JPS62285319A - 交流用超電導導体 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ この発明は、超極細多芯フィラメントを有した交流用超
電導導体に関するものである。

［従来の技術］ 超電導導体の交流損失は、フィラメント径に依存する履
歴損失とツイストピッチやマトリンクス金属の抵抗に依
存する結合損失に大別される。近年、５０〜６０Ｈｚで
使用するための交流用超電導導体の開発が盛んに進めら
れている。たとえば、Ｎｂ　Ｔｉ超電導導体では、フィ
ラメント径が１ミクロンやそれ以下のフィラメント径を
もつ導体開発が行なわれている。

しかしながら、このような線材は、フィラメント径とツ
イストピッチを細くするために線材の外径がｌｌｌ１ｆ
ｆｌφ以下、たとえば０．　３ｍｍφから０、ｌｆｆ１
ｍφ程度の太さとなり、実用化に際しては多数本の複合
化という工程が必要になる。しかも素線間の結合電流に
よる損失を低減するため、索線間は絶縁されていること
が好ましい。

第５図に、このような交流損失を低減した従来の大容量
導体の一例を断面図で示す。第５図において、０．２ａ
＋＋ａφの素線１は、厚み２５μｍのホルマールからな
る絶縁体２により被覆されている。

素線１は７本撚りされ、さらにその撚線が７本撚りされ
て、たとえば耐熱性芳香族ポリイミドからなる絶縁テー
プ４によってまわりが被覆されている。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、第５図に示したような構造の導体では、
空間部３と絶縁体２の占める割合が非常に大きなものと
なった。たとえば、第５図に示す導体７では、素線１の
断面積割合が３５，５％で、絶縁体２および絶縁テープ
４の占める断面積の割合か２８．３％で、空間部３の占
める断面積の割合が３６．２％となる。このように空間
部および絶縁体の占める割合が大きくなると、導体自身
の剛性か低下するため、超電導マグネット等に応用した
場合、導体の摩擦による発熱で磁気的に不安定になった
り、膨張による歪で導体が劣化したりするという問題を
生じた。また、導体の電流密度が低くなるため、高磁場
を発生することができないという問題も生じた。

それゆえに、この発明の目的は、導体の剛性が高くかつ
電流密度の高い交流用超電導導体を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段］ この発明の交流用超電導導体では、超極細多芯フィラメ
ントを冑しかつ絶縁体によって被覆されている超電導素
線が複数本撚り合わされて構成されており、撚り合わさ
れた該超電導素線を成型圧縮することにより該超電導素
線が互いに近接して配置されている。

［作用］ この発明の交流用超電導導体では、超電導素線が互いに
近接して配置しているため超電導素線間に介在する空間
部の占める割合が少なくなっている。したがって、剛性
の高い金属の部分の占める割合が相対的に多くなり、導
体自身の剛性か高められている。また、超電導素線が互
いに近接して配置しているため電流密度の高い導体とな
る。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例である導体を示す断面図
である。第１図において、０．２＋ｍｎφの素線１は、
厚み２５μｍのホルマールからなる絶縁体２により被覆
されている。該素線１は７×７本撚りされ、まず第５図
に示したような従来の導体と同様の配置状態にされる。

次にこの撚線をタックスロールで成型圧縮した後、２５
μｍの厚みの絶縁テープ４　（耐熱性芳香族ポリイミド
テープ）を半重ねでラッピングし、断面が四角形の第１
図に示すような導体を得た。第１図の実施例では、第５
図に示す成型圧縮前の状態に比べて、素線１か互いに近
接して配置されており、空間部３の占める割合が著しく
小さくなっている。

この実施例の導体５を超電導マグネットのボビン６に巻
付けた状態を第２図に断面図で示した。

また、比較として第５図に示す従来の導体７を同様に超
電導マグネットのボビン６に巻付けた状態を第６図に示
した。第２図および第６図を比較すれば明らかなように
、この実施例の導体は寸法が小さくかつ四角形であるた
め高密度に巻付けすることが可能である。したがって、
この実施例の導体を用いることによりコンパクトでかつ
高磁界の発生可能な超電導マグネットを製造することが
できる。

この実施例では、断面形状が略正方形のものについて示
したが、・この発明では断面形状が限定されないことは
言うまでもない。また、第３図および第４”図に示すよ
うな平角撚線であってもよい。

第３図は、絶縁体２により被覆された素線１が２層に配
置された構造のものを示しており、第４図は同様に絶縁
体２により被覆された素線１が補強帯８の両側に配置さ
れている構造のものを示している。これらの弔角撚線で
は、従来中央部の素線が脹らみ空間を形成する傾向にあ
るが、この発明では中央部の素線を互いに近接させて配
置させ中央部の空間を少なくすることができる。

この発明に用いられる素線のフィラメント径は、５μｍ
以下であることが好ましい。導体の空間部に液体ヘリウ
ムを流通して冷却する場合には、この発明のように成型
圧縮により空間部が少なくなると液体ヘリウムとの接触
面積が減少し冷却効果が低下する。しかしながら、５μ
ｍ以下のフィラメント径であれば、交流損失が小さくな
るため液体ヘリウムによる冷却効果が低下しても、導体
の磁気的安定性が損なわれることはない。

この実施例では絶縁体の材質としてホルマールを用いて
いるため、成型圧縮の際変形させやすくまた絶縁性が著
しく低下することはない。しかしながら、この発明で用
いる絶縁体としては、ホルマールに限定されることはな
くその他の材質の絶縁体も用いることができる。

この実施例では、タックスロールにより成型圧縮してい
るが、ダイスやその他の手段により成型圧縮してもよい
。

［発明の効果コ この発明の交流用超電導導体では、成型圧縮により超電
導素線間が互いに近接して配置されているため、導体内
の空間部が従来に比べ著しく少なくなっている。したが
って、剛性の高い金属部分の占める割合が多くなり、導
体自身の剛性が従来よりも著しく高められる。また、超
電導素線か互いに近接しているため、電流密度も同時に
高められる。よって、この発明の交流用超電導導体を巻
付けた超電導マグネットでは、高磁界が発生可能となる
。また、超電導マグネットとしてはコンパクト化を図る
ことができる。

さらにこの発明の超電導導体では、フィラメント径の細
いものか用いられているため、交流損失か小さく、変動
電流や交流運転においても安定して稼動することができ
る。この発明の超電導導体は高速励磁においても安定な
導体であるので、超電導発電機等の大容量交流機器や核
融合大型コイルなどに有効に利用され得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す断面図である。第
２図は、第１図の実施ρ１の導体を超電導マグネットの
ボビンに巻付けた状態を示す部分断面図である。第３図
は、この発明の他の実施例を示す断面図である。第４図
は、この発明のさらに他の実施例を示す断面図である。 第５図は、従来の交流用超電導導体を示す断面図である
。第６図は、第５図の従来の導体を超電導マグネットの
ボビンに巻付けた状態を示す部分断面図である。 図において、１は超電導素線、２は絶縁体、３は空間部
、４は絶縁テープ、５は超電導導体を示す。 第１図　　　　　　　　第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）超極細多芯フィラメントを有しかつ絶縁体によっ
   て被覆されている超電導素線が複数本撚り合わされて構
   成されており、前記超電導素線が成型圧縮により互いに
   近接して配置されていることを特徴とする、交流用超電
   導導体。
2. （２）前記絶縁体がホルマールであることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項記載の交流用超電導導体。
3. （３）前記超極細多芯フィラメントの直径が５μｍ以下
   であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の交流用超電導導体。
4. （４）前記成型圧縮がダイスによる成型圧縮であること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１、２または３項記載
   の交流用超電導導体。
5. （５）前記成型圧縮がタックスロールによる成型圧縮で
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第１、２または
   ３項記載の交流用超電導導体。