JPS5923406B2 - 超電導線 - Google Patents
超電導線Info
- Publication number
- JPS5923406B2 JPS5923406B2 JP53142075A JP14207578A JPS5923406B2 JP S5923406 B2 JPS5923406 B2 JP S5923406B2 JP 53142075 A JP53142075 A JP 53142075A JP 14207578 A JP14207578 A JP 14207578A JP S5923406 B2 JPS5923406 B2 JP S5923406B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- superconducting wire
- base material
- metal base
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば核融合装置等の大形超電導コイルに
巻回される大形超電導線に係シ、特に安定化電流の著し
い向上を図り得る超電導線に関するものである。
巻回される大形超電導線に係シ、特に安定化電流の著し
い向上を図り得る超電導線に関するものである。
以下説明の便宜上所謂複合超電導線について述べる。
先行技術として第１図に示す様なものがある。
図において、１はＦＭ（ファイン・マルチ・モノリス）
素線、このＦＭ素線１は極細多数本の超電導フィラメン
ト２と低抵抗常電導金属基材３より成る。４はこのＦＭ
素線１が複数本撚り線にされ、はんだ付けされる低抵抗
常電導金属母材である。
素線、このＦＭ素線１は極細多数本の超電導フィラメン
ト２と低抵抗常電導金属基材３より成る。４はこのＦＭ
素線１が複数本撚り線にされ、はんだ付けされる低抵抗
常電導金属母材である。
５は上記各要素より構成される大形複合超電導線である
。
。
伺上述の低抵抗常電導金属基材３及び母材４としてはＯ
ＦＨＣ−Ｃｕ（ｏｘｇｅｎｆｒｅｅｈｉｇｈｃｏｎｄｕ
ｃｔｉｖｉｔｙ−Ｃｕ）超電導フィラメント２としては
ＮｂＴｉ（ニオブチタン）、Ｎｂ３Ｓｎ（ニオブ３スズ
）、Ｖ３Ｇａ（バナジウム３ガリウム）等が適用される
。
ＦＨＣ−Ｃｕ（ｏｘｇｅｎｆｒｅｅｈｉｇｈｃｏｎｄｕ
ｃｔｉｖｉｔｙ−Ｃｕ）超電導フィラメント２としては
ＮｂＴｉ（ニオブチタン）、Ｎｂ３Ｓｎ（ニオブ３スズ
）、Ｖ３Ｇａ（バナジウム３ガリウム）等が適用される
。
次に、この先行技術の大形複合超電導線５を巻回して成
る超電導コイルの動作特性について説明する。
る超電導コイルの動作特性について説明する。
超電導コイルは、通常、液体ヘリウムにより絶対零度付
近（４．２゜に）にまで冷却され超電導状態にされた後
、所定の磁界を得るため、定格電流値まで通電・励磁さ
れる。
近（４．２゜に）にまで冷却され超電導状態にされた後
、所定の磁界を得るため、定格電流値まで通電・励磁さ
れる。
超電導コイルは、超電導状態ではジュール損なしに大電
流を通電できるという特質を利用したものであるが、現
実の超電導コイルにおいては、通電中、（ａ）ジュール
損は無いが交番磁界印加時及び励・減磁時に、交流損が
発生する（６）超電導全長のうち、ごく一部の超電導状
態が破れてジユール損が発生するというような場合があ
リ得る。
流を通電できるという特質を利用したものであるが、現
実の超電導コイルにおいては、通電中、（ａ）ジュール
損は無いが交番磁界印加時及び励・減磁時に、交流損が
発生する（６）超電導全長のうち、ごく一部の超電導状
態が破れてジユール損が発生するというような場合があ
リ得る。
するとこれらがトリカーとな９、超電導線全長にわたる
カメストロフイツクな超電導破壊即ちクエンチを引き起
こすことが知られている。このクエンチが生じる所定の
磁界を発生できないのはもちろんのこと、特に大形の超
電導コイルでは、クエンチ時に放散される磁界エネルギ
ーによつてコイルが焼損したり、放電電圧によつて絶縁
破損が生じ、引いてはコイルが破損することがある。
カメストロフイツクな超電導破壊即ちクエンチを引き起
こすことが知られている。このクエンチが生じる所定の
磁界を発生できないのはもちろんのこと、特に大形の超
電導コイルでは、クエンチ時に放散される磁界エネルギ
ーによつてコイルが焼損したり、放電電圧によつて絶縁
破損が生じ、引いてはコイルが破損することがある。
このため、超電導コイル、特に核融合装置等の大形超電
導コイルで使用される超電導線は、交流損低減の工夫と
共に、超電導線全長が一時的に超電導破壊したとしても
、速かに元の超電導状態に復帰する安定化電流１ｒ以下
で使用される場合が多い。
導コイルで使用される超電導線は、交流損低減の工夫と
共に、超電導線全長が一時的に超電導破壊したとしても
、速かに元の超電導状態に復帰する安定化電流１ｒ以下
で使用される場合が多い。
そして、この安定化電流１ｒは、単位長当ｖ冷媒によつ
て直接冷却を受ける表面積つまり冷却ペリメータの平方
根に比例することが知られている。この安定化電流が低
いと、運転電流が低くなｖ従つて低電流密度の超電導コ
イルしか得られず、コイルのコンパクト化及び冷凍設備
のコンバクト化が害われ、ひいては超電導コイルとして
の信頼性に悪影響を及ぼす。
て直接冷却を受ける表面積つまり冷却ペリメータの平方
根に比例することが知られている。この安定化電流が低
いと、運転電流が低くなｖ従つて低電流密度の超電導コ
イルしか得られず、コイルのコンパクト化及び冷凍設備
のコンバクト化が害われ、ひいては超電導コイルとして
の信頼性に悪影響を及ぼす。
そこで第１図に示した先行技術の複合超電導線５につい
て検討してみると、各ＦＭ素線１が空間的に離れて配置
されているため、交流損に対する対策は十分である。
て検討してみると、各ＦＭ素線１が空間的に離れて配置
されているため、交流損に対する対策は十分である。
しかし、安定化電流の観点からみると、高電流密度・高
信頼性が要求される核融合装置等の大形超電導コイルに
巻回される超電導線５としては、単位長さ当ｖ液体ヘリ
ウムによつて直接冷却を受ける表面積即ち冷却ペリメー
タが小さい。従つて、安定化電流は低く、低電流密度・
低信頼性の超電導特性しか得られないという欠点があつ
た。この発明は、上記のような先行技術のものの欠点を
除去するためになされたもので、低抵抗常電導金属母材
に、溝を設けることにより、，上述の冷却ペリメータを
増し、安定性に富む超電導線を得ることを目的としてい
る。
信頼性が要求される核融合装置等の大形超電導コイルに
巻回される超電導線５としては、単位長さ当ｖ液体ヘリ
ウムによつて直接冷却を受ける表面積即ち冷却ペリメー
タが小さい。従つて、安定化電流は低く、低電流密度・
低信頼性の超電導特性しか得られないという欠点があつ
た。この発明は、上記のような先行技術のものの欠点を
除去するためになされたもので、低抵抗常電導金属母材
に、溝を設けることにより、，上述の冷却ペリメータを
増し、安定性に富む超電導線を得ることを目的としてい
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第２図において、低抵抗常電導金属母材４にはら線状の
冷却溝４ａが設けられている。この冷却溝付常電導金属
母材４の上に、複数本のＦＭ素線１より成る撚ジ線を冷
却溝４ａと多点で交差するように巻回し、はんだ付けに
よつて接合固定することにより、第３図に示すような大
形の複合超電導線５が形成される。かかる超電導線５の
動作特囲を第４図、第５図の模式図を用いて考察するに
、常電導金属母材４の長手方向に対する冷却溝４ａおよ
びＦＭ素線１の角度をそれぞれψ，θ，冷却溝４ａ，．
ＦＭ素線１のピツチをそれぞれＰ，ｑ，ＦＭ素線１の幅
および間隙をそれぞれＡ，ｇＦＭ素線１および冷却溝４
ａの高さをそれぞれＢ，ｃ、さらに冷却溝４ａの幅およ
び間隙をそれぞれＭ，ｎとし、ＦＭ素線１の外表面は絶
縁スペーサ６で被ふくされていて直接冷却されないもの
とすると、まず、ｐとｑの領域の冷却表面積Ｓを比較す
ると、第１図のものでは冷却溝がないので、 となる。
冷却溝４ａが設けられている。この冷却溝付常電導金属
母材４の上に、複数本のＦＭ素線１より成る撚ジ線を冷
却溝４ａと多点で交差するように巻回し、はんだ付けに
よつて接合固定することにより、第３図に示すような大
形の複合超電導線５が形成される。かかる超電導線５の
動作特囲を第４図、第５図の模式図を用いて考察するに
、常電導金属母材４の長手方向に対する冷却溝４ａおよ
びＦＭ素線１の角度をそれぞれψ，θ，冷却溝４ａ，．
ＦＭ素線１のピツチをそれぞれＰ，ｑ，ＦＭ素線１の幅
および間隙をそれぞれＡ，ｇＦＭ素線１および冷却溝４
ａの高さをそれぞれＢ，ｃ、さらに冷却溝４ａの幅およ
び間隙をそれぞれＭ，ｎとし、ＦＭ素線１の外表面は絶
縁スペーサ６で被ふくされていて直接冷却されないもの
とすると、まず、ｐとｑの領域の冷却表面積Ｓを比較す
ると、第１図のものでは冷却溝がないので、 となる。
第１図、第３図のものの安定化電流をそれぞれＩｓ，，
Ｉｓ，とすると、で表わされ、この発明のものは従来の
ものに比べて、安定化電流を著しく増大できることがわ
かる。
Ｉｓ，とすると、で表わされ、この発明のものは従来の
ものに比べて、安定化電流を著しく増大できることがわ
かる。
例として、ａ＝３ｍｍｓ９＝１ｍｍ，．ｂ＝２１！１，
．ｍ＝３１１，．ｎ＝１ｕ１，．ｃ＝１ｍｍ１θ＝３０
Ｑとし、ψ＝６０，３０００ｕの場合、ＩＳｌ／ＩＳ２
はそれぞれ１．６３，１．５３，１．５１となる。すな
わちらせん状の冷却溝４ａを設けたことによリ、安定化
電流は約６０％向上する。また、平行な冷却溝の場合は
、安定化電流が約５０％向上する。先行技術の常電導金
属母材４に、らせん状の冷却溝４ａを設けたことにより
、単位長さ当りの大形複合超電導線５が、液体ヘリウム
によつて直接冷却を受ける表面積（冷却ペリメータ）を
著しく増大させ得ることができる。その結果、この冷却
ペリメータの平方根に比例して増加する安定化電流も著
しく向上し運転電流値の増大を図ることが可能となる。
運転電流値が増加すると、高電流密度の超電導コイルが
得られ、コイルのコンパクト化及び冷凍設備のコンパク
ト化がもたらされ、信頼性に富む超電導コイルが可能と
なる。又、交流損についても、第３図から明らかなよう
に各ＦＭ素線１が空間的に離れて配置しているため、発
生する交流損の低減は十分に果されており、交流損、安
定性どちらの立場からみても、この発明より成る大形複
合超電導線５は安定した超電導特性を有し得ると考えら
れる。
．ｍ＝３１１，．ｎ＝１ｕ１，．ｃ＝１ｍｍ１θ＝３０
Ｑとし、ψ＝６０，３０００ｕの場合、ＩＳｌ／ＩＳ２
はそれぞれ１．６３，１．５３，１．５１となる。すな
わちらせん状の冷却溝４ａを設けたことによリ、安定化
電流は約６０％向上する。また、平行な冷却溝の場合は
、安定化電流が約５０％向上する。先行技術の常電導金
属母材４に、らせん状の冷却溝４ａを設けたことにより
、単位長さ当りの大形複合超電導線５が、液体ヘリウム
によつて直接冷却を受ける表面積（冷却ペリメータ）を
著しく増大させ得ることができる。その結果、この冷却
ペリメータの平方根に比例して増加する安定化電流も著
しく向上し運転電流値の増大を図ることが可能となる。
運転電流値が増加すると、高電流密度の超電導コイルが
得られ、コイルのコンパクト化及び冷凍設備のコンパク
ト化がもたらされ、信頼性に富む超電導コイルが可能と
なる。又、交流損についても、第３図から明らかなよう
に各ＦＭ素線１が空間的に離れて配置しているため、発
生する交流損の低減は十分に果されており、交流損、安
定性どちらの立場からみても、この発明より成る大形複
合超電導線５は安定した超電導特性を有し得ると考えら
れる。
なお、上記実施例では、低抵抗常電導金属母材２にら線
状の溝４ａを設けたものにおいて説明したが、平行溝を
設けたものであつてもよく、上記実施例と伺様の効果を
奏するものである。
状の溝４ａを設けたものにおいて説明したが、平行溝を
設けたものであつてもよく、上記実施例と伺様の効果を
奏するものである。
以上のように、この発明によれば大形の超電導コイルに
用いられる大形超電導線の低抵抗常電導金属母材に、冷
却溝を設けたことにより、安定化電流の向上が図られ、
その結果、超電導コイルの高電流密度化・コンパクト化
がもたされ、安定性と信頼性に富む大形の超電導線が得
られ、その実用上の効果は大きい。
用いられる大形超電導線の低抵抗常電導金属母材に、冷
却溝を設けたことにより、安定化電流の向上が図られ、
その結果、超電導コイルの高電流密度化・コンパクト化
がもたされ、安定性と信頼性に富む大形の超電導線が得
られ、その実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、先行技術の大形超電導線を示す断面斜視図、
第２図はこの発明の一実施例の低抵抗常電導母材の斜視
図、第３図は第２図に示す低抵抗常電導金属母材を用い
た大形超電導線の断面斜視図、第４図はこの実施例の動
作特性を説明するための一部平面略図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ線に沿う平面での断面略図である。 図において、１はＦＭ素線、２は超電導フイラメント、
３は低抵抗常電導金属基材、４は低抵抗常伝導金属母材
、４ａは冷却溝、５は超電導線を示す。
第２図はこの発明の一実施例の低抵抗常電導母材の斜視
図、第３図は第２図に示す低抵抗常電導金属母材を用い
た大形超電導線の断面斜視図、第４図はこの実施例の動
作特性を説明するための一部平面略図、第５図は第４図
のＶ−Ｖ線に沿う平面での断面略図である。 図において、１はＦＭ素線、２は超電導フイラメント、
３は低抵抗常電導金属基材、４は低抵抗常伝導金属母材
、４ａは冷却溝、５は超電導線を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 常電導金属母材に複数本の超電導素線を巻回固着し
てなる超電導線において、前記常電導金属母材の外周面
に形成され前記超電導素線と多数点で交差する冷却溝を
備えてなることを特徴とする超電導線。 ２ 超電導素線は複数本の極細の超電導フィラメントを
多芯とし且つこれらの超電導フィラメントが埋設された
常電導金属基材とから成るファインマルチ・モノリシッ
ク素線である特許請求の範囲第１項記載の超電導線。 ３ 複数本の超電導素線は互に所定間隔を介して常電導
金属母材に撚り線状に巻回固着されてなる特許請求の範
囲第１項記載の超電導線。 ４ 超電導素線は常電導金属母材にはんだにて固着され
てなる特許請求の範囲第１項記載の超電導線。 ５ 冷却溝は常電導金属母材の長手方向に平行な平行溝
からなる特許請求の範囲第１項記載の超電導線。 ６ 冷却溝は常電導金属母材の長手方向に沿うピッチを
有するらせん溝からなる特許請求の範囲第１項記載の超
電導線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53142075A JPS5923406B2 (ja) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | 超電導線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53142075A JPS5923406B2 (ja) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | 超電導線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5568005A JPS5568005A (en) | 1980-05-22 |
| JPS5923406B2 true JPS5923406B2 (ja) | 1984-06-01 |
Family
ID=15306842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53142075A Expired JPS5923406B2 (ja) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | 超電導線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03124903U (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-18 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585253U (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-13 | 株式会社ボッシュオートモーティブ システム | 冷房サイクルの保護装置 |
| JPS59108203A (ja) * | 1982-12-09 | 1984-06-22 | 日立電線株式会社 | 強制冷却形超電導導体 |
-
1978
- 1978-11-16 JP JP53142075A patent/JPS5923406B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03124903U (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5568005A (en) | 1980-05-22 |
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