JP2826624B2 - 高温超電導体電流リード - Google Patents
高温超電導体電流リードInfo
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- JP2826624B2 JP2826624B2 JP3317310A JP31731091A JP2826624B2 JP 2826624 B2 JP2826624 B2 JP 2826624B2 JP 3317310 A JP3317310 A JP 3317310A JP 31731091 A JP31731091 A JP 31731091A JP 2826624 B2 JP2826624 B2 JP 2826624B2
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- Japan
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- temperature superconductor
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- electrode terminal
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高温超電導体電流リード
にかかるもので、とくにフィラメントワインディング法
により補強構造を施した高温超電導体電流リードに関す
るものである。
にかかるもので、とくにフィラメントワインディング法
により補強構造を施した高温超電導体電流リードに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の超電導コイル装置1について、図
4にもとづきその一例を説明する。この超電導コイル装
置1は、超電導コイル2と、コイル容器3と、このコイ
ル容器3内の冷媒4(たとえば液体ヘリウム)と、熱シ
ールド板5と、クライオスタット容器6と、正極用電流
リード7および負極用電流リード8と、外部電源9と、
コイル側接続線10および電源側接続線11と、コイル
側接続線10および電源側接続線11を被覆しているガ
イド管12とを有する。
4にもとづきその一例を説明する。この超電導コイル装
置1は、超電導コイル2と、コイル容器3と、このコイ
ル容器3内の冷媒4(たとえば液体ヘリウム)と、熱シ
ールド板5と、クライオスタット容器6と、正極用電流
リード7および負極用電流リード8と、外部電源9と、
コイル側接続線10および電源側接続線11と、コイル
側接続線10および電源側接続線11を被覆しているガ
イド管12とを有する。
【0003】上記コイル側接続線10および電源側接続
線11により、超電導コイル2を外部電源9に電気的に
接続するものである。
線11により、超電導コイル2を外部電源9に電気的に
接続するものである。
【0004】なお、ガス冷却型の電流リードの場合に
は、図示のようにガイド管12内を上昇する冷媒4の蒸
発ガスにより、正極用電流リード7、負極用電流リード
8、コイル側接続線10および電源側接続線11を冷却
し、外部からの侵入熱を低く抑えるようにしている。
は、図示のようにガイド管12内を上昇する冷媒4の蒸
発ガスにより、正極用電流リード7、負極用電流リード
8、コイル側接続線10および電源側接続線11を冷却
し、外部からの侵入熱を低く抑えるようにしている。
【0005】しかして、当該正極用電流リード7および
負極用電流リード8の全体あるいは一部を、熱伝導度の
低い高温超電導体たとえば酸化物高温超電導体により製
作することによって、この部分を通した外部からの熱侵
入量、および同部分におけるジュール熱発生量を低く抑
えることができる。
負極用電流リード8の全体あるいは一部を、熱伝導度の
低い高温超電導体たとえば酸化物高温超電導体により製
作することによって、この部分を通した外部からの熱侵
入量、および同部分におけるジュール熱発生量を低く抑
えることができる。
【0006】なお、酸化物高温超電導体としては、ビス
マス系、イットリウム系、タリウム系などのものがあ
る。
マス系、イットリウム系、タリウム系などのものがあ
る。
【0007】しかしながら、酸化物高温超電導体は、異
種材料との溶接が困難であること(電気的および機械的
接続困難性)、さらに衝撃値等強度が低く、電極端子を
取り付けるために力を加えることが困難であること(機
械的接続困難性)などの問題があり、その両端に電極端
子を取り付けることにより電流リードとする上での障害
となっていた。
種材料との溶接が困難であること(電気的および機械的
接続困難性)、さらに衝撃値等強度が低く、電極端子を
取り付けるために力を加えることが困難であること(機
械的接続困難性)などの問題があり、その両端に電極端
子を取り付けることにより電流リードとする上での障害
となっていた。
【0008】したがって従来、酸化物高温超電導体の電
流リードとしての性能確認のためには、超電導体の成形
時にその端部電極部に銀の箔を接合し、この銀の箔に電
流リード線を直接ハンダ付けすることにより電流リード
を構成していた。
流リードとしての性能確認のためには、超電導体の成形
時にその端部電極部に銀の箔を接合し、この銀の箔に電
流リード線を直接ハンダ付けすることにより電流リード
を構成していた。
【0009】しかし、上記箔の接合が不安定であり、こ
の部分での発熱および剥離のおそれがあり、酸化物高温
超電導体は超電導体電流リードとしてその特性を発揮す
ることができないという問題がある。
の部分での発熱および剥離のおそれがあり、酸化物高温
超電導体は超電導体電流リードとしてその特性を発揮す
ることができないという問題がある。
【0010】また超電導コイル装置に酸化物高温超電導
体電流リードを組み込んだ場合、電流リード本体の強度
不足のため、熱的衝撃および外部振動等に対して損傷の
おそれという問題もある。
体電流リードを組み込んだ場合、電流リード本体の強度
不足のため、熱的衝撃および外部振動等に対して損傷の
おそれという問題もある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、電極端子との間の電
気的接続を保証しつつ機械的強度を補強可能で、上述の
ような諸問題を解消することができる安定した性能の高
温超電導体電流リードを提供することを課題とする。
諸問題にかんがみなされたもので、電極端子との間の電
気的接続を保証しつつ機械的強度を補強可能で、上述の
ような諸問題を解消することができる安定した性能の高
温超電導体電流リードを提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、酸化
物高温超電導体などの高温超電導体と、コイル側電極端
子および電源側電極端子との間に介在部材を配置すると
ともに、フィラメントワインディング法によりこれらを
一体化することに着目したもので、超電導コイルと、外
部電源とを電気的に接続可能な高温超電導体電流リード
であって、上記超電導コイルに接続するコイル側電極端
子と、上記外部電源に接続する電源側電極端子と、これ
らコイル側電極端子および電源側電極端子の間に配置し
た高温超電導体とを有し、この高温超電導体と、これら
コイル側電極端子および電源側電極端子との間の対向面
をそれぞれ接続用傾斜面とするとともに、これらの接続
用傾斜面の間に比較的軟質の導電体からなる介在部材を
配置し、該高温超電導体と該コイル側電極端子および該
電源側電極端子とを、断熱性フィラメントを用いたフィ
ラメントワインディングにより一体化したことを特徴と
する高温超電導体電流リードである。
物高温超電導体などの高温超電導体と、コイル側電極端
子および電源側電極端子との間に介在部材を配置すると
ともに、フィラメントワインディング法によりこれらを
一体化することに着目したもので、超電導コイルと、外
部電源とを電気的に接続可能な高温超電導体電流リード
であって、上記超電導コイルに接続するコイル側電極端
子と、上記外部電源に接続する電源側電極端子と、これ
らコイル側電極端子および電源側電極端子の間に配置し
た高温超電導体とを有し、この高温超電導体と、これら
コイル側電極端子および電源側電極端子との間の対向面
をそれぞれ接続用傾斜面とするとともに、これらの接続
用傾斜面の間に比較的軟質の導電体からなる介在部材を
配置し、該高温超電導体と該コイル側電極端子および該
電源側電極端子とを、断熱性フィラメントを用いたフィ
ラメントワインディングにより一体化したことを特徴と
する高温超電導体電流リードである。
【0013】
【作用】本発明による高温超電導体電流リードにおいて
は、コイル側電極端子と、電源側電極端子との間に、比
較的軟質の導電体による介在部材を介して、高温超電導
体による電流リード本体を挟み、さらにフィラメントワ
インディング法により機械的に接続を行うことにより全
体を一体化することとしたので、上記高温超電導体とコ
イル側電極端子および電源側電極端子との間の電気的接
続状態を確保することができるとともに、温度変化によ
る高温超電導体の膨張および収縮があっても機械的およ
び電気的接続性を維持可能である。
は、コイル側電極端子と、電源側電極端子との間に、比
較的軟質の導電体による介在部材を介して、高温超電導
体による電流リード本体を挟み、さらにフィラメントワ
インディング法により機械的に接続を行うことにより全
体を一体化することとしたので、上記高温超電導体とコ
イル側電極端子および電源側電極端子との間の電気的接
続状態を確保することができるとともに、温度変化によ
る高温超電導体の膨張および収縮があっても機械的およ
び電気的接続性を維持可能である。
【0014】さらに、フィラメントワインディング法に
より外面に形成した成形体は、これ自体が強度部材とな
るため、振動等外力に対する保護カバーとして機能する
ものである。
より外面に形成した成形体は、これ自体が強度部材とな
るため、振動等外力に対する保護カバーとして機能する
ものである。
【0015】
【実施例】つぎに、本発明の一実施例による高温超電導
体電流リード20を、酸化物高温超電導体により電流リ
ード本体を構成した場合を例に取ってを図1ないし図3
にもとづき説明する。ただし、図4と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
体電流リード20を、酸化物高温超電導体により電流リ
ード本体を構成した場合を例に取ってを図1ないし図3
にもとづき説明する。ただし、図4と同様の部分には同
一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
【0016】図1は、高温超電導体電流リード20の縦
断面図であって、この高温超電導体電流リード20はコ
イル側電極端子21と、電源側電極端子22と、これら
コイル側電極端子21および電源側電極端子22の間に
配置した酸化物高温超電導体23と、その間に配置した
介在部材24と、コイル側電極端子21および電源側電
極端子22の端面の円周に立てた複数本のフィラメント
ワインディング用ピン25と、断熱性フィラメント26
から構成した保護カバー27とを有する。
断面図であって、この高温超電導体電流リード20はコ
イル側電極端子21と、電源側電極端子22と、これら
コイル側電極端子21および電源側電極端子22の間に
配置した酸化物高温超電導体23と、その間に配置した
介在部材24と、コイル側電極端子21および電源側電
極端子22の端面の円周に立てた複数本のフィラメント
ワインディング用ピン25と、断熱性フィラメント26
から構成した保護カバー27とを有する。
【0017】上記コイル側電極端子21および電源側電
極端子22は、前記コイル側接続線10および電源側接
続線11を接続するための接続用穴部21Aおよび22
Aをそれぞれ有する。
極端子22は、前記コイル側接続線10および電源側接
続線11を接続するための接続用穴部21Aおよび22
Aをそれぞれ有する。
【0018】さらにコイル側電極端子21および電源側
電極端子22は、その内面を円錐状に形成することによ
り酸化物高温超電導体23との間の対向面に接続用傾斜
面21Bおよび接続用傾斜面22Bをそれぞれ有してい
る。
電極端子22は、その内面を円錐状に形成することによ
り酸化物高温超電導体23との間の対向面に接続用傾斜
面21Bおよび接続用傾斜面22Bをそれぞれ有してい
る。
【0019】上記酸化物高温超電導体23は、その中央
部に中央孔23Aを形成した中空状のもので、その両端
部を外方に突出させて接続用傾斜面23Bおよび23C
をそれぞれ形成してある。なお、この酸化物高温超電導
体23は中実状でも良い。
部に中央孔23Aを形成した中空状のもので、その両端
部を外方に突出させて接続用傾斜面23Bおよび23C
をそれぞれ形成してある。なお、この酸化物高温超電導
体23は中実状でも良い。
【0020】上記介在部材24は、ウッドメタル、ある
いはハンダ、インジウムなど比較的柔らかな導電体から
これを円錐状に構成したもので、酸化物高温超電導体2
3の接続用傾斜面23Bおよび23Cと、コイル側電極
端子21の接続用傾斜面21Bおよび電源側電極端子2
2の接続用傾斜面22Bとの対向面の間にこれを介在さ
せるものである。
いはハンダ、インジウムなど比較的柔らかな導電体から
これを円錐状に構成したもので、酸化物高温超電導体2
3の接続用傾斜面23Bおよび23Cと、コイル側電極
端子21の接続用傾斜面21Bおよび電源側電極端子2
2の接続用傾斜面22Bとの対向面の間にこれを介在さ
せるものである。
【0021】上記断熱性フィラメント26は、たとえば
CFRP(カーボン繊維強化プラスチック)、GFRP
(ガラス繊維強化プラスチック)等からこれを構成した
もので、この断熱性フィラメント26を用いてフィラメ
ントワインディング法により、全体を一体化してある。
CFRP(カーボン繊維強化プラスチック)、GFRP
(ガラス繊維強化プラスチック)等からこれを構成した
もので、この断熱性フィラメント26を用いてフィラメ
ントワインディング法により、全体を一体化してある。
【0022】すなわち、図2および図3に示すように、
上記フィラメントワインディング用ピン25に断熱性フ
ィラメント26をかけて、酸化物高温超電導体23、コ
イル側電極端子21および電源側電極端子22の軸方向
に締め付けることにより、酸化物高温超電導体23と、
介在部材24と、コイル側電極端子21および電源側電
極端子22とを一体化するとともに、保護カバー27を
形成する。なおフィラメントワインディング用ピン25
は、酸化物高温超電導体23の両端部にこれを設けても
よいが、図1の仮想線に示すようにその側部にこれを設
けるようにしてもよい。
上記フィラメントワインディング用ピン25に断熱性フ
ィラメント26をかけて、酸化物高温超電導体23、コ
イル側電極端子21および電源側電極端子22の軸方向
に締め付けることにより、酸化物高温超電導体23と、
介在部材24と、コイル側電極端子21および電源側電
極端子22とを一体化するとともに、保護カバー27を
形成する。なおフィラメントワインディング用ピン25
は、酸化物高温超電導体23の両端部にこれを設けても
よいが、図1の仮想線に示すようにその側部にこれを設
けるようにしてもよい。
【0023】CFRPおよびGFRP等の繊維には、樹
脂、硬化剤などをあらかじめ塗布しておき、上記保護カ
バー27を成形ののち、加熱炉において該樹脂を加熱硬
化させることによりさらに機械的強度を増強させる。
脂、硬化剤などをあらかじめ塗布しておき、上記保護カ
バー27を成形ののち、加熱炉において該樹脂を加熱硬
化させることによりさらに機械的強度を増強させる。
【0024】またコイル側電極端子21、電源側電極端
子22および酸化物高温超電導体23の軸線方向と、断
熱性フィラメント26の巻き傾き方向との間の巻き角度
θを調節することにより、断熱性フィラメント26の張
力すなわち介在部材24への締め付け力を調整可能で、
この部位の電気的導通性を確保する。
子22および酸化物高温超電導体23の軸線方向と、断
熱性フィラメント26の巻き傾き方向との間の巻き角度
θを調節することにより、断熱性フィラメント26の張
力すなわち介在部材24への締め付け力を調整可能で、
この部位の電気的導通性を確保する。
【0025】すなわち、断熱性フィラメント26の軸心
に対する巻き角度θを、酸化物高温超電導体23の外側
に成形された保護カバー27の線膨張係数が、酸化物高
温超電導体23の軸方向の線膨張係数と同じになる角度
とする。
に対する巻き角度θを、酸化物高温超電導体23の外側
に成形された保護カバー27の線膨張係数が、酸化物高
温超電導体23の軸方向の線膨張係数と同じになる角度
とする。
【0026】かくすることにより、熱収縮による酸化物
高温超電導体23に過大な力が加わったり、あるいは逆
に接続用傾斜面21B、22B、23B、23Cでの介
在部材24の部位がゆるみ介在部材24への圧縮力が減
少する結果、電気的な抵抗が増加しないようにするもの
である。
高温超電導体23に過大な力が加わったり、あるいは逆
に接続用傾斜面21B、22B、23B、23Cでの介
在部材24の部位がゆるみ介在部材24への圧縮力が減
少する結果、電気的な抵抗が増加しないようにするもの
である。
【0027】こうした構成の高温超電導体電流リード2
0においては、外側の保護カバー27と、内側の酸化物
高温超電導体23の線膨張係数を同一にしてあることに
より、実装の低温時においても、酸化物高温超電導体2
3とコイル側電極端子21および電源側電極端子22と
の電気的な接続を適正な応力で維持することができる。
0においては、外側の保護カバー27と、内側の酸化物
高温超電導体23の線膨張係数を同一にしてあることに
より、実装の低温時においても、酸化物高温超電導体2
3とコイル側電極端子21および電源側電極端子22と
の電気的な接続を適正な応力で維持することができる。
【0028】さらに外面に形成した保護カバー27は、
これ自体が機械的強度補強部材となり、振動等の外力に
対して酸化物高温超電導体23を保護する。
これ自体が機械的強度補強部材となり、振動等の外力に
対して酸化物高温超電導体23を保護する。
【0029】また、断熱フィラメント26の材料である
CFRPあるいはGFRP等は、それ自体が低熱伝導率
体であり、この部分への外部からの熱侵入を抑制し、そ
の成形体である保護カバー27が熱的に高温超電導体電
流リード20の性能を低下させることがない。
CFRPあるいはGFRP等は、それ自体が低熱伝導率
体であり、この部分への外部からの熱侵入を抑制し、そ
の成形体である保護カバー27が熱的に高温超電導体電
流リード20の性能を低下させることがない。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、介在部材
を介して酸化物高温超電導体とコイル側電極端子および
電源側電極端子とを当接した状態でフィラメントワイン
ディング法によりこれらを一体化したので、実装低温時
においても高温超電導体電流リードの電気的接続状態を
維持した状態で機械的強度を補強しこれを維持すること
ができ、安定した性能を発揮可能である。
を介して酸化物高温超電導体とコイル側電極端子および
電源側電極端子とを当接した状態でフィラメントワイン
ディング法によりこれらを一体化したので、実装低温時
においても高温超電導体電流リードの電気的接続状態を
維持した状態で機械的強度を補強しこれを維持すること
ができ、安定した性能を発揮可能である。
【0031】
【図1】本発明の一実施例による高温超電導体電流リー
ド20の縦断面図である。
ド20の縦断面図である。
【図2】同、高温超電導体電流リード20の側面図であ
る。
る。
【図3】同、高温超電導体電流リード20の一部切欠き
平面図である。
平面図である。
【図4】従来の超電導コイル装置1の概略図である。
1 超電導コイル装置 2 超電導コイル 3 コイル容器 4 冷媒(液体ヘリウム) 5 熱シールド板 6 クライオスタット容器 7 正極用電流リード 8 負極用電流リード 9 外部電源 10 コイル側接続線 11 電源側接続線 12 ガイド管 20 高温超電導体電流リード 21 コイル側電極端子 21A コイル側電極端子21の接続用穴部 21B コイル側電極端子21の接続用傾斜面 22 電源側電極端子 22A 電源側電極端子22の接続用穴部 22B 電源側電極端子22の接続用傾斜面 23 酸化物高温超電導体 23A 酸化物高温超電導体23の中央孔 23B 酸化物高温超電導体23の接続用傾斜面 23C 酸化物高温超電導体23の接続用傾斜面 24 介在部材 25 フィラメントワインディング用ピン 26 断熱性フィラメント 27 断熱性フィラメント26から構成した保護カバー θ コイル側電極端子21、電源側電極端子22および
酸化物高温超電導体23の軸線方向と、断熱性フィラメ
ント26の巻き傾き方向との間の巻き角度
酸化物高温超電導体23の軸線方向と、断熱性フィラメ
ント26の巻き傾き方向との間の巻き角度
Claims (1)
- 【請求項1】 超電導コイルと、外部電源とを電気的
に接続可能な高温超電導体電流リードであって、 前記超電導コイルに接続するコイル側電極端子と、 前記外部電源に接続する電源側電極端子と、 これらコイル側電極端子および電源側電極端子の間に配
置した高温超電導体とを有し、 この高温超電導体と、これらコイル側電極端子および電
源側電極端子との間の対向面をそれぞれ接続用傾斜面と
するとともに、これらの接続用傾斜面の間に比較的軟質
の導電体からなる介在部材を配置し、 該高温超電導体と該コイル側電極端子および該電源側電
極端子とを、断熱性フィラメントを用いたフィラメント
ワインディングにより一体化したことを特徴とする高温
超電導体電流リード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3317310A JP2826624B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 高温超電導体電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3317310A JP2826624B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 高温超電導体電流リード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05129668A JPH05129668A (ja) | 1993-05-25 |
JP2826624B2 true JP2826624B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=18086788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3317310A Expired - Fee Related JP2826624B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 高温超電導体電流リード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2826624B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103500625B (zh) * | 2013-09-23 | 2016-02-24 | 中国科学院电工研究所 | 一种高温超导电流引线装置 |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP3317310A patent/JP2826624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05129668A (ja) | 1993-05-25 |
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