JPS63216213A - 超電導導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、極低温流体を強制的に循環することにより冷
却する超電導導体に関する。

（従来の技術） 液体ヘリウムのような極低温流体の強制対流を利用して
冷却する強制冷却型の超電導導体の１っにケーブルイン
コンジット型超電導導体がある。

これは例えばＮｂとＳｎあるいは、ＮｂとＴｉ及びＣｕ
から構成された超電導線を数百本撚りあわせて強固な管
内に通し、超電導線以外の、管内壁とで囲まれた空間を
冷媒が流れるようにしたものである。又、管内の超電導
線は、電磁力によって管内で動かないよう、管内全断面
積に対する管内の冷媒流路面積の占める割合（空間）が
できるだけ小さくなるように、管の径をしごいて小さく
している。この構成により超電導線の冷却に寄与する表
面積を格段に増加させ冷却性能を増すとともに、高電流
密度を達成し超電導導体の剛性をあげようとしている。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、従来の超電導導体では管内の超電導線が
通電時に発生する強大な電磁力により動かないよう、管
内全所面積に対する管内のヘリウム流路の占める割合（
以下ボイド率と称する）を極力小さくしている。しかな
がら線材の超電導特性の劣化、熱伝達特性、導体内を冷
媒が流れる時の圧損等を考慮すると、その値は４０％前
後であり、管内で超電導線どうしを撚りあわせていても
線間の微小な動き（ワイヤームーブメント）を防ぐこと
は難しい。又管内の線材部分での剛性も弱く、強大な電
磁力に耐える為には、線材まわりの管の肉厚を厚くして
強度を持たせる必要がある。一方管の肉厚を必要以上に
厚くすることは、コイルの巻線上問題があり、なかなか
超電導導体の剛性を向上させることができず、高磁界用
導体として化合物系の線材を用いる場合の短所となって
いた。

そこで本発明の目的は、超電導導体の剛性を向上させる
とともに、管内の超電導線のワイヤームーブメントを極
力少なくした。超電導特性の安定した超電導導体を提供
することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決する為の手段） すなわち、本発明の超電導導体においては、複数本の超
電導線をいくつかのブロックに分割して、複数の内管に
挿入する。

更に、その内管の束を撚りあわせながらまとめて１つの
外管内に挿入する。

（作用） 上記、技術手段をとることにより、超電導線の電磁力に
よる動きを内管で制限して最小限にとどめるとともに、
強度をもたせて導体全体での機械的剛性をあげる。

（実施例） 以下、本発明を第１図に示す一実施例について説明する
。例えばＮｂとＳｎのような化合物系超電導線材と安定
化材Ｃｕから構成される超電導線１は、複数本撚りあわ
されてＳＵＳ管のような機械的強度をもたせることので
きる内管３ａに挿入される。

内管３ａと超電導線１の空間を、ヘリウムのような冷媒
の冷媒流路２として使用する。このようにして構成され
た超電導線１を収納した内管３ａを複数本撚りあわせて
更に外管３ｂに収納して超電導導体５を構成する。

これにより、冷媒の流路を内管３ａの内外に配すること
ができる。各内管３ａ、外管３ｂの外周は、電気絶縁の
為の絶縁材４でおおわれている。

次にこのように構成した本実施例の超電導導体の作用を
説明する。このような超電導導体を用いて製作したコイ
ルに通電すると、コイルで発生する強大な電磁力により
超電導線１は、撚りあわせてはいるものの微小な動きを
生じる。この動きは、すぐに内管３ａによって拘束され
る。内管３ａは、更に複数本たばねて撚られているため
、電磁力は、これら全ての内管３ａの有する面積に加え
て、それらを収納した外管３ｂの面積全体で支持される
ことになる。高磁界を発生するコイルにおいては、その
電磁力は強大なものであり、超電導線１に作用する電磁
力は、非常に大きい６結果としてこの種の超電導導体で
は、外管３ｂの肉厚を厚くする必要が生じるが１本実施
例の超電導導体では、電磁力の支持面積を先に述べたよ
うに内管３ａ、及び外管３ｂに分散させることができる
。この為、コイル巻線時もしくは、導体製作時に生じる
製作性や作業性の問題は生じない。

一方、内管３ａは、例えばＣｕを用いることにより超電
導線１に含まれるＣｕの割合を減らして安定化材と強度
補強材の２つの役割をさせることも可能であり、電流密
度を下げることなく機械的剛性をあげることができる。

超電導線１及び内管３ａの外周は、絶縁材４でおおわれ
ており通電時に発生するＡＣロスを低減するよう線間絶
縁がなされていることは言うまでもない。

又、第２図のように内４ｇ３８の長手周方向に適当な径
の冷却孔を設けることにより機械的強度をあまり低下さ
せることはなく冷却特性を増加させる構成も考えられる
。これは内管３ａが冷媒の密閉容器を構成するものでは
なく、あくまでも冷媒の密閉容器は、外管３ｂによって
いることになる。

更に、内管３ａの外周に熱伝達特性を向上させる為の、
酸化処理や第３図のように冷却周長を増すための溝等を
設ける構成も考えられる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば、ワイヤームーブ
メントによる超電導特性の不安定性を生じにくく、機械
的剛性の高い超電導導体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の超電導導体の断面図、第２図
及び第３図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す断面図
である。 １・・・超電導線　　　　２・・・冷媒流路３ａ・・・
内管　　　　　　３ｂ・・・外管６・・・冷却孔　　　
　　７・・・冷却溝代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　王侯弘文 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超電導線を複数本収納した内管を複数本束ねてその
   外周を外管で覆ったことを特徴とする超電導導体。 ２、内管の長手周方向に冷却孔を設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の超電導導体。 ３、内管に銅材を用いたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の超電導導体。