JPH03147210A - 複合超電導導体 - Google Patents
複合超電導導体Info
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- short fibers
- superconducting conductor
- cooling surface
- cooling
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title abstract 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 16
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910020012 Nb—Ti Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 3
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910001275 Niobium-titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010041243 Social avoidant behaviour Diseases 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- -1 indolium-barium-copper oxide Chemical compound 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- KJSMVPYGGLPWOE-UHFFFAOYSA-N niobium tin Chemical compound [Nb].[Sn] KJSMVPYGGLPWOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N niobium titanium Chemical compound [Ti].[Nb] RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000657 niobium-tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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)
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。
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。
合超電導導体に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
。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。
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。
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。
、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。
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
。
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
。
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
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282992A JPH03147210A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 複合超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282992A JPH03147210A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 複合超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03147210A true JPH03147210A (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17659808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1282992A Pending JPH03147210A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 複合超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03147210A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1989
- 1989-11-01 JP JP1282992A patent/JPH03147210A/ja active Pending
Cited By (2)
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4242536A (en) | Aluminum-stabilized multifilamentary superconductor | |
| US5134040A (en) | Melt formed superconducting joint between superconducting tapes | |
| US3619479A (en) | Electrical conductor of electrically normal conducting metal and superconducting material | |
| JP2923988B2 (ja) | 超電導導体 | |
| US5082164A (en) | Method of forming superconducting joint between superconducting tapes | |
| US3352008A (en) | Process of bonding copper foil to foil containing superconductive layer such as niobium stannide | |
| EP0469894B1 (en) | Method of forming a joint between superconducting tapes | |
| US3748615A (en) | Superconducting magnet coil | |
| JP2015028912A (ja) | 超電導線材及びそれを用いた超電導コイル | |
| US4490578A (en) | Integrated superconductor | |
| US3504105A (en) | Electrically conductive tape of normally conductive metal with a superconductor therein | |
| JPH03147210A (ja) | 複合超電導導体 | |
| CA2029744C (en) | Method of using oxide superconducting conductor | |
| US3577151A (en) | Fully or partly stabilized conductor comprised of superconducting and normal-conducting metals | |
| US5656380A (en) | Superconductive article and method of making | |
| JP3120626B2 (ja) | 酸化物超電導導体 | |
| JPH03123005A (ja) | 超電導マグネット装置 | |
| JPH03222212A (ja) | 高温超電導線材の製造方法 | |
| JP4081911B2 (ja) | 限流器 | |
| JP3352735B2 (ja) | 超電導フレキシブルケーブル | |
| JP2599269B2 (ja) | 超電導線 | |
| JPS6220683B2 (ja) | ||
| JPH01133307A (ja) | 低温機器 | |
| JPS58105530A (ja) | 超電導マグネツト | |
| JP2845905B2 (ja) | 交流通電用化合物系電導撚線 |