JPH05243624A - 超電導磁石用断熱支持装置 - Google Patents
超電導磁石用断熱支持装置Info
- Publication number
- JPH05243624A JPH05243624A JP4045178A JP4517892A JPH05243624A JP H05243624 A JPH05243624 A JP H05243624A JP 4045178 A JP4045178 A JP 4045178A JP 4517892 A JP4517892 A JP 4517892A JP H05243624 A JPH05243624 A JP H05243624A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- superconducting magnet
- frp
- fiber
- amount
- Prior art date
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- Pending
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超電導磁石コイルを収納した内槽を断熱支持
する支持装置のＣＦＲＰ製支持筒は表面が黒色で輻射入
熱が多いのでこれを防止する必要がある。 【構成】 支持筒の表面を数百A.U.（オングストロー
ム）の厚さに金属膜を蒸着して輻射入熱を低減し、しか
も、熱伝導も無視できる程度の表面処理を達成する。
する支持装置のＣＦＲＰ製支持筒は表面が黒色で輻射入
熱が多いのでこれを防止する必要がある。 【構成】 支持筒の表面を数百A.U.（オングストロー
ム）の厚さに金属膜を蒸着して輻射入熱を低減し、しか
も、熱伝導も無視できる程度の表面処理を達成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導磁石コイルを液
体ヘリウムと共に極低温に収納した内槽即ち極低温容器
（クライオスタット）の支持装置に関する。
体ヘリウムと共に極低温に収納した内槽即ち極低温容器
（クライオスタット）の支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４を参照して従来の超電導磁石装置の
支持装置を説明する。
支持装置を説明する。
【０００３】超電導磁石は、超電導コイルを超電導状態
に保持するため超電導コイルを収納した内槽容器（極低
温容器）に液体ヘリウム等の冷却剤を満たして冷却して
いる。
に保持するため超電導コイルを収納した内槽容器（極低
温容器）に液体ヘリウム等の冷却剤を満たして冷却して
いる。
【０００４】一般に内槽容器は外部からの熱侵入を低減
させるために、内部を真空にした外槽容器に収納する２
重構造とするとともに、内槽を真空外槽内に中空に支持
する支持装置は断熱性の良好なものが要求される。
させるために、内部を真空にした外槽容器に収納する２
重構造とするとともに、内槽を真空外槽内に中空に支持
する支持装置は断熱性の良好なものが要求される。
【０００５】一方、超電導磁気浮上式鉄道のように高速
で走行する車両等に超電導磁石を搭載する場合、その支
持装置は走行中に発生する振動、衝撃にも耐え得る充分
な強度と剛性を有していなければならない。このような
超電導磁石の支持構造として多重円筒はさみ込み方式が
ある（特開昭55-166778)。これは次のような構成のもの
である。
で走行する車両等に超電導磁石を搭載する場合、その支
持装置は走行中に発生する振動、衝撃にも耐え得る充分
な強度と剛性を有していなければならない。このような
超電導磁石の支持構造として多重円筒はさみ込み方式が
ある（特開昭55-166778)。これは次のような構成のもの
である。
【０００６】この支持構造は、外槽１内の内槽２を支持
する支持装置３に設けた支持座４をＦＲＰ（繊維強化プ
ラスチック）などの強度が高く熱絶縁性の良い支持筒
５，６ではさみ込み、その支持筒５，６の他端には、ス
テンレス鋼等の強度の高い支持筒７，８がはめ込まれて
いる。
する支持装置３に設けた支持座４をＦＲＰ（繊維強化プ
ラスチック）などの強度が高く熱絶縁性の良い支持筒
５，６ではさみ込み、その支持筒５，６の他端には、ス
テンレス鋼等の強度の高い支持筒７，８がはめ込まれて
いる。
【０００７】さらにＦＲＰ支持筒９、１０、アルミニウ
ム合金等の支持筒１１、１２及びＦＲＰ等の支持筒１
３、１４で順次はさみ込み、その両端をフランジ付の締
付棒１６及びネジ付金具１８により締付け固定するよう
にしたものである。
ム合金等の支持筒１１、１２及びＦＲＰ等の支持筒１
３、１４で順次はさみ込み、その両端をフランジ付の締
付棒１６及びネジ付金具１８により締付け固定するよう
にしたものである。
【０００８】また締付棒のフランジ１６と金具１８の回
り止めを兼ねるフランジ１５、１７は外槽１に溶接さ
れ、外槽としての氣密を保持すると共に、ここで内槽を
支持する支持装置を外槽に固定する構成となつている。
り止めを兼ねるフランジ１５、１７は外槽１に溶接さ
れ、外槽としての氣密を保持すると共に、ここで内槽を
支持する支持装置を外槽に固定する構成となつている。
【０００９】ところでＦＲＰ材料としてはＧＦＲＰ（ガ
ラス繊維強化）が一般に汎用性が高いが、特に薄肉管と
した場合さらなる強度向上のため、ＧＦＲＰにＣＦＲＰ
（炭素繊維強化）をバイアス強化とした複合ＦＲＰ等が
用いられ、上記構成の場合も、ＦＲＰ支持筒５、６、
９、１０は複合ＦＲＰ、ＦＲＰ支持筒１３、１４はＧＦ
ＲＰ製とするような構成にしている。
ラス繊維強化）が一般に汎用性が高いが、特に薄肉管と
した場合さらなる強度向上のため、ＧＦＲＰにＣＦＲＰ
（炭素繊維強化）をバイアス強化とした複合ＦＲＰ等が
用いられ、上記構成の場合も、ＦＲＰ支持筒５、６、
９、１０は複合ＦＲＰ、ＦＲＰ支持筒１３、１４はＧＦ
ＲＰ製とするような構成にしている。
【００１０】しかし、ＣＦＲＰを用いた複合ＦＲＰ支持
筒は、表面の色が黒色系統であるため、輻射率が高いの
で内槽容器への輻射熱Ｑ1 が大きくなるので、この値を
小さく抑える必要があり、ＦＲＰ支持筒５、６の表面に
超断熱材（スーパーインシュレーション、以下ＳＩと言
う）等を施工し熱侵入量の低減を図っている。
筒は、表面の色が黒色系統であるため、輻射率が高いの
で内槽容器への輻射熱Ｑ1 が大きくなるので、この値を
小さく抑える必要があり、ＦＲＰ支持筒５、６の表面に
超断熱材（スーパーインシュレーション、以下ＳＩと言
う）等を施工し熱侵入量の低減を図っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】多重円筒はさみ込み方
式の支持装置において、その薄肉ＦＲＰ支持筒の内槽容
器低温側にＣＦＲＰ等の黒色系統で輻射率が高い材料を
使用した場合内槽容器への輻射熱侵入量が多くなるとい
う問題がある。
式の支持装置において、その薄肉ＦＲＰ支持筒の内槽容
器低温側にＣＦＲＰ等の黒色系統で輻射率が高い材料を
使用した場合内槽容器への輻射熱侵入量が多くなるとい
う問題がある。
【００１２】また、この輻射入熱を低減させるため、支
持筒表面にＳＩを施工するという方法も考えられるが、
この場合支持装置を組立てるための作業性が悪くなると
いうことと、輻射入熱を充分に低減させることが出来な
いという問題がある。
持筒表面にＳＩを施工するという方法も考えられるが、
この場合支持装置を組立てるための作業性が悪くなると
いうことと、輻射入熱を充分に低減させることが出来な
いという問題がある。
【００１３】一方支持筒表面に輻射率の小さな金属箔を
接着するという方法も考えられる（特開昭59-98570）。
この場合、金属箔の厚さは普通10μ以上であるため、輻
射による熱侵入量は低減できるが、逆に、熱伝導による
熱侵入量が大きくなり支持装置としては全体の熱侵入量
を低減させたことにならないという問題がある。
接着するという方法も考えられる（特開昭59-98570）。
この場合、金属箔の厚さは普通10μ以上であるため、輻
射による熱侵入量は低減できるが、逆に、熱伝導による
熱侵入量が大きくなり支持装置としては全体の熱侵入量
を低減させたことにならないという問題がある。
【００１４】本発明の目的は、このような問題を解消す
るためになされたものであつて、輻射率の高いＣＦＲＰ
支持筒等の表面に金、銀或いはアルミニウム等の薄膜を
伝導による熱侵入が増大しない程度、即ち数百A.U.（オ
ングストローム）の厚みで蒸着させることにより形成
し、輻射による熱侵入を低減させ、断熱性に優れた支持
装置を提供することにある。
るためになされたものであつて、輻射率の高いＣＦＲＰ
支持筒等の表面に金、銀或いはアルミニウム等の薄膜を
伝導による熱侵入が増大しない程度、即ち数百A.U.（オ
ングストローム）の厚みで蒸着させることにより形成
し、輻射による熱侵入を低減させ、断熱性に優れた支持
装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】多重円筒はさみ込み方式
の支持装置において、輻射率の高いＦＲＰ支持筒の表面
に数百A.U.程度の輻射率の非常に小さい金、銀、或いは
アルミニウム等による薄膜を蒸着させる。
の支持装置において、輻射率の高いＦＲＰ支持筒の表面
に数百A.U.程度の輻射率の非常に小さい金、銀、或いは
アルミニウム等による薄膜を蒸着させる。
【００１６】
【作用】この蒸着膜により輻射による熱侵入量が低減す
る。
る。
【００１７】
【実施例】本発明を図１、２に示す実施例に基づいて説
明する。ＦＲＰ支持筒５、６の表面に図２に、金、銀、
或いはアルミニウム等の金属蒸着膜２１を数百A.U.（オ
ングストローム）の厚さに形成する。蒸着膜２１の膜厚
は、支持筒表面に均一に、しかも輻射入熱を低減させる
ためには100 A.U.（オングストローム）位必要である。
この膜厚が1000A.U.を超えると逆に伝導による熱侵入量
が増加するため逆効果となる。
明する。ＦＲＰ支持筒５、６の表面に図２に、金、銀、
或いはアルミニウム等の金属蒸着膜２１を数百A.U.（オ
ングストローム）の厚さに形成する。蒸着膜２１の膜厚
は、支持筒表面に均一に、しかも輻射入熱を低減させる
ためには100 A.U.（オングストローム）位必要である。
この膜厚が1000A.U.を超えると逆に伝導による熱侵入量
が増加するため逆効果となる。
【００１８】従って蒸着膜２１の膜厚はほぼ100 A.U.〜
1000A.U.の範囲とした場合に支持装置の熱侵入量低減に
有効であり、本発明においてはこの範囲の膜厚としてい
る。支持装置からの内槽容器２への熱侵入量Ｑは、伝導
による熱侵入量と輻射による熱侵入量の合計となる。し
たがって、ＦＲＰ支持筒表面に輻射率の小さい金、銀、
或いはアルミニウム等による金属蒸着膜層を形成するこ
とにより輻射による熱侵入量Ｑ1 を低減し、且つ、蒸着
膜の膜厚を 1000 A.U.以下とすることにより伝導による
熱侵入量Ｑ2 も低くおさえることとなる。従って、支持
装置３からの内槽容器２への熱侵入量Ｑを低くおさえる
こととなる。
1000A.U.の範囲とした場合に支持装置の熱侵入量低減に
有効であり、本発明においてはこの範囲の膜厚としてい
る。支持装置からの内槽容器２への熱侵入量Ｑは、伝導
による熱侵入量と輻射による熱侵入量の合計となる。し
たがって、ＦＲＰ支持筒表面に輻射率の小さい金、銀、
或いはアルミニウム等による金属蒸着膜層を形成するこ
とにより輻射による熱侵入量Ｑ1 を低減し、且つ、蒸着
膜の膜厚を 1000 A.U.以下とすることにより伝導による
熱侵入量Ｑ2 も低くおさえることとなる。従って、支持
装置３からの内槽容器２への熱侵入量Ｑを低くおさえる
こととなる。
【００１９】本発明の他の実施例として、ＦＲＰ支持筒
の表面のみに金属薄膜を形成するだけではなく、図２に
示すように内表面にも蒸着させることにより、より大き
な効果を得ることができる。さらに、ＦＲＰ支持筒への
蒸着は、低温部の支持筒のみではなく、多重管における
全てのＦＲＰ支持筒へ適用しても同様の効果が得られ
る。
の表面のみに金属薄膜を形成するだけではなく、図２に
示すように内表面にも蒸着させることにより、より大き
な効果を得ることができる。さらに、ＦＲＰ支持筒への
蒸着は、低温部の支持筒のみではなく、多重管における
全てのＦＲＰ支持筒へ適用しても同様の効果が得られ
る。
【００２０】一方ＦＲＰ支持筒への蒸着膜はＦＲＰ表面
全域ではなく、図３、４に示すように、長手方向又は長
手方向に対し直角方向に一部マスキング等で線状の非蒸
着部分２２を形成して蒸着膜２１を分割することによ
り、ＦＲＰ支持筒に渦電流が加えられる場合にはその発
熱を抑制させ、より大きな効果を得ることができる。
全域ではなく、図３、４に示すように、長手方向又は長
手方向に対し直角方向に一部マスキング等で線状の非蒸
着部分２２を形成して蒸着膜２１を分割することによ
り、ＦＲＰ支持筒に渦電流が加えられる場合にはその発
熱を抑制させ、より大きな効果を得ることができる。
【００２１】またＦＲＰ支持筒は、基材がガラス繊維、
カーボン繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維又はそれら
の複合材のいずれかで構成されたものに適用できるが、
カーボン繊維又はカーボン繊維複合材に適用した場合が
特にその効果が高く期待できる。
カーボン繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維又はそれら
の複合材のいずれかで構成されたものに適用できるが、
カーボン繊維又はカーボン繊維複合材に適用した場合が
特にその効果が高く期待できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明により超電導磁石の支持装置の断
熱性が向上し、安定性、信頼性のより良い超電導磁石が
得られる。
熱性が向上し、安定性、信頼性のより良い超電導磁石が
得られる。
【図１】本発明による支持装置の断面図である。
【図２】本発明の他の実施例による支持装置の断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明によるＦＲＰ支持筒の表面図である。
【図４】本発明によるＦＲＰ支持筒の他の実施例による
表面図である。
表面図である。
【図５】従来の支持装置である。
１ 外槽 ２ 内槽 ３ 支持装置 5,6、9,10、 13,14 ＦＲＰ支持筒 7,8、 11,12 金属製支持筒 16 締付棒 21 蒸着膜 22 非蒸着層
Claims (3)
- 【請求項１】 超電導磁石を収納する極低温容器をＦＲ
Ｐ製支持筒などで断熱支持する多重円筒型の超電導磁石
用断熱支持装置において、 前記ＦＲＰ支持筒の表面に低輻射率の金属材による厚さ
１０００A.U.以下の蒸着膜を形成したことを特徴とする
超電導磁石用断熱支持装置。 - 【請求項２】 請求項１において、ＦＲＰ支持筒表面の
金属蒸着膜を、数本の線状の非蒸着部分により分割して
形成したことを特徴とする超電導磁石用断熱支持装置。 - 【請求項３】 請求項１において、ＦＲＰ支持筒を、そ
の基材にガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、ア
ルミナ繊維或いはこれらの複合材のいずれかによる繊維
強化プラスチックを用いたことを特徴とする超電導磁石
用断熱支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4045178A JPH05243624A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 超電導磁石用断熱支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4045178A JPH05243624A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 超電導磁石用断熱支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243624A true JPH05243624A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12712019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4045178A Pending JPH05243624A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | 超電導磁石用断熱支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243624A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016133187A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 超電導磁気軸受 |
| CN108885973A (zh) * | 2016-03-25 | 2018-11-23 | 应用材料公司 | 具有强化的rf功率传输的陶瓷加热器 |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4045178A patent/JPH05243624A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016133187A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 超電導磁気軸受 |
| CN108885973A (zh) * | 2016-03-25 | 2018-11-23 | 应用材料公司 | 具有强化的rf功率传输的陶瓷加热器 |
| CN108885973B (zh) * | 2016-03-25 | 2023-09-08 | 应用材料公司 | 具有强化的rf功率传输的陶瓷加热器 |
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