JP4704931B2 - 吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置 - Google Patents
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Description
図7Aは、従来の超伝導ケーブル用低温維持装置の多層断熱フィルムの一構造を示す断面図であり、図7Bは、従来の超伝導ケーブル用低温維持装置の多層断熱フィルムの他の構造を示す断面図である。多層断熱フィルム40は、図7A、図7Bに詳しく示されたように、通常、ネット層41と輻射遮断層43とを数回繰り返して形成される。これによると、図7Aのように、多層断熱フィルム40は、ネット層41と輻射遮断層43とが1回ずつ積層されて一つの層を成しながら繰り返される層構造を有することもでき、図7Bのように、ネット層41が2回積層された後輻射遮断層43が1回積層されて一つの層を成しながら繰り返される層構造を有することもできる。
このとき、上記吸着剤を備えたネット層は、螺旋状で巻き付けられ、そのピッチが上記多層断熱フィルムの幅より狭く形成され得る。
また、吸着剤を備えたネット層は螺旋状で巻き付けられ、そのピッチが上記多層断熱フィルムの幅より広く形成され得る。
さらに、上記凹凸状は、皺状であっても波状であっても良い。
また、上記吸着剤を備えたネット層は多層断熱フィルムの内側から二番目のネット層または三番目のネット層であっても良い。
ケーブルコア10は、通常、超伝導導体と電気絶縁体とをテーピングして製造されるものであるが、本発明においてはケーブルコアの構成に対する制限はない。
低温維持装置は、ケーブルコア10のすぐ外側を囲む内側金属シース20と、内側金属シース20の外側をさらに囲む外側金属シース30と、内側金属シース20と外側金属シース30との間にテーピングされて形成される多層断熱フィルム40と、上記多層断熱フィルム40の最も内側のネット層の内側に備えられる吸着剤を備えるネット層41’とを含んでなる。
内側金属シース20及び外側金属シース30は、通常金属材質で、皺が寄っており、両金属シース20、30間は皺型の管を形成して、真空状態が維持される。
多層断熱フィルム40は、従来技術で説明されたように通常ネット層41と輻射遮断層43とを数回繰り返して形成したものである。このとき、ネット層41は伝導熱を最小とするための層であって、これは、一般にポリエステルなどの繊維材質で形成され、輻射遮断層43は輻射熱を遮断するための層であって、普通アルミニウムでコーティングされたフィルムを用いる。
図4Bは、本発明による超伝導ケーブル用低温維持装置のさらに他の実施例の構造を示す超伝導ケーブルの横断面図が示されている。これによると、前述した実施例とは異なり、別途の吸着剤を備えたネット層41’を形成せずに、多層断熱フィルム40の最も内側のネット層が吸着剤を備えるように形成した。さらに、従来の多層断熱フィルム40のネット層41の位置に関係なく少なくとも1個に吸着剤を備えさせて超伝導ケーブル用低温維持装置を構成することも同じく可能である。
続いては、本発明による吸着機能を有した低温維持装置の適用過程及び作用を見てみる。まず、本発明による低温維持装置を適用するため、低温の液体(液体窒素、液体ヘリウム)を低温維持装置の内部に流す前に、300Kまたは500Kの高温で長時間抽気する。抽気過程の間に低温維持装置のネット層41’に備えられた吸着剤(活性炭)に吸着されている気体と、金属シース20、30及び多層断熱フィルム40に含有されている気体とを放出させて、超伝導ケーブルが使用されるときに放出されるガスの量を減少させる。
続いて、低温の液体を低温維持装置の内部に流す。このとき低温維持装置の内部は冷却されるが、このとき通常30mの長さの低温維持装置の場合約4時間程度が掛かる。低温維持装置が冷却されれば固体表面が低温に落ちながら気体を凝縮させ真空度が急に良くなるコールドトラップ(Cold trap)現象が発生する。低温維持装置の内部を十分冷却し、真空度が真空ポンプ(図示せず)内の真空度ほど良くなれば抽気を中止する。
一方、超伝導ケーブルに電流が流れる場合、低温維持装置の内部においては金属シース20、30及び多層断熱フィルム40でガスが発生するようになるが、本発明による低温維持装置にはこれを除去するために別途のティーバッグ形態の吸着剤を使用することなく、ネット層41’に付着された吸着剤によりガスを除去するようになる。
40:多層断熱フィルム 41:ネット層
41’:吸着剤を備えたネット層 50:吸着剤
Claims (9)
- ケーブルコアの外側を囲む凹凸状の内側金属シースと、上記内側金属シースの外側を囲む外側金属シースと、上記内側金属シースと外側金属シースとの間に巻き付けられて輻射熱を遮断する輻射遮断層と伝導熱を最小とするネット層とが互いに反復積層されてなる多層断熱フィルムと、を含んでなる超伝導ケーブル用低温維持装置において、
上記多層断熱フィルムの内側から一番目のネット層または二番目のネット層または三番目のネット層の内側に巻き付けられる、吸着剤を備えたネット層で、上記吸着剤を備えたネット層は低温維持装置内の気体を吸着する吸着剤を備えていることを特徴とする吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。 - 上記吸着剤は、活性炭であることを特徴とする請求項1に記載の吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。
- 上記活性炭は、粉末状で上記吸着剤を備えたネット層に接着されることを特徴とする請求項2に記載の吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。
- 上記吸着剤を備えたネット層は、螺旋状で巻き付けられ、そのピッチが上記多層断熱フィルムの幅より広いことを特徴とする請求項1ないし請求項3のうち何れか一項に記載の吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。
- ケーブルコアの外側を囲む凹凸状の内側金属シースと、上記内側金属シースの外側を囲む外側金属シースと、上記内側金属シースと外側金属シースとの間に巻き付けられて輻射熱を遮断する輻射遮断層と伝導熱を最小とするネット層とが互いに反復積層されてなる多層断熱フィルムと、を含んでなる超伝導ケーブル用低温維持装置において、
上記多層断熱フィルムのネット層のうち少なくとも1個は低温維持装置内の気体を吸着する吸着剤が備えられていることを特徴とする吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。 - 上記吸着剤は、活性炭であることを特徴とする請求項5に記載の吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。
- 上記活性炭は、粉末状でネット層に接着されることを特徴とする請求項6に記載の吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。
- 上記吸着剤を備えたネット層は、多層断熱フィルムの最も内側のネット層であることを特徴とする請求項5ないし請求項7のうち何れか一項に記載の吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。
- 上記吸着剤を備えたネット層は、多層断熱フィルムの内側から二番目のネット層または三番目のネット層であることを特徴とする請求項5ないし請求項7のうち何れか一項に記載の吸着剤を備えたネット層を含む超伝導ケーブル用低温維持装置。
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