(57)【要約】【課題】  実効的な径を大きくすることができる高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器及びその組立装置を提供する。【解決手段】  高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器において、外形が六角形状の側面を有する容器本体２１と、この容器本体２１の全ての側面に形成される開口３１〜３６と、これらの開口３１〜３６の少なくとも１個にジョイント具３７，３８を設けた冷却媒体の導入口及び導出口と、前記冷却媒体３０の導入口及び導出口が設けられる以外の開口には栓３９を配置する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）外形が六角形状の側面を有する容器本体と、
（ｂ）該容器本体の全ての側面に形成される開口と、
（ｃ）該開口の少なくとも１個にジョイント具を設けた冷却媒体の導入口及び導出口と、
（ｄ）前記冷却媒体の導入口及び導出口が設けられる以外の開口には栓を配置することを特徴とする高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器。
【請求項２】
請求項１記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を連結して、実効的に大きな平面を形成することを特徴とする高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置。
【請求項３】
請求項２記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置において、前記高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を水平方向に２個連結することを特徴とする高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置。
【請求項４】
請求項２記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置において、前記高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を水平方向に３個連結することを特徴とする高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置。
【請求項５】
請求項２記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置において、前記高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を１個を中心位置に配置し、該中心位置の冷却容器の回りに６個の冷却容器を連結することを特徴とする高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器及びその組立装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超電導体を利用した発電機、モーター、非接触ギヤについては特に目新しいアイデアではなく、アイデアとしては超電導が発見された当時から存在していた。超電導の歴史を振り返れば、１９１１年Ｏｎｎｅｓによって発見された超電導現象から１９８６年ＢｅｄｎｏｒｚとＭｕｌｌｅｒによって発見されたＬａ系高温酸化物超電導体（臨界温度３０Ｋ）によって爆発的ブームになったにもかかわらず、応用には程遠いものであった。１９８７年Ｗｕらによって発見されたＹ系高温酸化物超電導体（臨界温度９０Ｋ）によって初めて液体窒素温度（７７．３Ｋ）を臨界温度が越えたことにより実用化の期待は大きくなったが、高温酸化物超電導体の結晶のサイズが大きくならなかったことから、近年の高温酸化物超電導体の線材化まで、その応用開発が進まなかった。この事実は高温超電導バルク体の作製が如何に困難であるかを如実に示したものである。
【０００３】
高温酸化物超電導材料の線材化によって、高温超電導バルク体の研究は衰退の一途となっている。しかしながら、高温超電導バルク体の性能は、線材に比較にならない部分もあり、線材と異なる用途は多分にある。高温超電導バルク体の大量生産が可能になるとその道も開けるのは当然である。本発明者らは酸化物超電導体の製造方法及び酸化物超電導体を開発し、その道の扉を開いた（下記特許文献１参照）。それにより、まだ直径φ２４ｍｍと小さいが、単位期間・低コストで応用の研究開発ができるようになった。
【特許文献１】特開２００５−２８９６８４号公報
【特許文献２】特開２００４−２３５５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これまでの高温超電導バルク体の応用開発を阻害してきた大きな二つの問題がある。その一つは、高温超電導バルク体の「径が大きくないと利用できない」ことであり、もう一つは「浮上力」である。
【０００５】
その「径が大きくないと利用できない」点については、複数個では均一な磁場分布を得られないというのが根拠であるが、これは意味がないことは、既に上記特許文献２でも示した。もう一つの「浮上力」という言葉が一般に与える印象が超電導現象の本質にブラインドをかけたことは意外と思われるかもしれない。超電導体と磁力の関係はこれらの二つの間のエネルギー関係を一定に保とうとする超電導の本質からすれば「浮上」ではない。したがって、どの方向であろうが自重（重力）と外部からのエネルギー（振動など）に勝るエネルギーを有すれば車載しても構わないのである。
【０００６】
以上のことを考慮しながら、高温超電導バルク体の応用を考えると、如何に高温超電導バルク体の「性能発現の環境」を作るかに帰着するのである。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、実効的な径を大きくすることができる高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器及びその組立装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器において、外形が六角形状の側面を有する容器本体と、この容器本体の全ての側面に形成される開口と、これらの開口の少なくとも１個にジョイント具を設けた冷却媒体の導入口及び導出口と、前記冷却媒体の導入口及び導出口が設けられる以外の開口には栓を配置することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置であって、上記〔１〕記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を連結して、実効的に大きな平面を形成することを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔２〕記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置において、前記高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を水平方向に２個連結することを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔２〕記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置において、前記高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を水平方向に３個連結することを特徴とする。
【００１２】
〔５〕上記〔２〕記載の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の組立装置において、前記高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器１個を中心位置に配置し、この中心位置の冷却容器の回りに６個の冷却容器を連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００１４】
（１）面積を拡大した高温超電導バルク体を容易に構築できる連結型多角形冷却容器を提供することができる。
【００１５】
（２）略円形状に形成される高温超電導バルク体を容易に構築できる連結型多角形冷却容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器は、外形が六角形状の側面を有する容器本体と、この容器本体の全ての側面に形成される開口と、この開口の少なくとも１個にジョイント具を設けた冷却媒体の導入口及び導出口と、前記冷却媒体の導入口及び導出口が設けられる以外の開口には栓を配置する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例を示す高温超電導体により浮上させた円筒型発電装置の模式図である。
【００１９】
この図において、１は真空容器、４はその真空容器１内の下部に円形状の浮上用磁石２とこの浮上用磁石２の上部に位置する極を交互に一列に配置した駆動・発電用磁石３とを有する円筒体であり、この円筒体４の下部に対向配置される円形状の浮上用高温超電導体５と、真空容器１外部に配置される駆動用コイル１０と、電源１１と、真空容器１外部に配置される発電用コイル１２とを具備している。なお、６は冷却容器、７はその冷却容器６に充填される流体窒素（液体あるいは液体窒素ガス）の導入管、８はその冷却容器６からの蒸気ガスの導出管である。
【００２０】
かかる円形状の浮上用高温超電導体５の径を大きくすることが、発電装置の出力を高めるために重要な要素となる。
【００２１】
図２は本発明の実施例を示す実効的に径を大きくできる高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の構造を示す側面図（蓋を開いている状態）、図３はその一部を破断した内部が見える側面図、図４はその上面図、図５は図４の側面図（蓋を開いている状態）である。
【００２２】
これらの図において、２１は容器本体、２１Ａはその内部スペース、２１Ｂはシーリング用溝、２２は容器本体２１の側面に形成される流体窒素（液体又は気体）の開口であり、ジョイント具（非磁性体）あるいは栓（非磁性体）ができるように構成されている。２３は蓋であり、その蓋２３の厚さは、浮上高さに影響せず、かつ変形しない強度が必要であり、１〜２ｍｍ程度である。２３Ａは容器本体２１の内部スペース２１Ａを密封するための肉厚段部、２４は容器本体２１へ蓋２３を固定する固定ボルトであり、その固定ボルト２４の上面は蓋２３の上面と平面になるように構成されている。２５は高温超電導バルク体であり、臨界温度は７７．３Ｋ（液体窒素）以上である。２６は流動用溝であり、高温超電導バルク体２５の固定溝を兼ねることになり、１〜２ｍｍ程度である。
【００２３】
ここで、容器本体２１及び蓋２３は、非磁性体である。ステンレスあるいはアルミニウム、フッ素系樹脂との複合であってもよい。断熱材および防水シールは、７７．３Ｋ（液体窒素）で材質変化のないことが必要である（ある程度の収縮は問題がない）。
【００２４】
図４に示すように、容器本体２１及び蓋２３の外形は、六角形状になっており、六角形状の容器本体２１の角部には固定ボルト２４の固定ネジ穴２７が形成されている。また、容器本体２１内には流体窒素が流動する流動用溝２６が形成されている。
【００２５】
図６は本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器のシーリング構造を示す図である。
【００２６】
（１）図６（ａ）に示すように、蓋２３は肉厚段部２３Ａの周りに装着されるシーリング材２８によって密閉度を増すように構成する。つまり、パッキン型とする。
【００２７】
（２）図６（ｂ）に示すように、蓋２３は肉厚段部２３Ａを容器本体２１のシーリング用溝２１Ｂ（図３参照）に埋め込むようにしてもよい。
【００２８】
図７は本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の一使用態様を示す上面図である。
【００２９】
この実施例において、開口３１にはジョイント具３７を設けて、流体窒素（液体あるいは低温ガス）３０の導入口として使用し、開口３２は、ジョイント具３８を設けて、蒸気ガス３０′の導出口として使用している。また、開口３３〜３６には栓３９が設けられ、封止されるようになっている。当然、開口３１〜３６はどの箇所を流体窒素（液体あるいは低温ガス）３０の導入口又は蒸気ガス３０′の導出口として使用してもよい。
【００３０】
図８は本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を２個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図である。
【００３１】
この実施例では、図７に示した高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を２個連結した組立装置（組立ユニット）を得るようにしている。
【００３２】
第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａには、開口３２にジョイント具３７を設け、第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂには、開口３３にジョイント具３８を設け、第１と第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａ，Ｂを導通するために、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａの開口３４と第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂの開口３１とをジョイント具４０で連結し、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａの開口３１，３３，３５，３６及び第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂの開口３２，３４，３５，３６にはそれぞれ栓３９を設けるようにしている。
【００３３】
そこで、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａのジョイント具３７から流体窒素（液体あるいは低温ガス）３０を第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａ内に導入すると、その流体窒素３０はジョイント具４０を介して第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂに導入され、第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂのジョイント具３８から蒸気ガス３０′が導出される。
【００３４】
このように構成することにより、高温超電導バルク体を２個連設することができる。
【００３５】
図９は本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を３個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図である。
【００３６】
この実施例では、３個の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器ＡとＢとＣを直線状に連結するようにしている。すなわち、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａの開口３１にはジョイント具３７を設け、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａの開口３４と第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂの開口３１とにはジョイント具４０を設け、さらに、第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂの開口３４と第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃの開口３１とにはジョイント具４０を設け、第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃの開口３４にはジョイント具３８を設けている。また、３個の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器ＡとＢとＣのそれぞれの開口３２，３３，３５，３６には栓３９をそれぞれ設けるように構成している。
【００３７】
そこで、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａのジョイント具３７から流体窒素（液体あるいは低温ガス）３０を第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａへ導入し、ジョイント具４０を介して第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂ内に導入し、さらに、ジョイント具４０を介して第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃに導入して、第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃのジョイント具３８から蒸気ガス３０′を導出するようにしている。
【００３８】
図１０は本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を４個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図である。
【００３９】
この実施例では、４個の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器ＡとＢとＣとＤを連結するようにしている。すなわち、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａの開口３１にはジョイント具３７を設け、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａの開口３３と第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂの開口３６とにはジョイント具４０を設け、第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂの開口３４と第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃの開口３１とにはジョイント具４０を設け、第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃの開口３３と第４の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｄの開口３６にはジョイント具４０を設け、第４の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｄの開口３３にはジョイント具３８を設ける。そして、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａの開口３２，３４，３５，３６と第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂの開口３１，３２，３３，３５と第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃの開口３２，３４，３５，３６と第４の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｄの開口３１，３２，３４，３５とには栓３９をそれぞれ設けるように構成している。
【００４０】
そこで、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａのジョイント具３７から流体窒素（液体あるいは低温ガス）３０を第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａへ導入し、ジョイント具４０を介して第２及び第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂ，Ｃに導入して、さらに、ジョイント具４０を介して第４の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｄに導入し、第４の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｄのジョイント具３８から蒸気ガス３０′を導出するようにしている。
【００４１】
図１１は本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を７個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図、図１２はその７個組み合わせた組立装置での磁場分布を示す図である。
【００４２】
この実施例では、高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を７個組み合わせて円形に近い高温超電導バルク体を構成するようにしている。
【００４３】
図１１に示すように、第１〜第７の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａ〜Ｇを連結するようにしている。すなわち、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａにおいては、開口３２にはジョイント具３７を配置し、開口３１，３３には栓３９を、開口３４，３５，３６にはジョイント具４０を配置する。第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂにおいては、開口３１，３２，３６には栓３９を、開口３３，３４，３５にはジョイント具４０を配置する。第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｃにおいては、開口３１，３５，３６には栓３９を、開口３２，３３，３４にはジョイント具４０を配置する。第４の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｄにおいては、全ての開口３１〜３６にジョイント具４０を配置する。第５の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｅにおいては、開口３４，３５，３６には栓３９を、開口３１，３２，３３にはジョイント具４０を配置する。第６の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｆにおいては、開口３３，３４，３５には栓３９を、開口３１，３２，３６にはジョイント具４０を配置する。第７の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｇにおいては、開口３２，３４には栓３９を、開口３１，３５，３６にはジョイント具４０を配置する。そして、開口３３にはジョイント具３８を設ける。
【００４４】
そこで、第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａのジョイント具３７から流体窒素（液体あるいは低温ガス）３０を第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ａへ導入し、ジョイント具４０を介して第２〜６の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｂ〜Ｆ内に導入し、さらに、ジョイント具４０を介して第７の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｇに導入して、その第７の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器Ｇのジョイント具３８から蒸気ガス３０′を導出するようにしている。
【００４５】
この実施例では、直径φ４６ｍｍの高温超電導バルク体で、直径φ１３０ｍｍの高温超電導バルク体と同じ浮上効果を持たせることができる。
【００４６】
このように構成することにより、図１２に示すように、ほぼ円形状の高温超電導バルク体を形成することができる。その場合、磁場分布は微視的に見ると凸凹があるが、各磁場の分布状態が同様であるなら、この組立装置の浮上回転については支障はない。
【００４７】
このように構成したので、実質的に径の大きい高温超電導バルク体を提供することができ、容量の大きい、超電導体を利用した発電機、モーター、非接触ギヤを提供することができる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器及びその組立装置は、構造が簡便で、かつ大容量の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器及びその組立装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例を示す高温超電導体により浮上させた円筒型発電装置の模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す実効的に径を大きくできる高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の構造を示す側面図（蓋を開いている状態）である。
【図３】本発明の実施例を示す実効的に径を大きくできる高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の一部を破断した内部が見える側面図である。
【図４】本発明の実施例を示す実効的に径を大きくできる高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の上面図である。
【図５】図４の側面図（蓋を開いている状態）である。
【図６】本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器のシーリング構造を示す図である。
【図７】本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器の一使用態様を示す上面図である。
【図８】本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を２個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図である。
【図９】本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を３個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図である。
【図１０】本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を４個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図である。
【図１１】本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を７個組み合わせた組立装置（組立ユニット）の上面図である。
【図１２】本発明の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器を７個組み合わせた組立装置での磁場分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    真空容器
２    円形状の浮上用磁石
３    駆動・発電用磁石
４    円筒体
５    円形状の浮上用高温超電導体
６    冷却容器
７    流体窒素（液体あるいは液体窒素ガス）の導入管
８    蒸気ガスの導出管
１０    駆動用コイル
１１    電源
１２    発電用コイル
２１    容器本体
２１Ａ    内部スペース
２１Ｂ    シーリング用溝
２２    流体窒素（液体又は気体）の開口
２３    蓋
２３Ａ    肉厚段部
２４    固定ボルト
２５    高温超電導バルク体
２６    流動用溝
２７    固定ネジ穴
２８    シーリング材
３０    流体窒素（液体あるいは低温ガス）
３０′    蒸気ガス
３１〜３６    開口
３７，３８，４０    ジョイント具
３９    栓
Ａ    第１の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器
Ｂ    第２の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器
Ｃ    第３の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器
Ｄ    第４の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器
Ｅ    第５の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器
Ｆ    第６の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器
Ｇ    第７の高温超電導バルク体連結型多角形冷却容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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