KR20140007793A - 초전도 송전 시스템 - Google Patents

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KR20140007793A
KR20140007793A KR1020137007469A KR20137007469A KR20140007793A KR 20140007793 A KR20140007793 A KR 20140007793A KR 1020137007469 A KR1020137007469 A KR 1020137007469A KR 20137007469 A KR20137007469 A KR 20137007469A KR 20140007793 A KR20140007793 A KR 20140007793A
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사타로우 야마구치
히로후미 와타나베
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학교법인 츄부대학
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Abstract

단열 이중관에 있어서 내관이 열수축에 의해 외관으로부터 크게 어긋나는 것을 회피하는 구조를 제공한다. 관내에 초전도 케이블이 설치되는 내관(101)과, 상기 내관을 관내에 수용하는 외관(103)을 구비한 단열 이중관과, 상기 내관을 지지하는 내관 지지 부재(104)를 구비하고, 상기 내관 지지 부재(104)가 상기 내관과 상기 외관에 고정되어 있다.

Description

초전도 송전 시스템{SUPERCONDUCTING POWER TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 초전도 송전 시스템에 관한 것이다.
초전도 케이블을 이용한 송전 시스템에 있어서, 부설 작업의 용이화, 열 침입 대책을 도모하는 구성이, 본원 발명자들의 한사람인 야마구찌 사쿠타로우씨에 의해 예를 들면 특허 문헌 1, 2 등에서 제안되어 있다.
특허 문헌 1에는, 초전도 케이블을 내측에 수용하는 제1의 파이프와 그 외측의 제2의 파이프(강자성(强磁性) 재료로 이루어지는)를 구비한 구성이 개시되어 있고, 초전도 케이블 직관부 단부(端部)를 벨로우즈관으로 접속하는 구성, 제1의 파이프가 벨로우즈관을 포함하는 구성이 개시되어 있다.
또한 특허 문헌 2에는, 초전도 도체부를 내측에 수용하는 제1의 파이프와, 상기 제1의 파이프의 외측에 배설되는 제2의 파이프를 적어도 구비하고, 상기 제1의 파이프와 상기 제2의 파이프와의 사이에 진공 단열부를 가지며, 또한, 상기 제1의 파이프와 상기 제2의 파이프의 사이에, 상기 제1의 파이프의 외벽에 맞닿는 제1의 파이프 지지 링과, 상기 제2의 파이프의 내벽측에 감합되는 제2의 파이프 지지 링과, 상기 제1의 파이프 지지 링과 상기 제2의 파이프 지지 링의 사이에 배설되는 지지 부재를 구비하고 있는 초전도 송전 케이블이 개시되어 있다. 도 6은 단열 이중관의 구성을 도시하는 도면이다. 상기 제1의 파이프(15)에 수용되는 초전도 도체부에는, 냉매 통과부(11), 초전도 도체부(12), 및 전기 절연부(13)가 마련되어 있다(도 6 참조).
특허 문헌 1 : 일본국 특개2006-210263호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개2006-32186호 공보
본원 발명자들은, 예의 연구한 결과, 이하의 발명을 창안하였기 때문에, 여기에 제안한다.
본 발명의 하나의 측면에 있어서, 관내에 초전도 케이블이 설치되는 내관과, 상기 내관을 관내에 수용하는 외관을 구비한 단열 이중관과, 상기 내관을 지지하는 내관 지지 부재를 구비하고, 상기 내관 지지 부재가 상기 내관과 상기 외관에 고정되어 있는, 초전도 송전 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 외관내에 수용되고, 상기 내관 단부에 접속되고, 상기 초전도 케이블을 내측에 수용하는 벨로우즈관(管)을 구비한다.
본 발명의 타측면에 있어서, 크라이오스탯 내에서, 상기 초전도 케이블 단부에 카메라로 촬상되는 대상물을 접속하고, 상기 크라이오스탯과 열 절연된 개소에 설치되고, 창(窓)을 통하여 상기 크라이오스탯 내의 상기 대상물을 촬상하는 카메라와, 상기 카메라에서 취득된 상기 대상물의 화상 데이터를 해석하여 이동을 검출하는 제어 장치와, 상기 제어 장치에서 상기 대상물의 이동을 검출한 경우, 상기 크라이오스탯 전체를 이동시키는 구동 장치를 구비한 초전도 송전 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 대상물을 조명하는 조명 장치를 구비한다.
본 발명에 있어서, 상기 대상물은, 상기 초전도 케이블 단부의 지지부에 접속되고, 상기 초전도 케이블 길이 방향에 따라 연재(延在)된 직선형상의 접속부재의 단부에 배치된다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 초전도 케이블의 양단에, 상기 초전도 케이블 길이 방향으로 가동 가능한 자유 지지 단말을 구비하고 있다.
본 발명에 있어서, 상기 초전도 케이블의 양단에 중간에서, 상기 초전도 케이블은 상기 내관에 고정 지지된다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 단열 이중관의 상기 내관과 상기 외관 사이의 영역의 진공부에, 미리 정하여진 소정의 가스를 도입하고, 가스 치환을 행하고, 진공흡인(眞空引)을 행하는 초전도 송전 시스템이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 진공흡인 후, 상기 내관을 냉각한다.
본 발명에 있어서, 상기 가스는, 탄산가스를 포함한다. 상기 가스는, 액체질소 온도보다도 높은 온도에서 고화되고, 그 때의 포화 증기압이 낮고, 상온 상압에서는 기체이고, 상대적으로 점성이 낮고, 상대적으로 쌍극자 모멘트가 작고, 상대적으로 질량수가 높은 가스이다.
본 발명에 있어서, 상기 가스는,
탄산가스,
아르곤,
크세논을 포함하는 희(希)가스(단, 네온을 제외한다),
상기 조건에 맞는 프론 가스,
탄화수소계 가스,
상기한 혼합 가스의 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 상기 초전도 케이블은, 복수의 초전도 테이프 선재(線材)를 가지며,
상기 외관은, 제1의 피드스루를 구비하고,
상기 내관은, 제2의 피드스루를 구비하고,
상기 제1의 피드스루의 진공측의 전극에 일단이 접속되고, 타단이 대향하는 상기 제2의 피드스루의 일측에 접속되는, 서로 전기 절연된, 하나 또는 복수개의 제1의 리드와,
상기 제1의 리드에 상기 제2의 피드스루의 타측에서 일단이 접속되고, 타단이 상기 복수의 초전도 테이프 선재의 일단에 각각 접속되는, 서로 전기 절연된, 복수개의 제2의 리드를 가지며,
상기 복수의 제2의 리드와 상기 복수의 초전도 테이프 선재와의 접속부는
누르개(押さえ) 구조로 한 구성으로 하여도 좋다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 관내에 초전도 케이블이 설치되는 내관과, 상기 내관을 관내에 수용하는 외관을 구비한 단열 이중관의 상기 내관과 상기 외관 사이의 영역의 진공부에,
미리 정하여진 소정의 가스를 도입하여 가스 치환을 행하고, 진공흡인을 행하고,
그 후, 상기 내관을 냉각하는,
상기 공정을 포함하는 단열 이중관의 진공 배기 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 내관은 열수축에 의해 외관으로부터 크게 어긋나는 일이 없고, 내관을 덮는 다층 복사 실드막이 상하는 일도 없어진다.
또한 본 발명에 의하면, 초전도 케이블의 단부에 부가한 대상물을 화상상(上)에서 감시함으로써 수축·팽창을 감시하고, 초전도 케이블의 수축·팽창에 응하여, 구동 장치가 크라이오스탯 전체를 이동시킨다. 이와 같이 하여, 온도 변화에 의한 초전도 케이블의 수축·팽창에 수반하여 열응력이 초전도 케이블에 발생하는 것을 완화할 수 있다.
본 발명에 의하면, 양단은, 초전도 케이블의 지지 구조(자유 지지 단말)가 길이 방향에 대해 가동(可動)으로 하고 있기 때문에, 초전도 케이블의 수축·팽창에 수반하여 생기는 열응력을 완화하고 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 단열 이중관의 진공부에 소정의 가스를 도입하고, 가스 치환을 행하고, 진공흡인 하고, 그 후, 냉각을 행함으로써, 고진공을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 제1의 실시 형태를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 예시적인 제2의 실시 형태를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 예시적인 제3의 실시 형태를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 예시적인 제4의 실시 형태를 도시하는 도면.
도 5는 (A)가 내관 냉각 시작 후의 진공도의 시간 변화, (B)가 진공 중의 잔류 가스의 질량 분석 결과를 도시하는 도면.
도 6은 단열 이중관의 구성을 도시하는 도면.
도 7은 도 1에 도시한 본 발명의 제1의 실시 형태에 관해 단면 구성을 모식적으로 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 예시적인 제5의 실시 형태를 도시하는 도면.
이하에서는,
1) 초전도 송전 시스템의 단열 이중관의 내관 지지,
2) 케이블 수축에 응한 화상 처리 장치와 이동식 가대,
3) 초전도 케이블의 고정,
4) 단열 이중관의 진공 배기,
5) 초전도 테이프 선재 전류의 균일화
에 관해 제안한다.
<단열 이중관의 내관 지지>
도 1은, 본 발명의 예시적인 제1의 실시 형태의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에는, 단열 이중관의 내관 지지 구성이 개시되어 있다. 도 7은 도 1에 도시한 본 발명의 제1의 실시 형태에 관해 단면 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 내관은, 내관 직관부(101)와, 내관 직관부(101)의 단부를 접속하는 벨로우즈관(102)으로 이루어지고, 외관(103)은 직관으로 이루어진다. 내관과 외관 사이의 진공 단열부(105)에는, 알루미늄 등이 피착된 복수의 시트로 이루어지는 다층 복사 실드막(도시 생략)을 구비하고 있다. 또한, 내관의 내측에는 전기 절연부를 통하여 초전도 케이블(예를 들면 산화물 재료 등의 등고온(等高溫) 초전도체로 이루어지는)이 수용되고, 초전도 케이블 내측에 액체질소 온도의 냉매를 통과시키도록 하여도 좋다.
외관(103)으로부터 내관을 지지하는 내관 지지부(104)는, 외관(103) 및 내관 직관부(101)에 고정되어 있다.
외관(103)은 열수축이 없기 때문에, 냉각 전과 냉각 후에서 거리(D)는 변화하지 않는다. 그러나, 내관 직관부(101)는 냉각 후, 저온이기 때문에 열수축한다. 이것을 벨로우즈관(102)이 신장함에 의해, 열수축을 흡수한다.
송전관이 구부러질 때에는, 직관이 아니라, 곡관을 이용하거나, 부분적으로 벨로우즈관이나 콜게이트관을 이용하지만, 이 경우도, 내관 지지부(104)는 외관(103)과 내관 직관부(101)의 각각에 고정한다. 또한, 도 7에서는, 내관 지지부(104)는 내관 직관부(101)의 외벽과 외관(103)의 내벽에 지름 방향으로 연재되는 부재로 내관 중심에 상대하는 2개소(180도 간격)에서 배치되어 있지만, 120도 간격으로 3개소 또는 90도 간격으로 4개소에 배치하여도 좋다.
단열 이중관의 외관(103)은 상온이지만, 내관은, 액체질소 온도까지 냉각되기 때문에, 열수축한다. 벨로우즈관 또는 콜게이트관은, 내관 직관부(101)의 직관부 단부와 용접한 구조로 한다. 내관 지지부(104)에 의해 내관은, 열수축에 의해 외관(103)으로부터 크게 어긋나는 일이 없고, 내관 직관부(101)를 덮는 다층 복사 실드막(도시 생략)이 상하는 일도 없어진다.
<케이블 수축에 응한 화상 처리 장치와 이동식 가대(架臺)>
도 2는, 본 발명의 예시적인 제2의 실시 형태의 구성을 도시하는 도면이다. 카메라(220)가, 크라이오스탯(210)(단열 진공 용기) 내에 배치되고, 초전도 케이블(201)의 수축·팽창에 응하여 움직이는 카메라 대상물(212)을 촬영하고, 촬영한 화상 정보(디지털 이미지 정보)를 제어 장치(230)에 송신함에 의해 카메라 대상물(212)의 위치를 모니터한다. 카메라 대상물(212)은, 초전도 케이블 단부의 단말 지지부(211)에 접속되고, 초전도 케이블 길이 방향에 따라 가공(架空) 연재된 직선형상의 접속부재(216)의 단부에 배치된다. 카메라 대상물(212)이 이동하면, 제어 장치(230) 내의 CPU(도시 생략)에서 실행되는 화상 처리 소프트웨어는, 카메라 대상물(212)의 이동을 인식하고, 구동 장치(240)에 대해 이동(이동 방향과 이동량)을 지시하고, 제어 장치(230)로부터의 지시에 따라 구동 장치(240)는 크라이오스탯(210)을 가동 방향으로 이동시킨다. 초전도 케이블(201)이 수축하여 카메라 대상물(212)이 도 2의 오른쪽를 향하여 이동한 경우, 구동 장치(240)는, 카메라(220)를 포함하는 크라이오스탯(210) 전체를 도면의 오른쪽를 향하여 이동시킨다. 초전도 케이블(201)이 팽창하여 카메라 대상물(212)이 도 2의 왼쪽을 향하여 이동한 경우, 구동 장치(240)는, 카메라(220)를 포함하는 크라이오스탯(210) 전체를 도면의 왼쪽을 향하여 이동시킨다. 이와 같이 하여, 초전도 케이블(201)의 온도 변화에 의한 수축·팽창에 수반한 열응력이 초전도 케이블(201)에 발생하지 않도록 한다. 크라이오스탯(210)은 예를 들면 액체질소 온도까지 냉각되고, 카메라(220)는 저온에서는 동작하지 않기 때문에, 초전도 케이블(201)로부터 열 절연부재(격실(隔室))(214)를 통하여 상온측에 설치되고, 열 절연부재(214)에 마련된 창(215)을 통하여, 카메라 대상물(212)을 촬상한다. 크라이오스탯(210)에는, 카메라 대상물(212)을 조사하는 LED 등의 조명 장치(213)가 마련되어 있다. 또한, LED 등의 조명 장치(213)를 열 절연부재(격실)(214)에 마련하고, 카메라(220)의 촬영 방향을 조사하도록 하여도 좋다.
단열 이중관의 외관은 상온이지만, 내관은 액체질소 온도까지 냉각되기 때문에 열수축한다. 이 때문에, 열수축을 흡수하기 위한 벨로우즈관 또는 콜게이트관에 직관을 용접한 구조로 한다. 열수축이 발생하는 기기는 단열 이중관의 내관 그외에 초전도 케이블이 있다.
내관의 열수축의 흡수는, 제1의 실시 형태에 나타낸 바와 같이 벨로우즈관(102)이 이용되지만, 초전도 케이블(201)의 열수축은 벨로우즈관(203) 등을 이용할 수가 없기 때문에, 초전도 케이블(201)의 단말부에서 흡수할 수밖에 없다.
이 때문에, 초전도 케이블(201)의 단말을 수용하는 크라이오스탯(210)은, 초전도 케이블(201)의 열수축·팽창을 흡수하기 위해 초전도 케이블(201)의 길이 방향으로 가동(可動)하게 되어 있다.
도 2에서는, 단열 이중관의 외관에도 벨로우즈관(203)이 접속되어 있고, 그 끝은 고정되어 있지만, 초전도 케이블(201)의 단말측이 전체로서 가동하게 되어 있다. 초전도 케이블(201)의 열흡수·팽창을, 제어 장치(230)(화상 처리 장치)를 이용하여 자동 운전을 가능하게 하고 있다. 초전도 케이블(201)은 단부가 크라이오스탯(210) 내에 수용되고, 각종 접속이 이루어진다. 초전도 케이블(201)의 단부에 단부 지지부(211)를 통하여 카메라로 관측한 카메라 대상물(212)을 접속한다. 카메라 대상물(212)은 초전도 케이블(201)의 열수축이나 팽창에 추종하여 움직이다. 이것을 카메라(220)가 관측하고, 냉각시에는 수축하고, 승온시에는 팽창하는 것을 관측하고, 제어 장치(230)에서 화상 처리를 행하고, 초전도 케이블(201)에 열응력이 발생하지 않도록 구동 장치(240)를 통하여 크라이오스탯(210)을 움직이다.
<초전도 케이블의 고정>
도 3은, 본 발명의 예시적인 제3의 실시 형태의 구성을 도시하는 도면이다. 초전도 케이블(301)을 케이블의 길이 방향에 대해 중심부에서 내관(도 1의 101)에 고정한다. 초전도 케이블(301)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 단열 이중관(도 2의 202)의 내관(도 1의 내관(101), 벨로우즈관(102)) 내에 설치되어 있다.
초전도 케이블(301)은, 냉각(저온), 승온(상온)시에, 열수축, 및 팽창을 반복하게 된다. 초전도 케이블(301)에 열응력을 발생시키지 않게 하기 위해, 초전도 케이블(301)은, 양단이 자유 지지 단말(302, 303)이고, 길이 방향으로 가동하게 되어 있다. 이와 같이 양단을 가동하게 하면, 열 사이클의 반복에 의해, 자벌레와 같이 한쪽 방향으로 케이블이 이동할 가능성이 있기 때문에, 예를 들면 도 3에서의 내관에의 고정 지지부와 같이, 초전도 케이블(301)의 케이블 길이의 중앙 부근에서 내관에 고정한다.
<단열 이중관의 진공 배기>
도 4는, 본 발명의 예시적인 제4의 실시 형태의 구성을 도시하는 도면이다. 내관 외측과 외관 내측의 영역인, 단열 이중관의 진공 단열부(405)에 탄산가스를 도입하여, 탄산가스 치환을 행한다. 2회부터 3회 정도 행하면, 진공 단열부(405)는 대부분 탄산가스로 충전된다. 그 후, 냉각을 행한다. 탄산가스는, 액체질소 온도에서는 고화되기 때문에, 고진공이 된다.
이런 종류의 치환을 행하는 가스의 성질로서는, 액체질소 온도보다도 높은 온도에서 고화되고, 그 때의 포화 증기압이 낮고, 상온 상압에서는 가스이고, 점성이 낮고, 쌍극자 모멘트가 작고, 질량수가 높은 가스가 적합하다. 따라서 탄산가스 이외에 하기한 가스도 치환을 행하는 가스로서 적합하다.
a) 아르곤, 크세논 등의 희가스(네온은 제외한다)
b) 프론 가스(종류가 많기 때문에, 상기한 조건에 맞는 가스를 선택할 필요가 있다)
c) 탄화수소계 가스(에탄, 프로판, 부탄 등)
d) 이상의 혼합 가스 등.
단열 이중관의 진공 배기는, 그 관(管)길이(長)가 길기 때문에 장시간을 필요로 한다. 예를 들면, NEDO의 500m 케이블 프로젝트는 1개월의 진공흡인을 필요로 하였다. 그러나, 금후, 이 거리가 수㎞로부터 수십㎞가 된 경우에는, 진공흡인 시간을 단축할 필요가 있다. 또한, 진공 단열성능을 향상하기 위해 고진공으로 할 필요가 있다. 한편, 이와 같은 경우에, 「베이킹」이라는 수법이 채택된다. 이것은, 진공 용기를 외측에서 가열하여 100℃ 이상에 수시간 이상 유지하고, 그 사이에 진공 펌프로 진공흡인을 행하는 것이다. 그러나, 수㎞부터 수십㎞ 등의 길다란 관을 베이킹하는 것은 기술적으로 거의 불가능하다. 이 때문에, 200m 케이블 실험에서는, 최초 베이킹을 행하지 않고서 진공흡인을 행하였다.
한편, 고진공으로 하면, 잔류 가스의 대부분은 「물(水)」이 되는 것이 알려져 있다. 그래서, 진공 용기 내를 질소 치환한다. 통상, 2, 3회 질소 치환을 행한다. 이에 의해, 진공 용기 내의 물이 질소 가스에 흡수되고, 배기됨에 의해, 진공도가 올라간다.
그리고, 질소 치환 후, 진공 펌프로 진공흡인을 행하여, 10-1Pa 즉 0.1Pa의 압력까지 뽑았다. 이에 의해, 내관을 냉각하면, 10-3Pa 즉 0.001Pa까지 도달하고, 진공 단열에 필요한 충분한 진공도를 달성할 수가 있는 것이다. 그러나, 2010년 3월의 실험에서는, 냉각 후도 진공도는 거의 향상하지 않고, 고작 몇분의 1Pa의 진공 압력이 되었을 뿐이였다. 이것은, 진공 단열에 필요한 진공 압력이 아니다.
이유를 검토한 결과, 상기한 일반적인 상식은, 액체 헬륨을 이용하는 단열 진공 용기에 관해 말할 수 있는 것이고, 내관 온도가 액체질소 온도라면, 진공 중에 높은 압력으로 질소 가스가 잔류할 가능성이 있는 것이라고 생각하였다. 실제로 진공 중의 잔류 가스 분석을 행하면, 질소 가스가 주된 성분이였다.
이 때문에, 상기 수법을 창안하는데 이르렀다. 즉, 액체질소 온도에서는 고화되고, 그 온도에서 포화 증기압이 낮은 가스로 치환한 후에, 내관을 냉각함에 의해, 가스는 고화되어, 내관에 부착하고, 진공도가 향상하기 때문이다. 실험 결과를 실시례로서 이하에 설명한다.
<단열 이중관의 진공 배기 방법(실험 데이터)>
도 5(A)는, 탄산가스 치환 후, 내관을 액체질소 온도에 냉각한 때의 단열 이중관의 A포인트(액체질소가 흘러들어가는 부근), U자형상(되접는 지점), B포인트(액체질소가 흘러나오는 부근)에서의 진공도의 시간 변화를 도시한다. 도 5(B)는, 진공 중의 잔류 가스 질량 분석 결과를 도시한다. 도 5(A)는, 2010년 6월 1일부터 6월 5일까지 행한 실험시의 진공도의 변화를 나타내고 있다. 횡축은 시간이고, 종축은 진공도(단위는 Pa)이다. 실선은 A포인트에서의 진공도를 나타내고, 파선은 U포인트에서의 진공도를 나타내고, 2점쇄선은 B포인트에서의 진공도를 나타내고 있다. 또한, 1점쇄선은 온도를 나타내고 있다. 냉각을 시작한다면(Cooling Down), 진공도가 높아지고, 최종적으로는 3.7x10-4Pa 즉 0.00037Pa까지 도달하였다. 이것은, 종래의 방법보다 한자릿수 높고, 단열 성능이 극히 높아진다.
도 5(B)는 고진공도에 도달 후의 잔류 가스 분석 결과이다. 횡축은 질량수이고, 종축은 부분 압력이다. 이들은, 종래의 질소 가스 치환에 비하여 극히 높은 진공도를 나타내고 있다.
<초전도 테이프 선재의 편류(偏流) 방지>
도 8은, 본 발명의 예시적인 제5의 실시 형태의 구성을 도시하는 도면이다. 상온에서 구리 케이블과 접속하는 터미널(501)은, 대기측과 진공 사이의 제1의 피드스루(502)에 접속되어 있고, 내부는 진공(504)으로 되어 있다. 제1의 터미널(501)에 접속된 복수개의 제1의 구리 리드(503)는, 초전도 케이블을 수용한 외관(511)에 부착되어 있는 제1의 피드스루(502)의 진공측의 전극(512)에 접속되어 있다. 이 경우, 각각의 제1의 구리 리드(503)는 서로 전기 절연되어 있다. 초전도 케이블은, 액체질소 등의 냉매 중에 있고, 초전도 테이프 선재(線材)(507)로 구성되어 있다. 초전도 테이프 선재(507)는, 그 형상 때문에 구부릴 수 있는 방향(향함)이 정하여저 있어서, 취급이 불편하게 되는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 초전도 테이프 선재(507)는 제2의 구리 리드(506)와 접속되어 있다. 이와 같이 함으로써, 제2의 구리 리드(506)를 통하여 용이하게 목적하는 부분을 구부려서 접속할 수 있다. 이와 같이 하여, 각각의 초전도 테이프 선재에 길이 및 단면적이 정돈된 구리 리드가 접속하는 것이 중요하다. 츄부대학(中部大學)의 실험 장치에는 전부 이 구조가 조립되어 왔다.
또한, 제2의 구리 리드(506)와 초전도 테이프 선재(507)의 접속부(508)는, 안정하게 고정할 것이 필요하다. 이 때문에, 접속부(508)는, 제2의 구리 리드(506)와 초전도 테이프 선재(507)를 접속하는 솔더링 접속부에 응력을 주는 일 없이, 안정, 강고하게 고정하기 위한 누르개(押さえ) 구조부를 구비하고 있다. 누르개 구조부는 임의의 구성이 사용되지만, 표면에 제2의 구리 리드(506)와 초전도 테이프 선재(507)를 대향하는 양측에서 안내하여 수용하는 홈(구멍)을 구비한 제1의 판과, 드 위를 제2의 판으로 고정하여 덮고, 볼트에 의해 체결 고정하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, 제2의 판의 제1의 판의 대향면에 제1의 판에 대응시켜서 홈을 구비하여도 좋다.
제2의 구리 리드(506)는, 진공 실(seal)과 전기 절연을 행하는 제2의 피드스루(505)에 접속되어 있다. 상기 구성에 의해, 상온부의 전원 케이블으로부터, 초전도 테이프 선재(507)까지 접속을 행하고 있다. 이와 같은 구조로 하면, 초전도 테이프 선재(507)에 접속하는 구리 리드에 의해, 초전도 테이프 선재(507)의 전기 회로에 부분적으로 전기 저항이 직렬로 접속되게 된다. 이 때문에, 초전도 테이프 선재(507)의 전류가 균일화할 수 있다. 이 문제는, 금후, 길다란 초전도 케이블을 제조하거나, 접속할 때에, 접속 저항의 편차에 의해 초전도 테이프 선재에 흐르는 전류가, 불균일하게 발생하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 도 8에서는, 제1의 구리 리드는 복수개 사용되고 있지만, 제1의 구리 리드는 1개로 하여도 좋다. 단, 이 경우, 제2의 구리 리드의 전기 저항에 의해서만, 전류가 균일화된다.
또한, 상기한 특허 문헌의 각 개시를, 본 명세서에 인용으로써 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 전(全) 개시(청구의 범위를 포함한다)의 테두리 내에서, 또한 그 기본적 기술 사상에 의거하여, 실시 형태 또는 실시례의 변경·조정이 가능하다. 또한, 본 발명의 청구의 범위의 테두리 내에서 여러가지의 개시 요소의 다양한 조합 또는 선택이 가능하다. 즉, 본 발명은, 청구의 범위를 포함하는 전 개시, 기술적 사상에 따라 당업자라면 할 수 있을 각종 변형, 수정을 포함하는 것은 물론이다.
11 : 냉매 통과부
12 : 초전도 도체부
13 : 전기 절연부
14 : 진공 단열부
15 : 내관(제1의 파이프)
16 : 외관(제2의 파이프)
17 : PVC 방식층
101 : 내관 직관부
102 : 벨로우즈관
103 : 외관
104 : 내관 지지부
105 : 진공 단열부
201 : 초전도 케이블
202 : 단열 이중관
203 : 벨로우즈관
210 : 크라이오스탯
211 : 단말 지지부
212 : 카메라 대상물
213 : 조명 장치
214 : 열 절연부재(격실)
215 : 창
216 : 접속부재
220 : 카메라
230 : 제어 장치
240 : 구동 장치
301 : 초전도 케이블
302, 303 : 자유 지지 단말
304 : 내관에의 고정 지지부
401 : 내관
402 : 벨로우즈관
403 : 외관
404 : 내관 지지
405 : 진공 단열부
501 : 터미널
502 : 제1의 피드스루
503 : 제1의 구리 리드
504 : 진공
505 : 제2의 피드스루
506 : 제2의 구리 리드
507 : 초전도 테이프 선재
508 : 접속부
509 : 냉매
510 : 내관
511 : 외관
512 : 전극

Claims (18)

  1. 관내에 초전도 케이블이 설치되는 내관과, 상기 내관을 관내에 수용하는 외관을 구비한 단열 이중관과,
    상기 내관을 지지하는 내관 지지 부재를 구비하고,
    상기 내관 지지 부재가 상기 내관과 상기 외관에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외관내에 수용되고, 상기 내관 단부에 접속되고, 상기 초전도 케이블을 내측에 수용하는 벨로우즈관을 구비한 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    크라이오스탯 내에서, 상기 초전도 케이블 단부에 카메라로 촬상되는 대상물을 접속하고,
    상기 크라이오스탯과 열 절연된 개소에 설치되고, 창을 통하여 상기 크라이오스탯 내의 상기 대상물을 촬상하는 카메라와,
    상기 카메라에서 취득된 상기 대상물의 화상 데이터를 해석하여 이동을 검출하는 제어 장치와, 상기 제어 장치에서 상기 대상물의 이동을 검출한 경우, 상기 크라이오스탯 전체를 이동시키는 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 대상물을 조명하는 조명 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 외관에 접속하는 벨로우즈관을 구비한 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대상물은, 상기 초전도 케이블 단부의 지지부에 접속되고, 상기 초전도 케이블 길이 방향에 따라 연재된 직선형상의 접속부재의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초전도 케이블의 양단에, 상기 초전도 케이블 길이 방향으로 가동 가능한 자유 지지 단말을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 초전도 케이블의 양단의 중간에서, 상기 초전도 케이블은 상기 내관에 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단열 이중관의 상기 내관과 상기 외관 사이의 영역의 진공 단열부에, 미리 정하여진 소정의 가스를 도입하고, 가스 치환을 행하고, 진공흡인을 행하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 진공흡인 후, 상기 내관을 냉각하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 가스가, 탄산가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 가스는, 액체질소 온도보다도 높은 온도에서 고화되고, 그 때의 포화 증기압이 낮고, 상온 상압에서는 가스이고, 상대적으로 점성이 낮고, 상대적으로 쌍극자 모멘트가 작고, 상대적으로 질량수가 높은 가스인 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 가스가,
    아르곤, 크세논을 포함하는 희가스(단, 네온을 제외한다),
    프론 가스,
    탄화수소계 가스,
    또는, 이들의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초전도 케이블은, 복수의 초전도 테이프 선재를 가지며,
    상기 외관은, 제1의 피드스루를 구비하고,
    상기 내관은, 제2의 피드스루를 구비하고,
    상기 제1의 피드스루의 진공측의 전극에 일단이 접속되고, 타단이 대향하는 상기 제2의 피드스루의 일측에 접속되는, 서로 전기 절연된, 하나 또는 복수개의 제1의 리드와,
    상기 제1의 리드에 상기 제2의 피드스루의 타측에서 일단이 접속되고, 타단이 상기 복수의 초전도 테이프 선재의 일단에 각각 접속되는, 서로 전기 절연된, 복수개의 제2의 리드를 가지며,
    상기 복수의 제2의 리드와 상기 복수의 초전도 테이프 선재와의 접속부는 누르개 구조로 되는 것을 특징으로 하는 초전도 송전 시스템.
  15. 관내에 초전도 케이블이 설치되는 내관과, 상기 내관을 관내에 수용하는 외관을 구비한 단열 이중관의 상기 내관과 상기 외관 사이의 영역에,
    미리 정하여진 소정의 가스를 도입하여 가스 치환을 행하고, 진공흡인을 행하고,
    그 후, 상기 내관을 냉각하는 것을 특징으로 하는 단열 이중관의 진공 배기 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가스가, 탄산가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열 이중관의 진공 배기 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 가스는, 액체질소 온도보다도 높은 온도에서 고화되고, 그 때의 포화 증기압이 낮고, 상온 상압에서는 가스이고, 상대적으로 점성이 낮고, 상대적으로 쌍극자 모멘트가 작고, 상대적으로 질량수가 높은 가스인 것을 특징으로 하는 단열 이중관의 진공 배기 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 가스는,
    아르곤, 크세논을 포함하는 희가스(단, 네온을 제외한다),
    프론 가스
    탄화수소계 가스
    또는, 이들의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 단열 이중관의 진공 배기 방법.
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