JP2519789B2 - 超電導磁石装置の真空排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、超電導磁気浮上車（リニアモーターカー）
等の極低温で使用される超電導磁石装置の真空排気装置
に関する。

（従来の技術） 超電導浮上車（リニアモーターカー）等の極低温で使
用される超電導磁石装置では、一般に、超電導コイルが
収納された容器（内槽）を真空糟内に断熱支持し、この
内槽の内部をタンク部から供給される液体ヘリウム等の
冷媒で満たし、超電導コイルを極低温状態に冷却して使
用している。そして、超電導磁石装置の運転中は、真空
槽は高真空状態に保持されていて、この真空度が少しで
も劣化すると、真空槽内部への入熱が増加し、コイル特
性に大きな影響を与えることになる。そのため、複数の
コイル部とタンク部より構成される超電導磁石装置で
は、各コイル部とタンク部の真空槽をそれぞれ独立した
構造とし、その中の１カ所で真空劣化が発生しても、こ
の影響が直ちに他の部分に及ばないようにして超電導磁
石装置の保安度を高めていた。

そこで、この種超電導磁石装置の排気装置を第５図に
ついて説明する。なお、この第５図では、真空排気装置
に関する部分のみが図示されていて、内槽内部に収納さ
れるコイル、タンク、外部に取付けられる各種ポート、
配管類、センサー類等は説明の煩雑さを避けるために省
略されている。第５図に示すように、コイル部真空槽１
とタンク部真空槽２とはそれぞれ独立して設けられてい
て、それぞれの排気口６より排気マニホールド11と排気
装置７（例えば、地上置真空ポンプ）を経て真空排気を
するようになっている。真空排気が完了すると、それぞ
れの真空弁５を閉め切って排気口６の個所で分離して超
電導磁石装置の運転を開始する。なお、排気マニホール
ド11を使用せずに個々の真空槽の排気口６と排気装置７
とを直接接続して排気する場合もあるが、この場合に
は、順次個々の真空槽を排気するか、あるいは排気装置
を複数台用意する必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の超電導磁石装置の排
気装置では、真空槽をそれぞれ独立して設けたため、そ
の真空排気は、個々の真空槽に直接排気装置を接続する
か、あるいは排気マニホールドを介して行っていた。そ
のため、排気装置との接続部でのシールは高真空を保持
しなければならず、その結果、シール面に異物の混入が
ないこと、さらにはシール面に傷を付けないことなど、
接続部の接続作業に細心の注意が要求されることにな
る。また、真空槽をそれぞれ独立させたことにより個々
の真空槽の排気口での真空排気管の取付け、取外しが必
要となり、そのため、接続個所が増加し、接続不良を惹
起する確率が高くなる。さらに、接続個所の増加によ
り、それに伴って、作業時間も増加する欠点があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、真空排
気時には、真空槽の１カ所から集中的に排気し、排気が
完了した後、それぞれの真空槽が真空的に分離される超
電導磁石装置の真空排気装置を提供することを目的とし
ている。

〔発明の構成〕

（課題の解決するための手段） 本発明は、超電導コイルを収納した複数のコイル部と
超電導コイルを冷却する冷媒を溜めるタンクを収納した
１個のタンク部とからなり、コイル部とタンク部とを断
熱支持する真空槽がそれぞれ独立して構成される超電導
磁石装置において、各コイル部真空槽とタンク部真空槽
との接続部にそれぞれの真空槽間を接続・分離する真空
分離弁を配設し、円筒状のに形成した前記タンク部真空
槽に真空排気口を設け、排気装置に接続したことを特徴
とする。

（作 用） 上記のように構成された本発明の超電導磁石装置の排
気装置では、真空分離弁が各コイル部真空槽とタンク部
真空槽との接続部に配設されているので、真空排気時
に、真空分離弁を開弁してコイル部とタンク部の真空槽
とを共通にし、円筒状のタンク部真空槽に設けた１カ所
の真空排気口のみから真空排気ができる。また、真空排
気を完了した後、真空分離弁を閉弁すれば、各真空槽は
独立したものとなる。

〔実施例〕

（第１実施例） 以下本発明の第１実施例を第１図と第２図について説
明する。第１図に示す実施例の超電導磁石装置は、３個
のコイル部真空槽１と１個の円筒状タンク部真空槽２か
ら構成されている。それぞれのコイル部真空槽１とタン
ク部真空槽２とは、真空槽１の接続管４と真空分離弁３
とを介して相互の真空槽と接続、分離できる構成となっ
ている。真空槽全体の真空排気口として、円筒状のタン
ク部真空槽２に封じ切り用の真空弁５を介して真空排気
口６を設け、排気装置７（例えば地上置真空ポンプ）に
接続する構成としている。とくに、真空排気口６をタン
ク部真空槽２の端部鏡板に設けると排気効率が最も良
い。

第２図に示すように、真空分離弁３の設置部の構造
は、真空分離弁３の本体内のコイル部真空槽１側に弁座
3aを設けるとともに、分離弁３の本体内に矢印方向に摺
動自在にロッド3dを挿入し、その先端部に、弁座3aに着
座する弁体3bを設ける。また、タンク部真空槽２内の高
真空気密度を保持するため、弁体3bと分離弁３の本体の
ロッド3d摺動保持部との間にベローズ3cを取付ける。な
お、弁の操作ハンドル、開閉・ロック機構等は、ここで
は図示されていない。

この実施例の排気装置の真空排気は、各真空分離弁３
を開にすることにより、各真空槽１が共通化され、その
ため１カ所の排気口６からの排気により超電導磁石装置
全体の真空・排気が行われることになる。この際、円筒
状のタンク部真空槽２は、各真空槽１に対して一種の太
目の排気マニホールドの役目を果たしている。真空排気
が完了した後、真空分離弁３を閉じると、コイル部真空
槽１とタンク部真空槽２とは、独立した構成となる。

また、第２図に示すように、真空分離弁３の弁座3aを
真空分離弁３の本体のコイル部真空槽１側に設置したの
で、タンク部真空槽２内で真空劣化が発生した場合でも
それぞれ独立して構成されているコイル部真空層１は、
高真空状態に保持される。その結果、弁体3bに弁の押圧
力に加えて、さらにこの差圧が追加され、弁体3bを弁座
3aに強固に押付ける力が働きフェイルセーフ性が図れ
る。

（第２実施例） 以下本発明の第２実施例を第３図と第４図について説
明する。第３図に示す実施例のの超電導磁石装置では、
その基本的構成は、前述した第１実施例のものと同じよ
うに、３個のコイル部真空槽１と１個の円筒状タンク部
真空槽２から構成されている。また、真空槽全体の真空
排気口として、タンク部真空槽２に封じ切り用の真空弁
５を介して真空排気口６を設け、排気装置と接続する構
成となっている。

この第２実施例では、第３図に示すように、タンク部
真空槽２にコイル部真空槽１の取付用の支持部材８を一
体に形成するとともに、接続管４と真空分離弁３に相当
する部分を一体化し、支持・接続管９としてタンク部真
空層２に固設してある。

第４図に支持・接続管９の部分の詳細を示す。図示す
るように、支持・接続管９は、その下端に形成した接続
フランジ9aによりＯ−リング10を介してコイル部真空槽
１の取付けボス部1aに気密的に取付けられている。支持
・接続管９と一体に形成され、かつ、取付けボス部1aに
垂直に形成された真空分離弁３本体のコイル部真空槽１
側には弁座3aが設けられるとともに、分離弁３の本体内
に矢印方向に摺動自在に挿入したロッド3dの先端部には
弁座3aに着座する弁体3bを設ける。また、タンク部真空
槽２内の高真空気密度を保持するために、弁体3bと分離
弁３の本体のロッド3d摺動保持部との間にベローズ3cを
取付けるようにする。なお、第１実施例と同様に、弁の
操作ハンドル、開閉・ロック機構等はここでは図示され
ていない。

この第２実施例の排気装置も第１実施例のものと同様
に運転・作動されるが、とくにこの実施例では、タンク
部真空槽２にコイル部真空槽１の取り付用の支持部材８
を一体に形成し、かつ、接続管４と真空分離弁３に相当
する部分をも一体化し、支持・接続管９としてタンク部
真空槽２に固設してある。そのため、真空劣化に体する
保安度を高めつつ運転できるようになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、超電導磁石装置の真空排気装置の真
空排気が円筒状をしたタンク部真空層の端部鏡板近傍に
設けた１カ所の真空排気口から行うことができる。その
ため、従来のものと比べて、排気管の接続個所が大巾に
減少し、その結果、極めて細心の注意を要する配管接続
作業のミスが低減されるとともに、接続作業時間が大巾
に短縮される。加えて、円筒状のタンク部真空槽が各コ
イル部真空槽に対して太目の排気マニホールドの役目を
果すため、各コイル部真空槽から極めて効率良く真空排
気ができることにある。さらに、真空分離弁を閉じれ
ば、それぞれの真空槽は独立したものとなるので、一部
の真空槽の真空劣化に対する保安度が極めて向上する。

また、真空分離弁の弁座がコイル部真空槽側に配設さ
れているので、かりにタンク部真空槽で真空劣化が発生
した場合でも、コイル部真空槽との圧力差により弁の押
圧力がさらに増加して弁座が押圧される。その結果、コ
イル部真空層側のシール効果がさらに高められ、真空劣
化の他への波及を遅延させることができ、全体としてフ
ェイルセーフ性が向上する。さらに、本発明では、タン
ク部真空槽にコイル部真空槽の取付用の支持部材を一体
に形成し、かつ、接続管と真空分離弁に相当する部分を
も一体化し、支持・接続管としてタンク部真空槽に固設
してあるので、排気装置がコンパクトになり、超電導磁
石装置全体として小型軽量化ならびに装置構成の容易化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の超電導磁石装置の真空排気装
置の構成図、第２図は第１図に示す真空排気装置のコイ
ル部真空槽とタンク部真空槽との接続部分の詳細断面
図、第３図は本発明の他の実施例の真空排気装置の外観
図、第４図は第３図に示す真空排気装置のコイル部真空
槽とタンク部真空槽との接続部分の詳細断面図、第５図
は従来の超電導磁石装置の真空排気装置の構成図であ
る。 １……コイル部真空槽、２……タンク部真空槽、３……
真空分離弁、４……接続管、５……真空弁、６……真空
排気口、７……排気装置、８……支持部材、９……支持
・接続管。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超電導コイルを収納した複数のコイル部と
   超電導コイルを冷却する冷媒を溜めるタンクを収納した
   １個のタンク部とからなり、前記コイル部とタンク部と
   を断熱支持する真空槽がそれぞれ独立して構成される超
   電導磁石装置において、前記各コイル部真空槽とタンク
   部真空槽との接続部にそれぞれの真空槽間を接続・分離
   する真空分離弁を配設し、円筒状に形成した前記タンク
   部真空槽に真空排気口を設けたことを特徴とする超電導
   磁石装置の真空排気装置。