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JP3148012B2 - Refrigeration equipment for superconducting magnetic levitation vehicles - Google Patents
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JP3148012B2 - Refrigeration equipment for superconducting magnetic levitation vehicles - Google Patents

Refrigeration equipment for superconducting magnetic levitation vehicles

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JP3148012B2
JP3148012B2 JP24522192A JP24522192A JP3148012B2 JP 3148012 B2 JP3148012 B2 JP 3148012B2 JP 24522192 A JP24522192 A JP 24522192A JP 24522192 A JP24522192 A JP 24522192A JP 3148012 B2 JP3148012 B2 JP 3148012B2
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helium
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heat exchanger
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正 寿 忍
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Central Japan Railway Co
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  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超電導磁気浮上車両用
冷凍装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigeration system for a superconducting magnetic levitation vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヘリウム液化回路において、作動媒体と
してのヘリウムガスは、多段の熱交換器や他の冷凍機の
コールドヘッドにより予冷され、次いでJT弁にて膨張
されて液化する。しかし、水や他のガスのような不純物
がヘリウムガス中に含まれていると、不純物の凝固点は
ヘリウムよりも高温であるために、ヘリウムガスの予冷
時や液化時に不純物も冷却されて凝固し、ヘリウム液化
回路中の配管を詰まらせてしまう。従って、ヘリウム液
化回路のような極低温領域で用いられる冷凍回路では、
その作動ガス中の不純物を十分に取り除き、作動ガスを
常時高純度に保つことが必要である。
2. Description of the Related Art In a helium liquefaction circuit, helium gas as a working medium is precooled by a multi-stage heat exchanger or a cold head of another refrigerator, and then expanded and liquefied by a JT valve. However, if impurities such as water and other gases are contained in helium gas, the freezing point of the impurities is higher than that of helium, so the impurities are also cooled and solidified during precooling or liquefaction of the helium gas. This causes clogging of the piping in the helium liquefaction circuit. Therefore, in a refrigeration circuit used in a cryogenic region such as a helium liquefaction circuit,
It is necessary to sufficiently remove impurities in the working gas and to keep the working gas highly pure at all times.

【0003】そこで、ヘリウム液化回路中に図5に示す
ようなガス精製装置100を挿設することがある。ここ
で、ハウジング101内において、ハウジング101に
シール状態で一対のフィルタ付保持板102,103が
配設され、両者の間に触媒・吸着作用をもち粒体状のガ
ス精製用充填剤104が保持される。そして、処理対象
のガスは保持板102側から充填剤104中を通り保持
板103側から流出すると、精製されて高純度のガスと
なる。
Therefore, a gas purifier 100 as shown in FIG. 5 is sometimes inserted in a helium liquefaction circuit. Here, in the housing 101, a pair of holding plates with filters 102 and 103 are disposed in a sealed state on the housing 101, and a particulate gas purification filler 104 having a catalytic / adsorbing action is held between the two. Is done. Then, when the gas to be treated passes through the filler 104 from the holding plate 102 side and flows out from the holding plate 103 side, it is purified to become a high-purity gas.

【0004】ところで、超電導磁気浮上車両の超電導磁
石を冷却するために前述したヘリウム液化回路が使用さ
れる。超電導磁気浮上車両は、地上側コイルと超電導磁
石との反発/吸引力を利用して走行するもので、地上側
コイルと超電導磁石との間には互いに一定の間隔を保持
するような力が働く。従って、地上側コイルのXYZの
3方向の整列性が低いと、超電導磁石も地上側コイルの
XYZ方向の位置にしたがって一定の間隔を保持するよ
うに移動するため、超電導磁石は大きな振動を受ける。
Meanwhile, the above-described helium liquefaction circuit is used to cool the superconducting magnet of the superconducting magnetic levitation vehicle. A superconducting magnetic levitation vehicle travels by using the repulsion / attractive force of a ground coil and a superconducting magnet, and a force acts on the ground coil and the superconducting magnet so as to maintain a constant distance from each other. . Therefore, if the XYZ alignment of the ground side coil in the three directions is low, the superconducting magnet also moves so as to maintain a constant interval according to the position of the ground side coil in the XYZ direction, so that the superconducting magnet receives large vibration.

【0005】このような大きな振動を受けると、ヘリウ
ム液化回路はもちろんのことガス精製装置にもその振
動,加速が及ぶ。この結果、ガス精製装置内に充填され
ている充填剤の移動が起こり、その充填密度が変化して
ガス精製装置内に空隙が生じる。すると、充填剤相互間
および充填剤とガス精製装置のハウジング内壁面との間
の磨耗,衝突による相互破壊等が起こり、充填剤の一部
が粉化されてヘリウムガスと共にガス精製装置の下流側
へと流出するおそれがあった。
[0005] When such a large vibration is received, the vibration and acceleration reach not only the helium liquefaction circuit but also the gas purification device. As a result, the filler filled in the gas purifier moves, and the packing density changes, so that voids are generated in the gas purifier. Then, abrasion between the fillers and between the filler and the inner wall surface of the housing of the gas purification apparatus, mutual destruction due to collision, and the like occur, and a part of the filler is powdered, and helium gas and the downstream side of the gas purification apparatus. There was a risk of spills.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明ではガ
ス精製装置の耐振性を強めて超電導磁気浮上車両用冷凍
装置の性能向上を、その技術的課題とする。
Accordingly, an object of the present invention is to improve the performance of a refrigeration system for a superconducting magnetic levitation vehicle by enhancing the vibration resistance of a gas purification apparatus.

【0007】[0007]

【発明の構成】Configuration of the Invention

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、超
電導磁気浮上車両と連結された基台と、基台に振動減衰
機構を介して連結された超電導磁石と、基台上に配設さ
れコールドヘッドを有する極低温冷凍機と、圧縮機,ガ
ス精製装置,コールドヘッドに熱的に結合する冷凍部,
JT弁および向流熱交換器からなり、超電導磁石冷却用
の液体ヘリウムを生成するヘリウム液化回路とから超電
導磁気浮上車両用冷凍装置を構成すると共に、ガス精製
装置を、固定保持板および可動保持板間に充填された充
填剤と、可動保持板を固定保持板に向けて付勢し充填剤
を押圧する付勢手段とから構成し、基台上に配置したこ
とである。
The technical means of the present invention taken to solve the above-mentioned technical problem of the present invention includes a base connected to a superconducting magnetic levitation vehicle, and a vibration damping mechanism provided on the base. A cryogenic refrigerator disposed on a base and having a cold head, a cryogenic refrigerator disposed on a base, a refrigerator, a gas purification device, and a refrigeration unit thermally coupled to the cold head;
A helium liquefaction circuit for generating liquid helium for cooling the superconducting magnet, comprising a JT valve and a countercurrent heat exchanger, constitutes a refrigeration system for a superconducting magnetically levitated vehicle. It is composed of the filler filled in between, and a biasing means for biasing the movable holding plate toward the fixed holding plate to press the filler, and is arranged on the base.

【0009】[0009]

【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、超電導
磁石の発生する大きな振動は振動減衰機構により減衰さ
れ、基台に伝達する振動が小さくなる。一方、この基台
上に配設さた極低温冷凍機のコールドヘッドと結合する
液化ヘリウム回路中のガス精製装置において、充填剤は
付勢手段により押圧されてその内部移動量が極めて小さ
い。
According to the above-mentioned technical means of the present invention, the large vibration generated by the superconducting magnet is attenuated by the vibration damping mechanism, and the vibration transmitted to the base is reduced. On the other hand, in the gas purification device in the liquefied helium circuit connected to the cold head of the cryogenic refrigerator disposed on the base, the filler is pressed by the urging means, and the internal movement amount is extremely small.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment embodying the technical means of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1において、超電導磁気浮上車両10は
主に車体部11と機構部12とから成り、両者は図示し
ない部分において図示しない振動減衰機構を介して一体
的に連結,接続されている。車体部11には乗客用座席
13や他車両との行き来のためのドア14などが配置さ
れている。機構部12の両側面に配設された超電導磁石
32は軌道15に配設された地上側コイル16と対向し
ている。
Referring to FIG. 1, a superconducting magnetic levitation vehicle 10 mainly includes a vehicle body 11 and a mechanism 12, both of which are integrally connected and connected at a portion (not shown) via a vibration damping mechanism (not shown). A passenger seat 13 and a door 14 for moving to and from another vehicle are arranged in the body 11. The superconducting magnets 32 disposed on both sides of the mechanism section 12 face the ground-side coils 16 disposed on the track 15.

【0012】図2において機構部12を詳しく説明する
が、機構部12は図1において左右対称となっているの
でその左側についてのみ説明する。基台30にはダンパ
ー等の振動減衰機構31を介して超電導磁石32が間接
的に連結される。即ち、超電導磁石32はクライオスタ
ット33内に配設された液体ヘリウム容器34内の下方
に収容され、クライオスタット33の外壁と基台30と
が振動減衰機構31を介して連結されている。液体ヘリ
ウム容器34の上方にはヘリウム液化回路35の吐出口
36および戻し口37が開口している。ヘリウム液化回
路35においてガス圧縮機44の吐出側下流には第1ガ
ス精製装置38,第1向流熱交換器39の高圧側,第1
冷凍部40,第2ガス精製装置41,第2向流熱交換器
42の高圧側,第2冷凍部43,第3向流熱交換器45
の高圧側,第3冷凍部46,第3ガス精製装置47,第
4向流熱交換器48の高圧側およびJT(Joule−
Thomson)弁49が順次接続され吐出口36に至
っている。一方、戻し口37の下流には第4向流熱交換
器48の低圧側,第3向流熱交換器45の低圧側,第2
向流熱交換器42の低圧側および第1向流熱交換器39
の低圧側が順次接続されガス圧縮機44の吸込側に至っ
ている。そして、第1,第2,第3冷凍部40,43,
46はそれぞれ極低温冷凍機(例えば逆スターリング冷
凍機等の数K程度まで到達できる冷凍機)50の第1,
第2,第3コールドヘッド51,52,53と熱的に結
合している。尚、第1,第2,第3ガス精製装置38,
41,47はいずれも基台30上に配置されている。
The mechanism section 12 will be described in detail in FIG. 2. However, since the mechanism section 12 is symmetrical in FIG. 1, only the left side thereof will be described. A superconducting magnet 32 is indirectly connected to the base 30 via a vibration damping mechanism 31 such as a damper. That is, the superconducting magnet 32 is accommodated below a liquid helium container 34 disposed in the cryostat 33, and the outer wall of the cryostat 33 and the base 30 are connected via the vibration damping mechanism 31. Above the liquid helium container 34, a discharge port 36 and a return port 37 of a helium liquefaction circuit 35 are opened. In the helium liquefaction circuit 35, downstream of the discharge side of the gas compressor 44, the first gas purification device 38, the high pressure side of the first countercurrent heat exchanger 39,
Refrigeration unit 40, second gas purification device 41, high pressure side of second countercurrent heat exchanger 42, second refrigeration unit 43, third countercurrent heat exchanger 45
High-pressure side, the third refrigeration section 46, the third gas purifier 47, the high-pressure side of the fourth countercurrent heat exchanger 48 and the JT (Jule-
Thomson) valves 49 are sequentially connected to the discharge port 36. On the other hand, downstream of the return port 37, the low pressure side of the fourth countercurrent heat exchanger 48, the low pressure side of the third countercurrent heat exchanger 45,
Low pressure side of countercurrent heat exchanger 42 and first countercurrent heat exchanger 39
Are sequentially connected to the suction side of the gas compressor 44. Then, the first, second, and third refrigeration units 40, 43,
Reference numerals 46 denote first and second cryogenic refrigerators (for example, refrigerators that can reach up to about several K, such as reverse Stirling refrigerators) 50.
It is thermally coupled to the second and third cold heads 51, 52, 53. The first, second and third gas purifiers 38,
Both 41 and 47 are arranged on the base 30.

【0013】ここで、液体ヘリウム容器34は前述した
とおりクライオスタット33内に配設されているが、ヘ
リウム液化回路35の常温部(ガス圧縮機44および第
1ガス精製装置38)を除く部分と極低温冷凍機50の
第1,第2,第3コールドヘッド51,52,53もク
ライオスタット33内に収容され、クライオスタット3
3内は真空状態に保持されている。また、クライオスタ
ット33は第1部54と第2部55とに大きく分かれて
おり、両者の間は可撓管部56によって接続された形と
なっている。この可撓管部56は第1部54の振動を第
2部55に直接伝えない構成となっている。
Here, the liquid helium container 34 is disposed in the cryostat 33 as described above, but the portion of the helium liquefaction circuit 35 except for the normal temperature part (the gas compressor 44 and the first gas purifier 38) is connected to the liquid helium container 34. The first, second, and third cold heads 51, 52, and 53 of the low-temperature refrigerator 50 are also accommodated in the cryostat 33, and the cryostat 3 is provided.
The inside of 3 is kept in a vacuum state. The cryostat 33 is largely divided into a first portion 54 and a second portion 55, and the two are connected by a flexible tube portion 56. The flexible tube section 56 does not directly transmit the vibration of the first section 54 to the second section 55.

【0014】次に、第1,第2,第3ガス精製装置3
8,41,47の構成を説明するが、それらの差異は大
きさが異なるのみで構成上はいずれも同一なので、単一
の図3に基づいて説明する。円筒形のハウジング60の
両端にはガス入口61とガス出口62が形成され、その
内部に充填剤としての化学吸着剤63と物理吸着剤64
が収納されている。
Next, the first, second and third gas purifiers 3
The configurations of 8, 41, and 47 will be described. The difference between them is only the size, and the configurations are all the same. A gas inlet 61 and a gas outlet 62 are formed at both ends of the cylindrical housing 60, and a chemical adsorbent 63 and a physical adsorbent 64 as fillers are formed therein.
Is stored.

【0015】ハウジング60内において、各吸着剤6
3,64をその両端から可動保持板65と固定保持板6
6とで挟持し、可動保持板65は付勢手段としてのスプ
リング67によって固定保持板66に向けて付勢されて
いる。即ち、可動保持板65はハウジング60内におい
て軸方向に摺動可能であり、固定保持板66はその周縁
部においてハウジング60内壁に溶接等によって固設さ
れている。ここで、各保持板65,66は、各吸着剤6
3,64に近接する側から、グラスウール層65a,6
6a,ステンレス製メタルフィルタ65b,66bおよ
び金属性保持板65c,66cから構成されている。ま
た、メタルフィルタ65b,66bと金属性保持板65
c,66cとは、メタルフィルタ65b,66bの周縁
部において溶接されて固定されている。尚、メタルフィ
ルタ65b,66bにおけるパーティクルの捕捉率が低
いため、グラスウール層65a,66aによってパーテ
ィクルの捕捉率を高めている。
In the housing 60, each adsorbent 6
The movable holding plate 65 and the fixed holding plate 6
The movable holding plate 65 is urged toward the fixed holding plate 66 by a spring 67 as an urging means. That is, the movable holding plate 65 is slidable in the axial direction within the housing 60, and the fixed holding plate 66 is fixed to the inner wall of the housing 60 at the peripheral edge thereof by welding or the like. Here, each of the holding plates 65 and 66 is attached to each of the adsorbents 6.
From the side adjacent to the glass wool layers 65a, 65
6a, stainless steel metal filters 65b and 66b and metallic holding plates 65c and 66c. Further, the metal filters 65b, 66b and the metal holding plate 65
c and 66c are welded and fixed at the periphery of the metal filters 65b and 66b. In addition, since the trapping rate of particles in the metal filters 65b and 66b is low, the trapping rate of particles is increased by the glass wool layers 65a and 66a.

【0016】ところで、ガス入口61とガス出口62は
図4に示すようなセルフシールカップリング70を介し
てヘリウム液化回路35の配管に接続されている。ガス
入口61(ガス出口62)にはセルフシールカップリン
グ70の一次側71が接続され、ヘリウム液化回路35
の配管にはセルフシールカップリング70の二次側72
が接続される。いま、図4に示す状態では一次側71と
二次側72とが接続された状態であり、ガス入口61
(ガス出口62)とヘリウム液化回路35の配管とが連
通している。そして、一次側71と二次側72とを切り
離すと、シール部材73が一次側71のシート面74に
着座すると共に、シール部材75が二次側72のシート
面76に着座する。この結果、ガス入口61(ガス出口
62)もヘリウム液化回路35の配管も各開放端におい
て、各開放端が閉塞されて大気と連通しないようになっ
ている。尚、ヘリウム液化回路35には図示しない外部
のヘリウム供給装置が配設されており、ヘリウム液化回
路35内のヘリウム量を一定に保つように制御してい
る。
The gas inlet 61 and the gas outlet 62 are connected to the helium liquefaction circuit 35 via a self-sealing coupling 70 as shown in FIG. A primary side 71 of a self-sealing coupling 70 is connected to the gas inlet 61 (gas outlet 62), and the helium liquefaction circuit 35
The secondary side 72 of the self-sealing coupling 70
Is connected. Now, in the state shown in FIG. 4, the primary side 71 and the secondary side 72 are connected, and the gas inlet 61
The (gas outlet 62) communicates with the pipe of the helium liquefaction circuit 35. Then, when the primary side 71 and the secondary side 72 are separated, the seal member 73 is seated on the seat surface 74 of the primary side 71 and the seal member 75 is seated on the seat surface 76 of the secondary side 72. As a result, both the gas inlet 61 (gas outlet 62) and the piping of the helium liquefaction circuit 35 are closed at their open ends so that they do not communicate with the atmosphere. It should be noted that an external helium supply device (not shown) is provided in the helium liquefaction circuit 35 and controls the helium liquefaction circuit 35 to keep the helium amount constant.

【0017】以上の構成を有する超電導磁気浮上車両用
冷凍装置の作動について説明する。
The operation of the refrigeration system for a superconducting magnetic levitation vehicle having the above configuration will be described.

【0018】超電導磁気浮上車両10は、その超電導磁
石32と地上側コイル16との間に作用する磁気吸引/
反発力を利用して浮上し走行する。そこで、超電導磁石
32に超電導作用を発生させるため、ヘリウム液化回路
35にて生成される液体ヘリウム(温度4.2K程度)
を用いて超電導磁石32を極低温領域まで冷却する。
The superconducting magnetic levitation vehicle 10 is provided with a magnetic attraction / acting force acting between the superconducting magnet 32 and the ground coil 16.
It rises and runs using repulsion. Then, in order to generate a superconducting action in the superconducting magnet 32, liquid helium generated in the helium liquefaction circuit 35 (temperature about 4.2K)
Is used to cool the superconducting magnet 32 to a cryogenic temperature region.

【0019】即ち、圧縮機44から吐出された気体ヘリ
ウムは第1ガス精製装置38で不純物を除去され、第1
向流熱交換器39の高圧側を流れる際にその低圧側を流
れる低温気体ヘリウムにより冷却された後、第1冷凍部
40に至る。この第1冷凍部40では、極低温冷凍機5
0の第1コールドヘッド51によって気体ヘリウムが低
温領域に冷却される。その後、気体ヘリウムは、第2ガ
ス精製装置41,第2向流熱交換器42の高圧側,第2
冷凍部43,第3向流熱交換器45の高圧側,第3冷凍
部46,第3ガス精製装置47および第4向流熱交換器
48の高圧側を流れることで、高純度に精製される上、
段階的に更に低温領域まで冷却される。
That is, the gaseous helium discharged from the compressor 44 is subjected to the removal of impurities in the first gas purifier 38,
After flowing through the high-pressure side of the countercurrent heat exchanger 39, it is cooled by the low-temperature gas helium flowing through the low-pressure side, and then reaches the first freezing section 40. In the first refrigeration section 40, the cryogenic refrigerator 5
The 0 first cold head 51 cools gaseous helium to a low temperature region. Thereafter, the gas helium is supplied to the second gas purifier 41, the high pressure side of the second countercurrent heat exchanger 42,
The high-purity side of the refrigeration unit 43 and the third countercurrent heat exchanger 45 and the high-pressure side of the third refrigeration unit 46, the third gas purification device 47 and the fourth countercurrent heat exchanger 48 are purified to high purity. On
It is further cooled stepwise to a low temperature region.

【0020】そして、JT弁49にて膨張することで気
体ヘリウムの一部が液化し、気液混合状(ミスト状)の
ヘリウムが吐出口36から液体ヘリウム容器34に吐出
される。ここで、液体ヘリウムのみが液体ヘリウム容器
34の下方へと落下して超電導磁石32を冷却し、気体
ヘリウムは戻し口37から圧縮機44の吸込側へと戻っ
ていく。
The gas helium is partially liquefied by expansion at the JT valve 49, and gas-liquid mixed (mist) helium is discharged from the discharge port 36 to the liquid helium container 34. Here, only the liquid helium falls below the liquid helium container 34 to cool the superconducting magnet 32, and the gaseous helium returns from the return port 37 to the suction side of the compressor 44.

【0021】戻し口37から圧縮機44へと戻る気体ヘ
リウムは十分に低温であるため、第4向流熱交換器48
の低圧側,第3向流熱交換器45の低圧側,第2向流熱
交換器42の低圧側および第1向流熱交換器39の低圧
側を流れる際に、各向流熱交換器48,45,42,3
9の高圧側を流れる気体ヘリウムを冷却する。
Since the gas helium returning from the return port 37 to the compressor 44 is sufficiently low in temperature, the fourth countercurrent heat exchanger 48
When flowing on the low pressure side of the third countercurrent heat exchanger 45, the low pressure side of the second countercurrent heat exchanger 42, and the low pressure side of the first countercurrent heat exchanger 39, 48, 45, 42, 3
The gas helium flowing on the high pressure side of 9 is cooled.

【0022】ヘリウム液化回路35におけるガス精製に
ついて説明すると、常温部に配置される第1ガス精製装
置38では酸素,一酸化炭素,二酸化炭素,水および水
素などが除去対象となり、低温部に配置される第2ガス
精製装置41および第3ガス精製装置47では、窒素,
メタン,二酸化炭素および水などが除去対象となる。
The gas purification in the helium liquefaction circuit 35 will be described. In the first gas purifier 38 disposed at the room temperature, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, water, hydrogen and the like are to be removed, and are disposed at the low temperature. In the second gas purification device 41 and the third gas purification device 47,
Methane, carbon dioxide, water, etc. can be removed.

【0023】ここで、第2ガス精製装置41および第3
ガス精製装置47は極低温冷凍機50近くに設置される
ので、各々の容積が小さくなって充填される吸着剤量が
限定されると共に各々の吸着能力も限定される。従っ
て、第1ガス精製装置38では、その容積を大きくして
メタン以外の不純物をできるかぎり多く除去するように
している。
Here, the second gas refining device 41 and the third gas refining device 41
Since the gas purifier 47 is installed near the cryogenic refrigerator 50, the volume of each gas purifier 47 is reduced so that the amount of adsorbent to be charged is limited and the respective adsorption capacities are also limited. Therefore, in the first gas purifier 38, the volume is increased to remove impurities other than methane as much as possible.

【0024】そして、超電導磁気浮上車両10の走行時
には超電導磁石32に非常に大きな振動,加速が生じる
が、振動減衰機構31や可撓管部56の作用によって基
台30への振動伝達量が抑えられる。その上、第1,第
2,第3ガス精製装置38,41,47内では、可動保
持板65がスプリング67によって固定保持板66に向
けて付勢されているので、基台30から伝達する超電導
磁石32の振動を各ガス精製装置38,41,47が受
けても、各吸着剤63,64の内部移動は極めて小さ
い。従って、各吸着剤63,64の内部移動による粉化
発生は極めて少量となる。また、万が一各吸着剤63,
64が粉化しても、グラスウール層65a,66aおよ
びメタルフィルタ65b,66bによって捕捉されるた
め、ヘリウム液化回路35の下流側へと流出することは
ない。
When the superconducting magnetic levitation vehicle 10 travels, very large vibration and acceleration occur in the superconducting magnet 32, but the amount of vibration transmitted to the base 30 is suppressed by the action of the vibration damping mechanism 31 and the flexible tube 56. Can be In addition, in the first, second, and third gas purifiers 38, 41, and 47, the movable holding plate 65 is urged toward the fixed holding plate 66 by the spring 67, so that the light is transmitted from the base 30. Even if the gas purification devices 38, 41, 47 receive the vibration of the superconducting magnet 32, the internal movement of the adsorbents 63, 64 is extremely small. Therefore, the generation of powder due to the internal movement of the adsorbents 63 and 64 is extremely small. Also, in the unlikely event that each adsorbent 63,
Even if the powder 64 is powdered, it is trapped by the glass wool layers 65a and 66a and the metal filters 65b and 66b, and therefore does not flow to the downstream side of the helium liquefaction circuit 35.

【0025】[0025]

【発明の効果】上述したように本発明の超電導磁気浮上
車両用冷凍装置では、基台と超電導磁石との間に振動減
衰機構が介在しているので、超電導磁石の大きな振動,
加速は減衰されて基台へと伝わる。また、この基台には
ヘリウム液化回路のガス精製装置等が配設されている
が、その充填剤は固定保持板と可動保持板との間に挟持
されている上、可動保持板が付勢手段によって固定保持
板に向けて付勢されているため、充填剤の内部移動量が
極めて小さくなる。従って、充填剤の内部移動による粉
化が最小限に抑えられ、ヘリウム液化回路の汚染や詰ま
りが防止できるので、その性能が向上し、ヘリウム液化
回路が安定的に運転継続される。この結果、超電導磁石
が確実に冷却され、安定的かつ安全な超電導磁気浮上車
両の運行が可能となる。
As described above, in the refrigeration system for a superconducting magnetic levitation vehicle according to the present invention, since the vibration damping mechanism is interposed between the base and the superconducting magnet, large vibration of the superconducting magnet can be obtained.
The acceleration is attenuated and transmitted to the base. The base is provided with a gas purification device for the helium liquefaction circuit. The filler is sandwiched between the fixed holding plate and the movable holding plate, and the movable holding plate is biased. Due to the means being urged toward the fixed holding plate, the amount of internal movement of the filler becomes extremely small. Therefore, powdering due to the internal movement of the filler is minimized, and contamination and clogging of the helium liquefaction circuit can be prevented, so that its performance is improved and the helium liquefaction circuit is stably operated. As a result, the superconducting magnet is surely cooled, and a stable and safe operation of the superconducting magnetic levitation vehicle becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施例の超電導磁気浮上車両用冷凍装置
の構成図を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a refrigeration system for a superconducting magnetically levitated vehicle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における要部拡大構成図を示す。FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of a main part in FIG.

【図3】図2における要部拡大断面図を示す。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part in FIG. 2;

【図4】図3における要部拡大断面図を示す。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part in FIG.

【図5】従来技術のガス精製装置の断面図を示す。FIG. 5 shows a sectional view of a prior art gas purifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 超電導磁気浮上車両、 30 基台、 31 振動減衰機構、 32 超電導磁石、 35 ヘリウム液化回路、 38 第1ガス精製装置(ガス精製装置)、 39 第1向流熱交換器(向流熱交換器)、 40 第1冷凍部(冷凍部)、 41 第2ガス精製装置(ガス精製装置)、 42 第2向流熱交換器(向流熱交換器)、 43 第2冷凍部(冷凍部)、 44 圧縮機、 45 第3向流熱交換器(向流熱交換器)、 46 第3冷凍部(冷凍部)、 47 第3ガス精製装置(ガス精製装置)、 48 第4向流熱交換器(向流熱交換器)、 49 JT弁、 50 極低温冷凍機、 51,52,53 コールドヘッド、 63 化学吸着剤(充填剤)、 64 物理吸着剤(充填剤)、 65 可動保持板、 66 固定保持板、 67 スプリング(付勢手段)、 Reference Signs List 10 superconducting magnetic levitation vehicle, 30 base, 31 vibration damping mechanism, 32 superconducting magnet, 35 helium liquefaction circuit, 38 first gas purification device (gas purification device), 39 first countercurrent heat exchanger (countercurrent heat exchanger) ), 40 first refrigeration unit (refrigeration unit), 41 second gas purification unit (gas purification unit), 42 second countercurrent heat exchanger (counterflow heat exchanger), 43 second refrigeration unit (refrigeration unit), 44 Compressor, 45 3rd Countercurrent Heat Exchanger (Counterflow Heat Exchanger), 46 3rd Refrigeration Unit (Refrigeration Unit), 47 3rd Gas Purifier (Gas Purifier), 48 4th Countercurrent Heat Exchanger (Counterflow heat exchanger), 49 JT valve, 50 cryogenic refrigerator, 51, 52, 53 cold head, 63 chemical adsorbent (filler), 64 physical adsorbent (filler), 65 movable holding plate, 66 Fixed holding plate, 67 spring (biasing means),

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺 井 元 昭 愛知県名古屋市中村区名駅1丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 審査官 植松 伸二 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 6/04 ZAA ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Motoaki Terai 1-1-1 Meiji Station, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi Examiner at Tokai Railway Company Shinji Uematsu (58) Field surveyed (Int.Cl . 7, DB name) H01F 6/04 ZAA

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 超電導磁気浮上車両と連結された基台
と、 前記基台に振動減衰機構を介して連結された超電導磁石
と、 前記基台上に配設されコールドヘッドを有する極低温冷
凍機と、 圧縮機,ガス精製装置,前記コールドヘッドに熱的に結
合する冷凍部,JT弁および向流熱交換器からなり、前
記超電導磁石冷却用の液体ヘリウムを生成するヘリウム
液化回路とを有し、 前記ガス精製装置は、固定保持板および可動保持板間に
充填された充填剤と、前記可動保持板を前記固定保持板
に向けて付勢し前記充填剤を押圧する付勢手段とからな
り、前記基台上に配置されていることを特徴とする超電
導磁気浮上車両用冷凍装置。
1. A cryogenic refrigerator having a base connected to a superconducting magnetic levitation vehicle, a superconducting magnet connected to the base via a vibration damping mechanism, and a cold head disposed on the base. And a helium liquefaction circuit comprising a compressor, a gas purification device, a refrigeration unit thermally coupled to the cold head, a JT valve, and a counter-current heat exchanger for generating liquid helium for cooling the superconducting magnet. The gas purification device includes a filler filled between a fixed holding plate and a movable holding plate, and biasing means for biasing the movable holding plate toward the fixed holding plate and pressing the filler. A refrigeration system for a superconducting magnetic levitation vehicle, which is disposed on the base.
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