JPS62264508A - 内部冷却式の超電導ケ−ブル - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、内部冷却式の超電導ケーブルであって、ケー
ブル長手方向に延びていて透過性の壁を有する冷却媒体
供給用の供給通路と、該供給通路のまわりによられて配
置された超電導ワイヤと、ケーブル外装とを備えている
形式のものに関する。

従来の技術 例えば西ドイツ国特許出願公開第３３４３４５１号明細
書に基づいて公知のこのような形式のケーブルでは、超
電導体は中空コアの周囲に配置されていて、ケーブル外
装によって取り囲まれて℃・ろ。この場合ケーブル外装
は同時に巻かれたコイルにおける鋼補強体としても働く
。冷却媒体を案内する中空コアの壁には、冷却媒体の交
換を可能にする開口が設けられている。ケーブル外装と
超電導体との間には電気絶縁層が挿入されている。

このケーブルは主として、例えばトカマク装置用の０字
形の環状コイルを製造するのに用いられ、この環状コイ
ルは確かに種々様々な曲率半径のために０字形をしてい
るが、しかしながら寸法から巻き半径に対しては極端な
要求がなされない。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の超電導ケー
ブルを改良して、超電導体の横断面が大きい場合でも小
さな曲げ半径で加工され得る超電導ケーブルを提供する
ことである。

課題を解決するだめの手段 この課題を解決するために本発明の構成では、ケーブル
外装が、螺条として又はリングを用いて構成されていて
超電導ワイヤに載設されている成形体を被覆していて、
螺条又はリングの中間室内を延びている押込み成形部を
有しているようにした。

本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２項〜第４
項に記載されている。

発明の効果 本発明に基づいて製造されろ超電導ケーブルは有利な形
式で高い可撓性の点で傑出しており、曲げ半径の小さな
コイルを製造することができる。

超電導材料（例えばＮｂＴ　：　／Ｃ，ｕＮ　：　／Ｃ
ｕ−混合マ）　ＩＪラックス−心導電体）から成る比較
的細い単個ワイヤと構造材料（例えば鋼）とから、多重
のより線膜でより線が製造され、この場合より線は冷却
媒体（液体ヘリウム）を案内するための供給通路を有し
ている。このより線は、導電体直径が大きい場合でも比
較的小さな巻き半径への曲げを可能にしかつ大きな横力
を伝達することができる真空密な外装によって取り囲ま
れねばならない。このためにより線にはまず初め適当に
構成された成形体が螺旋状に巻き付けられ、次いでより
線は初めはなお平滑な真空密の外装によって取り囲まれ
る。この後で外装は波形管に変形され、これによって再
びケーブルの可撓性が生せしめられる。

まず初めに巻き付けられる成形体は以下に述べろ課題を
解決する： （イ）成形体が適当なプレロード下で巻き付けられる場
合には、これによってより線は互いに力接続的にまとめ
られて、脈動するコイル運転時における導電体運動が著
しく阻止される。

（ロ）成形体が適当な形状付与時に対応受けとして働（
と、外装は外側を転勤するローラを用いて要求に適合し
た波形管に変形される。

（ハ）　成形体はより線と外装との間の力接続的な結合
を生ぜしめる。

（勾　成形体が超電導ワイヤと外装との間にある程度の
間隔を生せしめ、これによって、被覆管の溶接（縦方向
又は螺旋溶接）時に敏感な超電導材料が許されないほど
加熱されるおそれが著しく減じられる。

（ホ）成形体は電気絶縁材料から成っていて、ケーブル
絶縁体の１構成部分であってもよい。

これによってこのようなケーブルでは絶縁体は内部に向
かっても敷設され得る。

（へ）成形体はしかしながらまた冷却媒体を案内する管
として構成されていてもよい。

実施例 次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図には本発明による超電導ケーブルのより線だけが
横断面図で示されている。冷却媒体を案内するために働
く供給通路生は、貫通孔を有する管から形成されていて
も又は、高い可撓性を保証するために螺旋状にないし螺
条に成形された円筒体によって形成されていてもよく、
材料としては、高い外圧を許すことができる材料例えば
鋼が用いられる。導電ストランド５は汎用の技術のよう
にこの供給通路手のまわりによられて配置されている。

高見・引張り強度を保証するために導電ストランド５は
超電導ワイヤ５ａの他に補強要素５ｂをも有している。

導電ストランド５の間に生じる３角形の隙間は同様に別
のグループの補強要素６によって満たされ得る。さらに
高い強度が必要な場合には、この構造全体が、複数層の
付加的な補強要素８から成る外側の補強スリーブ７によ
って巻かれてもよい。

ケーブル長手方向における高い引張り強度と共に良好な
可撓性を保証するためには、すべての補強要素５ｂ　、
　６　、８が、超電導ワイヤ５ａと同様の可撓性をもつ
横断面を有している＆＆と有利である。

第２図には、上に述べたより線が成形体２によって螺旋
状に巻き付けられている様子が示されている。この巻付
けが適当な引張り負荷で行われている場合には、より線
要素は互いに力接続的にまとめられる。これによって、
ケーブルの可撓性が失われることなしに、電動機の力の
影響下ｔにおける超電導ワイヤ５ａの可動性が著しく制
限される。

次に続く製造ステップにおいてこのより線はケーブル外
装置によって被覆される。この場合ケーブル外装置は、
より線を貫通する冷却媒体の流出を阻止する被覆管から
成っている。一般にこのケーブル外装置は、まず初めは
平滑な円筒体の形をしだ薄壁の金属管である。

ケーブル外装置は公知技術のように、成形体２に軽（接
触するように取り付けられる。このために種々様々な公
知の技術が提供されている（平滑な管のなかに引き込み
、次いで被覆管を引張って密に絞る；縦方向又は螺旋状
溶接部を備えた金属薄板条片によって被覆する）。この
ケーブル外装置をも可撓性にするために、ケーブル外装
は次いで波形管に変形される。このために成形体２は、
波形管に必要な形状付与に有利な輪郭を備えている。螺
旋状の成形体の輪郭及びリードはケーブルの強度及び曲
げ半径に関連した要求に十分に適合され得る。第２図で
は半円形の輪郭が選択されており、この場合成形体はこ
の半円形輪郭の半径の約４倍のリード高さで螺旋状に巻
かれている。

第３図に示されているようにこのようなケーブル外装置
は、該ケーブル外装の直径の約３倍に相当する半径に曲
げることができる。ケーブル外装置とケーブルとの間の
力接続は湾曲時に強化される。

より線の補強要素６は完全に又は部分的に電気絶縁材料
（グラスファイバ）から製造することができる。外側の
補強スリーブ７がこのような絶縁材料から構成されてい
ると特に有利である。この補強スリーブ７は同時に高電
圧絶縁体として働くことができる。この絶縁層は、周知
のように極めて良好な絶縁特性を備えたヘリウムによっ
て貫通される。成形体２によってケーブル外装置と電気
絶縁体との間にはある程度の間隔が存在するので、ケー
ブル外装置の溶接時に絶縁体が損傷するというおそれは
極めてわずかである。

このようなケーブルからコイルが製造される場合には、
冷却媒体路の長さは一般にケーブルの全長よりも短くな
くてはならない。特に内部絶縁体を備えた構造では冷却
媒体の分岐はケーブル外装置における接続口９によって
極めて容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＡ−Ａ’線に沿ったより線の横断面図
、第２図は本発明による超電導ケーブルの構造を示す図
、第３図は実施例において選ばれた成形体寸法における
曲げ半径を示す図である。 １・・・ケーブル外装、２・・・成形体、３・・・押込
み成形部、牛・・・供給通路、５・・・導電ストランド
、５ａ・・・超電導ワイヤ、５ｂ　、　１６　、８・・
・補強要素、７・・・補強スリーブ、９・・・接続口図
面の浄−書（内容に７２ソ更なし） Ｆｉｇ、　３ 手続補正書（方式） 詔和６２年６月千日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部冷却式の超電導ケーブルであつて、ケーブル長
   手方向に延びていて透過性の壁を有する冷却媒体供給用
   の供給通路と、該供給通路のまわりによられて配置され
   た超電導ワイヤと、ケーブル外装とを備えている形式の
   ものにおいて、ケーブル外装（１）が、螺条として又は
   リングを用いて構成されていて超電導ワイヤに載設され
   ている成形体（２）を被覆していて、螺条又はリングの
   中間室内を延びている押込み成形部（３）を有している
   ことを特徴とする、内部冷却式の超電導ケーブル。 ２、供給通路（４）の壁が、螺旋状に成形された又は螺
   条の帯材又はワイヤから成つている、特許請求の範囲第
   １項記載の超電導ケーブル。 ３、成形体（２）が電気絶縁材料から成つている、特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の超電導ケーブル。 ４、成形体（２）が冷却媒体を案内する管として構成さ
   れている、特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか１項記載の超電導ケーブル。