JP2008251564A - 高温超伝導電流リードと臨界電流密度増加方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、基材面に高温超伝導材料の薄膜が形成され、金属皮膜が被覆された可撓性でテープ状の高温超伝導体8aと、1対の電極端子11と、電極端子11に固定され高温超伝導体8aを補強する支持部材14とを備えた高温超伝導電流リード8であって、高温超伝導材料の結晶のc軸が基材面に対して所定の角度で配向されていることを特徴とする。また、臨界電流密度増加方法は、高温超伝導材料の結晶のc軸を基材表面の法線に対して所定の角度だけ配向させた薄膜を有する高温超伝導リードを形成し、磁場の磁束を結晶のc軸に垂直または基材に垂直な角度で交差する方向に印加する。
【選択図】図2
Description
本発明の実施の形態1における高温超伝導電流リードと臨界電流密度増加方法について説明する。図1(a)は本発明の実施の形態1における高温超伝導電流リードが設けられた超伝導マグネット装置の全体概念図、図1(b)は(a)の超伝導マグネット装置の超伝導コイル付近の拡大概念図、図2は本発明の実施の形態1における高温超伝導電流リードを1組配列したときの第1の断面図、図3は図2の高温超伝導電流リードの要部斜視図、図4は本発明の実施の形態1における高温超伝導電流リードの高温超伝導体の断面図、図5(a)は本発明の実施の形態1における高温超伝導電流リードの結晶軸と印加される磁場の関係図、図5(b)は温度70K、磁束密度1Tの条件下で(a)の高温超伝導電流リードに対して傾斜角φで磁場を印加したときの臨界電流密度Jcのグラフ、図6は本発明の実施の形態1における高温超伝導電流リードの角度設定熱アンカーの機能説明図、図7は本発明の実施の形態1における高温超伝導電流リードを2組配列したときの第2の断面図である。
本発明の実施の形態2における高温超伝導電流リードについて図8、図9に基づいて説明する。図8は本発明の実施の形態2における高温超伝導電流リードを3組配列したときの一部破砕斜視図、図9は図8の高温超伝導電流リードの要部のX−X断面図である。臨界電流密度を向上させる方法の詳細は実施の形態1と同様であり、詳細な説明は省略する。また、実施の形態1と実施の形態2とは基本的構成が同一であり、同一符号は同一の構成を意味するから、詳細は実施の形態1に譲って省略する。
本発明の実施の形態3における高温超伝導電流リードと臨界電流密度増加方法について図10に基づいて説明する。超伝導マグネット装置が核融合炉のような大電流を必要とする場合の高温超伝導リードである。図10(a)は本発明の実施の形態3における高温超伝導電流リードの角度設定熱アンカーの斜視図、図10(b)は(a)の高温超伝導電流リードと高温超伝導リードに流れる電流が作る磁束Bの関係図である。なお、図10(b)は核融合炉の平面図上での磁束Bと高温超伝導電流リードの関係を示す。臨界電流密度を向上させる方法の詳細は実施の形態1と同様であり、詳細な説明は省略する。また、実施の形態1,2と実施の形態3とは基本的構成が同一であり、同一符号は同一の構成を意味するから、詳細は実施の形態1,2に譲って省略する。
1a,101a 超伝導コイル巻回端
2,102 熱遮蔽シールド
3,103 真空容器
4,104 冷凍機
5,105 ファーストステージ
6,106 セカンドステージ
6a,106a フレキシブル熱伝導体
6a,6b L型金具
7,107 電流リード
7a,107a 低温側電流リード
7b,107b 中間電流リード
7c,107c 室温側電流リード
8,108 高温超伝導電流リード
8a,108a 高温超伝導体
9,10b 角度設定熱アンカー
10,110 熱伝導体
10a,110a ファーストステージ熱アンカー
11 電極端子
11a,11b,11c,11d,15 締結具
12 接合部
13 挿通孔
14 支持部材
16 スペーサ
16a 薄い絶縁体
16b 絶縁体ワッシャ
17 基材
18 中間層
18a 中間層上皮
19 高温超伝導薄膜層
20 金属皮膜
105a 熱伝導体
109 セカンドステージ熱アンカー
111 酸化物超伝導体
112 電極端子
113 絶縁材
Claims (11)
- 基材を有し該基材面に高温超伝導材料の薄膜が形成され、且つ該薄膜に金属皮膜が被覆された可撓性でテープ状の高温超伝導体と、前記金属皮膜によって前記高温超伝導体に接合された1対の電極端子と、前記電極端子のそれぞれに固定され前記高温超伝導体を補強する支持部材とを備えた高温超伝導電流リードであって、前記高温超伝導材料の結晶のc軸が前記基材の法線に対して所定の配向角度で配向されていることを特徴とする高温超伝導電流リード。
- 前記支持部材の熱膨張率が前記高温超伝導体の熱膨張率より大きいことを特徴とする請求項1記載の高温超伝導電流リード。
- 磁場中に置かれたとき、該磁場の磁束が前記c軸に対して垂直となる向きに前記高温超伝導体の基材を設置する角度設定熱アンカーを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の高温超伝導電流リード。
- 磁場中に置かれたとき、該磁場の磁束が前記高温超電導体の基材面に垂直となる向きに前記高温超伝導体の基材を設置する角度設定熱アンカーを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の高温超伝導電流リード。
- 前記高温超伝導材料がRBa2Cu3O7−δ(δは微少量であり、Rは希土類元素)で表わされる希土類系高温超伝導体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載された高温超伝導電流リード。
- 前記c軸の配向角度が5°〜30°の範囲であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載された高温超伝導電流リード。
- 前記角度設定熱アンカーがラチェットギヤ状の外周形状を備え、該外周形状の傾斜面に沿って前記高温超伝導体が配置されることを特徴とする請求項3または4記載の高温超伝導電流リード。
- 前記電極端子の表裏に配置する1対を1組として前記高温超伝導体が複数組設けられたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載された高温超伝導電流リード。
- 前記高温超伝導体の端部の前記金属皮膜と前記電極端子とがフラックスを含まないハンダで接合されたことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載された高温超伝導電流リード。
- 高温超伝導材料の結晶のc軸を基材表面の法線に対して所定の角度だけ配向させた薄膜を有する高温超伝導リードを形成し、磁場の磁束を前記c軸に垂直な方向に印加することを特徴とする高温超伝導リードの臨界電流密度増加方法。
- 高温超伝導材料の結晶のc軸を基材表面の法線に対して所定の角度だけ配向させた薄膜を有する高温超伝導リードを形成し、磁場の磁束を前記基材面に垂直な方向に印加することを特徴とする高温超伝導リードの臨界電流密度増加方法。
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