JP3018534B2 - 高温超電導コイル - Google Patents
高温超電導コイルInfo
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- JP3018534B2 JP3018534B2 JP5667391A JP5667391A JP3018534B2 JP 3018534 B2 JP3018534 B2 JP 3018534B2 JP 5667391 A JP5667391 A JP 5667391A JP 5667391 A JP5667391 A JP 5667391A JP 3018534 B2 JP3018534 B2 JP 3018534B2
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- Japan
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- superconducting
- coil
- tape
- pancake
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】この発明は、テープ状の酸化物超電導線か
らなるパンケーキコイルを隣接させて配置した高温超電
導コイルに関するものである。
らなるパンケーキコイルを隣接させて配置した高温超電
導コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、より高い臨界温度を示す超電導材
料として、セラミックス系、すなわち酸化物系の超電導
体が注目されている。中でも、イットリウム系が９０
Ｋ、ビスマス系が１１０Ｋ、タリウム系が１２０Ｋ程度
の高い臨界温度を有し、実用化が期待されている。これ
らの高温超電導材料をケーブルやブスパー、パワーリー
ド、コイルなどに応用することが考えられている。
料として、セラミックス系、すなわち酸化物系の超電導
体が注目されている。中でも、イットリウム系が９０
Ｋ、ビスマス系が１１０Ｋ、タリウム系が１２０Ｋ程度
の高い臨界温度を有し、実用化が期待されている。これ
らの高温超電導材料をケーブルやブスパー、パワーリー
ド、コイルなどに応用することが考えられている。
【０００３】コイルとしては、主に、シングルパンケー
キコイルまたはダブルパンケーキコイルをそれぞれ別個
に熱処理し、このコイルを絶縁材を介して積み重ね、隣
接したコイル間で、銅板あるいは、コイルの被覆材と同
じ金属線でコイル間をはんだ付けし接続していた。
キコイルまたはダブルパンケーキコイルをそれぞれ別個
に熱処理し、このコイルを絶縁材を介して積み重ね、隣
接したコイル間で、銅板あるいは、コイルの被覆材と同
じ金属線でコイル間をはんだ付けし接続していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、酸化物超電導体のパンケーキコイル間をはんだを
用いて接続すると、接続部分に、１０-7Ω〜１０-8Ωの
接触抵抗が発生し、ジュール損を発生するコイルとな
る。
うに、酸化物超電導体のパンケーキコイル間をはんだを
用いて接続すると、接続部分に、１０-7Ω〜１０-8Ωの
接触抵抗が発生し、ジュール損を発生するコイルとな
る。
【０００５】このため、従来の超電導コイルにおいて
は、理想的なオペレート条件としての永久電流モードを
達成することは不可能であった。
は、理想的なオペレート条件としての永久電流モードを
達成することは不可能であった。
【０００６】この発明の目的は、永久電流モードを達成
することができる高温超電導コイルを提供することにあ
る。
することができる高温超電導コイルを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
れば、高温超電導コイルは、金属被覆されたテープ状の
酸化物超電導芯材を含む超電導線からなる複数のパンケ
ーキコイルを隣接させて配置しており、任意の互いに隣
接する各パンケーキコイルの一部の領域において金属被
覆が除去された金属被覆除去領域で酸化物超電導芯材が
露出されており、任意に互いに隣接する２つのパンケー
キコイルの金属被覆除去領域で露出された酸化物超電導
芯材同士が直接に焼結接続されていることを特徴として
いる。本発明のもう１つの態様による高温超電導コイル
においては、金属被覆されたテープ状の酸化物超電導芯
材を含む超電導線からなる複数のパンケーキコイルを隣
接させて配置しており、任意の互いに隣接する２つのパ
ンケーキコイルがそれぞれの接続領域を介して超電導接
続テープによって接続されており、超電導接続テープも
金属被覆されたテープ状の酸化物超電導芯材を含み、接
続領域の各々において、パンケーキコイルと接続テープ
との双方の金属被覆が除去されていて、パンケーキコイ
ルと接続テープの酸化物超電導芯材同士が直接に焼結接
続されていることを特徴としている。
れば、高温超電導コイルは、金属被覆されたテープ状の
酸化物超電導芯材を含む超電導線からなる複数のパンケ
ーキコイルを隣接させて配置しており、任意の互いに隣
接する各パンケーキコイルの一部の領域において金属被
覆が除去された金属被覆除去領域で酸化物超電導芯材が
露出されており、任意に互いに隣接する２つのパンケー
キコイルの金属被覆除去領域で露出された酸化物超電導
芯材同士が直接に焼結接続されていることを特徴として
いる。本発明のもう１つの態様による高温超電導コイル
においては、金属被覆されたテープ状の酸化物超電導芯
材を含む超電導線からなる複数のパンケーキコイルを隣
接させて配置しており、任意の互いに隣接する２つのパ
ンケーキコイルがそれぞれの接続領域を介して超電導接
続テープによって接続されており、超電導接続テープも
金属被覆されたテープ状の酸化物超電導芯材を含み、接
続領域の各々において、パンケーキコイルと接続テープ
との双方の金属被覆が除去されていて、パンケーキコイ
ルと接続テープの酸化物超電導芯材同士が直接に焼結接
続されていることを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明による高温超電導コイルでは、隣接させ
たパンケーキコイルの接続部において金属被覆層が除去
されていて酸化物超電導体同士が直接的に焼結接続され
ている。このため、超電導体同士の直接接合となり、接
触抵抗は０になる。これにより、永久電流モードを達成
することができる。
たパンケーキコイルの接続部において金属被覆層が除去
されていて酸化物超電導体同士が直接的に焼結接続され
ている。このため、超電導体同士の直接接合となり、接
触抵抗は０になる。これにより、永久電流モードを達成
することができる。
【０００９】永久電流モードを達成することにより、消
費電力を大幅に節約することができ、結晶引上げ用マグ
ネットおよびＭＲＩ用マグネットなどへの実用化を図る
ことができる。
費電力を大幅に節約することができ、結晶引上げ用マグ
ネットおよびＭＲＩ用マグネットなどへの実用化を図る
ことができる。
【００１０】
【実施例】図１は、隣接して配置したパンケーキコイル
を示す斜視図である。図１を参照して、パンケーキコイ
ル１およびパンケーキコイル２は隣接して配置されてい
る。パンケーキコイル１および２を構成するテープ状酸
化物超電導線は、酸化物超電導体３の周りに銀被覆４を
有したテープ状線材である。このパンケーキコイル１お
よび２のそれぞれの端部１ａおよび２ａの銀被覆をはぎ
取り、図２に示すように、酸化物超電導体の端部３ａお
よび５ａを露出させる。銀被覆は、数ｍｍ〜１０ｍｍに
わたってはぎ取る。このようにして露出した酸化物超電
導体の端部３ａおよび５ａの上に、接続用超電導線を載
せ、酸化物超電導体３ａおよび５ａを電気的に接続す
る。
を示す斜視図である。図１を参照して、パンケーキコイ
ル１およびパンケーキコイル２は隣接して配置されてい
る。パンケーキコイル１および２を構成するテープ状酸
化物超電導線は、酸化物超電導体３の周りに銀被覆４を
有したテープ状線材である。このパンケーキコイル１お
よび２のそれぞれの端部１ａおよび２ａの銀被覆をはぎ
取り、図２に示すように、酸化物超電導体の端部３ａお
よび５ａを露出させる。銀被覆は、数ｍｍ〜１０ｍｍに
わたってはぎ取る。このようにして露出した酸化物超電
導体の端部３ａおよび５ａの上に、接続用超電導線を載
せ、酸化物超電導体３ａおよび５ａを電気的に接続す
る。
【００１１】図３は、この状態を示す斜視図である。接
続用超電導線７および８は、酸化物超電導体９および１
０の上に銀を被覆して構成されている。この接続用超電
導線７および８の酸化物超電導体９および１０が、それ
ぞれのパンケーキコイルの端部の酸化物超電導体３ａお
よび５ａと接することにより、隣接配置されているパン
ケーキコイル１および２の間に電気的な接続がなされ
る。
続用超電導線７および８は、酸化物超電導体９および１
０の上に銀を被覆して構成されている。この接続用超電
導線７および８の酸化物超電導体９および１０が、それ
ぞれのパンケーキコイルの端部の酸化物超電導体３ａお
よび５ａと接することにより、隣接配置されているパン
ケーキコイル１および２の間に電気的な接続がなされ
る。
【００１２】図３の状態で、さらに銀テープなどをこの
周りに抑え巻きし、接続部分に面圧を加えながら熱処理
することにより、酸化物超電導体間の接続をより確実な
ものとする。
周りに抑え巻きし、接続部分に面圧を加えながら熱処理
することにより、酸化物超電導体間の接続をより確実な
ものとする。
【００１３】図４は、この発明に従う他の実施例を示す
斜視図である。図４を参照して、隣接するパンケーキコ
イル１１および１２のそれぞれの端部１１ａおよび１２
ａは高温超電導体１３および１４を重ね合わせることに
より接続されている。この実施例のように、別体の接続
用の高温超電導体を用いずに、直接にパンケーキコイル
の端部間を、高温超電導体を露出させた状態で重ね合わ
せて接続してもよい。
斜視図である。図４を参照して、隣接するパンケーキコ
イル１１および１２のそれぞれの端部１１ａおよび１２
ａは高温超電導体１３および１４を重ね合わせることに
より接続されている。この実施例のように、別体の接続
用の高温超電導体を用いずに、直接にパンケーキコイル
の端部間を、高温超電導体を露出させた状態で重ね合わ
せて接続してもよい。
【００１４】以下、図３に示すようなパンケーキコイル
を作成した実験例について示す。
を作成した実験例について示す。
【００１５】Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．８
０：０．４１：２．０１：２．１８：３．０２の組成を
持つように、酸化物および炭酸塩を混合し、熱処理によ
り、主に２２１２相と超電導相からなる粉末を準備し
た。これを６ｔｏｒｒの減圧雰囲気で７６０℃、３時間
の脱ガス処理をした。これらの粉末を外径１２ｍｍ、内
径８ｍｍの銀で被覆し、１ｍｍまで伸線加工し、０．１
８ｍｍの厚みまで圧延加工した。
０：０．４１：２．０１：２．１８：３．０２の組成を
持つように、酸化物および炭酸塩を混合し、熱処理によ
り、主に２２１２相と超電導相からなる粉末を準備し
た。これを６ｔｏｒｒの減圧雰囲気で７６０℃、３時間
の脱ガス処理をした。これらの粉末を外径１２ｍｍ、内
径８ｍｍの銀で被覆し、１ｍｍまで伸線加工し、０．１
８ｍｍの厚みまで圧延加工した。
【００１６】この線材を８４５℃、５０時間熱処理し焼
結した。この線材を用いて、パンケーキコイルを作製
し、図１に示すように隣接させて配置し、図２に示すよ
うにそれぞれの端末の銀被覆をはいで図３に示すように
接続用の超電導体を重ね合わせた。その上から０．２ｍ
ｍの厚みの銀テープで押え巻きし、この状態で８４０
℃、５０時間熱処理した。
結した。この線材を用いて、パンケーキコイルを作製
し、図１に示すように隣接させて配置し、図２に示すよ
うにそれぞれの端末の銀被覆をはいで図３に示すように
接続用の超電導体を重ね合わせた。その上から０．２ｍ
ｍの厚みの銀テープで押え巻きし、この状態で８４０
℃、５０時間熱処理した。
【００１７】このようにして得られた高温超電導コイル
の線材の接合部の臨界電流を測定したところ、液体窒素
温度で臨界電流は、３０から４０Ａであった。この線材
の液体窒素温度における臨界電流と同等であることがわ
かった。
の線材の接合部の臨界電流を測定したところ、液体窒素
温度で臨界電流は、３０から４０Ａであった。この線材
の液体窒素温度における臨界電流と同等であることがわ
かった。
【００１８】このことから、この発明に従い、永久電流
モードが達成されることがわかった。
モードが達成されることがわかった。
【００１９】
【発明の効果】この発明に従えば、各パンケーキコイル
の接続部分を超電導状態にすることができ、永久電流モ
ードを達成することができる。このため、コイルに永久
電流を流すことができ、電力消費量を大幅に節減するこ
とができ、さらに安定磁場を供給することができる。
の接続部分を超電導状態にすることができ、永久電流モ
ードを達成することができる。このため、コイルに永久
電流を流すことができ、電力消費量を大幅に節減するこ
とができ、さらに安定磁場を供給することができる。
【００２０】したがって、この発明に従えば、結晶引上
げ炉用、ＭＲＩ用およびＮＭＲ用などのコイルとして実
用化させることができる。
げ炉用、ＭＲＩ用およびＮＭＲ用などのコイルとして実
用化させることができる。
【図１】隣接して配置されたパンケーキコイルを示す斜
視図である。
視図である。
【図２】パンケーキコイルの端部の被覆をはぎ、酸化物
超電導体を露出させた状態を示す斜視図である。
超電導体を露出させた状態を示す斜視図である。
【図３】この発明に従う一実施例を示す斜視図である。
【図４】この発明に従う他の実施例を示す斜視図であ
る。
る。
１，２ パンケーキコイル １ａ，２ａ パンケーキコイルの超電導線の端部 ３ａ，５ａ 酸化物超電導線の端部の露出した酸化物超
電導体 ７，８ 接続用超電導線 ９，１０ 接続用超電導線の酸化物超電導体部 １１，１２ パンケーキコイル １１ａ，１２ａ パンケーキコイルの超電導線の端部 １３，１４ 超電導線端部の露出した高温超電導体
電導体 ７，８ 接続用超電導線 ９，１０ 接続用超電導線の酸化物超電導体部 １１，１２ パンケーキコイル １１ａ，１２ａ パンケーキコイルの超電導線の端部 １３，１４ 超電導線端部の露出した高温超電導体
フロントページの続き (72)発明者 加藤 武志 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社 大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−95607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131505（ＪＰ，Ａ) 実公 昭50−12301（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 6/06 H01R 4/68
Claims (2)
- 【請求項１】 金属被覆されたテープ状の酸化物超電導
芯材を含む超電導線からなる複数のパンケーキコイルを
隣接させて配置した高温超電導コイルであって、任意の互いに 隣接する各前記パンケーキコイルの一部の
領域において前記金属被覆が除去された金属被覆除去領
域で前記酸化物超電導芯材が露出されており、 任意に互いに隣接する２つの前記パンケーキコイルの前
記金属被覆除去領域で露出された前記酸化物超電導芯材
同士が直接に焼結接続されている ことを特徴とする高温
超電導コイル。 - 【請求項２】 金属被覆されたテープ状の酸化物超電導
芯材を含む超電導線からなる複数のパンケーキコイルを
隣接させて配置した高温超電導コイルであって、 任意の互いに隣接する２つの前記パンケーキコイルがそ
れぞれの接続領域を介して超電導接続テープによって接
続されており、 前記超電導接続テープも金属被覆されたテープ状の酸化
物超電導芯材を含み、 前記接続領域の各々において、前記パンケーキコイルと
前記接続テープの双方の前記金属被覆が除去されてい
て、前記パンケーキコイルと前記接続テープとの前記酸
化物超電導芯材同士が直接に焼結接続されていることを
特徴とする高温超電導コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5667391A JP3018534B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 高温超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5667391A JP3018534B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 高温超電導コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04291702A JPH04291702A (ja) | 1992-10-15 |
| JP3018534B2 true JP3018534B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=13033942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5667391A Expired - Lifetime JP3018534B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 高温超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3018534B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3794591B2 (ja) * | 1994-03-04 | 2006-07-05 | 新日本製鐵株式会社 | 超伝導マグネットの製造方法 |
| JP2000277322A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Toshiba Corp | 高温超電導コイル、これを用いた高温超電導マグネットおよび高温超電導マグネットシステム |
| JP5198193B2 (ja) * | 2008-09-12 | 2013-05-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 超電導マグネットおよびその製造方法 |
| JP5568361B2 (ja) * | 2010-04-16 | 2014-08-06 | 株式会社フジクラ | 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 |
| JP6040515B2 (ja) * | 2011-03-17 | 2016-12-07 | 富士電機株式会社 | 超電導コイルの製造方法 |
| JP2014165304A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導機器 |
| JP6738720B2 (ja) * | 2016-12-15 | 2020-08-12 | 古河電気工業株式会社 | 超電導線材の接続構造 |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP5667391A patent/JP3018534B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04291702A (ja) | 1992-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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