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超電導機器用電流リ-ド

国内特許コード P07A011705
整理番号 /NO33207
掲載日 2007年11月22日
出願番号 特願2001-309515
公開番号 特開2003-115404
登録番号 特許第3993407号
出願日 平成13年10月5日(2001.10.5)
公開日 平成15年4月18日(2003.4.18)
登録日 平成19年8月3日(2007.8.3)
発明者
  • 船木 和夫
  • 岩熊 成卓
  • 坊野 敬昭
  • 山田 尚生
  • 上岡 泰晴
  • 吉田 茂
  • 相良 勇
  • 秦 広
  • 藤本 浩之
  • 上條 弘貴
  • 長嶋 賢
出願人
  • 富士電機株式会社
  • 大陽日酸株式会社
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 超電導機器用電流リ-ド
従来技術、競合技術の概要
現在、省エネルギ-思想は産業界の隅々にまで浸透してきており、例えば鉄道運行システム等においても厳しい省エネルギ-化が進められているが、そのような状況下で鉄道用車載変圧機のエネルギ-損失にも改善の目が向けられるようになってきた。そして、鉄道用車載変圧機に超電導コイルを導入する試みが検討され始めている。
【0003】
ところが、実機を試作しての検討から、鉄道用車載変圧機を超電導機器化するに当っては“電流リ-ドを通じての超電導コイルを収納するクライオスタット内への熱侵入”が問題となり、この熱侵入が目論見通りの省エネルギ-化を達成する上で少なからぬ障害となりかねないということが明らかとなった。
【0004】
即ち、現在、超電導磁石を使用した磁気浮上式鉄道,医療機器,エネルギ-貯蔵装置,発電機等といった超電導機器用の超電導コイルに電流を供給する手段として一般的に採用されているのは、超電導機器の室温部に電源を配置し、この電源から銅製のリ-ド線(電流リ-ド)を使って超電導機器のクライオスタット内に収容され極低温に冷却されている超電導コイルに電流を供給する方法である。しかし、電流リ-ドを構成する銅は電気伝導度の優れた材料ではあるものの、一方で熱伝導率が高い材料でもある。そのため、この電流リ-ドが、室温部に位置する電源部からクライオスタット内の冷却系への熱侵入経路となって超電導機器の冷却効率を悪化する原因となり、少なからぬエネルギ-損失を招く結果となっていた。
もっとも、通常の超電導機器では、熱侵入を極力防止するために電流リ-ドを構成する銅線を極力細いものとし、更にこれを冷凍機から供給される極低温の冷却媒体(液体窒素等)で常時冷却しながら銅線からの抜熱を行うことにより超電導コイル部への熱侵入を防止する対策が講じられている。
【0005】
しかしながら、鉄道用車載変圧器などの場合には、パンタグラフが降ろされて全ての機器の電源が切られてしまう状態に置かれることが少なくない。そのため、超電導コイルを導入した鉄道用車載変圧機ではパンタグラフが降ろされた状態になると冷凍機の電源も切れてしまい、電流リ-ドの冷却も途絶えてしまうか不十分となるので、クライオスタット外の電源部につながる電流リ-ドが主な熱侵入源となって、熱シ-ルド板や真空層に囲われて十分な輻射熱対策が施されているクライオスタットであっても内部の液状冷却媒体が過度に気化して所期する冷却状態を維持できなくなる。従って、変圧器の作動を再開する時には少なからぬ液状冷却媒体の補給が必要になるという問題を回避できなかった。
産業上の利用分野
この発明は、例えば超電導コイルを用いる鉄道用車載変圧器,医療用MRI,SMES(超電導電流貯蔵装置),超電導ケ-ブル等といった超電導機器用の電流リ-ドに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 少なくとも一部が高温超電導体で構成された超電導機器用電流リ-ドであって、通電時には前記高温超電導体部をその超電導転移温度以下に強制冷却し、非通電時には高温超電導体部の少なくとも高温端側は強制冷却を解除する“電流リ-ドの冷却制御手段”を備えて成り、かつ、前記電流リ-ドの冷却制御手段が、電流リ-ドを配設したクライオスタット蓋部に取付けられた電流リ-ドの高温超電導体部を囲む鞘管と、この鞘管内部の空間とその外側のクライオスタット内の空間とを連通させたガス通路と、当該ガス通路を開閉するバルブとを有した“クライオスタット内に保持された液状冷却媒体の液面レベル制御装置”であって、前記鞘管の下部はクライオスタット内の液状冷却媒体に没しており、また当該鞘管内に囲まれた電流リ-ドの高温超電導体部は、前記バルブが開とされた鞘管内液状冷却媒体液面の上昇時に当該液状冷却媒体に没してこの液状冷却媒体により抜熱され、装置の作動電源が切られて前記バルブが閉とされた鞘管内液状冷却媒体液面の下降時には電流リ-ド高温超電導体部の高温端側が当該液状冷却媒体液面から突出する状態とされていることを特徴とする、超電導機器用電流リ-ド。
産業区分
  • 電子部品
  • 鉄道
  • 省エネルギー
  • 電線ケーブル
  • 固体素子
  • 変電
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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