JP2019062005A - 高温超電導コイル装置及び高温超電導マグネット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温超電導線材の臨界電流特性を劣化させることなく、内部における局所的な熱暴走を未然に防止可能な高温超電導コイル装置を提供する。【解決手段】本実施形態の高温超電導コイル装置は、テープ状の高温超電導線材１，２を巻回した高温超電導コイル装置であって、少なくとも１ターンを超える巻線部の少なくとも１箇所において、高温超電導線材１，２が複数巻回され、これら複数の高温超電導線材１，２が直接接触にて電気的に接続されている。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、テープ状の高温超電導線材を巻回した高温超電導コイル装置及びこれを用いた高温超電導マグネット装置に関する。

超電導線材には、超電導状態を維持できる電流、温度、磁場の範囲、いわゆる臨界電流、臨界温度、臨界磁場が存在する。したがって、電気抵抗がほぼゼロといえども無限に電流が流せるわけではなく、いずれかの臨界値を超えると、常電導状態への転移現象、すなわちクエンチが発生する。

このようなクエンチによる常電導転移領域のジュール発熱は、瞬時に超電導コイルを熱暴走させ、最悪の場合、焼損に至る危険性がある。そのため、クエンチに対する保護技術が不可欠である。

クエンチ保護に関する従来技術としては、例えば超電導コイルと並列に保護抵抗を接続する方法がある。この方法は、常電導状態に転移することで発生するコイル電圧の上昇又は温度上昇を検出し、この検出結果をトリガーとして励磁電源を遮断する方法である。電源遮断後は、超電導コイルと保護抵抗の閉回路となるため、室温部に配置した保護抵抗のジュール発熱で超電導コイルの蓄積エネルギーが消費され、超電導コイルに流れる電流を減衰させることができる。

このような超電導コイルに使用する超電導線材としては、例えばＢｉ_２Ｓｒ_２Ｃａ_２Ｃｕ_３Ｏ_１０+x線材や、ＲＥ_１Ｂ_２Ｃ_３Ｏ_７線材といった高温超電導線材がある。ここで、「ＲＥ」は希土類元素であり、「Ｂ」はバリウム（Ｂａ）を、「Ｃ」は銅（Ｃｕ）を、「Ｏ」は酸素（Ｏ）を意味している。高温超電導線材を用いた超電導コイルでは、従来のＮｂＴｉ等の低温超電導線材に比べ、２０Ｋ〜５０Ｋといった高い温度でも高い臨界電流密度を有するため、高温での高電流密度運転が可能となる。

しかしながら、高電流密度運転時にクエンチが生じた場合、２０Ｋ〜５０Ｋの温度範囲では、低温超電導線材を使った超電導マグネットの運転温度よりも比熱が大きいため、常電導転移領域の拡大が遅い。また、高電流密度運転を行うと発熱密度も高くなるため、上記従来技術のクエンチ保護方法では、検知する前に局所的に熱暴走が発生し焼損してしまう。

そこで、例えば特許文献１では、高温超電導コイル内部において、経験磁場が厳しく臨界電流が低い巻線部に高温超電導線材を貼り合せて部分的に２枚重ねにする技術が提案されている。この技術によれば、通常クエンチする電流値、もしくは温度に達しても、貼り合せた高温超電導線材へ電流を転流することができる。そのため、１枚あたりの高温超電導線材の電流分担は約半分となり、ジュール発熱が抑制されることで、熱暴走を未然に防止することができる。また、部分的に貼り合せることで、電流密度の低下を最低限に留めることができる。

特開２００６−３１３９２３号公報

ところで、上記特許文献１では、高温超電導線材を貼り合せる接合方法として、例えば１００ｍｍのラップ長で０．０１μΩレベルの接続方法が提案されており、通常、本オーダーの抵抗の接続方法としてはハンダ接続がある。その他の接合方法としては、拡散接合、溶接、超音波接合等による接続方法がある。

しかしながら、図１０に示すように接続した２枚重ねの高温超電導線材１，２は、接合層３を介して一体化されているため、コイル化した際の曲げ歪ε＝（ｔ´／２）／Ｒが、１枚の場合の２倍となる。ここで、Ｒは平均曲率半径を示し、ｔ´は、接合層３の厚さを含めた２枚の高温超電導線材１，２の厚さの和ｔ´＝ｔ_１＋ｔ_２＋ｔ_３を示す。また、ｔ_１、ｔ_２は、２枚の高温超電導線材１，２の厚さを示し、ｔ_３は、接合層３の厚さを示している。

さらに、上記２枚重ねの高温超電導線材１，２は、線材厚さ方向の剛性が高くなるため、巻線時、均一な曲率で円形の巻線部に巻き取ることが困難になる。したがって、不均一な曲率で曲げると、局所的に許容曲げ歪を超えてしまい、高温超電導線材１，２の臨界電流特性が１枚あるいは２枚とも劣化する。その結果、当初目的とした電流の転流による熱暴走を防止することができなくなるばかりか、劣化箇所のジュール発熱で熱暴走し焼損してしまう可能性があった。

本実施形態が解決しようとする課題は、高温超電導線材の臨界電流特性を劣化させることなく、内部における局所的な熱暴走を未然に防止可能な高温超電導コイル装置及び高温超電導マグネット装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本実施形態に係る高温超電導コイル装置は、テープ状の高温超電導線材を巻回した高温超電導コイル装置であって、少なくとも１ターンを超える巻線部の少なくとも１箇所において、前記高温超電導線材が複数巻回され、これら複数の高温超電導線材が直接接触にて電気的に接続されていることを特徴とする。

本実施形態に係る高温超電導マグネット装置は、本実施形態に係る高温超電導コイル装置を備えていることを特徴とする。

本実施形態によれば、高温超電導線材の臨界電流特性を劣化させることなく、高温超電導コイル装置内部における局所的な熱暴走を未然に防止することが可能になる。

各実施形態の高温超電導コイル装置に用いられる高温超電導線材の一例を示す構成図である。 （ａ）は各実施形態の高温超電導コイル装置の一例のパンケーキコイルを示す概略斜視図、（ｂ）は（ａ）の概略断面図、（ｃ）は（ｂ）の拡大断面図である。 第１実施形態の高温超電導コイル装置を示す断面図である。 第１実施形態において巻取り直後の高温超電導線材をコイル上面から見た図である。 第１実施形態において共巻きされる巻線部のターン数と単位長さあたりの電圧との関係を示すグラフである。 第２実施形態において第１の高温超電導線材と第２の高温超電導線材が共巻きされている部分を示す拡大断面図である。 第３実施形態の高温超電導コイル装置を示す断面図である。 第４実施形態の高温超電導コイル装置を示す断面図である。 各実施形態の高温超電導コイル装置を適用した高温超電導マグネット装置の一例を示す縦断面図である。 従来例における巻取り直後の高温超電導線材をコイル上面から見た図である。

以下、本実施形態に係る高温超電導コイル装置及び高温超電導マグネット装置について、図面を参照して説明する。

（高温超電導線材）
図１は各実施形態の高温超電導コイル装置に用いられる高温超電導線材（超電導テープ線）の一例を示す構成図である。

なお、従来例と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して説明する。また、以下の説明において、第１の高温超電導線材と第２の高温超電導線材を区別して説明する場合には、それぞれ符号１，２を付して説明する。また、第１の高温超電導線材と第２の高温超電導線材をまとめて説明する場合には、単に符号１だけを付して説明する。

図１に示すように、高温超電導線材１は、全体がテープ状に形成されている。高温超電導線材１は、少なくともテープ基板４と、中間層５と、超電導層６とを有し、その両面が安定化層７で被覆されている。

高温超電導線材１は、必要に応じて、テープ基板４と中間層５との間に配向層８を、超電導層６と安定化層７との間に保護層９を、それぞれ設けることもできる。

テープ基板４は、例えばステンレス鋼、ハステロイ等のニッケル合金、銀合金等の材質で形成される。

中間層５は、拡散防止層であり、例えば、酸化セリウム、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、バリウムジルコニア等の材質からなり、テープ基板４上に形成される。

超電導層６は、例えば、ＲＥ１２３系の組成（ＲＥ_１Ｂ_２Ｃ_３Ｏ_７等）を有する超電導体薄膜からなる。なお、「ＲＥ_１Ｂ_２Ｃ_３Ｏ_７」の「ＲＥ」は希土類元素（例えば、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ホルミニウム（Ｈｏ）、サマリウム（Ｓｍ）等）及びイットリウム元素の少なくともいずれかを、「Ｂ」はバリウム（Ｂａ）を、「Ｃ」は銅（Ｃｕ）を、「Ｏ」は酸素（Ｏ）を意味している。

安定化層７は、超電導層６に過剰に電気が流れた場合に超電導層６が燃焼するのを防止する目的で設けられ、導電性の高い銀等から形成される。

配向層８は、テープ基板４上に中間層５を配向させて形成する目的で設けられ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等から形成される。なお、配向層８は、配向した基板を用いる場合には省略することができる。

保護層９は、超電導層６が空気中の水分に触れて劣化するのを防止する等の目的で設けられ、銀等から形成される。なお、保護層９も超電導層６に過剰に電気が流れた場合に超電導層６が燃焼するのを防止する役割も果たす。

このような多層からなる高温超電導線材１のテープ幅ｗは、例えば４〜１２ｍｍ、テープ厚さｔは０．１〜０．２ｍｍとされる。また、高温超電導線材１は、長手方向の機械強度に優れている半面、テープ面垂直方向の引張応力（剥離応力）には脆弱であるという特徴を備える。

また、さらに高温超電導線材１の周囲をポリイミドやポリイミドアミドのような絶縁材で被覆した絶縁被覆超電導テープ線としてもよい。

（高温超電導コイル装置）
図２（ａ）は各実施形態の高温超電導コイル装置の一例のパンケーキコイルを示す概略斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）の概略断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）の拡大断面図である。

図２（ｂ），（ｃ）に示すように、高温超電導線材１は、絶縁テープ線１１と重ね合わせ、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）や補強型ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の絶縁材からなる巻枠１２の周囲に渦巻状に巻回された、いわゆるパンケーキ形状の巻線部１３が形成される。また、必要に応じて巻線部１３の上下両面に絶縁層１４を形成することで、図２（ａ）に示すようないわゆるパンケーキ形状の高温超電導コイル装置１０、すなわちパンケーキコイルが形成される。

（第１実施形態）
（構 成）
図３は第１実施形態の高温超電導コイル装置を示す断面図である。図４は第１実施形態において巻取り直後の高温超電導線材をコイル上面から見た図である。図５は第１実施形態において共巻きされる巻線部のターン数と単位長さあたりの電圧との関係を示すグラフである。

本実施形態の高温超電導コイル装置１０は、図３に示すように巻枠１２の外周に巻回された第１の高温超電導線材１は、少なくとも１ターンを超える巻線部１３において、第１の高温超電導線材１に隣接して第２の高温超電導線材２が共巻きされている。第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２とは、従来のようにハンダ等の接合層を介して固着されておらず、直接接触により電気的に接続されて構成されている。第２の高温超電導線材２は、高温超電導線材１の多層構造、テープ幅ｗ、及び厚さｔと同一のものである。

ここで、共巻きされる少なくとも１ターンを超える巻線部１３は、クエンチ保護の設計に応じて、少なくとも１箇所に設ければよく、本実施形態では、例えば全ターン数が１００ターンのコイルにおいて、１０から３０ターンと、９０から１００ターンの２箇所に共巻きされている。

なお、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２との間の直接接触による単位長さあたりの電気的な接続の抵抗Ｒ_{ｊｏｉｎｔ}は、励磁電源のリップル電流がおおよそ０．１〜数％である。これにより、転流の効果を得るためには、第１の高温超電導線材１に対する第２の高温超電導線材２への転流比を、少なくとも１／１０００以上にしておく必要がある。

一方、クエンチする前後で高温超電導線材１，２に発生する単位長さあたりの電圧は、１μＶ／ｃｍ程度であるから、抵抗値は１μＶ／ｃｍを運転電流値で割って算出される値となる。

したがって、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２との間の直接接触による単位長さあたりの電気的な接続の抵抗Ｒ_{ｊｏｉｎｔ}を、単位長さあたりの電圧１μＶ／ｃｍを運転電流値で割って算出される抵抗値の１０００倍以下とすることが好ましい。

一例として、運転電流値が１００Ａの場合には、クエンチする前後で高温超電導線材１，２に発生する単位長さあたりの抵抗値が１０^−８Ω／ｃｍとなることから、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２との間の直接接触による単位長さあたりの電気的な接続の抵抗Ｒ_{ｊｏｉｎｔ}は、１０^−５Ω／ｃｍ以下に設定すればよい。

また、第２の高温超電導線材２は、第１の高温超電導線材１と同様に、ＲＥ_１Ｂ_２Ｃ_３Ｏ_７を超電導層とした高温超電導線材以外に、（Ｂｉ，Ｐｂ）_２Ｃａ_２Ｓｒ_１Ｃｕ_２Ｏ_１０＋ｘ、（Ｂｉ，Ｐｂ）_２Ｃａ_２Ｓｒ_２Ｃｕ_３Ｏ_１０＋ｘ、（Ｂｉ，Ｐｂ）_２Ｃａ_２Ｓｒ_３Ｃｕ_４Ｏ_１０＋ｘ等の組成のいわゆるビスマス系高温超電導材料を用いた超電導テープであってもよい。

このようなビスマス系の超電導テープは、銀の母材にフィラメント状のビスマス系高温超電導材料が複数注入された、いわゆる多芯テープ線材であり、設計に応じては補強用に高強度の金属テープが付属される。

（作 用）
上述したように、従来例において、２枚重ねの高温超電導線材１，２は、ハンダ等の接合層３により一体化されているため、厚みが１枚の場合の２倍となり、コイル化した際の曲げ歪も、１枚の場合の２倍となる。そして、線材厚さ方向の剛性が高くなるため、巻線時、均一な曲率で円形の巻線部１３に巻き取ることが困難になる。したがって、不均一な曲率で曲げてしまうと、局所的に許容曲げ歪を超えてしまい、高温超電導線材１，２の臨界電流特性が１枚あるいは２枚とも劣化する。その結果、当初目的とした電流の転流による熱暴走の防止ができなくなるばかりか、劣化箇所のジュール発熱で熱暴走し焼損してしまう可能性がある。

これに対し、本実施形態において、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２とは、ハンダ等の接合層３により一体化されておらず、直接接触により電気的に接続されている。そのため、第２の高温超電導線材２は、巻線時、図４に示す矢印の方向に摺動可能となる。

そのため、本実施形態では、第２の高温超電導線材２は、第１の高温超電導線材１と同じく、１枚分の曲げ歪ε＝（ｔ_２／２）／Ｒで曲げることができる。また、巻線時、第１の高温超電導線材１と同じく、均一な曲率で円形の巻線部１３に巻き取ることができるため、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２の臨界電流特性を劣化させることがなくなる。そして、第１の高温超電導線材１がクエンチした際、第２の高温超電導線材２への電流の転流が可能となり、ジュール発熱が抑制される効果で、高温超電導コイル装置１０内部における局所的な熱暴走を未然に防止することが可能となる。

具体的に、本実施形態では、例えば全ターン数（全巻数Ｎ）が１００ターンのコイルにおいて、第１の高温超電導線材１の１０から３０ターンと、９０から１００ターンの２箇所に第２の高温超電導線材２が共巻きされている。図５に示すように第１の高温超電導線材１がクエンチした際、１０から３０ターンと、９０から１００ターンの２箇所においては、第１の高温超電導線材１に発生する単位長さあたりの電圧Ｖ（Ｖ／ｃｍ）が実線で示す波形から波線で示す波形になる。これは、第１の高温超電導線材１がクエンチした際、第２の高温超電導線材２へ電流が確実に転流することで、単位長さあたりの電圧Ｖが低下していることを表している。

（効 果）
このように本実施形態によれば、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２とは、直接接触により電気的に接続されているため、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２の臨界電流特性の臨界電流特性を劣化させることなく、高温超電導コイル装置１０内部における局所的な熱暴走を未然に防止することが可能になる。

なお、本実施形態では、高温超電導コイル装置１０として、同心円状に巻回してなる、いわゆるパンケーキ形状のパンケーキコイルの例を示したが、これに限らずパンケーキコイルを中心軸方向に２つ積層し、かつ最内周では高温超電導線材が軸方向に転移する、いわゆるダブルパンケーキ方式の高温超電導コイル装置にも適用可能である。また、パンケーキコイル１０を中心軸方向に３つ以上積層するように構成してもよい。さらに、コイルの平面形状は、円形に限らず、Ｄ形状や楕円形状、レーストラック形状、３次元形状等の非円形のコイル形状でも同様の効果を得ることができる。

（第２実施形態）
（構 成）
図６は第２実施形態において第１と第２の高温超電導線材が共巻きされている部分を示す拡大断面図である。なお、第２実施形態は、前記第１実施形態の変形例である。第２実施形態は、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して重複する説明は省略し、異なる構成及び作用のみを説明する。その他の実施形態も同様とする。

図６に示すように、本実施形態の高温超電導コイル装置１０は、第１の高温超電導線材１の超電導層１５と第２の高温超電導線材２の超電導層１６が片側に寄って設けられている。

そして、本実施形態の高温超電導コイル装置１０は、第１の高温超電導線材１の超電導層１５に近い側のテープ面と、第２の高温超電導線材２の超電導層１６に近い側のテープ面とが隣接して構成されている。

（作 用）
このように構成された本実施形態において、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２とは、超電導層１５，１６に近い側のテープ面同士が隣接して配置されている。そのため、両方の高温超電導線材１，２がテープ基板４に近い側のテープ面を向いている場合と比較して、電気的な接続の抵抗をより低くすることができる。

（効 果）
このように本実施形態によれば、第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２との電気的な接続の抵抗をより低くすることができるため、第１の高温超電導線材１がクエンチした際、第２の高温超電導線材２への電流の転流が容易となり、前記第１実施形態と比較して、より確実に高温超電導コイル装置１０内部における局所的な熱暴走を未然に防止することが可能になる。

（第３実施形態）
（構 成）
図７は第３実施形態の高温超電導コイル装置を示す断面図である。

図７に示すように、本実施形態の高温超電導コイル装置１０は、第２の高温超電導線材２に隣接して、テープ状の金属線材１７が直接接触により電気的に接続されて構成されている。金属線材１７の材質としては、銅や金、銀、インジウム等の純金属や、ステンレス鋼や銅合金、銀合金等の合金を用いることができる。

（作 用）
このように構成された本実施形態において、第２の高温超電導線材２に隣接して、テープ状の金属線材１７が直接接触により電気的に接続されているため、第１の高温超電導線材１がクエンチした際、電流が転流可能な領域が拡大するとともに、１ターン分の巻線部１３の熱容量が増加するため、ジュール発熱による温度上昇を抑制することができる。

（効 果）
このように本実施形態によれば、第１の高温超電導線材１がクエンチした際、電流が転流可能な領域が拡大するとともに、１ターン分の巻線部１３の熱容量が増加するため、ジュール発熱による温度上昇を抑制することができるため、第１実施形態及び第２実施形態よりも、さらに確実に高温超電導コイル装置１０内部における局所的な熱暴走を未然に防止することが可能になる。

（変形例）
なお、本実施形態の高温超電導コイル装置１０は、テープ状の金属線材１７が第２の高温超電導線材２に直接接触により電気的に接続されているが、この金属線材１７は、第１の高温超電導線材１に直接接触により電気的に接続するようにしてもよい。また、金属線材１７は、第２の高温超電導線材２及び第１の高温超電導線材１の双方に直接接触により電気的に接続するようにしてもよい。要するに、金属線材１７は、第２の高温超電導線材２及び第１の高温超電導線材１の少なくとも一方に直接接触により電気的に接続させればよい。

（第４実施形態）
（構 成）
図８は第４実施形態の高温超電導コイル装置を示す断面図である。

図８に示すように、本実施形態の高温超電導コイル装置１０は、第２の高温超電導線材２が、前記第１実施形態乃至第３実施形態に記載の第２の高温超電導線材２よりもテープ厚さが薄く形成されている。

すなわち、前記第１実施形態乃至第３実施形態に記載の第２の高温超電導線材２は、第１の高温超電導線材１とテープ厚さが同じであるが、本実施形態の第２の高温超電導線材２は、第１の高温超電導線材１よりもテープ厚さが薄く形成されている。

例えば、前記第１実施形態乃至第３実施形態に記載の第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２のテープ厚さが０．１７ｍｍとすると、本実施形態の第２の高温超電導線材２のテープ厚さが０．１ｍｍである。

（作 用）
このように構成された本実施形態において、第２の高温超電導線材２のテープ厚さを第１の高温超電導線材１よりも薄く形成したので、前記第１実施形態乃至第３実施形態に比べて１ターンの巻線部１３の熱容量は減少するものの、巻線部１３の断面積をより小さくすることができる。

（効 果）
このように本実施形態によれば、前記第１実施形態乃至第３実施形態に比べて１ターンの巻線部１３の熱容量は減少するものの、巻線部１３の断面積をより小さくすることができるため、共巻きの影響による電流密度の低下を抑えることができる。

（変形例）
なお、本実施形態の第２の高温超電導線材２は、前記第１実施形態乃至第３実施形態に記載の第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２よりもテープ厚さｔを薄く形成したが、これに限らず第２の高温超電導線材２を前記第１実施形態乃至第３実施形態に記載の第２の高温超電導線材２よりもテープ幅ｗを狭く形成してもよい。このように第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２は、テープ厚さｔ又はテープ幅ｗが必ずしも同じでなくてもよい。

（高温超電導マグネット装置）
図９は各実施形態の高温超電導コイル装置を適用した高温超電導マグネット装置の一例を示す縦断面図である。

図９に示すように、高温超電導マグネット装置２０は、真空容器２１内に上述した各実施形態のいずれかの高温超電導コイル装置１０が収納されている。この高温超電導コイル装置１０は、図示しない支持部材によって支持されている。

冷凍機２２は、真空容器２１内で伝熱板２３を介して高温超電導コイル装置１０と熱的に接続されている。真空容器２１の外側には、２つの電流導入端子２４，２４が設けられている。これら２つの電流導入端子２４，２４のそれぞれに電流リード２５，２５の一端が接続され、これら電流リード２５，２５の他端が高温超電導コイル装置１０に接続されている。電流リード２５，２５は、冷凍機２２の冷却端と熱アンカー２６を介して熱的に接続されている。

したがって、このように構成された高温超電導マグネット装置２０に各実施形態の高温超電導コイル装置１０を収納することで、高温超電導コイル装置１０内部の熱暴走を未然に防止することができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

なお、上記各実施形態の高温超電導コイル装置１０では、２つの高温超電導線材、すなわち第１の高温超電導線材１と第２の高温超電導線材２を共巻きした例について説明したが、これに限らず例えばテープ状の高温超電導線材を３つ以上直接接触にて電気的に接続するようにしてもよい。

また、上記第１実施形態の高温超電導コイル装置１０では、巻線部１３の２箇所において２つの高温超電導線材１，２を共巻きした例について説明したが、これに限らず巻線部１３の少なくとも１箇所において２つの高温超電導線材１，２を共巻きするようにしてもよい。

さらに、上記各実施形態の高温超電導コイル装置１０の特徴を組み合わせて実施することもできる。

１…第１の高温超電導線材、２…第２の高温超電導線材、３…接合層、４…テープ基板、５…中間層、６…超電導層、７…安定化層、８…配向層、９…保護層、１０…高温超電導コイル装置（パンケーキコイル）、１１…絶縁テープ線、１２…巻枠、１３…巻線部、１４…絶縁層、１５，１６…超電導層、１７…金属線材、２０…高温超電導マグネット装置、２１…真空容器、２２…冷凍機、２３…伝熱板、２４…電流導入端子、２５…電流リード、２６…熱アンカー

Claims (9)

1. テープ状の高温超電導線材を巻回した高温超電導コイル装置であって、
   少なくとも１ターンを超える巻線部の少なくとも１箇所において、前記高温超電導線材が複数巻回され、これら複数の高温超電導線材が直接接触にて電気的に接続されていることを特徴とする高温超電導コイル装置。
2. 前記複数の高温超電導線材は、第１の高温超電導線材と第２の高温超電導線材を備えることを特徴とする請求項１に記載の高温超電導コイル装置。
3. 前記第１の高温超電導線材と前記第２の高温超電導線材は、共巻きされてなることを特徴とする請求項２に記載の高温超電導コイル装置。
4. 前記第１の高温超電導線材と前記第２の高温超電導線材は、巻枠の外周に絶縁材とともに巻回されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の高温超電導コイル装置。
5. 前記第１の高温超電導線材と前記第２の高温超電導線材は、それぞれ超電導層が片側に寄って設けられ、前記第１の高温超電導線材と前記第２の高温超電導線材は、前記超電導層に近い側の面同士が隣接していることを特徴する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の高温超電導コイル装置。
6. 前記第１の高温超電導線材及び前記第２の高温超電導線材の少なくとも一方に、テープ状の金属線材が直接接触により電気的に接続されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の高温超電導コイル装置。
7. 前記第２の高温超電導線材は、前記第１の高温超電導線材よりもテープ厚さを薄く形成したことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の高温超電導コイル装置。
8. 前記第１の高温超電導線材と前記第２の高温超電導線材との間の直接接触による単位長さあたりの電気的な接続の抵抗は、単位長さあたりの電圧１μＶ／ｃｍを運転電流値で割って算出される抵抗値の１０００倍以下であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の高温超電導コイル装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の高温超電導コイル装置を備えていることを特徴とする高温超電導マグネット装置。

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