JPS5922361B2 - 超電導巻線 - Google Patents
超電導巻線Info
- Publication number
- JPS5922361B2 JPS5922361B2 JP821675A JP821675A JPS5922361B2 JP S5922361 B2 JPS5922361 B2 JP S5922361B2 JP 821675 A JP821675 A JP 821675A JP 821675 A JP821675 A JP 821675A JP S5922361 B2 JPS5922361 B2 JP S5922361B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- winding
- magnetic field
- strands
- superconducting winding
- Prior art date
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導巻線に係わ、特に磁気浮上用超電導電磁
石に好適なレーストラック形超電導線に関する。
石に好適なレーストラック形超電導線に関する。
超電導巻線においては、たとえばニオブＮｂ−ジルコニ
ウムｚｒ）ニオブＮｂ−チタンＴｉ）ニオブＮｂ−ジル
コニウムＺｒ−チタンＴｉ）ニオブ・スズＮｂ３Ｓｎな
どの合金や化合物からなる超電導材が用いられ、絶対零
度に近い極低温に冷却されることによつて、電気抵抗が
零となる、いわゆる超電導現象を呈するが、その技術上
の問題点の一つに超電導材の磁界一臨界電流特性がある
。
ウムｚｒ）ニオブＮｂ−チタンＴｉ）ニオブＮｂ−ジル
コニウムＺｒ−チタンＴｉ）ニオブ・スズＮｂ３Ｓｎな
どの合金や化合物からなる超電導材が用いられ、絶対零
度に近い極低温に冷却されることによつて、電気抵抗が
零となる、いわゆる超電導現象を呈するが、その技術上
の問題点の一つに超電導材の磁界一臨界電流特性がある
。
すなわち、第１図に示すように、一般に超電導材の臨界
電流の磁界の強さに関して減少関数となつておわ、強磁
界においては、超電導材に超電導・ 状態で流し得る電
流は著し＜減少してしまう。このため、超電導巻線を構
成するに当つては、超電導材の存在する部分の磁界をで
きるだけ弱くすることが望ましい。ところで、磁気浮上
用超電導電磁石などに用い０ られるレーストラック形
超電導巻線は、第２図および第３図に示すように、超電
導線２をレーストラック形に巻回することによつて構成
されている。
電流の磁界の強さに関して減少関数となつておわ、強磁
界においては、超電導材に超電導・ 状態で流し得る電
流は著し＜減少してしまう。このため、超電導巻線を構
成するに当つては、超電導材の存在する部分の磁界をで
きるだけ弱くすることが望ましい。ところで、磁気浮上
用超電導電磁石などに用い０ られるレーストラック形
超電導巻線は、第２図および第３図に示すように、超電
導線２をレーストラック形に巻回することによつて構成
されている。
この超電導線２は第４図に示すように、銅やアルミニウ
ムなどの極低温においても良導体である常５ 電導体３
に、超電導材料からなる超電導素線４を複数本埋め込ん
だ複合体として形成され、これによつて、超電導素線４
の一部が超電導状態から常電導状態になつた場合、電流
を常電導体３の中に流して、常電導状態が伝播するのを
防いでいる。フ０ このように構成された超電導巻線１
において、いま、その電流密度を一定として考えた場合
、巻線１の直線部分１ａの中央Ａから直線部分１ａの終
端Ｂ）半円部分Ｉｂの頂点Ｃへと進むに従つて、磁界の
強さは第５図において実線で示す曲線Ａ−石 Ｂ−Ｃの
ように変化する。すなわち、Ａ点からＢ点へ進むときは
磁界の強さは漸増し、Ｂ点からＣ点へ進むに従つて急激
な増加を示し、Ｃ点ではＡ点における磁界の強さの１．
３〜２倍にも達する。したがつて、超電導巻線１の大部
分は、直線部３０分１ａの終端Ｂにおける磁界の強さＨ
Ｂ以下の磁界を受け、第１図に示すように、臨界電流Ｉ
Ｂを、流し得るにも拘らず、超電導巻線１に流し得る電
流は、半円部分Ｉｂの頂点Ｃで受ける磁界の強さＨｃに
対応する臨界電流Ｉｃにとどまつてしまう３５ことにな
る。その結果、直線部分１ａの電流密度は低く抑えられ
ることになク、超電導巻線１が大形化するとともに、コ
ストアップを招く要因とな１−つていた。
ムなどの極低温においても良導体である常５ 電導体３
に、超電導材料からなる超電導素線４を複数本埋め込ん
だ複合体として形成され、これによつて、超電導素線４
の一部が超電導状態から常電導状態になつた場合、電流
を常電導体３の中に流して、常電導状態が伝播するのを
防いでいる。フ０ このように構成された超電導巻線１
において、いま、その電流密度を一定として考えた場合
、巻線１の直線部分１ａの中央Ａから直線部分１ａの終
端Ｂ）半円部分Ｉｂの頂点Ｃへと進むに従つて、磁界の
強さは第５図において実線で示す曲線Ａ−石 Ｂ−Ｃの
ように変化する。すなわち、Ａ点からＢ点へ進むときは
磁界の強さは漸増し、Ｂ点からＣ点へ進むに従つて急激
な増加を示し、Ｃ点ではＡ点における磁界の強さの１．
３〜２倍にも達する。したがつて、超電導巻線１の大部
分は、直線部３０分１ａの終端Ｂにおける磁界の強さＨ
Ｂ以下の磁界を受け、第１図に示すように、臨界電流Ｉ
Ｂを、流し得るにも拘らず、超電導巻線１に流し得る電
流は、半円部分Ｉｂの頂点Ｃで受ける磁界の強さＨｃに
対応する臨界電流Ｉｃにとどまつてしまう３５ことにな
る。その結果、直線部分１ａの電流密度は低く抑えられ
ることになク、超電導巻線１が大形化するとともに、コ
ストアップを招く要因とな１−つていた。
本発明は、この点に鑑みてなされたもので、磁束の集中
するほぼ半円形の彎曲部分における超電導素線を直線部
分における超電導素線よりも疎にした状態で巻回して、
超電導巻線の各部分が経験する磁界をほぼ均一化するこ
とにより１効率の良い超電導巻線を提供することを目的
とする。
するほぼ半円形の彎曲部分における超電導素線を直線部
分における超電導素線よりも疎にした状態で巻回して、
超電導巻線の各部分が経験する磁界をほぼ均一化するこ
とにより１効率の良い超電導巻線を提供することを目的
とする。
以下、本発明の一実施例を第６図乃至第８図について説
明すると、常電導体３に超電導素線４を埋め込んだ複合
体からなる超電導線２をレーストラツク形に巻回するこ
とによシ、レーストラツク形超電導巻線１が構成されて
いることは前記従来の超電導巻線と同様であるが、磁束
の集中する超電導巻線１の半内部分１ｂにおいて、超電
導線２は、巻線１の幅方向に互に空隙ｒをあけた状態、
すなわち超電導素線４が疎になつた状態で巻回されてい
る。そのため、半内部分１ｂにおける見かけ上の電流密
度は直線部分１ａのそれよりも小さくなり、この部分１
ｂへの磁束の集中を抑制することができる。
明すると、常電導体３に超電導素線４を埋め込んだ複合
体からなる超電導線２をレーストラツク形に巻回するこ
とによシ、レーストラツク形超電導巻線１が構成されて
いることは前記従来の超電導巻線と同様であるが、磁束
の集中する超電導巻線１の半内部分１ｂにおいて、超電
導線２は、巻線１の幅方向に互に空隙ｒをあけた状態、
すなわち超電導素線４が疎になつた状態で巻回されてい
る。そのため、半内部分１ｂにおける見かけ上の電流密
度は直線部分１ａのそれよりも小さくなり、この部分１
ｂへの磁束の集中を抑制することができる。
したがつて、前記空隙ｒの幅を適当な寸法に選定するこ
とにより、第５図において破線で示された曲線Ｎ−Ｂ′
−σのように、巻線１の各部における磁界の強さをほぼ
均一にすることができ、第１図に示すように、半内部分
１ｂの頂点σにおける磁界の強さＨｃ′で定まる臨界電
流１′ｃを、臨界電流１Ｂよりわずかに小さい程度にま
で増大し、効率的な磁界発生を行うことができる。また
、空隙ｔに冷媒を流通させれば、超電導巻線１を十分に
冷却することができ、安定に動作させることも可能とな
る。なお、巻線１の半内部分１ｂにおける超電導素線４
を疎にした状態で巻回する手段としては、前記実施例の
他、たとえば第９図乃至第１２図に示すような種々の手
段が考えられる。
とにより、第５図において破線で示された曲線Ｎ−Ｂ′
−σのように、巻線１の各部における磁界の強さをほぼ
均一にすることができ、第１図に示すように、半内部分
１ｂの頂点σにおける磁界の強さＨｃ′で定まる臨界電
流１′ｃを、臨界電流１Ｂよりわずかに小さい程度にま
で増大し、効率的な磁界発生を行うことができる。また
、空隙ｔに冷媒を流通させれば、超電導巻線１を十分に
冷却することができ、安定に動作させることも可能とな
る。なお、巻線１の半内部分１ｂにおける超電導素線４
を疎にした状態で巻回する手段としては、前記実施例の
他、たとえば第９図乃至第１２図に示すような種々の手
段が考えられる。
すなわち、第９図は巻線１の幅方向に設ける空隙ｆの幅
を内側で広く、外側で狭くした例であり、第１０図は巻
４Ｓ１の幅方向に空隙ｒを設ける代りに、高さ方向にお
いて、各超電導線２間にスペーサ５を介挿した例である
。また、第１１図は幅方向に空隙７を設けるとともに高
さ方向においてスペーサ５を介挿した例である。さらに
、第１２図は前記各実施例のように、各超電導線２間に
空隙ｔやスペーサ５などを設けず、半内部分１ｂにおけ
る超電導線２の幅を直線部分１ａにおける超電導線２の
幅よりも大にし、超電導素線４をその内側に片寄らせて
埋設した例であり、これらいずれの場合においても、前
記実施例の場合と同様な作用効果を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、全体形状が直線
部分とほぼ半円形の彎曲部分からレーストラツク形に形
成され、かつ巻線各部における超電導素線全体の断面積
が等しい超電導巻線において、ほぼ半円形の彎曲部分に
おける超電導素線を直線部分における超電導素線よシも
疎にした状態で巻回したので、ほぼ半円形の彎曲部分へ
の磁束の集中を抑制して、巻線各部における磁界の強さ
をほぼ均一にすることができる。
を内側で広く、外側で狭くした例であり、第１０図は巻
４Ｓ１の幅方向に空隙ｒを設ける代りに、高さ方向にお
いて、各超電導線２間にスペーサ５を介挿した例である
。また、第１１図は幅方向に空隙７を設けるとともに高
さ方向においてスペーサ５を介挿した例である。さらに
、第１２図は前記各実施例のように、各超電導線２間に
空隙ｔやスペーサ５などを設けず、半内部分１ｂにおけ
る超電導線２の幅を直線部分１ａにおける超電導線２の
幅よりも大にし、超電導素線４をその内側に片寄らせて
埋設した例であり、これらいずれの場合においても、前
記実施例の場合と同様な作用効果を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、全体形状が直線
部分とほぼ半円形の彎曲部分からレーストラツク形に形
成され、かつ巻線各部における超電導素線全体の断面積
が等しい超電導巻線において、ほぼ半円形の彎曲部分に
おける超電導素線を直線部分における超電導素線よシも
疎にした状態で巻回したので、ほぼ半円形の彎曲部分へ
の磁束の集中を抑制して、巻線各部における磁界の強さ
をほぼ均一にすることができる。
その結果、巻線に流し得る実質的な電流密度を高めるこ
とができ、超電導巻線の小形化およびコストダウンを計
ることが可能となる。
とができ、超電導巻線の小形化およびコストダウンを計
ることが可能となる。
第１図は超電導材の磁界一臨界電流特性図、第２図は従
来におけるレーストラツク形超電導巻線の平面図、第３
図は第２図のＸ−Ｘ線で沿う断面図、第４図は第２図に
示された巻線の半内部分における頂点の拡大断面図、第
５図はレーストラツク形超電導巻線各部における磁界の
強さを示す特性図、第６図は本発明の一実施例を示すレ
ーストラツク形超電導巻線の平面図、第７図は第６図の
χ−Ｋ線に沿う断面図、第８図は第６図に示された巻線
の半内部分における頂点の拡大断面図、第９図乃至第１
２図はそれぞれ本発明の異なる実施例を示す第８図と同
様な拡大断面図である。
来におけるレーストラツク形超電導巻線の平面図、第３
図は第２図のＸ−Ｘ線で沿う断面図、第４図は第２図に
示された巻線の半内部分における頂点の拡大断面図、第
５図はレーストラツク形超電導巻線各部における磁界の
強さを示す特性図、第６図は本発明の一実施例を示すレ
ーストラツク形超電導巻線の平面図、第７図は第６図の
χ−Ｋ線に沿う断面図、第８図は第６図に示された巻線
の半内部分における頂点の拡大断面図、第９図乃至第１
２図はそれぞれ本発明の異なる実施例を示す第８図と同
様な拡大断面図である。
Claims (1)
- １ 全体形状が直線部分とほぼ半円形の彎曲部分からレ
ーストラック形に形成され、かつ巻線各部における超電
導素線全体の断面積が等しい超電導巻線において、前記
彎曲部分における超電導素線を前記直線部分における超
電導素線よりも疎にした状態で巻回したことを特徴とす
る超電導巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP821675A JPS5922361B2 (ja) | 1975-01-17 | 1975-01-17 | 超電導巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP821675A JPS5922361B2 (ja) | 1975-01-17 | 1975-01-17 | 超電導巻線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5183494A JPS5183494A (ja) | 1976-07-22 |
| JPS5922361B2 true JPS5922361B2 (ja) | 1984-05-26 |
Family
ID=11687017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP821675A Expired JPS5922361B2 (ja) | 1975-01-17 | 1975-01-17 | 超電導巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922361B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7249906B2 (ja) * | 2019-08-07 | 2023-03-31 | 株式会社日立製作所 | 超電導コイルおよび超電導磁石装置 |
-
1975
- 1975-01-17 JP JP821675A patent/JPS5922361B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5183494A (ja) | 1976-07-22 |
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