JPH08298208A - 高温超電導導体巻線 - Google Patents
高温超電導導体巻線Info
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- JPH08298208A JPH08298208A JP10342195A JP10342195A JPH08298208A JP H08298208 A JPH08298208 A JP H08298208A JP 10342195 A JP10342195 A JP 10342195A JP 10342195 A JP10342195 A JP 10342195A JP H08298208 A JPH08298208 A JP H08298208A
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Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属シースで被覆されたテープ状の高温超電
導線が、ダブルパンケーキコイルの形に巻線され、その
ダブルパンケーキコイルは、第１および第２のパンケー
キ部分と前記第１の第２のパンケーキ部分の間に設けら
れた渡りの部分とを有する高温超電導導体巻線におい
て、臨界電流密度の低下に繋がる渡りの部分におけるせ
ん断応力の発生を抑制することである。 【構成】 Ｗは金属シース線の幅、ｄは前記第１と第２
のパンケーキ部分間の距離、θは前記渡りの部分におけ
る縦方向の中心線と各パンケーキ部分の前記超電導線の
中心線とのなす角度とし、θは３０°以下、ｄは０．１
ｍｍ以上Ｗ以下、各パンケーキ部分の内径は１０ｍｍ以
上であることを特徴とする。
導線が、ダブルパンケーキコイルの形に巻線され、その
ダブルパンケーキコイルは、第１および第２のパンケー
キ部分と前記第１の第２のパンケーキ部分の間に設けら
れた渡りの部分とを有する高温超電導導体巻線におい
て、臨界電流密度の低下に繋がる渡りの部分におけるせ
ん断応力の発生を抑制することである。 【構成】 Ｗは金属シース線の幅、ｄは前記第１と第２
のパンケーキ部分間の距離、θは前記渡りの部分におけ
る縦方向の中心線と各パンケーキ部分の前記超電導線の
中心線とのなす角度とし、θは３０°以下、ｄは０．１
ｍｍ以上Ｗ以下、各パンケーキ部分の内径は１０ｍｍ以
上であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高温超電導導体巻線
に関するもので、特にこのような高温超電導の特性、と
りわけ臨界電流特性の向上に関するものである。
に関するもので、特にこのような高温超電導の特性、と
りわけ臨界電流特性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス系超電導体として知られて
いる高温超電導材料は、これを金属被覆した状態で組成
加工することにより、薄いテープ状となるように強加工
し、このような組成加工と熱処理とを組合せることによ
り、高い臨界電流密度が得られることがわかっている。
いる高温超電導材料は、これを金属被覆した状態で組成
加工することにより、薄いテープ状となるように強加工
し、このような組成加工と熱処理とを組合せることによ
り、高い臨界電流密度が得られることがわかっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなテープ状
の高温超電導線をたとえばコイルに応用しようとするに
は、これを巻線しなければならない。特に高温超電導線
がテープ状である場合には、これをダブルパンケーキコ
イルの形に巻線するのが適当である。
の高温超電導線をたとえばコイルに応用しようとするに
は、これを巻線しなければならない。特に高温超電導線
がテープ状である場合には、これをダブルパンケーキコ
イルの形に巻線するのが適当である。
【０００４】ところがダブルパンケーキコイルの場合、
１本の高温超電導線によって、２つのコイル部分を形成
することになるので、一方のコイル部分から他方のコイ
ル部分まで延びる渡りの部分が必要となってくる。しか
しながら、テープ状の高温超電導線を用いる場合、この
渡りの部分で必ず捻られるため、ここにせん断応力を受
け、それによって臨界電流密度が低下することがわかっ
た。
１本の高温超電導線によって、２つのコイル部分を形成
することになるので、一方のコイル部分から他方のコイ
ル部分まで延びる渡りの部分が必要となってくる。しか
しながら、テープ状の高温超電導線を用いる場合、この
渡りの部分で必ず捻られるため、ここにせん断応力を受
け、それによって臨界電流密度が低下することがわかっ
た。
【０００５】それゆえに、この発明の目的は上述したよ
うに、テープ状の高温超電導線が用いられるとき、臨界
電流密度の低下に繋がる渡りの部分におけるせん断応力
の発生を抑制できる、ダブルパンケーキコイルの形で巻
線された高温超電導導体巻線を提供しようとすることで
ある。
うに、テープ状の高温超電導線が用いられるとき、臨界
電流密度の低下に繋がる渡りの部分におけるせん断応力
の発生を抑制できる、ダブルパンケーキコイルの形で巻
線された高温超電導導体巻線を提供しようとすることで
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は金属シースで
被覆されたテープ状の高温超電導線がダブルパンケーキ
コイルの形に巻線された、高温超電導導体巻線に向けら
れるものであって、渡りの部分の長さが上述したせん断
応力、ひいては臨界電流密度と重要な関わりを持つこと
に注目したものである。渡りの部分の長さをＬとする
と、Ｌ＝（Ｗ＋ｄ）／ｓｉｎθで定義される。
被覆されたテープ状の高温超電導線がダブルパンケーキ
コイルの形に巻線された、高温超電導導体巻線に向けら
れるものであって、渡りの部分の長さが上述したせん断
応力、ひいては臨界電流密度と重要な関わりを持つこと
に注目したものである。渡りの部分の長さをＬとする
と、Ｌ＝（Ｗ＋ｄ）／ｓｉｎθで定義される。
【０００７】ここでＷは超電導線の幅、ｄは第１と第２
のパンケーキ部分間の距離、θは渡りの部分における縦
方向の中心線と各パンケーキ部分の超電導線の中心線と
のなす角度である。
のパンケーキ部分間の距離、θは渡りの部分における縦
方向の中心線と各パンケーキ部分の超電導線の中心線と
のなす角度である。
【０００８】すなわち、この発明では、上述した技術的
課題を解決するために、θは３０°以下、ｄは０．１ｍ
ｍ以上Ｗ以下、各パンケーキ部分の内径は１０ｍｍ以上
に選んだことが特徴である。
課題を解決するために、θは３０°以下、ｄは０．１ｍ
ｍ以上Ｗ以下、各パンケーキ部分の内径は１０ｍｍ以上
に選んだことが特徴である。
【０００９】また前記高温超電導線が直径１０ｍｍ以上
のボビンに巻線されてもよい。またこの発明に係る高温
超電導導体巻線において、前記高温超電導線は、マイ
カ、ガラス繊維などの無機物質、または４フッ化エチレ
ン、ポリイミド樹脂、フォルマール樹脂などの有機物か
らなる絶縁材料で被覆されてもよい。
のボビンに巻線されてもよい。またこの発明に係る高温
超電導導体巻線において、前記高温超電導線は、マイ
カ、ガラス繊維などの無機物質、または４フッ化エチレ
ン、ポリイミド樹脂、フォルマール樹脂などの有機物か
らなる絶縁材料で被覆されてもよい。
【００１０】
【発明の作用および効果】この発明によれば、θは３０
°以下、ｄは０．１ｍｍ以上Ｗ以下、各パンケーキ部分
の内径は１０ｍｍ以上とすることにより、渡りの部分で
のせん断応力の発生を抑制でき、それによって臨界電流
密度の低下を防止することができる。
°以下、ｄは０．１ｍｍ以上Ｗ以下、各パンケーキ部分
の内径は１０ｍｍ以上とすることにより、渡りの部分で
のせん断応力の発生を抑制でき、それによって臨界電流
密度の低下を防止することができる。
【００１１】この発明において、高温超電導線が絶縁被
覆されていると、特別な絶縁材を用いることなく、その
まま高温超電導線を巻線することができる。
覆されていると、特別な絶縁材を用いることなく、その
まま高温超電導線を巻線することができる。
【００１２】
【実施例】第１図および第２図は、この発明の一実施例
による高温超電導導体巻線１を示している。ここで第１
図は正面図であり、第２図は上面図である。
による高温超電導導体巻線１を示している。ここで第１
図は正面図であり、第２図は上面図である。
【００１３】高温超電導導体巻線１は、金属シースで被
覆されたテープ状の高温超電導線２がダブルパンケーキ
コイルの形になるように円筒状のボビン３上に巻線され
ることによって形成される。
覆されたテープ状の高温超電導線２がダブルパンケーキ
コイルの形になるように円筒状のボビン３上に巻線され
ることによって形成される。
【００１４】より詳細には、１本のテープ状の高温超電
導線２は、上のパンケーキすなわち第１のコイル部分４
を形成するようにボビン３上の内周側から巻かれる第１
のコイル部分４巻始端に連なる渡りの部分５は、ボビン
上で斜め下方に延びるように導かれ、同じ高温超電導線
２は、下のパンケーキすなわち第２のコイル部分を形成
するように、ボビン３の外周面上において内周側から第
１コイル部分４とは逆の方向に巻かれる。
導線２は、上のパンケーキすなわち第１のコイル部分４
を形成するようにボビン３上の内周側から巻かれる第１
のコイル部分４巻始端に連なる渡りの部分５は、ボビン
上で斜め下方に延びるように導かれ、同じ高温超電導線
２は、下のパンケーキすなわち第２のコイル部分を形成
するように、ボビン３の外周面上において内周側から第
１コイル部分４とは逆の方向に巻かれる。
【００１５】上述のようなテープ状の高温超電導巻線２
の巻線状態において、渡りの部分５が形成される結果と
して、第１のコイル部分４および第２のコイル部分６の
双方に隙間が形成されるが、これらの隙間は、それぞ
れ、スペーサ７および８を入れることによって吸収され
る。第１図において、Ｗは超電導線の幅、ｄは第１と第
２のコイル部分間の距離、θは渡りの部分における縦方
向の中心線と各コイル部分の超電導線の中心線とのなす
角度である。
の巻線状態において、渡りの部分５が形成される結果と
して、第１のコイル部分４および第２のコイル部分６の
双方に隙間が形成されるが、これらの隙間は、それぞ
れ、スペーサ７および８を入れることによって吸収され
る。第１図において、Ｗは超電導線の幅、ｄは第１と第
２のコイル部分間の距離、θは渡りの部分における縦方
向の中心線と各コイル部分の超電導線の中心線とのなす
角度である。
【００１６】また巻線された高温超電導線２の各端部に
は、通電端子９および１０が取付けられている。
は、通電端子９および１０が取付けられている。
【００１７】なおボビン３は単純な円筒状に図示された
が、一般的にはその両端部にフランジ（図示せず）が形
成されている。また両パンケーキ間の距離ｄはＷより大
きく図示されているが、実際はｄはＷよりずっと小さ
い。この明細書において、「渡りの部分の長さ」と言う
ときは、第１図に示された渡りの部分５が第１のコイル
部分４および第２のコイル部分６から露出した部分にお
ける中心線の長さを示すものとする。
が、一般的にはその両端部にフランジ（図示せず）が形
成されている。また両パンケーキ間の距離ｄはＷより大
きく図示されているが、実際はｄはＷよりずっと小さ
い。この明細書において、「渡りの部分の長さ」と言う
ときは、第１図に示された渡りの部分５が第１のコイル
部分４および第２のコイル部分６から露出した部分にお
ける中心線の長さを示すものとする。
【００１８】（実施例１）Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕ＝１．８２：０．４３：２．０１：２．２２：３．０
３の組成を持つように、各々の元素を含む酸化物または
炭酸塩を混合し、熱処理により（Ｂｉ，Ｐｂ）：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕがほぼ２：２：１：２の組成を有する２２１
２層と非超電導層からなる粉末を準備した。これを２Ｔ
ｏｒｒの減圧雰囲気で７００℃、３時間の脱ガス処理を
した。
ｕ＝１．８２：０．４３：２．０１：２．２２：３．０
３の組成を持つように、各々の元素を含む酸化物または
炭酸塩を混合し、熱処理により（Ｂｉ，Ｐｂ）：Ｓｒ：
Ｃａ：Ｃｕがほぼ２：２：１：２の組成を有する２２１
２層と非超電導層からなる粉末を準備した。これを２Ｔ
ｏｒｒの減圧雰囲気で７００℃、３時間の脱ガス処理を
した。
【００１９】このようにして得られた粉末を銀パイプ内
に充填した。この銀パイプ１２９６本を外径１２ｍｍお
よび内径１０ｍｍの大きな銀パイプ内に装填し、外径が
１ｍｍになるまで伸線加工し、次いで０．１８ｍｍの厚
みになるまで圧延加工した。
に充填した。この銀パイプ１２９６本を外径１２ｍｍお
よび内径１０ｍｍの大きな銀パイプ内に装填し、外径が
１ｍｍになるまで伸線加工し、次いで０．１８ｍｍの厚
みになるまで圧延加工した。
【００２０】このようにして得られたテープ状の線材
を、８４０℃で５０時間熱処理し次いで幅４ｍｍ、厚さ
０．１５ｍｍのテープ状の線材となるように圧延加工し
た。次にこのテープ状の線材を、８４０℃で５０時間熱
処理した。次いでこのテープ状の線材を厚み０．１ｍｍ
のフォルマール樹脂で被覆し、外径１５ｍｍのボビン上
に巻線し、１つのパンケーキあたり１０ターンのダブル
パンケーキコイルを作製した。
を、８４０℃で５０時間熱処理し次いで幅４ｍｍ、厚さ
０．１５ｍｍのテープ状の線材となるように圧延加工し
た。次にこのテープ状の線材を、８４０℃で５０時間熱
処理した。次いでこのテープ状の線材を厚み０．１ｍｍ
のフォルマール樹脂で被覆し、外径１５ｍｍのボビン上
に巻線し、１つのパンケーキあたり１０ターンのダブル
パンケーキコイルを作製した。
【００２１】このようにして超電導線の幅Ｗが４ｍｍ、
パンケーキ間の距離ｄが０．１ｍｍ、各パンケーキコイ
ルの内径が１５ｍｍのダブルパンケーキコイルの試料を
作製した。
パンケーキ間の距離ｄが０．１ｍｍ、各パンケーキコイ
ルの内径が１５ｍｍのダブルパンケーキコイルの試料を
作製した。
【００２２】このときθを変えたいくつかの試料を作製
し各々の場合におけるＩc coil／Ｉ co（コイルの形での
臨界電流密度／線材までの臨界電流密度）を測定した。
図３にその結果が示されている。
し各々の場合におけるＩc coil／Ｉ co（コイルの形での
臨界電流密度／線材までの臨界電流密度）を測定した。
図３にその結果が示されている。
【００２３】図３から明らかなようにθが３０°を超え
ると、Ｉc coil／Ｉcoは急激に減少する。
ると、Ｉc coil／Ｉcoは急激に減少する。
【００２４】（実施例２）渡りの部分の角度θを２７°
とした以外は実施例１と同様の方法でボビンの直径を変
えたいくつかのダブルパンケーキコイルの試料を作製し
た。
とした以外は実施例１と同様の方法でボビンの直径を変
えたいくつかのダブルパンケーキコイルの試料を作製し
た。
【００２５】得られた各試料のＩc coil／Ｉcoの測定結
果は図４に示すとおりである。図４から明らかなよう
に、ボビンの直径が１０ｍｍ未満のとき、Ｉc coil／Ｉ
coは減少する。またパンケーキ間の距離ｄを超電導シー
スの幅Ｗより大きくすると、ダブルパンケーキコイル内
の導線の占める割合（コイルパッキングファクタ）が非
常に小さくなり、コイルを流れる電流密度は非常に小さ
くなるので、超電導コイルの特徴である強磁場発生が達
成されない。
果は図４に示すとおりである。図４から明らかなよう
に、ボビンの直径が１０ｍｍ未満のとき、Ｉc coil／Ｉ
coは減少する。またパンケーキ間の距離ｄを超電導シー
スの幅Ｗより大きくすると、ダブルパンケーキコイル内
の導線の占める割合（コイルパッキングファクタ）が非
常に小さくなり、コイルを流れる電流密度は非常に小さ
くなるので、超電導コイルの特徴である強磁場発生が達
成されない。
【図１】この発明の一実施例による高温超電導導体巻線
１を示す正面図である。
１を示す正面図である。
【図２】図１に示した高温超電導導体巻線１を示す上面
図である。
図である。
【図３】この発明の実施例１でのθがＩc coil／Ｉcoに
及ぼす効果を示すグラフである。
及ぼす効果を示すグラフである。
【図４】この発明の実施例２でのボビンの直径がＩ
c coil／Ｉcoに及ぼす効果を示すグラフである。
c coil／Ｉcoに及ぼす効果を示すグラフである。
１ 高温超電導導体巻線 ２ 高温超電導線 ３ ボビン ４ 第１コイル部分 ５ 渡りの部分 ６ 第２コイル部分
Claims (4)
- 【請求項１】 金属シースで被覆されたテープ状の高温
超電導線がダブルパンケーキコイルの形に巻線され、そ
のダブルパンケーキコイルは、第１および第２のパンケ
ーキ部分と、前記第１と第２のパンケーキ部分の間に設
けられた渡りの部分とを有する高温超電導導体巻線にお
いて、 Ｗは前記超電導線の幅、ｄは前記第１と第２のパンケー
キ部分間の距離、θは前記渡りの部分における縦方向の
中心線と各パンケーキ部分の前記超電導線の中心線との
なす角度、θは３０°以下、ｄは０．１ｍｍ以上Ｗ以
下、各パンケーキ部分の内径は１０ｍｍ以上であること
を特徴とする、高温超電導導体巻線。 - 【請求項２】 前記高温超電導線が直径１０ｍｍ以上の
ボビンに巻線されている、請求項１に記載の高温超電導
導体巻線。 - 【請求項３】 前記高温超電導線が銀シースで被覆され
たビスマス銅系酸化物超電導体である、請求項１に記載
の高温超電導導体巻線。 - 【請求項４】 前記高温超電導線が絶縁被覆されてい
る、請求項３に記載の高温超電導導体巻線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10342195A JPH08298208A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高温超電導導体巻線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10342195A JPH08298208A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高温超電導導体巻線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08298208A true JPH08298208A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14353580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10342195A Pending JPH08298208A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高温超電導導体巻線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08298208A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7330092B2 (en) | 2004-09-11 | 2008-02-12 | Bruker Biospin Gmbh | Superconductor magnet coil configuration |
| JP2016524815A (ja) * | 2013-05-28 | 2016-08-18 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | コイル巻線を含む超電導コイル装置 |
| WO2018080081A1 (ko) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | 한국전기연구원 | 보강초전도선재가 포함된 더블팬케이크 코일 |
| CN113054634A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-06-29 | 北京交通大学 | 用于有感式超导直流限流器的双饼式有感超导限流单元 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP10342195A patent/JPH08298208A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7330092B2 (en) | 2004-09-11 | 2008-02-12 | Bruker Biospin Gmbh | Superconductor magnet coil configuration |
| JP2016524815A (ja) * | 2013-05-28 | 2016-08-18 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | コイル巻線を含む超電導コイル装置 |
| US10032549B2 (en) | 2013-05-28 | 2018-07-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting coil device with coil winding and production method |
| WO2018080081A1 (ko) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | 한국전기연구원 | 보강초전도선재가 포함된 더블팬케이크 코일 |
| KR20180044557A (ko) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | 한국전기연구원 | 보강초전도선재가 포함된 더블팬케이크 코일 |
| CN113054634A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-06-29 | 北京交通大学 | 用于有感式超导直流限流器的双饼式有感超导限流单元 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040720 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041116 |