JPH02288110A - 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、超電導コイルなどに用いられる超電導導体
に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は、例えば西ドイツの超電導線メーカ、バキ、：
Ｌ　−ムシ：ｘ、　メル’７１−、　（ＶＡＣＵＵＭＳ
ＣＨＭＥＬＺＥ）社の１９８６年版カタログの２８〜２
９ページに記載されたアルミ安定化超電導線を示したも
のである。

図において、アルミ安定化超電導線（１）は、銅安定化
超電導素線（２）を撚線した超電導撚線導体（３）を、
高純度アルミニュウム（４）で囲んでなるものである。

以上の構成でなる超電導導線（１）を回巻して形成した
超電導コイルは、その電気抵抗が零であるため大電流を
流すことが可能で、強力な磁場発生装置となる。厳密に
は超電導導線（１）に流し得る電流は、磁場と温度の関
数であり、臨界電流と呼ばれる電流値以上の電流を流す
ことはできない、また、外部擾乱により超電導導線（１
）の−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。外部擾乱の例としては、初期冷却時
の熱収縮による機械的歪の開放、電磁力による超電導導
線（１）の動きなどがある。

超電導コイルにおいて、超電導導線の一部の超電導状態
が破壊して常電導状態が発生すると、その部分でのジュ
ール発熱によりさらに温度が上昇し、急速に次々と超電
導状態の破壊が伝播していく現象が起こる。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、クエンチが
発生すると、超電導コイルの焼損事故や電圧破壊などの
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は、超電導状態が
破壊して常電導状態になったときのシェル発熱を小さく
し、かつ、冷媒による冷却を十分にとることをより防ぐ
ことが可能となる。

第５図に示したアルミ安定化超電導導線（１）の構造は
上記目的の中、ジュール発熱を小さくすることを目的と
して提案されたものである。

超電導線は一般に、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
上昇率も銅に比べて低いため超電導線の安定化材として
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、図に示したように、銅安定化超電導素線（２）
の周囲にアルミ押し出し法により高純度アルミニウム（
４）を被覆する構造が採用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の安定性のよいアルミニウム安定化超電導導体は、
以上のようにアルミニウムが導体外周部を形成している
ので、機械的強度が低く、大形超電導コイルの場合には
発生す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。特に、安定化材として採用さ
れる電気抵抗の低い高純度アルミニウムは、やわらかく
強度が低いという欠点を有していた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、大形コイルにおいても高純度アルミニウム安
定化線を使用し、安定性が高く、かつ、機械的強度が大
きく、大電流を流すことができ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、超電導線を高純度アルミ
ニウムで概略角形に覆い、周囲を高純度アルミニウム側
の面に凹凸形状を有し、一定間隔で冷媒の流通のための
穴を設けた銅帯または、ステンレス鋼帯で覆い、角形に
成形した。

［作　用］ この発明においては、超電導安定性を保ちながら、導体
の機械的強度も大となる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示し、図において、符号
（１）〜（４）は第５図におけると同じものである。ア
ルミ安定化超電導線（１）の周囲に銅帯（５）が設けら
れ、この銅帯（５）は角形に成形されており、コーナ一
部には複数個の冷媒の流通口（６）がほぼ一定間隔で設
けられている。銅帯（５）の内面すなわち、アルミ安定
化超電導線（１）側は凸部（７）が加工されており、こ
れによる凹部空間（８）には冷媒の流通口（６）を通っ
て冷媒（９）が充填される。

次に作用について説明する。第１図に示した超電導導体
構成では、アルミ安定化超電導線（１）の周囲を銅帯（
５）で覆い、かつ、角形したため、銅帯（５）が電磁力
に対する強度支持材となる。

また銅は電気抵抗の低い金属であるので、ジュール発熱
を小さくし、安定化にも寄与する。

また銅帯（５）には冷媒（９）の流通口（６）を設けで
あるので、冷媒（９）は銅帯（５）とアルミ安定化超電
導線（１）の間の空間に自由に出入り可能である。従っ
て、かような超電導導体を大形の超電導コイルに使用し
た場合でも、高純度アルミニウム（４）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
たままで、大形コイルの大きな電磁力に対しても大きな
機械的強度を確保することができる。

なお、上記実施例では、高純度アルミで安定化超電導線
を撚線構造としたが、第２図に示すように、銅安定化モ
ノリス超電導線（３＾）であってもよい。

また、銅帯のコーナ一部厚さは一定としたが５角形を容
易にするため、第３図に示すように、銅帯（５）の角部
に凹部（５ａ）を形成したり、第４図に示すように、超
電導線（１）の角部で銅帯（５）に設は四部空間（８ａ
）を、一定の断面形状で大きくしてもよい。

また、銅帯（５）は、高純度アルミニウム（４）の作用
と同様に、超電導線が常電導転移したときの安定化材と
しての役割を果たすことが可能なことから、電流の再配
分を容易にするなめ、アルミ安定化超電導ａ（１）と銅
帯（５）の間を半田で電気的に接合すれば、より安定性
が向上するという効果がある。

以上は、高純度アルミニウムの周囲を銅帯で被覆したも
のについて説明したが、銅帯に代えてステンレス鋼帯で
もよく、同様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、超電導線を高純度ア
ルミニウムで概略角型に覆い、周囲を高純度アルミニウ
ム側の面に凹凸形状を有し、一定間隔で冷媒の流通口を
設けた銅帯またはステンレス鋼帯で覆い角形に成形した
ことにより、高い超電導安定性を保ちながら、導体の機
械的強度も高くすることが可能になるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の一部断面斜視図であり、
第２図〜第４図はそれぞれ他の実施例の横断面、第５図
は従来の超電導導体の横断面図である。 （１）・・超電導線、（２）・・銅安定化超電導素線、
（３）・・超電導撚線導体、（４）高純度アルミニウム
、（５）・・銅帯、（６）冷媒流通口、（７）・・凸部
、（８）・・凹部。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高純度アルミニュウムで概略角形に覆われた超電導線
   と、前記高純度アルミニュウムの周囲を覆い前記高純度
   アルミニュウム側の面に凹、凸部を形成するとともに一
   定間隔で冷媒流通口を設けて角形した銅帯およびステン
   レス鋼帯のいずれかとを備えてなる超電導導体。