(57)【要約】【課題】組立、解体、再組立が容易で良品撤去が可能であり、かつ長期にわたり高い信頼性を確保できる極低温密封構造を提供する。【解決手段】複数の筒状体１６，１７が接合部１４を介して着脱自在な密封状態に接合される極低温容器１３の接合部１４を密封状態に覆うための極低温密封構造Ｓにあって、接合部Ｓの外側に溶接用フランジ２０，２１が円周方向に突設され、該溶接用フランジ２０，２１には、筒状に形成された真空カバー２３の両端に形成された接合辺部２４，２４が溶接される。その真空カバー２３には、内部を真空引きするための真空ポート２５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の筒状体が接合部を介して着脱自在な密封状態に接合される極低温容器の前記接合部を密封状態に覆うための極低温密封構造であって、
前記極低温容器の接合部の外側に周方向に突設される一対の溶接用フランジと、該溶接用フランジに両端が溶接される真空カバーと、を備えることを特徴とする極低温密封構造。
【請求項２】
前記極低温容器の接合部は、シール部材を介したボルト締結により着脱自在な密封状態に接合されることを特徴とする請求項１に記載の極低温密封構造。
【請求項３】
前記真空カバーには、内部を真空引きするための真空ポートが設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の極低温密封構造。
【請求項４】
前記真空カバーは、一対の半筒体により形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の極低温密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば超電導導体を有するケーブルコア同士を接続するための超電導ケーブルの中間接続部等に適用される極低温密封構造に関し、特に、組立、解体、再組立が容易で信頼性の高い密封状態を確保できる極低温密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導ケーブルは、例えば図５に示すように、超電導導体２ａを有する３心のケーブルコア２を二重の断熱管３，４の内側に収納して内側断熱管３内に冷却媒体を流通させると共に、内側断熱管３と外側断熱管４の間に真空層を形成して超電導導体２ａを超電導状態に冷却するように構成される(例えば特許文献1参照)。このような超電導ケーブル１を長距離の電力供給用として用いる場合、製造、輸送、布設等の条件によりケーブル長が制約されるため、線路途中でケーブル同士を接続しなければならない。
【０００３】
その中間接続部では、例えば図６に示すように、冷却媒体の流通層を形成する冷媒容器６と真空層を形成する真空容器７には高い密封性が求められるため、その接合部６１，７１は、全て現場溶接によって接合されていた。即ち、冷媒容器６の端部は、熱伸縮可能なベローズ構造５によって軸方向の長さを調整自在に接合され、その接合端に形成された溶接フランジ８に、接続カバー９の端部に形成された接合部６１が溶接される。他方、真空容器７の端部に形成された接合部７１は、外側断熱管４に溶接された鍔状部材４ａの外周面に溶接される。尚、符号１０は真空容器７内を真空引きするための真空ポートである。
【特許文献１】特開２００６−３３１８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような溶接による接合部６１，７１は、密封性について高い信頼性を確保することができるが、メンテナンス時等に解体再組立を実施する場合、その作業が難しい上に、いわゆる良品撤去が困難であった。そこで、接合部をＯ−リング等のシール部材を介したボルト締結により密封性を確保する構造が考えられるが、このような構造では、組立、解体、再組立が容易で良品撤去も可能になるが、長期にわたり信頼性の高い密封性を確保できるか否か技術的に疑問が残る。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされ、組立、解体、再組立が容易で良品撤去が可能であり、かつ長期にわたり高い密封信頼性を確保できる極低温密封構造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】
【０００６】
本発明の極低温密封構造は、複数の筒状体が接合部を介して着脱自在な密封状態に接合される極低温容器の前記接合部を密封状態に覆うための極低温密封構造であって、
前記極低温容器の接合部の外側に周方向に突設される一対の溶接用フランジと、該溶接用フランジに両端が溶接される真空カバーと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、着脱自在な密封状態に接合される極低温容器の接合部が、溶接用フランジに溶接される真空カバーによって覆われるため、真空カバー内を真空引きすることによって、極低温容器の接合部を、二重にシールすることができる。つまり、シール部材によるメカニカルなシールの外側を、機械的な接合強度の確保を目的とするのではなく気密性の確保を目的とする簡易な溶接で密封することができる。これにより、長期にわたり高い信頼性を確保することができる。また、解体する際には、予め切断することを考慮して長さに余裕を持たせておいた真空カバーの両端部を切断することによって、極低温容器を構成する筒状体を分離することができ、解体作業が容易となり、良品撤去が可能となる。また、極低温容器の組立、再組立も容易となる。
【０００８】
前記極低温容器の接合部は、シール部材を介したボルト締結により着脱自在な密封状態に接合されるようにしてもよい。このようにすれば、極低温容器の組立、解体、再組立が容易になる。
【０００９】
前記真空カバーには、内部を真空引きするための真空ポートが設けられてもよい。このようにすれば、真空カバー内の真空引きが容易となる。
【００１０】
前記真空カバーは、一対の半筒体により形成されるようにしてもよい。このような半割れ状に形成すれば、真空カバーの組立、解体、再組立が容易になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の極低温密封構造は、着脱自在な密封状態に接合される極低温容器の接合部が、溶接用フランジに溶接される真空カバーによって覆われるので、極低温容器の接合部の密封信頼性が向上する。また、解体する際には、真空カバーの両端部を切断することによって、極低温容器を構成する筒状体を容易に分離することができ解体作業が容易となり、良品撤去が可能となる。また、極低温容器の組立、再組立も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態に係る極低温密封構造について図面を参照しつつ説明する。
図1は、極低温密封構造Ｓの基本的な構成を示す断面図、図２は、超電導ケーブルの中間接続部Ｃに極低温密封構造Ｓを適用した一例を示す断面図である。この極低温密封構造Ｓは、図１に示すように、金属シール又はＯ−リング等のシール部材１１を介したボルト締結１２により着脱自在に密封接合される筒状に形成された極低温容器１３の接合部１４を真空状態に密封するものであり、特に、組立、解体、再組立が容易で良品撤去が可能となるように構成される。即ち、筒状体１６，１７に周方向に突出状に形成された接合フランジ１８，１９同士がシール部材１１を介したボルト締結１２により着脱自在な密封状態に接合され、その接合部１４の外側には、筒軸に交差する方向に一対の溶接用フランジ２０，２１が周方向に突設形成され、その溶接用フランジ２０，２１には、筒状に形成された真空カバー２３の両端にリング状に形成された接合辺部２４，２４が溶接ｗされる。その真空カバー２３には、内部を真空引きするための真空ポート２５が設けられている。
【００１３】
このような構成によれば、着脱自在な密封状態に接合される極低温容器１３の接合部１４が、溶接用フランジ２０，２１に溶接される真空カバー２３によって覆われるため、真空カバー２３内を真空引きすることによって、極低温容器１３の接合部１４を、二重にシールすることができる。つまり、シール部材１１によるメカニカルなシールの外側を溶接ｗによるシールで密封することができる。尚、真空カバー２３は、図示は省略するが、組立、解体を容易とするために溶接によって一体化が可能な一対の半筒体により半割れ状に形成されるのが好ましい。
【００１４】
このような極低温密封構造Ｓは、例えば図２に示すような超電導ケーブル１の中間接続部Ｃに適用することができる。即ち、二重の断熱管３，４から露出されたケーブルコア２，２同士の接続部を超電導状態に冷却する冷媒流通路（又は真空状態）１５を内部に形成する接続部配管容器（図６の冷媒容器６に相当）１３に上述の極低温容器を適用することができる。この例では、接続部配管（筒状体）１６，１７の筒軸に交差する方向に形成された接合フランジ１８，１９がシール部材１１を介したボルト締結１２により着脱自在な密封状態に接合されて接合部１４を形成している。この接合フランジ１８，１９の外側には、筒軸に交差する方向に一対の溶接用フランジ２０，２１が周方向に突設形成され、その溶接用フランジ２０，２１には、筒状に形成された真空カバー２３の両端にリング状に形成された接合辺部２４，２４が溶接ｗされている。そして、真空カバー２３には、外部から真空引きが可能な真空ポート２５が設けられている。このような接続部配管容器１３は、例えば図４に示すように、全長略５ｍ程度の真空容器７によって覆われ、真空容器７内は真空ポート１０からの真空引きによって真空状態に保持される。尚、接続部配管容器１３の両端は、ベローズ構造５によって軸方向の長さを調整自在に接合され、内部の冷媒流通路１５は、内側断熱管３内の冷媒流通路と連通接続される。また、真空容器７の両端は、図６と同様に、外側断熱管４に溶接された鍔状部材の外周面に溶接される。
【００１５】
このような構成によれば、接続部配管１６，１７の接合部１４が、溶接用フランジ２０，２１に溶接された真空カバー２３によって覆われるため、真空容器７を組み付ける前に真空ポート２５から真空引きすることによって真空カバー２３内を真空状態とし、次いで真空容器７に設けた真空ポート１０から真空引きすることによって、接続部配管１６，１７の接合部１４を三重にシールすることができる。つまり、シール部材１１によるメカニカルなシールが真空カバー２３と真空容器７によって二重の真空状態に密封される。その真空カバー２３と真空容器７によるシールは溶接によるものであり、高い密封性が得られ信頼性が格段に向上する。解体する際には、真空容器７を撤去した後、真空カバー２３の接合辺部２４，２４を切断し、ボルト締結１２を解除することによって、接続部配管１６，１７を容易に分離することができる。従って、解体作業が容易となり、良品撤去が可能となる。また、接合部１４の組立、再組立も容易となる。
【００１６】
図３は異なる実施の形態を示す。この例では、超電導ケーブル１の中間接続部Ｃにおける真空容器７に極低温密封構造Ｓを適用している。即ち、真空容器７を複数の筒状体２８，２９に分割して、その筒状体２８，２９に形成した接合フランジ同士をシール部材１１を介したボルト締結１２によって着脱自在な密封状態に接合すると共に、筒状体２８，２９に形成した溶接用フランジ２０，２１に、筒状に形成された真空カバー２３の両端にリング状に形成された接合辺部２４，２４を溶接ｗするように構成している。尚、この例では、接続部配管１６，１７の接合部を溶接ｗによって接合している。
【００１７】
このような構成によれば、ボルト締結１２によって両筒状体２８，２９同士を一体化して真空容器７を組み立てた後、溶接用フランジ２０，２１に、筒状に形成された真空カバー２３の接合辺部２４，２４を溶接ｗする。そして、真空容器７に設けた真空ポートから真空引きを行った後、真空カバー２３に設けた真空ポート２５から真空引きすることによって、両筒状体２８，２９同士の接合部１４を真空カバー２３によって信頼性の高い真空状態に密封することができる。解体する際には、前実施の形態と同様に、真空カバー２３の接合辺部２４，２４を切断し、ボルト締結１２を解除することによって、筒状体２８，２９を分離することで真空容器７を解体することができる。従って、解体作業が容易となり、良品撤去が可能となる。また、再組立も容易となる。尚、本発明は、実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、必要に応じて改良、変更等は自由である。また、実施の形態間での構成の組み合わせも自由である。例えば、図３の構成に図２の構成を組み合わせてもよい。また、本発明の極低温密封構造Ｓは、超電導ケーブルの中間接続構造Ｃに限られることなく、超電導電力貯蔵器（ＳＭＥＳ）や超電導限流器（ＦＣＬ）等にも適用することができる。また、超電導以外にも信頼性の高い密封性が求められる配管、容器等にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の極低温密封構造は、組立、解体、再組立が容易で良品撤去が可能であり、かつ長期にわたり高い密封信頼性を確保できるので、例えば超電導ケーブルの中間接続部等に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る極低温密封構造の基本的な構成を示す説明図である。
【図２】同極低温密封構造を超電導ケーブルの中間接続構造に適用した例を示す構成図である。
【図３】同極低温密封構造を超電導ケーブルの中間接続構造に適用した別の例を示す構成図である。
【図４】同超電導ケーブルの中間接続構造の全体図である。
【図５】超電導ケーブルの構成を示す断面図である。
【図６】従来の超電導ケーブルの中間接続部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  超電導ケーブル  ２  ケーブルコア  ２ａ  超電導導体
３内側断熱管（断熱管）  ４  外側断熱管（断熱管）
４ａ  鍔状部材  ５  ベローズ構造  ６  冷媒容器（接続部配管容器）
６１  接合部  ７  真空容器（外側ケース）  ７１  接合部
８  溶接フランジ  ９  接続カバー  １０  真空ポート  １１  シール部材
１２  ボルト締結  １３  極低温容器  １４  接合部１５  冷媒流通路
１６，１７  筒状体（接続部配管）  １８，１９  接合フランジ
２０，２１  溶接用フランジ  ２３  真空カバー  ２４  接合辺部
２５  真空ポート  ２８，２９  筒状体  ３０，３１  接合フランジ
ｗ  溶接  Ｃ  中間接続部  Ｓ  極低温密封構造
【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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