JP2685367B2 - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
- Publication number
- JP2685367B2 JP2685367B2 JP3079442A JP7944291A JP2685367B2 JP 2685367 B2 JP2685367 B2 JP 2685367B2 JP 3079442 A JP3079442 A JP 3079442A JP 7944291 A JP7944291 A JP 7944291A JP 2685367 B2 JP2685367 B2 JP 2685367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- conductor
- solder
- stabilizing
- stabilizing member
- 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.)
- Expired - Fee Related
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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は極低温雰囲気で使用する
化合物系超電導部材を用いたハウジングタイプの横圧縮
歪の影響を低減したモノリス型超電導導体に関する。
化合物系超電導部材を用いたハウジングタイプの横圧縮
歪の影響を低減したモノリス型超電導導体に関する。
【０００３】
【従来の技術】Ｎｂ3 Ｓｎなどの化合物系の超電導部材
は、臨界磁界、臨界温度、臨界電流密度で表わされる超
電導特性がＮｂＴｉなどの合金系超電導部材よりも優れ
ていることから高磁界を発生させるための超電導導体に
使用されている。
は、臨界磁界、臨界温度、臨界電流密度で表わされる超
電導特性がＮｂＴｉなどの合金系超電導部材よりも優れ
ていることから高磁界を発生させるための超電導導体に
使用されている。
【０００４】上記化合物系超電導部材は、機械的な応力
に対しては脆弱であり、僅かな歪の発生によって上記超
電導特性の劣化が顕著である。このため、化合物系超電
導部材Ｎｂ3 Ｓｎを用いた超電導導体は、導体製造、コ
イル巻線、冷却、励磁といった各段階での発生歪を十分
考慮し、コイルとして使用する時にできる限り、発生歪
が小さくなるよう種々の設計、製造条件を定めている。
に対しては脆弱であり、僅かな歪の発生によって上記超
電導特性の劣化が顕著である。このため、化合物系超電
導部材Ｎｂ3 Ｓｎを用いた超電導導体は、導体製造、コ
イル巻線、冷却、励磁といった各段階での発生歪を十分
考慮し、コイルとして使用する時にできる限り、発生歪
が小さくなるよう種々の設計、製造条件を定めている。
【０００５】上記超電導導体の一構成として Fusion Te
chnology（1984）pp1513−pp1517に示すように超電導部
材に発生する歪が小さくなるよう、導体の中立軸に超電
導部材を配置し、曲げ歪（導体の厚さ／曲げ径）が最小
となるアスペクト比に近づけた寸法を有するとともに、
超電導部材を強固な安定化部材、例えば１／２硬銅でハ
ウジングしたモノリス型導体が提案されている。
chnology（1984）pp1513−pp1517に示すように超電導部
材に発生する歪が小さくなるよう、導体の中立軸に超電
導部材を配置し、曲げ歪（導体の厚さ／曲げ径）が最小
となるアスペクト比に近づけた寸法を有するとともに、
超電導部材を強固な安定化部材、例えば１／２硬銅でハ
ウジングしたモノリス型導体が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高磁界マグ
ネットの巻線部に働く電磁力の分布は径方向で内径側が
高く、外径側で低くなっている。一方軸方向では、端部
側で低く、巻線中心部で高くなる。このため、導体に発
生する応力は、マグネット最内径巻線中心部で最大とな
る。大形高磁界マグネットにおいては、軸方向のマグネ
ット寸法も大きくなり、浸漬冷却型のマグネットの場
合、冷却溝を確保するためのスペーサを設けることによ
って軸方向の圧縮応力も大きくなってしまう。化合物系
超電導部材の歪による超電導特性の劣化は、先に述べた
ように顕著であるがその歪の向きは、Advances in Cryo
genic Engineering vol.34（1988）pp.547−pp.552に示
すように導体長手方向の圧縮歪よりも導体垂直方向の圧
縮歪の影響のほうが著しい。このため導体の応力基準と
しては、導体垂直方向（横圧縮方向）の圧縮応力で許容
値が制限され、マグネットの軸方向寸法を大きくとるこ
とができず、巻線部の高電流密度化をまねくことにな
る。また、所定の磁界を発生させるためには、反対に導
体の横方向圧縮応力が大きくなり超電導特性の劣化を生
じるなどの不都合があった。
ネットの巻線部に働く電磁力の分布は径方向で内径側が
高く、外径側で低くなっている。一方軸方向では、端部
側で低く、巻線中心部で高くなる。このため、導体に発
生する応力は、マグネット最内径巻線中心部で最大とな
る。大形高磁界マグネットにおいては、軸方向のマグネ
ット寸法も大きくなり、浸漬冷却型のマグネットの場
合、冷却溝を確保するためのスペーサを設けることによ
って軸方向の圧縮応力も大きくなってしまう。化合物系
超電導部材の歪による超電導特性の劣化は、先に述べた
ように顕著であるがその歪の向きは、Advances in Cryo
genic Engineering vol.34（1988）pp.547−pp.552に示
すように導体長手方向の圧縮歪よりも導体垂直方向の圧
縮歪の影響のほうが著しい。このため導体の応力基準と
しては、導体垂直方向（横圧縮方向）の圧縮応力で許容
値が制限され、マグネットの軸方向寸法を大きくとるこ
とができず、巻線部の高電流密度化をまねくことにな
る。また、所定の磁界を発生させるためには、反対に導
体の横方向圧縮応力が大きくなり超電導特性の劣化を生
じるなどの不都合があった。
【０００７】本発明は、横圧縮方向の力が導体内の超電
導部材であるＮｂ3 Ｓｎのような化合物系部分に印加さ
れにくい構造を有することにより、横圧縮歪の影響によ
る超電導特性の劣化が生じにくい超電導導体を提供する
ことを目的とする。
導部材であるＮｂ3 Ｓｎのような化合物系部分に印加さ
れにくい構造を有することにより、横圧縮歪の影響によ
る超電導特性の劣化が生じにくい超電導導体を提供する
ことを目的とする。
【０００８】［発明の構成］
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
ずるため、化合物系の超電導部材のまわりに安定化部材
をハウジングし、このハウジングに垂直方向から圧縮力
が負荷されるモノリス型超電導導体において、この圧縮
力が負荷される方向の前記超電導部材と安定化部材との
間には空隙を形成するとともに、圧縮力が負荷される方
向と垂直方向の前記超電導部材と安定化部材との間には
前記安定化部材間を接続する半田より剛性の小さい低濃
度錫（Ｓｎ）または錫（Ｓｎ）無し半田（半田は錫（Ｓ
ｎ）と鉛（Ｐｂ）の合金であるから錫（Ｓｎ）無しでは
半田といえないが本発明では解り易くするために特に半
田と称することにする）を用いる。また、ハウジングの
変形時の両者の電気的接続を密にするために、空隙の一
部にアルミニウムの線または低濃度錫（Ｓｎ）半田の層
等の軟質部材を入れても良い。
ずるため、化合物系の超電導部材のまわりに安定化部材
をハウジングし、このハウジングに垂直方向から圧縮力
が負荷されるモノリス型超電導導体において、この圧縮
力が負荷される方向の前記超電導部材と安定化部材との
間には空隙を形成するとともに、圧縮力が負荷される方
向と垂直方向の前記超電導部材と安定化部材との間には
前記安定化部材間を接続する半田より剛性の小さい低濃
度錫（Ｓｎ）または錫（Ｓｎ）無し半田（半田は錫（Ｓ
ｎ）と鉛（Ｐｂ）の合金であるから錫（Ｓｎ）無しでは
半田といえないが本発明では解り易くするために特に半
田と称することにする）を用いる。また、ハウジングの
変形時の両者の電気的接続を密にするために、空隙の一
部にアルミニウムの線または低濃度錫（Ｓｎ）半田の層
等の軟質部材を入れても良い。
【００１０】
【作用】このような構成の超電導導体にあっては、超電
導部材と安定化部材との間の一部に横圧縮力による変形
の逃げである隙間を設け、かつ、両者の電気的接続に剛
性の小さい半田を使用することにより、安定化部材から
超電導部材への力の伝達を悪くしたもので、横圧縮歪の
影響による超電導特性の劣化が生じにくい。
導部材と安定化部材との間の一部に横圧縮力による変形
の逃げである隙間を設け、かつ、両者の電気的接続に剛
性の小さい半田を使用することにより、安定化部材から
超電導部材への力の伝達を悪くしたもので、横圧縮歪の
影響による超電導特性の劣化が生じにくい。
【００１１】
【実施例】以下本発明の各実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】実施例１ 図１は本発明による超電導導体の第１の実施例を示すも
のである。図１に示すように例えばＮｂ3 Ｓｎのような
化合物系の超電導部材（１）は、半田（２）を介して電
気的に硬銅のような安定化部材（３）と接続されてい
る。半田（２）は、剛性の小さい材料特性を有するもの
で例えば低濃度Ｓｎ半田、もしくはＳｎ無し半田（Ｓｎ
を含まないものは半田とは云わないが、本発明では半田
と称することにする。）などである。そして、安定化部
材（３）相互間の結合用半田（２ａ）は、剛性の大きい
高濃度Ｓｎ半田を用いる。安定化部材（３）は、超電導
部材（１）の周囲をかこむようなハウジング形状をして
おり、超電導導体（５）の横圧縮方向には、超電導部材
（１）と安定化部材（３）との間の一部に隙間（４）を
設けてある。隙間の大きさは、マグネット構成した場合
に発生する圧縮力に対する導体各部の変形量から定ま
る。この為、解析によってマグネット構成の導体寸法に
応じて事前に検討する必要がある。本実施例の場合は、
Ｐ矢印方向に横圧縮力が作用する。
のである。図１に示すように例えばＮｂ3 Ｓｎのような
化合物系の超電導部材（１）は、半田（２）を介して電
気的に硬銅のような安定化部材（３）と接続されてい
る。半田（２）は、剛性の小さい材料特性を有するもの
で例えば低濃度Ｓｎ半田、もしくはＳｎ無し半田（Ｓｎ
を含まないものは半田とは云わないが、本発明では半田
と称することにする。）などである。そして、安定化部
材（３）相互間の結合用半田（２ａ）は、剛性の大きい
高濃度Ｓｎ半田を用いる。安定化部材（３）は、超電導
部材（１）の周囲をかこむようなハウジング形状をして
おり、超電導導体（５）の横圧縮方向には、超電導部材
（１）と安定化部材（３）との間の一部に隙間（４）を
設けてある。隙間の大きさは、マグネット構成した場合
に発生する圧縮力に対する導体各部の変形量から定ま
る。この為、解析によってマグネット構成の導体寸法に
応じて事前に検討する必要がある。本実施例の場合は、
Ｐ矢印方向に横圧縮力が作用する。
【００１３】今、超電導導体（５）に横圧縮力Ｐが作用
した場合について考えてみると、導体各部の変形状態は
図２の破線で示したようになる。すなわち、横圧縮力Ｐ
によって安定化部材（３）は、隙間（４）の空間で変形
量が吸収されて、超電導部材（１）にその変形の影響を
およぼさない。一方、超電導部材（１）の圧縮方向両側
面は、半田（２）で安定化部材（３）と接続されている
が、半田（２）の剛性が小さいため、塑性変形し、安定
化部材（３）を介して、力は超電導部材（１）に伝達さ
れにくくなる。この結果、導体に作用する圧縮力は、ハ
ウジングである安定化部材（３）で受持ち、実質的に
は、超電導部材（１）に印加されにくくなり、横圧縮歪
による超電導特性の劣化が生じにくくなる。
した場合について考えてみると、導体各部の変形状態は
図２の破線で示したようになる。すなわち、横圧縮力Ｐ
によって安定化部材（３）は、隙間（４）の空間で変形
量が吸収されて、超電導部材（１）にその変形の影響を
およぼさない。一方、超電導部材（１）の圧縮方向両側
面は、半田（２）で安定化部材（３）と接続されている
が、半田（２）の剛性が小さいため、塑性変形し、安定
化部材（３）を介して、力は超電導部材（１）に伝達さ
れにくくなる。この結果、導体に作用する圧縮力は、ハ
ウジングである安定化部材（３）で受持ち、実質的に
は、超電導部材（１）に印加されにくくなり、横圧縮歪
による超電導特性の劣化が生じにくくなる。
【００１４】このように上記実施例１では、変形の逃げ
のための隙間（４）を設けるとともに、力の伝達媒体の
１つである半田（２）の剛性を小さくすることにより超
電導部材（１）への力の伝達を悪くしている。このた
め、超電導部材（１）への横圧縮歪が低減され超電導特
性の劣化を防ぐ。
のための隙間（４）を設けるとともに、力の伝達媒体の
１つである半田（２）の剛性を小さくすることにより超
電導部材（１）への力の伝達を悪くしている。このた
め、超電導部材（１）への横圧縮歪が低減され超電導特
性の劣化を防ぐ。
【００１５】図３は第２の実施例であって、安定化部材
（３）を門形ではなく、Ｈ字形にしたものである。他は
実施例１と同様である。
（３）を門形ではなく、Ｈ字形にしたものである。他は
実施例１と同様である。
【００１６】このようにすると、超電導部材（１）は上
下面が直接冷媒に接触できるので、実施例１以上に冷却
の向上が図られる他、横圧縮歪を低減することができ
る。
下面が直接冷媒に接触できるので、実施例１以上に冷却
の向上が図られる他、横圧縮歪を低減することができ
る。
【００１７】図４は第３の実施例であって、隙間（４）
を上部だけにして、この隙間（４）に軟質部材としてア
ルミニウム線（４ｂ）を入れたものである。他は実施例
１と同様である。
を上部だけにして、この隙間（４）に軟質部材としてア
ルミニウム線（４ｂ）を入れたものである。他は実施例
１と同様である。
【００１８】このように隙間（４）中にアルミニウム線
（４ｂ）を入れてもアルミニウムはヤング率、強度が低
いので問題がなく、実施例１と同様の効果が得られる。
この場合はさらに、高磁場においても抵抗率の低いアル
ミニウム線はクエンチ時の安定化材として期待できるこ
との他、製造時にはギャップを一定に管理できるなどの
効果が得られる。
（４ｂ）を入れてもアルミニウムはヤング率、強度が低
いので問題がなく、実施例１と同様の効果が得られる。
この場合はさらに、高磁場においても抵抗率の低いアル
ミニウム線はクエンチ時の安定化材として期待できるこ
との他、製造時にはギャップを一定に管理できるなどの
効果が得られる。
【００１９】図５は第４の実施例であって、隙間（４）
は上部だけにして、この隙間（４）をアーチ形にしたも
のである。他は実施例１と同様である。
は上部だけにして、この隙間（４）をアーチ形にしたも
のである。他は実施例１と同様である。
【００２０】このようにしても実施例１と同様な作用効
果が得られる。
果が得られる。
【００２１】尚本発明において、図１ないし図５とも上
下方向に圧縮力が作用するものとしている。また図３を
除いて他の安定化部材（３）同士間の半田（２ａ）は、
安定化部材（３）相互間のみ剛性の大きい例えば高濃度
Ｓｎ半田を用いることにより、安定化部材（３）の接続
部での変形量を押えることができる。
下方向に圧縮力が作用するものとしている。また図３を
除いて他の安定化部材（３）同士間の半田（２ａ）は、
安定化部材（３）相互間のみ剛性の大きい例えば高濃度
Ｓｎ半田を用いることにより、安定化部材（３）の接続
部での変形量を押えることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、横圧
縮方向の力が導体内の超電導部材であるＮｂ3 Ｓｎのよ
うな化合物系部分に印加されにくい構造を有することに
より、横圧縮歪の影響による超電導特性の劣化が生じに
くい超電導導体を提供することができる。
縮方向の力が導体内の超電導部材であるＮｂ3 Ｓｎのよ
うな化合物系部分に印加されにくい構造を有することに
より、横圧縮歪の影響による超電導特性の劣化が生じに
くい超電導導体を提供することができる。
【図１】この発明の超電導導体の第１の実施例を示す横
断面図。
断面図。
【図２】実施例１の作用を示す説明図。
【図３】この発明の第２の実施例を示す横断面図。
【図４】この発明の第３の実施例を示す横断面図。
【図５】この発明の第４の実施例を示す横断面図。
１…超電導部材 ２…半田 ２ａ…結合用半田 ３…安定化部材 ４ａ…軟質部材層 ４ｂ…アルミニウム線 ５…超電導導体
Claims (2)
- 【請求項１】 化合物系の超電導部材のまわりに安定化
部材をハウジングし、このハウジングに垂直方向から圧
縮力が負荷されるモノリス型超電導導体において、この
圧縮力が負荷される方向の前記超電導部材と安定化部材
との間には空隙を形成するとともに、圧縮力が負荷され
る方向と垂直方向の前記超電導部材と安定化部材との間
には前記安定化部材間を接続する半田より剛性の小さい
低濃度錫（Ｓｎ）または錫（Ｓｎ）無し半田を用いる構
成としたことを特徴とする超電導導体。 - 【請求項２】 ハウジングの変形時の前記超電導部材と
安定化部材との電気的接続を密にするように前記空隙の
一部にはアルミニウムの線またほ低濃度錫（Ｓｎ）半田
の層等の軟質部材を入れたことを特徴とする請求項１記
載の超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079442A JP2685367B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079442A JP2685367B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 超電導導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312711A JPH04312711A (ja) | 1992-11-04 |
| JP2685367B2 true JP2685367B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=13689997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3079442A Expired - Fee Related JP2685367B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685367B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111540534B (zh) * | 2020-05-11 | 2022-01-07 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导线材及其制备方法 |
| CN112420275A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-26 | 兰州大学 | 提升超导带不可逆应变的方法及超导带 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5488792A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-14 | Showa Electric Wire & Cable Co | Method of fabricating superconductor |
| JPS5923402B2 (ja) * | 1978-10-11 | 1984-06-01 | 三菱電機株式会社 | 超電導線材 |
| JPS60250505A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | 日立電線株式会社 | 強制冷却型超電導々体 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3079442A patent/JP2685367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04312711A (ja) | 1992-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2008244249A (ja) | 高温超電導コイル | |
| JP4213290B2 (ja) | 安定化複合超電導線材の製造方法 | |
| JP2685367B2 (ja) | 超電導導体 | |
| US5620798A (en) | Aluminum stabilized superconductor supported by aluminum alloy sheath | |
| JP5363185B2 (ja) | 超電導ケーブルの端末構造 | |
| JP2597339B2 (ja) | 超電導磁石製作方法 | |
| JPH0326621Y2 (ja) | ||
| JP7351771B2 (ja) | 超電導線材の接続部および超電導線材の接続方法 | |
| JP4734004B2 (ja) | 超電導電流リード | |
| JPH11329823A (ja) | マグネットシステム | |
| JP3176952B2 (ja) | 超電導線および超電導線の製造方法 | |
| JP3120626B2 (ja) | 酸化物超電導導体 | |
| JPH0676649A (ja) | 複合超電導々体 | |
| JPH0315324B2 (ja) | ||
| JPS5923402B2 (ja) | 超電導線材 | |
| JPH0464444B2 (ja) | ||
| JP4723936B2 (ja) | 永久電流超電導コイルおよびマグネット | |
| JP2883071B1 (ja) | 超電導界磁巻線用導体 | |
| JPH06310189A (ja) | 酸化物超電導導体の接続部 | |
| JPH0973824A (ja) | 複合超電導導体の製造方法 | |
| JPH0799111A (ja) | 酸化物超電導体を用いた電流リード | |
| JP2768844B2 (ja) | 超電導々体および超電導コイル | |
| JP3276384B2 (ja) | 超電導導体 | |
| JPS60182612A (ja) | 超電導体 | |
| JPS5958725A (ja) | 真空バルブ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |