JPH01100821A - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
- Publication number
- JPH01100821A JPH01100821A JP62256180A JP25618087A JPH01100821A JP H01100821 A JPH01100821 A JP H01100821A JP 62256180 A JP62256180 A JP 62256180A JP 25618087 A JP25618087 A JP 25618087A JP H01100821 A JPH01100821 A JP H01100821A
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- JP
- Japan
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- superconducting
- conduit
- metal strip
- thin metal
- cable
- 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.)
- Pending
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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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超電導導体に関し、もう少し詳しくいうと
、超電導素線を束ねた超電導ケーブルの周囲に金属薄帯
を巻付け、さらにコンジットで覆い、コンジット内に極
低温冷媒を強制循環させるようにした超電導導体に関す
るものである。
、超電導素線を束ねた超電導ケーブルの周囲に金属薄帯
を巻付け、さらにコンジットで覆い、コンジット内に極
低温冷媒を強制循環させるようにした超電導導体に関す
るものである。
第３図、第４図は例えばアイ拳イー・イー・イー トラ
ンザクションズ オン マグネティックス（ＩＥＥＥ
Ｔｒｏｎｓａｃｔ ｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ）
ＶｏｌｏＭａｇ−２３（１９８７）ｐ、１５５２−Ｐ
、１５５６に記載された核融合トロイダルコイル用の強
制冷却超電導導体を示し、図において、超電導素線（１
）を多数本撚線して超電導ケーブル（２）を形成してい
る。超電導素線（１）相互間の間隙は冷媒通路（３）を
形成している。超電導ケーブル（２）の外周は金属薄帯
（４）を介してコンジット（５）で囲み、断面角形の超
電導導体（６）が形成されている。
ンザクションズ オン マグネティックス（ＩＥＥＥ
Ｔｒｏｎｓａｃｔ ｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ）
ＶｏｌｏＭａｇ−２３（１９８７）ｐ、１５５２−Ｐ
、１５５６に記載された核融合トロイダルコイル用の強
制冷却超電導導体を示し、図において、超電導素線（１
）を多数本撚線して超電導ケーブル（２）を形成してい
る。超電導素線（１）相互間の間隙は冷媒通路（３）を
形成している。超電導ケーブル（２）の外周は金属薄帯
（４）を介してコンジット（５）で囲み、断面角形の超
電導導体（６）が形成されている。
超電導素線（１）は例えばＮｂ５Ｓｎより作られており
、撚線された超電導グープル（２）を形成している。超
電導ケーブル（２）は電磁力支持構造物および気密保持
のだめの機能を有するコンジット（５）に覆われている
。金属薄帯（４）は、コンジット（５）を平板から製作
して溶接時に超電導素線（１）に熱損傷を与えないため
、および、超電導導体（６）を断面四角形に整形すると
きに超電導緊線（１）に機械的損傷を与えないように設
けられたものである。
、撚線された超電導グープル（２）を形成している。超
電導ケーブル（２）は電磁力支持構造物および気密保持
のだめの機能を有するコンジット（５）に覆われている
。金属薄帯（４）は、コンジット（５）を平板から製作
して溶接時に超電導素線（１）に熱損傷を与えないため
、および、超電導導体（６）を断面四角形に整形すると
きに超電導緊線（１）に機械的損傷を与えないように設
けられたものである。
以上の構成により、超電導緊線（１）の間隙でなる冷媒
通路（３）には冷媒として超臨界圧ヘリウム（例えば４
．５ Ｋ 、 １０ａｔｍ）が圧送される。
通路（３）には冷媒として超臨界圧ヘリウム（例えば４
．５ Ｋ 、 １０ａｔｍ）が圧送される。
超電導導体（６）は、超電導素線（１）の径を細くでき
るので従来のいわゆるモノリスと呼ばれる超電導導体と
比べて、冷媒との接触面積が格段に多くなるので、熱的
に非常に安定したものとなる。また、この超電導導体（
６）を巻回して製作した超電導コイルは、その電磁力を
コンジット（５）で支持することが可能であり、機械的
に強固である。さらに、コンジット（５）の周囲を絶縁
物で強固に覆うこともできるので、耐電圧特性の優れた
超電導コイルを得ることができる。
るので従来のいわゆるモノリスと呼ばれる超電導導体と
比べて、冷媒との接触面積が格段に多くなるので、熱的
に非常に安定したものとなる。また、この超電導導体（
６）を巻回して製作した超電導コイルは、その電磁力を
コンジット（５）で支持することが可能であり、機械的
に強固である。さらに、コンジット（５）の周囲を絶縁
物で強固に覆うこともできるので、耐電圧特性の優れた
超電導コイルを得ることができる。
従来の超電導導体は以上のように構成されているので、
超電導素線径を小さくすれば冷却面積が上昇するが、そ
の反面、等価水力直径が小さくなり導体出入口間の冷媒
圧力損失が大きくなるので、冷凍機動力を増加させる必
要があるという問題点があった。例えば、超電導緊線径
が０．９１１、コンジット内の全超電導素線の占める割
合を６０％とすると、等価水力直径は０．０６５＋ａｍ
となり、超電導導体長さ２００１１１、超臨界圧ヘリウ
ム流量８ｇ／Ｓで圧力損失は２ａｔｍとなり、かかる超
電導導体の数千本より形成される核融合炉出超を導コイ
ルでは、超臨界圧ヘリウム循環のための冷凍機動力は数
ＭＷ＆Ｃ支達する。
超電導素線径を小さくすれば冷却面積が上昇するが、そ
の反面、等価水力直径が小さくなり導体出入口間の冷媒
圧力損失が大きくなるので、冷凍機動力を増加させる必
要があるという問題点があった。例えば、超電導緊線径
が０．９１１、コンジット内の全超電導素線の占める割
合を６０％とすると、等価水力直径は０．０６５＋ａｍ
となり、超電導導体長さ２００１１１、超臨界圧ヘリウ
ム流量８ｇ／Ｓで圧力損失は２ａｔｍとなり、かかる超
電導導体の数千本より形成される核融合炉出超を導コイ
ルでは、超臨界圧ヘリウム循環のための冷凍機動力は数
ＭＷ＆Ｃ支達する。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、冷凍機動力を増加させることなく、熱的に
安定な超電導導体を得ることを目的とする。
れたもので、冷凍機動力を増加させることなく、熱的に
安定な超電導導体を得ることを目的とする。
この発明に係る超電導導体は、超電導ケーブルのコーナ
ー部の金属薄帯とコンジットの間に冷媒が通るサブチャ
ンネル形成用の空間を設け、かつ、金属薄帯に長さ方向
に複数個の熱移動穴が設けられている。
ー部の金属薄帯とコンジットの間に冷媒が通るサブチャ
ンネル形成用の空間を設け、かつ、金属薄帯に長さ方向
に複数個の熱移動穴が設けられている。
この発明においては、冷却用冷媒は主としてサブチャン
ネルを流れるので冷却効果を損うことなく、導体出入口
間の圧力損失が著しく減少する。
ネルを流れるので冷却効果を損うことなく、導体出入口
間の圧力損失が著しく減少する。
第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、図におい
て、符号（１）〜（６）は第３図と同じものである。超
電導クープル（２）のコーナー部の金属薄帯（４）とコ
ンジット（５）の間にサブチャンネル（７）が形成され
ており、金属薄帯（４）には熱移動穴（８）が複数個設
けられている。
て、符号（１）〜（６）は第３図と同じものである。超
電導クープル（２）のコーナー部の金属薄帯（４）とコ
ンジット（５）の間にサブチャンネル（７）が形成され
ており、金属薄帯（４）には熱移動穴（８）が複数個設
けられている。
次に動作について説明する。流体の圧力損失は等価水力
直径の４．７５乗に逆比例するので、例えば、上記のコ
ーナー部に等価水力直径が２４程度の間隙でなるサブチ
ャンネル（７）を設けると、超電導ケーブル（２）内の
等価水力直径は、０．０６５ ｍであるので、超臨界圧
ヘリウムは主としてサブチャンネル（７）内を流れて、
導体出入口間の圧力損失は著しく減少する。
直径の４．７５乗に逆比例するので、例えば、上記のコ
ーナー部に等価水力直径が２４程度の間隙でなるサブチ
ャンネル（７）を設けると、超電導ケーブル（２）内の
等価水力直径は、０．０６５ ｍであるので、超臨界圧
ヘリウムは主としてサブチャンネル（７）内を流れて、
導体出入口間の圧力損失は著しく減少する。
このとき、超電導ケーブル（２）内の流量は減少し、超
電導素線（１）の安定性は低下するように考えられるが
、このような細い超電導素線（１）を撚線した超電導ケ
ーブル（２）においては、その安定性は、超電導素線（
１）の周囲にある冷媒の量のみに依存し、冷媒の流量に
ほとんど依存しないことが、Ｊ、Ｗ、Ｌｕｅら（Ｊ 、
Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ 、５０１９８０）７７２）によ
り、実験的にも、理論的にも確認されている。熱移動穴
（８）は、外部じよう乱により超電導緊線（１）に発生
した熱が周囲の冷媒に移動し、これが徐々にサブチャン
ネル（７）内の冷媒に移動して、超電導ケーブル（２）
内の温度を下げるように作用する。
電導素線（１）の安定性は低下するように考えられるが
、このような細い超電導素線（１）を撚線した超電導ケ
ーブル（２）においては、その安定性は、超電導素線（
１）の周囲にある冷媒の量のみに依存し、冷媒の流量に
ほとんど依存しないことが、Ｊ、Ｗ、Ｌｕｅら（Ｊ 、
Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ 、５０１９８０）７７２）によ
り、実験的にも、理論的にも確認されている。熱移動穴
（８）は、外部じよう乱により超電導緊線（１）に発生
した熱が周囲の冷媒に移動し、これが徐々にサブチャン
ネル（７）内の冷媒に移動して、超電導ケーブル（２）
内の温度を下げるように作用する。
なお、上記実施例では、超電導素線としてＮｂ３Ｓｎを
、冷媒として超臨界圧ヘリウムを使用した場合について
述べたが、冷媒は液体ヘリウムであってもよい。
、冷媒として超臨界圧ヘリウムを使用した場合について
述べたが、冷媒は液体ヘリウムであってもよい。
さらＫ、超電導導体の臨界温度が液体窒素の沸点（７７
，３Ｋ ）以上の場合は、冷媒として液体窒素、超臨界
圧窒素、液体窒素と熱交換した高圧のヘリウムガスなど
であってもよい。この場合の超電導体としては、例えば
Ｙ −Ｂａ −Ｃｕ −０系酸化物がある。この物質は
、臨界温度が８０に以上であることが実験的に確認され
ている。
，３Ｋ ）以上の場合は、冷媒として液体窒素、超臨界
圧窒素、液体窒素と熱交換した高圧のヘリウムガスなど
であってもよい。この場合の超電導体としては、例えば
Ｙ −Ｂａ −Ｃｕ −０系酸化物がある。この物質は
、臨界温度が８０に以上であることが実験的に確認され
ている。
この発明は、以上の説明から明らかなように、超電導ケ
ーブルのコーナー部の金属薄帯とコンジット間にサブチ
ャンネルを形成し【冷媒を通し、かつ、金属薄帯に４Ｊ
！数個の穴を設けて熱移動を図ったので、冷却効果を損
うことなく、導体出入口間の圧力損失が著しく減少する
ことから、冷凍機動力の増加を要せずして熱的安定を達
成することができる効果がある。
ーブルのコーナー部の金属薄帯とコンジット間にサブチ
ャンネルを形成し【冷媒を通し、かつ、金属薄帯に４Ｊ
！数個の穴を設けて熱移動を図ったので、冷却効果を損
うことなく、導体出入口間の圧力損失が著しく減少する
ことから、冷凍機動力の増加を要せずして熱的安定を達
成することができる効果がある。
第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
横断面図、第２図は一部切欠き斜視図である。第３図、
第４図は従来の超電導導体を示し、第３図は横断面図、
第４図は一部切欠き斜視図である。 （１）・・超電導素線、（２）・・超電導クープル、（
３）・・冷媒通路、（４）・・金属薄帯、（５）・・コ
ンジツ） 、 （６）・・超電導導体、（７）・働サブ
チャンネル、（８）・・熱移動穴。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２図 ４日；熱移動定 第３図
横断面図、第２図は一部切欠き斜視図である。第３図、
第４図は従来の超電導導体を示し、第３図は横断面図、
第４図は一部切欠き斜視図である。 （１）・・超電導素線、（２）・・超電導クープル、（
３）・・冷媒通路、（４）・・金属薄帯、（５）・・コ
ンジツ） 、 （６）・・超電導導体、（７）・働サブ
チャンネル、（８）・・熱移動穴。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２図 ４日；熱移動定 第３図
Claims (3)
- （１）超電導素線を多数束ねた断面四角形の超電導ケー
ブルと、この超電導ケーブルの周囲に巻付けた金属薄帯
と、この金属薄帯の周囲を覆つたコンジツトからなり、
前記コンジツト内に極低温冷媒を強制循環させて冷却す
る超電導導体において、前記超電導ケーブルのコーナー
部であつて前記金属薄帯と前記コンジツト間に形成され
前記冷媒が通るサブチャンネルと、前記金属薄帯に形成
された複数個の熱移動穴とを備えてなることを特徴とす
る超電導導体。 - （２）極低温冷媒が超臨界圧ヘリウムである特許請求の
範囲第１項記載の超電導導体。 - （３）極低温冷媒が液体窒素と熱交換した高圧のヘリウ
ムガスである特許請求の範囲第１項記載の超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256180A JPH01100821A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62256180A JPH01100821A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100821A true JPH01100821A (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=17289019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62256180A Pending JPH01100821A (ja) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100821A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297811A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導導体 |
-
1987
- 1987-10-13 JP JP62256180A patent/JPH01100821A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297811A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導導体 |
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