超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置
【課題】 超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮することにより、内槽へのセンサと計測線の設置を省略し、熱侵入量の低減を図ることができる超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置を提供する。
【解決手段】 超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、超電導磁石装置１内の内槽振動は、前記超電導磁石装置１の外槽振動との相関に着目し、前記超電導磁石装置１の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置１の外槽用センサ８のみを配置する。
【解決手段】 超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、超電導磁石装置１内の内槽振動は、前記超電導磁石装置１の外槽振動との相関に着目し、前記超電導磁石装置１の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置１の外槽用センサ８のみを配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導磁気浮上式鉄道用車両に搭載する超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は超電導磁石装置の構成を示す図である。
【０００３】
この図において、１０１は超電導コイル、１０２は内槽容器、１０２ａはレーストラック部分（超電導コイルの収納部）、１０２ｂは電磁力サポート部、１０３は熱シールド板、１０４は外槽容器、１０５は荷重支持材である。
【０００４】
従来の超電導磁石装置の計測監視は、内槽振動について行うためには、内槽にセンサと計測線を設置するようにしていた（下記非特許文献１参照）。
【非特許文献１】「山梨実験線車両用超電導磁石の振動特性」，ＲＴＲＩ ＲＥＰＯＲＴ Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．９，１９９９，９月号，ｐｐ．２９−３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、それでは、内槽に設置したセンサと計測線を経由して超電導磁石装置に熱量が侵入してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮することにより、内槽へのセンサと計測線の設置を省略し、熱侵入量の低減を図ることができる超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、超電導磁石装置内の内槽振動は、前記超電導磁石装置の外槽振動と相関関係にあることに着目し、前記超電導磁石装置の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置の外槽用センサのみを配置するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、前記超電導磁石装置内に４つの超電導コイルを配置し、第３番目の超電導コイルと第４番目の超電導コイルの内槽用センサを削減することを特徴とする。
【０００９】
超電導磁気浮上式鉄道用車両に搭載する超電導磁石装置には、走行に伴って特定の振動モードが誘起される。その際、内槽振動と外槽振動には相関がある。そこで、超電導磁石装置の走行に伴って誘起される振動モードにおいて、内槽振動と外槽振動の相関を確認し、これ以降、内槽振動を外槽振動から推定できるようにする。内槽振動についての計測監視は直接行う必要がなくなるので、内槽へのセンサと計測線の設置を省略する。内槽への結線によって熱侵入が発生するので、内槽へのセンサと計測線の設置を省略することにより、超電導磁石装置への熱侵入量を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００１１】
（１）従来は内槽への結線によって熱侵入が発生したので、本発明によれば、内槽へのセンサと計測線の設置を省略することにより、超電導磁石装置への熱侵入量を大幅に低減することができる。
【００１２】
（２）超電導磁石装置への熱侵入量を減らすことにより、超電導コイルを冷却するための冷凍機に対する負荷が減るので、冷凍機の電力消費を減らすことができる。また、冷凍機は冷凍能力の小さなものを用意すればいいので、冷凍機が簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置には、超電導磁石装置内の内槽振動は、前記超電導磁石装置の外槽振動との相関に着目し、前記超電導磁石装置の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置の外槽用センサのみを配置する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【００１６】
この図において、超電導磁石装置１は、Ｃ１コイル３からＣ４コイル６までの超電導コイルを収容した内槽７を内蔵している。従来は、後述するように、内槽用センサ（圧電型加速度センサ）と外槽用センサ（圧電型加速度センサ）をともに配置しているが、本発明では後述するように、内槽振動を外槽振動から推定することができるので、外槽用センサ８のみを配置する。
【００１７】
図２は改良前の超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【００１８】
この図において、超電導磁石装置１１は、Ｃ１コイル１３からＣ４コイル１６までの超電導コイルを収容した内槽１７を内蔵している。また、内槽１７用センサ（圧電型加速度センサ）１９と外槽１２用センサ（圧電型加速度センサ）１８の配置例も記載している。なお、Ｃ１コイル１３はＣ４コイル１６とＣ２コイル１４はＣ３コイル１５と、各々対称なので、Ｃ１コイル１３とＣ２コイル１４の内槽用センサを配置していない。
【００１９】
図３は超電導磁石装置の走行に伴って誘起される振動モードの実測例を上から見た模式図である。内蔵している内槽１７は、超電導磁石装置１１の外に出して見やすくしている。表面は３１〜３５に示されており、裏面は４１〜４４に示されており、ねじりを表現している。Ｃ３コイル１５とＣ４コイル１６共に、図３から明らかなように、内槽振動と外槽振動には強い相関があることがわかる。
【００２０】
このことから、内槽振動を外槽振動から推定することができるので、内槽用センサは配置する必要がない。
【００２１】
次に、熱侵入量の概算見積もりについて説明する。
【００２２】
断面積：１．０×１０-6ｍ2 、熱伝導率：６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、長さ：０．６０ｍ、温度差：８０Ｋ〕
〔熱侵入量〕＝〔熱伝導率〕×〔断面積〕×〔温度差〕／〔長さ〕
＝６００〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕×１．０×１０-6〔ｍ2 〕
×８０〔Ｋ〕／０．６０〔ｍ〕
＝０．０８０〔Ｗ〕
よって、計測点１点当たりの熱侵入量は、０．０８０〔Ｗ〕となり、全体（計測点１２点）の熱侵入量は、０．９６〔Ｗ〕となる。
【００２３】
この熱侵入量に対処するような冷凍能力を得るためには、およそ千倍の電力が必要なので、本発明によれば、およそ１〔ｋＷ〕の電力消費を削減できる。また、本発明によれば、冷凍機の冷凍能力はおよそ１〔Ｗ〕少ないものでよい。
【００２４】
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】
【００２５】
本発明の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置は、内槽用センサを削減することにより大幅な熱侵入量の低減を行うことができる超電導磁石装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【図２】改良前の超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【図３】超電導磁石装置の走行に伴って誘起される振動モードの実測例を上から見た模式図である。
【図４】従来の超電導磁石装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，１１ 超電導磁石装置
２，１２ 外槽
３，１３ Ｃ１コイル
４，１４ Ｃ２コイル
５，１５ Ｃ３コイル
６，１６ Ｃ４コイル
７，１７ 内槽
８，１８ 外槽用センサ
１９ 内槽用センサ
３１〜３５ 表面
４１〜４４ 裏面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導磁気浮上式鉄道用車両に搭載する超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は超電導磁石装置の構成を示す図である。
【０００３】
この図において、１０１は超電導コイル、１０２は内槽容器、１０２ａはレーストラック部分（超電導コイルの収納部）、１０２ｂは電磁力サポート部、１０３は熱シールド板、１０４は外槽容器、１０５は荷重支持材である。
【０００４】
従来の超電導磁石装置の計測監視は、内槽振動について行うためには、内槽にセンサと計測線を設置するようにしていた（下記非特許文献１参照）。
【非特許文献１】「山梨実験線車両用超電導磁石の振動特性」，ＲＴＲＩ ＲＥＰＯＲＴ Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．９，１９９９，９月号，ｐｐ．２９−３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、それでは、内槽に設置したセンサと計測線を経由して超電導磁石装置に熱量が侵入してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮することにより、内槽へのセンサと計測線の設置を省略し、熱侵入量の低減を図ることができる超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、超電導磁石装置内の内槽振動は、前記超電導磁石装置の外槽振動と相関関係にあることに着目し、前記超電導磁石装置の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置の外槽用センサのみを配置するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、前記超電導磁石装置内に４つの超電導コイルを配置し、第３番目の超電導コイルと第４番目の超電導コイルの内槽用センサを削減することを特徴とする。
【０００９】
超電導磁気浮上式鉄道用車両に搭載する超電導磁石装置には、走行に伴って特定の振動モードが誘起される。その際、内槽振動と外槽振動には相関がある。そこで、超電導磁石装置の走行に伴って誘起される振動モードにおいて、内槽振動と外槽振動の相関を確認し、これ以降、内槽振動を外槽振動から推定できるようにする。内槽振動についての計測監視は直接行う必要がなくなるので、内槽へのセンサと計測線の設置を省略する。内槽への結線によって熱侵入が発生するので、内槽へのセンサと計測線の設置を省略することにより、超電導磁石装置への熱侵入量を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００１１】
（１）従来は内槽への結線によって熱侵入が発生したので、本発明によれば、内槽へのセンサと計測線の設置を省略することにより、超電導磁石装置への熱侵入量を大幅に低減することができる。
【００１２】
（２）超電導磁石装置への熱侵入量を減らすことにより、超電導コイルを冷却するための冷凍機に対する負荷が減るので、冷凍機の電力消費を減らすことができる。また、冷凍機は冷凍能力の小さなものを用意すればいいので、冷凍機が簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置には、超電導磁石装置内の内槽振動は、前記超電導磁石装置の外槽振動との相関に着目し、前記超電導磁石装置の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置の外槽用センサのみを配置する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【００１６】
この図において、超電導磁石装置１は、Ｃ１コイル３からＣ４コイル６までの超電導コイルを収容した内槽７を内蔵している。従来は、後述するように、内槽用センサ（圧電型加速度センサ）と外槽用センサ（圧電型加速度センサ）をともに配置しているが、本発明では後述するように、内槽振動を外槽振動から推定することができるので、外槽用センサ８のみを配置する。
【００１７】
図２は改良前の超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【００１８】
この図において、超電導磁石装置１１は、Ｃ１コイル１３からＣ４コイル１６までの超電導コイルを収容した内槽１７を内蔵している。また、内槽１７用センサ（圧電型加速度センサ）１９と外槽１２用センサ（圧電型加速度センサ）１８の配置例も記載している。なお、Ｃ１コイル１３はＣ４コイル１６とＣ２コイル１４はＣ３コイル１５と、各々対称なので、Ｃ１コイル１３とＣ２コイル１４の内槽用センサを配置していない。
【００１９】
図３は超電導磁石装置の走行に伴って誘起される振動モードの実測例を上から見た模式図である。内蔵している内槽１７は、超電導磁石装置１１の外に出して見やすくしている。表面は３１〜３５に示されており、裏面は４１〜４４に示されており、ねじりを表現している。Ｃ３コイル１５とＣ４コイル１６共に、図３から明らかなように、内槽振動と外槽振動には強い相関があることがわかる。
【００２０】
このことから、内槽振動を外槽振動から推定することができるので、内槽用センサは配置する必要がない。
【００２１】
次に、熱侵入量の概算見積もりについて説明する。
【００２２】
断面積：１．０×１０-6ｍ2 、熱伝導率：６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）、長さ：０．６０ｍ、温度差：８０Ｋ〕
〔熱侵入量〕＝〔熱伝導率〕×〔断面積〕×〔温度差〕／〔長さ〕
＝６００〔Ｗ／（ｍ・Ｋ）〕×１．０×１０-6〔ｍ2 〕
×８０〔Ｋ〕／０．６０〔ｍ〕
＝０．０８０〔Ｗ〕
よって、計測点１点当たりの熱侵入量は、０．０８０〔Ｗ〕となり、全体（計測点１２点）の熱侵入量は、０．９６〔Ｗ〕となる。
【００２３】
この熱侵入量に対処するような冷凍能力を得るためには、およそ千倍の電力が必要なので、本発明によれば、およそ１〔ｋＷ〕の電力消費を削減できる。また、本発明によれば、冷凍機の冷凍能力はおよそ１〔Ｗ〕少ないものでよい。
【００２４】
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】
【００２５】
本発明の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置は、内槽用センサを削減することにより大幅な熱侵入量の低減を行うことができる超電導磁石装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【図２】改良前の超電導磁石装置を横から見た模式図である。
【図３】超電導磁石装置の走行に伴って誘起される振動モードの実測例を上から見た模式図である。
【図４】従来の超電導磁石装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１，１１ 超電導磁石装置
２，１２ 外槽
３，１３ Ｃ１コイル
４，１４ Ｃ２コイル
５，１５ Ｃ３コイル
６，１６ Ｃ４コイル
７，１７ 内槽
８，１８ 外槽用センサ
１９ 内槽用センサ
３１〜３５ 表面
４１〜４４ 裏面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導磁石装置内の内槽振動は、前記超電導磁石装置の外槽振動と相関関係にあることに着目し、前記超電導磁石装置の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置の外槽用センサのみを配置するようにしたことを特徴とする超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、前記超電導磁石装置内に４つの超電導コイルを配置し、第３番目の超電導コイルと第４番目の超電導コイルの内槽用センサを削減することを特徴とする超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置。
【請求項１】
超電導磁石装置内の内槽振動は、前記超電導磁石装置の外槽振動と相関関係にあることに着目し、前記超電導磁石装置の内槽振動を測定する内槽用センサを削減し、前記超電導磁石装置の外槽用センサのみを配置するようにしたことを特徴とする超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置において、前記超電導磁石装置内に４つの超電導コイルを配置し、第３番目の超電導コイルと第４番目の超電導コイルの内槽用センサを削減することを特徴とする超電導磁石装置の振動モードにおける内槽振動と外槽振動の相関を考慮した計測監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−８５５９６（Ｐ２００９−８５５９６Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５１５５２（Ｐ２００７−２５１５５２）
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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