JPS61107706A - 超電導磁石の内槽支持装置 - Google Patents

超電導磁石の内槽支持装置

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JPS61107706A
JPS61107706A JP59229243A JP22924384A JPS61107706A JP S61107706 A JPS61107706 A JP S61107706A JP 59229243 A JP59229243 A JP 59229243A JP 22924384 A JP22924384 A JP 22924384A JP S61107706 A JPS61107706 A JP S61107706A
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superconducting
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N60/80Constructional details
    • H10N60/81Containers; Mountings

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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は主に超電導磁気浮上車等に使用される超電導
磁石の内槽支持装置に関し、特に金属製中間支持円筒を
含む複数の支持円筒を次々と係合してそれぞれ多重管構
造とした一対の円筒群で内槽を挟み込み支持する多重円
筒挟み込み方式の超電導磁石の内槽支持装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
現在、将来的交通機関の一つとして超電導磁気浮上車の
開発が進められている。この超電導磁気浮上車に使用さ
れる超電導磁石は、超電導コイルを格納した内槽を真空
容器である外槽内に支持し、且つその内槽を液体ヘリウ
ム等により極低温状態に冷却保持して構成される。とこ
ろでこうした超電導磁石では、極低温の内槽に対して外
部熱の侵入を出来るだけ遮断する必要があると共に、車
両の磁気浮上時に該内槽に大きな荷重力が作用するので
、その内槽を支持する支持装置としては、大きな荷重支
持強度を有し且つ断熱性に優れていることが要求される
。そうした条件を満たしたものとして多重円筒挟み込み
方式の内槽支持装置がすでに知られている。
その従来の多重円筒挟み込み方式の内槽支持装置を第1
0図により説明すると、図中1は超電導コイル(図示省
略)を格納し且つ液体ヘリウムにより極低温に冷却され
る内槽で、この内槽1は真空状態にされる外槽2内に支
持装置により断熱支持されている。その内槽支持装置は
、該内槽1に設けた支持座3を、複数の支持円筒を次々
と係合してそれぞれ多重管構造とした上下一対の円筒群
4A、4Bで挟み込み支持する構成である。その上下両
円筒群4A、4Bは、FRP製等の強度が高く且つ熱絶
縁性の良好な大径支持円筒5A、5Bと、それらの内周
に配するステンレス製等の強度の高い金属製中間支持円
筒6A、6Bと、更にそれらの内周に配する上記同様F
RP製等の小径支持円筒7A、7Bとからそれぞれなり
、°上記大径な支持円筒5A、5Bがその両者の対向端
部で上記内槽1の支持材3を直接上下から挟み込み支持
し、また上記金属製中間支持円筒6A、6Bの各上下端
には内外鍔部3a、3b及び9a、9bが形成され、そ
の上下端(反対向端)の外周に向は突出する鍔部8a、
8bが上記大径支持円筒5A、5Bの反対向端を上下か
ら挟み込むように係合支持し、更にその中間支持円筒6
A、6Bの対向端の内周に向は突出する鍔部9a、9b
を上記小径な支持円筒7A、7Bの対向端が上下から挟
   :み込むように係合支持している。なお上記金属
製中間支持円筒6A、6Bは互いの対向端側鍔部9a、
gbから更に延出し合って互いに内外で嵌合する嵌合部
10a、10bが形成されている。また上記小径支持円
筒7A、7Bの反対向端は上下のスペーサ兼支持座11
A、11Bに係合して、その上側支持座11Aを押え付
けるフランジ12aを有した締結ねじ棒12と下側の上
記支持座11Bとの螺合締付けにより締結支持されてい
る。
そして締結ねじ捧12のフランジ12aと、下側の支持
座11Bに螺合してその回り止めを兼ねるフランジ13
とが上記外槽2の上下2A、2Bに溶接固定されて、該
外槽2内の気密を保と共に、内槽1からの荷重力を受け
て外槽2に伝えるようになっている。
また、上記従来の超電導磁石の内槽支持装置では、外部
熱の侵入lを確実に低減する目的で、上述の如<FRP
等の熱絶縁性材料を支持材に使用するだけでなく、更に
途中で熱アンカーをとるように、上下両円筒群4A、4
Bの金属製中間支持円筒6A、6Bの鍔部8a、8bに
熱シールド板14A、14Bを接続して取付け、且つそ
の上下肯熱シールド板14A、14Bに液体窒素冷却形
の冷却配管15A、15Bを取付けている。
ところで、上記超電導磁石は車両に搭載して使用する場
合、軽量・コンパクト化が要求され、外槽2その他にア
ルミニウム等の軽量材を使用する工夫がなされているが
、それ以上の軽量化並びにコンパクト化は限界に達して
いる。特に車上の超電導磁石の超電導コイルと地上側の
コイルとの間の距離を小さくすることによりその相互電
磁力の増加が図れて、車両の設定浮上刃・推進力等の電
磁力を得るための超電導コイルの必要起磁力を低減でき
て非常に有効であるが、そうしたことが困難な問題があ
った。
つまり、上記従来の起電s磁石の内槽支持装置において
は、上下両円筒群4A、4Bの金属製中間支持円筒6A
、6B相互の嵌合部10a、10bが互いにラフにスラ
イド嵌合しているだけで、−その相互の熱接触が全く不
充分であって熱伝導が行なわれない。この為に熱アンカ
ーをとるのに、その雨中間支持円筒6A、6Bにそれぞ
れ熱シ−ルド板14A、14Bを接続して冷却配管15
A。
15Bを取付ける必要があった。従って、上下両方に冷
却配管15A、15Bの配管接続などの部製スペースを
とらなければならず、どうしても図示し寸法が必要で、
内[1内の超電導コイルと地上側コイルとの間隔を縮小
することができない問題があった。また上述の如く上下
両方にそれぞれ冷却配管15A、15Bを配設すること
から、構成が複雑で全体の重量軽減及びコンパクト化が
図れなかった。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、一対の円筒
群の金属製中間支持円筒相互の熱接触が充分で、互いに
常に同一温度レベルに達し得て、従来のようにそれぞれ
に冷却配管を取付なくても片側だけで両方の熱アンカー
を確実にとることができ、引いては超電導磁石としての
全体の構成の簡素化及び軽量・コンパクト化並びに内槽
内超電導コイルと地上コイルとの間隔縮小化が可能で、
これによる超電導コイルの必要起磁力の低減が可能で更
に小型・軽量化が計れるようになるなど、非常に効果大
なる超電導磁石の内槽支持装置を提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
この発明の超電導磁石の内槽支持装置は、上記目的を達
成すべく、真空外槽内に複数本の支持円筒を次々と係合
してそれぞれ多重管構造とした一対の円筒群で内槽を挟
み込み支持する多重円筒挟み込み支持方式の超電導磁石
の内槽支持装置で、上記両円筒群のそれぞれの金属製中
間支持円筒の相互の嵌合部を、ばねリングやテーパーリ
ングを設けるか或いは相互に熱収縮率の異なる材料で構
成することにより、互いに充分に熱接触せしめて両者の
温度が常に同一レベルになるように構成して、冷却配管
による熱アンカーを片側のみで済むようにしたものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を第1図及び第2図により説明
する。なおその図中上記第10図で述べたものと同様の
構成をなすものには同一符号を付して説明の簡略化を図
ることにする。
ここで、上下円筒群4A、4Bのそれぞれの金属製中間
支持円筒6A、6Bは、互いの対向端側の嵌合部10a
、10bが従来の如く単なるスライド嵌合しているだけ
でなく、その嵌合部10a。
10bから鍔部9a、9bに亘り内周に開口する断面°
略C字状の溝16を構成する形状とされ、その満16内
に第2図に示す如き断面略U字状をなすばねリング17
が密接圧入嵌合されて、上下中間支持円筒6A、6B相
互を充分に熱接触せしめている。つまりばねリング17
がばね効果により上下両中間支持円筒6A、6Bに圧接
して、その両者間の熱接触を常に充分に確保して互いの
熱伝導を良好にしている。
なおその中間支持円筒6A、6Bでの熱アンカーは、そ
の上側の中間支持円筒6Aの上端鍔部8aにのみ従来同
様熱シールド板14Aを接続して冷却配管15Aを設け
ることで行ない、下側の中間支持円筒6Bの下端鍔部8
bには熱シールド板14Bを取付けるだけで冷却配管は
設けない。
而して、上述した構成の超%fl1石の内槽支持装置で
は、上下中間支持円筒6A、6B相互の熱接触がばねリ
ング17により充分確保されて、そのばねリング17を
介して互いに熱伝導が良好となって熱アンバランスを生
じることなく常に略同一温度レベルに達し得るようにな
る。このために、従来のように上下両方にそれぞれに冷
却配管を取付けて熱アンカーを取らなくても、その上下
どちらか片側だけに冷却配管を設けるだけで、両方の熱
アンカーを確実にとることができ、これにて第1図の如
く上部のみに冷却配管15Aを設け、下部には冷却配管
を設けない構成とすることが可能となり、それだけ超電
導磁石としての全体の構成の簡素化及び軽量・コ、ンパ
クト化が計れると共に、特に下部部製スペースが従来の
し寸法から数倍小さい2寸法に縮小することができて、
内槽内超電導コイルと地上コイルとの間隔を大幅に縮小
し得ることになり、引いては超電導コイルの必要起磁力
の低減が計れて、更に超電導磁石全体の小型・軽量化が
計れるようになる。
なお、第3図乃至第5図は上記第2図に示したばねリン
グ17のそれぞれ変形例を示すもので、まず第3図のば
ねリング17Aは、弾力性をより持たせて熱接触を効果
的に確保するために、スリット17aを周方向に間隔を
存して多数形成した構成である。
また第4図のばねリング17Bは、上記第3図のもめと
同じ目的で□、多数の切欠17t)を形成した構成であ
る。
更に第5図のばねリング17Gは、複数枚のばね薄板1
7C・・・を積層し、且つその外側に熱伝導性の良い例
えば、銅製の被膜170′を重合して、弾力性をより持
たせると共に、被膜17C−による熱伝導性をより効果
的にした構成である。
次に、第6図はこの発明の他の実施例を示すもので、上
下中間支持円筒6A、6Bの対向端側の部分のみを断面
で図示し、その他全体構成は上記第1図と同様であるの
で省略する。ここでは上下中間支持円筒6A、6Bの対
向端側の鍔部9a。
9bから更に延出する嵌合部10a、10bの部分の外
周に断面すりばち状の溝18を形成し、その溝に外周か
ら取囲むように圧接嵌合するテーパーリング19を設け
て、そのテーパーリング19の上下ラッパ状部での圧接
により上下中間支持円筒6A、6Bの熱接触を充分確保
するようにした構成であり、これでも前述した実施例と
同様の効果が得られることになる。
なお、第7図及び第8図は上記テーパーリング″ 19
のそれぞれ変形例を示すもので、第7図のテ計 一バーリング19Aは、賽り弾力性を持たせるべくスリ
ット19aを形成した構成であり、第8図のテーパーリ
ング19Bは同じく弾力性を高めるべ(切欠19bを形
成した構成である。
なお更に上記第2図乃至第4図の各ばねリング17.1
7A、17B及び第6図乃至第8図の各テーパーリング
19.19A、19Bは、その中間支持円筒に対する接
触面に熱伝導性の良い材料: を被覆例えば、銅メッキしておくことで、より一層充分
な熱接触が得られて効果的となる。
また、第9図はこの発明の更に他の実施例を示すもので
、上記第6図と同様の部分のみを断面で示す。ここでの
上下中間支持円筒4G、4Dは、その互いの対向端側鍔
部9c、9d及びそこから更に延出した10G、10d
いずれも形状的に第10図の従来のものと同様であるが
、その互いの嵌合時外周側となる嵌合部10cを持つ中
間支持円筒6Cは比較的熱収縮率の大きな材料例えば、
アルミニウム(A2)で、その反対の内周に嵌合する嵌
合部10dを持つ中間支持円筒6Dは熱収縮率の小さな
材料例えば、チタン(T i )で構成されている。こ
うして両者の熱収縮率を異にしてその差により互いの嵌
合部10cと10dとを常に密に接触させて充分な熱接
触を確保するようにした構成で、これでも上記同様の効
果が得られるようになる。
なお、この発明は上述した実施例以外にその他各種変更
しても可であり、例えば第1図の如く外!2に締結ねじ
棒12のフランジ12a及び7ランジ13とを溶接固定
して、極低温側の内槽1に支持座3を設けているが、そ
の逆に上記締結ねじ棒12のフランジ12a及びフラン
ジ13を極低温側の内槽1に溶接固定して、支持座3を
該内槽1でなく外槽2内に固定した梁(図示せず)に設
けるようにした構造の場合にも同様に適用できる。
また上下円筒群4A、4Bをそれぞれ3重管構造とした
が、それ以外に支持円筒を増やして例えば5重管構造の
ように多重化したものでも上記同様に適用可である。更
に熱シールド板が例えば80に温度レベルと20に温度
レベルのように複数層の構造となった場合でも、それぞ
れの熱アンカーを取る中間支持円筒を上記同様の構成と
することで同等の効果が期待できる。
〔発明の効果〕
この発明は上述した如くなしたから、多重円筒挟み込み
支持方式での両円筒群の金属製中間支持円筒相互の熱接
触が充分で、互いに常に同一温度レベルに達し得て、従
来のようにそれぞれに冷却配管を取付なくても片側だけ
で両方の熱アンカーを確実にとることができる。従って
、その片側冷却配管の不要の分、超電導磁石としての全
体の構成の簡素化及び軽量・コンパクト化が計れると共
に、特に内槽内超電導コイルと地上コイルとの間隔を大
幅に縮小することができて、引いては超電導コイルの必
要起磁力の低減が計れて、更に超電導磁石全体の小型・
軽量化が計れると\共に、省電力化が期待できるように
なる。
更には片側の冷却配管を廃止できることにより、真空漏
れ事故の発生する危険がある外槽内部での配管接続の数
が減少するので、信頼性の向上が計れる上に、超電導磁
石の製作が容易となり、その組立て時間及び試験時間の
大幅な短縮が可能となるなど、非常に効果大なる超電導
磁石の内槽支持装置となる。
【図面の簡単な説明】
第1図この発明の一実施例を示す断面図、第2図は同実
施例に用いたばねリングの斜視図、第3図乃至第5図は
ばねリングの各種異なる変形例を示すそれぞれ斜視図、
第6図はこの発明の他の実施例を示す要部分の断面図、
第7図及び第8図は第6図のテーパーリングのそれぞれ
異なる変形例を示す斜視図、第9図は更にこの発明の他
の実施例を示す要部分の断面図、第10図は従来例を示
す断面図である。 1・・・内槽、2・・・外槽、2A、2B・・・外槽上
下板、3・・・支持座、4A、4B・・・円筒群、5A
、58゜7A、7B・・・支持円筒、6A、6B、6C
,6D・・・中間支持円筒、8a、8b、9a、9b、
9c。 9 d ・・・鍔部、10a、10b、10c、10c
J・・・嵌合部、11A、IIB・・・スペーサ兼支持
座、12・・・締結ねじ棒、12a、13・・・7ラン
ジ、14A、14B・・・熱シールド板、15A、15
B・・・冷却配管、16.18・・・溝、17.17A
、17B。 170・・・ばねリング、19.19A、19B・・・
テーパーリング、17a、19a・・・スリット、17
b、19b・・・切欠、17C・・・ばね薄板、170
′・・・熱伝導性の良い被膜。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 13     2B 第2図 第3図   第4図 第5図 第6図 第7図   第8図 第9図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超電導コイルを格納して極低温に冷却される内槽
    を真空容器である外槽内に複数本の支持円筒を次々と係
    合してそれぞれ多重管構造とした一対の円筒群で挟み込
    み支持する超電導磁石の内槽支持装置において、上記両
    円筒群のそれぞれの金属製中間支持円筒の相互の嵌合部
    を互いに充分に熱接触せしめて両者の温度を同一レベル
    にする構成としたことを特徴とする超電導磁石の内槽支
    持装置。
  2. (2)中間支持円筒相互の嵌合部の互いの熱接触をその
    両者に圧接するばねリングにより確保したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の超電導磁石の内槽支持
    装置。
  3. (3)中間支持円筒相互の嵌合部の互いの熱接触をその
    両者に圧接するテーパーリングにより確保したことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の超電導磁石の内槽
    支持装置。
  4. (4)ばねリング又はテーパーリングは熱伝導性の良い
    材料からなる被膜を施していることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項又は第3項記載の超電導磁石の内槽支持
    装置。
  5. (5)中間支持円筒相互の嵌合部の互いの熱接触をその
    両者互いに熱収縮率の異なる材料で構成して常に密接状
    態とすることにより確保したことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の超電導磁石の内槽支持装置。
JP59229243A 1984-10-31 1984-10-31 超電導磁石の内槽支持装置 Expired - Lifetime JPH0620012B2 (ja)

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Cited By (2)

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JP2002324706A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Hitachi Ltd 超電導磁石の内槽支持装置
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