JPH01264112A - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
- Publication number
- JPH01264112A JPH01264112A JP63089302A JP8930288A JPH01264112A JP H01264112 A JPH01264112 A JP H01264112A JP 63089302 A JP63089302 A JP 63089302A JP 8930288 A JP8930288 A JP 8930288A JP H01264112 A JPH01264112 A JP H01264112A
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- JP
- Japan
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- superconducting
- conduit
- conductor
- refrigerant
- 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クープルの周囲に薄帯を巻
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ｌＩｉＣｍｉ体に関
するものである。
、超電導素線を束ねた超電導クープルの周囲に薄帯を巻
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ｌＩｉＣｍｉ体に関
するものである。
第３図および第４図は例えば本出願人のＸの出ｍｌ願昭
６２−２５６１８０号）に記載された従来の強制冷却超
１Ｍ、Ｊ４導体を示し、図において、超電導素線（１１
を多数本撚線して形成した超！導クープル（２）の超電
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）の外周は金楓薄帯（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。
６２−２５６１８０号）に記載された従来の強制冷却超
１Ｍ、Ｊ４導体を示し、図において、超電導素線（１１
を多数本撚線して形成した超！導クープル（２）の超電
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）の外周は金楓薄帯（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Ｎｂ３Ｓｎより作られており
、撚線された超電導ケーブル（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
のための機能を有するコンジッ） （５） Ｋ ５１わ
れている。金稿薄帯（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素線（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。
、撚線された超電導ケーブル（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
のための機能を有するコンジッ） （５） Ｋ ５１わ
れている。金稿薄帯（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素線（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、超電連索１ｌＪＰ（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
えは４５ Ｋ 、 １０ ａｉｍ ）が圧送される。
る冷媒通路（３）には冷媒として超臨界圧ヘリウム（例
えは４５ Ｋ 、 １０ ａｉｍ ）が圧送される。
超電導導体（６）は、超電連索ｄａ （ｔ）の径を細く
できるので従来のいわゆるモノリスと呼はれる超電導導
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、耐電圧特性の比
較的優れた超電導コイルを得ることができる。
できるので従来のいわゆるモノリスと呼はれる超電導導
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、耐電圧特性の比
較的優れた超電導コイルを得ることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
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、超電導素線径
が０．９Ｆｍ、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 ｍと
なり、超電導導体長さ２００ｒｎ、超臨界圧ヘリウム流
量ｓ ｔｔ ／ｓで圧力損失は２ａｔｍとなり、かかる
超電導導体の数千水より形成される核融合炉用超電導コ
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にも達する。
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、超電導素線径
が０．９Ｆｍ、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 ｍと
なり、超電導導体長さ２００ｒｎ、超臨界圧ヘリウム流
量ｓ ｔｔ ／ｓで圧力損失は２ａｔｍとなり、かかる
超電導導体の数千水より形成される核融合炉用超電導コ
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にも達する。
また、コイル内の導体間電気絶縁はコンジットはとみに
高まり、導体間のべ気絶員物のみでは要になされたもの
で、冷凍機動力を増加させることな（、熱的に安定な超
１ｓ導体、および高度の絶縁能力を有する超電導導体を
得ることを目的とする。
高まり、導体間のべ気絶員物のみでは要になされたもの
で、冷凍機動力を増加させることな（、熱的に安定な超
１ｓ導体、および高度の絶縁能力を有する超電導導体を
得ることを目的とする。
この発明に係る超電導導体は、金属などの薄帯が薄帯間
に間隔をもって巻付けられ、間隔は冷媒用サブチャネル
を形成している。
に間隔をもって巻付けられ、間隔は冷媒用サブチャネル
を形成している。
この発明の別の発明に係る超電導導体は、超電導ケーブ
ルに絶縁テープが巻付けられている。
ルに絶縁テープが巻付けられている。
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。
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。
この発明の別の発明においては、電気絶縁が、超電導ケ
ーブルとコンジットとの間で行われているので、高い電
気絶縁能力を呈する。
ーブルとコンジットとの間で行われているので、高い電
気絶縁能力を呈する。
第１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４図と同じものである。超電導ケー
ブル（２）とコンジット（５）の間の金属薄帯（４）の
間の間隔がサブチャネル（７）を形成している。薄帯（
４）の巻き方はいわゆるすかしスパイラル巻きである。
（１）〜（６）は第４図と同じものである。超電導ケー
ブル（２）とコンジット（５）の間の金属薄帯（４）の
間の間隔がサブチャネル（７）を形成している。薄帯（
４）の巻き方はいわゆるすかしスパイラル巻きである。
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、等価水力
直径が２ｆｌ程度の間隙でなるサブチャネル（７）を設
けると、超電導クープル（２）内の等価水力直径は、０
．０６５ｍｍであるので、超臨界圧ヘリウムは主として
サブチャネル（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、等価水力
直径が２ｆｌ程度の間隙でなるサブチャネル（７）を設
けると、超電導クープル（２）内の等価水力直径は、０
．０６５ｍｍであるので、超臨界圧ヘリウムは主として
サブチャネル（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址のみに依存し、冷媒の流量に
ほとんど依存しないことが、ジエ・ダブリュ・ルーエ（
Ｊ 、Ｗ、Ｌｕｅ ）らの論文ジャーナル オブ アプ
ライド フィジックス（Ｊ、Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ、）
５１ （１９８０）ｐ、７７２により、実験的にも、理
論的にも確認されている。
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址のみに依存し、冷媒の流量に
ほとんど依存しないことが、ジエ・ダブリュ・ルーエ（
Ｊ 、Ｗ、Ｌｕｅ ）らの論文ジャーナル オブ アプ
ライド フィジックス（Ｊ、Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ、）
５１ （１９８０）ｐ、７７２により、実験的にも、理
論的にも確認されている。
なお、上記実施例では、超電導素線としてＮｂ ３ Ｓ
ｎ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し
、超電導素線はＮｂＴｉでもよい。
ｎ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し
、超電導素線はＮｂＴｉでもよい。
さらに、超電導導体の臨界温度が液体窒素の沸点（７，
７３Ｋ）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。
７３Ｋ）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。
また、上記実施例では薄情として金属博労としたが、薄
帯は電気絶縁物でもよい。
帯は電気絶縁物でもよい。
第２図は他の実施例を示し、図において（１）〜（３）
。
。
（５） （６）は第３図と同じものである。超電導ケー
ブル（２）の外周に電気絶縁テープ（８）が巻かれ超電
導ケーブル（２）とコンジット（５）の間の電気絶縁を
確保している。
ブル（２）の外周に電気絶縁テープ（８）が巻かれ超電
導ケーブル（２）とコンジット（５）の間の電気絶縁を
確保している。
次に動作について説明する。超電導コイルが運転される
絶対温度４に付近での冷媒Ｈ’ｅの電気絶縁能力は著し
く高く、１＋ｗ当り１０〜２０ ｋＶの耐電圧能力を有
する。しかも固体絶縁と異なり、くり返し電圧が印加さ
れても絶縁劣化することがない。この実施例は、以上の
すぐれたＨｅの絶縁能力を利用するもので、電気絶縁テ
ープ（８）は基本的には超電導クープル（２）とコンジ
ット（５）の間のスペーサの役をなし、間ＫＨｅを確保
するものである。
絶対温度４に付近での冷媒Ｈ’ｅの電気絶縁能力は著し
く高く、１＋ｗ当り１０〜２０ ｋＶの耐電圧能力を有
する。しかも固体絶縁と異なり、くり返し電圧が印加さ
れても絶縁劣化することがない。この実施例は、以上の
すぐれたＨｅの絶縁能力を利用するもので、電気絶縁テ
ープ（８）は基本的には超電導クープル（２）とコンジ
ット（５）の間のスペーサの役をなし、間ＫＨｅを確保
するものである。
さらに、コンジット（５）には超電導コイルのａｍが変
動したときに誘導性電圧が作用するので、コンジット（
５）を電圧検出のためのピックアップコイルとして使用
することもできるという副次効果がある。
動したときに誘導性電圧が作用するので、コンジット（
５）を電圧検出のためのピックアップコイルとして使用
することもできるという副次効果がある。
この発明は、以上の説明から明らかなように、超電導ケ
ーブルと、金属博労とコンジット間にサブチャネルを形
成して冷媒を通したので、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。
ーブルと、金属博労とコンジット間にサブチャネルを形
成して冷媒を通したので、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。
また、この発明の別の発明は、超電導ケーブルを電気絶
縁テープでくるみ、コンジットと絶縁したので、電気絶
縁性能を著しく向上することができる・
縁テープでくるみ、コンジットと絶縁したので、電気絶
縁性能を著しく向上することができる・
第１図はこの発明の一実施例の一部切欠き斜視図、第２
図は他の実施例の倒断面図、第３図、第４図は従来の超
電導導体のそれぞれ横断面図および一部切欠き斜視図で
ある。 （１）・・超電導素線、（２）・・超電導ケーブル、（
３）・・冷媒通路、（４）・・金属薄帯、（５）・−コ
ンジツ） 、 （６）・・超電導導体、（７）・・サブ
チャネル、（８）φ・電気絶縁テープ。 なお、各図中、向−符号は同−又は相当部分を示す。
図は他の実施例の倒断面図、第３図、第４図は従来の超
電導導体のそれぞれ横断面図および一部切欠き斜視図で
ある。 （１）・・超電導素線、（２）・・超電導ケーブル、（
３）・・冷媒通路、（４）・・金属薄帯、（５）・−コ
ンジツ） 、 （６）・・超電導導体、（７）・・サブ
チャネル、（８）φ・電気絶縁テープ。 なお、各図中、向−符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （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薄帯と、
この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、前記薄帯は薄帯間に間隔をもつて巻かれ
ていることを特徴とする超電導導体。 - （２）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薄帯と、
この薄帯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、電気絶縁テープでなる前記薄帯を備えてなるこ
とを特徴とする超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63089302A JPH01264112A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63089302A JPH01264112A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264112A true JPH01264112A (ja) | 1989-10-20 |
Family
ID=13966874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63089302A Pending JPH01264112A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01264112A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04132108A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｎｂ↓３Ａｌ系超電導導体 |
| KR100683132B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2007-02-15 | 한국기초과학지원연구원 | 관내연선도체의 권선장치 및 그 권선방법 |
-
1988
- 1988-04-13 JP JP63089302A patent/JPH01264112A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04132108A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｎｂ↓３Ａｌ系超電導導体 |
| KR100683132B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2007-02-15 | 한국기초과학지원연구원 | 관내연선도체의 권선장치 및 그 권선방법 |
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