JPH0521228A - 酸化物超電導体電流リード - Google Patents
酸化物超電導体電流リードInfo
- Publication number
- JPH0521228A JPH0521228A JP3200002A JP20000291A JPH0521228A JP H0521228 A JPH0521228 A JP H0521228A JP 3200002 A JP3200002 A JP 3200002A JP 20000291 A JP20000291 A JP 20000291A JP H0521228 A JPH0521228 A JP H0521228A
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- JP
- Japan
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- oxide superconductor
- lead
- current lead
- superconductor
- metal
- Prior art date
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- Pending
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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】
【目的】 熱収縮による引張応力を緩和し、酸化物超電
導体電流リードの超電導特性の劣化、超電導体の破損を
防ぐ。 【構成】 電流リードの酸化物超電導体リードと金属製
リードのあいだに、冷却時の熱収縮を吸収し、緩和する
構造体を設ける。熱収縮を緩和する構造体としては蛇腹
状の銅や銅合金のベローズ、網線状のフレキシブルホー
ス、ポーラスな金属層などを用い、熱収縮などの応力を
吸収する。
導体電流リードの超電導特性の劣化、超電導体の破損を
防ぐ。 【構成】 電流リードの酸化物超電導体リードと金属製
リードのあいだに、冷却時の熱収縮を吸収し、緩和する
構造体を設ける。熱収縮を緩和する構造体としては蛇腹
状の銅や銅合金のベローズ、網線状のフレキシブルホー
ス、ポーラスな金属層などを用い、熱収縮などの応力を
吸収する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極低温下で使用する酸
化物超電導体電流リードに関する。
化物超電導体電流リードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から極低温下で作動させる超電導装
置への電流リードとしては金属製リードが用いられてい
る。この電流リードには大電流を流す要求の他に極低温
におかれている装置への熱侵入がなるべく少ないものが
望まれている。そこで極低温下で電気抵抗が小さく、熱
伝導性の少ない酸化物超電導体材料を用いた電流リード
が開発されている。
置への電流リードとしては金属製リードが用いられてい
る。この電流リードには大電流を流す要求の他に極低温
におかれている装置への熱侵入がなるべく少ないものが
望まれている。そこで極低温下で電気抵抗が小さく、熱
伝導性の少ない酸化物超電導体材料を用いた電流リード
が開発されている。
【０００３】極低温下の超電導装置に給電する場合、電
流リードには温度勾配が生じる。酸化物超電導体を使う
電流リードでも全体を酸化物超電導体で構成することは
できず、図２に示すように酸化物超電導体の臨界温度以
下の低温部分では酸化物超電導体を、臨界温度以上の高
温部分では銅等の金属または合金を接続して使用してい
る。
流リードには温度勾配が生じる。酸化物超電導体を使う
電流リードでも全体を酸化物超電導体で構成することは
できず、図２に示すように酸化物超電導体の臨界温度以
下の低温部分では酸化物超電導体を、臨界温度以上の高
温部分では銅等の金属または合金を接続して使用してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の酸化物超電導体
電流リードを実際に使用する際は、極低温に冷却される
という厳しい環境におかれるため、超電導体には熱収縮
に起因する引張応力が働く。また金属製リードとの収縮
率の差により超電導体には金属製リード接続部分からの
引張応力も働くこととなる。酸化物超電導体はセラミッ
クス特有の脆性を有し、急激な温度変化により、超電導
体の破損、超電導特性の劣化を招く恐れがある。このよ
うな超電導体の破損は、温度特性の違いから、金属製リ
ードの接続部分で多く発生する。
電流リードを実際に使用する際は、極低温に冷却される
という厳しい環境におかれるため、超電導体には熱収縮
に起因する引張応力が働く。また金属製リードとの収縮
率の差により超電導体には金属製リード接続部分からの
引張応力も働くこととなる。酸化物超電導体はセラミッ
クス特有の脆性を有し、急激な温度変化により、超電導
体の破損、超電導特性の劣化を招く恐れがある。このよ
うな超電導体の破損は、温度特性の違いから、金属製リ
ードの接続部分で多く発生する。
【０００５】本発明は、温度変化により酸化物超電導体
電流リード、金属製リードの接続部分に作用する引張応
力を緩和し、超電導特性の劣化、超電導体の破損を生じ
ることの無い酸化物超電導体電流リードを得ることを目
的とする。
電流リード、金属製リードの接続部分に作用する引張応
力を緩和し、超電導特性の劣化、超電導体の破損を生じ
ることの無い酸化物超電導体電流リードを得ることを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、電流リードの酸化物超電導体リードと金属製リー
ドのあいだに、冷却時の熱収縮を吸収し、緩和する構造
体を設ける。熱収縮を緩和する構造体としては蛇腹状の
銅や銅合金のベローズ、網線状のフレキシブルホース、
ポーラスな金属層などが用いられ、熱収縮などの応力を
吸収する。
めに、電流リードの酸化物超電導体リードと金属製リー
ドのあいだに、冷却時の熱収縮を吸収し、緩和する構造
体を設ける。熱収縮を緩和する構造体としては蛇腹状の
銅や銅合金のベローズ、網線状のフレキシブルホース、
ポーラスな金属層などが用いられ、熱収縮などの応力を
吸収する。
【０００７】本発明の電流リードについて以下に説明す
る。酸化物超電導体電流リードは金属製リードと接続す
ると、金属製リードは室温に近い温度範囲下で、酸化物
超電導体電流リードは臨界温度以下の極低温下で使用さ
れることとなる。冷却に伴い、酸化物超電導体に収縮が
起こるとともに、金属製リードから引張応力を受ける。
例えば、電流リードの長さを１ｍ、温度差を３００Ｋ、
熱膨張率を１７×１０-6とすると収縮量は、 １×３００×１７×１０-6＝５．１×１０-3ｍｍ となる。
る。酸化物超電導体電流リードは金属製リードと接続す
ると、金属製リードは室温に近い温度範囲下で、酸化物
超電導体電流リードは臨界温度以下の極低温下で使用さ
れることとなる。冷却に伴い、酸化物超電導体に収縮が
起こるとともに、金属製リードから引張応力を受ける。
例えば、電流リードの長さを１ｍ、温度差を３００Ｋ、
熱膨張率を１７×１０-6とすると収縮量は、 １×３００×１７×１０-6＝５．１×１０-3ｍｍ となる。
【０００８】この収縮量を吸収、緩和することにより超
電導体の破損、特性の劣化を防止する。そのために、酸
化物超電導体の熱収縮を吸収するには、金属製リードの
一部または酸化物超電導体と金属製リードの接続部を酸
化物超電導体の熱収縮を吸収できる構造とする。
電導体の破損、特性の劣化を防止する。そのために、酸
化物超電導体の熱収縮を吸収するには、金属製リードの
一部または酸化物超電導体と金属製リードの接続部を酸
化物超電導体の熱収縮を吸収できる構造とする。
【０００９】図１は酸化物超電導体リード１と金属製リ
ード２を銅または銅合金の蛇腹状ベローズ３で接続した
構造を示す図である。冷却時は、蛇腹状ベローズが、熱
収縮に応じて伸長し、引張応力を緩和する。
ード２を銅または銅合金の蛇腹状ベローズ３で接続した
構造を示す図である。冷却時は、蛇腹状ベローズが、熱
収縮に応じて伸長し、引張応力を緩和する。
【００１０】図３は酸化物超電導体リード１と金属製リ
ード２を銅または銅合金の網線状のフレキシブルホース
４で接続した構造を示す図である。蛇腹状ベローズと同
様、冷却時は、フレキシブルホースが、熱収縮を吸収
し、引張応力を緩和する。
ード２を銅または銅合金の網線状のフレキシブルホース
４で接続した構造を示す図である。蛇腹状ベローズと同
様、冷却時は、フレキシブルホースが、熱収縮を吸収
し、引張応力を緩和する。
【００１１】酸化物超電導体リードと金属製リードの接
続部にバッファ層を設ける場合、まず図４に示すように
酸化物超電導体１に銀、銅やそれらの合金を熱処理法や
溶射法等の手段により被覆し、接触抵抗が１０-6以下の
金属電極部５を形成する。この金属電極部５に銀、銅や
それらの合金を溶射して、ポーラス状のバッファ層６を
設ける。
続部にバッファ層を設ける場合、まず図４に示すように
酸化物超電導体１に銀、銅やそれらの合金を熱処理法や
溶射法等の手段により被覆し、接触抵抗が１０-6以下の
金属電極部５を形成する。この金属電極部５に銀、銅や
それらの合金を溶射して、ポーラス状のバッファ層６を
設ける。
【００１２】このように、バッファ層を形成した後、金
属製リードと接続、一体化したものを図５に示す。ポー
ラス状のバッファ層６は外力が加わると変形し、熱収縮
による酸化物超電導体の破損を防ぐ。また、バッファ層
を形成する材料が良導電体であるので抵抗は小さい。
属製リードと接続、一体化したものを図５に示す。ポー
ラス状のバッファ層６は外力が加わると変形し、熱収縮
による酸化物超電導体の破損を防ぐ。また、バッファ層
を形成する材料が良導電体であるので抵抗は小さい。
【００１３】図５は、酸化物超電導体として中空の円筒
の形状を有するものを用いた場合の例を示す図である。
円筒形酸化物超電導体１の外側と内側に金属電極部５を
形成し、バッファ層６を設けている。金属製リード２と
は円筒形の内外でバッファ層６を介して接続している。
の形状を有するものを用いた場合の例を示す図である。
円筒形酸化物超電導体１の外側と内側に金属電極部５を
形成し、バッファ層６を設けている。金属製リード２と
は円筒形の内外でバッファ層６を介して接続している。
【００１４】ここでは酸化物超電導体円筒体の内外で金
属リードに接しているが、図７に示すように酸化物超電
導体円筒体１の内側だけで金属リード２に接するように
してもよい。図示はしていないが酸化物超電導体円筒体
の外側だけで金属リードに接するようにしてもよい。
属リードに接しているが、図７に示すように酸化物超電
導体円筒体１の内側だけで金属リード２に接するように
してもよい。図示はしていないが酸化物超電導体円筒体
の外側だけで金属リードに接するようにしてもよい。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例として、ポーラス状のバッフ
ァ層を設ける例について述べる。酸化物高温超電導体と
してビスマス系超電導体を用いて直径３０ｍｍ、長さ１
５０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、臨界温度１１０Ｋのリング状バ
ルクを製作した。この超電導体の両端に１００μｍ程度
の粒径を有する銀粉末を溶射した後、１ｍｍ程度の粗大
な粒径の銀粉末を溶射して銀のポーラス状の層を設け
た。製作した超電導体電流リードと銅製リードを半田付
けで接合して、冷却と昇温を繰り返したところ、冷却時
の熱収縮による超電導特性の劣化やクラック等は発生し
なかった。
ァ層を設ける例について述べる。酸化物高温超電導体と
してビスマス系超電導体を用いて直径３０ｍｍ、長さ１
５０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、臨界温度１１０Ｋのリング状バ
ルクを製作した。この超電導体の両端に１００μｍ程度
の粒径を有する銀粉末を溶射した後、１ｍｍ程度の粗大
な粒径の銀粉末を溶射して銀のポーラス状の層を設け
た。製作した超電導体電流リードと銅製リードを半田付
けで接合して、冷却と昇温を繰り返したところ、冷却時
の熱収縮による超電導特性の劣化やクラック等は発生し
なかった。
【発明の効果】以上のように、本発明の酸化物超電導体
電流リードは、酸化物超電導体リードと金属製リードの
接続部に冷却による熱収縮を吸収できる構造を備えたこ
とにより、引張応力を緩和することができ、酸化物超電
導体の破損が発生しにくく、超電導特性の劣化も起こら
ないため、反復使用に耐えることが出来る等の効果があ
る。
電流リードは、酸化物超電導体リードと金属製リードの
接続部に冷却による熱収縮を吸収できる構造を備えたこ
とにより、引張応力を緩和することができ、酸化物超電
導体の破損が発生しにくく、超電導特性の劣化も起こら
ないため、反復使用に耐えることが出来る等の効果があ
る。
【図１】本発明の酸化物超電導体電流リードにおいて応
力緩和手段として蛇腹状ベローズを用いたものを示す説
明図である。
力緩和手段として蛇腹状ベローズを用いたものを示す説
明図である。
【図２】従来の酸化物超電導体電流リードの説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の酸化物超電導体電流リードにおいて応
力緩和手段としてフレキシブルホースを用いたものを示
す説明図である。
力緩和手段としてフレキシブルホースを用いたものを示
す説明図である。
【図４】酸化物超電導体リードの電極部を示す説明図で
ある。
ある。
【図５】本発明の酸化物超電導体電流リードにおいて応
力緩和手段としてポーラス状バッファ層を用いたものを
示す説明図である。
力緩和手段としてポーラス状バッファ層を用いたものを
示す説明図である。
【図６】本発明の酸化物超電導体電流リードにおいて中
空円筒形状の酸化物超電導体の内周及び外周にバッファ
層を設け金属製リードと接続したものを示す説明図であ
る。
空円筒形状の酸化物超電導体の内周及び外周にバッファ
層を設け金属製リードと接続したものを示す説明図であ
る。
【図７】本発明の酸化物超電導体電流リードにおいて中
空円筒形状の酸化物超電導体の内周にバッファ層を設け
金属製リードと接続したものを示す説明図である。
空円筒形状の酸化物超電導体の内周にバッファ層を設け
金属製リードと接続したものを示す説明図である。
１ 酸化物超電導体
２ 金属製リード
３ 蛇腹状ベロース
４ フレキシブルホース
５ 電極部
６ バッファ層
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化物超電導体電流リードを構成する部
材のうち、酸化物超電導体リードと金属製リードとを変
形可能な導電性接続手段を介して連結したことを特徴と
する酸化物超電導体電流リード。 - 【請求項２】 前記導電性接続手段が変形可能な金属製
部材であることを特徴とする請求項１記載の酸化物超電
導体電流リード。 - 【請求項３】 前記導電性接続手段が酸化物超電導体に
設けた電極部にたいして、銀、銅あるいはそれらの合金
を溶射法によりポーラス状に形成したバッファ層である
ことを特徴とする酸化物超電導体電流リード。 - 【請求項４】 前記酸化物超電導体リードが中空筒状の
形状であることを特徴とする請求項１乃至３記載の酸化
物超電導体電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200002A JPH0521228A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 酸化物超電導体電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200002A JPH0521228A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 酸化物超電導体電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521228A true JPH0521228A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16417166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3200002A Pending JPH0521228A (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 酸化物超電導体電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521228A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000182818A (ja) * | 1998-12-11 | 2000-06-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 酸化物超電導電流リ―ドと網線電流リ―ドの接続構造及び接続方法 |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3200002A patent/JPH0521228A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000182818A (ja) * | 1998-12-11 | 2000-06-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 酸化物超電導電流リ―ドと網線電流リ―ドの接続構造及び接続方法 |
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