JP6471625B2 - 超電導通電素子 - Google Patents
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Description
(1)
単結晶状のRE1Ba2Cu3O7−x中にRE2BaCuO5が分散された酸化物超電導バルク体を用いた超電導通電素子であって、
板状、棒状又はI型形状の酸化物超電導バルク体と、
前記酸化物超電導バルク体の両端に電気的に接続されると共に、外部と電気的に接続される外部接続部を有する電極端子と、
少なくとも前記酸化物超電導バルク体と前記電極端子との接続部を覆うように配置され、且つ、当該酸化物超電導バルク体及び当該接続部に接着され、当該酸化物超電導バルク体及び当該接続部を補強する支持体と、
から構成される超電導通電素子ユニットを有し、
複数の前記超電導通電素子ユニットが、前記支持体同士が接触して隣り合うように並列配置されると共に、
前記支持体と前記電極端子とを並列配置方向に貫通するように配置された締結部材によって固定されていることを特徴とする、超電導通電素子。
但し、REは希土類元素から選ばれる1種又は2種以上の元素で、酸素欠損量(x)は0.2以下である。
(2)
前記電極端子の外部接続部は、並列配置方向に隣り合う前記超電導通電素子ユニット同士において、互いにずれて配置されていることを特徴とする、上記(1)に記載の超電導通電素子。
(3)
前記電極端子の外部接続部は、通電方向に対して非対称な構造を有し、かつ並列配置方向に隣り合う前記超電導通電素子ユニット同士において、前記並列配置方向の面に対して、互いに逆向きに配置されていることを特徴とする、上記(1)に記載の超電導通電素子。
(4)
前記酸化物超電導バルク体が板状であり、当該酸化物超電導バルク体の厚み方向に、複数の前記超電導通電素子ユニットが並列配置されていることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の超電導通電素子。
酸化物超電導バルク体を利用した超電導通電素子200は、図7に示すように、酸化物超電導バルク体211、213と、電極端子231〜234と、支持体221、223とから構成される。酸化物超電導バルク体211、213は、例えば図8に示すような板状(210a)、棒状(210b)又はI型形状(210c)に構成されている。電極端子231〜234は、超電導通電素子200を外部と接続するためのものであり、酸化物超電導バルク体211、213の両端に電気的に接続される。外部2a〜2dとの接続を容易にするために、電極端子231〜234にはボルト締結用の穴を設けるのが好ましい。なお、図7において、領域Pは電極端子231〜234の外部2a〜2dとの外部接続部を示している。
以下に、本発明の実施形態について、図に沿って説明する。
図1A及び図1Bは、本発明の第1の実施形態における超電導通電素子100の一例を示す概念図である。図1A及び図1Bの例では、酸化物超電導バルク体110を用いた6個の超電導通電素子ユニット102が、隣り合う支持体120が接触するように並列配置されている。そして、支持体120と電極端子130との接続部を並列配置方向に貫通するように締結部材140であるボルト142が配置されてナット144によりボルト締結されると共に、支持体120と酸化物超電導バルク体110及び電極端子130とが樹脂接着されている。
次に、図3A〜図6に基づいて、本発明の第2の実施形態に係る超電導通電素子について説明する。
Ptを0.5質量%含み、かつDy1Ba2Cu3Oy中にDy2BaCuO5が微細分散した単結晶状の酸化物超電導バルク体に機械的加工を施して、幅3mm、厚さ0.8mm、長さ40mmの板状試料を製作した。この板状試料の表面に銀を約1μm成膜し、400℃で100hほど酸素気流中にて熱処理を行った後、酸化物用半田にて両端に図3Bのような形状の銅製電極端子を接続し、樹脂にてGFRP製支持体にて接着した。樹脂接着により、支持体と酸化物超電導バルク体及び電極端子とが接着された。同様のものを6個製作し、共通のボルト穴を介して6個をまとめてボルト頭厚3mmとナット厚3mmのボルトとナットを用いてボルト締結した。GFRP製支持体の肉厚は1.5mmで、厚さ3mmの銅製電極端子を含めた並列配置方向の超電導通電素子ユニット1個当たりの厚さは6mmで、6個まとめた全体の超電導通電素子における並列配置方向の厚さは42mm(ボルト締結部含む)であった。
CeO2を1質量%およびAgを10質量%含み、かつGd1Ba2Cu3Oy中にGd2BaCuO5が微細分散した単結晶状の酸化物超電導バルク体に機械的加工を施して、図8の(c)のような中央部が幅4mm、厚さ4mmで、長さ58mmのI型形状試料を製作した。このI型形状試料の表面に銀を約2μm成膜し、400℃で100hほど酸素気流中にて熱処理を行った後、酸化物用半田にて両端に銅製電極端子を接続し、樹脂にてGFRP製支持体にて接着した。銅製電極端子は図3Bのように通電方向に対して非対称な構造とした。同様のものを2個製作し、非対称な電極端子が逆方向になるように重ね、共通のボルト穴を介して2個をまとめてボルト締結した。GFRP製支持体の肉厚は4mmであるが、2個の支持体が接する面の肉厚だけを2mmと薄くした。その結果、銅製電極端子を含めた並列配置方向の1個当たりの厚さは14mmで、2個まとめた全体の超電導通電素子における並列配置方向の厚さは36mm(ボルト締結部含む)であった。
102 超電導通電素子ユニット
110 酸化物超電導バルク体
120 支持体
130 電極端子
140 締結部材
251、253 接着樹脂
Claims (4)
- 単結晶状のRE1Ba2Cu3O7−x中にRE2BaCuO5が分散された酸化物超電導バルク体を用いた超電導通電素子であって、
板状、棒状又はI型形状の酸化物超電導バルク体と、
前記酸化物超電導バルク体の両端に電気的に接続されると共に、外部と電気的に接続される外部接続部を有する電極端子と、
少なくとも前記酸化物超電導バルク体と前記電極端子との接続部を覆うように配置され、且つ、当該酸化物超電導バルク体及び当該接続部に接着され、当該酸化物超電導バルク体及び当該接続部を補強する支持体と、
から構成される超電導通電素子ユニットを有し、
複数の前記超電導通電素子ユニットが、前記支持体同士が接触して並列配置されると共に、
前記支持体と前記電極端子とを並列配置方向に貫通するように配置された締結部材によって固定されていることを特徴とする、超電導通電素子。
但し、REは希土類元素から選ばれる1種又は2種以上の元素で、酸素欠損量(x)は0.2以下である。 - 前記電極端子の外部接続部は、並列配置方向に隣り合う前記超電導通電素子ユニット同士において、互いにずれて配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の超電導通電素子。
- 前記電極端子の外部接続部は、通電方向に対して非対称な構造を有し、かつ並列配置方向に隣り合う前記超電導通電素子ユニット同士において、前記並列配置方向の面に対して、互いに逆向きに配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の超電導通電素子。
- 前記酸化物超電導バルク体が板状であり、当該酸化物超電導バルク体の厚み方向に、複数の前記超電導通電素子ユニットが並列配置されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の超電導通電素子。
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