JPS5887705A - 補強された超電導々体 - Google Patents
補強された超電導々体Info
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- JPS5887705A JPS5887705A JP56185897A JP18589781A JPS5887705A JP S5887705 A JPS5887705 A JP S5887705A JP 56185897 A JP56185897 A JP 56185897A JP 18589781 A JP18589781 A JP 18589781A JP S5887705 A JPS5887705 A JP S5887705A
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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】
本発明は、核融合用又はエネルギー蓄・積などの大型超
電導マグネット用超電導４体の電磁力に対する補強構造
に関するものである。
電導マグネット用超電導４体の電磁力に対する補強構造
に関するものである。
最近大型超電導マグネット用導体として外部をステンレ
ス鋼やアルミ合金等によって支持され、かつ包まれた撚
線型導体が開発され、用いられて′いる。超電導マグネ
ット用導体は非常に電流密度の高いコイルができるけれ
ども、同時に非常に犬 ５きな電磁応力を受けるので、
゛この電磁応力を支持し、かつ隣接する他の導体や容器
に力を伝達する必要があり、全体として非・常に強固な
巻線構造を有する必要がある。
ス鋼やアルミ合金等によって支持され、かつ包まれた撚
線型導体が開発され、用いられて′いる。超電導マグネ
ット用導体は非常に電流密度の高いコイルができるけれ
ども、同時に非常に犬 ５きな電磁応力を受けるので、
゛この電磁応力を支持し、かつ隣接する他の導体や容器
に力を伝達する必要があり、全体として非・常に強固な
巻線構造を有する必要がある。
この補強された超電導４体としては、従来第１図（イ）
、（ロ）に例を示すような構造のものがあった。
、（ロ）に例を示すような構造のものがあった。
（イ）図に示すものは、超電導撚線ｌの周りにステンレ
ス鋼等のパイプ１２を被覆したもので、ツクイブ中に超
電導撚線ｌを引き込んだ９、超電導撚線１の周りにステ
ンレス鋼テープをパイプ状に成形した後、つき合せ部１
３を溶接し、しかる後矩形になるよう若干の減面成形を
与えたも・のである。
ス鋼等のパイプ１２を被覆したもので、ツクイブ中に超
電導撚線ｌを引き込んだ９、超電導撚線１の周りにステ
ンレス鋼テープをパイプ状に成形した後、つき合せ部１
３を溶接し、しかる後矩形になるよう若干の減面成形を
与えたも・のである。
しかしこの構造では、つき合せ部溶接時の寸法精度が必
要であるが、厚肉だと成形が困難のため寸法精度が出す
、溶接不良になるので、厚肉の補強管状物を作々の辿困
難であった。
要であるが、厚肉だと成形が困難のため寸法精度が出す
、溶接不良になるので、厚肉の補強管状物を作々の辿困
難であった。
なおパイプ中に撚線を引き込むものでは長尺のものの製
造が、困難である。又電磁力は方向により異なるため、
補強材を偏肉にしたいが、偏肉の管の製造ができない。
造が、困難である。又電磁力は方向により異なるため、
補強材を偏肉にしたいが、偏肉の管の製造ができない。
父通常丸の管状物を矩形に減面成形するため、超電−４
４体がつぶされ、超電導性能が劣化し、又アスペクト比
（導体の幅対厚さの比）が大きく取れず、コイルに巻き
にくいなどの欠点がある。
４体がつぶされ、超電導性能が劣化し、又アスペクト比
（導体の幅対厚さの比）が大きく取れず、コイルに巻き
にくいなどの欠点がある。
（ロ）図に示すものは、平角形状を有する超電導撚線１
の周りに４つに分割したステンレス鋼等のテープ又は異
型材１４を集合してつぎ目、部１５を溶接したものであ
る。
の周りに４つに分割したステンレス鋼等のテープ又は異
型材１４を集合してつぎ目、部１５を溶接したものであ
る。
しかしこの構造では、溶接部が４個所もあり、仕上り寸
法も悪く、溶接欠陥が出易く、溶接欠陥部に応力集中し
易い。又溶接時の島による歪みを′ 出さ々いために、
４個所同時溶接器が必要である。
法も悪く、溶接欠陥が出易く、溶接欠陥部に応力集中し
易い。又溶接時の島による歪みを′ 出さ々いために、
４個所同時溶接器が必要である。
従って製造困難で、かつコストが高い欠点がある。
本発明は、上述の欠点を解消するため成されたもので、
支持構造材として２個のコ、の字型材を組合せることに
より、両側辺の厚さを厚くして強固な巻線構造がとれ、
コイルに巻き易く、又容易にかつ安価に製造し得る外部
補強された超電導４体を提供せんとするものである。
支持構造材として２個のコ、の字型材を組合せることに
より、両側辺の厚さを厚くして強固な巻線構造がとれ、
コイルに巻き易く、又容易にかつ安価に製造し得る外部
補強された超電導４体を提供せんとするものである。
本発明は、超電導撚線を外部から支持する支持構造材が
、２個のステンレス鋼製コの字型材より成り、前記コの
字型材をそれらの開口部を互いに向かい合せて嵌合させ
、両側壁を重ね合せて形成されて成ることにより、両側
辺の厚さが上下辺の厚さよシ厚いことを特徴とする外部
補強された超電導４体である。
、２個のステンレス鋼製コの字型材より成り、前記コの
字型材をそれらの開口部を互いに向かい合せて嵌合させ
、両側壁を重ね合せて形成されて成ることにより、両側
辺の厚さが上下辺の厚さよシ厚いことを特徴とする外部
補強された超電導４体である。
本発明に用いる超電導撚線は、銅もしくはアルミの安定
化の極細多芯ライス）Ｎｂ−Ｔｉ もしくはＮｂ３Ｓｎ
超電導線等の撚線、又はこれらの超電導線と安定化材も
しくは部分補強のための補強材との複合撚線などであり
、又これら以外の各棟超電導撚線を用いても何ら差支え
′ない。
化の極細多芯ライス）Ｎｂ−Ｔｉ もしくはＮｂ３Ｓｎ
超電導線等の撚線、又はこれらの超電導線と安定化材も
しくは部分補強のための補強材との複合撚線などであり
、又これら以外の各棟超電導撚線を用いても何ら差支え
′ない。
以下、本発明を図面を用いて実施例により説明する。
第２図は本発明の実施例を示す横断面図である。
図において、ｌは複数本（図では１２本）の超電導素線
２を撚り合せた超電導撚線で、その周りにこれを外部か
ら支持する支持構造材３が形成されている。支持構造材
８は２個のステンレスｗＩ４製コの字型材４．４′より
構成されている。コの字型材うな寸法になっており、両
側壁７，７′を重ね合せて両側辺８，８′が形成されて
、矩形状の支持構造材３が形成される。これにより支持
構造材３の両側辺８，８′の厚さは上下辺６，６′の例
えば２倍になる。
２を撚り合せた超電導撚線で、その周りにこれを外部か
ら支持する支持構造材３が形成されている。支持構造材
８は２個のステンレスｗＩ４製コの字型材４．４′より
構成されている。コの字型材うな寸法になっており、両
側壁７，７′を重ね合せて両側辺８，８′が形成されて
、矩形状の支持構造材３が形成される。これにより支持
構造材３の両側辺８，８′の厚さは上下辺６，６′の例
えば２倍になる。
嵌合されたコの字型材４，４′の両側壁７，７′の車な
り部はそのままでも良いが、必要によりシーム部９．９
”ｉ軸方向に連続して溶接するか、又は所々スポット溶
接しても良い。撚線ｌの隙き間！０゛ には超臨界液体
ヘリウム等の冷媒が通されるが、強制流ヘリウムを用い
る場合には、支持構造体３の内部を気密にする必要があ
るため、シーム部９．９′を連続して溶接する。しかし
気＠を要しないその他の場合は、強度的にはスポット溶
接で充分であり、又コイルが小さく、電磁応力がそれほ
ど大きくない場合には、溶接しなくても良い。又″支持
構造体３６辺には、液体ヘリウム等の冷媒を自由に導体
外に通し得るよ・うな適岸な孔（図示せず）が設けられ
ても良い。
り部はそのままでも良いが、必要によりシーム部９．９
”ｉ軸方向に連続して溶接するか、又は所々スポット溶
接しても良い。撚線ｌの隙き間！０゛ には超臨界液体
ヘリウム等の冷媒が通されるが、強制流ヘリウムを用い
る場合には、支持構造体３の内部を気密にする必要があ
るため、シーム部９．９′を連続して溶接する。しかし
気＠を要しないその他の場合は、強度的にはスポット溶
接で充分であり、又コイルが小さく、電磁応力がそれほ
ど大きくない場合には、溶接しなくても良い。又″支持
構造体３６辺には、液体ヘリウム等の冷媒を自由に導体
外に通し得るよ・うな適岸な孔（図示せず）が設けられ
ても良い。
次に本発明による支持構造体が電磁応力に耐える機構に
ついて説明する。
ついて説明する。
第３図は超電導４体をパンケーキ状に積層するようにコ
イル巻きした状態の例を示す斜視図である。
イル巻きした状態の例を示す斜視図である。
大型超電導４体は使用時巻線内に生じる大きな電磁応力
を支え、かつ伝達するために、本発明の支持構造体、又
は従来のステンレス鋼、アルミ合金、ＮＩ鋼等製の補強
用パイプ１８’（ｒ外側に持つよう構成される。この時
巻線し易いためには、超電導々体１６のアスペクト比が
大きい方が、正方形断面（アスペクト比１）のものより
良い。コイル巻きされた導体１６は、電磁応力の伝達の
ためには、幅方向よりも厚さ方向の伝達を考慮すること
が重要である。１７は超電導撚線である。
を支え、かつ伝達するために、本発明の支持構造体、又
は従来のステンレス鋼、アルミ合金、ＮＩ鋼等製の補強
用パイプ１８’（ｒ外側に持つよう構成される。この時
巻線し易いためには、超電導々体１６のアスペクト比が
大きい方が、正方形断面（アスペクト比１）のものより
良い。コイル巻きされた導体１６は、電磁応力の伝達の
ためには、幅方向よりも厚さ方向の伝達を考慮すること
が重要である。１７は超電導撚線である。
今第３図の如く、導体１６を巻回し、補強用パイプ１８
の幅方向の外寸法を８１内寸法をｂとし、厚さ方向の外
寸法をＡ１内寸法ｉａとすると、・図に′示すθ方向（
導体ｌＯの湾曲軸方向、すなわち円周方向）に補強材の
ある割合は１−ＡＢである。
の幅方向の外寸法を８１内寸法をｂとし、厚さ方向の外
寸法をＡ１内寸法ｉａとすると、・図に′示すθ方向（
導体ｌＯの湾曲軸方向、すなわち円周方向）に補強材の
ある割合は１−ＡＢである。
同様にγ方向（コイルの半径方向）では、−ｈＢ ゛
Ｚ方向（コイルの厚さ方向）ではｌ−曇である。
巻線し易いのはアスペクト比Ｂ／Ａ＞１であるから、γ
方向とＺ方向の補強の割合を考えると、若し従来例（第
１図（イ））のように四辺が同じ厚さの補強材で補強し
たとすると、γ方向の補強が不足する。このため、補強
材の両側辺の厚さは上下辺の厚さより厚くしなけＫばな
らない。この点より、本発明によれば、両側辺の厚さは
上下辺の厚さより厚く（例、２倍）なるので、γ方向の
補強が充分となる。
方向とＺ方向の補強の割合を考えると、若し従来例（第
１図（イ））のように四辺が同じ厚さの補強材で補強し
たとすると、γ方向の補強が不足する。このため、補強
材の両側辺の厚さは上下辺の厚さより厚くしなけＫばな
らない。この点より、本発明によれば、両側辺の厚さは
上下辺の厚さより厚く（例、２倍）なるので、γ方向の
補強が充分となる。
又大きな電磁応力を隣接する導体に順に伝達して行くた
めには、欠陥の出易い溶接部が直接力を受けにくい構造
が望まれるが、本発明においては、第２図に示すように
組合せたコの字型−９４，４’が直接支え、かつ嵌合構
造であるため、溶接部に欠陥があっても強度に関係しな
い。
めには、欠陥の出易い溶接部が直接力を受けにくい構造
が望まれるが、本発明においては、第２図に示すように
組合せたコの字型−９４，４’が直接支え、かつ嵌合構
造であるため、溶接部に欠陥があっても強度に関係しな
い。
なお本発明に用いる２個のコの字型材の嵌合は、第２図
に示すような一方を他方の内側に嵌合するものに限られ
るものでなく、第４図に示すように、両側壁の長さが異
なる２個のコの字状型材１９．１９’を用い、互いに向
い合せて両側壁を重ね合せても良い。
に示すような一方を他方の内側に嵌合するものに限られ
るものでなく、第４図に示すように、両側壁の長さが異
なる２個のコの字状型材１９．１９’を用い、互いに向
い合せて両側壁を重ね合せても良い。
又重の字型材を構成するステンレス鋼としては、溶接性
の良い５ＵＳ８０４Ｌ、５ＵＳ３１６Ｌ等の非磁性鋼が
好ましく、又硬さ％Ｈ以上を有するものが望ましい。
の良い５ＵＳ８０４Ｌ、５ＵＳ３１６Ｌ等の非磁性鋼が
好ましく、又硬さ％Ｈ以上を有するものが望ましい。
° コの字型材は、例えばテープ成形、型材圧延等で製
造され、型材圧延した場合は辺の厚さを任意に選ぶこと
ができる。
造され、型材圧延した場合は辺の厚さを任意に選ぶこと
ができる。
上述のように構成された本発明の外部補強された超電導
４体は次のような効果を有する。
４体は次のような効果を有する。
（イ） 支持構造材が２個のステンレス鋼製コの字型材
より成り、前記コの字型材をそれらの開口部を互いに向
かい合せて嵌合させ、両側壁を重ね合せて形成されて成
るため、使用時巻線内に生じる電磁応力をコの字型材が
直接支持する構造であり、溶接部に欠陥があっても強度
に影響せず、又両側辺の厚さが上下辺の厚さより厚く（
例、２倍）なるので、コイルの半径方向の電磁応力に対
する強度が太きいため、強固な巻線構造がとれる。
より成り、前記コの字型材をそれらの開口部を互いに向
かい合せて嵌合させ、両側壁を重ね合せて形成されて成
るため、使用時巻線内に生じる電磁応力をコの字型材が
直接支持する構造であり、溶接部に欠陥があっても強度
に影響せず、又両側辺の厚さが上下辺の厚さより厚く（
例、２倍）なるので、コイルの半径方向の電磁応力に対
する強度が太きいため、強固な巻線構造がとれる。
（ロ） コの字型材は、例えばテープを成形するだけで
製造されるので、この場合偏肉のテープや異型材を必要
とせず、父型なり部を溶接する場合は２個所で良いため
、製造が容易で、かつコストが安い。
製造されるので、この場合偏肉のテープや異型材を必要
とせず、父型なり部を溶接する場合は２個所で良いため
、製造が容易で、かつコストが安い。
←９ コの字型材の組付せにより、導体のアスペクト比
の太きいものができるので、コイル巻きがし易く、又支
持構造材が上下の２個のコの字型材に分かれているため
、曲げた場合上下がずれることができるので小さな径の
ものにも巻くことができる。
の太きいものができるので、コイル巻きがし易く、又支
持構造材が上下の２個のコの字型材に分かれているため
、曲げた場合上下がずれることができるので小さな径の
ものにも巻くことができる。
に）前述のように、溶接部が２個所であるため、巻４！
ｉ！時、内部の隙き間に冷却ガスを流しながら／−ム部
を溶接することも可能である。
ｉ！時、内部の隙き間に冷却ガスを流しながら／−ム部
を溶接することも可能である。
（ホ）例えば個々のコの字型材の内壁を電気絶縁し、２
個向い合せて嵌合し、両側壁を重ね合せた所で溶接する
ことができ、絶縁物を劣化させないので、支持構造材内
壁の電気絶縁が容易である。
個向い合せて嵌合し、両側壁を重ね合せた所で溶接する
ことができ、絶縁物を劣化させないので、支持構造材内
壁の電気絶縁が容易である。
第１図Ｂ）、（０）はそれぞれ従来の補強された超電導
４体の例を示す横断面図である。 第２図は本発明の実施例を示す横断面図である。 第３図は超電導４体をパンケーキ状に積層するようにコ
イル巻きした状態の例を示す斜視図である。 第４図は本発明の他の実施例における支持構造材の例を
示す横断面図である。 １．１７・・・超電導撚線、２・・・超電導素線、３・
・・支持構造材、４．４’ 、 １９．１９’・・・コ
の字型材、５．５′・・・「」部、６，６′・・・上下
辺、７．７′・・・側壁、８，８′側辺、９．９′・・
・７一ム部、ｌｏ・・・隙き間、１２・・・パブ、１３
・・・つき合せ部、１４・・・テープ又は異型材、５・
・・つぎ目部’１ １６・・・超電導４体、１８・・・
補強用パブ、Ａ、 ａ、 Ｂ、 ｂ・・・寸法、γ１２
１θ・・・方向。
４体の例を示す横断面図である。 第２図は本発明の実施例を示す横断面図である。 第３図は超電導４体をパンケーキ状に積層するようにコ
イル巻きした状態の例を示す斜視図である。 第４図は本発明の他の実施例における支持構造材の例を
示す横断面図である。 １．１７・・・超電導撚線、２・・・超電導素線、３・
・・支持構造材、４．４’ 、 １９．１９’・・・コ
の字型材、５．５′・・・「」部、６，６′・・・上下
辺、７．７′・・・側壁、８，８′側辺、９．９′・・
・７一ム部、ｌｏ・・・隙き間、１２・・・パブ、１３
・・・つき合せ部、１４・・・テープ又は異型材、５・
・・つぎ目部’１ １６・・・超電導４体、１８・・・
補強用パブ、Ａ、 ａ、 Ｂ、 ｂ・・・寸法、γ１２
１θ・・・方向。
Claims (4)
- （１）超電導撚線を外部から支持する支持構造材が、２
個の゛ステンレス鋼製コの字巴材より成り、前記コの字
型材をそれらの開口部を互いに向かい合せて嵌合させ、
両側壁を重ね合せて形成されて成ることにより、両側辺
の厚さが上下辺ρ厚さより厚いこと全特徴とする外部補
強された超電導々体。 - （２） 両側壁の重なり部が軸方向に連続して溶接され
、゛支持構造材内部線気密にした特許請求の範囲第（１
）項記載の外部補強された超電導４体。 - （３）支持構造材が、その辺に冷媒を通す孔を設けられ
７’Ｃ％許請求の範囲第（２）項記載の外部補強された
超電導４体。 - （４）ステンレス鋼が溶接性の艮いＳＵＳ：（０４Ｌ又
は５ＵＳ３１６Ｌである特許請求の範囲第（１）項、第
（２）項又は第（３ン項記載の外部補強された超電導々
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185897A JPS5887705A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 補強された超電導々体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185897A JPS5887705A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 補強された超電導々体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887705A true JPS5887705A (ja) | 1983-05-25 |
Family
ID=16178789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56185897A Pending JPS5887705A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 補強された超電導々体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887705A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550512A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductive wire material |
| JPS5588206A (en) * | 1978-12-25 | 1980-07-03 | Japan Atomic Energy Res Inst | Superconductive wire |
| JPS56134410A (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-21 | Kogyo Gijutsuin | Superconductive wire |
-
1981
- 1981-11-18 JP JP56185897A patent/JPS5887705A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550512A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-12 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductive wire material |
| JPS5588206A (en) * | 1978-12-25 | 1980-07-03 | Japan Atomic Energy Res Inst | Superconductive wire |
| JPS56134410A (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-21 | Kogyo Gijutsuin | Superconductive wire |
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