. （ａ）パルス管冷凍機の冷却部に接続される冷却部材と、
    （ｂ）該冷却部材に連結される垂直方向に幅を有する垂直部材と、
    （ｃ）該垂直部材の上下に連結される高温超電導バルク体を有するツインヘッド機構とを具備することを特徴とするツインバルクへッド機構。
  2. 請求項１記載のツインバルクへッド機構において、前記ツインヘッド機構は、前記パルス管冷凍機により冷却されるとともに、真空層の形成により外被部とは熱絶縁されることを特徴とするツインバルクへッド機構。
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