JPS61224472A - クライオデユワ容器 - Google Patents

クライオデユワ容器

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JPS61224472A
JPS61224472A JP60065914A JP6591485A JPS61224472A JP S61224472 A JPS61224472 A JP S61224472A JP 60065914 A JP60065914 A JP 60065914A JP 6591485 A JP6591485 A JP 6591485A JP S61224472 A JPS61224472 A JP S61224472A
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container
frp
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reinforced plastic
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Hisayasu Mitsui
久安 三井
Yoshinao Sanada
真田 芳直
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

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〕 本発明は液体ヘリウムの様な極低温液体内で使用される
マグネットの様な電気機器等を収納するのに好適な繊維
強化プラスチック製クライオデユワ容器に関するもので
ある。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
小形で高性能な加速器や核融合炉等を製作するために、
液体ヘリウム内の様な極低温下での超電導現象を応用し
たマグネットが製造されるようになってきた。この超電
導マグネットの特性を知るためには液体ヘリウムを封入
するためのクライオデユワ容器が必要である。従来この
容器はステンレス鋼を加工して製造していたが、金属製
のクライオデユワ容器は次のような欠点があった。すな
わち、超電導パルスマグネットをパルス通電するためマ
グネットの磁界変動によシフライオデユワ容器に渦電流
が誘起され、ジュール発熱によシ液体ヘリウムに大きな
熱負荷がかかる。また渦電流とマグネットの磁界で電磁
力が発生し、クライオデユワ容器に大きな力が作用する
。このため、金属クライオデユワ容器では超電導マグネ
ットの特性が正しく評価できない。このため、絶縁物に
よるクライオデユワ容器によシ渦電流による発熱。
電磁力の発生の問題が生じない様にすることが考えられ
た。しかし、この容器は10−7〜10”−’)−ルと
いう高真空状態を作ると同時に電気機器の異常時にクウ
ェンチ現象が起き、液体ヘリウムのガス化に伴う圧力増
加に耐えねばならないので、高真空容器でもありかつ圧
力容器としての機能が必要である。このような機能をも
つ絶縁物容器としては繭形の金型に、フィラメントワイ
ンディング方式(以下pw方式とする)によシポリエス
テルあるいはエポキシなどの熱硬化性樹脂に浸漬したガ
ラスロービングを多重回巻回し、加熱硬化した後、中央
部を切断して円筒状の胴体部と縦断面が低U字状の、い
わゆる鐘状の容器を形成する方法が考えられる。しかし
このような方法では製造装置が高価になシ過ぎるため実
用上問題がある。
このため、ふつう木製または鋼製の型にガラス織布等を
ポリエステルやエポキシなどの樹脂を塗込みながら積層
した後樹脂を硬化させるハンドレイアップ方式によシこ
のような絶縁物容器が製造されていた。しかし、このよ
うな方法によって製造された容器は単位厚さ当シの強度
がFW方式に比べ低い。例えば引張)許容応力はハンド
レイアップ方式で18に97mでFW方式の30 kf
i/nti c7) 315である。従ってハンドレイ
アップ方式では厚さが厚くなシ、総重量が重くなシ過ぎ
たり、製作工数もかさみ価格も高くなシ易い欠点があっ
た。
その他にガラス等の繊維強化プラスチック(以下PRP
とする)によシ製作した円筒と平板を接着剤で接着した
クライオデユワ容器連あるが、FRPと接着剤の熱膨張
率の違いによシ、熱応力が生じ接着剤にクラックが入り
気密性が破れて高真空状態が作れないとか、液体ヘリウ
ムが洩れてしまう不都合があった。
〔発明の目的〕
本発明は高真空状態を形成でき、圧力容器としても機能
する安価な大口径で大形のクライオデユワ容器を提供す
ることを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明においては、胴体部の厚さの5〜9割に相当する
部分をフィラメントワインディング法によるFRPで形
成し、胴体部の厚さの5〜1割に相当する部分、および
底部をハンドレイアップ法によるFRPで一体に形成し
たことを特徴とするFRP製クラりオデユワ容器に関す
るもので、特に極低温下で高真空容器、或いは圧力容器
として、ジュール熱を発生させずに使用できるようにす
るものである。
〔発明の実施例〕
実施例1 以下1本発明の第1の実施例について詳細に説明する。
第1図はクライオデユワ容器であシ、第2図および第3
図は各製造工程の状態を示す。第2図に示すように離型
剤を表面に塗布した鐘形のマンドレル(金型)(1)を
底部囚が上になるように配置すす。この金型の全外表面
にガラスクロス(例えば日東紡社gWR570B−10
0C&、日本板硝子社製RE!W810−Mなど)とガ
ラスマット(例えば日東紡MC230A−10488,
WB22F−104B8など)をエピコート815(シ
ェル化学社商品名)100重量部、ジエ7アーミンD2
30(ジェ7アーソンケミカル社商品名)30重量部か
らなるエポキシ樹脂組成物を塗込みながらハンドレイア
ップ方式によシ胴体部(B)の所要厚さの1〜5割の厚
さだけ積層した。更に容器の底部(4)だけは前記と同
じ材料。
同じ構成、同じ゛方法で所要厚さになる様にハンドレイ
アップ方式によシ積層した。この際底部(4)と胴体部
(6)の接合面(Qが大きくなシ接着力が十分となるよ
うな緩やかな傾斜をなすように積層した。
積層後室源にて1日放置し、樹脂のゲル化を行うことに
よシハンドレイアップによるFRP層(2)を形成した
。 ・ 次に次工程のフィラメントワインディングJ−との接着
を良くするために接着面をグラインダーで番念荒した。
次に第3図に示すように全体を横転させ、金型(1)の
開口部には金属製の棒(4)を固定し。
またクライオデユワ容器の底部には金属製の棒を固定用
F RP (3)で接着することにより回転用の治具(
4)を取付は軸受(5)上を、回転軸0を中心に全体を
回転させながら、胴体部の前記ハンドレイアップ方式に
よるFRP層(2)上をエピコート815.Zo。
重量部ジエ7アーミンD230.30重量部から成るエ
ポキシ樹脂組成物を含浸したガラスロービング(例えば
日東紡社製R8ll0QL−516)をガラスマット(
例えば日東紡社製MC230A−10488)や化粧織
布(例えば日東紡社製WE22F−104BS)などを
巻込みながら0.6〜0.7kf//ロービングの張力
でヘリカル巻(角度54’)とパラレル巻を交互に行い
ヘリカル巻の内外面に発生し易い樹脂溜シを防止し所要
の厚さになるよう巻上げFWによるFRP層(6)を形
成した。次に全体を乾燥炉に入れ50℃で10時間加熱
し樹脂を予備硬化させた。
次に回転用の治具を取外し、胴体部(6)の不要部分を
切断し、金型(1)と共に除去した後、第4図に示すよ
うに離型剤を塗布し九定板(7)上に底部が上側に々る
よう容器を倒立させた状態で、7ランジ(8)を取り付
ける。即ちシール面(T3に沿って扇形に切断したガラ
スロービング織布(例えば日東紡社製W几570B−1
0008)あるいはガラスマット(9)(例えば日東紡
MC230A−10488)をクライオデユワ容器Iの
端部外周に配置し、エピコート815.100Ji量部
ジエファーミンD230,30重量部から成るエポキシ
樹脂組成物を塗込みながらハンドレイアップ方式によシ
積層し絶縁層を形成する。この際第5図に示すようにガ
ラスロービング織布あるいはガラスマット(9)を数層
積層するごとにこの上からガラスクロステープ(例えば
0.1朋厚さx25n+幅)CIGを巻くことによシ、
樹脂の流出を防ぎ、7ラン:)(8)部の構造を強化す
ることができる。
このようにして製造した7ランジ(8)付きクライオデ
ユワ容器Iをオーブンに入れ80℃で8時間。
更に120℃で15時間加熱硬化した。
このようにして寸法の異なる二つのFRP 製クライオ
デユワ容器(11)を製造し、第6図に示すように、こ
のFRP製り2イオデユワ容器αυを架台a2に取シ付
はテトラフルオロエチレン、フッ素ゴムなどでできたガ
スケットα湯を介して二つの容器を同心的に重ねる。二
つの容器間の空隙Iはバルブ四を通して排気し10−’
トール以下の真空に保つ。
被試験体(例えば磁石)傾を容器に入れFRP製のふた
(1′7)で密閉した後、クライオデユワ容器内の空隙
−を10−”トール以下の真空にし、液体ヘリウムul
を送シ込んで極低温下での試験を行なうことが出来た。
次に作用について説明する。
この実施例において胴体部(均の厚さの5〜9割に相当
する部分をEw法によるFRPとしたのは。
FW法がハンドレイアップ法に比べ機械的強度が高いの
で、FW法によるFRPの占積率を増す必要があるため
で、胴体部の厚さの5〜1割に相当する部分をハンドレ
イアップ法によるFRPとしたのは底部と連続した貫通
方向に弱点のない絶縁を形成するのに必要だからである
本実施例では上述したように)・ンドレイアツプによる
FRP層が容器の内面に連続して形成されているので容
器を貫通するクラックの生成がなく。
真空が破れたり、液体ヘリウムが洩れるという問題は起
きない。
またハンドレイアップによるFRP層よシ機械的強度の
高いFW層がノ・ンドレイアップ層上に形成されている
ため内圧破壊強度が上る。このため同じ機械的強度を出
すにはハンドレイアップのみによるFRP製容器に比べ
厚さを薄くでき1重量も軽減することができる。
実施例2 第7図に示すように第2の実施例は胴体部の内層側にF
WによるF’RPの絶縁層(6)を形成した後。
胴体部の外層および容器の底部にハンドレイアップ層(
2)を連続的に形成しても、第1の実施例と類似の作用
効果を有するので1本発明に含まれるものとする。
〔発明の効果〕
ハンドレイアップにより胴体部及び底部を連続的に成形
しているため1貫通方向に弱点がなく、真空が破れたシ
、液体ヘリウムが流出する恐れがない。また胴体部1c
FWによるFRPの層が存在するため機械的強度を向上
させることができ、クライオデユワ容器の小形化軽量化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のクライオデユワ容器の第1の実施例を
示す縦断面図、第2図および第3図は第1図のクライオ
デユワ容器を製造する際の異なる工程の状態を示す縦断
面図、第4図は第1図のクライオデユワ容器に7ランジ
を設ける工程の状態を示す縦断面図、第5図は第4図の
7ランジ部の拡大説明図、第6図は異なる寸法の二つの
クライオデユワ容器を組合せて性能試験をしている状態
を示す縦断面図、第7図は第2の実施例を示す縦断面図
である。 1・・・マンドレル(金M ン 2・・・ハソドレイアップによるFRP層3・・・固定
用FRP    4・・・回転用の治具5・・・軸受 6・・・フィラメントワインゲングによるFRP層7・
・・定板       8・・・7ランジ9 ・ガラス
ロービング織布あるいはガラスマット10・・・ガラス
クロステープ 11・・・FRP製クラりオデユワ容器12・・・架台
      13・・・ガスケット14・・クライオデ
ユワ容器間の空隙 15・・パルプ     16・・・被試験体17・・
FRP製のふた

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)繊維強化プラスチックにて円筒状の胴体部とこれ
    につながる縦断面低U字状の底部とで構成されるクライ
    オデユワ容器において、胴体部の厚さの5〜1割に相当
    する部分と底部とをハンドレイアップによる繊維強化プ
    ラスチック層にて形成し、胴体部の厚さの5〜9割をフ
    ィラメントワインディングによる繊維強化プラスチック
    層にて形成したことを特徴とするクライオデユワ容器。
  2. (2)フイラメントワインデングによる繊維強化プラス
    チック層をハンドレイアップによる繊維強化プラスチッ
    ク層の外側に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のクライオデユワ容器。
  3. (3)大小2個のクライオデユワ容器を同心2重状に組
    合せ、ガスケットを介して結合したことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項又は第2項記載のクライオデユワ容
    器。
JP60065914A 1985-03-29 1985-03-29 クライオデユワ容器 Granted JPS61224472A (ja)

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JP60065914A JPS61224472A (ja) 1985-03-29 1985-03-29 クライオデユワ容器

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61224472A true JPS61224472A (ja) 1986-10-06
JPH0511431B2 JPH0511431B2 (ja) 1993-02-15

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0677694A1 (fr) * 1994-04-12 1995-10-18 Hydro-Quebec Conteneur à double paroi pour le transport et le stockage d'un gaz liquéfié
JP2007035835A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Taiyo Nippon Sanso Corp クライオスタットの内槽の製法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57190374A (en) * 1981-05-20 1982-11-22 Toshiba Corp Cryovessel

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