DE3506719A1

DE3506719A1 - Supraleiter

Info

Publication number: DE3506719A1
Application number: DE19853506719
Authority: DE
Inventors: Takeo Akashi Hyogo Kawaguchi; Toshimi Suita Osaka Kawamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1985-08-29
Also published as: JPS60182612A

Description

Supraleiter
Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Supraleiter, bei dem eine Vielzahl von supraleitenden Kabel- bzw. Drahtelementen innerhalb eines rohrartigen Gehäuses angeordnet ist, durch das Helium als Kühlmittel strömt.
In einer Veröffentlichung mit dem Titel Developments in Nb3Sn Forced Flow Conductors for Large Magnets" von P. A.
Sanger et al in "IEEE Transactions on MAGNETICS", Vol. Mag-15, No. 1, January 1979, wird der Aufbau und die Herstellung eines Supraleiters diskutiert, der eine Vielzahl von vielsträhnigen Nb3Sb-Drahtkabeln umfaßt, die zur Druckkühlung von einem rohrartigen Gehäuse aus rostfreiem Stahl umgeben sind. Eine Vielzahl der aus einer großen Anzahl supraleitender Einzeldrähte hergestellter Kabel sind von einem Mantel aus rostfreiem Stahl umgeben, wobei der Mantel längs seiner Kanten unter Ausbildung eines rohrartigen Gehäuses verschweißt ist. Das geschweißte, im wesentlichen runde Gehäuse, das die Kabel enthält bzw. umschließt wird dann durch Rollen so gepreßt, daß es eine rechteckförmige Querschnittsform erhält. Das Gehäuse definiert den Durchgang für ein Kühlmittel um die Drahtkabel herum; es dient ferner dazu, eine elektromagnetische Kraft aufzunehmen, die auf den Supraleiter wirkt.
Die mechanische Festigkeit konventioneller Supraleiter des oben beschriebenen Typs können mit den in letzter Zeit rapide steigenden Dimensionen, kritischen Kräften und elektrischen Strömen nicht mehr schritthalten, da die beschriebene Ummantelung und Pressung des Supraleiters die Verwendung eines ausreichend harten bzw.
festen Materials für das Gehäuse ausschließen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Supraleiter zu schaffen, bei dem die erwähnten Nachteile herkömmlicher Supraleiter vermieden sind. Es ist also insbesondere Aufgabe der Erfindung, einen Supraleiter zu schaffen, der eine ausreichend harte bzw. feste äußere Schale bzw. ein ausreichend festes äußeres Gehäuse aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Supraleiter gelöst, der einen äußeren Mantel bzw. ein äußeres Kühlmittel-Gehäuse für die Aufnahme einer Vielzahl supraleitender Elemente aufweist, die jeweils eine große Anzahl supraleitender Einzeldrähte umfassen. Das Kühlmittel-Gehäuse umfaßt zwei längliche, relativ feste Gehäuseteile, die längs ihrer Seiten jeweils miteinander verschweißt sind unter Ausbildung eines festen rohrartigen Kühlmittel-Gehäuses für supraleitende Elemente.
Die Gehäuseteile können eine Kombination sein bestehend aus einem etwa U-förmigen Profil und einem Flach- bzw. Streifenprofil zum Verschließen der offenen Seite des U-Profils, oder ein Paar von Winkelprofilen, die jeweils einen etwa L-förmigen Querschnitt aufweisen.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Supraleiters anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Supraleiters in perspektivischer Ansicht; und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Supraleiters in perspektivischer Ansicht.
Ein in Fig. 1 dargestellter Supraleiter 10 weist einen äußeren Mantel bzw. ein äußeres Kühlmittel-Gehäuse 12 auf, das eine Vielzahl supraleitender Elemente oder Drahtkabel 14 umschließt. Die supraleitenden Drahtkabel 14 umfassen jeweils eine große Anzahl supraleitender Einzeldrähte, die z. B. aus Nu 3in hergestellt sind. Das Kühlmittel-Gehäuse 12 besteht aus zwei länglichen, relativ festen Gehäuseteilen 16, 18, die z. B. aus rostfreiem Stahl hergestellt sind und längs ihrer Seiten mit einer Schweißnaht 20 miteinander verschweißt sind unter Ausbildung eines festen rohrartigen Kühlmittel-Gehäuses 12 für die supraleitenden Drahtkabel 14. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Kühlmittel-Gehäuse 12 aus zwei Teilen zusammengesetzt, von denen das eine Teil 16 kanalartig mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und das andere Teil 18 als Streifen ausgebildet ist, mit dem die offene Seite des kanalartigen Teils 18 verschließbar ist. Die oberen Längsränder der beiden Schenkel des U-förmigen Profils 16 weisen jeweils eine Stufe 22 auf, die mit den Seitenrändern des Abdeckstreifens 18 korrespondiert. Die Randstufen 22 liegen jeweils an der Innenseite des U-Profils; der Abdeckstreifen 18 wird somit zwischen diesen beiden Randstufen 22 gehalten und längs dieser mit dem U-Profil verschweißt unter Ausbildung eines fluiddichten rohrartigen Gehäuses 12. Innerhalb des Gehäuses 12 werden zwischen den Drahtkabeln 14 Durchgänge 26 ausgebildet, durch die Kühlmittel, wie z. B.
Helium, hindurchströmen kann unter Kühlung der Drahtkabel 14 auf eine kryogene Temperatur.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Supraleiters 40 dargestellt, der ein Kühlmittel-Gehäuse 42 aufweist, das eine Vielzahl supraleitender Drahtkabel 44 entsprechend den Drahtkabeln 14 nach Fig. 1 einschließt.
Das Kühlmittel-Gehäuse 42 besteht aus zwei Gehäuseteilen 46, 48. Diese stellen ein Paar identischer Winkelprofile dar mit jeweils einem im wesentlichen L-förmigen Querschnitt. Es handelt sich um relativ harte bzw. feste Teile. Der kürzere Schenkel des einen Gehäuseteils 46 bzw. 48 weist an seinem randseitigen Ende eine Stufe 50 auf, in die der Rand 52 des längeren Schenkels des jeweils anderen Gehäuseteils 48 bzw. 46 einpaßbar ist. In diesem Bereich erfolgt die Abdichtung durch Schweißnähte 54 unter Ausbildung eines fluiddichten rohrartigen Gehäuses 42.
Eine Vielzahl von Kühlmittel-Durchgängen 56 wird innerhalb des Gehäuses 42 ausgebildet entsprechend den Kühlmittel-Durchgängen 26 nach Fig. 1.
Wie oben ausgeführt worden ist, besteht das Kühlmittel-Gehäuse des nach der Erfindung ausgebildeten Supraleiters aus mindestens zwei länglichen, relativ harten bzw. festen Gehäuseteilen, die längs ihrer aneinanderstoßenden Längsseiten miteinander verschweißt sind unter Ausbildung eines formstabilen bzw. festen rohrartigen Kühlmittelgehäuses zur Aufnahme supraleitender Drahtkabel. Der äußere Mantel bzw. das Kühlmittel-Gehäuse des Supraleiters nach der Erfindung kann daher so fest bzw. formstabil hergestellt werden, daß es gegenüber elektromagnetischen Kräften, die auf den Supraleiter wirken, ausreichend widerstandsfähig ist.
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Claims

Supraleiter f Patentansprüche 1. Supraleiter bestehend aus einer Vielzahl supraleitender Elemente (14; 44) und einem Kühlmittel-Gehäuse (12; 42), innerhalb dem die supraleitenden Elemente (14; 44) angeordnet sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Kühlmittel-Gehäuse (12; 42) aus mindestens zwei länglichen, relativ festen bzw. formstabilen Gehäuseteilen (16, 18; 46, 48) besteht, die längs ihrer aneinandergrenzenden bzw. aneinanderstoßenden Längsseiten miteinander verschweißt sind (Schweißnähte 20 bzw. 54) unter Ausbildung eines relativ festen bzw. formstabilen rohrartigen Kühlmittel-Gehäuses (12; 42) für die Leiterelemente (14; 44).
2. Supraleiter nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Gehäuseteile durch ein kanalartiges Profil (16) mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und ein Flach- bzw.

Streifenprofil (18) zum Verschließen der offenen Seite des kanalartigen Profils gebildet sind.
3. Supraleiter nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Gehäuseteile durch ein Paar von Winkelprofilen (46, 48) gebildet sind, die jeweils einen etwa L-förmigen Querschnitt aufweisen.