(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）液体水素を導入する液体水素タンクと、
（ｂ）該液体水素タンクに接続される複数の区画に分割された超電導磁石と、
（ｃ）該複数の区画に分割された超電導磁石の各区画にそれぞれ接続されるバッファと、
（ｄ）前記複数の区画の各区画に対応して配置される圧力センサーと、
（ｅ）前記液体水素タンクからの液体水素圧が所定値に上昇した時に閉止する駆動装置付き閉止弁と、
（ｆ）前記超電導磁石と前記バッファとの間に配置される安全弁と、
（ｇ）前記圧力センサーからの情報を取り込み、前記駆動装置付き閉止弁を制御する制御装置とを具備することを特徴とする超電導磁石の液体水素冷却システム。
【請求項２】
請求項１記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記安全弁を前記制御装置により制御することを特徴とする超電導磁石の液体水素冷却システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記超電導磁石は、２超電導コイルをそれぞれ配置した２区画に分割することを特徴とする超電導磁石の液体水素冷却システム。
【請求項４】
請求項１又は２記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記超電導磁石は、１超電導コイルをそれぞれ配置した両端の２区画と２超電導コイルを配置した中央の１区画に分割することを特徴とする超電導磁石の液体水素冷却システム。
【請求項５】
請求項１又は２記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記超電導磁石は、１超電導コイルをそれぞれ配置した４区画に分割することを特徴とする超電導磁石の液体水素冷却システム。
【請求項６】
請求項１又は２記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記バッファを共通に１個配置することを特徴とする超電導磁石の液体水素冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモーターカーに搭載される超電導磁石の液体水素冷却システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超電導磁石は、液体ヘリウムで冷却されている。
図５は従来の液体ヘリウム冷却超電導磁石の模式図である。
この図に示すように、超電導コイル１は２超電導コイルずつの２区画に区分されている。ここで、機械的損傷等により一方の区画の真空度が低下すると、そちらにあった液体ヘリウム３はもちろん、上部の液体ヘリウムタンク２に蓄えられていた大量の液体ヘリウム３も短時間に蒸発してしまう。この大量の液体ヘリウム３が蒸発すると一気に圧力が高まるため、液体ヘリウムタンク２に設けた安全弁（図示なし）が吹いてガス４は大気中に放出される。
【０００３】
一方、本願発明者は、既に、燃料電池と組み合わせる水素冷却超電導磁石を搭載するリニアモーターカーを提案している（特開２０００−９２６２７参照）。  図６は係る液体水素冷却超電導磁石を搭載するリニアモーターカーの概略システム構成図である。
この図において、１１は液体水素冷却超電導磁石、１２は個々の超電導コイル、１３は熱シールド板、１４は液体水素タンク、１５は蒸発した水素ガスを通し、熱シールド板１３に固定される水素冷却配管、１６は車両基地に設置される液体水素補充装置、１７は電磁バルブ、１８は蒸発した水素ガスを通す配管、１９はその配管１８に接続される水素貯蔵装置（水素吸着合金）、２０は前記配管１８と接続されて、水素ガスが供給され、直流電力を出力する燃料電池、２１はＤＣ／ＡＣ変換器、２２は電磁バルブの制御装置である。
【０００４】
係る液体水素冷却超電導磁石は、蒸発する水素を燃料電池により発電に供せるため、浮上式鉄道に用いた場合、車載冷凍機が不要となる、他に車上電源装置を搭載する必要がなくなる、など大きな利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水素ガスが磁石から大量に大気中に放出されると爆発の恐れがあり、その水素ガスの大気との混合比がかなりの広い範囲で爆発を起こす危険性がある。
本発明は、上記問題点を除去し、万一水素ガスが磁石から大量に大気中に放出される恐れがある場合には、当該部位への液体水素供給を停止し、水素ガスの外部への発生を最小限にとどめ、安全度の向上を図り得る超電導磁石の液体水素冷却システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、液体水素を導入する液体水素タンクと、この液体水素タンクに接続される複数の区画に分割された超電導磁石と、この複数の区画に分割された超電導磁石の各区画にそれぞれ接続されるバッファと、前記複数の区画の各区画に対応して配置される圧力センサーと、前記液体水素タンクからの液体水素圧が所定値に上昇した時に閉止する駆動装置付き閉止弁と、前記超電導磁石と前記バッファとの間に配置される安全弁と、前記圧力センサーからの情報を取り込み、前記駆動装置付き閉止弁を制御する制御装置とを具備することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記安全弁を前記制御装置により制御することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記超電導磁石は、２超電導コイルをそれぞれ配置した２区画に分割することを特徴とする。
【０００８】
〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記超電導磁石は、１超電導コイルをそれぞれ配置した両端の２区画と２超電導コイルを配置した中央の１区画に分割することを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕又は〔２〕記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記超電導磁石は、１超電導コイルをそれぞれ配置した４区画に分割することを特徴とする。
【０００９】
〔６〕上記〔１〕又は〔２〕記載の超電導磁石の液体水素冷却システムにおいて、前記バッファを共通に１個配置することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す超電導磁石の液体水素冷却システムの模式図である。
この図において、３１は液体水素冷却超電導磁石、３２は液体水素タンク、３３は液体水素、３４は液体水素タンク３２と液体水素冷却超電導磁石３１を連通する通路３５に配置される液体水素圧が上昇した時に閉じる閉止弁、３６は液体水素冷却超電導磁石３１とバッファＢ１，Ｂ２とを連通する通路３７に配置される安全弁、３８は液体水素圧を検知する圧力センサー、３９はその圧力センサー３８の情報が取り込まれるとともに、各種の弁を駆動するように制御する制御装置、４０は閉止弁３４を駆動する駆動装置、４１は安全弁３６を駆動する駆動装置である。なお、当然、安全弁３６は駆動装置４１により駆動されることなく、異常圧力により応動するようにしてもよい。
【００１１】
このように、液体水素冷却超電導磁石３１を２以上の区画に分け、液体水素タンク３２から各区画には、液体水素タンク３２と液体水素冷却超電導磁石３１を連通する通路３５に配置された、液体水素圧が上昇した時に閉じる閉止弁３４を介して液体水素３３を供給する。そして、いずれかの区画の圧力が高まると、その区画に対応する圧力センサー３８が動作して制御装置３９により駆動装置４０が動作し閉止弁３４を閉じ、液体水素３３の供給を停止する。各区画は安全弁３６を介して外部のバッファＢ１とＢ２に接続されており、各区画が保持していた液体水素３３は真空度低下等により蒸発しても、外部に水素ガスＨ2 が放出されることなくバッファＢ１とＢ２に導かれる。
【００１２】
したがって、液体水素３３は外気に放出されることなく、その放出による爆発の恐れもない。
なお、実際は液体水素冷却超電導磁石３１部分より液体水素タンク３２の方が、冷媒（液体水素）の量は遙に多い。
図２は本発明の第２実施例を示す超電導磁石の概略配置の模式図である。なお、この図においては、水素ガスの排出機構については省略されている。
【００１３】
上記第１実施例では、超電導磁石を２区画に分けるようにしたが、この実施例では、左端に１超電導コイル５１、中央に２超電導コイル５２、右端に１超電導コイル５３の３区画に分けるようにしている。
このように構成することにより、比較的真空が破れやすい両端の超電導コイル数を減らして、安全な水素ガスＨ2 の排出を行うように構成することができる。
【００１４】
図３は本発明の第３実施例を示す超電導磁石の概略配置の模式図である。なお、この図においては、水素ガスの排出機構については省略されている。
この実施例では、この図に示すように、超電導磁石を各１超電導コイル６１〜６４として各１区画に分けるようにしている。
このように構成することにより、真空破壊の領域を極力小さく限定することにより、異常時の緊急的運行を行うことができる。
【００１５】
図４は本発明の第４実施例を示す超電導磁石の液体水素冷却システムの模式図である。
上記第１実施例では、バッファＢ１，Ｂ２は左右に配置するようにしたが、この実施例では、回収管７１に接続されるバッファＢ０としてまとめて１個配置するように構成する。このように構成することにより、水素ガスＨ2 をまとめて回収することが容易になり、その水素ガスを回収して省エネルギー化を図ることができる。
【００１６】
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いて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００１７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、液体水素冷却超電導磁石の真空度が低下しても液体水素の蒸発量は最小限に抑えられることになり、かつ蒸発した水素ガスはバッファに導入される。よって、水素ガスが大気中に放出される恐れがなくなるので、爆発の恐れはなくなり、液体水素冷却超電導磁石の安全性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示す超電導磁石の液体水素冷却システムの模式図である。
【図２】  本発明の第２実施例を示す超電導磁石の概略配置の模式図である。
【図３】  本発明の第３実施例を示す超電導磁石の概略配置の模式図である。
【図４】  本発明の第４実施例を示す超電導磁石の液体水素冷却システムの模式図である。
【図５】  従来の液体ヘリウム冷却超電導磁石の模式図である。
【図６】  液体水素冷却超電導磁石を搭載するリニアモーターカーの概略システム構成図である。
【符号の説明】
３１    液体水素冷却超電導磁石
３２    液体水素タンク
３３    液体水素
３４    閉止弁
３５，３７    通路
３６    安全弁
３８    圧力センサー
３９    制御装置
４０    閉止弁を駆動する駆動装置
４１    安全弁を駆動する駆動装置
Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２    バッファ
５１    左端の１超電導コイル
５２    中央の２超電導コイル
５３    右端の１超電導コイル
６１〜６４    １超電導コイル
７１    回収管
【図１】
0004567220.tif 000002
【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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