JP2017204333A - 超電導テープ線、超電導テープを用いた超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル - Google Patents
超電導テープ線、超電導テープを用いた超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017204333A JP2017204333A JP2016093816A JP2016093816A JP2017204333A JP 2017204333 A JP2017204333 A JP 2017204333A JP 2016093816 A JP2016093816 A JP 2016093816A JP 2016093816 A JP2016093816 A JP 2016093816A JP 2017204333 A JP2017204333 A JP 2017204333A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tape wire
- superconducting tape
- superconducting
- solder
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
(超電導テープ線の構成)
超電導電流リードを例に挙げて、図1、図2を用いて超電導テープ線15の構成について説明する。超電導テープ線15は、図2(a)に示した第1高温超電導テープ線1と図2(b)に示した第2高温超電導テープ線2とを、図1(b)に示すように第1のハンダ4aで電気的に接続させた構成になっている。
次に、図3〜図5を用いて、第1高温超電導テープ線1と第2高温超電導テープ線2とを第1のハンダ4aを用いて接合した超電導テープ線15の構成によって奏される作用、効果について説明するとともに、第2高温超電導テープ線2と金属電極3とを第2のハンダ4bを用いて接合したことによって奏される作用、効果について説明する。
本実施形態1に係る超電導テープ線15では、銀を用いて構成した保護層24の厚さを1μmとして構成することで、第1高温超電導テープ線1と第2高温超電導テープ線2をハンダ付けする際に、保護層24を構成している銀の消失を防ぐことができる。これにより、常伝導転移時における第1高温超電導テープ線1での接続抵抗値の増加を防ぐことができ、安定性を向上させることができる。また、第2高温超電導テープ線2と金属電極3をハンダ付けする際には、安定化層25の厚みを10μmとすることで、ハンダ付けを行っている際の熱による特性劣化を防止することができる。
図5を用いて、本発明の実施形態2に係る超電導テープ線15における第1高温超電導テープ線1と第2高温超電導テープ線2とを接続する第1のハンダ4aと、第2高温超電導テープ線2と金属電極3とを接続する第2のハンダ4bの構成について説明する。
実施形態1において、図5のグラフを用いて説明したように、加熱温度が185℃や195℃の場合の方が、これより加熱温度が高くなる場合よりも接続抵抗値は、小さくなっていることが分かる。
第1のハンダ4aや第2のハンダ4bとしては、例えば、Sn−Bi系の低融点ハンダを用いることができる。
ハンダ接続する際には、実際には融点以上の温度にすることがあるため、加熱温度を195℃以下としておくためには、第1のハンダ4a及び第2のハンダ4bにおけるそれぞれの融点は180℃以下であることが望ましい。
このように、実施形態2に係る超電導テープ線15では、融点が143℃の第1のハンダ4aを使用し、第2のハンダ4bとしては、融点が173℃のハンダ材を使用することで、接続抵抗を減らすことができる。しかも、第1高温超電導テープ線1と第2高温超電導テープ線2をハンダ付けする際に、保護層24における銀の消失を防ぐことができるため、超電導テープ線15における接続抵抗値の増加を防ぐことができ、安定性を向上させることができる。
図6を用いて、本発明の実施形態3に係る超電導電流リード16の構成について説明する。超電導電流リード16を構成する超電導テープ線15の構成および第2高温超電導テープ線2と金属電極3との接続構成は、実施形態1、2における構成と同様の構成になっている。そのため、実施形態1、2と同一の構成には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
図6(a)に示すように、第1高温超電導テープ線1と第2高温超電導テープ線2を第1のハンダ4aにて電気的に接続した3本の超電導テープ線15を並列に配設して、第2のハンダ4bによって金属電極3と電気的に接続している。その後、図6(a)に示すように、点線で囲んだFRP等からなる補強材5で被覆し、補強材5の内部を含浸材6により樹脂含浸させた構成になっている。これによって、超電導電流リード16が構成されている。
超電導テープ線15を超電導電流リード16として使用する場合には、電流容量に応じて必要な本数の超電導テープ線15を選定することができる。そして、必要な本数を並列に配設した超電導テープ線15をFRP等からなる補強材5内に配設して、エポキシ樹脂等の含浸材6にて樹脂含浸することにより、超電導電流リード16における機械強度を高めることができる。
機械強度を高めて構成することができるので、超電導電流リード16をマグネットに取り付ける際に生じる特性劣化や、電磁力による特性劣化を防止することができる。そして、特性劣化が防止された超電導電流リード16の性能を向上させることができる。
図7(a)、(b)を用いて、本発明の実施形態4に係る超電導コイル17または永久電流スイッチ18におけるコイル部の構成について説明する。超電導コイル17や永久電流スイッチ18を構成する超電導テープ線15の構成は、実施形態1、2における構成と同様の構成になっている。そのため、実施形態1、2と同一の構成には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
第1高温超電導テープ線1と、第1高温超電導テープ線1に対して第2高温超電導テープ線2を第1のハンダ4aにて電気的に接続した超電導テープ線15を2本並列に組み合わせ、一対の第1高温超電導テープ線1間に絶縁テープ7を介在させている。そして、2本の第2高温超電導テープ線2の端部同士を第2のハンダ4bで電気的に接続している。
絶縁テープ7としては、絶縁材を用いた構成にしておくことも、ステンレステープなどの高抵抗材料で構成しておくこともできる。
一対の第1高温超電導テープ線1は絶縁テープ7によって電気的に絶縁状態となっているので、図7(a)に示すように、上方側の超電導テープ線15に矢印方向の電流を流すと、下方側の超電導テープ線15にはこれとは逆向きの電流が流れることになる。これによって、一対の超電導テープ線15を無誘導状態として構成することができる。そして、一対の超電導テープ線15をコイル状に巻回することにより、無誘導巻形状の超電導コイル17またはこの超電導コイル17を備えた永久電流スイッチ18を構成することができる。
図7(a)、(b)に示すようにして永久電流スイッチ18を構成した場合には、永久電流スイッチ18の常伝導状態における電気抵抗を高く設定することができ、かつ特性劣化も防止できる。これによって、永久電流スイッチ18の安定性を向上させることができる。
図8、図9(a)、(b)を用いて、本発明の実施形態5に係る超電導コイル17または永久電流スイッチ18におけるコイル部の構成について説明する。超電導コイル17や永久電流スイッチ18を構成する超電導テープ線15の構成は、実施形態1、2における構成と同様の構成になっている。そのため、実施形態1、2と同一の構成には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
超電導コイル17や永久電流スイッチ18におけるコイル部としての超電導コイル17を備えた構成の形成方法について、図8を用いて説明する。図8に示すように、巻枠9に固定したコイル電極8に対して、超電導テープ線15における第2高温超電導テープ線2の端部を第2のハンダ4bを用いて電気的に接続する。
軸方向に重なり合った2枚のパンケーキコイル10のうち一方のパンケーキコイル10に流れる電流の向きと、他方のパンケーキコイル10に流れる電流の向きが、逆方向になるので、一方のパンケーキコイル10で発生した磁界と他方のパンケーキコイル10で発生した磁界とが互いにキャンセルし合って、無誘導状態になることができる。
このように構成することにより、超電導コイル17を備えた永久電流スイッチ18の常伝導状態における電気抵抗を高く設定することができ、かつ特性劣化も防止できる。これによって、永久電流スイッチ18の安定性を向上させることができる。
また、超電導コイル17として使用する場合には、無誘導巻形状のコイルとして使用することも、磁力を高めた超電導磁石として使用することもできる。
Claims (9)
- 金属基板上に中間層を介して積層される高温超電導体からなる超電導層と、当該超電導層上に積層され、金または銀あるいは金と銀のうち少なくとも一方を含有する合金からなる保護層と、から構成される第1高温超電導テープ線と、
金属基板上に中間層を介して積層される高温超電導体からなる超電導層と、当該超電導層上に積層され、金または銀あるいは金と銀のうち少なくとも一方を含有する合金からなる保護層と、当該保護層上に積層され、銅または銅を含有する合金からなる安定化層と、から構成される第2高温超電導テープ線と、を有し、
前記第1高温超電導テープ線と前記第2高温超電導テープ線とを電気的に接続したことを特徴とする超電導テープ線。 - 前記第1高温超電導テープ線の熱伝導率が、前記第2高温超電導テープ線の熱伝導率よりも低く構成されていることを特徴とする請求項1に記載の超電導テープ線。
- 前記保護層の厚みが、1μm以上10μm以下に構成され、前記安定化層の厚みが、10μm以上に構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の超電導テープ線。
- 一対の前記第1高温超電導テープ線にそれぞれ接続された一対の前記第2高温超電導テープ線と、
一対の前記第1高温超電導テープ線および前記第2高温超電導テープ線間に設けられた絶縁テープと、を有し、
前記一対の第2高温超電導テープ線の他端部間を電気的に接続したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の超電導テープ線。 - 前記第1高温超電導テープ線と前記第2高温超電導テープ線とが、第1のハンダにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の超電導テープ線。
- 前記第2高温超電導テープ線同士または前記第2高温超電導テープ線と金属電極とが、前記第1のハンダの融点よりも融点温度が高い第2のハンダにより接続されていることを特徴とする請求項5に記載の超電導テープ線。
- 前記第2のハンダの融点が、195℃以下であることを特徴とする請求項6に記載の超電導テープ線。
- 前記超電導テープ線を用いて構成したことを特徴とする超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル。
- 前記超電導コイルが、前記超電導テープ線を巻いた少なくとも2個のパンケーキコイルと、
隣接するパンケーキコイルの外周径側の端部同士、または内周径側の端部同士を電気的に接続する接続電極と、を有し、
隣接するパンケーキが前記超電導テープ線を同方向または逆方向に巻回させていることを特徴とする請求項8に記載の超電導コイル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016093816A JP6678509B2 (ja) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 超電導テープ線、超電導テープを用いた超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016093816A JP6678509B2 (ja) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 超電導テープ線、超電導テープを用いた超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017204333A true JP2017204333A (ja) | 2017-11-16 |
JP6678509B2 JP6678509B2 (ja) | 2020-04-08 |
Family
ID=60322377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016093816A Active JP6678509B2 (ja) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 超電導テープ線、超電導テープを用いた超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6678509B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019096849A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 東海旅客鉄道株式会社 | 永久電流スイッチ |
CN110808123A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-02-18 | 上海交通大学 | 适用超导电流引线的超导带材、超导电流引线及制备方法 |
US20220084725A1 (en) * | 2018-09-07 | 2022-03-17 | Tokamak Energy Ltd | Flexible hts current leads |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009187743A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Chubu Electric Power Co Inc | 超電導テープ線材及び欠陥部の補修方法 |
JP2009246118A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 超電導コイルおよび超電導コイル製造方法 |
JP2011228479A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Fujikura Ltd | 超電導コイル |
JP2014143840A (ja) * | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Swcc Showa Cable Systems Co Ltd | テープ状超電導線材の端末構造体及びテープ状超電導線材の端末構造体の製造方法 |
-
2016
- 2016-05-09 JP JP2016093816A patent/JP6678509B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009187743A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Chubu Electric Power Co Inc | 超電導テープ線材及び欠陥部の補修方法 |
JP2009246118A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 超電導コイルおよび超電導コイル製造方法 |
JP2011228479A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Fujikura Ltd | 超電導コイル |
JP2014143840A (ja) * | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Swcc Showa Cable Systems Co Ltd | テープ状超電導線材の端末構造体及びテープ状超電導線材の端末構造体の製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019096849A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 東海旅客鉄道株式会社 | 永久電流スイッチ |
JP7040730B2 (ja) | 2017-11-28 | 2022-03-23 | 東海旅客鉄道株式会社 | 永久電流スイッチ |
US20220084725A1 (en) * | 2018-09-07 | 2022-03-17 | Tokamak Energy Ltd | Flexible hts current leads |
CN110808123A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-02-18 | 上海交通大学 | 适用超导电流引线的超导带材、超导电流引线及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6678509B2 (ja) | 2020-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5568361B2 (ja) | 超電導線材の電極部接合構造、超電導線材、及び超電導コイル | |
JP5421170B2 (ja) | 超電導電流リード | |
WO2017057064A1 (ja) | 高温超電導導体、高温超電導コイル及び高温超電導コイルの接続構造 | |
WO2015129272A1 (ja) | 超電導ケーブルの端末構造体及びその製造方法 | |
WO2016080524A1 (ja) | 超電導コイル | |
JP2018170173A (ja) | 接続構造体 | |
JP6678509B2 (ja) | 超電導テープ線、超電導テープを用いた超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル | |
JP6419596B2 (ja) | 薄膜線材の接続構造、その接続構造を用いた高温超電導線材およびその接続構造を用いた高温超電導コイル | |
JP2014143840A (ja) | テープ状超電導線材の端末構造体及びテープ状超電導線材の端末構造体の製造方法 | |
JP4936858B2 (ja) | 超電導電流リードおよびその製造方法 | |
JP6738720B2 (ja) | 超電導線材の接続構造 | |
JP6329736B2 (ja) | 積層パンケーキ型超電導コイル及びそれを備えた超電導機器 | |
JP7210411B2 (ja) | 超電導コイル装置 | |
JP6913570B2 (ja) | 超電導テープ線、この超電導テープ線を用いた超電導電流リード、永久電流スイッチおよび超電導コイル | |
JP5741094B2 (ja) | 超電導コイル | |
JP6086852B2 (ja) | 酸化物超電導線材、酸化物超電導線材の接続構造体、酸化物超電導線材と電極端子の接続構造体、及びこれを備えた超電導機器、並びにこれらの製造方法 | |
JP5887085B2 (ja) | 超電導コイル及びその製造方法 | |
JP5496175B2 (ja) | 超電導電流リード | |
JP2013243002A (ja) | 酸化物超電導線材の接続構造体及び接続方法 | |
JP5789696B1 (ja) | 超電導電流リード及び超電導電流リードの製造方法 | |
JP6871117B2 (ja) | 高温超電導コイル装置及び高温超電導マグネット装置 | |
JP2015035308A (ja) | 酸化物超電導線材の接続構造体、及びこれを備えた超電導機器 | |
JP2014179526A (ja) | 電流リード | |
JP2022021490A (ja) | 超電導コイル及び超電導コイル装置 | |
JP4012422B2 (ja) | 酸化物超電導体電流リード |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170106 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20171122 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20171127 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200317 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6678509 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |