JPH01115107A - 磁気浮上列車用超電導マグネツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔座業上の利用分野〕 この発明は、磁気浮上列車用超電導マグネット、特に、
移動用であるために小形、＠盆かつ低侵入熱性を要求さ
れる磁気浮上列車用の超電導マグネットに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第３図及び第４図忙示すものは、低温工学ハンドブック
（内田老鶴見新社発行）Ｐ２Ｓ５に示されている従来の
磁気浮上列車用の超電導マグネットを示す概略断面図で
ある。

図において、符号（１）は超電導コイル、（２）は超電
導コイル（１）を冷却するために超電導コイル（１）が
浸漬されている液体ヘリウム、（３）は上記超電導コイ
ル（Ｌ）及び液体ヘリウム（２）を収納するヘリウム槽
、（４）はヘリウム槽（３）を囲繞して輻射熱を遮蔽す
る輻射熱シールド、（５）は断熱のための真空部（７）
を構成するための真空槽、（８）は超電導コイル（１）
によって発生させられた磁力線を示す。また、　（ｒｏ
）は超電導コイル（１）及び輻射熱シールド（４）を支
持するための支持部材、（１１）は断熱のためのマルチ
レイヤーインシュレーションである。

次に、上記従来装置の動作について説明する。

超電導コイル（Ｌ）に永久ｔａモードで電流を流すと、
その極性に応じて、例えば、第２図に示すように、磁力
線（８）の磁場が発生する。

また、液体ヘリウム（２）は超電導コイル（Ｌ）を冷却
しており、真空槽（５）、真空部（７）、マルチレイヤ
ーインシュレーション（１１）及び輻射熱シールド（４
）は、ヘリウム槽（３）への侵入熱量を小さくして液体
ヘリウム（２）の蒸気を極小に押えている。

超電導コイル（１）及び輻射熱シールド（４）のサポー
トは、支持部材（ｌＯ）で行なっている。

なお、ヘリウム給排ボート、電ｆｉ　ＩＪ　−ト”、永
久電流スイッチ等は、この発明に特に関係を有しないた
めに、その説明を省略する。

また１通常、ヘリウム槽（３）の構成材料はオーステナ
イトステンレス鋼が用いられ、輻射熱シールド（４）Ｋ
は、熱電導率の大きいアルミニウム材又は鋼材が用いら
れる。

更に、小形、軽量及び低侵入熱性を特に要求される磁気
浮上列車用の超電導マグネットでは、ヘリウム槽（３）
と輻射熱シールド（４）との間隔、及び、輻射熱シール
ド（４）と真空槽（５）との間隔は非常に狭く、場所に
よっては、数ｎしか間隔のない部分も存在する。

この超電導コイル（１）が超電導破壊（クエンチ）を起
こすと、第６図に示す超電導コイル（１）に流れる電流
（１２）は急速に減衰しようとする。このように、超電
導コイル（１）に流れる電流（１２）が減衰すると、超
電導コイル（１）の養生磁束も減衰する。その結果、フ
ァラデーの電磁誘導の法則によって、超電導コイル（１
）の外側に配置されている輻射熱シールド（４）に誘導
電圧が加わり、その結果、第５図に示す磁束の減衰を妨
げるような方向に電流（Ｌ３）が流れる。ここで、超電
導コイル（１）の電流（１２）と輻射熱シールド（４）
に流れる電流（１３）とは同方向であるために、超電導
コイル（１）と輻射熱シールド（４）とは互いに引き合
うような電磁力が働く。この電磁力によって、剛性の小
さな輻射熱シールド（４）は、ステンレス鋼によって強
固に製作されているヘリウム槽（３）の方向へ引っ張ら
れて変形するようになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の磁気浮上列車用超電導マグネットは、上記のよう
に構成され、また、この超電導コイルが励磁中に超電導
破壊を生じると、上記のように、輻射熱シールドに大電
流が流れ、その除虫ずる輻射熱シールドに加わる電磁力
のために、輻射熱シールドがヘリウム槽の方へ変形し、
輻射熱シールドとヘリウム槽との間隔が狭い磁気浮上列
車用超電導マグネットにおいては、輻射熱シールドがヘ
リウム槽に接触し、その結果、液体ヘリウムの蒸発量が
過大となって、超電導マグネットとしては機能しなくな
るという問題点があった。

このような問題点を対処するために、輻射熱シールドと
ヘリウム槽との間隔を広くすると、超電導マグネットと
しての磁気的性能が劣化し、また、輻射熱シールドの構
成を強固にすると、超電導マグネット全体の重量が増加
して軽量化に反し、更に、輻射熱シールドのサポートを
強化すると、サポートを通じての侵入熱が増大して、ヘ
リウムの蒸発量を高めると共に熱伝導破壊を起こしやす
くなる。従って、このような対処はなし得ない。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、輻射熱シールドとヘリウム槽との間隔も広
くすることなく、かつ、輻射熱シールドや輻射熱シール
ドのサポートを強固にすることもなく、超電導破壊時の
輻射熱シールドの変形を生じさせない磁気浮上列車用超
電導マグネットを得ることを目的とする。

〔問題点な解決するための手段〕

この発明に係る磁気浮上列車用超電導マグネットは、そ
のヘリウム槽に閉ループ回路な構成する導体を設けてい
るものである。

〔作用〕

この発明における磁気浮上列車用超電導マグネットは、
そのヘリウム槽に閉ループ回路を構成する導体な設けて
いるので、超電導破壊に際しては、ヘリウム槽に設けた
導体に電流が流れて、輻射熱シールドには大電流が流れ
ず、従って、輻射熱シールドに加わる電磁力は小さく、
その結果、輻射熱シールドは変形しない。

一方、ヘリウム槽に設けた導体には、大電流が流れて大
きな電磁力が加わるが、この導体は、ヘリウム槽によっ
て強固にサポートされるので、変形することはない。

〔実施例〕

以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図において、符号（２））は、ヘリウム槽（３）に
設けられる閉ループ回路を構成する導体であるヘリウム
槽（３）の表面に設けられた銅メッキ層である。

なお、その他の構成については第３図及び第４図におい
て示した従来の超電導マグネットと同等の構成であるの
で、ここでは説明を省略する。

この発明の磁気浮上列車用超電導マグネットは、上記の
ように構成されているので、超電導コイル（１）が超電
導破壊な起こすと、第２図に示すように、その超電導破
壊に基づく急速な電流（１２）の減衰のために、その周
囲の部材に誘導電圧が加わり、超電導コイル（１）の養
成磁束の減衰を妨げようとする電流が生ずるが、この大
きな電流（２２）がヘリウム槽（３）の表面に設けられ
た銅メッキ層に液れ、その結果、輻射熱シールド（４）
には大きな電流が流れない。そのために、輻射熱シール
ド（４）に加わる電磁力は小さく、従って、輻射熱シー
ルド（４）は変形を生じない。

また、大きな電流（２２）が流れる銅メッキ層（２））
は当然にヘリウム槽（３）に固定しているので変形する
こともない。

なお、上記実施例では、ヘリウム槽（３）に設けられる
閉ループ回路を構成する導体として、ヘリウム槽（３）
の表面全体に銅メンキを施したものを示したが、これに
限らず、ヘリウム槽（３）に流れる電流（２２）の流れ
る経路に沿った部分だけに銅メッキを施したものでもよ
く、この場合は重量的に有利である。

また、銅に限らず、アルミニウムメッキでもよい。

更に、上記実施例では、ヘリウム槽への導体の設置をメ
ッキ処理によるものＫついて示したが。

メッキ処理に限らず、ヘリウム槽（３）自体な銅又はア
ルミニウムのクラツド板例えばクラツドステンンヌ鋼板
で製作してもよく、更には又、電流（２２）の流れる径
路に涜ってヘリウム槽の表面に銅又はアルミニウムの板
状導体例えば板若しくは薄板又は箔部材を閉ループに貼
り付けてヘリウム槽（３）に固定してもよく、上記いず
れの場合にあっても、上記実施例と同様の効果が得られ
る。

〔発明の効果〕

以上のよ５に、この発明によれば、ヘリウム槽に閉ルー
プ回路を構成する導体を設けて電流径路を構成させたの
で、超電導破壊に際しても、上記導体に大電流が流れて
、輻射熱シールドには大電流が流れず、このために輻射
熱シールドには大きな電磁力が加わらず、従って、輻射
熱シールドは変形することもなく、その結果、輻射熱シ
ールドとヘリウム槽との間隔を広げる必要も、あるいは
輻射熱シールドを強固にする必要も、そのサポート２強
固にする必要もなく、輻射熱シールドがヘリウム槽に接
触することもない磁気浮上列車用超電導マグネットが得
られる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の超電導マグネットの概略
縦断ｆ１、第２図は第１図の超電導破壊時の発生電流の
説明図、第３図は従来の超電導マグネットの概略横断面
図、第４図は第３図の■−■線による概略縦断面図、第
５図は第３図の超電導破壊時における発生電流の説明図
である。 （１）・・超電導コイル、（２）・・液体ヘリウム、（
３）・・ヘリウム槽、（４）・・輻射熱シールド。 （５）・・真空槽、　（２））・・閉ループ゛回路導体
（銅メッキ層）。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　曾　我　道　照、１：：、’、、　。 第１図 第２図 第　３　図 手続補正書 昭和６３年１月６日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体ヘリウムに浸漬されている超電導コイルを収
   納しているヘリウム槽に、閉ループ電流回路を構成する
   導体を設けていることを特徴とする磁気浮上列車用超電
   導マグネット。
2. （２）ヘリウム槽に設けられる導体が、銅及びアルミニ
   ウムのいずれかである特許請求の範囲第１項記載の磁気
   浮上列車用超電導マグネット。
3. （３）ヘリウム槽に設けられる導体が、メッキすること
   により設けられている特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の磁気浮上列車用超電導マグネット。
4. （４）ヘリウム槽に設けられる導体が、ヘリウム槽を上
   記導体のクラッドステンレス鋼によつて構成することに
   より設けられている特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の磁気浮上列車用超電導マグネット。
5. （５）ヘリウム槽に設けられる導体が、ヘリウム槽に固
   定して設けられている板状導体である特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の磁気浮上列車用超電導マグネット
   。