JPS62220Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱侵入量が少なく、かつ高強度で超電
導機器本体を支持する超電導機器用支持構造物に
関する。

超電導機器を極低温に冷却するために、冷媒と
して一般に液体ヘリウムが用いられ、液体ヘリウ
ム温度約4.2〓で超電導機器は運転されている。

第１図は本考案の一実施例を適用する対象の超
電導装置の構成を示す。超電導装置では、図示し
ない超電導機器と液体ヘリウムを収納した超電導
機器本体１への入熱を少なくし、効果的に運転す
るために、超電導機器本体１を真空容器２の内部
に収納する。真空容器２に内部を真空引きし、
10^-5Torr程度の真空に保つ事により、対流によ
る熱移動がほぼ無視できるようになる。このため
内部への熱侵入は熱ふく射と熱伝導によるものの
みとなる。真空容器２からのふく射熱を冷却する
ために、ふく射シールド３を設け、ふく射シール
ド３は取付けた冷却管４に冷却材たとえば液体窒
素等を流し冷却する。ふく射シールド３と超電導
機器本体１の間のふく射を少なくするために、ア
ルミニウム蒸着ポリエステルフイルム等の反射率
の高い材質で構成された多層断熱材５をふく射シ
ールド３に取付け、断熱効果を上げている。超電
導機器本体１の重量を支え、固定するために支持
構造物６が取付けられるが、支持構造物６の熱伝
導による侵入熱も、できるだけ少ない方が良い。
一般に熱伝導を少なくするためには、伝熱断面積
を小さくし、伝熱長さを長くし、熱伝導率の小さ
い材質を使用すれば良い。しかし、強度部材とし
て支持構造物を見た場合には、断面寸法が大き
く、強度の強い構造とする事が好ましい。この伝
熱と強度の関係は相反するものとなる事が多い。

従来用いられている支持構造物６としては、細
い棒や、ワイヤロープなどにより、超電導機器本
体１を吊り下げたり、熱伝導率の低い材質を使用
したりし、熱侵入の低減を計つている。しかし核
融合コイルとして超電導磁石を用いるような場合
には、大きな電磁力が働くため、従来の支持構造
物では強度不足となる。また寸法的にも小さなも
のが要求される。

本考案は侵入熱量が少なく、強度が強く、かつ
コンパクトな超電導機器用支持構造物を提供する
ことをＥ的とする。

以下、本考案の一実施例について第２図を参照
して説明する。支持構造物６は、縦断面形状が凹
形をなし、かつ中空である凹形構造物７と、縦断
面形状が凸形をなし、かつ中空でなる凸形構造物
８を交互に凹部７ａが凸部８ａに遊嵌するように
積み重ねて、接触部で接続している。支持構造物
６の最内部（図では最上部）に超電導機器本体１
があり、最外部（図では最下部）に真空容器２の
壁がある。また凹形および凸形の各構造物７，８
にはガス抜き孔１０を設け、中空部にふく射熱を
少なくするためのアルミニウム箔などの反射率の
高い材料を多層に積層した多層断熱材５を取付
け、最外部の高温となり易い凸形構造物８に冷却
管４を設け、液体窒素を通して強制冷却する。こ
の支持構造物６を超電導機器本体１の上部に取付
けるときは、第２図の位置を逆さまにすればよ
い。

次に作用について説明する。超電導機器本体１
の下部に取付けた支持構造物６を取り付けたと
き、即ち第２図の状態では矢印１１の方向に圧縮
力を受け、上部に取付けた時は逆の方向に引張力
を受ける。従つて超電導機器本体１の自重や電磁
力などの力は凹形構造物７と凸形構造物８を伝わ
り真空容器２に伝えられることになる。このと
き、両構造物７，８は中空状で、横方向の寸法を
大きくしてあるから、機械的強度が大である。そ
して侵入熱は高温側の真空容器２から、凸形構造
物８と凹形構造物７を介して超電導機器本体１へ
伝えられる。このとき、両構造物７，８は中空状
であり、凹部７ａが凸部８ａに遊嵌しているか
ら、熱は矢印１２の如く曲りくねつて伝わる。つ
まり支持構造物６の全高を長くすることなく、伝
熱長さが長く、かつ伝熱面積を小さくできる。そ
して両構造物７，８の中空部には多層断熱材５の
取付けたから、両構造物７，８内のふく射熱を少
なくし、又、最外部の高温となり易い凸形構造物
８を強制冷却したから、侵入熱を除去して断熱交
果を増している。

第３図に示す実施例は第２図に示したものから
冷却管４を除いたものであり、第４図に示す実施
例は更に多層断熱材５を除去したものであるが、
これからでも断熱交果はかなり大きい。

尚、本考案は上記し、かつ図面に示した実施例
のみに限定されるものではなく、例えば最外部の
凸形構造物８を密閉にし、その中を液体窒素で強
制冷却してもよいし、最外部の構造物を凹形にし
てもよい等、その要旨を変更しない範囲で、種々
変形して実施できることは勿論である。

本考案は、以上のように凹形状でかつ中空な凹
形構造物と、凹形状でかつ中空な凸形構造物を組
み合せて支持構造物を構成することにより、伝熱
長さを長くし、伝熱面積を少なくすることによ
り、従来の支持構造物に比べて侵入熱を大巾に減
少することができ、また形状もコンパクトで強度
の高い超電導機器用支持構造物を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を適用する対象の超
電導装置を示す縦断面図、第２図ないし第４図は
それぞれ異なる本考案の超電導機器用支持構造物
の実施例を示す縦断面図である。 １……超電導機器本体、２……真空容器、４…
…冷却装置である冷却管、５……多層断熱材、６
……支持構造物、７……凹形構造物、７ａ……凹
部、８……凸形構造物、８ａ……凸部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 液体ヘリウムと超電導機器を収納した超電導
   機器本体を真空容器内側に断熱支持する支持構
   造物において、縦断面形状が凹形をなし、かつ
   中空である凹形構造物と、縦断面形状が凸形を
   なし、かつ中空である凸形構造物を交互に凹部
   が凸部に遊嵌するように積み重ねて接触部を接
   続し、最内部に超電導機器本体を取付け、最外
   部を真空容器内側で支持したことを特徴とする
   超電導機器用支持構造物。 (2) 凸形及び凹形構造物の中空部に多層断熱材を
   取付けたことを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の超電導機器用支持構造物。 (3) 最外部の構造物に強制冷却装置を設けたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項又
   は第２項記載の超電導機器用支持構造物。