JP2016139657A - Superconducting coil and superconducting dynamo-electric machine stator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導コイル及び超電導回転電機ステータに関する。 The present invention relates to a superconducting coil and a superconducting rotating electrical machine stator.
超電導コイルは、超電導体を含む材料により構成されるテープ状(或いは帯状)の超電導線材を巻回することにより形成される。テープ状の超電導線材は、その形状的な制約から、テープ面(主面)に垂直な方向、つまりテープ面を巻き込むような方向にのみ、巻回され得る。このようにして巻回された超電導コイルの外形形状は、リング形状或いはいレーストラック形状であるのが一般的である。 The superconducting coil is formed by winding a tape-shaped (or strip-shaped) superconducting wire composed of a material containing a superconductor. The tape-shaped superconducting wire can be wound only in a direction perpendicular to the tape surface (main surface), that is, in a direction in which the tape surface is wound, due to its shape restriction. The outer shape of the superconducting coil wound in this manner is generally a ring shape or a racetrack shape.
また、複数の超電導コイルをその巻軸方向に沿って積み重ねて複数段の超電導コイルを形成し、それぞれの段の超電導コイルを互いに電気的に接続した超電導コイルも提案されている。例えば、2つの超電導コイル部を巻軸方向に沿って積み重ね、それぞれの段の超電導コイルを電気的に接続した、いわゆるダブルパンケーキ型超電導コイルが、広く知られている。 There has also been proposed a superconducting coil in which a plurality of superconducting coils are formed by stacking a plurality of superconducting coils along the winding axis direction, and the superconducting coils of each stage are electrically connected to each other. For example, a so-called double pancake type superconducting coil in which two superconducting coil portions are stacked along the winding axis direction and the superconducting coils of the respective stages are electrically connected is widely known.
さらに、超電導コイルに流れる電流の量を増やすため、積層された複数のテープ状の超電導線材を巻回することにより、超電導コイルが形成されることもある。この場合、積層された複数の超電導線材は、並列接続される。 Furthermore, in order to increase the amount of current flowing in the superconducting coil, the superconducting coil may be formed by winding a plurality of laminated superconducting wires in the form of tape. In this case, the laminated superconducting wires are connected in parallel.
超電導線材の電気抵抗はゼロ或いは非常に小さい。しかし、超電導線材により構成される超電導コイルのインダクタンスにより、超電導コイルに交流電流を流すときには擬似的な電気抵抗としてのリアクタンスが発生する。一般に、コイルのリアクタンスは、コイルに囲まれる中空領域の大きさにより変化し、中空領域が大きいほどリアクタンスが大きい。従って、超電導コイルの外周側のリアクタンスが内周側のリアクタンスよりも大きい。 The electric resistance of the superconducting wire is zero or very small. However, due to the inductance of the superconducting coil composed of the superconducting wire, reactance as a pseudo electric resistance occurs when an alternating current is passed through the superconducting coil. In general, the reactance of the coil varies depending on the size of the hollow region surrounded by the coil, and the reactance increases as the hollow region increases. Therefore, the reactance on the outer peripheral side of the superconducting coil is larger than the reactance on the inner peripheral side.
積層された複数のテープ状の超電導線材を巻回することにより超電導コイルを構成した場合、複数の超電導線材のうちのある超電導線材が他の超電導線材よりも常に内周側、或いは常に外周側に配設されることになる。このため、ある超電導線材により構成されるコイル部分のリアクタンスと他の超電導線材により構成されるコイル部分のリアクタンスが異なる。これにより、それぞれの超電導線材に流れる電流の大きさが異なる。つまり、超電導コイルを流れる電流に偏りが発生する。このような電流の偏りを、偏流と呼ぶ。偏流が発生した場合、交流損失が増大する。従って、偏流が発生しないように、各超電導線材に流れる電流の均流化を図ることが望ましい。 When a superconducting coil is formed by winding a plurality of laminated superconducting wires in the form of a tape, one superconducting wire among the plurality of superconducting wires is always on the inner circumference side or always on the outer circumference side than the other superconducting wires. Will be disposed. For this reason, the reactance of the coil part comprised with a certain superconducting wire differs from the reactance of the coil part comprised with another superconducting wire. Thereby, the magnitude | sizes of the electric current which flow through each superconducting wire differ. That is, the current flowing through the superconducting coil is biased. Such a current bias is called drift. When drift occurs, AC loss increases. Therefore, it is desirable to equalize the current flowing through each superconducting wire so that no drift occurs.
積層された複数のテープ状の超電導線材を巻回することにより構成される超電導コイル内での偏流を防止するため、超電導コイルを構成する複数の超電導線材の転位が行われる。転位とは、積層された複数の超電導線材の積層順を入れ替えることである。一般的に、転位は、ダブルパンケーキ型超電導コイルにおいて、一方の段の超電導コイルと他方の段の超電導コイルとを接続する部分にて、行われる。 In order to prevent a drift in the superconducting coil constituted by winding a plurality of laminated tape-like superconducting wires, dislocation of the plurality of superconducting wires constituting the superconducting coil is performed. Dislocation means to change the stacking order of a plurality of stacked superconducting wires. In general, the dislocation is performed at a portion of the double pancake superconducting coil where the superconducting coil at one stage is connected to the superconducting coil at the other stage.
特許文献1は、テープ状の複数本の超電導線材の積層体を巻回することにより構成されるダブルパンケーキ型超電導コイルを開示する。特許文献1に記載のダブルパンケーキ型超電導コイルによれば、第1段の超電導コイル部の最内周ターンと第2段の超電導コイル部の最内周ターンとの渡り部にて、内周側の超電導線材と外周側の超電導線材が転位される。 Patent Document 1 discloses a double pancake type superconducting coil configured by winding a laminate of a plurality of tape-shaped superconducting wires. According to the double pancake type superconducting coil described in Patent Document 1, the inner circumference of the transition between the innermost circumferential turn of the first stage superconducting coil part and the innermost circumferential turn of the second stage superconducting coil part The superconducting wire on the side and the superconducting wire on the outer periphery are dislocated.
特許文献2は、複数本の超電導線材を互いに絶縁して束ねた集合導体がパンケーキ状に巻回されてなる一対のコイル部を有し、最内層側にて一方のコイル部の集合導体が他方のコイル部側に転位されて接続されているダブルパンケーキ型超電導コイルを開示する。特許文献2に記載のダブルパンケーキ型超電導コイルによれば、複数本の超電導線材が所定の本数ごとに、コイル部の周方向の異なる位置にて転位される。
特許文献3は、複数本の超電導線材を並列接続させた線材群を一方向に巻回させた超電導コイル部と、複数本の超電導線材を並列接続させた線材群を他方向に巻回させた超電導コイル部とを備える積層型超電導コイルを開示する。特許文献3に記載の積層型超電導コイルによれば、一方の超電導コイル部と他方の超電導コイル部が、巻軸方向に沿って積層される。また、一方の超電導コイル部の内周側から外周側に向けて並んだ複数本の超電導線材のそれぞれが、他方の超電導コイル部の外周側から内周側に向けて並んだ複数本の超電導線材のそれぞれに接続されることにより、超電導線材の転位が行われる。
In
(発明が解決しようとする課題)
特許文献1及び特許文献2に記載の超電導コイルによれば、超電導線材を転位させるために、超電導線材がそのテープ面に平行な面内にて曲げられている。超電導線材は、そのテープ面に平行な方向、すなわち面内方向に曲げられ難いので、このような曲げられ難い面内方向に曲げられると、超電導線材のテープ面にて歪が発生する。斯かる歪の発生により、超電導特性が低下する虞がある。また、特許文献1及び特許文献2によれば、超電導線材を転位させるための特有の設備、手順が必要であるため、そのような超電導コイルの製造コストが高い。また、特許文献3に記載の超電導コイルによれば、一方の超電導コイル部と他方の超電導コイル部の位置関係が対称でなく、また、各超電導線材の転位の順序が限定されるために均流化の効果が半減する。
(Problems to be solved by the invention)
According to the superconducting coils described in Patent Document 1 and
本発明は、簡単な構成で、複数の超電導線材を転位させることができる超電導コイル、及び、そのような超電導コイルが用いられた超電導回転電機ステータを提供することを、目的とする。 An object of the present invention is to provide a superconducting coil that can displace a plurality of superconducting wires with a simple configuration, and a superconducting rotating electrical machine stator using such a superconducting coil.
(課題を解決するための手段)
本発明は、積層された複数のテープ状の超電導線材を巻回することにより構成される超電導コイルであって、複数の超電導線材のうちの少なくとも一つの超電導線材(33,34)に、長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って切りかかれた切欠き部(33c,34c)が形成されており、切欠き部が形成された超電導線材に積層方向に隣接する超電導線材が、切欠き部を乗り越えることにより、切欠き部にて、切欠き部が形成された超電導線材とその超電導線材に隣接する超電導線材が、交差されている、超電導コイルを提供する。
(Means for solving the problem)
The present invention is a superconducting coil constituted by winding a plurality of laminated superconducting wires in the form of a tape, and at least one superconducting wire (33, 34) of the plurality of superconducting wires is arranged in the longitudinal direction. Cutout portions (33c, 34c) cut along a direction including a direction component perpendicular to the cutout portion are formed, and the superconducting wire adjacent to the superconducting wire in which the cutout portions are formed in the stacking direction By providing the superconducting coil, the superconducting wire in which the notch is formed and the superconducting wire adjacent to the superconducting wire are crossed at the notch.
本発明によれば、超電導コイルを構成する積層された複数のテープ状の超電導線材の少なくとも一つに、その長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って切りかかれた切欠き部が形成される。そして、その切欠き部が形成された超電導線材に積層方向に隣接する超電導線材が、その切欠き部を乗り越えている。このため、切欠き部にて、その切欠き部が形成された超電導線材とそれに隣接する超電導線材が、交差する。斯かる交差により、切欠き部が形成された超電導線材とそれに積層方向に隣接する超電導線材の積層方向における位置(配置)、すなわち積層順が入れ替えられる。このようにして、切欠き部が形成された超電導線材とそれに隣接する超電導線材が転位される。 According to the present invention, at least one of the plurality of laminated tape-like superconducting wires constituting the superconducting coil is formed with a notch cut along a direction including a direction component perpendicular to the longitudinal direction. The And the superconducting wire adjacent to the superconducting wire in which the notch is formed in the laminating direction passes over the notch. For this reason, the superconducting wire in which the notch is formed and the superconducting wire adjacent thereto intersect at the notch. By such an intersection, the position (arrangement) in the stacking direction of the superconducting wire in which the notch portion is formed and the superconducting wire adjacent thereto in the stacking direction, that is, the stacking order is switched. In this way, the superconducting wire having the notch and the superconducting wire adjacent thereto are dislocated.
このように、本発明によれば、超電導線材に切欠き部を形成し、その切欠き部にて、切欠き部が形成された超電導線材とそれに隣接する超電導線材を交差させるだけの簡単な構成で、超電導線材を転位させることができる。また、切欠き部を乗り越える超電導線材は、切欠き部を乗り越えるために僅かに曲げられるが、その曲げ方向に超電導線材の面内方向成分は含まれない。つまり、超電導線材が巻回される方向に超電導線材を曲げることにより、切欠き部にて超電導線材を転位させることができる。よって、従来技術のように、超電導線材を転位させるために超電導線材をその面内方向に曲げることによる超電導線材の歪の発生を防止できる。 As described above, according to the present invention, the notch is formed in the superconducting wire, and the superconducting wire in which the notch is formed and the superconducting wire adjacent thereto are crossed at the notch. Thus, the superconducting wire can be dislocated. In addition, the superconducting wire that gets over the notch is slightly bent to get over the notch, but the bending direction does not include the in-plane direction component of the superconducting wire. That is, by bending the superconducting wire in the direction in which the superconducting wire is wound, the superconducting wire can be dislocated at the notch. Therefore, as in the prior art, it is possible to prevent the superconducting wire from being distorted by bending the superconducting wire in the in-plane direction in order to displace the superconducting wire.
本発明において、切り欠き部を乗り越える、とは、切り欠き部が形成された超電導線材の一方のテープ面側に隣接配置する超電導線材が、切り欠き部を跨ぐことにより、切欠き部が形成された超電導線材の他方のテープ面側に隣接配置することを意味する。従って、切り欠き部が形成された超電導線材の内周側に隣接配置した超電導線材は、切り欠き部を乗り越えることにより、切り欠き部が形成された超電導線材の外周側に隣接配置する。また、切り欠き部が形成された超電導線材の外周側に隣接配置した超電導線材は、切り欠き部を乗り越えることにより、切り欠き部が形成された超電導線材の内周側に隣接配置する。 In the present invention, overcoming the notch portion means that a superconducting wire disposed adjacent to one tape surface side of the superconducting wire having the notch portion straddles the notch portion, thereby forming the notch portion. It means that the superconducting wire is arranged adjacent to the other tape surface side. Therefore, the superconducting wire disposed adjacent to the inner peripheral side of the superconducting wire having the cutout portion is disposed adjacent to the outer peripheral side of the superconducting wire having the cutout portion by getting over the notch portion. Further, the superconducting wire arranged adjacent to the outer peripheral side of the superconducting wire formed with the notch is disposed adjacent to the inner peripheral side of the superconducting wire formed with the notch by overcoming the notch.
また、本発明において、超電導線材とは、テープ状(或いは帯状)に形成され、且つ、超電導材料を含む材料により構成されている部材を意味する。従って、超電導線材は、超電導体のみによって構成されていてもよいし、或は、超電導体からなる部分と、超電導体ではない導電性を有する材料により構成される部分とを有するように構成されていてもよい。この場合、切り欠き部は、超電導体からなる部分に形成されていてもよいし、超電導体ではない導電性を有する材料(例えば銅)により構成される部分に形成されていてもよい。 In the present invention, the superconducting wire means a member that is formed in a tape shape (or strip shape) and is made of a material containing a superconducting material. Therefore, the superconducting wire may be composed only of the superconductor, or may be composed of a portion made of a superconductor and a portion made of a conductive material that is not a superconductor. May be. In this case, the cutout portion may be formed in a portion made of a superconductor, or may be formed in a portion made of a conductive material (for example, copper) that is not a superconductor.
また、本発明において、切欠き部は、超電導線材の長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って切りかかれた部分、すなわち、超電導線材の長手方向に平行ではない切欠き段差部分が形成されていれば、どのような形状であってもよい。例えば、超電導線材に、長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って延びるスリットが形成されていてもよい。また、超電導線材に幅が広い部分と幅が狭い部分とを形成し、両部分の接続部位に切欠き状段差部を形成してもよい。この場合、切欠き部の形状が、クランク形状にされる。 In the present invention, the notch is formed with a portion cut along a direction including a direction component perpendicular to the longitudinal direction of the superconducting wire, that is, a notch step portion that is not parallel to the longitudinal direction of the superconducting wire. Any shape can be used. For example, a slit extending along a direction including a direction component perpendicular to the longitudinal direction may be formed in the superconducting wire. Moreover, a wide part and a narrow part may be formed in a superconducting wire, and a notch-shaped step part may be formed in the connection part of both parts. In this case, the shape of the notch is a crank shape.
また、積層方向に隣接する超電導線材のそれぞれに、切欠き部が形成されており、超電導線材のそれぞれに形成された切欠き部が、互いに嵌め合わされているとよい。これによれば、隣接する超電導線材のそれぞれに形成された切欠き部どうしが嵌め合わされることにより、一方の超電導線材が他方の超電導線材に形成された切欠き部を乗り越え、他方の超電導線材が一方の超電導線材に形成された切欠き部を乗り越える。すなわち、切欠き部どうしが嵌め合わされている部分にて、隣接する超電導線材が転位される。また、切欠き部どうしの嵌め合いによって、転位箇所における超電導線材の幅方向(長さ方向及び厚さ方向に垂直な方向)の膨らみの増加を抑えることができる。 Further, it is preferable that a notch portion is formed in each of the superconducting wires adjacent to each other in the stacking direction, and the notch portions formed in each of the superconducting wires are fitted to each other. According to this, when the notch parts formed in each of the adjacent superconducting wires are fitted together, one superconducting wire gets over the notch part formed in the other superconducting wire, and the other superconducting wire is Get over the notch formed in one superconducting wire. That is, the adjacent superconducting wire is dislocated at the portion where the notches are fitted together. Further, by fitting the notch portions, an increase in the bulge in the width direction (direction perpendicular to the length direction and the thickness direction) of the superconducting wire at the dislocation can be suppressed.
また、切欠き部は、長手方向に沿って隙間を隔てて配設された2本の超電導線材のそれぞれの対面する端部を、2本の超電導線材の幅よりも狭い幅を有する導体で接続することにより、形成されていてもよい。これによれば、簡単に、超電導線材に切欠き部を形成することができる。 In addition, the notch portion connects the facing end portions of the two superconducting wires arranged with a gap along the longitudinal direction with a conductor having a width narrower than the width of the two superconducting wires. By doing so, it may be formed. According to this, a notch part can be easily formed in a superconducting wire.
また、切欠き部が形成された超電導線材には、切欠き部が形成されることにより幅が狭められている部分に、補助の導体が接続されていてもよい。切欠き部の形成によって、その切欠き部が形成されている部分の幅が狭められる。幅が狭められた部分に流すことのできる電流の大きさは、幅が狭められていない部分に流すことのできる電流の大きさよりも小さい。これに対し、本発明によれば、切欠き部の形成により幅が狭められた部分に補助の導体を接続することで、幅が狭められている部分に流すことができる電流の大きさが大きくされる。よって、臨界電流(Ic)が大きくされ、超電導コイルに大電流を流すことができる。 In addition, an auxiliary conductor may be connected to a portion of the superconducting wire having the notch formed therein, the width of which is reduced by the formation of the notch. By forming the notch, the width of the portion where the notch is formed is reduced. The magnitude of the current that can be passed through the narrowed part is smaller than the magnitude of the current that can be passed through the part that is not narrowed. On the other hand, according to the present invention, by connecting the auxiliary conductor to the portion whose width is narrowed by the formation of the notch, the magnitude of the current that can be passed through the portion whose width is narrowed is increased. Is done. Therefore, the critical current (Ic) is increased, and a large current can flow through the superconducting coil.
また、本発明に係る超電導コイルは、超電導材料により構成された複数の第一超電導線材が積層された状態で巻回されることにより構成される第一超電導コイル部と、超電導材料により構成された複数の第二超電導線材が積層された状態で巻回されることにより構成される第二超電導コイル部と、第一超電導コイル部を構成するそれぞれの第一超電導線材の内周端部と、第二超電導コイル部を構成するそれぞれの第二超電導線材の内周端部とを、それぞれ接続する、複数の接続部材と、を備えるのがよい。また、第一超電導コイル部と第二超電導コイル部は、巻軸方向に沿って重ねられるように配置され、複数の接続部材は、第一超電導コイル部及び第二超電導コイル部の内周にて積層配置されているのがよい。そして、積層配置されている複数の接続部材の少なくとも一つに、切欠き部が形成されているとよい。 Moreover, the superconducting coil according to the present invention is composed of a first superconducting coil portion configured by winding a plurality of first superconducting wires composed of a superconducting material in a stacked state, and a superconducting material. A second superconducting coil portion formed by winding a plurality of second superconducting wires in a stacked state, an inner peripheral end portion of each first superconducting wire constituting the first superconducting coil portion, It is preferable to provide a plurality of connecting members that respectively connect the inner peripheral ends of the respective second superconducting wires constituting the two superconducting coil portions. Further, the first superconducting coil part and the second superconducting coil part are arranged so as to be overlapped along the winding axis direction, and the plurality of connecting members are arranged on the inner circumferences of the first superconducting coil part and the second superconducting coil part. It is good that they are stacked. And it is good for the notch part to be formed in at least one of the several connection member arrange | positioned by lamination | stacking.
これによれば、例えばダブルパンケーキ型超電導コイルの一方のコイル部(第一超電導コイル部)を構成する複数の超電導線材(第一超電導線材)と他方のコイル部(第二超電導コイル部)を構成する複数の超電導線材(第二超電導線材)が、それらの内周端部どうしを接続する複数の接続部材により接続される。そして、複数の接続部材の少なくとも一つに切欠き部を設け、その切欠き部を用いて複数の接続部材が交差させられる。このようにして、簡単な構成で、超電導線材に歪を与えることなく、第一超電導コイル部と第二超電導コイル部との接続部位にて、第一超電導線材と第二超電導線材とを転位させることができる。 According to this, for example, a plurality of superconducting wires (first superconducting wire) constituting the one coil portion (first superconducting coil portion) of the double pancake type superconducting coil and the other coil portion (second superconducting coil portion) are arranged. A plurality of superconducting wires (second superconducting wires) to be configured are connected by a plurality of connecting members that connect their inner peripheral ends. And a notch part is provided in at least one of a some connection member, and a some connection member is made to cross | intersect using the notch part. In this way, the first superconducting wire and the second superconducting wire are dislocated at the connecting portion between the first superconducting coil and the second superconducting coil with a simple configuration and without distorting the superconducting wire. be able to.
この場合、接続部材に形成される切欠き部の形状が、クランク形状であってもよい。これによれば、クランク形状の切欠き部が形成された接続部材に隣接する接続部材が切欠き部を乗り越える前には、切欠き部が形成された接続部材とそれに隣接する接続部材とが重ねられていない領域が存在する。このため、接続部材どうしの接触面積が小さくされ、超電導コイルをコンパクトに構成できる。 In this case, the shape of the notch formed in the connecting member may be a crank shape. According to this, before the connecting member adjacent to the connecting member in which the crank-shaped notch is formed climbs over the notch, the connecting member in which the notch is formed and the connecting member adjacent to the connecting member are overlapped. There are areas that are not. For this reason, the contact area between the connection members is reduced, and the superconducting coil can be configured compactly.
また、接続部材は、導電性の金属により構成されていてもよい。これによれば、接続部材の加工が容易である。この場合、接続部材が銅により構成されるとなおよい。これによれば、接続部材の弾性変形が容易であるため、容易に、切欠き部が形成された接続部材とそれに隣接する接続部材とを交差させることができる。 Moreover, the connection member may be comprised with the electroconductive metal. According to this, the processing of the connecting member is easy. In this case, it is more preferable that the connecting member is made of copper. According to this, since the elastic deformation of the connecting member is easy, the connecting member in which the notch is formed and the connecting member adjacent to the connecting member can be easily crossed.
また、接続部材は、超電導体により構成されていてもよい。これによれば、接続部材として超電導体(特にイットリウム系等の薄膜単結晶タイプの超電導体、或いはガドリミウム系超電導体)を用いることにより、接続部材における接続抵抗をより小さくすることができる。 Further, the connecting member may be made of a superconductor. According to this, the connection resistance in the connection member can be further reduced by using a superconductor (in particular, a thin film single crystal type superconductor such as an yttrium-based superconductor or a gadolinium-based superconductor) as the connection member.
また、接続部材は、導電性の金属により構成される部分と、超電導体により構成される部分とを有していてもよい。接続部材を金属のみにより構成した場合、接続部材の電気抵抗が大きいという問題が発生し、一方、接続部材を超電導体のみにより構成した場合、過剰な電流が接続部材に流れたときに超電導破壊(クエンチ)が発生する虞がある。これに対し、接続部材を構成する材料として、銅などの導電性金属と超電導体とを併用することで、上記した欠点を補うことができる。すなわち、通常時(適正な電流が流れている状態であるとき)は超電導体により構成されている部分に電流が流れることによって、接続部材の電気抵抗を小さくすることができる。また、過剰な電流が流れたときには余剰の電流が金属により構成されている部分に流れる。このため超電導体により構成されている部分の超電導破壊を防止することができる。 Further, the connecting member may have a portion made of a conductive metal and a portion made of a superconductor. When the connecting member is composed only of metal, there is a problem that the electrical resistance of the connecting member is large. On the other hand, when the connecting member is composed only of the superconductor, the superconducting breakdown (when excessive current flows through the connecting member) Quench) may occur. On the other hand, the above-described drawbacks can be compensated by using a conductive metal such as copper and a superconductor in combination as a material constituting the connection member. That is, the electric resistance of the connecting member can be reduced by the current flowing through the portion formed of the superconductor during normal operation (when an appropriate current is flowing). Further, when an excessive current flows, the excessive current flows through a portion made of metal. For this reason, the superconducting destruction of the part comprised by the superconductor can be prevented.
また、超電導コイルが、対向配置する第一直線部及び第二直線部と、第一直線部の一方の端部と第二直線部の一方の端部とを接続する第1円弧部と、第一直線部の他方の端部と第二直線部の他方の端部とを接続する第2円弧部と、を有するレーストラック形状を呈し、接続部材は、第一超電導線材が接続されている部分が第一直線部に設けられ、第二超電導線材が接続されている部分が第二直線部に設けられ、切欠き部が形成されている部分が第一円弧部に設けられるように、構成されているとよい。これによれば、超電導コイルの直線部分にて第一超電導線材と第二超電導線材が接続部材に接続されているため、接続部材と第一及び第二超電導線材との接続が容易になし得るとともに、その接続を確実に行うことができる。また、第一円弧部を跨って接続部材を形成することにより、第一超電導コイル部の内周端部の位置と第二超電導コイル部の内周端部の位置とを一致させることができる。このため、第一超電導コイル部の形状と第二超電導コイル部の形状とをほぼ対称形状にすることができる。 In addition, the superconducting coil includes a first arc portion and a first linear portion that connect the first linear portion and the second linear portion that are disposed opposite to each other, one end portion of the first linear portion, and one end portion of the second linear portion. And a second arc portion connecting the other end of the second linear portion and the second arc portion, and the connecting member has a portion where the first superconducting wire is connected to the first straight line. The portion where the second superconducting wire is connected is provided in the second straight portion, and the portion where the notch is formed is provided in the first arc portion. . According to this, since the first superconducting wire and the second superconducting wire are connected to the connecting member at the straight portion of the superconducting coil, the connecting member and the first and second superconducting wires can be easily connected. The connection can be made reliably. Further, by forming the connecting member across the first arc portion, the position of the inner peripheral end portion of the first superconducting coil portion and the position of the inner peripheral end portion of the second superconducting coil portion can be matched. For this reason, the shape of the first superconducting coil portion and the shape of the second superconducting coil portion can be made substantially symmetrical.
また、本発明は、ティースを有するステータコアと、上記構成の超電導コイルとを備え、超電導コイルがティースに巻回されてなる、超電導回転電機ステータを提供する。これによれば、上記した作用効果を有する超電導コイルを備えた超電導回転電機ステータを提供することができる。 The present invention also provides a superconducting rotating electrical machine stator comprising a stator core having teeth and the superconducting coil having the above-described configuration, wherein the superconducting coil is wound around the teeth. According to this, the superconducting rotary electric machine stator provided with the superconducting coil which has the above-mentioned operation effect can be provided.
以下、本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る超電導回転電機ステータの正面図である。図1に示すように、本実施形態に係る超電導回転電機ステータ1は、ステータコア2と、複数の超電導コイル3とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a front view of a superconducting rotating electrical machine stator according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a superconducting rotating electrical machine stator 1 according to this embodiment includes a
ステータコア2は、円筒形状のバックヨーク2aと、バックヨーク2aの内周面から求心方向に向かって突出する複数のティース2bとを有する。複数のティース2bは、バックヨーク2aの周方向に沿って等間隔に設けられる。また、隣接するティース2b間にスロット2cが形成される。このスロット2cも、バックヨーク2aの周方向に沿って等間隔に設けられる。
The
各ティース2bに超電導コイル3が取り付けられる。超電導コイル3は、超電導線材がティース2bに巻回されることにより構成される。
A
(第一実施形態)
図2は、第一実施形態に係る超電導コイル3の概略斜視図である。図2に示すように、超電導コイル3は、対向配置した第一直線部3a及び第二直線部3bと、円弧状に形成され第一直線部3aの一方の端部と第二直線部3bの一方の端部を接続する第一円弧部3cと、円弧状に形成され第一直線部3aの他方の端部と第二直線部3bの他方の端部を接続する第二円弧部3dとを有し、巻軸方向から見てレーストラック形状となるように構成される。
(First embodiment)
FIG. 2 is a schematic perspective view of the
また、この超電導コイル3は、巻軸方向から見てレーストラック形状の第一超電導コイル部31と第二超電導コイル部32とからなり、これらのコイル部31,32を巻軸方向(図2において上下方向)に沿って重ね合わせることにより構成される。すなわち、超電導コイル3は、レーストラック形状のダブルパンケーキ型超電導コイルである。
The
図3は、第一超電導コイル部31と第二超電導コイル部32とを、同一の巻軸方向から見た正面図である。図3に示すように、第一超電導コイル部31と第二超電導コイル部32は、それらの巻軸方向に垂直な平面に対してほぼ対称な形状を有する。また、第一超電導コイル部31は、積層されたテープ状の2本のBi系超電導線材(幅4.6mm)が巻回されることにより構成される。同様に、第二超電導コイル部32は、積層されたテープ状の2本のBi系超電導線材(幅4.6mm)が巻回されることにより構成される。各超電導コイル部を構成する超電導線材には、テープ面(主面)Tが形成されている。そして、テープ面Tに垂直な方向に沿って2本の超電導線材が積層される。
FIG. 3 is a front view of the first
第一超電導コイル部31を構成する2本の超電導線材(第一超電導線材)のうちの一方は、常に他方の外周側に配置し、他方は、常に一方の内周側に配置する。同様に、第二超電導コイル部32を構成する2本の超電導線材(第二超電導線材)のうちの一方は、常に他方の外周側に配置し、他方は、常に一方の内周側に配置する。第一超電導コイル部31を構成する第一超電導線材のうちの外周側に配置する超電導線材を第一外周側超電導線材31outと呼び、内周側に配置する超電導線材を第一内周側超電導線材31inと呼ぶ。第二超電導コイル部32を構成する第二超電導線材のうち外周側に配置する超電導線材を第二外周側超電導線材32outと呼び、内周側に配置する超電導線材を第二内周側超電導線材32inと呼ぶ。また、積層状態の第一外周側超電導線材31out及び第一内周側超電導線材31inを、第一超電導線群31Tと呼び、積層状態の第二外周側超電導線材32out及び第二内周側超電導線材32inを第二超電導線群32Tと呼ぶ。従って、第一超電導コイル部31は、第一超電導線群31Tが巻回されることにより構成され、第二超電導コイル部32は、第二超電導線群32Tが巻回されることにより構成される。
One of the two superconducting wires (first superconducting wire) constituting the first
第一超電導線群31Tの一方の端部(外周端部)は第一超電導コイル部31の最外周から延設されており、この延設された部分P1によって、超電導コイル3の一方のコイルエンドを構成する。第二超電導線群32Tの一方の端部(外周端部)は第二超電導コイル部32の最外周から延設されており、この延設された部分P2によって、超電導コイル3の他方のコイルエンドを構成する。また、第一超電導線群31Tの他方の端部(内周端部)Q1は第一超電導コイル部31の最内周に位置し、第二超電導線群32Tの他方の端部(内周端部)Q2は第二超電導コイル部32の最内周に位置する。
One end portion (outer peripheral end portion) of the first
図3からわかるように、第一超電導コイル部31と第二超電導コイル部32とを同一の巻軸方向から見たときに、第一超電導線群31Tの巻回方向は第二超電導線群32Tの巻回方向と反対の方向である。具体的には、図3に示す場合、第一超電導線群31Tは、その内周端部から外周端部に向かって反時計周り方向に巻回され、第二超電導線群32Tは、その内周端部から外周端部に向かって時計周り方向に巻回される。
As can be seen from FIG. 3, when the first
第一超電導線群31Tの内周端部は、第一外周側超電導線材31outの内周端部及び第一内周側超電導線材31inの内周端部により構成される。このうち、第一外周側超電導線材31outの内周端部は第一接続部材33に接続され、第一内周側超電導線材31inの内周端部は第二接続部材34に接続される。また、第二超電導線群32Tの内周端部は、第二外周側超電導線材32outの内周端部及び第二内周側超電導線材32inの内周端部により構成される。このうち、第二外周側超電導線材32outの内周端部は第二接続部材34に接続され、第二内周側超電導線材32inの内周端部は第一接続部材33に接続される。図3において、第一接続部材33及び第二接続部材34が、破線で示される。
The inner peripheral end of the first
図4は、展開された第一接続部材33材及び第二接続部材34の概略斜視図である。図4に示すように、第一接続部材33は、外面33a及び外面33aとは反対側の内面33bとを有する長尺平板状に形成される。また、第二接続部材34は、外面34a及び外面34aとは反対側の内面34bとを有する長尺平板状に形成される。第一接続部材33及び第二接続部材34は、ガドリニウム(Gd)系超電導線材により構成されており、その幅は10mmである。
FIG. 4 is a schematic perspective view of the developed first connecting
第一接続部材33の長手方向における一方の端部側の外面33aに第一外周側超電導線材31outの内周端部がはんだ付けにより接続され、第一接続部材33の長手方向における他方の端部側の外面33aに第二内周側超電導線材32inの内周端部がはんだ付けにより接続される。また、第二接続部材34の長手方向における一方の端部側の外面34aに第一内周側超電導線材31inがはんだ付けにより接続され、第二接続部材34の長手方向における他方の端部側の外面34aに第二外周側超電導線材32outの内周端部がはんだ付けにより接続される。
The inner peripheral end of the first outer peripheral superconducting wire 31out is connected to the
第一接続部材33の長手方向における略中間部分には第一スリット(切欠き部)33cが形成される。第一スリット33cは、第一接続部材33の一方の側辺に開口し、その開口部位から長手方向に垂直な方向に延設される。また、第二接続部材34の長手方向における略中間部分には第二スリット(切欠き部)34cが形成される。第二スリット34cは、第二接続部材34の一方の側辺に開口し、その開口部位から長手方向に垂直な方向に延設される。第一スリット33c及び第二スリット34cの長さ(接続部材33,34の幅方向における長さ)は5.5mmであり、幅(接続部材33,34の長手方向における長さ)は1mmである。スリット33c、34cの長さ(5.5mm)は、接続部材33,34の幅(10mm)の半分の長さ以上である。
A first slit (notched portion) 33 c is formed at a substantially intermediate portion in the longitudinal direction of the first connecting
第一接続部材33と第二接続部材34は、超電導コイル3の内周壁部にてその厚み方向に沿って隣接して積層されている。このとき、第一接続部材33の外面33aと第二接続部材34の外面34aが同一の方向を向くように、第一接続部材33と第二接続部材34が積層される。また、第一接続部材33と第二接続部材34は、それぞれに形成されているスリットどうしの嵌め合いにより、互いに係合している。つまり、第一接続部材33に形成されている第一スリット33cと第二接続部材34に形成されている第二スリット34cが嵌め合わせられるように、すなわち、第一スリット33cの底壁と第二スリット34cの底壁が付き合わされるように、第一接続部材33と第二接続部材34が互いに係合する。
The first connecting
図5は、第一接続部材33に形成された第一スリット33cと第二接続部材34に形成された第二スリット34cが嵌め合わされた状態を示す斜視図である。また、図6は、図5のVI−VI線に沿って切断した断面図である。図5及び図6に示すように、両スリット33c,34cが嵌め合わされることにより、第一接続部材33と第二接続部材34が係合している。また、第一接続部材33と第二接続部材34は、それらの厚み方向に沿って隣接して積層配置されている。このとき、第一接続部材33の一方の端部に接続されている第一外周側超電導線材31outと第二接続部材34の一方の端部に接続されている第一内周側超電導線材31inが、それらの厚み方向に沿って積層する。また、第一接続部材33の他方の端部に接続されている第二内周側超電導線材32inと第二接続部材34の他方の端部に接続されている第二外周側超電導線材32outが、それらの厚み方向に沿って積層する。また、図5からわかるように、積層されている第一外周側超電導線材31out及び第一内周側超電導線材31inの長手方向軸と、積層されている第二外周側超電導線材32out及び第二内周側超電導線材32inの長手方向軸は、平行であるが、それらの超電導線材の幅方向(長さ方向及び厚み方向に垂直な方向)にずれている(オフセットしている)。
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the
なお、第一接続部材33と第二接続部材34が隣接して積層配置した場合において、両者間の導通を回避するために、それぞれの接続部材33,34の表面には、絶縁性のポリイミドフィルムが被覆されている。また、第一外周側超電導線材31out、第一内周側超電導線材31in、第二外周側超電導線材32out、第二内周側超電導線材32inの外周面も、絶縁被覆されている。
In addition, when the
また、第一接続部材33と第二接続部材34が係合したとき、第一スリット33c及び第二スリット34cが互いに嵌め合わされている部分にて、第二接続部材34が第一接続部材33に形成されている第一スリット33c内を通過する。このとき、第二接続部材34は、第一スリット33cを形成している切欠き段差を乗り越える。また、第一接続部材33と第二接続部材34が係合したとき、第一スリット33c及び第二スリット34cが互いに嵌め合わされている部分にて、第一接続部材33が第二接続部材34に形成されている第二スリット34c内を通過する。このとき、第一接続部材33は、第二スリット34cを形成している切欠き段差を乗り越える。
When the
これにより、第一接続部材33と第二接続部材34が、それらの長手方向及び積層方向を含む平面内にて交差する。このような交差部分を境として、第一接続部材33と第二接続部材34の積層方向における位置(配置)が逆転している。つまり、第一接続部材33と第二接続部材34の積層順が入れ替えられる。具体的に言えば、図6において、上下方向(積層方向)のうち上方向を外周側、下方向を内周側と定義し、左右方向(長手方向)のうち左方を一方端側、右方を他方端側と定義すると、第一スリット33c及び第二スリット34cが互いに嵌め合わされている部分Xよりも一方端側において、第一接続部材33が第二接続部材34よりも外周側に配置され、部分Xよりも他方端側において、第一接続部材33が第二接続部材34よりも内周側に配置される。
Thereby, the
このように、本実施形態においては、隣接して積層配置した第一接続部材33及び第二接続部材34が、両スリット33c,34cの嵌め合わせ位置にて、互いに相手側の接続部材に形成されたスリットを構成する切欠き段差を乗り越えることにより、交差する。斯かる交差により、第一超電導コイル部31内にて外周側に配設されている第一外周側超電導線材31outと第二超電導コイル部32内にて内周側に配設されている第二内周側超電導線材32inとを第一接続部材33により接続することができ、第一超電導コイル部31内にて内周側に配設されている第一内周側超電導線材31inと第二超電導コイル部32内にて外周側に配設されている第二外周側超電導線材32outとを第二接続部材34により接続することができる。つまり、第一接続部材33を介して接続されている超電導線材と、その超電導線材に積層方向に隣接するとともに第二接続部材34を介して接続されている超電導線材が、両接続部材33,34を介して、転位する。
As described above, in the present embodiment, the first connecting
図7は、第一接続部材33と第二接続部材34とを用いて、隣接して積層された2本の超電導線材(超電導線材Aと超電導線材B)が転位される様子を模式的に示す図である。ここで、積層された2本の超電導線材のうち、超電導線材Aは、第一超電導コイル部31に備えられる第一外周側超電導線材31outと、第二超電導コイル部32に備えられる第二内周側超電導線材32inと、第一外周側超電導線材31outと第二内周側超電導線材32inとを接続する第一接続部材33とを備える。また、超電導線材Bは、第一超電導コイル部31に備えられる第一内周側超電導線材31inと、第二超電導コイル部32に備えられる第二外周側超電導線材32outと、第一内周側超電導線材31inと第二外周側超電導線材32outとを接続する第二接続部材34とを備える。
FIG. 7 schematically shows how two superconducting wires (superconducting wire A and superconducting wire B) stacked adjacent to each other are dislocated using the first connecting
図7に示すように、超電導線材Aと超電導線材Bは、隣接して積層された状態で巻回されている。また、第一超電導コイル部31内では外周側に配設されている超電導線材Aは、第一接続部材33と第二接続部材34との交差部位にて転位(A−B転位)されることにより、第二超電導コイル部32内では内周側に配設されている。また、第一超電導コイル部31内では内周側に配設されている超電導線材Bは、第一接続部材33と第二接続部材34との交差部位にて転位(A−B転位)されることにより、第二超電導コイル部32内では外周側に配設されている。
As shown in FIG. 7, the superconducting wire A and the superconducting wire B are wound in a state of being stacked adjacent to each other. Further, the superconducting wire A disposed on the outer peripheral side in the first
以上のように、本実施形態によれば、隣接して積層された超電導線材(超電導線材A,B)のそれぞれに、スリット33c、34c(切欠き部)を形成し、このスリット33c、34cにて両超電導線材を交差させるといった簡単な構成により、積層方向に隣接配置する超電導線材を転位させることができる。また、両超電導線材を交差させる際には、一方の超電導線材が他方の超電導線材のスリットを構成する切欠き段差を乗り越えるが、このとき、超電導線材は、切欠き段差を乗り越えるために僅かに曲げられる。しかし、その曲げ方向は超電導線材のテープ面Tに垂直な方向であり、曲げ方向に超電導線材の面内方向成分は含まれない。よって、従来技術のように、超電導線材を転位させるために超電導線材をその面内方向に曲げることによる超電導線材の歪の発生を防止できる。
As described above, according to this embodiment, the
また、本実施形態によれば、第一接続部材33及び第二接続部材34が、Gd系の超電導線材である。Gd系超電導線材は、Bi系超電導線材の倍以上の電流容量(臨界電流値)を有するため、このような材料からなる接続部材33,34にスリットを形成した場合においても、Bi系超電導材料からなる部分(第一超電導コイル部31を構成する超電導線材及び第二超電導コイル部32を構成する超電導線材)における電流容量と同程度の電流容量を確保することができる。
According to the present embodiment, the
また、図6に示すように、第一接続部材33と第二接続部材34が重ね合わされたとき、部分Xよりも長手方向における一方端側にて、第二接続部材34の外面34a上に、第一接続部材33が積層される。また、第二接続部材34の一方端側の外面34aには第一内周側超電導線材31inの端部が接続されている。本実施形態では、第二接続部材34の一方端側の外面34aの第一接続部材33と第一内周側超電導線材31inとの間に所定の隙間G1が形成される。斯かる隙間G1の形成により、第二接続部材34の一方端側の外面34a上での第一内周側超電導線材31inと第一接続部材33との長手方向における干渉が防止される。こうして干渉が防止されることにより、積層方向における厚さの増加が抑えられる。
As shown in FIG. 6, when the
同様に、図6に示すように、第一接続部材33と第二接続部材34が重ね合わされたとき、部分Xよりも長手方向における他方端側にて、第一接続部材33の外面33a上に第二接続部材34が積層される。また、第一接続部材33の他方端側の外面33aには第二内周側超電導線材32inの端部が接続されている。本実施形態では、第一接続部材33の他方端側の外面33aの第二接続部材34と第二内周側超電導線材32inとの間に所定の隙間G2が形成される。斯かる隙間G2の形成により、第二内周側超電導線材32inと第二接続部材34との長手方向における干渉が防止される。こうして干渉が防止されることにより、積層方向における厚さの増加が抑えられる。
Similarly, as shown in FIG. 6, when the
また、本実施形態によれば、積層方向に隣接する2本の超電導線材A,Bのそれぞれに、スリット33c、33d(切欠き部)が形成されており、2本の超電導線材A,Bのそれぞれに形成されたスリット33c、34cが、嵌め合わされている。互いに形成されたスリット33c、34cどうしが嵌め合わされることにより、2本の超電導線材A,Bが交差するとともに積層方向に沿って重ねられる。これにより、積層された2本の超電導線材A,Bの交差部位における幅方向(長さ方向及び厚さ方向に垂直な方向)の長さの増加を抑えることができる。
Further, according to the present embodiment, slits 33c and 33d (notches) are formed in each of the two superconducting wires A and B adjacent in the stacking direction, and the two superconducting wires A and B are formed. The
また、本実施形態によれば、図3に示すように、接続部材(33,34)は、第一超電導線材(31out,31in)が接続されている部分が超電導コイル3の第一直線部3aに設けられ、第二超電導線材(32out,32in)が接続されている部分が第二直線部3bに設けられ、スリット(33c,34c)が形成されている部分が第一円弧部3cに設けられるように、構成されている。超電導コイル3の直線部分にて第一超電導線材(31out,31in)と第二超電導線材(32out,32in)が接続部材(33,34)に接続されているため、接続部材と第一及び第二超電導線材との接続が容易になし得るとともに、その接続を確実に行うことができる。また、一方の円弧部を跨って接続部材を形成することにより、第一超電導コイル部31の内周端部の位置と第二超電導コイル部32の内周端部の位置とを一致させることができる。このため、第一超電導コイル部31の形状と第二超電導コイル部32の形状とをほぼ対称形状にすることができる。
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the connecting members (33, 34) are connected to the first
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態について説明する。上記第一実施形態では、第一超電導コイル部31及び第二超電導コイル部32が、それぞれ、厚み方向に積層された2本の超電導線材により構成されている例を示した。本実施形態では、第一超電導コイル部31及び第二超電導コイル部32が、それぞれ、厚み方向に積層された3本の超電導線材により構成されている例について説明する。なお、その他の構成については、上記第一実施形態にて説明した構成と同じであるので、同一の部分についての説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In said 1st embodiment, the example in which the 1st
図8は、本実施形態に係る超電導コイル3を構成する第一超電導コイル部31と第二超電導コイル部32とを、同一の巻軸方向から見た正面図である。図8に示すように、第一超電導コイル部31と第二超電導コイル部32は、それらの巻軸方向に垂直な平面に対してほぼ対称な形状を有する。また、第一超電導コイル部31は、積層されたテープ状の3本のBi系超電導線材(幅4.6mm)が巻回されることにより構成される。同様に、第二超電導コイル部32は、積層されたテープ状の3本のBi系超電導線材(幅4.6mm)が巻回されることにより構成される。各超電導コイル部を構成する超電導線材には、テープ面(主面)Tが形成されている。そして、テープ面Tに垂直な方向に沿って3本の超電導線材が積層される。
FIG. 8 is a front view of the first
第一超電導コイル部31を構成する3本の超電導線材(第一超電導線材)のうちのいずか1本の超電導線材は、常に他の2本の超電導線材の外周側に配置し、他のいずれか1本の超電導線材は、常に他の2本の超電導線材の内周側に配置し、残りの1本の超電導線材は、常に他の2本の超電導線材の間に配置される。同様に、第二超電導コイル部32を構成する3本の超電導線材(第二超電導線材)のうちのいずれか1本の超電導線材は、常に他の2本の超電導線材の外周側に配置し、他のいずれか1本の超電導線材は、常に他の2本の超電導線材の内周側に配置し、残りの1本の超電導線材は、常に他の2本の超電導線材の間に配置する。
One of the three superconducting wires (first superconducting wire) constituting the first
以下において、第一超電導コイル部31を構成する第一超電導線材のうちの最も外周側に配置する超電導線材を第一外周側超電導線材31outと呼び、最も内周側に配置する超電導線材を第一内周側超電導線材31inと呼び、第一外周側超電導線材31outと第一内周側超電導線材31inとの間に配置する超電導線材を第一中間超電導線材31midと呼ぶ。また、第二超電導コイル部32を構成する第二超電導線材のうち最も外周側に配置する超電導線材を第二外周側超電導線材32outと呼び、最も内周側に配置する超電導線材を第二内周側超電導線材32inと呼び、第二外周側超電導線材32outと第二内周側超電導線材32inとの間に配置する超電導線材を第二中間超電導線材32midと呼ぶ。また、積層状態の第一外周側超電導線材31out、第一中間超電導線材31mid、及び第一内周側超電導線材31inを、第一超電導線群31Tと呼び、積層状態の第二外周側超電導線材32out、第二中間超電導線材32mid、及び第二内周側超電導線材32inを第二超電導線群32Tと呼ぶ。従って、第一超電導コイル部31は、第一超電導線群31Tが巻回されることにより構成され、第二超電導コイル部32は、第二超電導線群32Tが巻回されることにより構成される。
Hereinafter, the superconducting wire disposed on the outermost peripheral side of the first superconducting wire constituting the first
第一超電導コイル部31を構成する第一超電導線群31Tの内周端部は、第一外周側超電導線材31outの内周端部、第一中間超電導線材31midの内周端部、及び第一内周側超電導線材31inの内周端部により構成される。このうち、第一外周側超電導線材31outの内周端部は第一接続部材35に接続され、第一中間超電導線材31midの内周端部は中間接続部材36に接続され、第一内周側超電導線材31inの内周端部は第二接続部材37に接続される。また、第二超電導コイル部32を構成する第二超電導線群32Tの内周端部は、第二外周側超電導線材32outの内周端部、第二中間超電導線材32midの内周端部、及び第二内周側超電導線材32inの内周端部により構成される。このうち、第二外周側超電導線材32outの内周端部は第二接続部材37に接続され、第二中間超電導線材32midの内周端部は中間接続部材36に接続され、第二内周側超電導線材32inは第一接続部材35に接続される。
The inner peripheral end of the first
図9は、展開された第一接続部材35、中間接続部材36、及び第二接続部材37の概略斜視図である。図9に示すように、第一接続部材35は、外面35a及び外面35aとは反対側の内面35bとを有する長尺平板状に形成される。また、中間接続部材36は、外面36a及び外面36aとは反対側の内面36bとを有する長尺平板状に形成される。また、第二接続部材37は、外面37a及び外面37aとは反対側の内面37bとを有する長尺平板状に形成される。
FIG. 9 is a schematic perspective view of the developed
第一接続部材35の長手方向における一方の端部側の外面35aに第一外周側超電導線材31outの内周端部がはんだ付けにより接続され、第一接続部材35の長手方向における他方の端部の外面35aに第二内周側超電導線材32inの内周端部が接続される。また、中間接続部材36の長手方向における一方の端部の外面36aに第一中間超電導線材31midが接続され、中間接続部材36の長手方向における他方の端部の外面36aに第二中間超電導線材32midの内周端部が接続される。また、第二接続部材37の長手方向における一方の端部の外面37aに第一内周側超電導線材31inの内周端部が接続され、第二接続部材37の長手方向における他方の端部の外面37aに第二外周側超電導線材32outの内周端部が接続される。
The inner peripheral end portion of the first outer peripheral superconducting wire 31out is connected to the
第一接続部材35の長手方向における異なる2か所の位置に、スリット35c(切欠き部)及びスリット35d(切欠き部)が形成される。スリット35c及びスリット35dは、第一接続部材35の一方の側辺に開口し、その開口部位から長手方向に垂直な方向に延設される。また、中間接続部材36の長手方向における異なる2か所の位置に、スリット36c(切欠き部)及びスリット36d(切欠き部)が形成される。スリット36cは、中間接続部材36の一方の側辺に開口し、その開口部位から長手方向に垂直な方向に延設される。スリット36dは、中間接続部材36の他方の側辺に開口し、その開口部位から長手方向に垂直な方向に延設される。また、第二接続部材37の長手方向における異なる2か所の位置に、スリット37c(切欠き部)及びスリット37d(切欠き部)が形成される。スリット37c及びスリット37dは、第二接続部材37の一方の側辺に開口し、その開口部位から長手方向に垂直な方向に延設される。
第一接続部材35、中間接続部材36及び第二接続部材37は、図2に示すような超電導コイル3の内周壁部にてその厚み方向に沿って隣接して積層されている。このとき、第一接続部材35の外面35a、中間接続部材36の外面36a、及び第二接続部材37の外面37aが同一の方向を向くように、これらの接続部材が積層される。
The first connecting
また、第一接続部材35、中間接続部材36及び第二接続部材37は、積層した状態で、それぞれに形成されているスリットどうしの嵌め合いにより、絡み合うように係合している。具体的には、第一接続部材35に形成されたスリット35cと第二接続部材37に形成されたスリット37dが嵌り合い、第一接続部材35に形成されたスリット35dと中間接続部材36に形成されたスリット36dが嵌り合い、中間接続部材36に形成されたスリット36cと第二接続部材37に形成されたスリット37cが嵌り合うように、これらの接続部材35,36,37が係合する。言い換えれば、上記したスリットどうしの嵌り合いが実現されるように、各接続部材35,36,37の側辺の所定の位置に開口するスリットが形成される。このようなスリットどうしの嵌め合いにより各接続部材35,36,37が係合した場合、各接続部材35,36,37は、厚み方向に沿って積層される。
Moreover, the
また、上記したように各接続部材35,36,37が係合されたとき、各接続部材35,36,37の一方の端部にそれぞれ接続されている各超電導線材(第一外周側超電導線材31out、第一中間超電導線材31mid、第一内周側超電導線材31in)が、厚み方向に積層する。同様に、各接続部材35,36,37が係合されたとき、各接続部材35,36,37の他方の端部にそれぞれ接続されている各超電導線材(第二外周側超電導線材32out、第二中間超電導線材32mid、第二内周側超電導線材32in)が、厚み方向に積層する。
Moreover, when each
図10は、第一接続部材35、中間接続部材36及び第二接続部材37が係合した状態を、これらの積層方向及び長手方向に垂直な方向から示す断面図である。図10に示すように、各接続部材35,36,37は、互いに絡み合うように係合するとともに、厚み方向に沿って積層している。また、図10の部位H1にて、中間接続部材36に形成されたスリット36cと第二接続部材37に形成されたスリット37cが嵌り合い、部位H2にて、第一接続部材35に形成されたスリット35cと第二接続部材37に形成されたスリット37dが嵌り合い、部位H3にて、第一接続部材35に形成されたスリット35dと中間接続部材36に形成されたスリット36dが嵌り合う。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the
図10の上下方向(すなわち各接続部材の積層方向)のうち上方側を外周側、下方側を内周側と定義し、左右方向(すなわち各接続部材の長手方向)のうち左方側を一方端側、右方側を他方端側と定義したとき、部位H1,H2,H3のうち、部位H1は、長手方向において、第一超電導線群31Tが接続されている側(一方端側)に最も近い位置、すなわち図10において最も左側に設けられる。また、部位H3は、長手方向において第二超電導線群32Tが接続されている側(他方端側鋳)に最も近い位置、すなわち図10において最も右側に設けられる。部位H2は、長手方向において部位H1と部位H3との間に設けられる。
10, the upper side is defined as the outer peripheral side and the lower side is defined as the inner peripheral side, and the left side of the left and right direction (that is, the longitudinal direction of each connecting member) is defined as one side. When the end side and the right side are defined as the other end side, among the portions H1, H2, and H3, the portion H1 is on the side (one end side) to which the first
また、部位H1よりも一方端側に近い部分にて、各接続部材35,36,37の積層順は、外周側から内周側に向かって、第一接続部材35、中間接続部材36、第二接続部材37の順にされている。
Further, in the portion closer to one end side than the part H1, the stacking order of the
また、部位H1にてスリット36cとスリット37cが嵌り合うことにより、中間接続部材36と第二接続部材37が交差する。これにより、中間接続部材36と第二接続部材37の積層順が入れ替えられる。よって、部位H1と部位H2の間の部分における接続部材35,36,37の積層順が、外周側から内周側に向かって、第一接続部材35、第二接続部材37、中間接続部材36の順にされる。
In addition, when the
また、部位H2にてスリット35cとスリット37dが嵌り合うことにより、第一接続部材35と第二接続部材37が交差する。これにより、第一接続部材35と第二接続部材37の積層順が入れ替えられる。よって、部位H2と部位H3の間の部分における接続部材35,36,37の積層順が、外周側から内周側に向かって、第二接続部材37、第一接続部材35、中間接続部材36の順にされる。
Further, the first connecting
そして、部位H3にてスリット35dとスリット36dが嵌り合うことにより、第一接続部材35と中間接続部材36が交差する。これにより、第一接続部材35と中間接続部材36の積層順が入れ替えられる。よって、部位H3よりも他方端側に近い部分にて、各接続部材35,36,37の積層順が、外周側から内周側に向かって、第二接続部材37、中間接続部材36、第一接続部材35の順にされる。
Then, the first connecting
このように、第一接続部材35、中間接続部材36及び第二接続部材37が、それぞれに形成されているスリットの嵌め合わせにより交差することにより、各接続部材35,36,37の一方端側における各接続部材35,36,37の積層順と、各接続部材35,36,37の他方端側における各接続部材35,36,37の積層順が変化する。このため、第一超電導コイル部31内にて内周側に配設されている超電導線材(第一内周側超電導線材31in)を、第二超電導コイル部32内にて外周側に配設されている超電導線材(第二外周側超電導線材32out)に接続することができ、また、第一超電導コイル部31内にて外周側に配設されている超電導線材(第一外周側超電導線材31out)を、第二超電導コイル部32内にて内周側に配設されている超電導線材(第二内周側超電導線材32in)に接続することができる。つまり、超電導コイル3を構成する超電導線材が、各接続部材35,36,37を介して、転位する。
Thus, the
図11は、第一接続部材35、中間接続部材36、及び第二接続部材37を用いて、積層された3本の超電導線材(超電導線材A,B,C)が転位される様子を模式的に示す図である。ここで、積層された3本の超電導線材のうち、超電導線材Aは、第一超電導コイル部31に備えられる第一外周側超電導線材31outと、第二超電導コイル部32に備えられる第二内周側超電導線材32inと、第一外周側超電導線材31outと第二内周側超電導線材32inとを接続する第一接続部材35とを備える。また、超電導線材Bは、第一超電導コイル部31に備えられる第一中間超電導線材31midと、第二超電導コイル部32に備えられる第二中間超電導線材32midと、第一中間超電導線材31midと第二中間超電導線材32midとを接続する中間接続部材36とを備える。また、超電導線材Cは、第一超電導コイル部31に備えられる第一内周側超電導線材31inと、第二超電導コイル部32に備えられる第二外周側超電導線材32outと、第一内周側超電導線材31inと第二外周側超電導線材32outとを接続する第二接続部材37とを備える。
FIG. 11 is a schematic view of the dislocation of three stacked superconducting wires (superconducting wires A, B, and C) using the first connecting
図11に示すように、第一超電導コイル部31内では内周側に配設されている超電導線材Cは、部位H1にて超電導線材Bと転位(B−C転位)されることによって、超電導線材Aと超電導線材Bとの間に配設され、さらに、部位H2にて超電導線材Aと転位(A−C転位)されることによって、外周側に配設される。従って、超電導線材Cは、第二超電導コイル部32内では外周側に配設される。また、第一超電導コイル部31内では外周側に配設されている超電導線材Aは、部位H2にて超電導線材Cと転位(A−C転位)されることによって、超電導線材Bと超電導線材Cとの間に配設され、さらに、部位H3にて超電導線材Bと転位(A−B転位)されることによって、内周側に配設される。従って、超電導線材Aは、第二超電導コイル部32内では内周側に配設される。また、第一超電導コイル部31内では超電導線材Aと超電導線材Cとの間に配設されている超電導線材Bは、部位H1にて超電導線材Cと転位(B−C転位)されることによって、内周側に配設され、さらに、部位H3にて超電導線材Aと転位(A−B転位)されることによって、再び、超電導線材Aと超電導線材Cとの間に配設される。従って、超電導線材Bは、第二超電導コイル部32内でも、超電導線材Aと超電導線材Cとの間に配設される。
As shown in FIG. 11, the superconducting wire C arranged on the inner peripheral side in the first
このように、本実施形態においては、3本の超電導線材を用いて作製された超電導コイルにおいても、簡単な構成で、各超電導線材を転位させることができる。 Thus, in this embodiment, each superconducting wire can be dislocated with a simple configuration even in a superconducting coil manufactured using three superconducting wires.
(第三実施形態)
上記第一実施形態では、第一接続部材33及び第二接続部材34に、切欠き部としてのスリット(33c、34d)を形成する例を示したが、本実施形態では、第一接続部材33及び第二接続部材34にクランク状の切欠き部を形成する例について説明する。図12は、第三実施形態に係る第一接続部材33及び第二接続部材34を示す概略平面図である。図12に示すように、本実施形態に係る第一接続部材33及び第二接続部材34の略中央部分には、切欠き段差部33e,34eがそれぞれ形成されている。この切欠き段差部33e,34eは、それぞれ、接続部材33,34の長手方向に垂直な方向に沿って延設されている。第一接続部材33には、切欠き段差部33eを境として、幅の狭い部分と幅の広い部分が長手方向に沿って形成されている。同様に、第二接続部材34には、切欠き段差部34eを境として、幅の狭い部分と幅の広い部分が長手方向に沿って形成されている。つまり、第一接続部材33及び第二接続部材34には、クランク形状の切欠き部が形成されていることになる。また、本実施形態においては、第一接続部材33及び第二接続部材34が銅により構成されている。また、第一接続部材33及び第二接続部材34の厚さはともに1mmであり、容易に撓ませることができる。それ以外の構成は、上記第一実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
(Third embodiment)
In the first embodiment, an example in which slits (33c, 34d) as notches are formed in the
また、図12からわかるように、第一接続部材33に形成される切欠き段差部33eと第二接続部材34に形成される切欠き段差部34eが、対向するように、両接続部材33,34が重ね合わされる。そして、クランク形状の切欠き段差部33e,34eが嵌め合させられることにより、第一接続部材33及び第二接続部材34が係合される。このとき、第一接続部材33が第二接続部材34の切欠き段差部34eを乗り越え、且つ、第二接続部材34が第一接続部材33の切欠き段差部33eを乗り越えることにより、両接続部材33,34が交差する。斯かる交差により、第一接続部材33を含む超電導線材と第二接続部材34を含む超電導線材が転位される。
Further, as can be seen from FIG. 12, both connecting
このように、クランク形状の切欠き部を接続部材に設けることによっても、簡単に、超電導線材を転位させることができる。 As described above, the superconducting wire can be easily displaced by providing the connecting member with the crank-shaped notch.
(第四実施形態)
次に、本発明の第四実施形態について説明する。本実施形態では、第二実施形態に示される第一接続部材35及び第二接続部材37にそれぞれ形成されているスリットの変形例について説明する。図13は、第四実施形態に係る第一接続部材35、中間接続部材36、及び第二接続部材37を示す概略平面図である。図13に示すように、第一接続部材35には、幅広の一つのスリット35eが形成されており、第二接続部材37にも、幅広の一つのスリット37eが形成されている。スリット35eは、一方の切欠き段差部35f及び他方の切欠き段差部35gを有し、スリット37eは、一方の切欠き段差部35f及び他方の切欠き段差部37gを有する。また、中間接続部材36には、上記第二実施形態と同様に、2つのスリット36c、36dが形成されている。スリット35eの一方の切欠き段差部35fが、第二実施形態におけるスリット35cの役割を果たし、他方の切欠き段差部35gが、第二実施形態におけるスリット35dの役割を果たす。スリット37eの一方の切欠き段差部37fが、第二実施形態におけるスリット37cの役割を果たし、他方の切欠き段差部37gが、第二実施形態におけるスリット37dの役割を果たす。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, modified examples of slits formed in the
第一接続部材35に形成されている幅広のスリット35eは、一方の切欠き段差部35fにて、第二接続部材37に形成されている幅広のスリット37eに嵌め合わせられ、他方の切欠き段差部35gにて、中間接続部材36に形成されているスリット36dに嵌め合わせされる。また、第二接続部材37に形成されている幅広のスリット37eは、一方の切欠き段差部37fにて、中間接続部材36に形成されているスリット36cに嵌め合わせられ、他方の切欠き段差部37gにて、第一接続部材35に形成されている幅広のスリット35eに嵌め合わせられる。
The
このように、接続部材に幅広のスリットを形成し、そのスリットを構成する一方の切欠き段差部と他方の切欠き段差部とにそれぞれ別々の接続部材を嵌め合わせることで、スリットの形成箇所を減らすことができる。 In this way, a wide slit is formed in the connecting member, and by fitting separate connecting members into one notch stepped portion and the other notched stepped portion constituting the slit, the slit forming portion is formed. Can be reduced.
(第五実施形態)
図14は、第五実施形態に係る第一接続部材35、中間接続部材36、及び第二接続部材37の平面図及び、これらの接続部材の転位の状態を示す図である。図14に示すように、本実施形態において、第一接続部材35には、上記第二実施形態と同様に、スリット35c及びスリット35dが形成されている。一方、中間接続部材36には、一つのスリット36hが形成され、第二接続部材37にも一つのスリット37hが形成される。中間接続部材36のスリット36hが第一接続部材35のスリット35cに嵌め合わせられる。これにより、第一接続部材35を含む超電導線材Aと中間接続部材36を含む超電導線材Bが転位される(A−B転位)。また、第二接続部材37のスリット37hが第一接続部材35のスリット35dに嵌め合わせられる。これにより、第一接続部材35を含む超電導線材Aと第二接続部材37を含む超電導線材Cが転位される(A−C転位)。
(Fifth embodiment)
FIG. 14 is a plan view of the
従って、図14に示すように、第一超電導コイル部31内において、超電導線材A,B,Cの積層順が、外周側から純にA,B,Cであるとき、上記したA−B転位及びA−C転位により、第二超電導コイル部32内において、積層順を、外周側から順に、B,C,Aにすることもできる。
Therefore, as shown in FIG. 14, when the stacking order of the superconducting wires A, B, C is purely A, B, C from the outer peripheral side in the first
(第六実施形態)
図15は、第六実施形態に係る複数の接続部材の平面図、及び、これらの接続部材の転位の状態を示す図である。図15に示すように、本実施形態では、4本の積層された超電導線材A,B,C,Dが転位される。超電導線材Aは、第一超電導線材A1と、第二超電導線材A2と、第一超電導線材A1と第二超電導線材A2とを接続する第一接続部材A3とを有する。超電導線材Bは、第一超電導線材B1と、第二超電導線材B2と、第一超電導線材B1と第二超電導線材B2とを接続する第二接続部材B3とを有する。超電導線材Cは、第一超電導線材C1と、第二超電導線材C2と、第一超電導線材C1と第二超電導線材C2とを接続する第三接続部材C3とを有する。超電導線材Dは、第一超電導線材D1と、第二超電導線材D2と、第一超電導線材D1と第二超電導線材D2とを接続する第四接続部材D3とを有する。
(Sixth embodiment)
FIG. 15 is a plan view of a plurality of connecting members according to the sixth embodiment, and a diagram showing a dislocation state of these connecting members. As shown in FIG. 15, in this embodiment, four laminated superconducting wires A, B, C, and D are dislocated. The superconducting wire A has a first superconducting wire A1, a second superconducting wire A2, and a first connecting member A3 that connects the first superconducting wire A1 and the second superconducting wire A2. The superconducting wire B has a first superconducting wire B1, a second superconducting wire B2, and a second connecting member B3 that connects the first superconducting wire B1 and the second superconducting wire B2. The superconducting wire C includes a first superconducting wire C1, a second superconducting wire C2, and a third connecting member C3 that connects the first superconducting wire C1 and the second superconducting wire C2. The superconducting wire D includes a first superconducting wire D1, a second superconducting wire D2, and a fourth connecting member D3 that connects the first superconducting wire D1 and the second superconducting wire D2.
各第一超電導線材A1,B1,C1,D1及び各第二超電導線材A2,B2,C2,D2は、イットリウム系超電導材料により構成され、その幅は5mmである。また、各接続部材A3,B3,C3,D3は、イットリウム系超電導材料により構成され、その幅は12mmである。 Each of the first superconducting wires A1, B1, C1, and D1 and each of the second superconducting wires A2, B2, C2, and D2 is made of an yttrium-based superconducting material and has a width of 5 mm. Moreover, each connection member A3, B3, C3, D3 is comprised with the yttrium-type superconducting material, and the width | variety is 12 mm.
各第一超電導線材A1,B1,C1,D1が積層された状態で巻回されることにより、第一超電導コイル部CO1が構成される。また、各第二超電導線材A2,B2,C2,D2が積層された状態で巻回されることにより、第二超電導コイル部CO2が構成される。そして、第一超電導コイル部CO1と第二超電導コイル部CO2が巻軸方向に沿って配設されることにより、ダブルパンケーキ型の超電導コイルが形成される。 By winding the first superconducting wires A1, B1, C1, and D1 in a stacked state, the first superconducting coil portion CO1 is configured. Further, the second superconducting coil portion CO2 is configured by winding the second superconducting wires A2, B2, C2, and D2 in a stacked state. Then, the first superconducting coil part CO1 and the second superconducting coil part CO2 are arranged along the winding axis direction to form a double pancake type superconducting coil.
接続部材A3は、その長手方向の異なる位置に形成された2つのスリットA4,A5を有し、接続部材B3は、その長手方向の異なる位置に形成された2つのスリットB4,B5を有し、接続部材C3は、その長手方向の異なる位置に形成された2つのスリットC4,C5を有し、接続部材D3は、その長手方向の異なる位置に形成された2つのスリットD4,D5を有する。 The connecting member A3 has two slits A4 and A5 formed at different positions in the longitudinal direction, and the connecting member B3 has two slits B4 and B5 formed at different positions in the longitudinal direction, The connecting member C3 has two slits C4 and C5 formed at different positions in the longitudinal direction, and the connecting member D3 has two slits D4 and D5 formed at different positions in the longitudinal direction.
各接続部材に形成されたスリットが、他の接続部材に形成されたスリットに4箇所で嵌め合わせされることにより、各超電導線材が転位される。図15に示す例では、接続部材B3に形成されたスリットB4が接続部材C3に形成されたスリットC4に嵌め合わされ、接続部材A3に形成されたスリットA4が接続部材C3に形成されたスリットC5に嵌め合わされ、接続部材B3に形成されたスリットB5が接続部材D3に形成されたスリットD4に嵌め合わされ、接続部材A3に形成されたスリットA5が接続部材D3に形成されたスリットD5に嵌め合わされる。 Each superconducting wire is dislocated by fitting the slits formed in each connecting member to the slits formed in the other connecting members at four positions. In the example shown in FIG. 15, the slit B4 formed in the connection member B3 is fitted into the slit C4 formed in the connection member C3, and the slit A4 formed in the connection member A3 is inserted into the slit C5 formed in the connection member C3. The slits B5 formed in the connecting member B3 are fitted in the slits D4 formed in the connecting member D3, and the slits A5 formed in the connecting member A3 are fitted in the slits D5 formed in the connecting member D3.
このように各スリットが嵌め合わされることにより、4本の超電導線材A,B,C,Dが転位される。本実施形態では、第一超電導コイル部31内での超電導線材の積層順は、外周側から内周側にかけて、超電導線材A,B,C,Dの順であるが、第二超電導コイル部32内での超電導線材の積層順は、外周側から内周側にかけて、超電導線材C,D,A,Bの順である。このように、4本以上の超電導線材が積層されてなる超電導コイルにおいても、容易に複数の超電導線材を転位させることができる。
By fitting the slits in this way, the four superconducting wires A, B, C, D are dislocated. In the present embodiment, the stacking order of the superconducting wires in the first
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention should not be limited to the said embodiment.
例えば、上記第一実施形態及び第三実施形態では、第一超電導コイル部31と第二超電導コイル部32との接続部分に接続部材を設け、この接続部材を利用して、各超電導コイル部31,32を構成する超電導線材を転位した例を示した。しかし、このような超電導線材の転位は、2つの超電導コイル部の接続部分に限らず、任意の位置にて行うことができる。例えば図16に示すように、積層された複数本(図16では2本)の超電導線材が巻回されてなる超電導コイルCOにおいて、積層された状態で巻回されている複数の超電導線材の任意の箇所(図16において箇所Z)にてそれぞれの超電導線材に切欠き部(例えばスリット)を形成し、形成した切欠き部どうしを嵌め合わせることにより、超電導コイルCOの内部で複数の超電導線材を転位させることもできる。
For example, in the first embodiment and the third embodiment, a connection member is provided at a connection portion between the first
また、上記実施形態では、複数の接続部材にそれぞれ形成されたスリットどうしを嵌め合わせることによって、それらの接続部材に接続された超電導線材を転位した例を示したが、積層された超電導線材のうちの少なくとも一つにスリット等の切欠き部が形成されていればよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which transposed | superposed the superconducting wire connected to those connection members by fitting the slits each formed in the some connection member was shown, Of the superconducting wires which were laminated | stacked, It suffices that at least one of them has a notch such as a slit.
また、上記実施形態では、接続部材が、超電導材料或いは銅により形成される例を示したが、接続部材は、導電性を有する金属材料から構成されるのであればよい。また、接続部材は、超電導体及び導電性を有する材料を共に用いて構成されていてもよい。接続部材を金属のみにより構成した場合、接続部材の電気抵抗が大きいという問題が発生し、一方、接続部材を超電導体のみにより構成した場合、過剰な電流が接続部材に流れたときに超電導破壊(クエンチ)が発生する虞がある。これに対し、接続部材を構成する材料として、銅などの導電性金属と超電導体とを併用することで、上記した欠点を補うことができる。すなわち、通常時(適正な電流が流れている状態であるとき)は超電導体により構成されている部分に電流が流れることによって、接続部材の電気抵抗を小さくすることができる。また、過剰な電流が流れたときには余剰の電流が金属により構成されている部分に流れる。このため超電導体により構成されている部分の超電導破壊を防止することができる。 In the above-described embodiment, an example in which the connection member is formed of a superconducting material or copper is shown. However, the connection member may be made of a conductive metal material. Further, the connecting member may be configured using both a superconductor and a conductive material. When the connecting member is composed only of metal, there is a problem that the electrical resistance of the connecting member is large. On the other hand, when the connecting member is composed only of the superconductor, the superconducting breakdown (when excessive current flows through the connecting member) Quench) may occur. On the other hand, the above-described drawbacks can be compensated by using a conductive metal such as copper and a superconductor in combination as a material constituting the connection member. That is, the electric resistance of the connecting member can be reduced by the current flowing through the portion formed of the superconductor during normal operation (when an appropriate current is flowing). Further, when an excessive current flows, the excessive current flows through a portion made of metal. For this reason, the superconducting destruction of the part comprised by the superconductor can be prevented.
また、図17に示すように、超電導線材(或いは接続部材)に形成されるに切欠き部(例えばスリット)が、長手方向に沿って隙間を隔てて配設された2本の超電導線材E1,E2のそれぞれの対面する端部を、2本の超電導線材E1,E2の幅よりも狭い幅を有する導体Fで接続することにより、形成されていてもよい。これによれば、簡単に、超電導線材(接続部材)に切欠き部を形成することができる。 In addition, as shown in FIG. 17, two superconducting wires E1, each having a notch (for example, a slit) formed in the superconducting wire (or connecting member) with a gap in the longitudinal direction. Each facing end portion of E2 may be formed by connecting with a conductor F having a width narrower than the widths of the two superconducting wires E1 and E2. According to this, a notch part can be easily formed in a superconducting wire (connecting member).
また、超電導線材(或いは接続部材)のうち切欠き部(例えばスリット等)が形成されている部分に、補助の導体を接続させてもよい。これによれば、切欠き部が形成された部分における電流の流路断面積が減少することに起因した電流量の減少を防止することがきる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。 Moreover, you may connect an auxiliary conductor to the part in which the notch part (for example, slit etc.) is formed among superconducting wires (or connection member). According to this, it is possible to prevent a decrease in the amount of current due to a decrease in the flow path cross-sectional area of the current in the portion where the notch is formed. Thus, the present invention can be modified without departing from the gist thereof.
1…超電導回転電機ステータ、2…ステータコア、2a…バックヨーク、2b…ティース、2c…スロット、3…超電導コイル、3a…第一直線部、3b…第二直線部、3c…第一円弧部、3d…第二円弧部、31…第一超電導コイル部、31T…第一超電導線群、31in…第一内周側超電導線材、31mid…第一中間超電導線材、31out…第一外周側超電導線材、32…第二超電導コイル部、32T…第二超電導線群、32in…第二内周側超電導線材、32mid…第二中間超電導線材、32out…第二外周側超電導線材、33…第一接続部材、33a…外面、33b…内面、33c…第一スリット(切欠き部)、33e…段差部(切欠き部)、34…第二接続部材、34a…外面、34b…内面、34c…第二スリット(切欠き部)、34e…段差部(切欠き部)、35…第一接続部材、35a…外面、35b…内面、35c…スリット(切欠き部)、35d…スリット(切欠き部)、35e…スリット(切欠き部)、35f,35g…段差部(切欠き部)、36…中間接続部材、36a…外面、36b…内面、36c…スリット(切欠き部)、36d…スリット(切欠き部)、36h…スリット(切欠き部)、37…第二接続部材、37a…外面、37b…内面、37c…スリット(切欠き部)、37d…スリット(切欠き部)、37e…スリット(切欠き部)、37f,37g…段差部(切欠き部)、37h…スリット(切欠き部)、A,B,C,D…超電導線材、A1,B1,C1,D1…第一超電導線材、A2,B2,C2,D2…第二超電導線材、A3…第一接続部材、A4,A5…スリット(切欠き部)、B3…第二接続部材、B4,B5…スリット(切欠き部)、C3…第三接続部材、C4,C5…スリット(切欠き部)、D3…第四接続部材、D4,D5…スリット(切欠き部)、G1…隙間、G2…隙間、T…テープ面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Superconducting rotary electric machine stator, 2 ... Stator core, 2a ... Back yoke, 2b ... Teeth, 2c ... Slot, 3 ... Superconducting coil, 3a ... First straight part, 3b ... Second straight part, 3c ... First arc part, 3d ... 2nd circular arc part, 31 ... 1st superconducting coil part, 31T ... 1st superconducting wire group, 31in ... 1st inner periphery side superconducting wire, 31mid ... 1st intermediate superconducting wire, 31out ... 1st outer periphery superconducting wire, 32 ... 2nd superconducting coil part, 32T ... 2nd superconducting wire group, 32in ... 2nd inner periphery side superconducting wire, 32mid ... 2nd intermediate superconducting wire, 32out ... 2nd outer periphery side superconducting wire, 33 ... 1st connection member, 33a ... outer surface, 33b ... inner surface, 33c ... first slit (notch), 33e ... stepped portion (notch), 34 ... second connecting member, 34a ... outer surface, 34b ... inner surface, 34c ... second slit (cut) ), 34e: stepped portion (notched portion), 35: first connecting member, 35a: outer surface, 35b ... inner surface, 35c: slit (notched portion), 35d: slit (notched portion), 35e: slit (Notch part), 35f, 35g ... step part (notch part), 36 ... intermediate connection member, 36a ... outer surface, 36b ... inner surface, 36c ... slit (notch part), 36d ... slit (notch part), 36h ... slit (notch), 37 ... second connecting member, 37a ... outer surface, 37b ... inner surface, 37c ... slit (notch), 37d ... slit (notch), 37e ... slit (notch) , 37f, 37g ... step (notch), 37h ... slit (notch), A, B, C, D ... superconducting wire, A1, B1, C1, D1 ... first superconducting wire, A2, B2, C2, D2 ... Second superconducting wire, A3 First connection member, A4, A5 ... slit (notch), B3 ... second connection member, B4, B5 ... slit (notch), C3 ... third connection member, C4, C5 ... slit (notch) ), D3 ... fourth connection member, D4, D5 ... slit (notch), G1 ... gap, G2 ... gap, T ... tape surface
Claims (11)
複数の前記超電導線材のうちの少なくとも一つの超電導線材に、長手方向に垂直な方向成分を含む方向に沿って切りかかれた切欠き部が形成されており、
前記切欠き部が形成された超電導線材に積層方向に隣接する超電導線材が、前記切欠き部を乗り越えることにより、前記切欠き部にて、前記切欠き部が形成された超電導線材とその超電導線材に隣接する超電導線材が、交差されている、超電導コイル。 A superconducting coil configured by winding a plurality of laminated superconducting wire rods,
At least one superconducting wire of the plurality of superconducting wires is formed with a notch cut along a direction including a direction component perpendicular to the longitudinal direction,
When the superconducting wire adjacent to the superconducting wire in which the notch is formed extends in the stacking direction, the superconducting wire in which the notch is formed at the notch and the superconducting wire. A superconducting coil in which superconducting wires adjacent to each other are crossed.
積層方向に隣接する超電導線材のそれぞれに、前記切欠き部が形成されており、前記超電導線材のそれぞれに形成された前記切欠き部が、互いに嵌め合わされている、超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 1,
The superconducting coil in which the notch is formed in each of the superconducting wires adjacent in the stacking direction, and the notch formed in each of the superconducting wires is fitted to each other.
前記切欠き部は、長手方向に沿って隙間を隔てて配設された2本の超電導線材のそれぞれの対面する端部を、前記2本の超電導線材の幅よりも狭い幅を有する導体で接続することにより、形成されている、超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 1 or 2,
The notch portion connects the facing ends of the two superconducting wires arranged with a gap along the longitudinal direction with a conductor having a width narrower than the width of the two superconducting wires. A superconducting coil that is formed by
前記切欠き部が形成された超電導線材には、前記切欠き部が形成されることにより幅が狭められている部分に、補助の導体が接続されている、超電導コイル。 The superconducting coil according to any one of claims 1 to 3,
A superconducting coil in which an auxiliary conductor is connected to a portion of the superconducting wire having the notch formed therein, the width of which is narrowed by the formation of the notch.
超電導材料により構成された複数の第一超電導線材が積層された状態で巻回されることにより構成される第一超電導コイル部と、
超電導材料により構成された複数の第二超電導線材が積層された状態で巻回されることにより構成される第二超電導コイル部と、
前記第一超電導コイル部を構成するそれぞれの前記第一超電導線材の内周端部と、前記第二超電導コイル部を構成するそれぞれの前記第二超電導線材の内周端部とを、それぞれ接続する、複数の接続部材と、を備え、
前記第一超電導コイル部と前記第二超電導コイル部は、巻軸方向に沿って重ねられるように配置され、
複数の前記接続部材は、前記第一超電導コイル部及び前記第二超電導コイル部の内周にて積層配置され、
積層配置されている複数の前記接続部材の少なくとも一つに、前記切欠き部が形成されている、超電導コイル。 The superconducting coil according to any one of claims 1 to 4,
A first superconducting coil portion formed by winding a plurality of first superconducting wires made of a superconducting material in a stacked state;
A second superconducting coil portion formed by winding a plurality of second superconducting wires made of a superconducting material in a stacked state; and
An inner peripheral end portion of each of the first superconducting wires constituting the first superconducting coil portion is connected to an inner peripheral end portion of each of the second superconducting wire constituting the second superconducting coil portion. A plurality of connecting members,
The first superconducting coil part and the second superconducting coil part are arranged so as to be stacked along the winding axis direction,
The plurality of connection members are arranged in layers on the inner circumference of the first superconducting coil part and the second superconducting coil part,
A superconducting coil in which the notch is formed in at least one of the plurality of connection members arranged in a stacked manner.
前記切欠き部の形状が、クランク形状である、超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 5, wherein
A superconducting coil in which the shape of the notch is a crank shape.
前記接続部材が、導電性の金属により構成される、超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 5 or 6,
A superconducting coil in which the connecting member is made of a conductive metal.
前記接続部材が、超電導体により構成される、超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 5 or 6,
A superconducting coil in which the connecting member is composed of a superconductor.
前記接続部材が、導電性の金属により構成される部分と、超電導体により構成される部分とを有する、超電導コイル。 The superconducting coil according to claim 5 or 6,
A superconducting coil in which the connecting member has a portion made of a conductive metal and a portion made of a superconductor.
前記超電導コイルが、対向配置する第一直線部及び第二直線部と、前記第一直線部の一方の端部と前記第二直線部の一方の端部とを接続する第1円弧部と、前記第一直線部の他方の端部と前記第二直線部の他方の端部とを接続する第2円弧部と、を有するレーストラック形状を呈し、
前記接続部材は、前記第一超電導線材が接続されている部分が前記第一直線部に設けられ、前記第二超電導線材が接続されている部分が前記第二直線部に設けられ、前記切欠き部が形成されている部分が前記第一円弧部に設けられるように、構成されている。超電導コイル。 The superconducting coil according to any one of claims 5 to 9,
The superconducting coil includes a first linear portion and a second linear portion that are arranged to face each other, a first arc portion that connects one end of the first linear portion and one end of the second linear portion, A racetrack shape having a second arc portion connecting the other end portion of the straight portion and the other end portion of the second straight portion;
The connecting member includes a portion where the first superconducting wire is connected to the first straight portion, a portion where the second superconducting wire is connected to the second straight portion, and the cutout portion. Is formed so that the portion where the is formed is provided in the first arc portion. Superconducting coil.
請求項1乃至10に記載の超電導コイルとを備え、
前記超電導コイルが前記ティースに巻回されてなる、超電導回転電機ステータ。 A stator core having teeth;
A superconducting coil according to claim 1,
A superconducting rotating electrical machine stator, wherein the superconducting coil is wound around the teeth.
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