JP2000082347A - 超伝導ケーブルの冷却方法 - Google Patents
超伝導ケーブルの冷却方法Info
- Publication number
- JP2000082347A JP2000082347A JP10267267A JP26726798A JP2000082347A JP 2000082347 A JP2000082347 A JP 2000082347A JP 10267267 A JP10267267 A JP 10267267A JP 26726798 A JP26726798 A JP 26726798A JP 2000082347 A JP2000082347 A JP 2000082347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat pipe
- periphery
- cable
- cooling
- covered
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で、施工容易な超伝導ケーブルの冷却方
法を提供する。 【解決手段】 超伝導伝送媒体によって構成されたケー
ブルの周囲を覆うようにヒートパイプを設け、該ヒート
パイプをペルチェ素子を用いた冷却装置によって冷却す
る。
法を提供する。 【解決手段】 超伝導伝送媒体によって構成されたケー
ブルの周囲を覆うようにヒートパイプを設け、該ヒート
パイプをペルチェ素子を用いた冷却装置によって冷却す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超伝導ケーブルの
冷却方法に関するものである。
冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気を送る送電線は、送電線の抵抗によ
る抵抗損が必ず生じる。これをできるだけ小さくするた
め、電圧を超高圧にしたり電気抵抗の小さい金属（純度
の高い銅線）を用いたりしている。
る抵抗損が必ず生じる。これをできるだけ小さくするた
め、電圧を超高圧にしたり電気抵抗の小さい金属（純度
の高い銅線）を用いたりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の送電方
法では、どうしても電気抵抗による電力損失があり大容
量ともなると金額換算しても相当な額になる。このよう
な電気抵抗をなくす方法として、超伝導ケーブルを使用
することが知られている。超伝導ケーブルにおいては、
電気はまったく抵抗なく流れ、そこに抵抗による損失は
ない。
法では、どうしても電気抵抗による電力損失があり大容
量ともなると金額換算しても相当な額になる。このよう
な電気抵抗をなくす方法として、超伝導ケーブルを使用
することが知られている。超伝導ケーブルにおいては、
電気はまったく抵抗なく流れ、そこに抵抗による損失は
ない。
【０００４】しかし、現在ではこの超伝導の性質を常温
で示す物質は知られておらず、ほとんどのものが−２７
０〜−１２０℃にまで冷却した時にのみ超伝導を示すの
である。よって、送電線ケーブルを全線に渡ってこのよ
うな低温まで冷却しなければならない。このような低温
を得るには、通常コスト等の点から液体チッ素が用いら
れるが、これでも相当費用がかかる。また、液体チッ素
を封止する容器や補充用ポンプ等設備費も大きくなり、
現在の電気抵抗による損失以上になりとても現実性はな
い。
で示す物質は知られておらず、ほとんどのものが−２７
０〜−１２０℃にまで冷却した時にのみ超伝導を示すの
である。よって、送電線ケーブルを全線に渡ってこのよ
うな低温まで冷却しなければならない。このような低温
を得るには、通常コスト等の点から液体チッ素が用いら
れるが、これでも相当費用がかかる。また、液体チッ素
を封止する容器や補充用ポンプ等設備費も大きくなり、
現在の電気抵抗による損失以上になりとても現実性はな
い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上のような現状に鑑
み、本発明者は鋭意研究の結果本発明方法を完成させた
ものであり、その特徴とするところは、超伝導伝送媒体
によって構成されたケーブルの周囲を覆うようにヒート
パイプを設け、該ヒートパイプをペルチェ素子を用いた
冷却装置によって冷却する点にある。
み、本発明者は鋭意研究の結果本発明方法を完成させた
ものであり、その特徴とするところは、超伝導伝送媒体
によって構成されたケーブルの周囲を覆うようにヒート
パイプを設け、該ヒートパイプをペルチェ素子を用いた
冷却装置によって冷却する点にある。
【０００６】超伝導伝送媒体とは、超伝導機能を有する
材料であればよく、特に材質を限定するものではない。
勿論、できるだけ高温で超伝導を示すものがよいことは
言うまでもない。最近では研究が進み、−１２０℃程度
でも超伝導を示すものが見出されている。また、今後の
開発によっては−５０℃程度にまで上昇することは間違
いないと思われる。本発明では、このような今後開発さ
れる新材料であってもよく、超伝導機能を有するもので
あればよいのである。
材料であればよく、特に材質を限定するものではない。
勿論、できるだけ高温で超伝導を示すものがよいことは
言うまでもない。最近では研究が進み、−１２０℃程度
でも超伝導を示すものが見出されている。また、今後の
開発によっては−５０℃程度にまで上昇することは間違
いないと思われる。本発明では、このような今後開発さ
れる新材料であってもよく、超伝導機能を有するもので
あればよいのである。
【０００７】ケーブルとは、超伝導伝送媒体からなる送
電線であり、単に超伝導伝送媒体の線状体であっても、
縒り合わせたものでも、またプラスチック等で被覆した
ものでもよい。太さは、抵抗がないため細いもので十分
である。
電線であり、単に超伝導伝送媒体の線状体であっても、
縒り合わせたものでも、またプラスチック等で被覆した
ものでもよい。太さは、抵抗がないため細いもので十分
である。
【０００８】ヒートパイプとは、金属の容器中に作動液
が減圧密封されたもので、封入された液体の蒸発潜熱を
利用して熱の放出を連続的に行なうものである。熱伝導
性は銀の数十から数百倍になるものもある。作動液は、
使用する温度によって選択され、フレオン、アルコー
ル、水等である。容器の金属は特別限定はされないが、
腐食等の観点からステンレスが多い。
が減圧密封されたもので、封入された液体の蒸発潜熱を
利用して熱の放出を連続的に行なうものである。熱伝導
性は銀の数十から数百倍になるものもある。作動液は、
使用する温度によって選択され、フレオン、アルコー
ル、水等である。容器の金属は特別限定はされないが、
腐食等の観点からステンレスが多い。
【０００９】周囲を覆うように設けるとは、ヒートパイ
プ自体を筒状や箱状にし、その中にケーブルを入れると
いう意味である。よって、ケーブルの周囲はヒートパイ
プで覆われることとなる。勿論、このヒートパイプは超
低温であるため、外気等の周囲から断熱する必要があ
る。例えば、ヒートパイプの周囲にポリウレタンを巻
く、岩綿等を巻く、多孔性セメント等を厚く塗布する、
またそれらを複数併用する等である。
プ自体を筒状や箱状にし、その中にケーブルを入れると
いう意味である。よって、ケーブルの周囲はヒートパイ
プで覆われることとなる。勿論、このヒートパイプは超
低温であるため、外気等の周囲から断熱する必要があ
る。例えば、ヒートパイプの周囲にポリウレタンを巻
く、岩綿等を巻く、多孔性セメント等を厚く塗布する、
またそれらを複数併用する等である。
【００１０】しかし、ケーブルが地中に存在すれば、周
囲の土壌温度は直射日光のあたる高架線等と比較して、
その断熱は安価なものですむ。
囲の土壌温度は直射日光のあたる高架線等と比較して、
その断熱は安価なものですむ。
【００１１】ペルチェ素子とは、電流を流すだけで該素
子の両側で温度差が生じるものである。この原理は非常
に古くから知られており、温度を測定する熱電対と逆の
現象である。即ち、温度差があれば電流が流れるもの
と、電流を流すと温度差が生じるものである。この素子
自体は、異種金属を電気的に接続したものや、半導体素
子等があり既に市販されている。本発明においては、こ
の素子自体はどのようなものでもよくペルチェ効果によ
って温度差が生じるものでさえあればよい。
子の両側で温度差が生じるものである。この原理は非常
に古くから知られており、温度を測定する熱電対と逆の
現象である。即ち、温度差があれば電流が流れるもの
と、電流を流すと温度差が生じるものである。この素子
自体は、異種金属を電気的に接続したものや、半導体素
子等があり既に市販されている。本発明においては、こ
の素子自体はどのようなものでもよくペルチェ効果によ
って温度差が生じるものでさえあればよい。
【００１２】このペルチェ素子は、勿論将来より大きな
温度差を生じる素子が開発されれば問題はないのである
が、現在のものでは生じる温度差は精々５０℃程度であ
る。よって、これで超伝導性を示す温度にまで達しない
ことが考えられる。この場合複数のペルチェ素子を直列
に接続してより低温に達するようにする。
温度差を生じる素子が開発されれば問題はないのである
が、現在のものでは生じる温度差は精々５０℃程度であ
る。よって、これで超伝導性を示す温度にまで達しない
ことが考えられる。この場合複数のペルチェ素子を直列
に接続してより低温に達するようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図面に示す実施の形態に従っ
て本発明をより詳細に説明する。図１は、発明方法の実
施を示すケーブル部の断面図である。超伝導伝送媒体１
がプラスチック２で被覆され、その周囲をヒートパイプ
３が覆っている。ヒートパイプ３は、左右からケーブル
本体を覆うように、２つ割れした形状にされている。即
ち、樋型である。勿論、内部には作動液体が減圧封入さ
れている。ヒートパイプ３の周囲にはポリウレタン層４
が設けられ、更にその周囲に断熱密閉塗料５が塗布され
ている。ケーブルはヒートパイプ３に完全に覆われ、超
伝導を示す低温に保たれる。周囲との断熱が十分である
場合、超伝導を示しているため発熱がなく、ヒートパイ
プかかる送電負荷はない。よって、ヒートパイプを冷却
するペルチェ素子に必要な電力も理論的には０である。
そして、電力は無限と送れるのである。
て本発明をより詳細に説明する。図１は、発明方法の実
施を示すケーブル部の断面図である。超伝導伝送媒体１
がプラスチック２で被覆され、その周囲をヒートパイプ
３が覆っている。ヒートパイプ３は、左右からケーブル
本体を覆うように、２つ割れした形状にされている。即
ち、樋型である。勿論、内部には作動液体が減圧封入さ
れている。ヒートパイプ３の周囲にはポリウレタン層４
が設けられ、更にその周囲に断熱密閉塗料５が塗布され
ている。ケーブルはヒートパイプ３に完全に覆われ、超
伝導を示す低温に保たれる。周囲との断熱が十分である
場合、超伝導を示しているため発熱がなく、ヒートパイ
プかかる送電負荷はない。よって、ヒートパイプを冷却
するペルチェ素子に必要な電力も理論的には０である。
そして、電力は無限と送れるのである。
【００１４】実際には断熱が完全ではなく、わずかには
昇温するため常時冷却する冷却装置（ペルチェ素子使
用）６が必要となる。長いケーブル７を冷却するために
は、図２のように所定間隔で複数設置することが望まし
い。これは、ヒートパイプ自体が所定長さのものを多数
用いているためでもある。
昇温するため常時冷却する冷却装置（ペルチェ素子使
用）６が必要となる。長いケーブル７を冷却するために
は、図２のように所定間隔で複数設置することが望まし
い。これは、ヒートパイプ自体が所定長さのものを多数
用いているためでもある。
【００１５】図３は、本発明に使用するペルチェ素子を
用いた冷却装置の１例を示す。ペルチエ素子８、９、１
０を、その高温側１１と低温側１２を直接接続するよう
直列に配置している。この接続は、ヒートパイプ等を介
して間接的に行なってもよい。最初の高温側には熱を逃
がすため多数のフィン１３が設けられている。また、最
後の低温部はケーブルの周囲のヒートパイプに接続され
ている。勿論、これらはフィン１３以外は全体として、
厳重に断熱されている。
用いた冷却装置の１例を示す。ペルチエ素子８、９、１
０を、その高温側１１と低温側１２を直接接続するよう
直列に配置している。この接続は、ヒートパイプ等を介
して間接的に行なってもよい。最初の高温側には熱を逃
がすため多数のフィン１３が設けられている。また、最
後の低温部はケーブルの周囲のヒートパイプに接続され
ている。勿論、これらはフィン１３以外は全体として、
厳重に断熱されている。
【００１６】この例では、最初の高温側が３０℃、低温
側が−２０℃、次の低温側が−７０℃、最後の低温側が
−１２０℃である。よってこの例の超伝導伝送媒体は、
−１２０℃で超伝導を示すものを用いている。このよう
に、ペルチェ素子の数（直列の段数）は、ケーブルが超
伝導を示す温度、その素子が起こしえる温度差によって
決めればよい。
側が−２０℃、次の低温側が−７０℃、最後の低温側が
−１２０℃である。よってこの例の超伝導伝送媒体は、
−１２０℃で超伝導を示すものを用いている。このよう
に、ペルチェ素子の数（直列の段数）は、ケーブルが超
伝導を示す温度、その素子が起こしえる温度差によって
決めればよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明方法によると、以下のような利点
がある。 送電ケーブルが超伝導を示すため、抵抗損がない。 冷却にヒートパイプを用いているため、液体チッ素
等が不要であるためケーブルが軽くてすむ。 コンプレッサー等が不要であるため、冷却装置自体
がコンパクトである。 液体チッ素等を使用する装置に比較して低コストで
製造できる。 電気抵抗による発熱がないため、高度の断熱を行な
えば、ランニングコストも非常に小さい。
がある。 送電ケーブルが超伝導を示すため、抵抗損がない。 冷却にヒートパイプを用いているため、液体チッ素
等が不要であるためケーブルが軽くてすむ。 コンプレッサー等が不要であるため、冷却装置自体
がコンパクトである。 液体チッ素等を使用する装置に比較して低コストで
製造できる。 電気抵抗による発熱がないため、高度の断熱を行な
えば、ランニングコストも非常に小さい。
【図１】本発明方法の実施を示すケーブル部の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明方法を実施する装置の全体を示す概略側
面図である。
面図である。
【図３】本発明に使用するペルチェ素子を用いた冷却装
置の１例を示す断面図である。
置の１例を示す断面図である。
１ 超伝導伝送媒体 ２ プラスチック ３ ヒートパイプ ４ ポリウレタン ５ 断熱密閉塗料 ６ 冷却装置 ７ ケーブル ８、９、１０ ペルチエ素子 １１ 高温側 １２ 低温側 １３ フィン
Claims (1)
- 【請求項１】 超伝導伝送媒体によって構成されたケー
ブルの周囲を覆うようにヒートパイプを設け、該ヒート
パイプをペルチェ素子を用いた冷却装置によって冷却す
ることを特徴とする超伝導ケーブルの冷却方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267267A JP2000082347A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 超伝導ケーブルの冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267267A JP2000082347A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 超伝導ケーブルの冷却方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000082347A true JP2000082347A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17442476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10267267A Pending JP2000082347A (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 超伝導ケーブルの冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000082347A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7748102B2 (en) * | 2003-08-22 | 2010-07-06 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating a conduction-cooled high-temperature superconducting cable |
| DE102016103014A1 (de) * | 2016-02-22 | 2017-08-24 | Vision Electric Super Conductors Gmbh | Stromschiene und Stromschienensystem |
| WO2017144518A1 (de) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Vision Electric Super Conductors Gmbh | Stromschiene und stromschienensystem |
| WO2021103529A1 (zh) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种摄像机 |
-
1998
- 1998-09-04 JP JP10267267A patent/JP2000082347A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7748102B2 (en) * | 2003-08-22 | 2010-07-06 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating a conduction-cooled high-temperature superconducting cable |
| DE102016103014A1 (de) * | 2016-02-22 | 2017-08-24 | Vision Electric Super Conductors Gmbh | Stromschiene und Stromschienensystem |
| WO2017144518A1 (de) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Vision Electric Super Conductors Gmbh | Stromschiene und stromschienensystem |
| DE102016103014B4 (de) | 2016-02-22 | 2018-12-27 | Vision Electric Super Conductors Gmbh | Stromschiene und Stromschienensystem |
| WO2021103529A1 (zh) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种摄像机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2192533C (en) | Terminal for connecting a super-conducting multiphase cable to a room temperature electrical equipment | |
| EP1780733A1 (en) | Superconductive cable line | |
| CN102157247A (zh) | 超导送电电缆的连接部 | |
| KR20070117480A (ko) | 초전도 케이블을 갖는 시스템 | |
| CA2238505A1 (en) | Oil well heater cable | |
| US3522361A (en) | Electrical installation for parallel-connected superconductors | |
| JP2000082347A (ja) | 超伝導ケーブルの冷却方法 | |
| WO2005020245A3 (en) | Conduction cooling of a superconducting cable | |
| JP2895507B2 (ja) | 超電導ケーブル | |
| US5319154A (en) | Method of cooling a current feed for very low temperature electrical equipment and device for implementing it | |
| JPH0432108A (ja) | 超電導ケーブル | |
| US655838A (en) | Method of insulating electric conductors. | |
| JP2024505057A (ja) | 非流体冷却式の電気自動車用急速充電ケーブル | |
| Rasmussen et al. | Design of a termination for a high temperature superconducting power cable | |
| Rasmussen et al. | Optimization of termination for a high-temperature superconducting cable with a room temperature dielectric design | |
| Ohsaki et al. | Thermal and cooling characteristic analysis of a superconducting DC power cable for railway application | |
| JPH0864041A (ja) | 超電導ケーブル | |
| JPS5944559B2 (ja) | 地下埋設低温タンクの冷熱防止方法 | |
| JPS6346983Y2 (ja) | ||
| JPH02109211A (ja) | 超電導ケーブル | |
| JPS6161715B2 (ja) | ||
| JPH0447853Y2 (ja) | ||
| JPH01149311A (ja) | 超電導伝送路 | |
| JPS6070915A (ja) | 電力ケ−ブル接続箱の冷却方法 | |
| KR200380362Y1 (ko) | 중공도체 전선의 병렬 중공을 이용한 전선 냉각장치 |