JPH02273417A - 超電導導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超電導導体、特に、その特性を向」ニした
超電導導体に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は、特開昭５７−１９６４．０４号公報に示され
ているアルミ安定化超電導撚線導体の断面を示したもの
である。

図において、符号（１）は超電導撚線導体、（２）は超
電導撚線導体（１）を構成する銅安定化超電導素線てあ
って、安定化材としての鋼中に超電導フィラメントを埋
め込んで形成されている。

（３）は同様に超電導素線（２）と撚り合わされて超電
導撚線導体（１）を構成する高純度アルミニュウム線で
ある。

第５図に示すものは、超電導撚線導体（１）の電流値を
高くするために、上記第１図に示した超電導撚線導体（
１）を更に複数個撚り合わせて構成された超電導導体で
ある大電流撚線導体（４）である。

次に上記従来の超電導導体の動作について説明する。

超電導導体（４）を回巻して構成した例えば超電導コイ
ルは、その電気抵抗が零であるために大電流を流すこと
が可能で、強力な磁場発生装置となる。

厳密には超電導導体に流し得る電流は、磁場と温度との
関数であり、臨界電流と呼ばれる電流値以」二の電流を
流すことはてきない。また、外部擾乱により超電導導体
の一部の温度が上昇すると、その部分の超電導状態が破
壊することもある。この外部擾乱の例としては、初期冷
却時の機械的歪の開放、電磁力による超電導導体を構成
する超電導素線あるいは超電導撚線導体の動きなどがあ
る。

超電導コイルにおいて、超電導導体（４）の−部の超電
導状態が破壊し、常電導状態が発生ずると、その部分て
のジュール発熱により更に温度が上昇し、急速に次々と
超電導状態の破壊が伝播していく現象か起こる。この現
象をクエンチと呼ぶ。

超電導コイルには、大電流が流れており、その有してい
るエネルギーは非常に大きなものであるため、クエンチ
か発生ずると、超電導コイルの焼損事故や電圧破壊なと
の事故を起こす原因となる。

これら事故の原因となるクエンチ現象の発生は、超電導
状態か破壊し常電導状態になったときのシュル発熱を小
さくし、かつ、冷媒による冷却を十分にとることにより
防くことが可能である。

第４図に示した超電導撚線導体〈１）の構造は上記目的
より考案されたものである。

超電導素線は、一般に、フィラメント状の超電導材料を
安定化材としての鋼中に埋め込んで製作される。アルミ
ニウムは銅に比べて電気抵抗が小さく、また、磁場中で
の抵抗上昇率も銅に比へて低いため、超電導素線の安定
化としては望ましいものであるが、アルミニウム中にフ
ィラメント状の超電導材料を直接埋め込む技術はまだ開
発されていない。従って、第４図に示すように、銅安定
化超電導素線（２）と高純度アルミニウム線（３）とを
撚線する構造が採用されている。このような撚線は一部
の太い線に比べて冷却面接も大きくジュル発熱に対する
冷却効果も大きいという特徴を有している。

大電流を流し得る超電導導体か必要な場合には、第４図
に示す超電導撚線導体を更に撚り合わせて、例えば、第
５図に示すように構成して、超電導導体である大電流撚
線導体を製作する。

［発明か解決しようとする課題］ 従来の安定性のよい超電導導体である大電流撚線導体は
、以上のようにアルミニウムを使用して構成されている
ので、機械的強度が低く、従って、大形超電導コイル等
大電流が流れる場合には、発生ずる電磁力により、超電
導導体が変形して超電導コイルが破壊することがある。

このような破壊を生しない超電導導体を得たいという課
題が従来から持たれていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、高純度アルミニウム線を使用した超電導導体
からなる例えは大形コイルにおいても、安定性か高く、
がっ、機械的強度のある超電導導体を得ることを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る超電導導体は、超電導素線と高純度アル
ミニウム線とを撚線して構成した超電導撚線導体を複数
個合わせて所定断面形状に形成した成形撚線導体の周囲
を、冷媒の流通のための穴をほぼ一定間隔て設けている
補強材で被覆し成形しているものである。

［作　用］ この発明における超電導導体は、以上のように構成され
ているので、超電導導体の機械的強度を高くすることが
可能となり、従って、電磁力等による変形も閉止し得て
、高い超電導安定性を保つことができる。

「実施例］ 以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

なお、図において、符号（１）〜（３）で示すものは、
従来例を示した第４図、第５図で同一符号により示した
ものと同−又は同等のものである。

第１図において、符号（５）は第５図の超電導導体であ
る大電流撚線導体（４〉を所定断面形状例えば概略角形
に成形した成形撚線導体であり、（６）は成形撚線導体
（５）の周囲を被覆している補強材、例えば、銅帯又は
ステンレス鋼帯である。この銅帯又はステンレス鋼帯（
６）は例えは角形に成形されており、そのコーナ一部（
６ａ）には冷媒の流通口（７）がほぼ一定間隔て設りら
れている。

このようにして、超電導導体（８）は構成されている。

次に−に記実施例の作用について説明する。

第１図に示しているように、この実施例の超電導導体（
８）の構成では、従来の第４図と同様に、超電導素線（
２）と高純度アルミニュウム線（３）とを撚線して超電
導撚線導体（１）を構成し、この超電導撚線導体（１）
を所要本数台わせると共にその断面形状を例えば概略角
形に成形して成形撚線導体を構成した後、周囲を補強材
例えは銅帯か又はステンレス鋼帯（６）によって被覆し
て超電導導体（８）を構成する。所定断面形状、例えば
、角形に成形したため、補強材（６）か電磁力に対する
強度支持材となる。

また、補強材（６）のコーナ一部（６ａ）には、冷媒の
流通のための穴すなわち冷媒流通口（７）を設けである
のて、冷媒は撚線の間隔に自由に出入り可能である。従
って、この発明になる超電導導体を大形の超電銅コイル
に使用した場合ても、撚線導体の特徴である大きな冷却
面積、高純度アルミニュウム線を使用したことによる低
ジュール発熱による高い超電導安定性を維持したままて
、大形コイルの大きな電磁力に対しても、機械的強度の
ある超電導導体となる。

また、上記実施例ては、補強材（６）の断面内の肉厚は
一定としたか、成形撚線導体への補強材（６）の被覆や
、断面所定形状への成形を容易にするために、第２図又
は第３図に示すように、コナ一部（６ａ）に溝（６ｂ）
を入れた断面形状にすることも可能である。

また、補強材（６）を銅帯によって構成しているときは
、高純度アルミニュウムの作用と同様に、超電導線が常
電導に転移した場合の安定化材としての役割を果たすこ
とも可能なため、電流の再配分を容易にするため成形撚
線導体（５）と銅帯（６）との間をパンクで電気的に接
着すれば、より安定性を向上させ得る効果を有している
。

また、超電導導体に流す電流値、あるいは、超電導状態
の安定性の設計によっては、超電導撚線導体の超電導素
線と高純度アルミニュウム線との本数の比率を変化させ
ることも可能である。

［発明の効果］ 以１−１のように、この発明によれば、超電導素線と高
純度アルミニュウｌＸ線とを撚線して構成した超電導撚
線導体を複数個合わせて所定断面形状に成形した成形撚
線導体の周囲を、冷媒の流ｊＩｒＩのための冷媒流通Ｐ
をほぼ一定間隔て設けている補強材により被覆し、所定
断面形状に成形しているので、高い超電導安定性を保つ
と共に超電導導体の機械的強度も高くすることか可能な
超電導導体が得られるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１−図はこの発明の一実施例による超電導導体を示す
断面斜視図、第２区及び第３図はこの発明の他の２種類
の実施例を示す断面図、第４図は従来の超電導撚線導体
の断面構成図、第５図は、第４図の超電導撚線導体を７
個合わせて構成した超電導導体の断面構成図である。 （１）　　超電導撚線導体、（２）　・超電導素線（銅
安定化超電導素線）、く３）　　高純度アルミニウム線
、く５）・・成形撚線導体、（６）・補強材（銅帯、ス
テンレス鋼帯）　、（６ａ）コーナ一部、（７）　　冷
媒流通口、（８）超電導導体。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代　　理　　人 曾　　我　　道　　照 第 図 赴雪導坪；線導体 」り９刈グ薬（斥糸皇、（り沫イル′宇イビｊ藝ヴｅ１
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超電導フィラメントを安定化材中に埋め込んで形成して
   いる超電導素線と高純度アルミニュウム線とを撚線して
   構成した超電導撚線導体を複数個合わせて所定断面形状
   に形成した成形撚線導体の周囲を、冷媒の流通のための
   穴をほぼ一定間隔で設けている補強材で被覆し成形して
   いることを特徴とする超電導導体。