JP2004127764A - Transposed superconducting tape unit and superconductive application apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の超電導テープを転位撚り合わせてなる転位超電導テープユニット及びこれを用いた超電導応用機器に係り、特に、転位撚り構造を良好に保持することが可能な転位超電導テープユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
交流電流通電時の偏流を抑制した超電導ケーブルとして、フォーマの周囲に、複数の超電導テープを転位撚り合わせた転位超電導テープユニットを螺旋状に巻回したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
以下、図6に基づいて、かかる超電導ケーブルに用いられる従来の転位超電導テープユニットの一例について説明する。図6において、(a)は斜視図、(b)はX−X’線断面図である。
図6に示すように、従来の転位超電導テープユニット200は、複数(図面上は12本)の超電導テープ210を転位撚り合わせたものである。各超電導テープ210は、シース材からなる基地の内部に、超電導体又は熱処理により超電導体となる材料からなるコア部を有する超電導多心素線(超電導素線)が平坦化されたテープ状の超電導素線211を主体として構成され、その表面に高抵抗化膜212が形成されたものである。超電導素線211としては、Bi2Sr2Ca1Cu2Ox (Bi2212)、Bi2Sr2Ca2Cu3Oy(Bi2223)等からなるコア部を有するBi系線材が広く用いられている。
【0004】
また、転位超電導テープユニット200では、その構造を保持させるために、隣り合う転位渡り部220、220間(非転位渡り部230)の所定箇所が、粘着テープ240によって結束されている。粘着テープ240は一方の面全体に粘着剤が塗布されたもので、この粘着剤を介して超電導テープ210に貼着固定されている。
【0005】
【特許文献1】特開平11−203961号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の転位超電導テープユニットにおいては、テープ状の超電導素線として、幅2mm以下、厚み0.2mm以上のBi系線材が広く用いられてきたが、より高い電流密度や機械的強度が得られることから、Y1Ba2Cu3O7−x(Y123)等からなるコア部を有するY系線材を用いることが検討されている。
【0007】
ここで、現在主に作製されているY系線材は幅が10mm程度、厚みが0.1mm程度であり、Bi系線材より幅が広く厚みが薄いものとなっている。
本発明者は、特願2002−218929号において、転位渡り部の浮き上がりを防止するためには、厚みt(mm)、幅W(mm)及び転位渡り長さL(mm)が、(W2 /L・t)≦0.313を充足する必要があることを見出しており、Bi系線材より幅Wが広く厚みtが薄い(アスペクト比が大きい)Y系線材を用いる場合には、転位渡り長さLを長くして上記式を充足させることが好ましい。
【0008】
しかしながら、転位渡り長さLが長くなると以下のような不都合が生じてしまう。
すなわち、上記の転位超電導テープユニットでは、図6(b)に示したように、各転位渡り部は、最上部と最下部に位置する超電導テープを除いて、転位超電導テープユニットの幅方向に並列して配置された一対の超電導テープが厚み方向に積み重ねられた構成になっているが、本発明者は、転位渡り長さLが例えば250mm超と長くなると、転位渡り部において、図7(a)に示すように幅方向に並列して配置されるはずの一対の超電導テープが部分的に重なったり、図7(b)に示すようにこれらの間に過剰な隙間が形成されるなど、転位撚り構造が乱れやすくなることを見出した。転位撚り構造が乱れると、超電導ケーブルを構成した際に、交流電流通電時における交流損失が増大して偏流が起こるなど、特性劣化を招く恐れがある。
【0009】
また、上記従来の転位超電導テープユニットでは、転位渡り長さにかかわらず、以下のような恐れもあった。
すなわち、転位超電導テープユニットを超電導ケーブルに応用する場合には、転位超電導テープユニットをフォーマの周囲に巻き付ける工程などにおいて、転位超電導テープユニットに曲げ歪みが印加されるが、上記従来の転位超電導テープユニットでは、各超電導テープが粘着テープに固着され、複数の超電導テープが一体化されたようになっているため、曲げ歪みが緩和されず、各超電導テープに許容値以上の曲げ歪みが加わり、転位撚り構造が乱れる恐れもあった。
【0010】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、転位渡り長さにかかわらず、転位撚り構造を良好に保持することが可能な転位超電導テープユニットを提供することを目的とする。また、曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を良好に保持することが可能な転位超電導テープユニットを提供することを目的とする。さらに、転位撚り構造を良好に保持することが可能な転位超電導テープユニットを用いた超電導応用機器を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するべく検討を行った結果、以下の転位超電導テープユニット及び超電導応用機器を発明した。
【0012】
本発明の転位超電導テープユニットは、複数の超電導テープが転位撚り合わされてなる転位超電導テープユニットにおいて、各転位渡り部が、これを結束する少なくとも1個の保形用テープにより保形されていることを特徴とする。
なお、本明細書において、「超電導テープ」とは、テープ状の超電導導体を意味しているものとする。また、「転位渡り部」とは、転位超電導テープユニットの長尺方向に対して非平行方向に延在し位置が転位されている超電導テープが存在する部分を意味するものとする。
【0013】
本発明の転位超電導テープユニットの具体的な態様としては、転位渡り部が、位置が転位されていない複数の超電導テープからなる超電導テープ群と、その外方に配置され位置が転位されている複数の転位超電導テープとからなると共に、前記超電導テープ群が、これを結束する第1の保形用テープにより保形されており、前記転位超電導テープが、前記第1の保形用テープの外部に係止された第2の保形用テープにより前記超電導テープ群に拘束されているものが挙げられる。ここで、前記超電導テープ群が、転位超電導テープユニットの幅方向に並列する2つの超電導テープ又は超電導テープ積層体からなると共に、前記第1の保形用テープの一部は、前記超電導テープ群を構成する前記2つの超電導テープ又は超電導テープ積層体の間に介在されていることが好ましい。
また、各保形用テープの一部がそれ自身の他の部分若しくは他の保形用テープに貼着されており、前記保形用テープと前記超電導テープとは貼着されていないことが好ましい。具体的には、前記第1の保形用テープは、前記超電導テープ群の周囲に少なくとも一周巻回されていると共に、その巻終わり側の端部が前記第1の保形用テープの他の部分に貼着されていることが好ましく、前記第2の保形用テープは、その一部が前記第1の保形用テープの外部に貼着されていることが好ましい。
【0014】
本発明の超電導応用機器は、上記の本発明の転位超電導テープユニットを用いて構成されたものである。超電導応用機器としては、例えば、超電導ケーブルや、超電導変圧器、超電導マグネット、超電導限流器等が具体的に挙げられる。
【0015】
【発明の実施の形態】
[超電導テープユニット]
次に、図1に基づいて、本発明に係る実施形態の転位超電導テープユニットの構成について説明する。図1において、(a)は斜視図、(b)及び(c)はA−A’線断面図である。なお、(b)は後記する保形用テープを巻き付けていない状態を示し、(c)は保形用テープを巻き付けた状態を示す図である。
【0016】
図1(a)に示すように、本実施形態の転位超電導テープユニット10は、12本の超電導テープ20を、各超電導テープ20がその長尺方向において順次その位置を代えて変位するように転位撚り合わせ、所定間隔毎に保形用テープによって結束したものである。本実施形態では、隣り合う転位渡り部51の間に位置する各非転位渡り部52に保形テープ45によって保形された結束部61が設けられていると共に、各転位渡り部51に保形用テープ40によって結束された結束部60が設けられており、この点が特徴的なものとなっている。
【0017】
超電導テープ20は、図1(b)、(c)に示すようにテープ状の超電導素線21の表面に硫化処理が施されて高抵抗化膜22が形成されたものであり、その断面形状としては矩形状が好適である。
テープ状の超電導素線21は、断面視円形状の超電導多心素線(超電導素線)が圧延加工等により平坦化されたものである。超電導多心素線は、超電導フィラメントなどの超電導体又は熱処理により超電導体となる材料からなる複数のコア部がAg、Pb、Au等のシース材からなる基地の内部に備えられたものである。コア部を構成する超電導体あるいは熱処理により超電導体となる材料としては、Bi2Sr2Ca1Cu2Ox (Bi2212)、Bi2Sr2Ca2Cu3Oy(Bi2223)、Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Oxなどで示される組成をもつ酸化物超電導材料や、ハステロイ等の金属基板上にイットリウム安定化ジルコニア(YSZ)中間層を介してY1Ba2Cu3O7−x(Y123)が成膜された酸化物超電導材料などの高温超電導材料、Nb3Sn、Nb3Alなどで示される組成をもつ低温超電導材料を例示することができる。これらは1種を単独で用いても良いし、複数種を併用しても良い。
高抵抗化膜22は、基地を構成するシース材の硫化物(例えば、硫化銀等)からなり、基地を構成するシース材よりも電気抵抗率が高くなるように構成されている。また、高抵抗化膜22を紫外線硬化型樹脂被膜により構成することもできる。
【0018】
以下、結束部の構造について詳述する。
非転位渡り部52の結束部61では、転位超電導テープユニット10は従来と同様、非転位渡り部52を構成するすべての超電導テープ20の周囲に少なくとも1周巻回された1本の保形用テープ45により結束されているが、巻終わり側の端部が保形用テープ45の他の部分に粘着剤を介して貼着固定され、保形用テープ45と超電導テープ20とは貼着されていない点が従来と異なっている。
【0019】
次に、転位渡り部51の結束部60の構造について詳述する。
12本の超電導テープ20が転位撚り合わされた転位超電導テープユニット10では、図1(a)〜(c)に示すように、各転位渡り部51は、転位超電導テープユニット10の長尺方向に対して平行方向に延在し位置が転位されていない10本の超電導テープ20が束ねられた超電導テープ群30Aと、転位超電導テープユニット10の長尺方向に対して非平行方向に延在し位置が転位されている一対の転位超電導テープ20A、20Bとからなっている。一対の転位超電導テープ20A、20Bは、超電導テープ群30Aをその上下から挟むように、超電導テープ群30Aの外方に配置されている。
さらに、超電導テープ群30Aは、超電導テープ20が厚み方向に5本積層された2つの超電導テープ積層体30B、30Cが、転位超電導テープユニット10の幅方向に並列配置されたものであり、別の表現をすれば、幅方向に並列して配置された一対の超電導テープ20C、20Dが厚み方向に5層積み重ねられたものである。
【0020】
なお、12本の超電導テープが転位撚り合わされた転位超電導テープユニットに限らず、4以上の偶数の超電導テープが転位撚り合わされた転位超電導テープユニットであれば、転位渡り部の構造は同様である。但し、4本の超電導テープが転位撚り合わされた転位超電導テープユニットでは、位置が転位されていない複数の超電導テープからなる超電導テープ群は、2つの超電導テープ積層体の代わりに、転位超電導テープユニットの幅方向に並列する2つの超電導テープにより構成される。
【0021】
図1(c)に示すように、転位超電導テープユニット10は各結束部60において複数の保形用テープ40(40A〜40C)によって結束されている。すなわち、超電導テープ群30Aは保形用テープ(第1の保形用テープ)40Aにより結束され、超電導テープ群30Aを挟んで配置された一対の転位超電導テープ20A、20Bは各々、保形用テープ40Aの外部に係止された保形用テープ(第2の保形用テープ)40B、40Cによって超電導テープ群30Aに拘束されている。
より詳細には、超電導テープ群30Aを結束する保形用テープ40Aは、超電導テープ群30Aを構成する2つの超電導テープ積層体30B、30C間の下端部を始点とし、超電導テープ積層体30B、30C間を通って上方に導かれ、超電導テープ群30Aの周囲に導出されている。さらに超電導テープ群30Aの周囲に少なくとも一部が重なるように少なくとも一周巻回されており、保形用テープ40Aの巻終わり側の端部が保形用テープ40Aの他の部分(巻終わり側の端部の下側に重なって配設された部分)に粘着剤41を介して貼着固定されている。なお、図示するように、超電導テープ群30Aの周囲に導出された保形用テープ40Aは、超電導テープ群30Aと一対の転位超電導テープ20A、20Bとの間を通るように巻回されている。また、粘着剤41は、超電導テープ群30Aを結束する前にあらかじめ保形用テープ40Aの一端部(巻終わり側の端部)の一方の面に塗布されていたものである。
【0022】
一方、図1(c)において、超電導テープ群30Aの上側に配置された転位超電導テープ20Aを超電導テープ群30Aに拘束するための保形用テープ40Bは、転位超電導テープ20Aの上面(超電導テープ群30A側と反対側の面)と両側面に沿って配設されている。さらに、保形用テープ40Bは、転位超電導テープ20Aの両側面の下端部より両側方に延びるように配設されており、これらの部分が粘着剤42を介して超電導テープ群30Aを結束する保形用テープ40Aの上面側に貼着されている。
同様に、図1(c)において、超電導テープ群30Aの下側に配置された転位超電導テープ20Bを超電導テープ群30Aに結束するための保形用テープ40Cは、転位超電導テープ20Bの下面(超電導テープ群30A側と反対側の面)と両側面に沿って配設されている。さらに、保形用テープ40Cは、転位超電導テープ20Bの両側面の上端部より両側方に延びるように配設されており、これらの部分が粘着剤43を介して超電導テープ群30Aを結束する保形用テープ40Aの下面側に貼着されている。
なお、粘着剤42、43は、あらかじめ保形用テープ40B、40Cの両端部の一方の面に塗布されていたものである。
【0023】
本実施形態において、保形用テープ40A〜40C、45の材質としては、duPont社製のカプトン(商品名)等のポリイミドテープ、ポリプロピレンテープ、ポリエステルテープ等を例示することができる。
【0024】
本実施形態の転位超電導テープユニット10によれば、各転位渡り部51に、保形用テープ40により結束された結束部60を設ける構成としたので、各転位渡り部51の超電導テープ20の動きを拘束することができる。その結果、転位渡り長さ(転位渡り部51の長さ)にかかわらず、転位渡り部51の構造、すなわち転位撚り構造を良好に保持することができる。
【0025】
また、本実施形態では、結束部60において、転位超電導テープユニット10を構成する複数の超電導テープ20を、その延在方向によって分けて結束する構成を採用した。すなわち、転位超電導テープユニット10の長尺方向に対して平行方向に延在する複数の超電導テープ20からなる超電導テープ群30Aと、該超電導テープ群30Aを挟んで配置され、転位超電導テープユニット10の長尺方向に対して非平行方向に延在する一対の転位超電導テープ20A、20Bとに分けて結束する構成を採用した。
【0026】
ここで、転位渡り部51において、超電導テープ群30Aは、幅方向に並列して配置された一対の超電導テープ20C、20Dが厚み方向に積み重ねられた構成になっているので、超電導テープ群30Aの周囲に保形用テープ40Aを巻き付けることにより、超電導テープ群30Aを良好に拘束することができ、その形態を良好に保持することができる。特に、本実施形態では、保形用テープ40Aの一部を、超電導テープ群30Aを構成する2つの超電導テープ積層体30B、30C間に介在させる構成を採用したので、幅方向に並列して配置される一対の超電導テープ20C、20Dを隔離すると共に、超電導テープ積層体30B、30Cに対する締結力を増すことができ、幅方向に並列して配置される一対の超電導テープ20C、20Dが部分的に重なったり、これらの間に過剰な隙間が形成されるなどの形態変化を抑制し、形態を良好に保持することができる。
【0027】
また、超電導テープ群30Aを挟んで配置された一対の転位超電導テープ20A、20Bについては、別の保形用テープ40B、40Cを用いて超電導テープ群30Aに拘束する構成としたので、これらについても良好に拘束することができる。特に、本実施形態では保形用テープ40B、40Cを、転位超電導テープ20A、20Bの超電導テープ群30A側と反対側の面と両側面に沿って配設すると共に、転位超電導テープ20A、20Bの両側面より両側方に延びるように配設し、両側面より両側方に延びるように配設した部分を粘着剤42を介して超電導テープ群30Aを結束する保形用テープ40Aに貼着固定する構成を採用したので、転位超電導テープ20A、20Bの長尺方向の動きを阻害することなく、幅方向の動きを拘束することができ、好適である。
【0028】
なお、本実施形態では、超電導テープ群30Aを1個の保形用テープ40Aにより結束し、一対の転位超電導テープ20A、20Bを各々保形用テープ40B、40Cにより超電導テープ群30Aに結束する構成としたが、用いる保形用テープの個数や、結束構造については適宜設計可能である。例えば、超電導テープ群30Aを複数の保形用テープにより結束し、一対の転位超電導テープ20A、20Bを同一の保形用テープにより結束する構成としても良い。
【0029】
また、上述したように、本実施形態では、各転位渡り部51の超電導テープ20の動きを拘束することができるので、曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を良好に保持することができる。
さらに、本実施形態では、結束部60、61において、保形用テープ40A〜40C、45と超電導テープ20とは貼着せず、保形用テープ40A〜40C、45の一部をそれ自身の他の部分若しくは他の保形用テープに貼着する構成を採用した。これによって、保形用テープ40A〜40C、45が転位超電導テープユニット10から離脱することを防止しつつ、保形用テープ40A〜40C、45と超電導テープ20とは固着せず、各超電導テープ20が長尺方向に拘束されないように構成した。また、各超電導テープ20が幅方向にも多少は可動するように構成した。
したがって、転位超電導テープユニット10に曲げ歪みが印加された際には、各超電導テープ20が応力を緩和するように変形や移動することができ、各超電導テープ20にかかる曲げ歪みを緩和することができる。その結果、保形用テープ40A〜40C、45による転位撚り構造の保持と、曲げ歪みの緩和の双方が相俟って、曲げ歪みに起因する転位撚り構造の乱れを著しく抑制することができる。
なお、本実施形態では、各保形用テープ40A〜40C、45をそれ自身の他の部分又は他の保形用テープに粘着剤を介して貼着固定する構成を採用したが、粘着剤の代わりに、接着剤を用いても良い。また、粘着剤等を介在させることなく、テープ自身を融着させても良い。
【0030】
また、本実施形態では、各転位渡り部51、各非転位渡り部52に1箇所ずつ結束部60、61を設ける構成としたが、転位渡り長さ等に応じて、各転位渡り部51、各非転位渡り部52に複数の結束部60、61を設ける構成としても良い。また、偶数の超電導テープからなる転位超電導テープユニットについて説明したが、本発明は奇数の超電導テープからなる転位超電導テープユニットにも適用可能である。
【0031】
[超電導応用機器]
次に、上記実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導応用機器の実施形態について説明する。
(超電導ケーブル)
図2は、超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図である。
本実施形態の超電導ケーブル70は、交流電流通電時において偏流を抑制した構造を有するもので、パイプ状のフォーマ(管体)77の周囲に上記の転位超電導テープユニット10が螺旋状に巻回されて複数の超電導体層84が積層され、これら超電導体層84、84間に絶縁テープ等からなる層間絶縁層85が形成されたものである。また、超電導ケーブル70の外側には、図示しない半導体層、絶縁層、保護層、断熱層、防食層などが必要に応じて形成されて使用される。
フォーマ77はステンレス鋼などからなり、その表面にはフォーマ77と転位超電導テープユニット10間の通電を抑制するために絶縁処理が施されている。また、内部の空洞は液体窒素等の冷却媒体の流路とされ、転位超電導テープユニット10を構成する複数の超電導テープ20の冷却が行われるようになっている。
【0032】
(超電導マグネット)
図3は、超電導マグネットの一実施形態を示す斜視図である。
本実施形態の超電導マグネット90は、巻胴91と一対の鍔板92とを具備してなる巻枠93に、上記の転位超電導テープユニット10が巻き付けられたものである。そして、転位超電導テープユニット10の端未部95aは鍔板92の周縁部に形成された切り欠き状の通過孔92aを介して鍔板92の外部に引き出され、この通過孔92aを通過する転位超電導テープユニット10の引出部の手前部分95bが、鍔板92の外周縁部に固定された補強板97により覆われている。
【0033】
(超電導変圧器)
図4は、超電導変圧器の一実施形態を示す斜視図である。図5は、図4のB−B’線断面図である。
本実施形態の超電導変圧器100は、円筒型の巻胴102aを備えたボビン102と、該ボビン102の巻胴102aの軸方向一端側から他端側に多層に巻き付けられた上記の転位超電導テープユニット10と、該転位超電導テープユニット10の層同士を隔てるスペーサ105とを備えたものである。ボビン102は、巻胴102aと、その両端に設けられたフランジ102b、102cとからなるものであり、このボビン102の巻胴102aの外周には、転位超電導テープユニット10が多層に巻き付けられている。
スペーサ105は、転位超電導テープユニット10の層同士を隔て、転位超電導テープユニット10が冷媒により効率よく冷却されるようにするために設けられているもので、その長手方向がボビン軸方向に沿うようにして、ボビン102の周方向に間隔をおいて複数設けられている。
また、転位超電導テープユニット10の層間の間隔、及び転位超電導テープユニット10とフランジ102b、102cとの間隔は冷媒の流路となる冷却チャンネル104とされている。そして、超電導変圧器100を使用する際には、転位超電導テープユニット10の超電導状態を保つため、超電導変圧器100を液体ヘリウムなどの冷媒中に浸漬して冷却できるようになっている。
【0034】
以上の超電導ケーブル70、超電導マグネット90、超電導変圧器100は、転位撚り構造を良好に保持できる転位超電導テープユニット10を用いて構成されたものであるので、交流電流通電時の交流損失が低減され、偏流が抑制された、良好な特性を有するものとなる。
【0035】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、転位渡り長さにかかわらず、転位撚り構造を良好に保持することが可能な転位超電導テープユニットを提供することができる。また、曲げ歪みが印加されても、転位撚り構造を良好に保持することが可能な転位超電導テープユニットを提供することができる。また、これらの転位超電導テープユニットを用いることにより、良好な特性を有する超電導応用機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態の転位超電導テープユニットの構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)及び(c)は断面図である。
【図2】本発明に係る実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導ケーブルの一実施形態を示す斜視図である。
【図3】本発明に係る実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導マグネットの一実施形態を示す斜視図である。
【図4】本発明に係る実施形態の転位超電導テープユニットを用いた超電導変圧器の一実施形態を示す斜視図である。
【図5】図4のB−B’線断面図である。
【図6】従来の転位超電導テープユニットの一例を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図である。
【図7】従来の転位超電導テープユニットの問題を説明するための図である。
【符号の説明】
10・・・転位超電導テープユニット、20、20A〜20D・・・超電導テープ、30A・・・超電導テープ群、30B、30C・・・超電導テープ積層体、40、40A〜40C、45・・・保形用テープ、41〜43・・・粘着剤、51・・・転位渡り部、52・・・非転位渡り部、60、61・・・結束部、70・・・超電導ケーブル(超電導応用機器)、90・・・超電導マグネット(超電導応用機器)、100・・・超電導変圧器(超電導応用機器)。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dislocation superconducting tape unit formed by twisting a plurality of superconducting tapes into dislocations and a superconducting applied device using the same, and more particularly, to a dislocation superconducting tape unit capable of favorably retaining a dislocation twisting structure. is there.
[0002]
[Prior art]
As a superconducting cable that suppresses drift when an alternating current is applied, a superconducting cable in which a dislocation superconducting tape unit in which a plurality of superconducting tapes are transposed and twisted around a former in a spiral shape is known (for example, Patent Document 1). reference.).
[0003]
Hereinafter, an example of a conventional transposed superconducting tape unit used for such a superconducting cable will be described with reference to FIG. 6A is a perspective view, and FIG. 6B is a sectional view taken along line XX ′.
As shown in FIG. 6, the conventional dislocation
[0004]
Further, in the dislocation
[0005]
[Patent Document 1] JP-A-11-203961
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In conventional dislocation superconducting tape units, Bi-based wires having a width of 2 mm or less and a thickness of 0.2 mm or more have been widely used as tape-like superconducting wires, but higher current density and mechanical strength can be obtained. From, Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-x Use of a Y-based wire having a core portion made of (Y123) or the like has been studied.
[0007]
Here, the Y-based wire currently mainly manufactured has a width of about 10 mm and a thickness of about 0.1 mm, and is wider and thinner than the Bi-based wire.
In Japanese Patent Application No. 2002-218929, the inventor of the present application discloses that in order to prevent lifting of a dislocation transition portion, the thickness t (mm), the width W (mm), and the dislocation transition length L (mm) are (W) 2 /L·t)≦0.313, and when a Y-based wire having a wider width W and a smaller thickness t (higher aspect ratio) than a Bi-based wire is used, the dislocation crossover is required. It is preferable to increase the length L to satisfy the above expression.
[0008]
However, when the translocation length L is increased, the following inconvenience occurs.
That is, in the above-described dislocation superconducting tape unit, as shown in FIG. 6B, each dislocation transition portion is parallel to the width direction of the dislocation superconducting tape unit except for the superconducting tape located at the uppermost portion and the lowermost portion. The superconducting tape has a configuration in which a pair of superconducting tapes are stacked in the thickness direction. However, when the dislocation transition length L is increased to, for example, more than 250 mm, the dislocation transition part shown in FIG. 7), a pair of superconducting tapes that should be arranged in parallel in the width direction partially overlap, or an excessive gap is formed between them as shown in FIG. It has been found that the twist structure is easily disturbed. If the dislocation twist structure is disturbed, there is a possibility that when a superconducting cable is configured, the AC loss when an AC current is applied increases and a drift occurs, for example, causing characteristic deterioration.
[0009]
Further, in the above-described conventional dislocation superconducting tape unit, there is also the following danger irrespective of the dislocation transition length.
That is, when the dislocation superconducting tape unit is applied to a superconducting cable, a bending strain is applied to the dislocation superconducting tape unit in a step of winding the dislocation superconducting tape unit around a former, and the like. In each of the superconducting tapes, the superconducting tape is adhered to the adhesive tape, and multiple superconducting tapes are integrated, so that bending distortion is not relaxed, bending strain is applied to each superconducting tape more than the allowable value, and dislocation twisting There was a risk that the structure would be disturbed.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a dislocation superconducting tape unit capable of favorably maintaining a dislocation twist structure regardless of a transposition transition length. It is another object of the present invention to provide a dislocation superconducting tape unit capable of favorably maintaining a dislocation twist structure even when bending strain is applied. Still another object of the present invention is to provide a superconducting application device using a dislocation superconducting tape unit capable of favorably maintaining a dislocation twist structure.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has studied to solve the above problems, and as a result, has invented the following dislocation superconducting tape unit and superconducting applied device.
[0012]
In the dislocation superconducting tape unit of the present invention, in a dislocation superconducting tape unit in which a plurality of superconducting tapes are dislocation twisted, each dislocation transition portion is shaped by at least one shape retaining tape that binds the dislocation transition portions. It is characterized by.
In this specification, the term “superconducting tape” means a tape-shaped superconducting conductor. In addition, the “transposition crossover portion” means a portion where the superconducting tape which extends in a non-parallel direction to the longitudinal direction of the transposed superconducting tape unit and whose position is transposed exists.
[0013]
As a specific mode of the dislocation superconducting tape unit of the present invention, the dislocation transition portion is a group of superconducting tapes composed of a plurality of superconducting tapes whose positions are not displaced, And the superconducting tape group is shaped by a first shape-preserving tape that binds the superconducting tape group, and the dislocation superconducting tape is provided outside the first shape-preserving tape. One that is restrained to the superconducting tape group by the locked second shape retaining tape is exemplified. Here, the superconducting tape group is composed of two superconducting tapes or superconducting tape laminates arranged in parallel in the width direction of the dislocation superconducting tape unit, and a part of the first shape-retaining tape is formed by replacing the superconducting tape group. It is preferable to be interposed between the two superconducting tapes or the superconducting tape laminate to constitute.
Further, it is preferable that a part of each shape retaining tape is adhered to another part of itself or another shape retaining tape, and the shape retaining tape and the superconducting tape are not adhered. . Specifically, the first shape-retaining tape is wound at least one round around the superconducting tape group, and the end on the winding end side is formed of the other of the first shape-retaining tape. It is preferable that the second shape-retaining tape be affixed to a portion, and that a part of the second shape-retaining tape be affixed to the outside of the first shape-retaining tape.
[0014]
The superconducting application device of the present invention is configured using the above-described dislocation superconducting tape unit of the present invention. Specific examples of the superconducting applied device include a superconducting cable, a superconducting transformer, a superconducting magnet, a superconducting current limiter, and the like.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Superconducting tape unit]
Next, the configuration of the dislocation superconducting tape unit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A is a perspective view, and FIGS. 1B and 1C are cross-sectional views taken along line AA ′. In addition, (b) is a figure which shows the state which does not wind the tape for shape retention mentioned later, and (c) is a figure which shows the state which wound the tape for shape retention.
[0016]
As shown in FIG. 1A, the transposed
[0017]
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
The tape-shaped
The high-
[0018]
Hereinafter, the structure of the binding portion will be described in detail.
In the
[0019]
Next, the structure of the binding
In the dislocation
Further, the
[0020]
The structure of the transition dislocation portion is not limited to the dislocation superconducting tape unit in which twelve superconducting tapes are dislocation twisted, but may be a dislocation superconducting tape unit in which four or more even superconducting tapes are dislocation twisted. However, in a dislocation superconducting tape unit in which four superconducting tapes are dislocation twisted, a superconducting tape group including a plurality of superconducting tapes whose positions are not displaced is replaced by a dislocation superconducting tape unit instead of two superconducting tape laminates. It is composed of two superconducting tapes arranged in parallel in the width direction.
[0021]
As shown in FIG. 1C, the dislocation
More specifically, the shape-preserving
[0022]
On the other hand, in FIG. 1 (c), the
Similarly, in FIG. 1 (c), the shape preserving tape 40C for binding the
The pressure-
[0023]
In the present embodiment, examples of the material of the
[0024]
According to the dislocation
[0025]
Further, in the present embodiment, a configuration is adopted in which the plurality of
[0026]
Here, in the
[0027]
In addition, the pair of
[0028]
In this embodiment, the
[0029]
Further, as described above, in the present embodiment, the movement of the
Further, in the present embodiment, the
Therefore, when bending strain is applied to the dislocation
In the present embodiment, the configuration is adopted in which each of the
[0030]
Further, in the present embodiment, the binding
[0031]
[Superconducting applied equipment]
Next, an embodiment of a superconducting applied device using the dislocation superconducting tape unit of the above embodiment will be described.
(Superconducting cable)
FIG. 2 is a perspective view showing one embodiment of the superconducting cable.
The
The former 77 is made of stainless steel or the like, and the surface thereof is subjected to an insulation treatment in order to suppress the flow of electricity between the former 77 and the dislocation
[0032]
(Superconducting magnet)
FIG. 3 is a perspective view showing one embodiment of the superconducting magnet.
The
[0033]
(Superconducting transformer)
FIG. 4 is a perspective view showing one embodiment of the superconducting transformer. FIG. 5 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.
The
The
The spacing between the layers of the dislocation
[0034]
The above-described
[0035]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a dislocation superconducting tape unit capable of favorably maintaining a dislocation twist structure regardless of the dislocation transition length. Further, it is possible to provide a dislocation superconducting tape unit capable of favorably maintaining a dislocation twist structure even when bending strain is applied. Further, by using these dislocation superconducting tape units, it is possible to provide a superconducting applied device having good characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a configuration of a dislocation superconducting tape unit according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view, and (b) and (c) are cross-sectional views.
FIG. 2 is a perspective view showing one embodiment of a superconducting cable using the transposed superconducting tape unit of the embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing one embodiment of a superconducting magnet using the dislocation superconducting tape unit of the embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing one embodiment of a superconducting transformer using the dislocation superconducting tape unit of the embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 4;
6A and 6B are views showing an example of a conventional dislocation superconducting tape unit, wherein FIG. 6A is a perspective view and FIG. 6B is a sectional view.
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem of a conventional dislocation superconducting tape unit.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 10: dislocation superconducting tape unit, 20, 20A to 20D: superconducting tape, 30A: superconducting tape group, 30B, 30C: superconducting tape laminate, 40, 40A to 40C, 45 ... Forming tape, 41 to 43: adhesive, 51: dislocation transition portion, 52: non-dislocation transition portion, 60, 61: binding portion, 70: superconducting cable (superconducting applied device) , 90 ... superconducting magnet (superconducting applied equipment), 100 ... superconducting transformer (superconducting applied equipment).
Claims (7)
各転位渡り部が、これを結束する少なくとも1個の保形用テープにより保形されていることを特徴とする転位超電導テープユニット。In a dislocation superconducting tape unit in which a plurality of superconducting tapes are twisted with dislocations,
A dislocation superconducting tape unit characterized in that each dislocation crossover portion is shape-preserved by at least one shape preserving tape that binds the dislocation crossover portions.
前記超電導テープ群が、これを結束する第1の保形用テープにより保形されており、
前記転位超電導テープが、前記第1の保形用テープの外部に係止された第2の保形用テープにより前記超電導テープ群に拘束されていることを特徴とする請求項1に記載の転位超電導テープユニット。The dislocation crossover portion, a superconducting tape group consisting of a plurality of superconducting tapes whose positions have not been displaced, and a plurality of dislocation superconducting tapes whose positions are displaced and arranged outside thereof,
The superconducting tape group is shape-retained by a first shape-retaining tape that binds the superconducting tapes,
2. The transposition according to claim 1, wherein the dislocation superconducting tape is restrained by the group of superconducting tapes by a second shape preserving tape locked to the outside of the first shape preserving tape. Superconducting tape unit.
前記第1の保形用テープの一部は、前記超電導テープ群を構成する前記2つの超電導テープ又は超電導テープ積層体の間に介在されていることを特徴とする請求項2に記載の転位超電導テープユニット。The superconducting tape group comprises two superconducting tapes or superconducting tape laminates arranged in parallel in the width direction of the dislocation superconducting tape unit,
3. The dislocation superconducting device according to claim 2, wherein a part of the first shape-retaining tape is interposed between the two superconducting tapes or the superconducting tape laminate constituting the superconducting tape group. 4. Tape unit.
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JP5936130B2 (en) * | 2010-12-01 | 2016-06-15 | 学校法人中部大学 | Superconducting cable and bus bar |
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- 2002-10-03 JP JP2002291329A patent/JP2004127764A/en not_active Withdrawn
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