JPH07135034A - 超電導線の接続方法 - Google Patents

超電導線の接続方法

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JPH07135034A
JPH07135034A JP5278148A JP27814893A JPH07135034A JP H07135034 A JPH07135034 A JP H07135034A JP 5278148 A JP5278148 A JP 5278148A JP 27814893 A JP27814893 A JP 27814893A JP H07135034 A JPH07135034 A JP H07135034A
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JP
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superconducting
superconductor
superconducting wire
superconducting wires
superconductors
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JP5278148A
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English (en)
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Shinichi Hanawa
伸一 塙
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】拡散接合により接続された二つの超電導線の接
続部に所要の臨界電流を流すことのできる超電導線の接
続方法を提供する。 【構成】超電導線1Aの超電導体2Aを金属箔7Aの上
に一列に隙間なく並べた後、その上に超電導線1Bの超
電導体2Bを一列に隙間なく並べ、さらにその上に金属
箔7Bを配置し、これらの超電導体2A,2Bおよび金
属箔7A,7Bを拡散接合して超電導線1Aと超電導線
1Bとを接続することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導線の接続方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、超電導コイルとして使用される
超電導線は、たとえば図15に示すように、Nb−Ti
合金等からなる多数本の超電導体2をCu等からなる安
定化材3の中に埋設して構成されており、このような構
成の超電導線同士を接続する方法としては、超電導線の
端部に銅板を半田付けし、銅板同士を半田金属によって
接続する方法がある。
【0003】しかし、このような方法によると、一方の
超電導線から他方の超電導線に電流を流した際に、接続
部でジュール熱が発生し、電流減衰の原因となる。した
がって、接続部での電流減衰が許されない場合は、一方
の超電導線の超電導体と他方の超電導線の超電導体とを
真空雰囲気中で拡散接合して超電導線同士を接続する固
相拡散接合法が用いられる。
【0004】このような方法によると、超電導線の接続
部に半田金属のような異種金属が存在しないため、接続
部での電流減衰を防止することが可能であるが、接続部
における臨界電流値が接合の際の圧力、温度、真空度等
の条件によって変化し、超電導線の臨界電流値よりも数
十%程度低い値となる。特に、図16に示すように、超
電導線1Aの超電導体2Aと超電導線1Bの超電導体2
Bとを束と束とで拡散接合すると、接合部での電流密度
が大きくなり、接続部における臨界電流値がさらに低下
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように多数本の超
電導体からなる二つの超電導線を固相拡散接合法により
接続する場合は、接続部での電流減衰を防止することが
できる反面、接続部における臨界電流値が超電導数の臨
界電流値よりも低い値となってしまい、一方の超電導線
から他方の超電導線に所定の大電流を流すことができな
くなるという可能性があった。
【0006】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たもので、拡散接合により接続された二つの超電導線の
接続部に所要の臨界電流を流すことのできる超電導線の
接続方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明に対応する超電導線の接続方法は、多数本の超電導体
からなる二つの超電導線を固相拡散接合法により接続す
る際に、前記超電導線の接続部に前記超電導体と同一材
料の線材を付加して前記二つの超電導線を固相拡散接合
法により接続することを特徴とするものである。
【0008】請求項2に記載された発明に対応する超電
導線の接続方法は、多数本の超電導体からなる二つの超
電導線のうち一方の超電導線の超電導体を金属箔の上に
一列に隙間なく並べた後、その上に他方の超電導線の超
電導体を一列に隙間なく並べ、更にその上に金属箔を置
き、これら超電導体および金属箔を拡散接合して前記二
つの超電導線を接続することを特徴とするものである。
【0009】請求項3に記載された発明に対応する超電
導線の接続方法は、多数本の超電導体からなる二つの超
電導線のうち一方の超電導線の超電導体を金属箔の上に
一列に隙間なく並べるとともに、他方の超電導線の超電
導体を他の金属箔の上に一列に隙間なく並べ、これらの
超電導体と金属箔とをそれぞれ拡散接合した後、前記一
方の超電導線の超電導体と前記他方の超電導線の超電導
体とを拡散接合して前記二つの超電導線を接続すること
を特徴とするものである。
【0010】
【作用】請求項1に記載の発明においては、超電導線の
接続部に超電導体と同一材料の線材を付加することによ
り、接続部の電流密度が低下するので、接続部における
臨界電流値の低下を抑制することが可能となる。
【0011】請求項2および3に記載の発明において
は、一方の超電導線の超電導体と他方の超電導線の超電
導体とが1対1で接触し合うので、接続部の電流密度が
小さくなり、電流密度が小さくなることによって接続部
における臨界電流値の低下を抑制することが可能とな
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明に係る超電導線の接続方法を図
面を参照して説明する。図1乃至図3は請求項1に記載
された発明に対応する超電導線の接続方法を示す図で、
この接続方法では、図1に示すように、まず2本の超電
導線A,Bの端部をエッチングし、超電導線1A,1B
の超電導体2A,2Bを安定化材3A,3Bから露出さ
せる。次に、図2に示すように、超電導線1A,1Bの
超電導体2A,2Bを上下に重ね合わせた後、その上に
超電導体2A,2Bと同一材料からなる複数本の線材4
を載置する。そして、図3に示すような加圧治具5A,
5Bを用いて超電導線1A,1Bの超電導体2A,2B
および線材4を真空雰囲気中で上下方向から加圧すると
共にヒータ6で加熱し、超電導体2A,2Bおよび線材
4を拡散接合する。
【0013】このように超電導線1Aの超電導体2Aと
超電導線1Bの超電導体2Bとを拡散接合する際に、そ
の接合部に超電導体2A,2Bと同一材料の線材4を付
加して拡散接合を行なうと、接合部における電流密度が
低下するので、接合部における臨界電流値の低下を抑え
ることができる。したがって、所要の臨界電流値が得ら
れるように、超電導体2Aと超電導体2Bとの接合部に
複数本の線材4を付加することにより、拡散接合により
接続された超電導線1A,1Bの接続部に所要の臨界電
流を流すことができる。なお、上述した超電導線の接続
方法は、複数の超電導線から超電導導体同士を固相拡散
接合法により接続する場合にも適用できることはいうま
でもない。
【0014】図4乃至図8は請求項2に記載された発明
に対応する超電導線の接続方法を示す図で、この接続方
法では、図4に示すように、まず2本の超電導線1A,
1Bの端部をエッチングし、超電導線1A,1Bの超電
導体2A,2Bを安定化材3A,3Bから露出させる。
次に、図5に示すように、超電導線1Aの超電導体2A
をCu、Al、Ag等からなる金属箔7Aの上に一列に
隙間なく並べた後、その上に超電導線1Bの超電導体2
Bを一列に隙間なく並べる。次に、図6に示すように、
超電導線1Bの超電導体2Bの上にCu、Al、Ag等
からなる金属箔7Bを載置した後、図7に示すように金
属箔7A,7Bをコイル状に成形する。そして、図8に
示すような加圧治具5A,5Bを用いて超電導線1A,
1Bの超電導体2A,2Bを真空雰囲気中で上下方向か
ら加圧すると共にヒータ6で加熱し、超電導体2A,2
Bおよび金属箔7A,7Bを拡散接合する。
【0015】このように超電導線1Aの超電導体2Aを
金属箔7Aの上に一列に隙間なく並べた後、その上に超
電導線1Bの超電導体2Bを一列に隙間なく並べると、
図9に示すように、超電導線1Aの超電導体2Aと超電
導線1Bの超電導体2Bとが1対1で接触し合い、超電
導体2Aと超電導体2Bとの接触面積が増大するので、
接続部における臨界電流値の低下を抑えることができ、
拡散接合により接続された超電導線1A,1Bの接続部
に所要の臨界電流を流すことができる。
【0016】また、超電導線1Aの超電導体2Aを金属
箔7Aの上に一列に隙間なく並べた後、その上に超電導
線1Bの超電導体2Bを一列に隙間なく並べ、さらにそ
の上に金属箔7Bを載置すると、超電導体2Aと超電導
体2Bが金属箔7A,7Bの間に挟み込まれた状態とな
るので、超電導体2Aと超電導体2Bとを拡散接合する
際に加圧治具5Bのエッジ部で超電導体2A,2Bが切
断されることを防止することができる。
【0017】さらに、超電導体2Aと超電導体2Bとを
拡散接合する際に金属箔7A,7Bを超電導線1A,1
Bの周方向に巻き込んでコイル状に成形することによ
り、図10に示すように、拡散接合された超電導体2
A,2Bが金属箔7A,7Bで仕切られた渦巻き状の接
合層を形成することになるので、接続部が変動磁場に曝
された場合でも接続部での発熱は超電導体2A,2Bが
束同士で接続された場合よりも小さくなり、ヒステリシ
ス損失を抑制することができる。なお、上述した超電導
線の接続方法は、複数の超電導線から超電導導体同士を
固相拡散接合法により接続する場合にも適用できること
はいうまでもない。
【0018】図11乃至図14は請求項3に記載された
発明に対応する超電導線の接続方法を示す図で、この接
続方法では、図11に示すように、まず2本の超電導線
1A,1Bの端部をエッチングし、超電導線1A,1B
の超電導体2A,2Bを安定化材3A,3Bから露出さ
せる。次に、図12に示すように、超電導線1A,1B
の超電導体2A,2Bをそれぞれ金属箔7A,7Bの上
に一列に隙間なく並べた後、超電導体2Aと金属箔7A
および超電導体2Bと金属箔7Bとを拡散接合する。次
に、図13に示すように、金属箔7Aに拡散接合された
超電導体2Aと金属箔7Bに拡散接合された超電導体2
Bとを重ね合わせた後、金属箔7A,7Bを渦巻き状に
成形する。そして、図14に示すような加圧治具5A,
5Bを用いて超電導線1A,1Bの超電導体2A,2B
を真空雰囲気中で上下方向から加圧すると共にヒータ6
で加熱し、超電導体2Aと2Bとを拡散接合する。
【0019】このように超電導線1A,1Bの超電導体
2A,2Bをそれぞれ金属箔7A,7Bの上に一列に隙
間なく並べて超電導体2Aと金属箔7Aおよび超電導体
2Bと金属箔7Bとを拡散接合した後、金属箔7Aに拡
散接合された超電導体2Aと金属箔7Bに拡散接合され
た超電導体2Bとを拡散接合すると、超電導線1Aの超
電導体2Aと超電導線1Bの超電導体2Bとが1対1で
接触し合い、超電導体2Aと超電導体2Bとの接触面積
が増大するので、接続部における臨界電流値の低下を抑
えることができ、拡散接合により接続された超電導線1
A,1Bの接続部に所要の臨界電流を流すことができ
る。
【0020】また、超電導線1A,1Bの超電導体2
A,2Bをそれぞれ金属箔7A,7Bの上に一列に隙間
なく並べることにより、超電導体2Aと2Bとを拡散接
合する際に加圧治具5Bのエッジ部で超電導体2A,2
Bが切断されることを防止することができる。なお、上
述した超電導線の接続方法は、複数の超電導線から超電
導導体同士を固相拡散接合法により接続する場合にも適
用できることはいうまでもない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載され
た発明によれば、接続部に付加された線材によって接続
部の電流密度が低下するので、接続部における臨界電流
値の低下を抑えることができ、拡散接合により接続され
た二つの超電導線の接続部に所要の臨界電流を流すこと
ができる。
【0022】請求項2および請求項3に記載された発明
によれば、一方の超電導線の超電導体と他方の超電導線
の超電導体とが1対1で接触し合い、接続部の電流密度
が低下するので、接続部における臨界電流値の低下を抑
えることができ、拡散接合により接続された二つの超電
導線の接続部に所要の臨界電流を流すことができる。
【0023】また、請求項2および請求項3に記載され
た発明によれば、超電導体を拡散接合する際に超電導体
が加圧治具のエッジ部によって切断されることを防止す
ることができるとともに、ヒステリシス損失を抑制する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載された発明に対応する超電導線
の接続方法を説明するための図。
【図2】同方法を説明するための図。
【図3】同方法を説明するための図。
【図4】請求項2に記載された発明に対応する超電導線
の接続方法を説明するための図。
【図5】同方法を説明するための図。
【図6】同方法を説明するための図。
【図7】同方法を説明するための図。
【図8】同方法を説明するための図。
【図9】同方法の作用を説明するための図。
【図10】同方法の作用を説明するための図。
【図11】請求項3に記載された発明に対応する超電導
線の接続方法を説明するための図。
【図12】同方法を説明するための図。
【図13】同方法を説明するための図。
【図14】同方法を説明するための図。
【図15】超電導線の構成を示す断面図。
【図16】従来の超電導線の接続方法を説明するための
図。
【符号の説明】
1A,1B…超電導線 2A,2B…超電導体 3A,3B…安定化材 4…線材 5A,5B…加圧治具 6…ヒータ 7A,7B…金属箔

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数本の超電導体からなる二つの超電導
    線を固相拡散接合法により接続する際に、前記超電導線
    の接続部に前記超電導体と同一材料の線材を付加して前
    記二つの超電導線を固相拡散接合法により接続すること
    を特徴とする超電導線の接続方法。
  2. 【請求項2】 多数本の超電導体からなる二つの超電導
    線のうち一方の超電導線の超電導体を金属箔の上に一列
    に隙間なく並べた後、その上に他方の超電導線の超電導
    体を一列に隙間なく並べ、更にその上に金属箔を置き、
    これら超電導体および金属箔を拡散接合して前記二つの
    超電導線を接続することを特徴とする超電導線の接続方
    法。
  3. 【請求項3】 多数本の超電導体からなる二つの超電導
    線のうち一方の超電導線の超電導体を金属箔の上に一列
    に隙間なく並べるとともに、他方の超電導線の超電導体
    を他の金属箔の上に一列に隙間なく並べ、これら超電導
    体と金属箔とをそれぞれ拡散接合した後、前記一方の超
    電導線の超電導体と前記他方の超電導線の超電導体とを
    拡散接合して前記二つの超電導線を接続することを特徴
    とする超電導線の接続方法。
  4. 【請求項4】 請求項2または3記載の超電導線の接続
    方法において、前記金属箔は電流に対する抵抗値が低
    く、かつ熱伝導性の高い材料からなることを特徴とする
    超電導線の接続方法。
  5. 【請求項5】 請求項2記載の超電導線の接続方法にお
    いて、前記超電導体および金属箔を拡散接合する前に、
    前記金属箔を渦巻き状に成形することを特徴とする超電
    導線の接続方法。
  6. 【請求項6】 請求項3記載の超電導線の接続方法にお
    いて、前記一方の超電導線の超電導体と前記他方の超電
    導線の超電導体とを拡散接合する前に、記金属箔を渦巻
    き状に成形することを特徴とする超電導線の接続方法。
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