CN102027648A - 超导导体的连接方法、及超导线圈 - Google Patents

超导导体的连接方法、及超导线圈 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种超导导体的连接方法。制作利用金属膜将从导线管露出的超导线材束的直径减小为多边形形状的两根超导导体，以导电性构件对直径减小后的所述超导线材进行覆盖，成束后，切断所述覆盖部分，使截面露出，并以与中空管的中空部嵌合的方式插入中空部，对所述两根超导导体进行加热，使其通过直径减小后的所述超导线材的截面相接合。

Description

超导导体的连接方法、及超导线圈
技术领域
本发明涉及超导导体的连接方法、及超导线圈。
背景技术
核聚变设备、超导能量储藏系统装置等产生强磁场的大型超导线圈、及用于输电线等的超导线圈，一般预先备有多个超导导体，通过使其相互连接来进行制造。
例如，在专利文献1中揭示了以下方法：即，去除双方超导导体的导线管，利用硝酸等使一定长度的灯丝从超导线材露出，使每适当数量的双方灯丝束重叠，以连接(管接头)构件覆盖该灯丝，施加预定的温度及压力，使灯丝及稳定态铜进行固相接合，使双方导体形成一体化。另外，在专利文献2中，揭示了以下方法：即，从双方的超导线材去除连接部位的稳定态材料而使灯丝露出，使其相互重叠，一边进行加压，一边进行热处理。
另外，在专利文献3中，揭示了以下方法：即，在从双方的化合物类超导线材去除连接端部的稳定态材料之后，使管状的灯丝相互重叠，施加压力及温度，使管状的灯丝间进行固相扩散接合。在专利文献4中，揭示了以下的利用对接法的连接方法：即，分别用铜套管对超导导体的要连接的双方的端部进行模锻而形成一体化，使这些端部对准进行连接。
然后，在专利文献5中，揭示了以下方法：即，对49根埋入有大约10000根超导灯丝的结构的线材进行汇集，并以导线管进行覆盖而形成预定的外径的复合导体，之后，从该复合导体以大约200mm的长度剥除导线管来取出内部的线材，用加工轧辊对各线材进行加工，使其截面成为六边形状，之后，将每七根加工后的各线材插入铜制的定型磨具，形成总共七个块。之后，将上述七个块进行模锻加工成正六边形状，获得六次旋转对称形状的多个复合导体，使这多个复合导体的端部彼此对接，从而将这多个复合导体即超导灯丝彼此连接。
另外，在专利文献6中，揭示了以下方法：即，将超导灯丝插入套筒内，之后，将该套筒插入例如由上框及下框构成的模子内，按压套筒使其直径减小直至该上框及下框的面彼此相抵接为止，从而使套筒内的超导灯丝彼此相互连接。
现有技术文献
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开平6-163140号公报
专利文献2：日本专利特开昭63-055875号公报
专利文献3：日本专利特开平2-197017号公报
专利文献4：日本专利特开平10-021976号公报
专利文献5：日本专利特开平8-138821号公报
专利文献6：日本专利特开平6-196341号公报
然而，在上述专利文献1～3所示的连接方法中，若与利用焊接的方法相比，虽然具有连接部的低电阻化及紧凑化的优点，但是由于都需要使用硝酸溶液等酸液来从双方的超导线材溶解、去除稳定态材料即稳定态铜、而使灯丝露出的工序，因此有关超导线的灯丝及稳定态材料的操作较为复杂，操作效率不一定高。
例如，由于灯丝是数十μm的极细的丝，因此，在操作时存在以下问题：即，因灯丝彼此的摩擦而引起灯丝起火，或者若连接后的清洗较差，则连接部的灯丝氧化，连接电阻值变大，因而无法满足设备设计所要求的连接部电阻的规格值等。另外，在去除稳定态材料时，由于需要使用硝酸溶液等强酸的工序，因此溶液的操作、连接操作地区的操作环境等有许多制约，因而就操作性而言，效率也不是很好。
另外，专利文献4所述的连接方法中，对进行了热处理的超导导体的要连接的端面实施高精度加工(平面度、直角度、粗糙度、洗净度等)，在真空或惰性气体气氛中，在加热(例如700℃左右)及加压(例如1～10MPa)的条件下，获得预定的低电阻的连接。因而，需要极为高端的技术及连接装置。
而且，在专利文献5所述的方法中，由于在获得上述复合导体时，对每一条从导线管露出的线材利用加工轧辊进行加工，因此存在工序复杂的问题。另外，在专利文献6所述的方法中，套筒内的超导灯丝的直径减小只能进行到上框及下框的面彼此相抵接为止，在上述连接时在超导灯丝之间产生间隙，存在电阻增大、无法获得足够的超导特性的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超导线圈，该超导线圈用于保持超导导体的连接部的低电阻，以简单的连接操作来将超导导体彼此之间进行连接。
本发明的一种实施方式涉及一种超导导体的连接方法(第一连接方法)，其特征在于，包括：覆盖工序，该覆盖工序在没有通道的状态下利用导电性构件覆盖超导线材的从导线管端部露出的部分，上述超导线材从对在中心部形成有上述通道、覆盖在上述通道的周围的超导导体进一步进行覆盖的导线管端部露出；配置工序，该配置工序使用以按压时彼此不会碰撞的方式相对配置的第一成形模及第二成形模，将上述导电性构件配置在利用上述成形模这两者所形成的空腔之间；减小直径工序，该减小直径工序利用上述第一成形模和第二成形模的至少某一方对上述导电性构件进行按压，使其直径减小；以及接合工序，该接合工序将直径减小后的上述导电性构件的超导线材束的端面、和由上述工序形成的另一导电性构件的超导线材束的端面相对插入中空管内，使其端面彼此对准，之后，进行加热使其接合。另外，本发明的一种实施方式涉及一种超导导体的连接方法(第二连接方法)，其特征在于，包括：覆盖工序，该覆盖工序利用导电性构件覆盖从覆盖超导导体的导线管端部露出的超导线材的，从上述导线管端部露出的部分；配置工序，该配置工序使用以按压时彼此不会碰撞的方式相对配置的第一成形模及第二成形模，将上述导电性构件配置在利用上述成形模这两者所形成的空腔之间；减小直径工序，该减小直径工序利用上述第一成形模和第二成形模的至少某一方对上述导电性构件进行按压，使其直径减小；以及接合工序，该接合工序将直径减小后的上述导电性构件的超导线材束的端面、和由上述工序形成的另一导电性构件的超导线材束的端面相对插入中空管内，使其端面彼此对准，之后，进行加热使其接合。
根据上述第一连接方法，在去除了从导线管端部露出的部分的通道的状态下利用导电性构件覆盖超导线材，上述超导线材从对在中心部形成有上述通道、覆盖在上述通道的周围的超导导体进一步进行覆盖的上述导线管端部露出，之后，利用以按压时彼此不会碰撞的方式相对配置的第一成形模及第二成形模进行按压，来减小直径。
因而，能够减小构成从上述导线管露出的超导线材的多根超导线间的间隙，能够实现上述超导线材的低电阻化。即，能够力图实现上述超导导体的、供连接的超导线材束的低电阻化，能够实现上述超导线材束、与同样制造的其他超导导体的超导线材束的连接部的低电阻化。其结果是，能够提供实现连接部的低电阻化的超导线圈。
另外，由于不是对每一线材、而是对从上述导线管露出的超导线材一并减小了直径，因此能够简化伴随直径减小的低电阻化的工序。
而且，直径减小后的上述超导线材束以与中空管的中空部相嵌合的方式插入中空管的中空部，经过加压及加热处理，从而与其他超导线材束的端面彼此进行接合。因而，能够极简单地将上述超导线材束彼此之间、即上述超导导体和上述其他超导导体进行接合。
另外，在上述第二连接方法中，在去除了从导线管端部露出的部分的通道的状态下利用导电性构件覆盖超导线材，上述超导线材从对超导导体进一步进行覆盖的上述导线管端部露出，之后，利用以按压时彼此不会碰撞的方式相对配置的第一成形模及第二成形模进行按压，来减小直径。
因而，能够减小构成从上述导线管露出的超导线材的多根超导线间的间隙，能够实现上述超导线材的低电阻化。即，能够力图实现上述超导导体的、供连接的超导线材束的低电阻化，能够实现上述超导线材束、与同样制造的其他超导导体的超导线材束的连接部的低电阻化。其结果是，能够提供实现连接部的低电阻化的超导线圈。
另外，由于不是对每一线材、而是对从上述导线管露出的超导线材一并减小了直径，因此能够简化伴随直径减小的低电阻化的工序。
而且，直径减小后的上述超导线材束以与中空管的中空部相嵌合的方式被插入中空管的中空部，经过加压及加热处理，从而与其他超导线材束的端面彼此进行接合。因而，能够极简单地将上述超导线材束彼此之间、即上述超导导体和上述其他超导导体进行接合。
此外，第一连接方法和第二连接方法的主要不同点在于，第一连接方法中，超导导体在中心部形成有通道，另一方面，第二连接方法中，超导导体在中心部未形成有通道。因而，对于第一连接方法所提供的超导导体，通过在通道中流过制冷剂，从而假定为主要用于核聚合设备、超导能量储藏系统装置等产生强磁场的大型超导线圈的情况，第二连接方法所提供的超导导体不需要流过制冷剂，因而假定为主要用于输电线等的情况。
此外，在本发明的一个例子中，上述成形模彼此重合时所形成的空腔呈现至少三角形以上的多边形形状，对上述导电性构件以使其截面至少成为三角形以上的多边形形状的方式进行按压，使其直径减小。在这种情况下，能够高效地进行上述超导导体的端面与上述其他超导导体的端面的超导线材彼此的对应，能够与上述的直径减小的作用效果一起，力图实现其连接部的低电阻化。其结果是，能够获得进一步提高了超导导体的连接部的低电阻化的超导线圈。
在这种情况下，上述超导线材束即使在例如用不锈钢带等分割成多个块的情况下，也能将其连接部直径减小为多边形形状，另外，由于如上所述，以与上述中空管的所述中空部内相嵌合的方式被插入上述中空管的上述中空部内来进行接合，因此，能够正确地使上述超导线材束及其他超导线材束的块的彼此位置对准，能够使接合面未夹设有上述不锈钢带来使两者接合。因而，即使在这样的情况下，也能实现上述超导导体的连接部的低电阻化。
在本发明的一个例子中，利用上述第一成形模及上述第二成形模形成的上述空腔呈现五边形以上的多边形形状。在这种情况下，对于从上述导线管露出的上述超导线材束(及上述导电性构件)，能够施加各向同性的大压力负荷，能够提高其直径减小的程度。因而，能够进一步减小构成上述超导线材束的多根超导线之间的间隙，能够进一步实现上述超导线材的低电阻化。
另外，在本发明的一个例子中，利用上述第一成形模及上述第二成形模形成的上述空腔在上述多个第一成形模及上述多个第二成形模进行按压时呈现正五边形以上的正多边形形状，上述超导线材束的上述直径减小后的部分能够呈现正五边形以上的正多边形形状。在这种情况下，能够更显著地达到上述例子的作用效果。即，能够进一步减小构成上述超导线材束的多根超导线之间的间隙，能够进一步实现上述超导线材的低电阻化。
而且，在本发明的一个例子中，对于多个上述第一成形模及上述第二成形模，特别能够以使其分别交替相对的方式进行配置。由此，能够更均匀地减小隔着上述导电性构件的超导导体的连接部的直径。
另外，在本发明的一个例子中，在使直径减小后的上述超导线材束的端面、与另外形成的超导导体的直径减小后的超导线材束的端面进行接合前，在上述端面覆盖金属膜。由此，能够实质上使上述端面的表面凹凸消失，能够使端面彼此的连接更可靠。
此外，能够与上述金属膜并用或单独使用金属片材，在将直径减小后的上述超导线材束的上述端面、与直径减小后的其他超导线材束的端面进行接合前，在其端面间夹设上述金属片材。在这种情况下，也能获得与上述相同的作用效果。
通过获得上述工序，能够获得超导线圈，其特征在于，包括：第一超导导体及第二超导导体；第一导电性构件，该第一导电性构件以与第一超导线材束的直径减小后的部分的外周形状形成相同形状、并露出上述第一超导线材束的第一端面的方式来至少覆盖上述第一超导线材束的端部，上述第一超导线材束从上述第一超导导体的导线管端部露出，直径减小为三角形以上的多边形形状；第二导电性构件，该第二导电性构件以与第二超导线材束的直径减小后的部分的外周形状形成相同形状、并露出上述第二超导线材束的第二端面的方式来至少覆盖上述第二超导线材束的端部，上述第二超导线材束从上述第二超导导体的导线管端部露出，直径减小为与上述第一超导导体相同的多边形形状；以及中空管，该中空管是在上述第一端面及上述第二端面相接合的状态下、以与上述第一导电性构件的外周部及上述第二导电性构件的外周部相嵌合的方式设置的。
如上所述，根据本发明，能够提供一种超导线圈，该超导线圈保持超导导体的连接部的低电阻，以简单的连接操作来将超导导体彼此之间进行连接。
附图说明
图1是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图2与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图3与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图4与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图5与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图6与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图7与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图8与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图9与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图10与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图11与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图12与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图13与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图14与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图15与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图16与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图17与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图18与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图19与图1相同，是用于说明实施方式的超导导体的连接方法的工序图。
图20是实施方式的超导线圈的简要结构图。
图21是示出图20所示的超导线圈的变形例的简要结构图。
具体实施方式
接下来，说明本发明的详细情况、其他特征及优点。
(超导体的连接方法)
首先，说明实施方式的超导导体的连接方法。图1～图19是用于说明本实施方式的超导导体的连接方法，特别是图1～图3是本实施方式的超导导体的结构图。图4及图5是示出本实施方式中所使用的金属模的简要结构的图。
图1是示出实施方式1所涉及的超导导体的简要结构的剖视图，图2是示出所涉及实施方式2的超导导体的简要结构的剖视图。图3是示出构成图1及图2所示的超导导体的超导线材的简要结构的剖视图。图4是示出上述金属模的结构的主视图，图5是示出上述金属模的结构的侧视图。
此外，在图1所示的实施方式1所涉及的超导导体及图2所示的实施方式2所涉及的超导导体中，对于相似及相同的结构要素，用相同的参照数字进行表示。
如图1所示，在实施方式1中使用的超导导体10采用以下结构而构成线束：即，例如由不锈钢带12隔离成块状的多个超导线材11包围通道孔14的周围，形成的上述通道孔14用于沿超导导体10的长度方向流过预定的制冷剂。另外，多个超导线材11由导线管13覆盖。如图2所示，在第二实施方式中使用的超导导体10-1未利用带隔离成块状，另外，不具有用于流过制冷剂的通道孔，但是多个超导线材11由导线管13覆盖。
无论是图1还是图2所示的超导线材11，都能采用以下结构：即，例如将一根超导线111和两根铜线绞合形成总共三根线，再绞合三根上述绞合的线，对于所获得的绞合线再次绞合三根，对于结果所获得的绞合线再次绞合两根。
超导线111能够例如图3所示那样来获得：即，用稳定态铜111B覆盖超导灯丝111A的周围，再将多个上述覆盖有稳定态铜111B的超导灯丝111A埋设在铜材111C中，并用铜或铝等的管状构件111D覆盖上述铜材111C的周围。
此外，在本实施方式中，多个超导线材11与超导线材束的意义相同。因而，在下文中，参照数字11有时意味着单一的超导线材，也有时意味着上述超导线材束。
另外，在实施方式1中，将超导线材11的数量设为6，也能根据需要任意地决定其数量。另外，也能根据需要省略通道孔14。
对于实施方式1所涉及的超导导体，通过在通道孔14中流过制冷剂，从而假定为主要用于核聚合设备、超导能量储藏系统装置等产生强磁场的大型超导线圈的情况，实施方式2所涉及的超导导体不需要流过制冷剂，因而假定为主要用于输电线等。
如图4及图5所示，本实施方式中所使用的金属模20采用以下结构：即，包含多个第一模具拼块21及多个第二模具拼块22，使多个第一模具拼块21及多个第二模具拼块22以上下或左右交替反转的状态相邻来进行排列，各相对且成对的多个第一模具拼块21及多个第二模具拼块形成多边形的空腔20A，并且空腔20A连通。
位于上侧的第一模具拼块21构成上模26，位于下侧的第二模具拼块22构成下模27。此外，如图4及图5所示，通过以交替相对的方式配置多个构成上模26的第一模具拼块21及多个构成下模27的第二模具拼块22，如以下说明的那样，从而能够更均匀地使隔着导电性构件的超导导体的连接部的直径减小。
空腔20A呈五边形以上的多边形形状。在这种情况下，如以下说明的那样，对于从导线管13露出的超导线材束11(及覆盖其的导电性构件)，能够施加各向同性的大压力负荷，能够提高其直径减小的程度。因而，能够进一步减小构成超导线材束11的多根超导线111之间的间隙，能够进一步实现上述超导线材的低电阻化。
然而，空腔20A最好是三角形或多于三角形的形状(在为三角形的情况下，例如用平坦的下模和山型的上模形成三角形的空腔；在为四边形的情况下，例如通过对用山型的下模形成的三角形状的空腔和用山型的上模形成的三角形状的空腔进行组合，从而形成四边形状的空腔)。
另外，在利用以下说明的金属模20按压超导线材束11时，最好空腔20A进一步呈现正五边形以上的多边形形状。由此，能够使以下说明的超导线材束11的直径减小后的部分呈现正五边形以上的正多边形形状。在这种情况下，能够更显著地达到上述例子的作用效果。即，能够进一步减小构成超导线材束11的多根超导线111之间的间隙，能够进一步实现超导线材束11的低电阻化。
此外，作为五边形以上的多边形，能够举例示出有六边形、八边形、十边形、及十二边形等，作为正五边形以上的正多边形，能够举例示出有正六边形、正八边形、正十边形、及正十二边形等。此外，基于形状最简易、可以降低成本等观点，最好是六边形或正六边形。在本实施方式中，空腔20A的形状是六边形，使按压时的形状成为正六边形。
接下来，参照图6～图19，具体说明本实施方式的超导导体的连接方法。
在实施方式1的超导导体10的情况下，最开始如图6所示，去除导线管13的端部，使超导线材束11露出。此时，还可以根据需要去除露出在表面的不锈钢带12，或者可能的话，还可以缩回至导线管13内。另外，也一并去除超导线材束11的露出部分的通道孔14。
另一方面，在实施方式2的超导导体10-1的情况下，不去除不锈钢带及通道孔，如图6所示，去除导线管13的端部，使超导线材束11露出。
接下来，在实施方式1的超导导体10及实施方式2的超导导体10-1的任何一种情况下，如图7所示，利用导电性构件16覆盖露出的超导线材束11。在图7中，利用导电性构件16大致覆盖露出的超导线材束11的全部，但是至少要覆盖以下说明的有助于超导导体彼此连接的端部(有助于中空管内的结合的端部)。
接下来，如图8及图9所示那样，在金属模20的连通的空腔内，配置超导线材束11的由导电性构件16覆盖的部分，沿上下方向按压金属模20的多个第一模具拼块21及多个第二模具拼块22、即上模26及下模27，使超导线材束11的由导电性构件16覆盖的部分如图10及图11所示那样直径减小成为多边形形状。此外，在本实施方式中，在上下方向上实施金属模20的按压，但是只要能够进行按压，其方向可以不仅是上下方向，也可以是左右等任意方向。
此外，在实施方式2的超导导体10-1的情况下，在图11等中不存在以标号“12”表示的不锈钢带。
在进行按压时，能够用以下方法进行：即，以未图示的冲压机等按压金属模20的上模26及下模27中的至少一方，如图12所示那样，缓缓增大按压时所施加的压力，直至达到预定的位移(直径缩小)S0。
另外，如图13所示，也能够采用以下方法：即，例如在上模26的上表面上及下模27的下表面上配置一对轧辊29，使上述上表面及下表面上的一对轧辊29沿箭头所示方向进行移动，每一次的移动都例如图14所示那样逐次产生位移S01，呈阶梯状地施加压力进行按压，直至达到预定的位移(直径减小)S0为止。
在本实施方式中，如上所述，空腔20A的形状是六边形，使按压后的形状成为正六边形。由此，如上所述，对于超导线材束11及导电性构件16，能够施加各向同性的大压力负荷，能够提高其直径减小的程度。因而，能够进一步减小构成超导线材束11的多根超导线111之间的间隙，能够进一步实现超导线111即超导线材束11及超导导体10的低电阻化。
接下来，在实施方式1的超导导体10及实施方式2的超导导体10-1的任何一种情况下，如图15所示，切断直径减小后的超导线材束11及导电性构件16，形成超导线材束11的第一端面16A。上述切断能够在垂直于超导线材束11的长度方向的方向进行，但最好如图15所示，以预定的角度进行切断，成为锥形形状。由此，在与以下说明的其他超导导体进行连接时，能够增大超导线材束11与相连接的另一方的超导线材束的接触面积。因而，能够更可靠地将超导导体彼此之间进行连接。
另外，尽管未特别进行图示，但是能够将金属膜覆盖在直径减小后的超导线材束11的第一端面16A上。在这种情况下，能够实质上使第一端面16A的表面的凹凸消失，能够更可靠地进行以下说明的隔着第一端面16A的超导导体的连接。
此外，未特别限定上述金属膜的形成方法等，但能够是例如镀敷膜。而且，上述金属膜需要是由电的良导体构成的，能够是例如由铜、金等构成。
接下来，经过上述同样的工序来制造与超导导体10或10-1相接合的另一方的超导导体10’或10-1’。此外，由于超导导体10及10’、和10-1及10-1’基本上具有相同的结构、形态、及大小，因此，以下对相似的结构要素使用相同的参照数字，或通过附加标号’来表示。其中，锥形面的位置发生了上下反转，使得超导导体10’或10-1’的第二端面16B与超导导体10或10-1的第一端面16A相结合。
接下来，如图16所示那样，将直径减小后的超导线材束11的第一端面16A、及同样直径减小后的超导线材束11’的第二端面16B插入到具有与上述直径减小后的部分相同的大小及形状的中空部的中空管17内，对其进行加压，使其相接触，并进行加热，使第一端面16A及第二端面16B相接合(参照图17)
在本工序中，在对超导线材束11的第一端面16A及超导线材束11’的第二端面16B进行加压而使其接触之前，能够在第一端面16A和第二端面16B之间夹设未图示的金属片材。在这种情况下，由于上述金属片材也能够使第一端面16A及第二端面16B的凹凸实质上消失，因此，能够更可靠地进行隔着第一端面16A及第二端面16B的超导导体10与10’、以及超导导体10-1与10-1’的连接。
此外，能够并用夹设上述金属片材和上述的例如向第一端面16A覆盖金属膜的方法，也能够独立使用夹设上述金属片材的方法。上述金属片材能够是例如由铜构成。
另外，如图16所示，在使第一端面16A及第二端面16B结合时，特别是在不形成上述金属膜、不夹设金属片材的情况下，使用溶剂等洗净其端面，预先去除妨碍上述结合的有机物质等。
此外，上述加热操作例如图18所示，能够以包围中空管17、即包围第一端面16A及第二端面16B的结合面18的方式配置加热炉31来进行。加热炉31也能够采用以下结构：即，对中空管17进行加热，并同时施加压力负荷。
上述加热时间取决于超导导体10及10’、或10-1及10-1’的结构，但在使用Nb3Sn作为超导灯丝111A的情况下，能够在650℃、15分钟的条件下进行。另外，还能够施加数kgf/mm2的压力负荷。
另外，如图19所示，也能够将中空管17连加热炉31一起设置于预定的容器32内，用未图示的真空泵从端口33将容器32内进行真空排气，直至例如0.2Pa～1Pa左右，之后，从端口32以5L/分钟的速度导入氩气，并且一边从端口33进行排气，一边进行上述加热操作。
经过以上工序，能够极简易地将超导线材束11及超导线材束11’彼此之间、即超导导体10及超导导体10’或超导导体10-1及超导导体10-1’彼此之间进行接合。
此外，由于经过图16～图19所示的工序，对于超导线材束11及超导线材束11’，其连接部的直径被缩小为正六边形形状，另外，以与中空管17的中空部内相嵌合的方式被插入中空管17的中空部内来进行接合，因此，能够正确地使超导线材束11及超导线材束11’的各线材(11及11’)的位置对准，即使在实施方式1的超导导体10的情况下，也能够使得在接合面不夹设不锈钢带等来将超导线材束11及11’进行接合。因此，基于上述观点，也能够实现超导导体10与10’、或超导导体10-1与10-1’的连接部的低电阻化。
(超导线圈)
接下来，说明本实施方式中的超导线圈。此外，超导线圈是上述超导体的连接方法的产物，外观形状采用如图20所示的结构。
图20是本实施方式的超导线圈的简要结构图。如图20所示，本实施方式的超导线圈50形成有以下结构：即，超导导体10与10’、或超导导体10-1与10-1’相连接。
具体而言，包括：导电性构件16，该导电性构件16以与超导线材束11的外周形状形成相同形状的方式覆盖上述超导线材束11，并以露出第一端面16A的方式成束，上述超导线材束11是从超导导体10或10-1的导线管端部露出而直径减小为正六边形形状；以及导电性构件16，该导电性构件16以与超导线材束11的直径减小后的部分的外周形状形成相同形状的方式覆盖上述超导线材束11’，并以露出第二端面16B的方式成束，上述超导线材束11’是从超导导体10’或10-1’的导线管端部露出而直径减小为正六边形形状。而且具有中空管17，该中空管17是在第一端面16A及第二端面16B接合的状态下、以与导电性构件16的外周部相嵌合的方式设置的。
此外，根据上述连接方法，在第一端面16A及第二端面16B中的至少一方形成有金属膜的情况下，在其端面上即结合面18存在有上述金属膜。
另外，在第一端面16A及第二端面16B之间夹设有金属片材的情况下，在结合面18存在有上述金属片材。
此外，在超导导体10及10’具有用于流过制冷剂的通道孔14的情况下，超导线圈50也具有通道孔14。
本实施方式的超导线圈50由于超导线材束11及超导线材束11’的连接部的直径被缩小为正六边形形状，而且以与中空管17的中空部内相嵌合的方式被插入到中空管17的中空部内来进行接合，因此，能够正确地使超导线材束11及超导线材束11’的各线材(11及11’)的位置对准。另外，即使如实施方式1的超导线圈10那样，在多个超导线材11由不锈钢带12隔离成块状的情况下，也能够以接合面不夹设有不锈钢带2的方式来使超导线材束11及11’进行接合。因而，能够实现超导导体10及10’的连接部的低电阻化，能够实现超导线圈50的低电阻化。
另外，由于结合面18是由形成为锥形形状的第一端面16A及第二端面16B相接触而结合的，因此能够增大超导线材束11及超导线材束11’、即超导导体10与10’或超导导体10-1与10-1’的结合面积。其结果是，能够获得结合牢固且可靠性高的超导线圈50。
此外，本实施方式的超导线圈50的冷却是通过例如在通道孔14内流过制冷剂来进行的。
图21是图20所示的超导线圈的变形例。本实施方式的超导线圈50将超导导体10及10’或超导导体10-1及10-1’的从导线管13露出的部分配置于预定的容器41中，上述部分利用固定于容器41的固定夹具42固定中空管18，从而间接地固定于容器41。另外，在容器41的上部及下部分别设置有端口43及44。
本实施方式的超导线圈50能够通过例如在通道孔14内流过制冷剂、并且还从端口43将制冷剂导入容器41中来进行冷却。
在超导导体10及10’的连接部即由中空管18覆盖的部分，因超导线材束11及11’被缩小直径，因此通道孔14被按压而消失。因而，流过通道孔14的制冷剂在上述连接部会从超导线材束11及11’泄漏到外侧，因而在上述连接部的超导导体10及10’的冷却变得不充分。
然而，在本实施方式中，由于将上述连接部配置于容器41内，对相关部分强制性地进行冷却，因此能够避免上述不利因素。
此外，对于从端口43导入容器41内的制冷剂，能够从端口44向外部放出，也能够导入超导导体10或10’的通道孔14内。
以上，基于上述具体例子对本发明进行了详细说明，但是本发明并不限于上述具体例子，只要不脱离本发明的范围，可以进行所有变形或改变。
例如，在上述具体例子中，使用金属模作为成形模，但是也能够使用由其他材料、例如陶瓷形成的成形模。

Claims (25)

1.一种超导导体的连接方法，其特征在于，包括：
覆盖工序，该覆盖工序在没有通道的状态下利用导电性构件覆盖超导线材的从导线管端部露出的部分，所述超导线材从对在中心部形成有所述通道、覆盖在所述通道的周围的超导导体进一步进行覆盖的导线管端部露出；
配置工序，该配置工序使用以按压时彼此不会碰撞的方式相对配置的第一成形模及第二成形模，将所述导电性构件配置在利用所述成形模这两者所形成的空腔之间；
减小直径工序，该减小直径工序利用所述第一成形模和第二成形模的至少某一方对所述导电性构件进行按压，使其直径减小；以及
接合工序，该接合工序将直径减小后的所述导电性构件的超导线材束的端面、和由所述工序形成的另一导电性构件的超导线材束的端面相对插入中空管内，使其端面彼此对准，之后，进行加热使其接合。
2.一种超导导体的连接方法，其特征在于，包括：
覆盖工序，该覆盖工序利用导电性构件覆盖从覆盖超导导体的导线管端部露出的超导线材的、从所述导线管端部露出的部分；
配置工序，该配置工序使用以按压时彼此不会碰撞的方式相对配置的第一成形模及第二成形模，将所述导电性构件配置在利用所述成形模这两者所形成的空腔之间；
减小直径工序，该减小直径工序利用所述第一成形模和第二成形模的至少某一方对所述导电性构件进行按压，使其直径减小；以及
接合工序，该接合工序将直径减小后的所述导电性构件的超导线材束的端面、和由所述工序形成的另一导电性构件的超导线材束的端面相对插入中空管内，使其端面彼此对准，之后，进行加热使其接合。
3.如权利要求1所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
所述成形模彼此重合时所形成的空腔呈现至少三角形以上的多边形形状，对于所述导电性构件以使其截面至少成为三角形以上的多边形形状的方式进行按压，使其直径减小。
4.如权利要求2所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
所述成形模彼此重合时所形成的空腔呈现至少三角形以上的多边形形状，对于所述导电性构件以使其截面至少成为三角形以上的多边形形状的方式进行按压，使其直径减小。
5.如权利要求1所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
分别配置多个所述第一成形模及所述第二成形模。
6.如权利要求2所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
分别配置多个所述第一成形模及所述第二成形模。
7.如权利要求5所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
以交替相对的方式配置多个所述第一成形模及所述第二成形模。
8.如权利要求6所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
以交替相对的方式配置多个所述第一成形模及所述第二成形模。
9.如权利要求3所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
用所述第一成形模及所述第二成形模形成的所述空腔呈现五边形以上的多边形形状。
10.如权利要求4所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
用所述第一成形模及所述第二成形模形成的所述空腔呈现五边形以上的多边形形状。
11.如权利要求9所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
利用所述第一成形模及所述第二成形模形成的所述空腔在所述第一成形模及所述第二成形模进行按压时呈现正五边形以上的正多边形形状，所述超导线材束的所述直径减小后的部分呈现正五边形以上的正多边形形状。
12.如权利要求10所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
利用所述第一成形模及所述第二成形模形成的所述空腔在所述第一成形模及所述第二成形模进行按压时呈现正五边形以上的正多边形形状，所述超导线材束的所述直径减小后的部分呈现正五边形以上的正多边形形状。
13.如权利要求1所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
包括覆盖工序，该覆盖工序在对直径减小后的所述导电性构件的超导线材束的端面、和所述另一导电性构件的超导线材束的端面进行加热使其接合之前，在所述端面覆盖金属膜。
14.如权利要求2所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
包括覆盖工序，该覆盖工序在对直径减小后的所述导电性构件的超导线材束的端面、和所述另一导电性构件的超导线材束的端面进行加热使其接合之前，在所述端面覆盖金属膜。
15.如权利要求13所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
所述金属膜是镀敷膜。
16.如权利要求14所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
所述金属膜是镀敷膜。
17.如权利要求1所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
包括夹设工序，该夹设工序在对直径减小后的所述导电性构件的超导线材束的端面、和所述另一导电性构件的超导线材束的端面进行加热使其接合之前，在其端面间夹设金属片材。
18.如权利要求2所述的超导导体的连接方法，其特征在于，
包括夹设工序，该夹设工序在对直径减小后的所述导电性构件的超导线材束的端面、和所述另一导电性构件的超导线材束的端面进行加热使其接合之前，在其端面间夹设金属片材。
19.一种超导线圈，其特征在于，包括：
第一超导导体及第二超导导体；
第一导电性构件，该第一导电性构件以与第一超导线材束的直径减小后的部分的外周形状形成相同形状、并露出所述第一超导线材束的第一端面的方式来至少覆盖所述第一超导线材束的端部，所述第一超导线材束从所述第一超导导体的导线管端部露出，直径减小为三角形以上的多边形形状；
第二导电性构件，该第二导电性构件以与第二超导线材束的直径减小后的部分的外周形状形成相同形状、并露出所述第二超导线材束的第二端面的方式来至少覆盖所述第二超导线材束的端部，所述第二超导线材束从所述第二超导导体的导线管端部露出，直径减小为与所述第一超导导体相同的多边形形状；以及
中空管，该中空管是在所述第一端面及所述第二端面相接合的状态下、以与所述第一导电性构件的外周部及所述第二导电性构件的外周部相嵌合的方式设置的。
20.如权利要求19所述的超导线圈，其特征在于，
所述第一超导线材束的所述直径减小后的部分及所述第二超导线材束的所述直径减小后的部分、与所述第一导电性构件及所述第二导电性构件都呈现正五边形以上的正多边形形状。
21.如权利要求19所述的超导线圈，其特征在于，
包括至少覆盖所述第一端面及所述第二端面的至少一方的金属膜。
22.如权利要求21所述的超导线圈，其特征在于，
所述金属膜是镀敷膜。
23.如权利要求19所述的超导线圈，其特征在于，
包括夹设于所述第一端面及所述第二端面间的金属片材。
24.如权利要求19所述的超导线圈，其特征在于，
所述第一超导导体及所述第二超导导体的至少一方的包含所述导线管的部分形成有通道孔，该通道孔在所述部分的径向方向的中心部沿长度方向贯通，用于流过制冷剂。
25.如权利要求19所述的超导线圈，其特征在于，
包括冷却装置，该冷却装置对从所述第一超导导体的导线管端部露出的直径减小为多边形形状的所述第一超导线材束、及从所述第二超导导体的导线管端部露出的直径减小为多边形形状的所述第二超导线材束进行冷却。
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