JPH04319208A - 超電導多芯複合ビレット及びその製造方法 - Google Patents

超電導多芯複合ビレット及びその製造方法

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JPH04319208A
JPH04319208A JP3115347A JP11534791A JPH04319208A JP H04319208 A JPH04319208 A JP H04319208A JP 3115347 A JP3115347 A JP 3115347A JP 11534791 A JP11534791 A JP 11534791A JP H04319208 A JPH04319208 A JP H04319208A
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JP
Japan
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superconducting
metal
ring
metal tube
assembly
Prior art date
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Pending
Application number
JP3115347A
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English (en)
Inventor
Keizo Kosugi
小杉 恵三
Yoshinori Nagasu
義則 長洲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、安定化材となす金属製
管内に多数本の超電導素線が整列配置して挿入された超
電導多芯複合ビレットとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】超電導線は、熱・電気伝導性に優れた金
属マトリックス中にNb−Ti等の超電導フィラメント
を多数本複合したものであって、その製造は、例えば銅
マトリックス中にNb−Ti合金線材を複合した超電導
素線を多数本、安定化材となす金属製管内に1本づつ又
は複数本一緒に整列配置させながら挿入して超電導多芯
複合ビレット(以下複合ビレットと略記する。)となし
、次いでこの複合ビレットを熱間押出や冷間伸線等の加
工法により所定形状に加工してなされていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、超電
導線の特性向上の一環として、多芯超電導線の芯数が増
加する傾向にあり、それに伴い金属製管内に充填する超
電導素線にはより細い超電導素線が使われるようになっ
た。その結果、超電導素線を金属製管内に整列配置する
のが難しくなり、超電導素線同士がクロスする部分が生
じ、このクロスした部分は伸線加工していくと、フィラ
メントがくびれてソーセージング現象を起こしたり、更
にはフィラメントの断線率が増加して超電導特性が低下
し、遂には超電導線そのものが断線してしまうというよ
うな問題があった。又前記のクロスは組立後に複合ビレ
ットを運搬したりして振動を与えた場合にも発生するも
のであった。このようなことから、超電導素線を整列配
置し易いように、多数本の超電導素線を複数のブロック
に分割し、超電導素線をブロック毎に整列配置してブロ
ック集合体となし、このブロック集合体を金属製管内に
挿入して充填する方法が提案された。しかしながら、こ
のブロック集合体は、挿入の際の端部のバラケを防止す
る為、ブロック集合体を結束したり、又挿入後結束線を
取り除いたりする手間がかかるものであった。又結束線
を残したままにしておくと多数の結束線が超電導素線間
に介在し、これを加工していくと超電導フィラメントに
キンク(屈曲)部分が多数生じて超電導特性が低下して
しまうという問題があった。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明はかかる状況に鑑み
鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的とする
ところは、多数本の超電導素線が整列配置した複合ビレ
ットとその製造方法を提供することにある。即ち、請求
項1の発明は、安定化材となす金属製管内に多数本の超
電導素線を集合して挿入し、前記金属製管の両端に金属
製蓋を被せた超電導多芯複合ビレットにおいて、前記超
電導素線集合体が、前記集合体の少なくとも一端に金属
製リングを装着して拘束されていることを特徴とするも
のである。
【0005】以下に本発明の複合ビレットを図を参照し
て具体的に説明する。図1イ〜ハは本発明の複合ビレッ
トの態様例を示すそれぞれ縦断面説明図である。図イに
示した複合ビレットは、安定化材となす金属製管1内に
超電導素線集合体2を挿入し、両端に金属製蓋3を被せ
たもので、超電導素線集合体2は、その両端に金属製リ
ング4を装着して拘束されている。図ロに示した複合ビ
レットは、超電導素線集合体2の両端を含む4箇所に金
属製リング4を装着して、前記集合体2をより強力に拘
束したものである。図ハに示した複合ビレットは、超電
導素線集合体2を、その一端にのみ金属製リング4を装
着して拘束したものである。この複合ビレットの金属製
管1内面は、金属製リング4の位置する部位が金属製リ
ング4の厚さ分だけ拡径されており超電導素線集合体2
と金属製管1内面とが密着するように設計されている。
【0006】請求項2及び請求項3の発明は、前記請求
項1の超電導多芯複合ビレットを製造する方法に関する
ものである。即ち、請求項2の発明は、安定化材となす
金属製管内に超電導素線を多数本挿入し、前記金属製管
の両端に金属製蓋を被せる超電導多芯複合ビレットの製
造方法において、多数本の超電導素線を集合し、この超
電導素線集合体の少なくとも両端に金属製リングを装着
し、次いでこの超電導素線集合体を金属製管内に挿入し
、しかるのち金属製リングを超電導素線集合体に装着し
たまま金属製管の両端に金属製蓋を被せることを特徴と
するものである。
【0007】又、請求項3の発明は、安定化材となす金
属製管内に超電導素線を多数本挿入し、前記金属製管の
両端に金属製蓋を被せる超電導多芯複合ビレットの製造
方法において、多数本の超電導素線を集合し、この超電
導素線集合体の一端に金属製リングを、他端に分割型ダ
ミーリングをそれぞれ装着し、次いでこの超電導素線集
合体を、分割型ダミーリングを装着した側の超電導素線
集合体を、分割型ダミーリングを金属製リング側にずら
しながら金属製管内に挿入し、挿入の中間乃至最終段階
で分割型ダミーリングを超電導素線集合体から取り外し
、しかるのち金属製リングを超電導素線集合体に装着し
たまま金属製管の両端に金属製蓋を被せることを特徴と
するものである。
【0008】以下に請求項2の発明方法を図を参照して
具体的に説明する。図2イ〜ハはこの発明方法の態様例
を示す工程説明図である。金属製リング4を2個、充填
しようとする超電導素線5の長さよりやや短い間隔をあ
けて同軸状態に設置し、この2個の金属製リング4内に
超電導素線5を整列配置し(図イ)、更に超電導素線5
を金属製リング1内に整列配置していって、超電導素線
5を金属製リング内に充填して超電導素線集合体2を形
成する(図ロ)。しかるのち、この集合体2を金属製リ
ング4を装着したまま金属製管1内に挿入し、金属製リ
ング4を装着させたまま金属製管1の両端に金属製蓋3
をして複合ビレットとなす(図ハ)。尚、超電導素線集
合体を金属製管内に挿入するのに、前記集合体を縦に配
置し、上方から金属製管を降下させて挿入すると作業が
容易にできる。又金属製リングは超電導素線の両端に設
置する他、中間部分にも、超電導素線の長さに合わせて
任意の数設置することができる。このように金属製リン
グを所定間隔あけて設置し、この金属製リングの中に超
電導素線を配置する方法によると各々の金属製リングの
間隙から配列状態を監視し修正できるので超電導素線の
整列配置が容易にできる。又、超電導素線集合体に金属
製リングを装着する方法としては、図2に説明した方法
の他に、内断面形状がU字状の両端開放型の枠体の中に
多数本の超電導素線を整列配置して超電導素線集合体と
なし、前記超電導素線集合体の前記枠体の両端よりはみ
出た両端部分に金属製リングを装着して超電導素線集合
体を拘束する方法等任意の方法が適用される。
【0009】請求項3の発明方法は、複合ビレット内の
超電導素線集合体を1個の金属製リングで拘束するよう
にした複合ビレットの製造方法である。以下にこの発明
方法を図を参照して具体的に説明する。図3はこの発明
方法の態様例を示す工程説明図である。超電導素線集合
体2の一端に金属製リング4を、他端に分割型ダミーリ
ング6をそれぞれ装着し(図イ)、前記分割型ダミーリ
ング6を金属製リング4側にずらしながら超電導素線集
合体2を金属製管1内に徐々に挿入していき(図ロ)、
挿入の中間乃至最終段階で分割型ダミーリング6を超電
導素線集合体2から取り外し(図ハ)、金属製リング4
は超電導素線集合体2に装着したままにして、金属製管
1の両端に金属製蓋3を被せて複合ビレットが製造され
る(図ニ)。この発明方法において、分割型ダミーリン
グは、超電導素線集合体を金属製管内に挿入する際、超
電導素線集合体がバラケないように拘束する作用を果た
すもので、挿入の適当な段階で超電導素線集合体から取
り外す。従って、複合ビレット内の超電導素線集合体は
、その一端に装着した1個の金属製リングによって拘束
される。
【0010】本発明において、超電導素線には、銅等の
金属マトリックス中にNb−Ti等の超電導フィラメン
トを1本又は複数本複合したものが用いられる。又前記
超電導素線には六角線や丸線等任意の形状のものが用い
られる。又前記超電導素線の集合体に装着する金属製リ
ングには、前記集合体を挿入する金属製管の材料と同じ
材料を用いるのが加工性等の上から好ましい。又金属製
リングの内面形状は、超電導素線集合体を充填する金属
製管の内面形状に相似な形状となし、その外径は金属製
管の内径以下とし、且つ厚さはできるだけ薄くして超電
導素線の金属製管内の充填密度を高めるようにすること
が好ましい。又請求項3の発明で用いる分割型ダミーリ
ングは、例えば、図4イ〜ハにその正面図を示したよう
に、2分割型(図イ),3分割型(図ロ),4分割型(
図ハ)等任意の分割数のものが用いられ、各々の分割片
7同士はボルト8で連結される。そしてこの分割型ダミ
ーリングの内面形状は分割型ダミーリングの分割数,分
割片の形状、ボルト8の締め具合等によって調節するこ
とができる。
【0011】
【作用】本発明の複合ビレットは、少なくとも一端が金
属製リングで拘束されているので、運搬中等に整列配置
した超電導素線集合体が崩れて超電導素線同士がクロス
するようなことがない。又本発明方法では、超電導素線
集合体を、超電導素線集合体の端部に金属製リング又は
分割型ダミーリングを装着し、前者は装着したまま、後
者は手前にずらしながら、超電導素線集合体を金属製管
内に挿入するので、前記集合体がバラケたりせず、超電
導素線集合体を整列配置した状態で挿入できる。  又
金属製リングは超電導素線集合体の外周に装着するので
、後工程の伸線加工等で超電導素線にキンクを生じるよ
うなことがない。又金属製リングは金属製管内に残した
まま金属製蓋をして複合ビレットとなすので、金属製リ
ングを外す手間が省ける。
【0012】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明する
。 実施例1 外径200mm,内径185mm,長さ10mmの銅製
リング2個を、830mmの間隔をあけて同軸状態に設
置し、この2個の金属製リング内に、銅マトリックス中
に断面円形のNb−Ti系超電導合金線材を複合した、
対辺2.53mm,長さ860mmの超電導六角素線(
銅比0.6)を4500本整列配置した。しかるのち、
この拘束集合体を外径246mm,内径190mm,長
さ900mmの金属製管内に挿入した。次いで、金属製
管の内部を真空脱気し、両端に無酸素銅製の蓋を溶接し
封着した。しかるのち、これに450℃×1Hr,15
00気圧の条件でHIP処理を施して外径234mmφ
の複合ビレットを製造した。
【0013】実施例2 金属製リングを4個用いた他は、実施例1と同じ方法に
より複合ビレットを製造した。 実施例3 2個の銅製リングのうちの1個のリングを3分割型ダミ
ーリングに代えて、超電導素線の拘束集合体を作製し、
この拘束集合体を、図3に示したのと同じ方法により金
属製管内に挿入した他は、実施例1と同じ方法により複
合ビレットを製造した。 実施例4 超電導素線に、銅マトリックス中にNb−Ti系超電導
合金線材を複合した、2.3mmφ,長さ860mmの
超電導丸素線を4500本用いた他は、実施例1と同じ
方法により複合ビレットを製造した。
【0014】比較例1 超電導六角素線を金属製管内に直接配置した他は、実施
例1と同じ方法により複合ビレットを製造した。 比較例2 超電導丸素線を金属製管内に直接配置した他は、実施例
4と同じ方法により複合ビレットを製造した。 比較例3 超電導丸素線を等分割して23のブロックに分け、各々
のブロックの両端部分を0.2mmφの無酸素銅線で結
束して、この結束体をそのまま金属製管内に挿入した他
は、比較例2と同じ方法により複合ビレットを製造した
【0015】このようにして製造した各々の複合ビレッ
トを75mmφに熱間押出しし、次いでこの熱間押出し
材を適宜時効熱処理を施しながら、スエージャー及び伸
線加工して、0.65mmφの多芯超電導線となした。 次に、前記の各々の多芯超電導線について、液体He中
(4.2K)にて、5Tの磁場を掛けて臨界電流密度(
Jc)を測定した。又75mmφの熱間押出し材につい
て、Nb−Tiフィラメントの異常変形度を計測し、又
伸線加工工程での1断線当たりの伸線量を調べた。結果
は表1に示した。尚、異常変形度はフィラメント断面の
周囲長さを、真円フィラメントの円周長さで除した値で
表した。
【0016】
【表1】
【0017】表1より明らかなように、本発明例品(N
o1〜4)は、Jcが高く、しかも異常変形度も1に近
い良好なものであった。又1断線当たりの伸線量が3.
5〜4.1Kgで伸線性に優れるものであった。これに
対し、比較例品(No5〜7)は、Jcが低く、しかも
フィラメントの断面形状は、異常変形度が1.3〜1.
8と真円から掛け離れた歪んだ形状のものであった。又
1断線当たりの伸線量は1.9〜2.5Kgと低い値の
ものであった。これは超電導素線が金属製管内に整列配
置されずにクロスを生じたり、超電導素線集合体を金属
製管内に挿入する際にバラケたり、或いは複合ビレット
を運搬中にクロスを生じたりした為である。尚、全般に
、超電導素線に六角素線を用いたものの方が、丸素線を
用いたものよりJc等の特性が高いのは、充填密度の差
によるものである。
【0018】
【効果】以上述べたように、本発明の複合ビレットは、
多数本の超電導素線が整列配置したもので、この複合ビ
レットを加工して得られる多芯超電導線は、Jc等の超
電導特性に優れたものとなる。又本発明の複合ビレット
の製造方法によれば、前記の多数本の超電導素線が整列
配置した複合ビレットを容易に製造することができ、工
業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合ビレットの態様例を示す縦断面説
明図である。
【図2】本発明の複合ビレットの製造方法の態様例を示
す工程説明図である。
【図3】本発明の複合ビレットの製造方法の他の態様例
を示す工程説明図である。
【図4】本発明の複合ビレットの製造方法で用いる分割
型ダミーリングの態様例を示す正面図である。
【符号の説明】
1  安定化材となす金属製管 2  超電導素線集合体 3  金属製蓋 4  金属製リング 5  超電導素線 6  分割型ダミーリング 7  分割型ダミーリングの分割片 8  ボルト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  安定化材となす金属製管内に多数本の
    超電導素線を集合して挿入し、前記金属製管の両端に金
    属製蓋を被せた超電導多芯複合ビレットにおいて、前記
    超電導素線集合体が、前記集合体の少なくとも一端に金
    属製リングを装着して拘束されていることを特徴とする
    超電導多芯複合ビレット。
  2. 【請求項2】  安定化材となす金属製管内に超電導素
    線を多数本挿入し、前記金属製管の両端に金属製蓋を被
    せる超電導多芯複合ビレットの製造方法において、多数
    本の超電導素線を集合し、この超電導素線集合体の少な
    くとも両端に金属製リングを装着し、次いでこの超電導
    素線集合体を金属製管内に挿入し、しかるのち金属製リ
    ングを超電導素線集合体に装着したまま金属製管の両端
    に蓋を被せることを特徴とする超電導多芯複合ビレット
    の製造方法。
  3. 【請求項3】  安定化材となす金属製管内に超電導素
    線を多数本挿入し、前記金属製管の両端に金属製蓋を被
    せる超電導多芯複合ビレットの製造方法において、多数
    本の超電導素線を集合し、この超電導素線集合体の一端
    に金属製リングを、他端に分割型ダミーリングをそれぞ
    れ装着し、次いでこの超電導素線集合体を、分割型ダミ
    ーリングを装着した側の超電導素線集合体を、分割型ダ
    ミーリングを金属製リング側にずらしながら金属製管内
    に挿入し、挿入の中間乃至最終段階で分割型ダミーリン
    グを超電導素線集合体から取り外し、しかるのち金属製
    リングを超電導素線集合体に装着したまま金属製管の両
    端に金属製蓋を被せることを特徴とする超電導多芯複合
    ビレットの製造方法。
JP3115347A 1991-04-18 1991-04-18 超電導多芯複合ビレット及びその製造方法 Pending JPH04319208A (ja)

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