JPH03147210A - 複合超電導導体 - Google Patents

複合超電導導体

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Publication number
JPH03147210A
JPH03147210A JP1282992A JP28299289A JPH03147210A JP H03147210 A JPH03147210 A JP H03147210A JP 1282992 A JP1282992 A JP 1282992A JP 28299289 A JP28299289 A JP 28299289A JP H03147210 A JPH03147210 A JP H03147210A
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JP
Japan
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conductor
short fibers
superconducting conductor
cooling surface
cooling
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Pending
Application number
JP1282992A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisanao Ogata
久直 尾形
Heikichi Kuwabara
桑原 平吉
Takeo Nakagawa
威雄 中川
Hiroyuki Noguchi
裕之 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

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〕 本発明は、安定化超電導マグネットなどに使用される複
合超電導導体に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種の複合超電導導体は超電導線と常電導体で
ある安定化金属とからなり、例えば、直径5〜250μ
mの超電導線を、銅やアルミニウム等の安定化金属の中
に埋め込んで、丸線、平角線、中空線に仕上げられる。
そしてこのような複合超電導導体を適宜巻回して超電導
マグネットを構成する。複合超電導導体の一部は、冷媒
である液体ヘリウムに直接接して冷却される冷却面とな
る。
安定化された超電導マグネットにおいては、万−m合超
電導導体の一部が超電導性を失った場合でも、電流は安
定化金属中を流れ、そのとき発生するジュール熱は、冷
媒によって十分除去されるようになっている。しかるに
、超電導マグネットの小形軽量化においては、複合超電
導導体の安定化金属の量を少なくして平均的電流密度を
上げる必要があるが、そのためには、冷媒への熱伝達能
力を高めることが重要である。
従来、この対策の一例として、特開昭55−56306
号公報に記載のように冷却面に機械加工により1m程度
の微細な凹凸を付けることが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記公報記載に代表される従来の方法では平滑面に比べ
て2〜4倍の熱流束qが得られるが、これではまだ充分
とは言い難い。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、従来よりも
さらにすぐれた冷却能力を備えた複合超電導導体を提供
することにある6 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達するために、本発明は複合超電導導体の冷
却面に金属の短繊維を密に植毛したものである。
〔作用〕
上記構成にした為、実質的な表面積は著しく増加し、冷
却剤との接触面積が拡大して熱抵抗が小さくなる一方、
冷却剤の沸騰によって冷却面の表面に生ずる膜状蒸気層
を不安定化し、液層との接触が促進される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
第1図は本発明の複合超電導導体の一実施例を示し、平
角線に仕上げられた導体の断面の一辺に冷却面が構成さ
れている場合である。複合超電導導体は超電導線1が主
体となる部分のまわりに高純度の銅もしくはアルミニウ
ムと銅からなる安定化金属2が電気的、熱的接触を保っ
て接合され構成されている。3は絶縁層で隣接する導体
との電気絶縁材である。複合超電導導体の安定化合R2
の一面には、多数の金属短繊維4が密に植毛されている
。超電導11A1としては、ニオビウム−チタニウムの
合金、ニオビウム−錫の金属間化合物。
インドリウム−バリウム−銅酸化物などがある。
超電導線1は安定化金属2中に直接埋め込まれるか、又
は、半田で固着される。
金属短繊維4としては、直径0.01〜0.inn長さ
0.5〜3膿の銅、アルミニウムもしくはその合金であ
る。植毛は、安定金属2の植毛すべき面にあらかじめ半
田めっきの上、半田ペーストを塗布後、金属短繊維を静
電植毛し、その後加熱して半田を溶かし接着する。更に
、必要に応じて半田ペーストを除去する。
このような複合超電導導体をコイルに巻く時。
植毛部分を損傷する恐れがある。そこで、植毛しない状
態で巻線した後、別に厚さ0.1〜1m11程度の金属
板に植毛したものを、低融点半田を使って冷却面に貼り
付けてもよい。この方法は、植毛部が損傷した時の補修
にも有効である。又、複合超電導導体の全長に渡って植
毛しなくても、発熱のある導体接続部や、その他特に十
分な冷却を確保する必要のある部分にのみ植毛する場合
にもこの方法が使える。
第2図は、直径50μm、長さ2mの銅繊維を植毛率1
0%で植毛した面でのヘリウムの大気圧下の沸騰特性で
ある。縦軸は投影面積当りの通過熱流束q (W/a(
)であり、横軸はサンプルに埋め込まれた温度計指示と
液体ヘリウムとの温度差ΔT (K)である。配置はベ
ースの銅平面が垂直となるようにした。曲線Aは従来の
高熱流束面に対するデータ、曲線Bは上に記載したサン
プルに対するデータである。
従来の高熱流束面としては1表面に機械加工による微細
な凹凸を付は酸化処理したものを示した。
ΔTがおよそIK以上で曲線Bは曲線Aを上回っている
。液体ヘリウム温度領域で使用される超電導体の臨界温
度は9〜18にであるから、ΔT>IK以上の領域での
特性が改善されたことは効果が大きい。すなわち、この
領域で、qが従来のおよそ2倍になっており、安定化金
属2の断面積を半分にすることが可能となる。
このような高いq値が得られるのは、実質的な表面積が
投影面積の20倍近くになることがある。
また、ΔTが高くなると、冷却面は沸騰で生じた蒸気の
膜で被覆されるが、植毛面は、この膜の安定性を阻害し
、液体と固体面との接触の機会を増やして、熱伝達量を
上げていることも考えられる。
なお、冷却剤としては液体ヘリウムに限らず、液体水素
、液体イオン、液体窒素、あるいはメタン−窒素などの
混合体などであってもよい。
〔発明の効果〕
以上述べた如く本発明によれば、複合超電導導体からの
冷却熱流束を従来にくらべ大きくとることができ、した
がって安定化金属の量を減らすことができるので、例え
ば、本発明による超電導導体を巻回して超電導マグネッ
トを構成した場合、より小形軽量化を図ることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の複合超電4導体の一実施例を示す部分
斜視断面図、第2図は第1図に示した構造の冷却面およ
び従来面に対する熱伝達特性図である。 羞羨蒐ΔT (K:1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、超電導線と安定化金属とを主な構成物とする複合超
    電導導体において、この導体の冷却面に金属の短繊維を
    植毛したことを特徴とする複合超電導導体。 2、1本又は複数本の超電導線を安定化金属で覆い、該
    金属の周囲の一部又は全部に金属短繊維を植毛したこと
    を特徴とする複合超電導導体。
JP1282992A 1989-11-01 1989-11-01 複合超電導導体 Pending JPH03147210A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105632648A (zh) * 2016-04-07 2016-06-01 华北电力大学 一种基于高温超导材料的各向同性cicc导体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105632648A (zh) * 2016-04-07 2016-06-01 华北电力大学 一种基于高温超导材料的各向同性cicc导体
CN105632648B (zh) * 2016-04-07 2019-01-15 华北电力大学 一种基于高温超导材料的各向同性cicc导体

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