JPH0685345B2 - 超電導々体の接続方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ケーブル・イン・コンジット型の超電導々体
の接続方法に関する。

（従来の技術） 核融合装置等に用いられる大型で高磁場を発生する超電
導マグネットを強制冷却方式で製作すれば導体の機械的
強度の向上、電流密度の増加などをはかることができ
る。さらには、超電導マグネットを用いる装置をも小型
化することができる。強制冷却方式の超電導々体を用い
る場合、導体の安定性を増すためには、超電導線材とヘ
リウムとの接触面積を多くすることが望ましい。それに
最も適した導体は、第６図に示すようなケーブル・イン
・コンジット導体である。同図において、超電導線１
は、例えばスレンレス鋼等で製作された非磁性金属より
なるコンジット２の中に多数納められ、ヘリウムはコン
ジット２内の超電導線１間の空隙（ヘリウム流路）３を
流れ冷却する構造となっている。ここで導体断面は必ず
しも円形とは限らない。

長尺のケーブル・イン・コンジット導体は、非磁性の薄
板をローラー等で曲げ加工し、超電導線を挿入しながら
連続シール溶接を行なって製作されるが、製作できる長
さには、当然限界があり、超電導コイルを製作する場合
においては、一般的には、導体を第７図に示すように超
電導線１どうしを半田接合しその外側にパイプ４をかぶ
せるなどの方法で接続しながら製作される。このような
接合方法の場合、接続部でのジュール発熱が大きくなり
超電導コイルの性能低下につながる。また、この発熱が
コイルをクエンチさせることもある。

半田接合の他の方法として固相拡散接合がある。これ
は、超電導線同志を直接接合するもので真空中で数百度
に加熱しながら圧力を機械的に与え接合する。この方法
でケーブル・イン・コンジットの超電導々体を接合する
には、１本づつ、あるいは数本束にして真空加熱炉の中
に入れ接続することになる。数百本の線材を接続するに
は固相拡散接合の装置のため相当広い領域を必要とする
ことになる。つまり、接合部の長さが必要以上に長くな
ってしまう。装置の大型化にもなり装置製作の費用まで
も増大させることになる。

（発明が解決しようとする課題） 超電導々体を接続する場合には、超電導線の固相拡散接
合、半田付けなどの接合方法が採られているが、半田接
合の場合、接合部でのジュール発熱を抑えるため半田付
け部の長さを相当長必要とする。また、半田を線材の間
にすきまなく充填しないと接触が悪くなり発熱量が大き
くなり、クエンチの原因となる。このことは、超電導コ
イルの性能の低下を招くばかりではなく超電導コイルを
用いた装置全体の機能をも低下させてしまう。

また、固相拡散接合の場合、接合するための空間を相当
大きく必要とするため、接合部の長さが増大してしま
う。

本発明の目的は、ケーブル・イン・コンジット超電導々
体の接続部の発熱量を小さくし、かつ、コンパクトな接
続部を提供することである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） ２本平行に並べた超電導々体の線材を１本づつまたは複
数本づつ接続する。線材は、２つ並べた導体の内側から
外側にいくにしたがって、長く調整してある。線材の短
い物同志から長い物同志へと順番に接合していく、接合
後の形状は山形状になる。接合方法として超音波接合を
用いる。

（作用） 超電導線の長さに傾斜をつけることにより全ての超電導
線を作業性よく確実に接続することができる。超音波接
合することにより確実に線材が接合されるため通電時の
発熱を小さくすることができる。

（実施例） （実施例の構成） 以下、本発明の一実施例について第１図〜第５図で説明
する。第１図において、１は超電導線、２は超電導線１
を収納するコンジットである。超電導線１は、内側から
外側へ階段状に長さを調整している。このような構造に
した超電導々体を２本平行に並べ内側の短いものから順
に外側の長いものへと超音波接合する。超音波接合は、
大気中で接続部に圧力を機械的な方法で与え、超音波の
振動により接合する方法である。接合後の形状は山形状
になる。接合状況を第４、５図に示す。接合終了後にパ
イプ４をかぶせコンジット２と溶接接合する。このパイ
プ４には冷媒の給排口5,6が設けられている。

（実施例の作用） 接続する超電導線を階段状に長さを変えることにより内
側の短い部分から外側の長い部分へと順次接続を行うこ
とができる。超音波で接合することにより線材を確実に
接合することができるので通電時の発熱を小さく抑える
ことができる。

（実施例の効果） このような構成の接続部にすることにより、確実に超電
導線を接合できるので発熱量を小さく抑えることができ
る。また、線材を階段状に長さを調整することにより接
続長さを最適化することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば接続部のジュール
発熱を小さく抑えることができるとともに、接続部の長
さを適切なコンパクトな長さにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の接続方法を適用した接続部の
断面図、第２図と第３図は上記実施例において超電導線
の長さ調整をした図、第４図と第５図は上記実施例にお
ける超音波接合の状態と状況を示す図、第６図は円形断
面のケーブル・イン・コンジット導体の断面図、第７図
は従来の半田接続方法を示す図である。 １…超電導線、２…コンジット ３…ヘリウム流路、４…パイプ ５…ヘリウム供給口、６…ヘリウム排出口 ７…接続部、10…超電導々体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンジット内に超電導線を有する超電導々
   体を接続し折り返して電路を形成する接続方法におい
   て、超電導線の露出長さに傾斜をつけ、双方の短い線か
   ら順番に接合し、パイプをかぶせ超電導々体のコンジッ
   トと密に封じることを特徴とする超電導々体の接続方
   法。
2. 【請求項２】超電導線の接合は超音波によることを特徴
   とする請求項（１）記載の超電導々体の接続方法。
3. 【請求項３】パイプは冷媒の給排口を有することを特徴
   とする請求項（１）記載の超電導々体の接続方法。