JPH04312711A - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
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- JPH04312711A JPH04312711A JP3079442A JP7944291A JPH04312711A JP H04312711 A JPH04312711 A JP H04312711A JP 3079442 A JP3079442 A JP 3079442A JP 7944291 A JP7944291 A JP 7944291A JP H04312711 A JPH04312711 A JP H04312711A
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-
- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は極低温雰囲気で使用する
化合物系超電導部材を用いたハウジングタイプの横圧縮
歪の影響を低減したモノリス型超電導導体に関する。
化合物系超電導部材を用いたハウジングタイプの横圧縮
歪の影響を低減したモノリス型超電導導体に関する。
【０００３】
【従来の技術】Ｎｂ３ Ｓｎなどの化合物系の超電導部
材は、臨界磁界、臨界温度、臨界電流密度で表わされる
超電導特性がＮｂＴｉなどの合金系超電導部材よりも優
れていることから高磁界を発生させるための超電導導体
に使用されている。
材は、臨界磁界、臨界温度、臨界電流密度で表わされる
超電導特性がＮｂＴｉなどの合金系超電導部材よりも優
れていることから高磁界を発生させるための超電導導体
に使用されている。
【０００４】上記化合物系超電導部材は、機械的な応力
に対しては脆弱であり、僅かな歪の発生によって上記超
電導特性の劣化が顕著である。このため、化合物系超電
導部材Ｎｂ３ Ｓｎを用いた超電導導体は、導体製造、
コイル巻線、冷却、励磁といった各段階での発生歪を十
分考慮し、コイルとして使用する時にできる限り、発生
歪が小さくなるよう種々の設計、製造条件を定めている
。
に対しては脆弱であり、僅かな歪の発生によって上記超
電導特性の劣化が顕著である。このため、化合物系超電
導部材Ｎｂ３ Ｓｎを用いた超電導導体は、導体製造、
コイル巻線、冷却、励磁といった各段階での発生歪を十
分考慮し、コイルとして使用する時にできる限り、発生
歪が小さくなるよう種々の設計、製造条件を定めている
。
【０００５】上記超電導導体の一構成として Ｆｕｓｉ
ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（１９８４）ｐｐ１５１３
−ｐｐ１５１７に示すように超電導部材に発生する歪が
小さくなるよう、導体の中立軸に超電導部材を配置し、
曲げ歪（導体の厚さ／曲げ径）が最小となるアスペクト
比に近づけた寸法を有するとともに、超電導部材を強固
な安定化部材、例えば１／２硬銅でハウジングしたモノ
リス型導体が提案されている。
ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（１９８４）ｐｐ１５１３
−ｐｐ１５１７に示すように超電導部材に発生する歪が
小さくなるよう、導体の中立軸に超電導部材を配置し、
曲げ歪（導体の厚さ／曲げ径）が最小となるアスペクト
比に近づけた寸法を有するとともに、超電導部材を強固
な安定化部材、例えば１／２硬銅でハウジングしたモノ
リス型導体が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高磁界マグ
ネットの巻線部に働く電磁力の分布は径方向で内径側が
高く、外径側で低くなっている。一方軸方向では、端部
側で低く、巻線中心部で高くなる。このため、導体に発
生する応力は、マグネット最内径巻線中心部で最大とな
る。大形高磁界マグネットにおいては、軸方向のマグネ
ット寸法も大きくなり、浸漬冷却型のマグネットの場合
、冷却溝を確保するためのスペーサを設けることによっ
て軸方向の圧縮応力も大きくなってしまう。化合物系超
電導部材の歪による超電導特性の劣化は、先に述べたよ
うに顕著であるがその歪の向きは、Ａｄｖａｎｃｅｓ
ｉｎ Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｖｏｌ．３４（１９８８）ｐｐ．５４７−ｐｐ．５５２
に示すように導体長手方向の圧縮歪よりも導体垂直方向
の圧縮歪の影響のほうが著しい。このため導体の応力基
準としては、導体垂直方向（横圧縮方向）の圧縮応力で
許容値が制限され、マグネットの軸方向寸法を大きくと
ることができず、巻線部の高電流密度化をまねくことに
なる。また、所定の磁界を発生させるためには、反対に
導体の横方向圧縮応力が大きくなり超電導特性の劣化を
生じるなどの不都合があった。
ネットの巻線部に働く電磁力の分布は径方向で内径側が
高く、外径側で低くなっている。一方軸方向では、端部
側で低く、巻線中心部で高くなる。このため、導体に発
生する応力は、マグネット最内径巻線中心部で最大とな
る。大形高磁界マグネットにおいては、軸方向のマグネ
ット寸法も大きくなり、浸漬冷却型のマグネットの場合
、冷却溝を確保するためのスペーサを設けることによっ
て軸方向の圧縮応力も大きくなってしまう。化合物系超
電導部材の歪による超電導特性の劣化は、先に述べたよ
うに顕著であるがその歪の向きは、Ａｄｖａｎｃｅｓ
ｉｎ Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｖｏｌ．３４（１９８８）ｐｐ．５４７−ｐｐ．５５２
に示すように導体長手方向の圧縮歪よりも導体垂直方向
の圧縮歪の影響のほうが著しい。このため導体の応力基
準としては、導体垂直方向（横圧縮方向）の圧縮応力で
許容値が制限され、マグネットの軸方向寸法を大きくと
ることができず、巻線部の高電流密度化をまねくことに
なる。また、所定の磁界を発生させるためには、反対に
導体の横方向圧縮応力が大きくなり超電導特性の劣化を
生じるなどの不都合があった。
【０００７】本発明は、横圧縮方向の力が導体内の超電
導部材であるＮｂ３Ｓｎのような化合物系部分に印加さ
れにくい構造を有することにより、横圧縮歪の影響によ
る超電導特性の劣化が生じにくい超電導導体を提供する
ことを目的とする。
導部材であるＮｂ３Ｓｎのような化合物系部分に印加さ
れにくい構造を有することにより、横圧縮歪の影響によ
る超電導特性の劣化が生じにくい超電導導体を提供する
ことを目的とする。
【０００８】［発明の構成］
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、化合物系の超電導部材のまわりに安定化部
材をハウジングしたモノリス型超電導導体において、前
記超電導部材と安定化部材との間の一部に隙間（アルミ
ニウム線や半田層等の軟質部材を介在させることもある
）を有するとともに、両者の電気的接続に低濃度Ｓｎま
たはＳｎ無し半田（半田はＳｎとＰｂの合金であるから
Ｓｎ無しでは半田と云えないが本発明では解り易くする
ために特に半田と称することにする）を用いる。
成するため、化合物系の超電導部材のまわりに安定化部
材をハウジングしたモノリス型超電導導体において、前
記超電導部材と安定化部材との間の一部に隙間（アルミ
ニウム線や半田層等の軟質部材を介在させることもある
）を有するとともに、両者の電気的接続に低濃度Ｓｎま
たはＳｎ無し半田（半田はＳｎとＰｂの合金であるから
Ｓｎ無しでは半田と云えないが本発明では解り易くする
ために特に半田と称することにする）を用いる。
【００１０】
【作用】このような構成の超電導導体にあっては、超電
導部材と安定化部材との間の一部に横圧縮力による変形
の逃げである隙間を設け、かつ、両者の電気的接続に剛
性の小さい半田を使用することにより、安定化部材から
超電導部材への力の伝達を悪くしたもので、横圧縮歪の
影響による超電導特性の劣化が生じにくい。
導部材と安定化部材との間の一部に横圧縮力による変形
の逃げである隙間を設け、かつ、両者の電気的接続に剛
性の小さい半田を使用することにより、安定化部材から
超電導部材への力の伝達を悪くしたもので、横圧縮歪の
影響による超電導特性の劣化が生じにくい。
【００１１】
【実施例】以下本発明の各実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】実施例１
図１は本発明による超電導導体の第１の実施例を示すも
のである。図１に示すように例えばＮｂ３ Ｓｎのよう
な化合物系の超電導部材（１）は、半田（２）を介して
電気的に硬銅のような安定化部材（３）と接続されてい
る。半田（２）は、剛性の小さい材料特性を有するもの
で例えば低濃度Ｓｎ半田、もしくはＳｎ無し半田（Ｓｎ
を含まないものは半田とは云わないが、本発明では半田
と称することにする。）などである。そして、安定化部
材（３）相互間の結合用半田（２ａ）は、剛性の大きい
高濃度Ｓｎ半田を用いる。安定化部材（３）は、超電導
部材（１）の周囲をかこむようなハウジング形状をして
おり、超電導導体（５）の横圧縮方向には、超電導部材
（１）と安定化部材（３）との間の一部に隙間（４）を
設けてある。隙間の大きさは、マグネット構成した場合
に発生する圧縮力に対する導体各部の変形量から定まる
。この為、解析によってマグネット構成の導体寸法に応
じて事前に検討する必要がある。本実施例の場合は、Ｐ
矢印方向に横圧縮力が作用する。
のである。図１に示すように例えばＮｂ３ Ｓｎのよう
な化合物系の超電導部材（１）は、半田（２）を介して
電気的に硬銅のような安定化部材（３）と接続されてい
る。半田（２）は、剛性の小さい材料特性を有するもの
で例えば低濃度Ｓｎ半田、もしくはＳｎ無し半田（Ｓｎ
を含まないものは半田とは云わないが、本発明では半田
と称することにする。）などである。そして、安定化部
材（３）相互間の結合用半田（２ａ）は、剛性の大きい
高濃度Ｓｎ半田を用いる。安定化部材（３）は、超電導
部材（１）の周囲をかこむようなハウジング形状をして
おり、超電導導体（５）の横圧縮方向には、超電導部材
（１）と安定化部材（３）との間の一部に隙間（４）を
設けてある。隙間の大きさは、マグネット構成した場合
に発生する圧縮力に対する導体各部の変形量から定まる
。この為、解析によってマグネット構成の導体寸法に応
じて事前に検討する必要がある。本実施例の場合は、Ｐ
矢印方向に横圧縮力が作用する。
【００１３】今、超電導導体（５）に横圧縮力Ｐが作用
した場合について考えてみると、導体各部の変形状態は
図２の破線で示したようになる。すなわち、横圧縮力Ｐ
によって安定化部材（３）は、隙間（４）の空間で変形
量が吸収されて、超電導部材（１）にその変形の影響を
およぼさない。一方、超電導部材（１）の圧縮方向両側
面は、半田（２）で安定化部材（３）と接続されている
が、半田（２）の剛性が小さいため、塑性変形し、安定
化部材（３）を介して、力は超電導部材（１）に伝達さ
れにくくなる。この結果、導体に作用する圧縮力は、ハ
ウジングである安定化部材（３）で受持ち、実質的には
、超電導部材（１）に印加されにくくなり、横圧縮歪に
よる超電導特性の劣化が生じにくくなる。
した場合について考えてみると、導体各部の変形状態は
図２の破線で示したようになる。すなわち、横圧縮力Ｐ
によって安定化部材（３）は、隙間（４）の空間で変形
量が吸収されて、超電導部材（１）にその変形の影響を
およぼさない。一方、超電導部材（１）の圧縮方向両側
面は、半田（２）で安定化部材（３）と接続されている
が、半田（２）の剛性が小さいため、塑性変形し、安定
化部材（３）を介して、力は超電導部材（１）に伝達さ
れにくくなる。この結果、導体に作用する圧縮力は、ハ
ウジングである安定化部材（３）で受持ち、実質的には
、超電導部材（１）に印加されにくくなり、横圧縮歪に
よる超電導特性の劣化が生じにくくなる。
【００１４】このように上記実施例１では、変形の逃げ
のための隙間（４）を設けるとともに、力の伝達媒体の
１つである半田（２）の剛性を小さくすることにより超
電導部材（１）への力の伝達を悪くしている。このため
、超電導部材（１）への横圧縮歪が低減され超電導特性
の劣化を防ぐ。
のための隙間（４）を設けるとともに、力の伝達媒体の
１つである半田（２）の剛性を小さくすることにより超
電導部材（１）への力の伝達を悪くしている。このため
、超電導部材（１）への横圧縮歪が低減され超電導特性
の劣化を防ぐ。
【００１５】実施例２
図３は第２の実施例であって、超電導部材（１）を上下
に分割して、上下、両端のほかに、各超電導部材（１）
間に隙間（４）を設け、各隙間（４）に軟質部材層（４
ａ）として低濃度Ｓｎ半田またはＳｎ無し半田の層を設
けたものである。他は実施例１と同様である。
に分割して、上下、両端のほかに、各超電導部材（１）
間に隙間（４）を設け、各隙間（４）に軟質部材層（４
ａ）として低濃度Ｓｎ半田またはＳｎ無し半田の層を設
けたものである。他は実施例１と同様である。
【００１６】このようにしても実施例１と同様な作用効
果が得られる。
果が得られる。
【００１７】実施例３
図４は第３の実施例であって、安定化部材（３）を門形
ではなく、Ｈ字形にしたものである。他は実施例２と同
様である。
ではなく、Ｈ字形にしたものである。他は実施例２と同
様である。
【００１８】このようにすると、超電導部材（１）は上
下面が直接冷媒に接触できるので、実施例２以上に冷却
の向上が図られる他、横圧縮歪を低減することができる
。
下面が直接冷媒に接触できるので、実施例２以上に冷却
の向上が図られる他、横圧縮歪を低減することができる
。
【００１９】実施例４
図５は第４の実施例であって、半田（２）の厚みを超電
導部材の周囲のみ厚くとり、隙間（４）は超電導部材（
１）間のみに設けたものである。
導部材の周囲のみ厚くとり、隙間（４）は超電導部材（
１）間のみに設けたものである。
【００２０】この実施例４は図３に示した実施例２と似
ているが、軟質部材層（４ａ）を半田でない場合とした
ときに、違いが明らかになる。
ているが、軟質部材層（４ａ）を半田でない場合とした
ときに、違いが明らかになる。
【００２１】このようにしても実施例２に準じた作用効
果が得られる。
果が得られる。
【００２２】実施例５
図６は第５の実施例であって、隙間（４）を上部だけに
して、この隙間（４）に軟質部材としてアルミニウム線
（４ｂ）を入れたものである。他は実施例１と同様であ
る。
して、この隙間（４）に軟質部材としてアルミニウム線
（４ｂ）を入れたものである。他は実施例１と同様であ
る。
【００２３】このように隙間（４）中にアルミニウム線
（４ｂ）を入れてもアルミニウムはヤング率、強度が低
いので問題がなく、実施例１と同様の効果が得られる。 この場合はさらに、高磁場においても抵抗率の低いアル
ミニウム線はクエンチ時の安定化材として期待できるこ
との他、製造時にはギャップを一定に管理できるなどの
効果が得られる。
（４ｂ）を入れてもアルミニウムはヤング率、強度が低
いので問題がなく、実施例１と同様の効果が得られる。 この場合はさらに、高磁場においても抵抗率の低いアル
ミニウム線はクエンチ時の安定化材として期待できるこ
との他、製造時にはギャップを一定に管理できるなどの
効果が得られる。
【００２４】実施例６
図７は第６の実施例であって、隙間（４）は上部だけに
して、この隙間（４）をアーチ形にしたものである。他
は実施例１と同様である。
して、この隙間（４）をアーチ形にしたものである。他
は実施例１と同様である。
【００２５】このようにしても実施例１と同様な作用効
果が得られる。
果が得られる。
【００２６】尚本発明において、図１ないし図７とも上
下方向に圧縮力が作用するものとしている。また図４を
除いて他の安定化部材（３）同士間の半田（２ａ）は、
安定化部材（３）相互間のみ剛性の大きい例えば高濃度
Ｓｎ半田を用いることにより、安定化部材（３）の接続
部での変形量を押えることができる。
下方向に圧縮力が作用するものとしている。また図４を
除いて他の安定化部材（３）同士間の半田（２ａ）は、
安定化部材（３）相互間のみ剛性の大きい例えば高濃度
Ｓｎ半田を用いることにより、安定化部材（３）の接続
部での変形量を押えることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、横圧
縮方向の力が導体内の超電導部材であるＮｂ３ Ｓｎの
ような化合物系部分に印加されにくい構造を有すること
により、横圧縮歪の影響による超電導特性の劣化が生じ
にくい超電導導体を提供することができる。
縮方向の力が導体内の超電導部材であるＮｂ３ Ｓｎの
ような化合物系部分に印加されにくい構造を有すること
により、横圧縮歪の影響による超電導特性の劣化が生じ
にくい超電導導体を提供することができる。
【図１】この発明の超電導導体の第１の実施例を示す横
断面図。
断面図。
【図２】実施例１の作用を示す説明図。
【図３】この発明の第２の実施例を示す横断面図。
【図４】この発明の第３の実施例を示す横断面図。
【図５】この発明の第４の実施例を示す横断面図。
【図６】この発明の第５の実施例を示す横断面図。
【図７】この発明の第６の実施例を示す横断面図。
１…超電導部材
２…半田
２ａ…結合用半田
３…安定化部材
４…隙間
４ａ…軟質部材層
４ｂ…アルミニウム線
５…超電導導体
Claims (2)
- 【請求項１】 化合物系の超電導部材のまわりに安定
化部材をハウジングしたモノリス型超電導導体において
、前記超電導部材と安定化部材との間の一部に隙間を有
するとともに、両者の電気的接続に低濃度ＳｎまたはＳ
ｎ無し半田を用いる構成を有したことを特徴とする超電
導導体。 - 【請求項２】 隙間にはアルミニウムの線または低濃
度Ｓｎ半田の層等の軟質部材を入れたことを特徴とする
請求項１記載の超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079442A JP2685367B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079442A JP2685367B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 超電導導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312711A true JPH04312711A (ja) | 1992-11-04 |
| JP2685367B2 JP2685367B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=13689997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3079442A Expired - Fee Related JP2685367B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685367B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111540534A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-14 | 中国科学院电工研究所 | 一种超导线材及其制备方法 |
| CN112420275A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-26 | 兰州大学 | 提升超导带不可逆应变的方法及超导带 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5488792A (en) * | 1977-12-26 | 1979-07-14 | Showa Electric Wire & Cable Co | Method of fabricating superconductor |
| JPS5550512A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductive wire material |
| JPS60250505A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | 日立電線株式会社 | 強制冷却型超電導々体 |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP3079442A patent/JP2685367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2685367B2 (ja) | 1997-12-03 |
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