[发明专利]用于超导装置的容器和超导装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于超导装置的容器和超导装置，更具体来讲，涉及用于超导装置的容器和包含用于超导装置的上述容器的超导装置，所述容器被提供有用于将超导布线连接到外部的连接结构。

背景技术

已知的是，可以通过使用Bi(铋)或Y(钇)基氧化物超导材料形成而非使用诸如Nb₃Sn(铌-锡合金)的金属超导材料形成具有较高临界温度的超导布线。因此，近年来，期望将尤其是通过使用氧化物超导材料形成的超导布线用作电磁和功率传输的布线。如上所述，与传统的超导布线相比，近年来的超导布线可以在相当高的温度下使用。但是，需要将使用上述超导布线形成的并且放置在使用液氮得到的低温环境下的超导线圈等电连接到外部负载。为了满足以上要求，采用了如下结构：其中，超导线圈放置在液氮浴中以通过使用诸如引线电极的金属构件电连接到外部负载。用于将作为冷却介质的液氮供应到液氮浴的管道被连接到其中安装有超导线圈的液氮浴。

所希望的是，液氮浴是真空绝缘容器，以便抑制热渗透到容纳液氮(和超导线圈)的液氮浴中，使得液氮浴的内部可以保持在被充分冷却的温度条件下，以使得超导线圈能够发生作用。具体来讲，设置有热辐射阻挡膜的真空绝缘容器可以高度有效率地抑制从外部渗透热。广泛使用由FRP(纤维强化塑料)制成的容纳容器作为用于容纳超导线圈的液氮浴(真空绝缘容器)。因为FRP具有足够的强度并且成本低，所以其被广泛用作容纳容器的材料。通过在由FRP制成的真空绝缘容器(容纳容器)的内部处设置热辐射阻挡膜，可以确保容纳超导线圈的液氮浴相对于外部热绝缘。

由FRP制成的上述容纳容器设置有开口，开口穿过形成容器壁的FRP板，并且诸如引线电极和金属管道的金属构件被放置成使得其穿过开口。为了将FRP制成的容纳容器的壁和穿透容纳容器的壁的金属构件彼此牢固地固定，传统上，穿过由FRP制成的容纳容器的壁设置的开口的壁被设置有内部螺纹，并且被设置成使得其穿过开口的金属构件的外周设置有外部螺纹，通过将外部螺纹旋入内部螺纹将这两者彼此固定。为了进一步增强这两个构件之间的结合强度，有时在外部螺纹和内部螺纹之间放置粘合剂。

在将金属构件固定到由FRP制成的容纳容器的上述方法中，在旋入金属构件的外部螺纹部之前，从FRP板开口的外部施用粘合剂。结果，当机械或热应力施加到内部螺纹和外部螺纹之间的粘合剂结合部时，有时结合部分离或者有时在结合部处出现裂缝。当上述分离或裂缝显现时，空气会从外部漏进真空隔离的容器。当出现这种泄漏时，超导线圈的功能会遭到损害。

为了解决上述问题，例如，公开的日本专利申请Tokukai 2008-218861(专利文献1)公开了制作具有如下结构的FRP低温恒温器的方法：在所述结构中，在设置有内部螺纹的构件(内部螺纹构件)和设置有外部螺纹的构件(外部螺纹构件)处都设置凸缘部，并且凸缘部被放置成使得其表面与FRP制成的容纳容器的板构件(壁)的表面齐平。专利文献1中所述的FRP低温恒温器具有如下结构：在所述结构中，FRP制成的容纳容器的板构件(壁)设置有凹部，凸缘部装配到该凹部中。这种结构允许粘合剂在凹部的底表面与装配的凸缘部的内表面的结合表面上均匀地施用。因此，这种结构还进一步增强了外部螺纹构件和内部螺纹构件之间的结合强度。换言之，即使当机械或热应力施加到外部螺纹构件和内部螺纹构件之间的结合部时，也可以抑制结合部处出现分离和裂缝。结果，可以确保超导线圈的功能。

在专利文献1所公开的FRP低温恒温器中，即使当使用不同材料用于形成设置有凸缘部的外部螺纹构件和形成与外部螺纹构件结合的、诸如引线电极的金属构件时，因为这两个构件只是在外部螺纹构件中形成的接合插孔的一个地方处彼此固定，所以这种结构可以减轻固定部处的热应力浓度，所述热应力是由外部螺纹构件和金属构件之间的热膨胀差异(低温收缩率的差异)产生的。

发明内容

技术领域

尽管有以上描述，但是专利文献1所公开的FRP低温恒温器具有下述问题。在这种低温恒温器中，由于FRP制成的壳体和诸如外螺纹构件和金属构件的组件之间的热膨胀差异造成的热应力直接作用于由FRP制成的容纳容器和金属构件所结合的外螺纹构件之间的结合部上。结果，低温恒温器不能完全消除在结合部显现分离和裂缝的可能性。此外，因为FRP与形成金属构件和外螺纹构件的材料之间的热膨胀系数的差异大，所以上述在结合部处显现的分离和裂缝的可能性变高。