JPH06168636A - 超電導導体 - Google Patents
超電導導体Info
- Publication number
- JPH06168636A JPH06168636A JP4317584A JP31758492A JPH06168636A JP H06168636 A JPH06168636 A JP H06168636A JP 4317584 A JP4317584 A JP 4317584A JP 31758492 A JP31758492 A JP 31758492A JP H06168636 A JPH06168636 A JP H06168636A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conduit
- superconducting
- conductor
- wire
- space
- 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】
【目的】 本発明は、コンジット内の超電導素線の動き
を防ぐとともに冷媒流路を確保し、冷却特性の優れた安
定性の高い超電導導体を提供することにある。 【構成】 本発明は、金属合金系もしくは化合物系の超
電導線を複数本撚り合わせて外管に収納し、超電導線相
互間の空間および、超電導線と外管との空間に冷媒を流
すケーブル・イン・コンジット型強制冷却導体におい
て、コンジットを２重構造にし、内側のコンジット（６
ａ）は、コンジット壁面の導体長手方向に多数穴（９）
を貫通させるとともにコンジット内ボイド率を30％以下
に圧縮成形して構成し、また内側のコンジット（６ａ）
に外接するように外側のコンジット（６ｂ）を配置し、
圧縮成形して構成し、超電導素線の動きを完全に拘束し
かつ冷媒流路を確保する。
を防ぐとともに冷媒流路を確保し、冷却特性の優れた安
定性の高い超電導導体を提供することにある。 【構成】 本発明は、金属合金系もしくは化合物系の超
電導線を複数本撚り合わせて外管に収納し、超電導線相
互間の空間および、超電導線と外管との空間に冷媒を流
すケーブル・イン・コンジット型強制冷却導体におい
て、コンジットを２重構造にし、内側のコンジット（６
ａ）は、コンジット壁面の導体長手方向に多数穴（９）
を貫通させるとともにコンジット内ボイド率を30％以下
に圧縮成形して構成し、また内側のコンジット（６ａ）
に外接するように外側のコンジット（６ｂ）を配置し、
圧縮成形して構成し、超電導素線の動きを完全に拘束し
かつ冷媒流路を確保する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導線を複数本撚り
合わせて外管に収納し、超電導線相互間の空間および、
超電導線と外管との空間に冷媒を流すケーブル・イン・
コンジット型強制冷却導体の超電導安定性を向上させた
超電導導体に関する。
合わせて外管に収納し、超電導線相互間の空間および、
超電導線と外管との空間に冷媒を流すケーブル・イン・
コンジット型強制冷却導体の超電導安定性を向上させた
超電導導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】超臨界ヘリウムのような単相流、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
導体には、ホロー導体、ケーブル・イン・コンジット導
体およびそれらを組合わせた導体などがある。ホロー導
体は極細多芯超電導線を多数本集合して半田等の安定化
材とともに一体化し、その中央部分に穴を開けて冷媒で
あるヘリウムを圧送できるように構成されている。ま
た、ケーブル・イン・コンジット導体８は、図２に示す
ようにＮｂＴｉやＮｂ3 Ｓｎの極細多芯超電導線１を数
本ずつ撚り合わせて２次撚線２、３次撚線３、４次撚線
４、５次撚線５とケーブル状に多重撚りし、ＳＵＳ材や
インコロイ材、Ｔｉ材またはそれらの合金等からなる強
固なコンジット（管）６内に収め、超電導素線以外のコ
ンジット６内壁とで囲まれた空間７に冷媒が流れるよう
に構成されている。（米国特許第4,336,420 号明細書：
Jun.22,1982,参照）。
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
導体には、ホロー導体、ケーブル・イン・コンジット導
体およびそれらを組合わせた導体などがある。ホロー導
体は極細多芯超電導線を多数本集合して半田等の安定化
材とともに一体化し、その中央部分に穴を開けて冷媒で
あるヘリウムを圧送できるように構成されている。ま
た、ケーブル・イン・コンジット導体８は、図２に示す
ようにＮｂＴｉやＮｂ3 Ｓｎの極細多芯超電導線１を数
本ずつ撚り合わせて２次撚線２、３次撚線３、４次撚線
４、５次撚線５とケーブル状に多重撚りし、ＳＵＳ材や
インコロイ材、Ｔｉ材またはそれらの合金等からなる強
固なコンジット（管）６内に収め、超電導素線以外のコ
ンジット６内壁とで囲まれた空間７に冷媒が流れるよう
に構成されている。（米国特許第4,336,420 号明細書：
Jun.22,1982,参照）。
【０００３】この種の超電導導体は、コンジット６内の
超電導導体１が電磁力によってコンジット内６で動くこ
とにより発熱し、素線温度が上昇して超電導破壊（クエ
ンチ）する事を防ぐため、超電導素線１の表面に半田を
薄くコーティングし、撚線時にお互い点接触、線接触し
た部分で半田付け固定して動かないようにしている。ま
た、撚線を数回束ねたケーブルに対してその外周を熱伝
導特性の良好な高電気抵抗材で覆うことにより素線の動
きを拘束している。さらに、コンジット内のケーブル空
間の断面積に対する冷媒流路面積の占める割合（以下ボ
イド率と称する）をできるだけ小さくなるように（一般
には35〜40％前後）管径をしごいて小さくしていた。
超電導導体１が電磁力によってコンジット内６で動くこ
とにより発熱し、素線温度が上昇して超電導破壊（クエ
ンチ）する事を防ぐため、超電導素線１の表面に半田を
薄くコーティングし、撚線時にお互い点接触、線接触し
た部分で半田付け固定して動かないようにしている。ま
た、撚線を数回束ねたケーブルに対してその外周を熱伝
導特性の良好な高電気抵抗材で覆うことにより素線の動
きを拘束している。さらに、コンジット内のケーブル空
間の断面積に対する冷媒流路面積の占める割合（以下ボ
イド率と称する）をできるだけ小さくなるように（一般
には35〜40％前後）管径をしごいて小さくしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の超電導導体では、コンジット内の超電導素線は半田コ
ーティングされていて超電導素線の動きは拘束される
が、超電導素線間の電気的接続のため変動磁界に対する
結合損失が大きく、この内部発熱のためクエンチに至る
ことがあるため、電気的に素線間を結合せずに単に撚り
合わせることによってのみ固定すると、曲げ径の異なる
箇所や、電磁力の強大な箇所では素線が動き易くなると
いう欠点があった。
の超電導導体では、コンジット内の超電導素線は半田コ
ーティングされていて超電導素線の動きは拘束される
が、超電導素線間の電気的接続のため変動磁界に対する
結合損失が大きく、この内部発熱のためクエンチに至る
ことがあるため、電気的に素線間を結合せずに単に撚り
合わせることによってのみ固定すると、曲げ径の異なる
箇所や、電磁力の強大な箇所では素線が動き易くなると
いう欠点があった。
【０００５】そこで、従来の超電導導体では素線の動き
易さを防ぐためボイド率を極力小さくしているが、導体
製造時の素線の断線や水力直径が小さくなるため圧力損
失が増大し、ひいては循環ポンプの損失が非常に大きく
なったり、圧損による温度上昇で冷媒の温度が高くなる
などの別の欠点が生じた。
易さを防ぐためボイド率を極力小さくしているが、導体
製造時の素線の断線や水力直径が小さくなるため圧力損
失が増大し、ひいては循環ポンプの損失が非常に大きく
なったり、圧損による温度上昇で冷媒の温度が高くなる
などの別の欠点が生じた。
【０００６】上述したような欠点を補う方法として、超
電導素線の外周に半田付け固定する代りに接着剤を塗布
してお互いに接着したもの（特開平2-297808号公報）が
提案されているが、この方法では素線同士を互いに接着
する際、超電導素線間の冷媒流路が塞がってしまい、冷
媒が流れなくなり著しい冷却特性の劣化を招き、ひいて
は、クエンチ（超電導破壊）を生じるという問題があっ
た。また２次撚線の外周に熱硬化型の絶縁テープをスパ
イラル状に巻回したもの（特開平4-17293 号公報）が提
案されているが、Ｎｂ3 Ｓｎのような化合物系の超電導
線材を用いる場合は、コンジットに超電導撚線を収納し
た後、超電導物質生成のための熱処理（600 〜700 ℃）
を行うため、熱硬化型の絶縁テープや接着剤は、蒸発し
てしまい超電導素線同士の固定の役目を果たさなくな
り、素線の動きに起因したクエンチ（超電導破壊）を防
止することができないという問題があった。
電導素線の外周に半田付け固定する代りに接着剤を塗布
してお互いに接着したもの（特開平2-297808号公報）が
提案されているが、この方法では素線同士を互いに接着
する際、超電導素線間の冷媒流路が塞がってしまい、冷
媒が流れなくなり著しい冷却特性の劣化を招き、ひいて
は、クエンチ（超電導破壊）を生じるという問題があっ
た。また２次撚線の外周に熱硬化型の絶縁テープをスパ
イラル状に巻回したもの（特開平4-17293 号公報）が提
案されているが、Ｎｂ3 Ｓｎのような化合物系の超電導
線材を用いる場合は、コンジットに超電導撚線を収納し
た後、超電導物質生成のための熱処理（600 〜700 ℃）
を行うため、熱硬化型の絶縁テープや接着剤は、蒸発し
てしまい超電導素線同士の固定の役目を果たさなくな
り、素線の動きに起因したクエンチ（超電導破壊）を防
止することができないという問題があった。
【０００７】そこで本発明は、上記問題を解決するため
になされたもので、その目的は、コンジット内の超電導
素線の動きを防ぐとともに冷媒流路を確保し、冷却特性
の優れた安定性の高い超電導導体を提供することにあ
る。
になされたもので、その目的は、コンジット内の超電導
素線の動きを防ぐとともに冷媒流路を確保し、冷却特性
の優れた安定性の高い超電導導体を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の超電導導体は、
ケーブル・イン・コンジット型強制冷却導体において、
コンジットを２重構造にし、内側のコンジットは、コン
ジット壁面の導体長手方向に多数穴を貫通させるととも
に、好ましくはコンジット内ボイド率を35％以下に圧縮
成形して構成し、また内側のコンジットに外接するよう
に外側のコンジットを配置、圧縮成形して構成する。
ケーブル・イン・コンジット型強制冷却導体において、
コンジットを２重構造にし、内側のコンジットは、コン
ジット壁面の導体長手方向に多数穴を貫通させるととも
に、好ましくはコンジット内ボイド率を35％以下に圧縮
成形して構成し、また内側のコンジットに外接するよう
に外側のコンジットを配置、圧縮成形して構成する。
【０００９】
【作用】本発明の超電導導体によれば、超電導素線の動
きを完全に拘束しかつ冷媒流路を確保しているので優れ
た超電導安定性が得られる。
きを完全に拘束しかつ冷媒流路を確保しているので優れ
た超電導安定性が得られる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例を図１を参照して説明
する。
する。
【００１１】図１（ａ）は本発明の一実施例の断面図で
あり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の拡大図である。
図１において、１は超電導素線であり、ＮｂＴｉやＮｂ
3 Ｓｎの極細多芯超電導線をＣｕやＡｌ等の安定化材で
囲み、さらに必要に応じて電気絶縁材を挿入する。この
超電導素線１は、図２に示す従来例と同様に多数回撚線
され、サブケーブル10を構成し、内側コンジット６ａ内
に挿入後、圧縮成形される。内側コンジット６ａの壁面
外周には導体長手方向に多数貫通穴９を設けてある。内
側コンジット６ａは、さらに外側コンジット６ｂ内に挿
入した後、内側コンジット６ａと外側コンジット６ｂに
内接するよう圧縮成形される。ここで内側コンジット６
ａと外側コンジット６ｂとは断面形状を変えてあり、内
側コンジット６ａと外側コンジット６ｂとで囲まれた空
間７に冷媒が流れるように構成する。
あり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の拡大図である。
図１において、１は超電導素線であり、ＮｂＴｉやＮｂ
3 Ｓｎの極細多芯超電導線をＣｕやＡｌ等の安定化材で
囲み、さらに必要に応じて電気絶縁材を挿入する。この
超電導素線１は、図２に示す従来例と同様に多数回撚線
され、サブケーブル10を構成し、内側コンジット６ａ内
に挿入後、圧縮成形される。内側コンジット６ａの壁面
外周には導体長手方向に多数貫通穴９を設けてある。内
側コンジット６ａは、さらに外側コンジット６ｂ内に挿
入した後、内側コンジット６ａと外側コンジット６ｂに
内接するよう圧縮成形される。ここで内側コンジット６
ａと外側コンジット６ｂとは断面形状を変えてあり、内
側コンジット６ａと外側コンジット６ｂとで囲まれた空
間７に冷媒が流れるように構成する。
【００１２】本実施例の場合、サブケーブル10を多数本
撚線してコンジット６ａに収納し、コンジット６ａ内の
超電導素線１が動かないようにボイド率を従来の35〜40
％前後以下、好ましくは35％以下の低ボイド率までダイ
ス引きして内側コンジット導体を製作する。化合物系超
電導線材Ｎｂ3 Ｓｎを用いた超電導素線１の場合は、ダ
イズ引きによる超電導特性の劣化を防ぐため、ダイス引
き後熱処理し超電導材を生成する。ここでダイス引きに
よる超電導撚線の断線を防ぐため、内側コンジット６ａ
の肉厚を従来のコンジットよりも薄くし剛性を小さくし
ておく。また図１（ｂ）に示すように、ボイド部分に窒
化アルミのような電気絶縁性の高い、高熱伝導率を有す
る材料を充填して含浸してもよい。
撚線してコンジット６ａに収納し、コンジット６ａ内の
超電導素線１が動かないようにボイド率を従来の35〜40
％前後以下、好ましくは35％以下の低ボイド率までダイ
ス引きして内側コンジット導体を製作する。化合物系超
電導線材Ｎｂ3 Ｓｎを用いた超電導素線１の場合は、ダ
イズ引きによる超電導特性の劣化を防ぐため、ダイス引
き後熱処理し超電導材を生成する。ここでダイス引きに
よる超電導撚線の断線を防ぐため、内側コンジット６ａ
の肉厚を従来のコンジットよりも薄くし剛性を小さくし
ておく。また図１（ｂ）に示すように、ボイド部分に窒
化アルミのような電気絶縁性の高い、高熱伝導率を有す
る材料を充填して含浸してもよい。
【００１３】ボイド率を従来より小さくすることにより
コンジット内６ａでの超電導素線１の動きを拘束するこ
とができる。またボイド率を小さくすることにより冷媒
が流れにくくなるため、内側コンジット６ａと外側コン
ジット６ｂとの間に積極的に空間７を設け、冷媒流路と
することで圧力損失を小さくできる。また内側コンジッ
ト６ａに穴９を設けて、仮に超電導素線同士が動いて擦
れ、摩擦発熱しても空間７を流れる冷媒が穴９を介して
内側コンジット６ａ内の超電導素線１を冷却し、熱的に
安定に動作することができる。
コンジット内６ａでの超電導素線１の動きを拘束するこ
とができる。またボイド率を小さくすることにより冷媒
が流れにくくなるため、内側コンジット６ａと外側コン
ジット６ｂとの間に積極的に空間７を設け、冷媒流路と
することで圧力損失を小さくできる。また内側コンジッ
ト６ａに穴９を設けて、仮に超電導素線同士が動いて擦
れ、摩擦発熱しても空間７を流れる冷媒が穴９を介して
内側コンジット６ａ内の超電導素線１を冷却し、熱的に
安定に動作することができる。
【００１４】なお、上記実施例では、内側コンジットと
超電導素線間との空間をできるだけ狭くして超電導素線
の動きを拘束したが、空間を例えばエポキシ樹脂や熱伝
導率の良好なワニスで完全に超電導素線の動きを拘束し
ても同等の効果が得られる。また、内側コンジットと外
側コンジットの断面形状はそれぞれ円断面と矩形断面で
あるが、その逆、またはそれ以外の例えば、多角形断面
形状の組み合わせでも何ら本発明の効果を損なうもので
はない。
超電導素線間との空間をできるだけ狭くして超電導素線
の動きを拘束したが、空間を例えばエポキシ樹脂や熱伝
導率の良好なワニスで完全に超電導素線の動きを拘束し
ても同等の効果が得られる。また、内側コンジットと外
側コンジットの断面形状はそれぞれ円断面と矩形断面で
あるが、その逆、またはそれ以外の例えば、多角形断面
形状の組み合わせでも何ら本発明の効果を損なうもので
はない。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればコ
ンジット内の超電導素線の動きを防ぐとともに冷媒流路
を確保できるので冷却特性の優れた超電導安全性の高い
強制冷却型の超電導導体を提供することができる。
ンジット内の超電導素線の動きを防ぐとともに冷媒流路
を確保できるので冷却特性の優れた超電導安全性の高い
強制冷却型の超電導導体を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すもので、図１（ａ）は
本発明の一実施例の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の
Ａ部の拡大図。
本発明の一実施例の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の
Ａ部の拡大図。
【図２】従来の超電導導体の製作工程を示す図。
１…超電導素線、６ａ…内側コンジット、６ｂ…外側コ
ンジット、７…空間、９…穴、11…窒化アルミ
ンジット、７…空間、９…穴、11…窒化アルミ
Claims (2)
- 【請求項１】 金属合金系もしくは化合物系の超電導線
を複数本撚り合わせて外管（コンジット）内に収納し、
超電導線相互間の空間および超電導線とコンジットとの
空間に冷媒流路を形成したケーブル・イン・コンジット
型の超電導導体において、コンジットを壁面に複数の貫
通穴を有する内側コンジットとこの内側コンジットに外
接する外側コンジットから成る二重構造とし、前記内側
コンジット内に35％以下のボイド率（コンジット内のケ
ーブル空間の断面積に対する冷媒流路面積の占める割
合）で超電導線を収めたことを特徴とする超電導導体。 - 【請求項２】 内側コンジット内の空間を電気絶縁性が
高く、かつ熱伝導率の高い含浸材で満たしたことを特徴
とする請求項１に記載の超電導導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4317584A JPH06168636A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 超電導導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4317584A JPH06168636A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 超電導導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168636A true JPH06168636A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18089869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4317584A Pending JPH06168636A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 超電導導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06168636A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58162008A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 強制冷却型超電導線 |
| JPS607012A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | 株式会社東芝 | 強制冷却用合金系超電導導体 |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP4317584A patent/JPH06168636A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58162008A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 強制冷却型超電導線 |
| JPS607012A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | 株式会社東芝 | 強制冷却用合金系超電導導体 |
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