(57)【要約】【課題】導体引出部を介した外部から内部への熱侵入を低減できる極低温ケーブルの終端接続部を提供する。【解決手段】極低温ケーブルの端末部と、前記極低温ケーブルの端末部を冷却する液体冷媒が貯留され、前記極低温ケーブルの端末部が配置される液体冷媒層と気体冷媒層とが形成される冷媒槽と、下端部が前記液体冷媒に浸漬され、且つ、前記極低温ケーブルの導体に接続され、上端側が前記気体冷媒層を経て常温部に引き出される導体引出部と、を有する。前記冷媒槽の前記気体冷媒層には、前記導体引出部の周囲に配置され、前記気体冷媒層を前記導体引出部の延在方向で所定間隔を空けて仕切る複数の絶縁性を有するバッフル板が設けられている。【選択図】図１
2016226143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温ケーブルの端末部と、
前記極低温ケーブルの端末部を冷却する液体冷媒が貯留され、前記極低温ケーブルの端末部が配置される液体冷媒層と当該液体冷媒層上で連続する気体冷媒層とが形成される冷媒槽と、
下端部が前記液体冷媒に浸漬され、且つ、前記極低温ケーブルの導体に接続され、上端側が前記気体冷媒層を経て常温部に引き出される導体引出部と、
を有し、
前記冷媒槽の前記気体冷媒層には、前記導体引出部の周囲に配置され、前記気体冷媒層を、前記導体引出部の延在方向で所定間隔を空けて仕切る複数の絶縁性を有するバッフル板が設けられている、
極低温ケーブルの終端接続部。
【請求項２】
前記常温部は、前記冷媒槽に気密に固定される碍管を有し、
前記導体引出部は、前記碍管内に挿通され、前記導体引出部の上端部は前記碍管の外部に露出する、
請求項１記載の極低温ケーブルの終端接続部。
【請求項３】
前記複数のバッフル板は、第１のバッフル板と、その表面側で対向する第２のバッフル板と、第１のバッフル板の裏面側で対向する第３のバッフル板と、を有し、
前記第１のバッフル板と前記第２のバッフル板とは、前記第１及び第２のバッフル板間に架設される第１の連結部材を介して所定間隔を空けて連結され、
前記第１のバッフル板と前記第３のバッフル板とは、前記第１及び第３のバッフル板間に架設される第２の連結部材を介して前記所定間隔を空けて連結され、
前記第１の連結部材と前記第２の連結部材は、前記第１のバッフル板において離間する位置に配置される、
請求項１または２に記載の極低温ケーブルの終端接続部。
【請求項４】
前記複数のバッフル板は、それぞれを挿通する連結部材を介して連結され、
前記連結部材が絶縁性を有し、かつ複数のバッフル板を挿通する長さを有する、
請求項１または２に記載の極低温ケーブルの終端接続部。
【請求項５】
前記複数のバッフル板は、それぞれ繊維強化プラスチックにより構成される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の極低温ケーブルの終端接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブル等の極低温ケーブルの終端接続部に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、極低温で超電導状態になる超電導線材を導体として用いた超電導ケーブルが知られている。超電導ケーブルは、大電流を低損失で送電可能な電力ケーブルとして期待されており、実用化に向けて開発が進められている。
【０００３】
超電導ケーブルは、断熱管内に一心又は複数心のケーブルコアが収容された構造を有する。ケーブルコアは、例えば中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、ケーブルシールド層、及び保護層等を有する。断熱管は、ケーブルコアを収容し内部に冷媒（例えば液体窒素）が充填される内管（以下「断熱内管」）と、断熱内管の外周を覆う外管（以下「断熱外管」）を有する。断熱内管と断熱外管の間は、断熱のために真空状態とされる。
【０００４】
超電導ケーブルの終端接続部においては、低温部となる低温容器に超電導ケーブルの端末部が収容され、超電導ケーブルの導体（例えば超電導導体層）が導体引出部を介して常温部に引き出される。低温容器は、超電導ケーブルの端末部を、当該超電導ケーブルの断熱内管に連通させて収容し運転時に液体窒素等の冷媒が充填される冷媒槽と、冷媒槽を収容し、冷媒槽への熱侵入を低減するために運転時に真空状態とされる真空槽とからなる二重構造を有する。また、冷媒槽の上部には、冷媒槽の外部に引き出された導体引出部を囲むように、終端接続部の設置環境における温度（例えば、室温）の層（常温層）を形成する常温部としての碍管が設けられる。
【０００５】
冷媒槽の内部には、液体窒素等の液体冷媒により構成される液体冷媒層と、気体冷媒層とが形成されている。導体引出部は、液体窒素等の液体冷媒が充填される極低温（例えば、液体窒素が液体冷媒の場合、大気圧で−１９６℃）の液体冷媒層から気体冷媒層を通過し、碍管（常温部）の常温層に引き出されている。これにより気体冷媒層には温度分布が発生し、冷媒層において気体冷媒層は、極低温の液体冷媒層側の下端部から常温の碍管側にある上端部まで温度が変化している温度勾配部として機能する。
【０００６】
このような終端接続部の構成では、冷媒槽の気体冷媒層は、導体引出部を介して常温部の常温層に隣接するので、導体引出部を介した熱侵入を受け易く、冷媒槽の外部から内部に、極低温環境下の液体冷媒層に向かって熱流入が発生する。この熱流入が大きい場合、導体引出部の下端部が浸漬される液体冷媒層における液体窒素の損失量が大きくなり、液体冷媒による超電導ケーブルの端末部を冷却する際の損失が大きくなる。
【０００７】
これに対して、例えば、特許文献１に示すように、冷媒槽内において、導体引出部の外周にストレスコーンが設けられ、このストレスコーンを囲むように、冷媒槽の液体冷媒層、液体冷媒の界面、或いは、気体冷媒層のいずれか一箇所で、一枚のバッフル板を設ける構成が知られている。このバッフル板により温度勾配部において極低温側と常温側とを断熱し、常温側から液体冷媒層への熱侵入を防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２１７３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、冷媒槽内に配置される導体引出部を介して、液体冷媒層の超電導ケーブルの端末部の導体から電流を、気体冷媒層を経て常温部に引き出す従来の終端接続部において、導体引出部を介した外部から内部への熱侵入を従来よりも一層効果的に実現したいという要望があった。
【００１０】
本発明の目的は、導体引出部を介した外部から内部への熱侵入を低減でき、信頼性の高い極低温ケーブルの終端接続部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る極低温ケーブルの終端接続部は、極低温ケーブルの端末部と、
前記極低温ケーブルの端末部を冷却する液体冷媒が貯留され、前記極低温ケーブルの端末部が配置される液体冷媒層と当該液体冷媒層上で連続する気体冷媒層とが形成される冷媒槽と、
下端部が前記液体冷媒に浸漬され、且つ、前記極低温ケーブルの導体に接続され、上端側が前記気体冷媒層を経て常温部に引き出される導体引出部と、
を有し、
前記冷媒槽の前記気体冷媒層には、前記導体引出部の周囲に配置され、前記気体冷媒層を、前記導体引出部の延在方向で所定間隔を空けて仕切る複数の絶縁性を有するバッフル板が設けられている、構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷媒槽の気体冷媒層において導体引出部の周囲に配置される複数のバッフル板によって、気体冷媒層を複数の層で仕切るので、導体引出部を介した外部から内部への熱侵入を低減でき、信頼性の高い極低温ケーブルの終端接続部が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る終端接続部を示す図。
【図２】図１において冷媒槽の気体冷媒層部分を示す拡大部分断面図。
【図３】本発明の一実施の形態に係る終端接続部のバッフル板の説明に供する仕切りユニットの斜視図。
【図４】本発明の一実施の形態に係る終端接続部のバッフル板の説明に供する仕切りユニットの他の一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る終端接続部１を示す図である。説明の便宜上、極低温ケーブルとしての超電導ケーブル１０が導入される側を後端側（図１では右側）、反対側を先端側（図１では左側）として説明する。
【００１６】
図１に示すように、終端接続部１は、超電導ケーブル１０の端末部、低温容器２０、導体引出部３０、碍管４０、シールド通電部５０、仕切りユニット７０等を備える。低温容器２０（詳細には冷媒槽２１の冷媒槽本体２１Ａ）に超電導ケーブル１０の端末部が所定の状態で収容され、導体引出部３０を介して超電導ケーブル１０の導体電流が電力機器等の実系統側に引き出される。また、シールド通電部５０を介して、超電導ケーブル１０のケーブルシールド層１１４が接地される。
【００１７】
超電導ケーブル１０は、断熱管１２内に一心のケーブルコア１１が収容された単心型の超電導ケーブルである。なお、超電導ケーブル１０は、ケーブルコア１１が３本撚り合わせた状態で断熱管１２内に収容される三心一括型の三相超電導ケーブルであってもよい。
【００１８】
ケーブルコア１１は、例えば中心から順に、フォーマ１１１、超電導導体層１１２、電気絶縁層１１３、ケーブルシールド層１１４、及び保護層１１５等を有する。
【００１９】
超電導ケーブル１０の端末部においては、ケーブルコア１１に段剥ぎ加工が施され、先端側から順に各層が露出する。超電導導体層１１２の外周には、超電導導体層１１２に電気的に接続される接続電極部（以下、「電極部」という）１３が配置される。ケーブルシールド層１１４の外周には、ケーブルシールド層１１４に電気的に接続されるシールド接続端子１４が配置される。電極部１３とシールド接続端子１４の間に位置する電気絶縁層１１３の外周には、ストレスコーン等の電界緩和部１５が配置される。
【００２０】
断熱管１２は、内側の断熱内管１２１と外側の断熱外管１２２とからなる二重管構造を有する。
【００２１】
断熱内管１２１は、ケーブルコア１１を収容し、運転時には液体冷媒Ｎ（例えば液体窒素）が充填される。これにより、超電導導体層１１２は、超電導状態に維持される。断熱内管１２１と断熱外管１２２の間は、断熱のために、運転時に真空状態に保持される。
【００２２】
低温容器２０は、内側の冷媒槽２１と外側の真空槽２２とからなる二重構造を有する。
【００２３】
冷媒槽２１は、例えば中空の有底円筒形状を有し、超電導ケーブル１０の端末部を収容する冷媒槽本体２１Ａ、導体引出部３０を導入する導体引出筒状部（以下、「引出筒状部」という）２１Ｂ及びシールド通電部５０を導入するシールド引出口２１Ｃを有する。なお、冷媒槽本体２１Ａは、一体で構成された有底円筒形状でなくてもよく、本実施の形態の冷媒槽本体２１Ａは、筒状部分の先端側開口を円盤状の先端部２１１で閉塞することにより形成されている。有底筒状冷媒槽２１は、例えば真空槽２２内に配置された架台（図示略）に載置してもよい。
【００２４】
冷媒槽２１には後端側（詳細には、冷媒槽本体２１Ａの後端側）から超電導ケーブル１０の端末部が導入される。冷媒槽２１の後端部２１２には、超電導ケーブル１０の断熱内管１２１が接続される。冷媒槽２１には、運転時に冷媒循環装置（図示略）により液体冷媒（例えば、液体窒素）Ｎが循環供給される。冷媒槽２１に連通する断熱内管１２１の内部も液体冷媒で充填される。
【００２５】
冷媒槽２１には、供給される液体冷媒Ｎが貯留し、液体冷媒Ｎにより超電導ケーブル１０の端末部を冷却する。冷媒槽２１では、液体冷媒Ｎの液面ＮＳの下側に液体冷媒（例えば液体窒素）からなる液体冷媒層が形成され、液面ＮＳの上側に気体冷媒（例えば、気体窒素）ＡＮからなる気体冷媒層が形成されている。例えば、冷媒槽２１に液体冷媒Ｎを貯留することによって、冷媒槽２１に貯留する液体冷媒Ｎの液体冷媒層と、液体冷媒Ｎが気化して、液体冷媒層の上方で、且つ、液体冷媒層に連続する気体冷媒ＡＮの気体冷媒層とが形成される。
【００２６】
気体冷媒層は、ここでは、冷媒槽２１の引出筒状部２１Ｂ内部に形成される。引出筒状部２１Ｂは、冷媒槽２１の有底円筒形状の冷媒槽本体２１Ａの上部に、互いの内部を連通させた状態で垂設されている。引出筒状部２１Ｂの上部には、一般に、常温部と呼ばれる碍管４０が互いの内部を連通させた状態で、固定されている。引出筒状部２１Ｂ内の気体冷媒層には、気体冷媒層を複数層に仕切る複数のバッフル板７１を有する仕切りユニット７０が配置されている。この仕切りユニット７０の詳細については後述する。
【００２７】
真空槽２２は、例えば中空の有底円筒形状を有し、冷媒槽２１を収容する真空槽本体部２２Ａ、真空槽本体部２２Ａから上方に向けて垂設される第１の筒状部２２Ｂ、及び第１の筒状部２２Ｂと離間して真空槽本体部２２Ａから上方に向けて垂設される第２の筒状部２２Ｃを有する。一般に、第２の筒状部２２Ｃは、引出筒状部２１Ｂと、引出筒状部２１Ｂ内の気体冷媒層等とともに、一般に、温度勾配部と呼ばれる。なお、真空槽本体部２２Ａは、一体で構成された有底円筒形状でなくてもよく、本実施の形態の真空層本体部２２Ａは、筒状部分の先端側開口を円盤状の先端部２２１で閉塞することにより形成されている。
【００２８】
真空槽２２の内部には、第１の筒状部２２Ｂ内に引出筒状部２１Ｂが位置し、第２の筒状部２２Ｃの下方にシールド引出口２１Ｃが位置するように位置決めされた状態で、冷媒槽２１が配置される。真空槽２２の後端部２２２には、超電導ケーブル１０の断熱外管１２２が接続される。
【００２９】
第１の筒状部２２Ｂは、引出筒状部２１Ｂの外周を囲むように配置され、第１の筒状部２２Ｂの上部には、引出筒状部２１Ｂ内と気密に連通する碍管４０が固定される。第２の筒状部２２Ｃには測定用配管６１、及びシールド通電部５０が配置される。
【００３０】
冷媒槽２１におけるシールド引出口２１Ｃが真空槽２２の真空槽本体部２２Ａに収容されるので、熱伝達経路となるシールド通電部５０、及び測定用配管６１は真空槽本体部２２Ａの内部まで導入される。これにより、熱侵入を低減するための熱伝達経路長を確保しやすくなるので、第２の筒状部２２Ｃの長さを最小限にすることができ、終端接続部１の小型化を図ることができる。
【００３１】
真空槽２２は、運転時に真空ポンプ（図示略）により真空引きされ、真空状態に保持される。真空槽２２に連通する断熱内管１２１と断熱外管１２２の間の空間も真空状態に保持される。
【００３２】
導体引出部３０は、超電導ケーブル１０から実系統に電流を引き出すための導体である。導体引出部３０は、例えば銅製の棒材またはパイプ材からなる導体引出棒を有する。なお、導体引出部３０の構成はこれに限定されず、公知の構成を適用することができる。導体引出部３０（導体引出棒）の一端は電極部１３に接続される。導体引出部３０は、電極部１３を介して極低温ケーブル１０の超電導導体層１１２と電気的に接続され、他端は、碍管４０を気密に貫通して碍管４０の上部から外部に引き出される。
【００３３】
具体的には、導体引出部３０の下端部は、冷媒槽２１内の液体冷媒Ｎに浸漬されつつ、電極部１３を介して超電導ケーブル１０の端末部に接続されている。
【００３４】
また、導体引出部３０の下端部では、導体引出部３０において電極部１３と接続される部位（下端）の上部分の外周に、電界緩和部（所謂ストレスコーン）６２が配設されている。電界緩和部６２は、冷媒槽２１内において、導体引出部３０の周囲に、液体冷媒Ｎの液面の上方に上部を露出させている。
【００３５】
なお、電界緩和部６２は、電極部１３から引き出されて導体引出部３０を流れる電流の電界を緩和する筒状のものであり、その外径は、引出筒状部２１Ｂの内径よりも小さく、引出筒状部２１Ｂの内周面との間で隙間ができるように形成される。
【００３６】
導体引出部３０は、下端部が液体冷媒Ｎに浸漬し、下端部上の中央部分の下側が引出筒状部２１Ｂ内に配置され、中央部分の上側が常温部としての碍管４０内に配置される。導体引出部３０の上端部は、碍管４０内を通過して、碍管４０の上端部を気密に貫通して碍管４０の外部に、電気的に接続可能に露出している。
【００３７】
引出筒状部２１Ｂの内部の導体引出部３０は、引出筒状部２１Ｂの内周面から一定の間隔を空けた位置に配置される。ここでは、導体引出部３０は、引出筒状部２１Ｂ内を、その軸心上を挿通するように配置されている。
【００３８】
なお、導体引出部３０は、少なくとも一部に、例えば平編銅線等のフレキシブル導体（図示略）を有するのが好ましい。これにより、極低温ケーブル１０の熱伸縮により電極部１３の位置が水平方向に（図１の左右方向）に移動しても、容易に追従できるので、導体引出部３０が冷媒槽２１に固定される場合と異なり、固定箇所の損傷を防止できる。
【００３９】
導体引出部３０は、冷媒槽２１の引出筒状部２１Ｂ内に配置される仕切りユニット７０の複数のバッフル板７１に遊挿されている。ここで、バッフル板７１について仕切りユニット７０とともに詳細に説明する。
【００４０】
図２は、図１において冷媒槽の気体冷媒層部分を示す拡大部分断面図であり、図３は、本発明の一実施の形態に係る終端接続部のバッフル板の説明に供する仕切りユニットの斜視図である。
【００４１】
図１及び図２に示すように、冷媒槽２１内の気体冷媒層に、仕切りユニット７０を設置することにより、冷媒槽２１の引出筒状部２１Ｂ内には、複数のバッフル板７１が、導体引出部３０の周囲に、導体引出部３０の延在方向で所定間隔を空けて配置されている。複数のバッフル板７１（最下段のバッフル板７１を除く）は、終端接続部１の冷媒槽２１内において絶縁してない領域に設置される。なお、バッフル板７１の設置位置である所定間隔は、導体引出部３０に沿う真空槽２２の長さ（引出筒状部２１Ｂの外周部分の筒状部２２Ｂの長さ）に基づく温度勾配によって設定される。真空槽２２の長さが長ければ、導体引出部３０の延在方向での温度勾配（上端の常温から下端の極低温に向かって温度下降の勾配）は小さくなる。
【００４２】
図２及び図３に示すように、仕切りユニット７０は、複数のバッフル板７１と、複数のバッフル板７１（例えば、バッフル板７１−１〜７１−３）において対向するバッフル板７１同士を連結する連結部材７３（例えば、連結部材７３−１、７３−２）とを、有する。
【００４３】
複数のバッフル板７１は、冷媒槽２１において気体冷媒ＡＮが充填される内部領域、つまり、気体冷媒層を、導体引出部３０の長手方向であり気体冷媒層の長手方向（温度勾配が生じる方向）に複数の層に仕切る。
【００４４】
バッフル板７１は、プラスチックやその他の絶縁体からなる円環状の平板であり、断熱性を備えている。バッフル板７１は、多孔質の円環状平板により構成されてもよい。バッフル板７１は、バッフル板７１の表面側（上側）からの侵入熱が裏面（下側）側の領域に移動をすることを低減し、高い保冷効果を得ることができる。なお、バッフル板７１は、通気性と通水性を有していないので、気体冷媒ＡＮを通過させるために上下に貫通する微小の通気孔が形性されていてもよい。ここでは、バッフル板７１は、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：ＦＲＰ）により構成される。
【００４５】
バッフル板７１では、その中心部の中央開口部７１２に導体引出部３０が貫通される。また、バッフル板７１の外縁と引出筒状部２１Ｂの内周面との間、及び、バッフル板７１において中央開口部７１２を規定する内周面と導体引出部３０との間に、それぞれ隙間Ｓ１、Ｓ２が設けられる形状にバッフル板７１は形成される。隙間Ｓ１は、バッフル板７１の外縁と引出筒状部２１Ｂの内周面との間で、周方向に等間隔空いた状態で形成される。また、隙間Ｓ２は、バッフル板７１の中央開口部７１２の中心と、導体引出部３０の軸心とを同一軸心とすることにより、周方向に等間隔空いた状態で形成される。これら隙間Ｓ１、Ｓ２は、超電導ケーブル１０、冷媒槽２１の各軸方向の収縮を吸収でき、加えて、バッフル板７１自体の水平方向（半径方向）の収縮も吸収できる。
【００４６】
連結部材７３（７３−１、７３−２）は、所定間隔を空けて配置される複数のバッフル板７１を、それぞれ対向するバッフル板７１同士を、所定間隔を空けて、且つ、互いに絶縁した状態で、連結する。
【００４７】
ここでは、連結部材７３は、バッフル板７１の表裏面を貫通する孔部に挿通されるボルトなどの軸部材７３２と、軸部材７３２においてバッフル板７１に挿通される部位でバッフル板７１に止着するナット等の止着部材７３４とを有する。
【００４８】
軸部材７３２においてバッフル板７１に挿通される部位をそれぞれ含む両端部の外周に雄ねじ部が形成される。この雄ねじ部をバッフル板７１の孔部に挿通し、孔部の両側に位置する雄ねじ部分に、バッフル板７１の表裏面側から、止着部材７３４としてのナットを螺合して締結する。このような連結部材７３が、対向するバッフル板７１同士間においてバッフル板７１の周方向に少なくとも一つ以上架設されることにより、互いに対向するバッフル板７１同士は連結される。
【００４９】
本実施の形態では、バッフル板７１毎に、表裏面でそれぞれ連結されるバッフル板７１は、連結部材７３が連結方向（導体引出部３０の延在方向）で重ならない位置で連結される。
【００５０】
複数のバッフル板７１同士の連結構造を、複数のバッフル板７１のうち、図２及び図３に示すバッフル板７１−１、７１−２、７１−３を用いて説明する。
【００５１】
バッフル板７１−１の表裏面側（上下方向）にはそれぞれバッフル板７１−２、７１−３が配置され、それぞれ連結部材７３−１、７３−２を介して連結されている。
【００５２】
すなわち、バッフル板７１−１と、バッフル板７１−１と表面側で対向するバッフル板７１−２とは、連結部材７３−１を介して所定間隔を空けて互いに上下方向で対向するように連結されている。
【００５３】
一方、バッフル板７１−１と、バッフル板７１−１と裏面側で対向するバッフル板７１−３は、本実施の形態では、連結部材７３−１とは離れた位置に位置する連結部材７３−２により互いに対向して連結される。ここでは、所定のバッフル板７１−１において、当該所定のバッフル板７１−１の上下で対向するバッフル板７１−１、７１−２をそれぞれ連結するための孔部の位置を、周方向あるいは半径方向（ここでは水平方向）ずれた位置に形成する。これにより、これら孔部に挿通される軸部材７３２の端部は、水平方向にずれて、所定のバッフル板７１の上下で互いの軸心が重ならない位置、つまり、互いが離間して接触しない位置に配置されるように構成されている。この構成により、連結部材７３がステンレス等の金属製であり、且つ、導電性を有する材料により構成されていても、連結部材７３により連結されるバッフル板７１同士を、互いに絶縁された状態で所定間隔を空けて対向配置させることができる。
【００５４】
なお、連結部材７３において、バッフル板７１同士に架設される軸部材７３２をボルトとしたが、これに限らず、可撓性を有する部材により対向するバッフル板７１同士を連結する構成としてもよい。
【００５５】
これらバッフル板７１の設置は、複数のバッフル板７１は仕切りユニット７０として一体であるので、冷媒槽２１の気体冷媒ＡＮによる気体冷媒層への設置を、引出筒状部２１Ｂ内に挿入するだけで、容易に行うことができる。
【００５６】
また、仕切りユニット７０の上部には、仕切りユニット７０（複数のバッフル板７１）を気体溶媒層に設置するための編組線７５等の吊り下げ部材が取り付けられている。仕切りユニット７０が、吊り下げ部材を介して引出筒状部２１Ｂ内に吊り下げられた状態で配置されることにより、複数のバッフル板７１は、気体冷媒層に所定間隔を空けて配置される。
【００５７】
また、本実施の形態では、複数のバッフル板７１を引出筒状部１２Ｂ内に設置する際に、複数のバッフル板７１のうち最下段に位置するバッフル板７１の中央開口部７１２を、電界緩和部６２の上端部の外周側に、遊挿されて、互いが同一軸心となるように構成されている。これにより、例えば、終端接続部１の組み立てにおいて、導体引出部３０の下端部に取り付けられる電界緩和部６２に対して、仕切りユニット７０、つまり、複数のバッフル板７１の位置決めを容易に行うことができる。
【００５８】
このように仕切りユニット７０を冷媒槽２１の引出筒状部２１Ｂ内に設置することで、複数のバッフル板７１は、冷媒槽２１内において、冷媒槽本体２１Ａより上方の引出筒状部２１Ｂ内、つまり、液体冷媒Ｎの冷媒液面ＮＳよりも上方で、かつ、常温部（ここでは碍管４０）より下方の気体冷媒層に設置される。複数のバッフル板７１は、終端接続部１において、冷媒槽２１において液体冷媒層と常温層との間の温度勾配部に、液体冷媒の極低温と、常温部の常温（例えば室温）との間の温度を段階的に仕切るように配置される。
【００５９】
図１に戻り、碍管４０は、ポリマー套管４１及び遮へい金具４２を有する。
【００６０】
ポリマー套管４１は、絶縁筒４１ａと、ポリマー被覆体４１ｂと、を有する。絶縁筒４１ａは、機械的強度の高いＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で構成される。ポリマー被覆体４１ｂは、電気絶縁性能に優れる材料、例えばシリコーンポリマー（シリコーンゴム）などの高分子材料で構成される。ポリマー被覆体４１ｂは、絶縁筒４１ａの外周に設けられており、ポリマー被覆体４１ｂの外周面には、複数個の傘状の襞部が長手方向に離間して形成される。ポリマー套管４１の内部（絶縁筒４１ａの内部）は中空となっている。
【００６１】
遮へい金具４２は、ポリマー套管４１と同心状に埋設される円筒部４２ａと、円筒部４２ａの下端から径方向外側に延出するフランジ部４２ｂを有する。円筒部４２ａは電界緩和機能を有し、碍管４０の電界を緩和する。
【００６２】
真空槽２２の第１の筒状部２２Ｂの上部に碍管４０を載置し、遮へい金具４２のフランジ部４２ｂをボルト等の接続部材（図示略）で接続することにより、碍管４０は真空槽２２に気密に固定される。碍管４０の内部は第１の筒状部２２Ｂに連通し、運転時には真空状態となる。これにより、真空断熱部を大きく確保することができるので、導体引出部３０を介する外部からの熱侵入を低減することができる。
【００６３】
シールド通電部５０は、超電導ケーブル１０のケーブルシールド層１１４を接地するための導体である。シールド通電部５０は、例えば銅製の棒材からなるシールド引出棒を有する。なお、シールド通電部５０の構成はこれに限定されず、公知の構成を適用することができる。シールド通電部５０（シールド引出棒）の一端は真空槽２２の第２の筒状部２２Ｃを気密に貫通して外部に引き出され、他端はシールド接続端子１４に接続される。シールド通電部５０は、シールド接続端子１４を介して超電導ケーブル１０のケーブルシールド層１１４と電気的に接続する。
【００６４】
シールド通電部５０は、少なくとも一部に、例えば平編銅線等のフレキシブル導体（図示略）を有するのが好ましい。これにより、超電導ケーブル１０の熱伸縮によりシールド接続端子１４の位置が水平方向に（図１の左右方向）に移動しても、容易に追従することができるので、蓋６３等の損傷を防止できる。
【００６５】
このように、終端接続部１は、超電導ケーブル１０の端末部と、超電導ケーブル１０の端末部を冷却する液体冷媒Ｎが貯留され、超電導ケーブル１０の端末部が配置される液体冷媒層と気体冷媒層とが形成される冷媒槽２１と、下端部が液体冷媒Ｎに浸漬され、且つ、超電導ケーブル１０の超電導導体層（導体）１１２に接続され、上端側が気体冷媒層を経て碍管（常温部）４０に引き出される導体引出部３０と、を有する。冷媒槽２１の気体冷媒層には、導体引出部３０の周囲に配置され、気体冷媒層を、導体引出部３０の延在方向で所定間隔を空けて仕切る複数のバッフル板７１が設けられている。碍管４０は常温部を構成し、冷媒槽２１に気密に固定される。また、導体引出部３０は、碍管４０内に挿通され、導体引出部３０の上端部は、碍管４０の外部に露出する。また、複数のバッフル板７１は、それぞれ繊維強化プラスチックにより構成されてもよい。
【００６６】
複数のバッフル板７１は、第１のバッフル板７１−１と、その表面側で対向する第２のバッフル板７１−２と、第１のバッフル板７１−１の裏面側で対向する第３のバッフル板７１−３と、を有する。第１のバッフル板７１−１と第２のバッフル板７１−２とは、第１及び第２のバッフル板７１−１、７１−２間に架設される第１の連結部材７３−１を介して所定間隔を空けて連結される。第１のバッフル板７１−１と第３のバッフル板７１−３とは、第１及び第３のバッフル板７１−１、７１−３間に架設される第２の連結部材７３−２を介して前記所定間隔を空けて連結される。第１の連結部材７３−１と第２の連結部材７３−２は、第１のバッフル板７１−１において離間する位置に配置される。すなわち、複数のバッフル板７１において、導体引出部３０の延在方向で対向するバッフル板同士（例えば、バッフル板７１−１と７１−２、７１−１と７１−３）は、バッフル板間に架設される連結部材７３を介してそれぞれ所定間隔を空けて連結されている。そして、バッフル板（一例としてバッフル板７１−１）毎に、表裏面側でそれぞれ連結部材７３−１、７３−２が突設される場合、連結部材７３−１、７３−２は、当該バッフル板（一例としてバッフル板７１−１）において離間する位置に配置される。また、導体引出部３０の下端側の外周には、上端部が、液体冷媒Ｎの液面ＮＳ位置から上方に位置する電界緩和部６２が取り付けられ、気体冷媒層で、且つ、導体引出部３０の周囲に配置される複数のバッフル板７１は、その最下段のバッフル板７１の内周を、電界緩和部６２の上端部の外周に係合することにより位置決めされている。
【００６７】
終端接続部１によれば、液体冷媒Ｎによる液体冷媒層と気体冷媒ＡＮによる気体冷媒層が形成される冷媒槽２１において、常温の常温層と極低温の液体冷媒層との間の気体冷媒層では、バッフル板７１は、バッフル板７１の上下の層毎に断熱性を確保する。
【００６８】
これにより、複数のバッフル板７１は、気体冷媒層においてバッフル板７１毎の上下間の気体冷媒（窒素）の対流を低減するので、気体冷媒層における温度勾配をバッフル板７１間で温度を段階的に変更させることができ、導体引出部３０における温度分布を作成し易くなる。このように、冷媒槽２１の気体冷媒層において導体引出部３０の周囲に配置される複数のバッフル板７１によって、気体冷媒層を、所定間隔を空けて複数の層で仕切る。よって、導体引出部３０を介した外部から内部への熱侵入、つまり、常温部側から極低温の液体冷媒層側への熱侵入を好適に低減して信頼性の高い超電導ケーブル１０の終端接続部１を実現できる。
【００６９】
また、終端接続部１では、バッフル板７１と、内部に気体冷媒層が形成される引出筒状部２１Ｂの内周面とバッフル板７１の外縁との間には、隙間Ｓ１が形成され、バッフル板７１の内側に配置される導体引出部３０との間には隙間Ｓ２が形成されている。すなわち、内部に気体冷媒ＡＮを収容する（気体冷媒ＡＮが充填される）ことにより気体冷媒層が形成される引出筒状部２１Ｂ内に、複数のバッフル板７１は遊挿され、これらバッフル板７１の内部に、導体引出部３０が遊挿されている。これにより、冷媒槽２１（特に、引出筒状部２１Ｂ）の運転時における熱収縮、超電導ケーブル１０の運転時における熱収縮、又は、超電導ケーブル１０の運転時における熱収縮に伴う導体引出部３０の変位が発生しても、各構成要素がバッフル板７１に衝突することがない。また、隙間Ｓ１、Ｓ２により、気体冷媒ＡＮ自体（窒素）自体は、熱侵入を発生させることなく上下方向に移動可能となっている。
【００７０】
また、複数のバッフル板７１では、所定のバッフル板（バッフル板７１−１）に対して、その表裏面でバッフル板７１−２、７１−３が対向する場合、それぞれのバッフル板７１−２、７１−３を連結する連結部材７３−１、７３−２は、所定のバッフル板７１−１において離間する位置に配置されるので、連結部材７３−１、７３−２が導電性を有する金属等の材料により形成されていても、バッフル板７１毎で絶縁できる。
【００７１】
なお、実施の形態の終端接続部１において、複数のバッフル板７１同士は、連結部材７３により連結される構成としたが、連結部材７３を、連結するバッフル板７１同士を絶縁する絶縁部を含む構成としてもよい。すなわち、複数のバッフル板７１を、絶縁材料で形成した連結部材により互いに所定間隔を空けて連結する構成としてもよい。この構成によれば、バッフル板７１同士の絶縁処理を行う必要が無く、上記構成においては、例えば、軸部材７３２を絶縁材料により形成すれば、対向するバッフル板７１同士を連結する連結部材（例えば、連結部材７３―１、７３−２）７３をすべて同軸心となる位置に配置したり、連結部材（７３−１、７３−２）を隣接する位置に配置したりできる。
【００７２】
図４は、本発明の一実施の形態に係る終端接続部１のバッフル板の説明に供する仕切りユニットの他の一例を示す斜視図である。
【００７３】
図４に示す仕切りユニット７００は、仕切りユニット７０と比較して連結部材を、連結部材７３０に換えた点のみ異なり、その他の構成要素は同様である。よって、仕切りユニット７０と同様の構成要素については同符号同名称を付して説明は省略する。
【００７４】
図４に示す仕切りユニット７００は、図１の終端接続部１において冷媒槽２１の気体冷媒層において導体引出部３０の周囲に配置され、気体冷媒層を、導体引出部３０の延在方向で所定間隔を空けて仕切る複数の絶縁性を有する複数のバッフル板７１を備える。
【００７５】
複数のバッフル板７１同士は、絶縁材である棒状材７２により互いに所定間隔を空けて連結されている。
【００７６】
棒状材７２は、複数のバッフル板７１を挿通するとともに複数のバッフル板７１のそれぞれが所定間隔を空けて固定される。ここでは、棒状材７２は、ＦＲＰ製の棒材であり、棒状材７２を各バッフル板７１に止着する止着部材７３４とともに、複数のバッフル板７１のそれぞれを挿通して連結する連結部材７３０を構成する。なお、棒状材７２が絶縁材料により構成されていれば、止着部材７３４としてのナットは金属製でもよい。
【００７７】
棒状材７２は、バッフル板７１に接着材等を用いてどのように固定されてもよいが、ここでは、各バッフル板７１において表裏面を貫通する孔部に挿通される部位を挟む部分に雄ねじ部を形成し、この雄ねじ部に、バッフル板７１の表裏面側から、止着部材７３４としてのナットを螺合して締結することで、バッフル板７１に止着される。
【００７８】
すなわち、棒状材７２は、複数のバッフル板７１全てを挿通する長さを有し、その外周には、バッフル板７１を止着する部分に対応して、所定間隔を空けて形成される雄ねじ部を備える。
【００７９】
なお、仕切りユニット７００が気体冷媒層に配置される際に、導体引出部３０の周囲に配置される前記複数のバッフル板７１は、最下段のバッフル板７１の内径を、電界緩和部６２の上端部の外径に係合することにより位置決めされる。
【００８０】
仕切りユニット７００によれば、仕切りユニット７０の備える複数のバッフル板７１と同様の作用効果を得ることが出来るとともに、バッフル板７１同士の連結を、互いの絶縁処理を考慮することなく、容易に行うことができる。
【００８１】
図４では、複数のバッフル板７１を、連結部材７３０の１本の棒状材７２を介して連結する構成したが、これに限らず、同様に構成される連結部材７３０−１を用いて、複数本の棒状材７２により連結する構成としてもよい。また、仕切りユニット７００において棒状材７２に換えて、複数のバッフル板７１を一つの可撓性を有する絶縁材によって所定間隔を空けて連結する構成としてもよい。
【００８２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１  終端接続部
１０  超電導ケーブル（極低温ケーブル）
１１  ケーブルコア
１３  電極部
２０  低温容器
２１  冷媒槽
２１Ａ  冷媒槽本体
２１Ｂ  引出筒状部
２１Ｃ  シールド引出口
２２  真空槽
２２Ａ  真空槽本体部
２２Ｂ  第１の筒状部
２２Ｃ  第２の筒状部
３０  導体引出部
４０  碍管
４１  ポリマー套管
４１ａ  絶縁筒
４１ｂ  ポリマー被覆体
４２  遮へい金具
４２ａ  円筒部
４２ｂ  フランジ部
５０  シールド通電部
６２  電界緩和部
７０、７００  仕切りユニット
７１  バッフル板
７２  棒状材
７３、７３０  連結部材
７５  編組線
１１１  フォーマ
１１２  超電導導体層
１１３  電気絶縁層
１１４  ケーブルシールド層
１１５  保護層
１２１  断熱内管
１２２  断熱外管
２１２、２２２  後端部
７１２  開口部
７３２  軸部材
７３４  止着部材
Ｓ１、Ｓ２  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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