JP5384245B2 - Re系超電導コイル伝導冷却方法及びその装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記状況に鑑みて、冷却装置の小型化を図るとともに冷却効率を向上させることができるRE系超電導コイル伝導冷却方法及びその装置を提供することを目的とする。
〔1〕RE系超電導コイル伝導冷却方法において、RE系線材で作製される複数個のパンケーキコイルを積層した超電導コイルを収納したクライオスタットに1つのパルス管冷凍機を配置し、このパルス管冷凍機に接続されるコールドヘッドによって前記超電導コイルを伝導冷却するとともに、前記パルス管冷凍機の本体を、前記超電導コイルを収納した前記クライオスタットの上下方向荷重支持材として併用することを特徴とする。
〔3〕RE系超電導コイル伝導冷却装置において、パルス管冷凍機のコールドヘッドと、前記パルス管冷凍機のコールドヘッドに密着させた伝熱アルミニウムプレート又は金属リボン線と、この伝熱アルミニウムプレート又は金属リボン線が密着されるアルミニウムブロックが埋め込まれ、このアルミニウムブロックと密着させたアルミニウムプレートで挟み込まれた超電導コイルとを備え、前記伝熱アルミニウムプレート又は金属リボン線と前記アルミニウムプレートを接続するように配置するとともに、前記パルス管冷凍機のコールドヘッドをクライオスタットの中央に配置し、その両側の前記超電導コイルに、常温部からの伝導による熱負荷を前記パルス管冷凍機の一部であるパルス管部分で吸収できるように配置したことを特徴とする。
〔6〕上記〔5〕記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、前記金属がインジウムであることを特徴とする。
〔8〕上記〔3〕記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、熱伝導率の高い前記金属リボン線を、前記パルス管冷凍機に沿った方向冷端熱交換部に密着固定すると共に、前記超電導コイルの上面及び下面に取り付けられた前記アルミニウムプレートに接続することを特徴とする。
図1は本発明の実施例を示すRE系超電導コイル伝導冷却装置の要部斜視図、図2は本発明の実施例を示すRE系超電導コイル伝導冷却装置の正面模式図、図3は図2のA−A′線断面図、図4は図2のB−B′線断面図である。
これらの図において、1はパルス管冷凍機、1Aはクライオスタット(後述)の上面に密着するパルス管冷凍機1の上部鍔部、1Bはクライオスタットの下面に密着するパルス管冷凍機1の下端、2はパルス管冷凍機1に接続されるコールドヘッド、3Aは伝熱アルミニウムプレート、3Bは金属リボン線、4はレーストラック状のパンケーキ積層RE系超電導コイル、4Aは超電導コイルの上面、4Bは超電導コイルの下面、4Cは超電導コイルの側面、5はアルミニウムブロック、6A,6Bはパンケーキ積層RE系超電導コイル4に埋め込まれたアルミニウムブロック5に密着させたアルミニウムプレート、7はパルス管冷凍機1によるパンケーキ積層RE系超電導コイル伝導冷却装置のクライオスタット(極低温を保持する容器)、7Aはそのクライオスタット7の上面、7Bはそのクライオスタット7の下面、8はスリットである。なお、図1及び図2において、X方向はパンケーキ積層RE系超電導コイル4の長軸方向、Y方向はパンケーキ積層RE系超電導コイル4の短軸方向、Z方向はパンケーキ積層RE系超電導コイル4の厚み方向を示している。
伝熱アルミニウムプレート3Aはパンケーキ積層RE系超電導コイル4のX方向に延びており、この伝熱アルミニウムプレート3Aを、パルス管冷凍機1の横断方向(X方向)冷端熱交換部に密着固定するとともに、パンケーキ積層RE系超電導コイル4の上面4A及び下面4Bに取り付けられたアルミニウムプレート6A,6Bを上下から挟み込むように密着固定する。また、金属リボン線3Bは熱伝導率の大きい材料(例えば、リン脱酸銅)からなり、パンケーキ積層RE系超電導コイル4の側面4Cに沿ってX方向に延びるとともに、パルス管冷凍機1に沿った方向(Y方向)冷端熱交換部に密着固定させる。さらに、超電導コイル4の上面4A及び下面4Bに取り付けたアルミニウムプレート6A,6Bにも接続させる。
また、パルス管冷凍機1の上部鍔部1A及び下端1Bをクライオスタット7の上面7A及び下面7Bに接続させることにより、クライオスタット7の上下方向荷重支持材とすることができる。
以上のように構成したので、コンパクトな冷却装置でもって、RE系超電導コイルの伝導冷却を効率的に実施することができる。
1A パルス管冷凍機の上部鍔部
1B パルス管冷凍機の下端
2 コールドヘッド
3A 伝熱アルミニウムプレート
3B 金属リボン線
4 パンケーキ積層RE系超電導コイル
4A 超電導コイルの上面
4B 超電導コイルの下面
4C 超電導コイルの側面
5 アルミニウムブロック
6A,6B アルミニウムプレート
7 クライオスタット
7A クライオスタットの上面
7B クライオスタットの下面
8 スリット
Claims (9)
- RE系線材で作製される複数個のパンケーキコイルを積層した超電導コイルを収納したクライオスタットに1つのパルス管冷凍機を配置し、該パルス管冷凍機に接続されるコールドヘッドによって前記超電導コイルを伝導冷却するとともに、前記パルス管冷凍機の本体を、前記超電導コイルを収納した前記クライオスタットの上下方向荷重支持材として併用することを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却方法。
- 請求項1記載のRE系超電導コイル伝導冷却方法において、前記超電導コイルの外周面にアルミニウムブロックを設け、該アルミニウムブロックに密着するようにしてアルミニウムプレートで前記超電導コイルを挟み込むことにより、外部から変動磁場のかかる浮上式鉄道の車載超電導磁石として使用するようにしたことを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却方法。
- パルス管冷凍機のコールドヘッドと、前記パルス管冷凍機のコールドヘッドに密着させた伝熱アルミニウムプレート又は金属リボン線と、該伝熱アルミニウムプレート又は金属リボン線が密着されるアルミニウムブロックが埋め込まれ、該アルミニウムブロックと密着させたアルミニウムプレートで挟み込まれた超電導コイルとを備え、前記伝熱アルミニウムプレート又は金属リボン線と前記アルミニウムプレートを接続するように配置するとともに、前記パルス管冷凍機のコールドヘッドをクライオスタットの中央に配置し、その両側の前記超電導コイルに、常温部からの伝導による熱負荷を前記パルス管冷凍機の一部であるパルス管部分で吸収できるように配置したことを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却装置。
- 請求項3記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、前記超電導コイルを構成するRE系線材の外周部には銅又はステンレス層が固着されており、前記RE系線材で作製したパンケーキコイルを複数個積層した前記超電導コイルの最外周部に、熱伝導率が高い金属を介して複数個の前記アルミニウムブロックを密着させて樹脂含浸することを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却装置。
- 請求項3記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、前記超電導コイルの上面及び下面に、該超電導コイルと同形状面の前記アルミニウムプレートを、熱伝導率が高い金属を介して前記アルミニウムブロックに密着させて固定することを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却装置。
- 請求項5記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、前記金属がインジウムであることを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却装置。
- 請求項3記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、前記パルス管冷凍機の横断方向冷端熱交換部に密着固定させた前記伝熱アルミニウムプレートを、前記超電導コイルの上面及び下面に取り付けられた前記アルミニウムプレートを上下から挟み込むように接続することを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却装置。
- 請求項3記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、熱伝導率の高い前記金属リボン線を、前記パルス管冷凍機に沿った方向冷端熱交換部に密着固定すると共に、前記超電導コイルの上面及び下面に取り付けられた前記アルミニウムプレートに接続することを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却装置。
- 請求項3記載のRE系超電導コイル伝導冷却装置において、前記金属リボン線がリン脱酸銅からなることを特徴とするRE系超電導コイル伝導冷却装置。
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