JP2000197263A - 限流素子用超電導コイル装置 - Google Patents
限流素子用超電導コイル装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 端部での垂直磁界がほとんど発生しない無誘
導超電導コイルを構成することにより、安定に通電でき
交流損失が小さく均一に常電導転移できる限流素子用超
電導コイル装置を得ることである。 【解決手段】 限流素子用超電導コイル装置の超電導線
材をトロイド状に配置して無誘導コイル１を形成する。
これにより、コイル１の磁界を均一に小さくして安定に
通電し、交流損失を低減させると共に均一に常電導転移
が可能となる。
導超電導コイルを構成することにより、安定に通電でき
交流損失が小さく均一に常電導転移できる限流素子用超
電導コイル装置を得ることである。 【解決手段】 限流素子用超電導コイル装置の超電導線
材をトロイド状に配置して無誘導コイル１を形成する。
これにより、コイル１の磁界を均一に小さくして安定に
通電し、交流損失を低減させると共に均一に常電導転移
が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電路におけ
る過電流を抑制する限流器に使用できる限流素子用超電
導コイル装置に関するものである。
る過電流を抑制する限流器に使用できる限流素子用超電
導コイル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平２−２０２３２０号公報
に示された超電導コイル装置による限流器は、電流を制
限以下に抑えるインダクタンスを有しかつ制限値以上の
臨界電流値をもつ超電導限流コイルと、その制限値より
小さく通常電流より大きい臨界電流値をもち並列に接続
された第１の超電導コイルと第２の超電導コイルとが互
いに無誘導に巻かれて成された超電導トリガコイルと、
この超電導トリガコイルに直列に接続された復帰用スイ
ッチとから構成されている。これらのコイルはソレノイ
ド構成であり、クライオ容器内に設置され冷媒中に浸漬
されて運転される。
に示された超電導コイル装置による限流器は、電流を制
限以下に抑えるインダクタンスを有しかつ制限値以上の
臨界電流値をもつ超電導限流コイルと、その制限値より
小さく通常電流より大きい臨界電流値をもち並列に接続
された第１の超電導コイルと第２の超電導コイルとが互
いに無誘導に巻かれて成された超電導トリガコイルと、
この超電導トリガコイルに直列に接続された復帰用スイ
ッチとから構成されている。これらのコイルはソレノイ
ド構成であり、クライオ容器内に設置され冷媒中に浸漬
されて運転される。
【０００３】次に動作について説明する。通常は、通常
電流より大きい臨界電流値を持ち抵抗零で無誘導に巻か
れた超電導トリガコイルを、電流は電圧降下なしで流れ
る。事故で電路電流が過大になると超電導トリガコイル
がクエンチし、抵抗値が増大する。このとき、超電導ト
リガコイルの抵抗値を超電導限流コイルのインピーダン
スより大きくなるように設定しておけば、超電導トリガ
コイルに流れていた電流は超電導限流コイルに転流し、
短絡電流は超電導限流コイルのインピーダンスによって
決定される値に限流される。
電流より大きい臨界電流値を持ち抵抗零で無誘導に巻か
れた超電導トリガコイルを、電流は電圧降下なしで流れ
る。事故で電路電流が過大になると超電導トリガコイル
がクエンチし、抵抗値が増大する。このとき、超電導ト
リガコイルの抵抗値を超電導限流コイルのインピーダン
スより大きくなるように設定しておけば、超電導トリガ
コイルに流れていた電流は超電導限流コイルに転流し、
短絡電流は超電導限流コイルのインピーダンスによって
決定される値に限流される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たソレノイドコイル構成では、コイル端部で線材に垂直
磁界がかかるため、均一に常電導転移せずにコイルが劣
化するなどの問題点があった。特に、垂直磁界に対し性
能劣化の著しいという異方性をもつ酸化物超電導テープ
導体等の線材を用いる場合には、安定に通電できず大き
な交流損失が発生するなどの問題点があった。
たソレノイドコイル構成では、コイル端部で線材に垂直
磁界がかかるため、均一に常電導転移せずにコイルが劣
化するなどの問題点があった。特に、垂直磁界に対し性
能劣化の著しいという異方性をもつ酸化物超電導テープ
導体等の線材を用いる場合には、安定に通電できず大き
な交流損失が発生するなどの問題点があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、端部での垂直磁
界がほとんど発生しない無誘導超電導コイルを構成する
ことにより、安定に通電でき交流損失が小さく均一に常
電導転移できる限流素子用超電導コイル装置を得ること
である。
界がほとんど発生しない無誘導超電導コイルを構成する
ことにより、安定に通電でき交流損失が小さく均一に常
電導転移できる限流素子用超電導コイル装置を得ること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
限流素子用超電導コイル装置は、超電導線材を巻回した
無誘導コイルをクライオ容器内に収容し、超電導線材を
トロイド状に配置したことを特徴とする。
限流素子用超電導コイル装置は、超電導線材を巻回した
無誘導コイルをクライオ容器内に収容し、超電導線材を
トロイド状に配置したことを特徴とする。
【０００７】請求項１の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、超電導線材をトロイド状に配置して無
誘導コイルとすることにより、コイルの磁界を均一に小
さくして安定に通電し、交流損失を低減させると共に均
一に常電導転移が可能となる。
コイル装置では、超電導線材をトロイド状に配置して無
誘導コイルとすることにより、コイルの磁界を均一に小
さくして安定に通電し、交流損失を低減させると共に均
一に常電導転移が可能となる。
【０００８】請求項２の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項１の発明において、複数の超電導
線材が同心に螺旋状に巻かれ、各線材に通電される電流
の向きが交互に逆向きであることを特徴とする。
コイル装置は、請求項１の発明において、複数の超電導
線材が同心に螺旋状に巻かれ、各線材に通電される電流
の向きが交互に逆向きであることを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、同心に
螺旋状に巻かれと複数の超電導線材に、電流の向きが交
互に逆向きの電流を通電するので、さらにインピーダン
スを低減できる。
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、同心に
螺旋状に巻かれと複数の超電導線材に、電流の向きが交
互に逆向きの電流を通電するので、さらにインピーダン
スを低減できる。
【００１０】請求項３の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項１の発明において、複数の超電導
線材が同心に交互に逆向きに螺旋状に巻かれ、各線材に
通電される電流の向き同じ向きであることを特徴とす
る。
コイル装置は、請求項１の発明において、複数の超電導
線材が同心に交互に逆向きに螺旋状に巻かれ、各線材に
通電される電流の向き同じ向きであることを特徴とす
る。
【００１１】請求項３の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、同心に
交互に逆向きに螺旋状に巻かれた複数の超電導線材に、
電流の向きが同じ電流を通電するので、さらにインピー
ダンスを低減できる。
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、同心に
交互に逆向きに螺旋状に巻かれた複数の超電導線材に、
電流の向きが同じ電流を通電するので、さらにインピー
ダンスを低減できる。
【００１２】請求項４の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項２または請求項３の発明におい
て、前記超電導線材は２本以上で同じ長さであることを
特徴とする。
コイル装置は、請求項２または請求項３の発明におい
て、前記超電導線材は２本以上で同じ長さであることを
特徴とする。
【００１３】請求項４の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、請求項２または請求項３の発明の作用
に加え、超電導線材が２本以上であるので、通常時のイ
ンピーダンスを低減できると共に偏流を防止できる。
コイル装置では、請求項２または請求項３の発明の作用
に加え、超電導線材が２本以上であるので、通常時のイ
ンピーダンスを低減できると共に偏流を防止できる。
【００１４】請求項５の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項１の発明において、複数のユニッ
トコイルが実質的に等間隔で配置されたことを特徴とす
る。
コイル装置は、請求項１の発明において、複数のユニッ
トコイルが実質的に等間隔で配置されたことを特徴とす
る。
【００１５】請求項５の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、同一で
複数のユニットコイルを等間隔でおくことで巻線が容易
に構成でき、ユニット化できるので、劣化がおきた場合
に劣化した部分のみの取り替えが容易となる。
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、同一で
複数のユニットコイルを等間隔でおくことで巻線が容易
に構成でき、ユニット化できるので、劣化がおきた場合
に劣化した部分のみの取り替えが容易となる。
【００１６】請求項６の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項１の発明において、複数のユニッ
トコイルが間隔をあけて配置されたことを特徴とする。
コイル装置は、請求項１の発明において、複数のユニッ
トコイルが間隔をあけて配置されたことを特徴とする。
【００１７】請求項６の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、複数の
ユニットコイルをある間隔でおくことで巻線が容易に構
成でき、ユニット化できるので、劣化がおきた場合に劣
化した部分のみの取り替えが容易となる。
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、複数の
ユニットコイルをある間隔でおくことで巻線が容易に構
成でき、ユニット化できるので、劣化がおきた場合に劣
化した部分のみの取り替えが容易となる。
【００１８】請求項７の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項１の発明において、磁界を印加す
るための磁界印加コイルを具備することを特徴とする。
コイル装置は、請求項１の発明において、磁界を印加す
るための磁界印加コイルを具備することを特徴とする。
【００１９】請求項７の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、抵抗発
生後に強制的に磁界をかけることで、抵抗転移を促進し
線材の劣化を防止する。
コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、抵抗発
生後に強制的に磁界をかけることで、抵抗転移を促進し
線材の劣化を防止する。
【００２０】請求項８の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項５の発明において、前記ユニット
コイルが、一層おきに逆向きの電流を流してコイル中心
に発生する磁界をゼロにするように構成している２層以
上の偶数層のソレノイドコイルで構成していることを特
徴とする。
コイル装置は、請求項５の発明において、前記ユニット
コイルが、一層おきに逆向きの電流を流してコイル中心
に発生する磁界をゼロにするように構成している２層以
上の偶数層のソレノイドコイルで構成していることを特
徴とする。
【００２１】請求項８の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、二層以
上のソレノイドコイルの一層おきに逆向きに電流を流し
てコイル中心に発生する磁界をゼロにするので、巻き易
く絶縁構成が容易に得られ通常のインピーダンスをより
低減できる。
コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、二層以
上のソレノイドコイルの一層おきに逆向きに電流を流し
てコイル中心に発生する磁界をゼロにするので、巻き易
く絶縁構成が容易に得られ通常のインピーダンスをより
低減できる。
【００２２】請求項９の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項５の発明において、前記ユニット
コイルが、隣り合う複数の同心のコイルに交互に逆向き
の電流が流れるように構成したパンケーキコイルを一段
または複数段積層して構成されることを特徴とする。
コイル装置は、請求項５の発明において、前記ユニット
コイルが、隣り合う複数の同心のコイルに交互に逆向き
の電流が流れるように構成したパンケーキコイルを一段
または複数段積層して構成されることを特徴とする。
【００２３】請求項９の発明に係わる限流素子用超電導
コイル装置は、請求項５の発明の作用に加え、パンケー
キコイルを一段または複数段積層して形成されたユニッ
トコイルの隣り合う複数の同心のコイルに交互に逆向き
の電流を流す構成であるので、コイルを構成し易い。
コイル装置は、請求項５の発明の作用に加え、パンケー
キコイルを一段または複数段積層して形成されたユニッ
トコイルの隣り合う複数の同心のコイルに交互に逆向き
の電流を流す構成であるので、コイルを構成し易い。
【００２４】請求項１０の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項５の発明において、前記同心の
コイルが３個以上であることを特徴とする。
導コイル装置は、請求項５の発明において、前記同心の
コイルが３個以上であることを特徴とする。
【００２５】請求項１０の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、同心
のコイルが３個以上であるので、よりインピーダンスを
低減できる。
導コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、同心
のコイルが３個以上であるので、よりインピーダンスを
低減できる。
【００２６】請求項１１の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項５の発明において、前記ユニッ
トコイルが超電導線材を２条以上でかつ偶数条にバイフ
ァイラー巻きしたパンケーキコイルを一段または複数段
積層してなることを特徴とする。
導コイル装置は、請求項５の発明において、前記ユニッ
トコイルが超電導線材を２条以上でかつ偶数条にバイフ
ァイラー巻きしたパンケーキコイルを一段または複数段
積層してなることを特徴とする。
【００２７】請求項１１の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、超電
導線材を２条以上でかつ偶数条にバイファイラー巻きし
たパンケーキコイルを一段または複数段積層してユニッ
トコイルを構成しているので、線材にねじれる力をかけ
ることがなく、通常のインピーダンスを非常に低減でき
る。
導コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、超電
導線材を２条以上でかつ偶数条にバイファイラー巻きし
たパンケーキコイルを一段または複数段積層してユニッ
トコイルを構成しているので、線材にねじれる力をかけ
ることがなく、通常のインピーダンスを非常に低減でき
る。
【００２８】請求項１２の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項１の発明において、隣り合う超
電導線材間に冷却手段を設けたことを特徴とする。
導コイル装置は、請求項１の発明において、隣り合う超
電導線材間に冷却手段を設けたことを特徴とする。
【００２９】請求項１２の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、隣り
合う超電導線材間設けられた冷却手段により、発熱を冷
却できると共に、絶縁距離を考慮して冷却溝の幅を決定
すれば絶縁もかねられる。
導コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、隣り
合う超電導線材間設けられた冷却手段により、発熱を冷
却できると共に、絶縁距離を考慮して冷却溝の幅を決定
すれば絶縁もかねられる。
【００３０】請求項１３の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項８の発明において、前記ソレノ
イドコイルが、熱膨張率が超電導線材のそれ以下である
絶縁物の巻枠で構成されていて、その巻枠に超電導線材
巾以上の角型溝が螺旋状に彫られており、その溝にそっ
て超電導線材を巻き回してなることを特徴とする。
導コイル装置は、請求項８の発明において、前記ソレノ
イドコイルが、熱膨張率が超電導線材のそれ以下である
絶縁物の巻枠で構成されていて、その巻枠に超電導線材
巾以上の角型溝が螺旋状に彫られており、その溝にそっ
て超電導線材を巻き回してなることを特徴とする。
【００３１】請求項１３の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項８の発明の作用に加え、超電
導線の動きを抑え、超電導線同士の接触による絶縁破壊
による性能劣化から線材を保護できる。
導コイル装置では、請求項８の発明の作用に加え、超電
導線の動きを抑え、超電導線同士の接触による絶縁破壊
による性能劣化から線材を保護できる。
【００３２】請求項１４の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項１の発明において、前記超電導
線材と補強材を同時に巻回して構成されることを特徴と
する。
導コイル装置は、請求項１の発明において、前記超電導
線材と補強材を同時に巻回して構成されることを特徴と
する。
【００３３】請求項１４の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、超電
導線材と補強材を同時に巻き回すので、電磁力による性
能劣化から線材を保護できる。
導コイル装置では、請求項１の発明の作用に加え、超電
導線材と補強材を同時に巻き回すので、電磁力による性
能劣化から線材を保護できる。
【００３４】請求項１５の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項１または請求項１４の発明にお
いて、前記超電導線材と絶縁材を同時に巻回して構成さ
れることを特徴とする。
導コイル装置は、請求項１または請求項１４の発明にお
いて、前記超電導線材と絶縁材を同時に巻回して構成さ
れることを特徴とする。
【００３５】請求項１５の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項１または請求項１４の発明の
作用に加え、絶縁破壊による性能劣化から線材を保護で
きると共に、補強材を同時に巻き回すので絶縁破壊によ
る性能劣化から線材を保護できる。
導コイル装置では、請求項１または請求項１４の発明の
作用に加え、絶縁破壊による性能劣化から線材を保護で
きると共に、補強材を同時に巻き回すので絶縁破壊によ
る性能劣化から線材を保護できる。
【００３６】請求項１６の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項１または請求項１４の発明にお
いて、超電導線材に対し絶縁材を長さ方向にある間隔で
設置させて構成したことを特徴とする。
導コイル装置は、請求項１または請求項１４の発明にお
いて、超電導線材に対し絶縁材を長さ方向にある間隔で
設置させて構成したことを特徴とする。
【００３７】請求項１６の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項１または請求項１４の発明の
作用に加え、空間が形成されるので冷却の効果があり、
補強材を同時に巻回するので電磁力に対して超電導線を
劣化させない。
導コイル装置では、請求項１または請求項１４の発明の
作用に加え、空間が形成されるので冷却の効果があり、
補強材を同時に巻回するので電磁力に対して超電導線を
劣化させない。
【００３８】請求項１７の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項１または請求項１４の発明にお
いて、前記補強材が波状加工されたテープで構成される
ことを特徴とする。
導コイル装置は、請求項１または請求項１４の発明にお
いて、前記補強材が波状加工されたテープで構成される
ことを特徴とする。
【００３９】請求項１７の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項１または請求項１４の発明の
作用に加え、補強材が波状加工されたテープであるの
で、電磁力保持、冷却効果、絶縁対策を一度に得られ
る。
導コイル装置では、請求項１または請求項１４の発明の
作用に加え、補強材が波状加工されたテープであるの
で、電磁力保持、冷却効果、絶縁対策を一度に得られ
る。
【００４０】請求項１８の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項１２の発明において、少なくと
も片面が凹凸をもって構成されている超電導線材を巻回
すことを特徴とする。
導コイル装置は、請求項１２の発明において、少なくと
も片面が凹凸をもって構成されている超電導線材を巻回
すことを特徴とする。
【００４１】請求項１８の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項１２の発明の作用に加え、少
なくとも片面が凹凸をもって構成されている超電導線材
を巻回すので、特に他のものを介在させることなく冷却
効果および絶縁距離が得られる。
導コイル装置では、請求項１２の発明の作用に加え、少
なくとも片面が凹凸をもって構成されている超電導線材
を巻回すので、特に他のものを介在させることなく冷却
効果および絶縁距離が得られる。
【００４２】請求項１９の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項１２の発明において、網目状に
構成されている超電導線材を巻回すことを特徴とする。
導コイル装置は、請求項１２の発明において、網目状に
構成されている超電導線材を巻回すことを特徴とする。
【００４３】請求項１９の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項１２の発明の作用に加え、網
目状に構成されている超電導線材を巻回すことにより、
他のものを介在させることなく冷却効果および絶縁距離
が得られる。
導コイル装置では、請求項１２の発明の作用に加え、網
目状に構成されている超電導線材を巻回すことにより、
他のものを介在させることなく冷却効果および絶縁距離
が得られる。
【００４４】請求項２０の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、前記ユニットコイルが、絶縁物
でできた板にレコードの溝状の溝を形成し、その溝に超
電導線材を入れて構成することを特徴とする。
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、前記ユニットコイルが、絶縁物
でできた板にレコードの溝状の溝を形成し、その溝に超
電導線材を入れて構成することを特徴とする。
【００４５】請求項２０の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項９または請求項１０または請
求項１１の発明の作用に加え、ユニットコイルは絶縁物
でできた円板のディスク型の溝に超電導線材を入れて構
成するので、電磁力保持、冷却効果、絶縁効果を一度に
得られる。
導コイル装置では、請求項９または請求項１０または請
求項１１の発明の作用に加え、ユニットコイルは絶縁物
でできた円板のディスク型の溝に超電導線材を入れて構
成するので、電磁力保持、冷却効果、絶縁効果を一度に
得られる。
【００４６】請求項２１の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、前記ユニットコイルが、絶縁物
でできた板にレコードの溝状の溝を形成し、その溝に超
電導線材より幅の広い絶縁物製のスペーサを入れ、その
スペーサの上に超電導線材を載せて巻くことを特徴とす
る。
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、前記ユニットコイルが、絶縁物
でできた板にレコードの溝状の溝を形成し、その溝に超
電導線材より幅の広い絶縁物製のスペーサを入れ、その
スペーサの上に超電導線材を載せて巻くことを特徴とす
る。
【００４７】請求項２１の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明の作用に加え、絶縁物でできた円板のディ
スク型の溝に超電導線材より幅の広い絶縁物製のスペー
サを入れ、そのスペーサの上に超電導線材を載せて巻く
ので、線材にねじりをかけて劣化させることなく、電磁
力保持、冷却効果、絶縁効果を得られる。
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明の作用に加え、絶縁物でできた円板のディ
スク型の溝に超電導線材より幅の広い絶縁物製のスペー
サを入れ、そのスペーサの上に超電導線材を載せて巻く
ので、線材にねじりをかけて劣化させることなく、電磁
力保持、冷却効果、絶縁効果を得られる。
【００４８】請求項２２の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、ユニットコイル周囲に共通接続
部材を配置し、共通接続部材に各パンケーキコイルから
の端子を電気的に接続することを特徴とする。
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、ユニットコイル周囲に共通接続
部材を配置し、共通接続部材に各パンケーキコイルから
の端子を電気的に接続することを特徴とする。
【００４９】請求項２２の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項９または請求項１０または請
求項１１の発明の作用に加え、ユニットコイル周囲に共
通接続部材を配置し、共通接続部材に各パンケーキコイ
ルからの端子を電気的に接続するので、構成を簡単にで
きる。
導コイル装置では、請求項９または請求項１０または請
求項１１の発明の作用に加え、ユニットコイル周囲に共
通接続部材を配置し、共通接続部材に各パンケーキコイ
ルからの端子を電気的に接続するので、構成を簡単にで
きる。
【００５０】請求項２３の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、無誘導コイル周囲に環状の二本
の共通接続部材を配置し、共通接続部材に各ユニットコ
イルからの端子を電気的に接続することを特徴とする。
導コイル装置は、請求項９または請求項１０または請求
項１１の発明において、無誘導コイル周囲に環状の二本
の共通接続部材を配置し、共通接続部材に各ユニットコ
イルからの端子を電気的に接続することを特徴とする。
【００５１】請求項２３の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項９または請求項１０または請
求項１１の発明の作用に加え、無誘導コイル周囲に環状
の二本の共通接続部材を配置し、共通接続部材に各ユニ
ットコイルからの端子を電気的に接続するので、構成を
簡単にできる。
導コイル装置では、請求項９または請求項１０または請
求項１１の発明の作用に加え、無誘導コイル周囲に環状
の二本の共通接続部材を配置し、共通接続部材に各ユニ
ットコイルからの端子を電気的に接続するので、構成を
簡単にできる。
【００５２】請求項２４の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項２２または請求項２３の発明に
おいて、前記共通接続部材を酸化物超電導体で構成した
ことを特徴とする。
導コイル装置は、請求項２２または請求項２３の発明に
おいて、前記共通接続部材を酸化物超電導体で構成した
ことを特徴とする。
【００５３】請求項２４の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項２２または請求項２３の発明
の作用に加え、共通接続部材を酸化物超電導体で構成し
たので、接続部で発生する損失を低減できる。
導コイル装置では、請求項２２または請求項２３の発明
の作用に加え、共通接続部材を酸化物超電導体で構成し
たので、接続部で発生する損失を低減できる。
【００５４】請求項２５の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項５の発明において、前記複数の
ユニットコイルを各々独立のクライオ容器に納めること
を特徴とする。
導コイル装置は、請求項５の発明において、前記複数の
ユニットコイルを各々独立のクライオ容器に納めること
を特徴とする。
【００５５】請求項２５の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、複数
のユニットコイルを各々独立のクライオ容器に納めるの
で、構成を簡単にしメンテナンスを容易にできる。
導コイル装置では、請求項５の発明の作用に加え、複数
のユニットコイルを各々独立のクライオ容器に納めるの
で、構成を簡単にしメンテナンスを容易にできる。
【００５６】請求項２６の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項５の発明において、三相の複数
のユニットコイルを同じ順でトロイド状に配置すること
を特徴とする。
導コイル装置は、請求項５の発明において、三相の複数
のユニットコイルを同じ順でトロイド状に配置すること
を特徴とする。
【００５７】請求項２６の発明に係わる限流素子用超電
導コイル装置は、請求項５の発明の作用に加え、三相の
複数のユニットコイルを同じ順でトロイド状に配置する
ので、装置としてコンパクトにできる。
導コイル装置は、請求項５の発明の作用に加え、三相の
複数のユニットコイルを同じ順でトロイド状に配置する
ので、装置としてコンパクトにできる。
【００５８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる限流素
子用超電導コイル装置におけるコイル構成の説明図であ
る。
する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる限流素
子用超電導コイル装置におけるコイル構成の説明図であ
る。
【００５９】図１に示すようにコイル１はトロイド状に
形成されている。図２は、図１のトロイド状コイルのコ
イル方向での断面図である。４本の超電導線材が設けら
れており、各々の超電導線は２枚の同じ長さの超電導線
材である超電導テープ２ａ、２ｂを重ねて形成されてい
る。そして、絶縁材３および補強材４を介してそれぞれ
の超電導線は結合されている。
形成されている。図２は、図１のトロイド状コイルのコ
イル方向での断面図である。４本の超電導線材が設けら
れており、各々の超電導線は２枚の同じ長さの超電導線
材である超電導テープ２ａ、２ｂを重ねて形成されてい
る。そして、絶縁材３および補強材４を介してそれぞれ
の超電導線は結合されている。
【００６０】図３は、超電導線テープ２の一例として、
３ｍｍ幅、０．３ｍｍ厚のＡｇシースの（Ｂｉ，Ｐｂ）
２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｂｉ２２２３）酸化物超電
導テープの臨界電流密度Ｊｃの磁界依存性を示した特性
図である。Ｂｉ２２２３酸化物超電導テープでは、テー
プ面に垂直方向に磁界をかけた場合の臨界電流密度Ｊｃ
の劣化が著しい。そこで、この方向に磁界がかからない
ように超電導テープを配置すればさらに効果が望まれ
る。
３ｍｍ幅、０．３ｍｍ厚のＡｇシースの（Ｂｉ，Ｐｂ）
２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｂｉ２２２３）酸化物超電
導テープの臨界電流密度Ｊｃの磁界依存性を示した特性
図である。Ｂｉ２２２３酸化物超電導テープでは、テー
プ面に垂直方向に磁界をかけた場合の臨界電流密度Ｊｃ
の劣化が著しい。そこで、この方向に磁界がかからない
ように超電導テープを配置すればさらに効果が望まれ
る。
【００６１】すなわち、この第１の実施の形態では、図
３の特性を持つＢｉ２２２３酸化物超電導テープ２ａ、
２ｂを２枚重ねたものを超電導線材とし、図１のよう
に、その超電導テープ面に垂直に磁界がかからないよう
に配置している。これにより無誘導コイルを得るように
している。
３の特性を持つＢｉ２２２３酸化物超電導テープ２ａ、
２ｂを２枚重ねたものを超電導線材とし、図１のよう
に、その超電導テープ面に垂直に磁界がかからないよう
に配置している。これにより無誘導コイルを得るように
している。
【００６２】図２に示すように、４本の超電導線材は正
の方向に電気を流す線材の長さと、負の方向に電気を流
す線材の長さとが等しくなるように配置する。各線材に
２００Ｍｐａ以上の引張り強度をもつ波状の補強材４を
同時に巻き回して電磁力により線材が引張られ性能が劣
化することに対し保護を行う。
の方向に電気を流す線材の長さと、負の方向に電気を流
す線材の長さとが等しくなるように配置する。各線材に
２００Ｍｐａ以上の引張り強度をもつ波状の補強材４を
同時に巻き回して電磁力により線材が引張られ性能が劣
化することに対し保護を行う。
【００６３】補強材４には比誘電率が液体窒素の値に近
いものを用いる。補強材４と線材との間には、絶縁紙、
ＦＲＰ板、カプトンテープなどの絶縁材３を同時に巻き
回して絶縁をとる。線材がホルムアール等の絶縁材３で
被覆されている場合、または補強材４が絶縁材３で構成
されているか被覆されている場合には、この絶縁材３は
不要である。ここで、絶縁材３とは室温での体積抵抗率
が１０７Ω・ｍ以上のものをさす。
いものを用いる。補強材４と線材との間には、絶縁紙、
ＦＲＰ板、カプトンテープなどの絶縁材３を同時に巻き
回して絶縁をとる。線材がホルムアール等の絶縁材３で
被覆されている場合、または補強材４が絶縁材３で構成
されているか被覆されている場合には、この絶縁材３は
不要である。ここで、絶縁材３とは室温での体積抵抗率
が１０７Ω・ｍ以上のものをさす。
【００６４】この第１の実施の形態により、限流素子用
として６．６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製
作したところ、通常は負荷率８０％まで交流５０Ｈｚで
安定に通電でき、損失は１２０Ｗと小さく、事故時には
均一に抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良
好な限流器としての性能が得られた。
として６．６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製
作したところ、通常は負荷率８０％まで交流５０Ｈｚで
安定に通電でき、損失は１２０Ｗと小さく、事故時には
均一に抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良
好な限流器としての性能が得られた。
【００６５】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図４は本発明の第２の実施の形態に係わる限流素子
用超電導コイル装置の説明図である。
る。図４は本発明の第２の実施の形態に係わる限流素子
用超電導コイル装置の説明図である。
【００６６】図４に示すように、２種類のユニットコイ
ル５ａ、５ｂを用意し、これらを交互に一定の間隔を保
って等間隔に配置し、共通接続部材６ａ、６ｂで接続し
て構成される。２種類のユニットコイル５ａ、５ｂにつ
いては後述する。電流は電極７ａから入りユニットコイ
ル５ａを通り、共通接続部材６ａを経由してユニットコ
イル５ｂを通り、共通接続部材６ｂを経由して隣のユニ
ットコイル５ａを通るという経緯を繰り返し、電極７ｂ
から出ていく。
ル５ａ、５ｂを用意し、これらを交互に一定の間隔を保
って等間隔に配置し、共通接続部材６ａ、６ｂで接続し
て構成される。２種類のユニットコイル５ａ、５ｂにつ
いては後述する。電流は電極７ａから入りユニットコイ
ル５ａを通り、共通接続部材６ａを経由してユニットコ
イル５ｂを通り、共通接続部材６ｂを経由して隣のユニ
ットコイル５ａを通るという経緯を繰り返し、電極７ｂ
から出ていく。
【００６７】図５はユニットコイル５の説明図であり、
図５（ａ）はユニットコイル５の特性概念の説明図、図
５（ｂ）はユニットコイル５の巻き方の説明図、図５
（ｃ）はユニットコイル５の超電導線材の説明図であ
る。
図５（ａ）はユニットコイル５の特性概念の説明図、図
５（ｂ）はユニットコイル５の巻き方の説明図、図５
（ｃ）はユニットコイル５の超電導線材の説明図であ
る。
【００６８】図５（ａ）に示すように、ユニットコイル
５は３つの構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃからなるパンケ
ーキコイルを積層して構成している。すなわち、複数の
超電導線材が同心に螺旋状に巻かれ、各線材に通電され
る電流の向きが交互に逆向きになるように形成される。
各構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃを通過する磁束の和が零
となるようにターン数および面積を決定する。これによ
り、無誘導コイルを形成するようにしている。
５は３つの構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃからなるパンケ
ーキコイルを積層して構成している。すなわち、複数の
超電導線材が同心に螺旋状に巻かれ、各線材に通電され
る電流の向きが交互に逆向きになるように形成される。
各構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃを通過する磁束の和が零
となるようにターン数および面積を決定する。これによ
り、無誘導コイルを形成するようにしている。
【００６９】たとえば、３つのコイルが構成コイル８
ａ、構成コイル８ｂ、構成コイル８ｃの順に配置され、
構成コイル８ａ、８ｃは正方向に電流が流れ、構成コイ
ル８ｂには逆向きの電流を流すとして、各構成コイル８
ａ、８ｂ、８ｃの断面積をＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、ターン数
をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃとした場合、以下の式が成立するよ
うに、各断面積Ｓおよびターン数Ｎを決定する。
ａ、構成コイル８ｂ、構成コイル８ｃの順に配置され、
構成コイル８ａ、８ｃは正方向に電流が流れ、構成コイ
ル８ｂには逆向きの電流を流すとして、各構成コイル８
ａ、８ｂ、８ｃの断面積をＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、ターン数
をＮａ、Ｎｂ、Ｎｃとした場合、以下の式が成立するよ
うに、各断面積Ｓおよびターン数Ｎを決定する。
【００７０】Ｎａ・Ｓａ＋Ｎｃ・Ｓｃ＝Ｎｂ・Ｓｂここ
で、最小構成コイル８ａの内直径は、超電導線材の曲げ
ひずみによるＩｃ劣化が曲げがない場合と比較して１０
％以内に抑えられるような値以上の径に設定する。
で、最小構成コイル８ａの内直径は、超電導線材の曲げ
ひずみによるＩｃ劣化が曲げがない場合と比較して１０
％以内に抑えられるような値以上の径に設定する。
【００７１】図６にその一例として、超電導線材がＡｇ
／Ｂｉ２２２３テープである場合のＩｃと曲げ歪みとの
関係を示す。この図６によるとＡｇ／Ｂｉ２２２３テー
プを使用する場合、Ｉｃ劣化１０％以内を満たすには、
曲げ歪みは０．２５％未満である必要がある。
／Ｂｉ２２２３テープである場合のＩｃと曲げ歪みとの
関係を示す。この図６によるとＡｇ／Ｂｉ２２２３テー
プを使用する場合、Ｉｃ劣化１０％以内を満たすには、
曲げ歪みは０．２５％未満である必要がある。
【００７２】次に、ユニットコイル５の具体的な巻き方
について図５（ｂ）を参照して説明する。ユニットコイ
ル５には２種類あり、一つは図５（ｂ）に示すように、
構成コイル８ａとコイル８ｃが右巻きで、構成コイル８
ｂが左巻である場合である。これら構成コイル８ａ、８
ｂ、８ｃを、断面がコ字型接続部材９を用いて直列接続
する。このようにして形成されたシングルパンケーキコ
イルがユニットコイル５ａである。
について図５（ｂ）を参照して説明する。ユニットコイ
ル５には２種類あり、一つは図５（ｂ）に示すように、
構成コイル８ａとコイル８ｃが右巻きで、構成コイル８
ｂが左巻である場合である。これら構成コイル８ａ、８
ｂ、８ｃを、断面がコ字型接続部材９を用いて直列接続
する。このようにして形成されたシングルパンケーキコ
イルがユニットコイル５ａである。
【００７３】一方、もう一つは、構成コイル８ａと構成
コイル８ｃが左巻きで、構成コイル８ｂが右巻である場
合である。これら構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃを、断面
がコ字型接続部材９を用いて直列接続する。このように
して形成されたシングルパンケーキコイルがユニットコ
イル５ｂである。
コイル８ｃが左巻きで、構成コイル８ｂが右巻である場
合である。これら構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃを、断面
がコ字型接続部材９を用いて直列接続する。このように
して形成されたシングルパンケーキコイルがユニットコ
イル５ｂである。
【００７４】そして、ユニットコイル５ａ、５ｂをそれ
ぞれ６個ずつ用意し、共通接続部材６ａ、６ｂにより電
気的に接続する。つまり、これら２種類のユニットコイ
ル５ａ、５ｂを図４に示すように交互に配置し、ユニッ
トコイル５ａとユニットコイル５ｂは共通接続部材６
ａ、６ｂで順次電気的に接続し、一周させることで直列
接続を得る。
ぞれ６個ずつ用意し、共通接続部材６ａ、６ｂにより電
気的に接続する。つまり、これら２種類のユニットコイ
ル５ａ、５ｂを図４に示すように交互に配置し、ユニッ
トコイル５ａとユニットコイル５ｂは共通接続部材６
ａ、６ｂで順次電気的に接続し、一周させることで直列
接続を得る。
【００７５】また、構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃを製作
する際は、図５（ｃ）に示すように超電導テープ２と絶
縁材３と波状の補強材４とを共に巻き回す。ここで、超
電導線テープ２または波状の補強材４が絶縁物により被
覆されている場合、または波状の補強材４が絶縁物で構
成されている場合には絶縁材３は不要となる。このよう
にして、３つの構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃからなるパ
ンケーキコイルを積層してユニットコイルとしている。
する際は、図５（ｃ）に示すように超電導テープ２と絶
縁材３と波状の補強材４とを共に巻き回す。ここで、超
電導線テープ２または波状の補強材４が絶縁物により被
覆されている場合、または波状の補強材４が絶縁物で構
成されている場合には絶縁材３は不要となる。このよう
にして、３つの構成コイル８ａ、８ｂ、８ｃからなるパ
ンケーキコイルを積層してユニットコイルとしている。
【００７６】この第２の実施の形態では、性能に異方性
のあるＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏ ｙ（Ｂｉ２２１２）
のＡｇシーステープ（３．８ｍｍ幅、０．２５ｍｍ厚）
を３枚重ねたものを超電導線材とし、より性能劣化する
テープ面に垂直な磁界がかからないように線材を配置し
ている。
のあるＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ１Ｃｕ２Ｏ ｙ（Ｂｉ２２１２）
のＡｇシーステープ（３．８ｍｍ幅、０．２５ｍｍ厚）
を３枚重ねたものを超電導線材とし、より性能劣化する
テープ面に垂直な磁界がかからないように線材を配置し
ている。
【００７７】また、共通接続部材６やコ字型接続部材９
は銅または銅合金製のものを用いるが、さらに低損失が
要求される場合は、臨界温度が７７Ｋ以上の超電導体の
バルクを用い、線材との接続部材にＡｇメッキまたは半
田メッキしてもよい。
は銅または銅合金製のものを用いるが、さらに低損失が
要求される場合は、臨界温度が７７Ｋ以上の超電導体の
バルクを用い、線材との接続部材にＡｇメッキまたは半
田メッキしてもよい。
【００７８】この第２の実施の形態により、限流素子用
として６．６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製
作したところ、通常は負荷率８５％まで交流５０Ｈｚで
安定に通電でき、損失は１００Ｗと小さく、事故時には
均一に抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良
好な限流器としての性能が得られた。
として６．６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製
作したところ、通常は負荷率８５％まで交流５０Ｈｚで
安定に通電でき、損失は１００Ｗと小さく、事故時には
均一に抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良
好な限流器としての性能が得られた。
【００７９】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図７は本発明の第３の実施の形態に係わる限流素子
用超電導コイル装置の説明図であり、図７（ａ）は斜視
図、図７（ｂ）は平面図である。
る。図７は本発明の第３の実施の形態に係わる限流素子
用超電導コイル装置の説明図であり、図７（ａ）は斜視
図、図７（ｂ）は平面図である。
【００８０】図７では、説明を簡単にするため４個のユ
ニットコイル５が設けられた場合を示している。各ユニ
ットコイル５の電流の入の部分の共通接続部材６ｓを環
状共通接続部材１０ｓに電気的に接続し、電流の出の部
分の共通接続部材６ｅを環状共通接続部材１０ｅに電気
的に接続する。これにより、ユニットコイル５は並列接
続される。
ニットコイル５が設けられた場合を示している。各ユニ
ットコイル５の電流の入の部分の共通接続部材６ｓを環
状共通接続部材１０ｓに電気的に接続し、電流の出の部
分の共通接続部材６ｅを環状共通接続部材１０ｅに電気
的に接続する。これにより、ユニットコイル５は並列接
続される。
【００８１】また、電流は電極７ｓから入り環状共通接
続部材１０ｓを通って各ユニットコイル５に共通接続部
材６ｓから入り、共通接続部材６ｅおよび環状共通接続
部材１０ｅを通って電極７ｅから出ていく。環状共通接
続部材１０ｓ、１０ｅは「印加電圧／冷媒の耐圧」分だ
け空間的に距離を離す。
続部材１０ｓを通って各ユニットコイル５に共通接続部
材６ｓから入り、共通接続部材６ｅおよび環状共通接続
部材１０ｅを通って電極７ｅから出ていく。環状共通接
続部材１０ｓ、１０ｅは「印加電圧／冷媒の耐圧」分だ
け空間的に距離を離す。
【００８２】共通接続部材６、環状共通接続部材１０、
電極７は、銅か銅合金製で形成される。そして、線材と
接続する部分では電気的接続長を１０ｃｍ以上とるが、
さらに低損失が要求される場合は、臨界温度が７７Ｋ以
上の超電導体のバルクを用い、線材または接続端子との
接続する部分にはＡｇメッキ又は半田メッキしてもよ
い。
電極７は、銅か銅合金製で形成される。そして、線材と
接続する部分では電気的接続長を１０ｃｍ以上とるが、
さらに低損失が要求される場合は、臨界温度が７７Ｋ以
上の超電導体のバルクを用い、線材または接続端子との
接続する部分にはＡｇメッキ又は半田メッキしてもよ
い。
【００８３】ユニットコイル５はシングルパンケーキコ
イルを多層（例えば１６層）重ねて直列接続して構成さ
れる。図８に、ユニットコイル５内のシングルパンケー
キコイルの構成図を示す。図８（ａ）は、補強材４に超
電導テープ２を搭載して形成された超電導線がバイファ
イラー巻きされたものを示しており、図８（ｂ）は図８
（ａ）のＡ部の詳細図、図８（ｃ）は図８（ｂ）のａ方
向から見た部分側面図である。
イルを多層（例えば１６層）重ねて直列接続して構成さ
れる。図８に、ユニットコイル５内のシングルパンケー
キコイルの構成図を示す。図８（ａ）は、補強材４に超
電導テープ２を搭載して形成された超電導線がバイファ
イラー巻きされたものを示しており、図８（ｂ）は図８
（ａ）のＡ部の詳細図、図８（ｃ）は図８（ｂ）のａ方
向から見た部分側面図である。
【００８４】図８（ａ）に示すように、超電導テープ２
と補強材４との位置が反転するように中心部で巻き回し
を行う。このときの巻き径Ｄは、超電導テープ２のＩｃ
の劣化が曲げを加えない場合と比較し１０％以内に収ま
る曲げ歪以下に抑えるように決定する。このように接続
する場合、最内層のコイル径はＩｃの劣化が曲げを加え
ない場合と比較し１０％以内におさまる曲げ歪以下に抑
えられる径の二倍が必要となる。
と補強材４との位置が反転するように中心部で巻き回し
を行う。このときの巻き径Ｄは、超電導テープ２のＩｃ
の劣化が曲げを加えない場合と比較し１０％以内に収ま
る曲げ歪以下に抑えるように決定する。このように接続
する場合、最内層のコイル径はＩｃの劣化が曲げを加え
ない場合と比較し１０％以内におさまる曲げ歪以下に抑
えられる径の二倍が必要となる。
【００８５】また、図８（ｂ）に示すように、超電導線
は、２枚の超電導テープ２ａ、２ｂと補強材４とで形成
され、バイファイラー巻きされた２枚の超電導線間の距
離Ｌは、「かかりうる電圧／冷媒の耐圧」で決まる距離
以上に離す。また、超電導線の超電導テープ２は、図８
（ｃ）に示すように、補強材４より幅の狭いものが用い
られている。ここで、補強材４の表面には必要に応じて
絶縁材３が設けられる。
は、２枚の超電導テープ２ａ、２ｂと補強材４とで形成
され、バイファイラー巻きされた２枚の超電導線間の距
離Ｌは、「かかりうる電圧／冷媒の耐圧」で決まる距離
以上に離す。また、超電導線の超電導テープ２は、図８
（ｃ）に示すように、補強材４より幅の狭いものが用い
られている。ここで、補強材４の表面には必要に応じて
絶縁材３が設けられる。
【００８６】図９に、超電導線の巻き方を示す。ここで
形成される超電導線は、１０ｍｍ幅、０．１ｍｍ厚のＹ
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｙ１２３）／ＹＳＺ／ハステロイ基
板テープを２枚（２条）重ねたものを超電導線材とし、
これら２枚を絶縁被覆した補強材と共に性能劣化の激し
いテープ面に垂直な磁界がかからないようにバイフフイ
ラー巻きする。このように、ユニットコイル５は超電導
線材を２条以上でかつ偶数条にバイファイラー巻きした
パンケーキコイルを一段または複数段積層して形成され
る。
形成される超電導線は、１０ｍｍ幅、０．１ｍｍ厚のＹ
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｙ（Ｙ１２３）／ＹＳＺ／ハステロイ基
板テープを２枚（２条）重ねたものを超電導線材とし、
これら２枚を絶縁被覆した補強材と共に性能劣化の激し
いテープ面に垂直な磁界がかからないようにバイフフイ
ラー巻きする。このように、ユニットコイル５は超電導
線材を２条以上でかつ偶数条にバイファイラー巻きした
パンケーキコイルを一段または複数段積層して形成され
る。
【００８７】平面円板状の絶縁材であるＦＲＰ製板１１
に、予めレコード状の溝１２を形成しておき、このＦＲ
Ｐ製板１１の中心部を固定具１３ａで回転自在に固定し
ておく。一方、超電導テープ２ａ、２ｂを巻き付けた２
組の超電導テープ用リール１４ａ、１４ｂを用意し、そ
の中心部を固定具１３ｂ、１３ｃで回転自在に固定する
と共に、補強材４を巻き付けた２組の補強材用リール１
５を固定具１３ｄで固定する。補強材用リール１５は、
ホルムアールで絶縁被覆した非磁性体のＳＵＳ３１６製
であり、補強材は、超電導線テープ２ａ、２ｂより幅の
広いものとして形成されるので、その補強材用リール１
５は、超電導線テープ２ａ、２ｂより幅の広いものが用
意される。この補強材４はスペーサとしての役目もす
る。
に、予めレコード状の溝１２を形成しておき、このＦＲ
Ｐ製板１１の中心部を固定具１３ａで回転自在に固定し
ておく。一方、超電導テープ２ａ、２ｂを巻き付けた２
組の超電導テープ用リール１４ａ、１４ｂを用意し、そ
の中心部を固定具１３ｂ、１３ｃで回転自在に固定する
と共に、補強材４を巻き付けた２組の補強材用リール１
５を固定具１３ｄで固定する。補強材用リール１５は、
ホルムアールで絶縁被覆した非磁性体のＳＵＳ３１６製
であり、補強材は、超電導線テープ２ａ、２ｂより幅の
広いものとして形成されるので、その補強材用リール１
５は、超電導線テープ２ａ、２ｂより幅の広いものが用
意される。この補強材４はスペーサとしての役目もす
る。
【００８８】そして、２組の各々の補強材の端部をＦＲ
Ｐ製板１１のレコード状溝１２に填め込み、補強材端部
固定具１６でＦＲＰ製板１１に固定する。超電導テープ
２ａ、２ｂは予め必要長の半分で引き出して各々の２個
ずつの超電導テープ用リール１４ａ、１４ｂに巻かれて
おり、引き出した部分を、ＳＵＳ３１６製の補強材４の
中心上に載せて巻き始める。
Ｐ製板１１のレコード状溝１２に填め込み、補強材端部
固定具１６でＦＲＰ製板１１に固定する。超電導テープ
２ａ、２ｂは予め必要長の半分で引き出して各々の２個
ずつの超電導テープ用リール１４ａ、１４ｂに巻かれて
おり、引き出した部分を、ＳＵＳ３１６製の補強材４の
中心上に載せて巻き始める。
【００８９】レコード状溝にＳＵＳ３１６製の補強材４
を填め込みながら、その上に超電導テープ２を乗せて巻
き回していく。巻き線の終了後は超電導テープ２、補強
材４ともに線の端部を巻き戻らぬよう固定し、平板から
ＦＲＰ製板１１ごと外し、その上にＦＲＰ製板１１と鏡
像の関係にレコード状溝１２をきったＦＲＰ製板をかぶ
せてレコード状溝１２にＳＵＳ３１６製補強材２１の片
端を填め込みパンケーキコイルを完成させる。
を填め込みながら、その上に超電導テープ２を乗せて巻
き回していく。巻き線の終了後は超電導テープ２、補強
材４ともに線の端部を巻き戻らぬよう固定し、平板から
ＦＲＰ製板１１ごと外し、その上にＦＲＰ製板１１と鏡
像の関係にレコード状溝１２をきったＦＲＰ製板をかぶ
せてレコード状溝１２にＳＵＳ３１６製補強材２１の片
端を填め込みパンケーキコイルを完成させる。
【００９０】図１０に一層目と二層目との接続の様子を
示す。図１０に示すように、一つめのシングルパンケー
キコイルの外側の超電導テープ２ａと隣のシングルパン
ケーキコイルの内側の超電導テープ２ｂとを共通接続部
材６ｂに電気的に接続することで直列接続する。このよ
うにして、隣り合ったシングルパンケーキコイルを接続
していく。
示す。図１０に示すように、一つめのシングルパンケー
キコイルの外側の超電導テープ２ａと隣のシングルパン
ケーキコイルの内側の超電導テープ２ｂとを共通接続部
材６ｂに電気的に接続することで直列接続する。このよ
うにして、隣り合ったシングルパンケーキコイルを接続
していく。
【００９１】図１０の矢印は電流の流れる方向を示して
おり、電流は共通接続部材６ａから一つめのシングルパ
ンケーキコイルの内側のテープ２ａ’から入り、超電導
テープ２ａ、共通接続部材６ｂ、超電導テープ２ｂ、超
電導テープ２ｂ’、共通接続部材６ａと出て行く。一つ
のユニットコイル５には２４０Ａ電流が流せる。そこ
で、例えば３ｋＡｒｍｓ通電するためには、８個のユニ
ットコイル５を直径２ｍの円の周りに配置して並列接続
しトロイダルコイルを構成することになる。
おり、電流は共通接続部材６ａから一つめのシングルパ
ンケーキコイルの内側のテープ２ａ’から入り、超電導
テープ２ａ、共通接続部材６ｂ、超電導テープ２ｂ、超
電導テープ２ｂ’、共通接続部材６ａと出て行く。一つ
のユニットコイル５には２４０Ａ電流が流せる。そこ
で、例えば３ｋＡｒｍｓ通電するためには、８個のユニ
ットコイル５を直径２ｍの円の周りに配置して並列接続
しトロイダルコイルを構成することになる。
【００９２】このように、ユニットコイル５は、隣り合
う複数の同心のコイルに、交互に逆向きの電流が流れる
ように構成したパンケーキコイルを一段または複数段積
層して構成される。また、一層おきに逆向きの電流を流
してコイル中心に発生する磁界をゼロにするようにユニ
ットコイル５を構成してもよい。
う複数の同心のコイルに、交互に逆向きの電流が流れる
ように構成したパンケーキコイルを一段または複数段積
層して構成される。また、一層おきに逆向きの電流を流
してコイル中心に発生する磁界をゼロにするようにユニ
ットコイル５を構成してもよい。
【００９３】この第３の実施の形態により、限流素子用
として ６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製
作したところ、通常は負荷率９０％まで交流５０Ｈｚで
安定に通電でき、損失は１０ｗと小さく、事故時には均
一に抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良好
な限流器としての性能が得られた。
として ６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製
作したところ、通常は負荷率９０％まで交流５０Ｈｚで
安定に通電でき、損失は１０ｗと小さく、事故時には均
一に抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良好
な限流器としての性能が得られた。
【００９４】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図１１は本発明の第４の実施の形態に係わる限流素
子用超電導コイル装置の説明図であり、図１１（ａ）は
概略斜視図、図１１（ｂ）はその概略側面図、図１１
（ｃ）はユニットコイル５の説明図、図１１（ｄ）は溝
付き巻枠の説明図である。
る。図１１は本発明の第４の実施の形態に係わる限流素
子用超電導コイル装置の説明図であり、図１１（ａ）は
概略斜視図、図１１（ｂ）はその概略側面図、図１１
（ｃ）はユニットコイル５の説明図、図１１（ｄ）は溝
付き巻枠の説明図である。
【００９５】図１１（ａ）に示すように、ユニットコイ
ル５は上部で環状共通接続部材１０ｅに接続され、下部
で環状共通接続部材１０ｓに接続されている。すなわ
ち、図１１（ｂ）の概略側面図に示すように、各々のユ
ニットコイル５の超電導テープの端部は、ユニットコイ
ル５の上部において、電極７ｅを介し環状共通接続部材
１０ｅに接続され、ユニットコイル５の下部において、
電極７ｓを介し環状共通接続部材１０ｓに接続されてい
る。
ル５は上部で環状共通接続部材１０ｅに接続され、下部
で環状共通接続部材１０ｓに接続されている。すなわ
ち、図１１（ｂ）の概略側面図に示すように、各々のユ
ニットコイル５の超電導テープの端部は、ユニットコイ
ル５の上部において、電極７ｅを介し環状共通接続部材
１０ｅに接続され、ユニットコイル５の下部において、
電極７ｓを介し環状共通接続部材１０ｓに接続されてい
る。
【００９６】図１１（ｃ）に示すように、ユニットコイ
ル５は各々独立してクライオ容器１７内に入れられ、ユ
ニットコイル５は二層のソレノイドコイルをインダクタ
ンスがほぼ０となるように接続して構成されている。す
なわち、図１１（ｄ）に示す溝付き巻枠の内側に右巻き
コイルの一層目１８ａが正方向で接続され、溝付き巻枠
の外側に二層目１８ｂが負方向に電流を流すように接続
されている。これにより、無誘導コイルを形成してい
る。超電導テープ２は、図１１（ｄ）に示すように、溝
付き巻枠の角型でスパイラルにきった溝１９に巻き込ん
でいる。
ル５は各々独立してクライオ容器１７内に入れられ、ユ
ニットコイル５は二層のソレノイドコイルをインダクタ
ンスがほぼ０となるように接続して構成されている。す
なわち、図１１（ｄ）に示す溝付き巻枠の内側に右巻き
コイルの一層目１８ａが正方向で接続され、溝付き巻枠
の外側に二層目１８ｂが負方向に電流を流すように接続
されている。これにより、無誘導コイルを形成してい
る。超電導テープ２は、図１１（ｄ）に示すように、溝
付き巻枠の角型でスパイラルにきった溝１９に巻き込ん
でいる。
【００９７】ここで、電極７ｅ、７ｓおよび環状共通接
続部材１０ｅ、１０ｓは、ジュール損を低減するため臨
界温度が７７．３Ｋ以上である酸化物超電導体にＡｇま
たは半田をメッキしたものを用いてもよい。
続部材１０ｅ、１０ｓは、ジュール損を低減するため臨
界温度が７７．３Ｋ以上である酸化物超電導体にＡｇま
たは半田をメッキしたものを用いてもよい。
【００９８】また、使用した超電導テープ２は、図１２
に示すように、１μｍの酸化物Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
７‐δ２０が１μｍのＹＳＺ板２１を介して幅１０ｍ
ｍ、０．１ｍｍ厚の網目状基板のハステロイ板２２の上
に蒸着された網目形状をしている。また、ソレノイドコ
イルはコイルのシータ方向の熱膨張係数が１．６×１０
‐６［１／Ｋ］であるダイニーマＦＲＰを用いた。
に示すように、１μｍの酸化物Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ
７‐δ２０が１μｍのＹＳＺ板２１を介して幅１０ｍ
ｍ、０．１ｍｍ厚の網目状基板のハステロイ板２２の上
に蒸着された網目形状をしている。また、ソレノイドコ
イルはコイルのシータ方向の熱膨張係数が１．６×１０
‐６［１／Ｋ］であるダイニーマＦＲＰを用いた。
【００９９】第４の実施の形態により、限流素子用とし
て ６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作し
たところ、通常は負荷率９５％まで交流５０Ｈｚで安定
に通電でき、損失は３０Ｗと小さく、事故時には均一に
抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良好な限
流器としての性能が得られた。
て ６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作し
たところ、通常は負荷率９５％まで交流５０Ｈｚで安定
に通電でき、損失は３０Ｗと小さく、事故時には均一に
抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良好な限
流器としての性能が得られた。
【０１００】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。図１３は本発明の第５の実施の形態に係わる限流素
子用超電導コイル装置の説明図であり、図１３（ａ）は
概略斜視図、図１３（ｂ）は磁界印加コイルの説明図で
ある。
る。図１３は本発明の第５の実施の形態に係わる限流素
子用超電導コイル装置の説明図であり、図１３（ａ）は
概略斜視図、図１３（ｂ）は磁界印加コイルの説明図で
ある。
【０１０１】ここで、限流素子用超電導コイル装置のユ
ニットコイル５は、第３の実施の形態に説明したものと
同じものであるが、ここでは、製作方法としてパンケー
キコイルは事前に巻いたものをＦＲＰ製板のレコード状
溝に入れる方法で製作したものを用いている。
ニットコイル５は、第３の実施の形態に説明したものと
同じものであるが、ここでは、製作方法としてパンケー
キコイルは事前に巻いたものをＦＲＰ製板のレコード状
溝に入れる方法で製作したものを用いている。
【０１０２】このユニットコイル５を、図１３（ａ）に
示すように交流三相のＵ相、Ｖ相、Ｗ相交互に配置し、
図１３（ｂ）に示すように各相ごとに環状共通接続部材
１０ｕ、１０ｖ、１０ｗを介して接続する。そして、こ
の三相全部が一つのトロイダルコイルとなっている無誘
導の限流素子用超電導コイル装置に、図１３（ｂ）に示
す向きに磁界がかかるように、磁界印加コイル２３を配
置する。
示すように交流三相のＵ相、Ｖ相、Ｗ相交互に配置し、
図１３（ｂ）に示すように各相ごとに環状共通接続部材
１０ｕ、１０ｖ、１０ｗを介して接続する。そして、こ
の三相全部が一つのトロイダルコイルとなっている無誘
導の限流素子用超電導コイル装置に、図１３（ｂ）に示
す向きに磁界がかかるように、磁界印加コイル２３を配
置する。
【０１０３】ここでかける磁界は、超電導テープのＩｃ
が磁界をかけないときと比較し ５０％以下になるよう
に設定すればよい。たとえば、Ｂｉ２２２３超電導テー
プを使用した場合には、図３よりＢ：０．３Ｔ以上が必
要となる。限流素子用超電導コイル装置の部分での空間
の磁界の均一度は５％以内が望ましい。
が磁界をかけないときと比較し ５０％以下になるよう
に設定すればよい。たとえば、Ｂｉ２２２３超電導テー
プを使用した場合には、図３よりＢ：０．３Ｔ以上が必
要となる。限流素子用超電導コイル装置の部分での空間
の磁界の均一度は５％以内が望ましい。
【０１０４】この第５の実施の形態により限流素子用と
して６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作し
たところ、通常は負荷率９１％まで交流５０Ｈｚで安定
に通電でき、損失はｌＯＷと小さく、事故時には均一に
すばやく抵抗転移した。また、素子は劣化することなく
良好な限流器としての性能が得られた。
して６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作し
たところ、通常は負荷率９１％まで交流５０Ｈｚで安定
に通電でき、損失はｌＯＷと小さく、事故時には均一に
すばやく抵抗転移した。また、素子は劣化することなく
良好な限流器としての性能が得られた。
【０１０５】次に、本発明の第６の実施の形態を説明す
る。第６の実施の形態では、第２の実施の形態で用いる
超電導テープ２として、図１４に示すような超電導テー
プを用いるようにしたものである。すなわち、第２の実
施の形態と同じように、３個の逆向きの構成コイルでで
きたパンケーキコイルを用い、使用する超電導テープ２
として図１４に示すものを用いる。
る。第６の実施の形態では、第２の実施の形態で用いる
超電導テープ２として、図１４に示すような超電導テー
プを用いるようにしたものである。すなわち、第２の実
施の形態と同じように、３個の逆向きの構成コイルでで
きたパンケーキコイルを用い、使用する超電導テープ２
として図１４に示すものを用いる。
【０１０６】図１４に示すように、１μｍの酸化物Ｙ１
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７‐δ２０が１μｍのＹＳＺ板２１を介
して幅１０ｍｍ、０．１ｍｍ厚で裏側に０．２ｍｍの突
起のあるハステロイ板２２の上に蒸着された形状をして
いる。この裏面に凹凸のある超電導テープ２と絶縁板と
補強材とを第２の実施の形態のように巻き回す。波状補
強材は使用しない。
Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７‐δ２０が１μｍのＹＳＺ板２１を介
して幅１０ｍｍ、０．１ｍｍ厚で裏側に０．２ｍｍの突
起のあるハステロイ板２２の上に蒸着された形状をして
いる。この裏面に凹凸のある超電導テープ２と絶縁板と
補強材とを第２の実施の形態のように巻き回す。波状補
強材は使用しない。
【０１０７】この第６の実施の形態により、限流素子用
として６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作
したところ、通常は負荷率９１％まで交流５０Ｈｚで安
定に通電でき、損失はｌ０ｗと小さく、事故時には均一
にすばやく抵抗転移した。また、素子は劣化することな
く良好な限流器としての性能が得られた。
として６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作
したところ、通常は負荷率９１％まで交流５０Ｈｚで安
定に通電でき、損失はｌ０ｗと小さく、事故時には均一
にすばやく抵抗転移した。また、素子は劣化することな
く良好な限流器としての性能が得られた。
【０１０８】次に、本発明の第７の実施の形態を説明す
る。図１５は本発明の第７の実施の形態の説明図であ
り、図１５（ａ）は円筒形絶縁物を間隔をおいて接着し
た絶縁物製線の説明図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の
絶縁物と超電導テープとを巻いたバイファイラー巻きコ
イルの説明図である。
る。図１５は本発明の第７の実施の形態の説明図であ
り、図１５（ａ）は円筒形絶縁物を間隔をおいて接着し
た絶縁物製線の説明図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の
絶縁物と超電導テープとを巻いたバイファイラー巻きコ
イルの説明図である。
【０１０９】ユニットコイル５は第３の実施の形態と同
じように、バイファイラー巻きをしたパンケーキコイル
とする。図１５（ａ）に示すように、絶縁板として、例
えば釣り糸のような絶縁物製の１ｍｍ径の絶縁物製線２
４に１ｃｍごとに厚み１ｍｍ、１ｃｍ径のＧＦＲＰのよ
うな絶縁物製円筒２５を機械的に接着したものを使用す
る。絶縁物製線１４はポリエチレンでもよい。また絶縁
物製円筒２５は球でもよいし、素材は窒化アルミでもよ
い。
じように、バイファイラー巻きをしたパンケーキコイル
とする。図１５（ａ）に示すように、絶縁板として、例
えば釣り糸のような絶縁物製の１ｍｍ径の絶縁物製線２
４に１ｃｍごとに厚み１ｍｍ、１ｃｍ径のＧＦＲＰのよ
うな絶縁物製円筒２５を機械的に接着したものを使用す
る。絶縁物製線１４はポリエチレンでもよい。また絶縁
物製円筒２５は球でもよいし、素材は窒化アルミでもよ
い。
【０１１０】この絶縁板と超電導テープと補強材とを、
図１５（ｂ）に示すように第３の実施の形態のように巻
き回す。波状補強材は使用しない。
図１５（ｂ）に示すように第３の実施の形態のように巻
き回す。波状補強材は使用しない。
【０１１１】この第７の実施の形態により限流素子用と
して６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作し
たところ、通常は負荷率９６％まで交流６０Ｈｚで安定
に通電でき、損失は９Ｗと小さく、事故時には均一にす
ばやく抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良
好な限流器としての性能が得られた。
して６６ｋＶ級の限流素子用超電導コイル装置を製作し
たところ、通常は負荷率９６％まで交流６０Ｈｚで安定
に通電でき、損失は９Ｗと小さく、事故時には均一にす
ばやく抵抗転移した。また、素子は劣化することなく良
好な限流器としての性能が得られた。
【０１１２】ここで、隣り合う超電導線材間に冷却手段
を設けることも可能である。これにより、発熱を冷却で
きると共に、絶縁距離を考慮して冷却溝の幅を決定すれ
ば絶縁もかねられる。
を設けることも可能である。これにより、発熱を冷却で
きると共に、絶縁距離を考慮して冷却溝の幅を決定すれ
ば絶縁もかねられる。
【０１１３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればトロ
イド状に無誘導の超電導コイルを構成するので、安定で
交流損失が小さく，均一に常電導転移する限流素子用超
電導コイル装置を得ることができる。
イド状に無誘導の超電導コイルを構成するので、安定で
交流損失が小さく，均一に常電導転移する限流素子用超
電導コイル装置を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる限流素子用
超電導コイル装置のコイル構成の説明図。
超電導コイル装置のコイル構成の説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるコイルの断
面図。
面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における超電導テー
プの臨界電流密度の磁界依存性を示した特性図。
プの臨界電流密度の磁界依存性を示した特性図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる限流素子用
超電導コイル装置のコイル構成の説明図。
超電導コイル装置のコイル構成の説明図。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるユニットコ
イルの説明図であり、図５（ａ）はユニットコイルの特
性概念の説明図、図５（ｂ）はユニットコイルの巻き方
の説明図、図５（ｃ）はユニットコイルの超電導線材の
説明図。
イルの説明図であり、図５（ａ）はユニットコイルの特
性概念の説明図、図５（ｂ）はユニットコイルの巻き方
の説明図、図５（ｃ）はユニットコイルの超電導線材の
説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるユニットコ
イルの最小構成コイルの内径を求める場合のＡｇ／Ｂｉ
２２２３テープのＩｃと曲げ歪みとの関係を示す特性
図。
イルの最小構成コイルの内径を求める場合のＡｇ／Ｂｉ
２２２３テープのＩｃと曲げ歪みとの関係を示す特性
図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる限流素子用
超電導コイル装置の説明図であり、図７（ａ）は斜視
図、図７（ｂ）は平面図。
超電導コイル装置の説明図であり、図７（ａ）は斜視
図、図７（ｂ）は平面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるユニットコ
イルの説明図。
イルの説明図。
【図９】本発明の第３の実施の形態におけるユニットコ
イルの巻き方の説明図。
イルの巻き方の説明図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるユニット
コイルの間の巻き方の説明図。
コイルの間の巻き方の説明図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係わる限流素子
用超電導コイル装置の説明図であり、図１１（ａ）は概
略斜視図、図１１（ｂ）はその概略側面図、図１１
（ｃ）はユニットコイル５の説明図、図１１（ｄ）は溝
付き巻枠の説明図。
用超電導コイル装置の説明図であり、図１１（ａ）は概
略斜視図、図１１（ｂ）はその概略側面図、図１１
（ｃ）はユニットコイル５の説明図、図１１（ｄ）は溝
付き巻枠の説明図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における超電導テ
ープの説明図。
ープの説明図。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係わる限流素子
用超電導コイル装置の説明図であり、図１３（ａ）は概
略斜視図、図１３（ｂ）は磁界印加コイルの説明図。
用超電導コイル装置の説明図であり、図１３（ａ）は概
略斜視図、図１３（ｂ）は磁界印加コイルの説明図。
【図１４】本発明の第６の実施の形態における超電導テ
ープの説明図。
ープの説明図。
【図１５】本発明の第７の実施の形態の説明図であり、
図１５（ａ）は円筒形絶縁物を間隔をおいて接着した絶
縁物製線の説明図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の絶縁
物と超電導テープとを巻いたバイファイラー巻きコイル
の説明図。
図１５（ａ）は円筒形絶縁物を間隔をおいて接着した絶
縁物製線の説明図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の絶縁
物と超電導テープとを巻いたバイファイラー巻きコイル
の説明図。
１ コイル ２ 超電導テープ ３ 絶縁物 ４ 補強材 ５ ユニットコイル ６ 共通接続部材 ７ 電極 ８ 構成コイル ９ コ字型接続部材 １０ 環状共通接続部材 １１ ＦＲＰ製板 １２ レコード状溝 １３ 固定具 １４ 超電導テープ用リール １５ 補強材用リール １６ 補強材端部固定具 １７ クライオ容器 ２４ 絶縁物製線 ２５ 絶縁物製円筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 守 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 河合 正道 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 浜島 高太郎 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 5G013 AA01 AA04 BA01 CA01 CA02
Claims (26)
- 【請求項１】 超電導線材を巻回した無誘導コイルをク
ライオ容器内に収容した限流素子用超電導コイル装置に
おいて、超電導線材をトロイド状に配置したことを特徴
とする限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項２】 複数の超電導線材が同心に螺旋状に巻か
れ、各線材に通電される電流の向きが交互に逆向きであ
ることを特徴とする請求項１に記載の限流素子用超電導
コイル装置。 - 【請求項３】 複数の超電導線材が同心に交互に逆向き
に螺旋状に巻かれ、各線材に通電される電流の向き同じ
向きであることを特徴とする請求項１に記載の限流素子
用超電導コイル装置。 - 【請求項４】 前記超電導線材は２本以上で同じ長さで
あることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の
限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項５】 複数のユニットコイルが実質的に等間隔
で配置されたことを特徴とする請求項１に記載の限流素
子用超電導コイル装置。 - 【請求項６】 複数のユニットコイルが間隔をあけて配
置されたことを特徴とする請求項１に記載の限流素子用
超電導コイル装置。 - 【請求項７】 磁界を印加するための磁界印加コイルを
具備することを特徴とする請求項１に記載の限流素子用
超電導コイル装置。 - 【請求項８】 前記ユニットコイルが、一層おきに逆向
きの電流を流してコイル中心に発生する磁界をゼロにす
るように構成している２層以上の偶数層のソレノイドコ
イルで構成していることを特徴とする請求項５に記載の
限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項９】 前記ユニットコイルが、隣り合う複数の
同心のコイルに交互に逆向きの電流が流れるように構成
したパンケーキコイルを一段または複数段積層して構成
されることを特徴とする請求項５に記載の限流素子用超
電導コイル装置。 - 【請求項１０】 前記同心のコイルが３個以上であるこ
とを特徴とする請求項５に記載の限流素子用超電導コイ
ル装置。 - 【請求項１１】 前記ユニットコイルが超電導線材を２
条以上でかつ偶数条にバイファイラー巻きしたパンケー
キコイルを一段または複数段積層してなることを特徴と
する請求項５に記載の限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項１２】 隣り合う超電導線材間に冷却手段を設
けたことを特徴とする請求項１に記載の限流素子用超電
導コイル装置。 - 【請求項１３】 前記ソレノイドコイルが、熱膨張率が
超電導線材のそれ以下である絶縁物の巻枠で構成されて
いて、その巻枠に超電導線材巾以上の角型溝が螺旋状に
彫られており、その溝にそって超電導線材を巻き回して
なることを特徴とする請求項８に記載の限流素子用超電
導コイル装置。 - 【請求項１４】 前記超電導線材と補強材を同時に巻回
して構成されることを特徴とする請求項１に記載の限流
素子用超電導コイル装置。 - 【請求項１５】 前記超電導線材と絶縁材を同時に巻回
して構成されることを特徴とする請求項１または請求項
１４に記載の限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項１６】 超電導線材に対し絶縁材を長さ方向に
ある間隔で設置させて構成したことを特徴とする請求項
１または請求項１４記載の限流素子用超電導コイル装
置。 - 【請求項１７】 前記補強材が波状加工されたテープで
構成されることを特徴とする請求項１４に記載の限流素
子用超電導コイル装置。 - 【請求項１８】 少なくとも片面が凹凸をもって構成さ
れている超電導線材を巻回すことを特徴とする請求項１
２に記載の限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項１９】 網目状に構成されている超電導線材を
巻回すことを特徴とする請求項１２に記載の限流素子用
超電導コイル装置。 - 【請求項２０】 前記ユニットコイルが、絶縁物ででき
た板にレコードの溝状の溝を形成し、その溝に超電導線
材を入れて構成することを特徴とする請求項９または請
求項１０または請求項１１に記載の限流素子用超電導コ
イル装置。 - 【請求項２１】 前記ユニットコイルが、絶縁物ででき
た板にレコードの溝状の溝を形成し、その溝に超電導線
材より幅の広い絶縁物製のスペーサを入れ、そのスペー
サの上に超電導線材を載せて巻くことを特徴とする請求
項９または請求項１０または請求項１１に記載の限流素
子用超電導コイル装置。 - 【請求項２２】 ユニットコイル周囲に共通接続部材を
配置し、共通接続部材に各パンケーキコイルからの端子
を電気的に接続することを特徴とする請求項９または請
求項１０または請求項１１に記載の限流素子用超電導コ
イル装置。 - 【請求項２３】 無誘導コイル周囲に環状の二本の共通
接続部材を配置し、共通接続部材に各ユニットコイルか
らの端子を電気的に接続することを特徴とする請求項９
または請求項１０または請求項１１に記載の限流素子用
超電導コイル装置。 - 【請求項２４】 前記共通接続部材を酸化物超電導体で
構成したことを特徴とする請求項２２または請求項２３
に記載の限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項２５】 前記複数のユニットコイルを各々独立
のクライオ容器に納めることを特徴とする請求項５に記
載の限流素子用超電導コイル装置。 - 【請求項２６】 三相の複数のユニットコイルを同じ順
でトロイド状に配置することを特徴とする請求項５に記
載の限流素子用超電導コイル装置。
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