JPH1022117A - 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 - Google Patents
超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法Info
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- JPH1022117A JPH1022117A JP8169418A JP16941896A JPH1022117A JP H1022117 A JPH1022117 A JP H1022117A JP 8169418 A JP8169418 A JP 8169418A JP 16941896 A JP16941896 A JP 16941896A JP H1022117 A JPH1022117 A JP H1022117A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且つサ
イズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供し、
また、同超電導電流供給線に対する超電導転移温度以下
に冷却する方法及びクエンチ対策の具備して接続する方
法を提供する。 【解決手段】超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の
巻芯材の外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで
集合化され、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の
大きい純金属製としその内側管(低温)の内側に冷媒用
の通路断面のない構造とした。冷却方法は、断熱管路の
内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体冷
媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される純
金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法とした。接続方法は、断熱管路の内側管と外側管
との両者または一方に対して、その両端末で超電導導体
を電気接続する方法とした。
イズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供し、
また、同超電導電流供給線に対する超電導転移温度以下
に冷却する方法及びクエンチ対策の具備して接続する方
法を提供する。 【解決手段】超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の
巻芯材の外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで
集合化され、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の
大きい純金属製としその内側管(低温)の内側に冷媒用
の通路断面のない構造とした。冷却方法は、断熱管路の
内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体冷
媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される純
金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法とした。接続方法は、断熱管路の内側管と外側管
との両者または一方に対して、その両端末で超電導導体
を電気接続する方法とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導線路の技術
より具体的には超電導線材を用いた超電導電流供給線及
びその冷却方法ならびにその接続方法に関する。
より具体的には超電導線材を用いた超電導電流供給線及
びその冷却方法ならびにその接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図10は、超電導材料を用いた従来の考
えによる超電導電流供給線のシステムを示し、図11に
超電導電流供給線の横断面構造を示す。このシステム
は、図10に示すように、超電導電流供給線を本体1a
と端末部1bで構成し、端末部1bで冷凍器1i及び熱
交換器1cを経由する冷媒を冷媒通路1dを通じて本体
1a内に循環させ、本体内の超電導導体全長が浸漬冷却
される方式からなる。
えによる超電導電流供給線のシステムを示し、図11に
超電導電流供給線の横断面構造を示す。このシステム
は、図10に示すように、超電導電流供給線を本体1a
と端末部1bで構成し、端末部1bで冷凍器1i及び熱
交換器1cを経由する冷媒を冷媒通路1dを通じて本体
1a内に循環させ、本体内の超電導導体全長が浸漬冷却
される方式からなる。
【0003】かかる冷却方式に供される超電導電流供給
線自体は、図11のように、冷媒通路1gを中心に持つ
超電導線材1e上に電気絶縁体1f、超電導線材1eを
順次配し、さらにその外側に冷媒通路1gを確保しつつ
断熱層1hを施し、各層への被覆材を有せしめて構成さ
れている。冷媒としては、液体冷媒;液体ヘリウムまた
は液体窒素が使用される。
線自体は、図11のように、冷媒通路1gを中心に持つ
超電導線材1e上に電気絶縁体1f、超電導線材1eを
順次配し、さらにその外側に冷媒通路1gを確保しつつ
断熱層1hを施し、各層への被覆材を有せしめて構成さ
れている。冷媒としては、液体冷媒;液体ヘリウムまた
は液体窒素が使用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
れば、冷媒を循環させるのに超電導電流供給線本体にお
いて冷媒通路を必要とするため、超電導電流供給線を
高低差の大きい所または高低差が安定しない場所で使う
場合に冷媒の圧力制御が困難、長尺線路として冷却を
行う場合の冷媒圧力降下、断熱管路内で熱暴走が起き
た時に冷媒が気化し超電導電流供給線自体が暴発する危
険性、冷媒通路断面積が超電導電流供給線のサイズコ
ンパクト化を制限する等という問題があった。
れば、冷媒を循環させるのに超電導電流供給線本体にお
いて冷媒通路を必要とするため、超電導電流供給線を
高低差の大きい所または高低差が安定しない場所で使う
場合に冷媒の圧力制御が困難、長尺線路として冷却を
行う場合の冷媒圧力降下、断熱管路内で熱暴走が起き
た時に冷媒が気化し超電導電流供給線自体が暴発する危
険性、冷媒通路断面積が超電導電流供給線のサイズコ
ンパクト化を制限する等という問題があった。
【0005】そこで、本発明の解決すべき課題(目的)
は、第一に、長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且
つサイズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供
することにある。第二に、当該超電導電流供給線を超電
導転移温度以下に冷却する方法を提供することにある。
第三に、当該超電導電流供給線のクエンチ対策を具備す
る接続方法を提供することにある。
は、第一に、長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且
つサイズコンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供
することにある。第二に、当該超電導電流供給線を超電
導転移温度以下に冷却する方法を提供することにある。
第三に、当該超電導電流供給線のクエンチ対策を具備す
る接続方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の課題(目
的)を達成するために提供する第一の手段;超電導電流
供給線は、断熱管路付きの超電導電流供給線であって、
超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の外周
に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化され、
断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純金属
製とした構造としてなるものである。
的)を達成するために提供する第一の手段;超電導電流
供給線は、断熱管路付きの超電導電流供給線であって、
超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の外周
に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化され、
断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純金属
製とした構造としてなるものである。
【0007】上記のように、超電導線材の複合基材と巻
芯材に、熱伝導率の大きい純金属(例えば、銀,銅、ア
ルミニウム)材料を用いることで長手方向への熱伝導を
大きくし、超電導線材と巻芯材自身が伝熱による冷却媒
体となる。また、断熱管路の内側パイプに同様の純金属
(例えば、銅、銀またはアルミニウム)材料を用いてい
るので、端部において冷媒か冷凍器で冷却するだけで、
本体部長手方向ではパイプ自身の固体伝熱で冷却され
る。また、断熱管路の内側パイプが断熱層の高温側から
の輻射熱を吸収し、超電導線材を輻射熱に対してシール
ドする。従って、冷媒を超電導導体に沿って長尺循環さ
せるシステム及び制御が不要となり、超電導電流供給線
の本体サイズも小さくすることができる。
芯材に、熱伝導率の大きい純金属(例えば、銀,銅、ア
ルミニウム)材料を用いることで長手方向への熱伝導を
大きくし、超電導線材と巻芯材自身が伝熱による冷却媒
体となる。また、断熱管路の内側パイプに同様の純金属
(例えば、銅、銀またはアルミニウム)材料を用いてい
るので、端部において冷媒か冷凍器で冷却するだけで、
本体部長手方向ではパイプ自身の固体伝熱で冷却され
る。また、断熱管路の内側パイプが断熱層の高温側から
の輻射熱を吸収し、超電導線材を輻射熱に対してシール
ドする。従って、冷媒を超電導導体に沿って長尺循環さ
せるシステム及び制御が不要となり、超電導電流供給線
の本体サイズも小さくすることができる。
【0008】また、第二の課題(目的)を達成するため
に提供する第二の手段;超電導電流供給線の冷却方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体
冷媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される
純金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法からなる。
に提供する第二の手段;超電導電流供給線の冷却方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体
冷媒を用いて直接冷却され、その他の部分は複合される
純金属自身の伝熱により長手方向に間接冷却されること
で、超電導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却され
る方法からなる。
【0009】さらに、第三の課題(目的)を達成するた
めに提供する第三の手段;超電導電流供給線の接続方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と外側管との両者または一方に対して、その両
端末で超電導導体を電気接続する方法からなる。このよ
うにすることで、断熱管路の金属管を超電導導体の電流
をバイパスする電気的安定化材として機能し、以て、ク
エンチ対策を図ることができる。
めに提供する第三の手段;超電導電流供給線の接続方法
は、当該第一手段の超電導電流供給線における断熱管路
の内側管と外側管との両者または一方に対して、その両
端末で超電導導体を電気接続する方法からなる。このよ
うにすることで、断熱管路の金属管を超電導導体の電流
をバイパスする電気的安定化材として機能し、以て、ク
エンチ対策を図ることができる。
【0010】尚、断熱管路の断熱方式は、真空か積層真
空で行うと良い。また、超電導導体は、冷凍器または液
体冷媒を用いることで超電導臨海温度以下に冷却するこ
とのできる超電導材料を用いる。尚また、超電導電流供
給線の本体部の必要最小限の構成は、超電導導体と断熱
管路と機械補強材である。必要に応じて電気絶縁体が使
われる。
空で行うと良い。また、超電導導体は、冷凍器または液
体冷媒を用いることで超電導臨海温度以下に冷却するこ
とのできる超電導材料を用いる。尚また、超電導電流供
給線の本体部の必要最小限の構成は、超電導導体と断熱
管路と機械補強材である。必要に応じて電気絶縁体が使
われる。
【0011】
〔実施例1〕図1は、本発明の第一手段である。超電導
電流供給線の具体例である。この具体例の超電導電流供
給線は、往路用超電導導体3aと復路用超電導導体3b
との同軸構造からなり、往路用超電導導体3aは、銅製
の丸棒からなる巻芯材3cの上に酸化物系Bi-2223 超電
導導銀シース線材の複数本を巻き付けて集合化された中
密構造の導体からなる。この往路用超電導導体3aの外
側にはポリエチレンテープを巻き付けて電気絶縁層3d
を成層し、該層の外側に酸化物系Bi-2223 超電導導銀シ
ース線材の複数本を巻き付けて復路用超電導導体3bを
形成してなるものである。3fはかかる復路用超電導導
体3bの上にカプトン(米・デュポン社の商品名)の名
で知られた芳香族ポリイミドフィルム(フィルムはテー
プを含む意味で使用)を巻き付けた補強層である。
電流供給線の具体例である。この具体例の超電導電流供
給線は、往路用超電導導体3aと復路用超電導導体3b
との同軸構造からなり、往路用超電導導体3aは、銅製
の丸棒からなる巻芯材3cの上に酸化物系Bi-2223 超電
導導銀シース線材の複数本を巻き付けて集合化された中
密構造の導体からなる。この往路用超電導導体3aの外
側にはポリエチレンテープを巻き付けて電気絶縁層3d
を成層し、該層の外側に酸化物系Bi-2223 超電導導銀シ
ース線材の複数本を巻き付けて復路用超電導導体3bを
形成してなるものである。3fはかかる復路用超電導導
体3bの上にカプトン(米・デュポン社の商品名)の名
で知られた芳香族ポリイミドフィルム(フィルムはテー
プを含む意味で使用)を巻き付けた補強層である。
【0012】上記のようにして構成された超電導導体
は、断熱管路の内側管を構成する純銅製のコルゲートパ
イプ3gの中に挿入する。3hは断熱管路の外側管を構
成する純銅製のコルゲートパイプにして、内側のコルゲ
ートパイプ3gとの間にスペーサ3iを介して空間3k
を保持し、該空間を真空絶縁としている。3jは塩化ビ
ニール樹脂による外装補強層である。
は、断熱管路の内側管を構成する純銅製のコルゲートパ
イプ3gの中に挿入する。3hは断熱管路の外側管を構
成する純銅製のコルゲートパイプにして、内側のコルゲ
ートパイプ3gとの間にスペーサ3iを介して空間3k
を保持し、該空間を真空絶縁としている。3jは塩化ビ
ニール樹脂による外装補強層である。
【0013】図2は、本発明の第三手段である。超電導
電流供給線の接続方法の具体例を示し、上記構成の超電
導電流供給線を電気接続する方法である。2aは断熱管
路の外側管、2bは断熱管路の内側管、2cは接続抵
抗、2d,2eは夫々超電導導体を示す。また、上記の
方法により接続された超電導電流供給線を本発明の第二
手段による冷却する方法である。冷却システムの概念を
図6に示した。この実施例では、図6のように、寒剤で
ある液体ヘリウム4aで冷却された超電導コイル4bと
室温下に置かれる電力供給源4cとの間の電流供給線と
して適用した例である。超電導電流供給線は、往路用超
電導導体4d、復路用超電導導体4e、断熱管路の内側
管4f、断熱管路の外側管4gで構成されており、断熱
管路の内側管4fは復路用超電導導体4eと並列に接続
され、断熱管路の外側管4gは往路用超電導導体4dと
並列に接続されている。
電流供給線の接続方法の具体例を示し、上記構成の超電
導電流供給線を電気接続する方法である。2aは断熱管
路の外側管、2bは断熱管路の内側管、2cは接続抵
抗、2d,2eは夫々超電導導体を示す。また、上記の
方法により接続された超電導電流供給線を本発明の第二
手段による冷却する方法である。冷却システムの概念を
図6に示した。この実施例では、図6のように、寒剤で
ある液体ヘリウム4aで冷却された超電導コイル4bと
室温下に置かれる電力供給源4cとの間の電流供給線と
して適用した例である。超電導電流供給線は、往路用超
電導導体4d、復路用超電導導体4e、断熱管路の内側
管4f、断熱管路の外側管4gで構成されており、断熱
管路の内側管4fは復路用超電導導体4eと並列に接続
され、断熱管路の外側管4gは往路用超電導導体4dと
並列に接続されている。
【0014】超電導電流供給線に関して、一方の端末部
での電気接続部4h,4i,4j,4kは液体窒素4v
に浸漬冷却され、他方の端末部での電気接続部4l,4
m,4n,4pは液体ヘリウム4aに浸漬冷却され、断
熱管路の外側管4gに関連する電気接続部4q,4s,
4tは室温下に置かれている。さらに、銅リード4uの
往路と復路で超電導コイル4bを励磁するように接続さ
れている。
での電気接続部4h,4i,4j,4kは液体窒素4v
に浸漬冷却され、他方の端末部での電気接続部4l,4
m,4n,4pは液体ヘリウム4aに浸漬冷却され、断
熱管路の外側管4gに関連する電気接続部4q,4s,
4tは室温下に置かれている。さらに、銅リード4uの
往路と復路で超電導コイル4bを励磁するように接続さ
れている。
【0015】上記のような冷却システムの液体ヘリウム
4a冷却側の端部構造の具体例を図7に示し、同冷却シ
ステムの液体窒素4v冷却側の端部構造の具体例を図8
に示す。図7の詳細構造について説明すると、電気的な
往路側(或いは高電圧側)は、超電導電流供給線の往路
用超電導導体5a、巻芯材5b、超電導コイル5cのリ
ード5d、該リード5dと往路用超電導導体5aと往路
用接続導体5hとを接続する接続部5e、断熱管路の外
側管5f、接続フランジ5g、往路用接続導体5hと接
続フランジ5gとの接続部5iからなっている。断熱管
路の外側管5fと接続フランジ5gは半田か、ロー付
け、ボルトまたは溶接で導体接続されている。往路用接
続導体5hはクライオスタット5j内を機械的に構成す
るステンレス、ブラス等の支持材を電気的に接続して導
体として併用するか、別途に設けるかのいずれかの手法
が取られる。往路用接続導体5hは、常時、定格電流を
流す導体ではなく、1分から30分程度の短時間通電に
よって、往路用接続導体5h自身がジュール発熱によっ
て焼損しないような導体とする。
4a冷却側の端部構造の具体例を図7に示し、同冷却シ
ステムの液体窒素4v冷却側の端部構造の具体例を図8
に示す。図7の詳細構造について説明すると、電気的な
往路側(或いは高電圧側)は、超電導電流供給線の往路
用超電導導体5a、巻芯材5b、超電導コイル5cのリ
ード5d、該リード5dと往路用超電導導体5aと往路
用接続導体5hとを接続する接続部5e、断熱管路の外
側管5f、接続フランジ5g、往路用接続導体5hと接
続フランジ5gとの接続部5iからなっている。断熱管
路の外側管5fと接続フランジ5gは半田か、ロー付
け、ボルトまたは溶接で導体接続されている。往路用接
続導体5hはクライオスタット5j内を機械的に構成す
るステンレス、ブラス等の支持材を電気的に接続して導
体として併用するか、別途に設けるかのいずれかの手法
が取られる。往路用接続導体5hは、常時、定格電流を
流す導体ではなく、1分から30分程度の短時間通電に
よって、往路用接続導体5h自身がジュール発熱によっ
て焼損しないような導体とする。
【0016】電気的な復路側(或いは低圧側)は、復路
用超電導導体5k、断熱管路の内側管5l、超電導コイ
ルのリード5m、復路用超電導導体5kと超電導コイル
5cのリード5mと断熱管路の内側管5lとを電気接続
する接続部5nからなる。
用超電導導体5k、断熱管路の内側管5l、超電導コイ
ルのリード5m、復路用超電導導体5kと超電導コイル
5cのリード5mと断熱管路の内側管5lとを電気接続
する接続部5nからなる。
【0017】往路側と復路側は、超電導電流供給線内の
電気絶縁層5p、端部での電界ストレスコーン5q、絶
縁フランジ5rで電気絶縁されている。
電気絶縁層5p、端部での電界ストレスコーン5q、絶
縁フランジ5rで電気絶縁されている。
【0018】図7において、往路用超電導導体5a、巻
芯材5b、断熱管路の内側管5lの端部が液体ヘリウム
5tに浸漬されて直接冷却され、浸漬冷却されない部分
の超電導電流供給線を伝熱で冷却するようにしている。
断熱管路は、内側管5lとステンフランジ5vを溶接接
合5uすると共に、外側管5fと接続フランジ5gを溶
接接合5xすることで真空封入され端部から液体ヘリウ
ム5tの気体したガスが断熱真空部内に入り込まないよ
うになっている。
芯材5b、断熱管路の内側管5lの端部が液体ヘリウム
5tに浸漬されて直接冷却され、浸漬冷却されない部分
の超電導電流供給線を伝熱で冷却するようにしている。
断熱管路は、内側管5lとステンフランジ5vを溶接接
合5uすると共に、外側管5fと接続フランジ5gを溶
接接合5xすることで真空封入され端部から液体ヘリウ
ム5tの気体したガスが断熱真空部内に入り込まないよ
うになっている。
【0019】次に、他方の端部構造を示す図8の具体例
について説明する。液体窒素6aのクライオスタット6
b内において、超電導電流供給線6cの端部と室温部の
電力供給源に接続された往路用銅リード6dと復路用銅
リード6eが電気接続されている。断熱管路の内側管6
fの端部は接続部6gにおいて溶接接合により電気接続
され、復路用超電導導体6Pと並列に接続されている。
また、断熱管路の内側管6fは、一部が液体窒素6aに
浸漬されていることで、断熱管路の外部侵入熱を伝熱冷
却し、管路自身を冷却する役割を果たしている。
について説明する。液体窒素6aのクライオスタット6
b内において、超電導電流供給線6cの端部と室温部の
電力供給源に接続された往路用銅リード6dと復路用銅
リード6eが電気接続されている。断熱管路の内側管6
fの端部は接続部6gにおいて溶接接合により電気接続
され、復路用超電導導体6Pと並列に接続されている。
また、断熱管路の内側管6fは、一部が液体窒素6aに
浸漬されていることで、断熱管路の外部侵入熱を伝熱冷
却し、管路自身を冷却する役割を果たしている。
【0020】断熱管路の外側管6iは、金属フランジ6
jと溶接接合6xにて電気接続されており、さらに、金
属フランジ6jは往路用銅リード6dにロー付け6yで
電気接続され、往路用超電導導体6hと並列に接続され
ている。往路と復路の電気絶縁は絶縁フランジ6lと超
電導電流供給線内の絶縁層6m、電界ストレスコーン6
nでなされている。超電導電流供給線の冷却は、断熱管
路の内側管6fと往路用超電導導体6hと巻芯材6qの
端部の液体窒素6aに浸漬される表面熱流束と長手方向
の固体伝熱による原理によってなされる。また、断熱管
路の真空層に液体窒素6aの気化したガスが入り込まな
いように、断熱管路の内側管6fとステンフランジ6z
を接合部6wで溶接し真空封止している。
jと溶接接合6xにて電気接続されており、さらに、金
属フランジ6jは往路用銅リード6dにロー付け6yで
電気接続され、往路用超電導導体6hと並列に接続され
ている。往路と復路の電気絶縁は絶縁フランジ6lと超
電導電流供給線内の絶縁層6m、電界ストレスコーン6
nでなされている。超電導電流供給線の冷却は、断熱管
路の内側管6fと往路用超電導導体6hと巻芯材6qの
端部の液体窒素6aに浸漬される表面熱流束と長手方向
の固体伝熱による原理によってなされる。また、断熱管
路の真空層に液体窒素6aの気化したガスが入り込まな
いように、断熱管路の内側管6fとステンフランジ6z
を接合部6wで溶接し真空封止している。
【0021】〔実施例2〕上述した実施例1のシステム
の変形例として、図1の往路用超電導導体3aと復路用
超電導導体3bを酸化物系Bi-2212 超電導銀シース線材
または酸化物系Tl-2223 超電導銀シース線材で構成し
た。
の変形例として、図1の往路用超電導導体3aと復路用
超電導導体3bを酸化物系Bi-2212 超電導銀シース線材
または酸化物系Tl-2223 超電導銀シース線材で構成し
た。
【0022】〔実施例3〕実施例1または実施例2のシ
ステムにおける変形例として、図7の液体ヘリウム5t
の部分を液体窒素に置き換えて構成した。
ステムにおける変形例として、図7の液体ヘリウム5t
の部分を液体窒素に置き換えて構成した。
【0023】〔実施例4〕実施例1,2または実施例3
のシステムにおける変形例として、図1の保護層3fを
金属テープ製とする。これは、該保護層を電気的安定化
材としても併用すること、熱収縮率を超電導線材に近い
値とすることで、超電導線材の熱歪劣化を防止すると共
に端部での直接冷却面を通じての長手方向の伝熱を大き
くすることを目的としたためである。
のシステムにおける変形例として、図1の保護層3fを
金属テープ製とする。これは、該保護層を電気的安定化
材としても併用すること、熱収縮率を超電導線材に近い
値とすることで、超電導線材の熱歪劣化を防止すると共
に端部での直接冷却面を通じての長手方向の伝熱を大き
くすることを目的としたためである。
【0024】〔実施例5〕実施例1,2,3または実施
例4のシステムにおける断熱管路の内側管と外側管の電
気接続の変形例として、図3のように接続した。これは
外側管2aを超電導電流供給線に電気接続しない方式か
らなり、超電導導体2dを高電圧下で使う場合や、外側
管2aをアース線にしたり、同外側管2aに電圧サージ
が加わらないことを配慮している。この場合、図7の端
末構成部分では、往路用接続導体5h、導体接続部5i
が不要となり、そのため、接続フランジ5gに対する電
気絶縁の配慮も不要となり、また、図8の端末構成部分
では、往路用銅リード6d、金属フランジ6jの電気接
続部も不要となり、超電導電流供給線の接続が簡便な方
式となる。但し、この方式の場合、超電導導体2dは、
クエンチに対する並列導体が1項目減り信頼性に劣る
が、超電導導体2d自身に十分なクエンチ対策が施され
ている場合は、製作上簡便であるために低コストのシス
テムとなる。
例4のシステムにおける断熱管路の内側管と外側管の電
気接続の変形例として、図3のように接続した。これは
外側管2aを超電導電流供給線に電気接続しない方式か
らなり、超電導導体2dを高電圧下で使う場合や、外側
管2aをアース線にしたり、同外側管2aに電圧サージ
が加わらないことを配慮している。この場合、図7の端
末構成部分では、往路用接続導体5h、導体接続部5i
が不要となり、そのため、接続フランジ5gに対する電
気絶縁の配慮も不要となり、また、図8の端末構成部分
では、往路用銅リード6d、金属フランジ6jの電気接
続部も不要となり、超電導電流供給線の接続が簡便な方
式となる。但し、この方式の場合、超電導導体2dは、
クエンチに対する並列導体が1項目減り信頼性に劣る
が、超電導導体2d自身に十分なクエンチ対策が施され
ている場合は、製作上簡便であるために低コストのシス
テムとなる。
【0025】〔実施例6〕実施例5のシステムにおける
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図4の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管2aと内側管2bの両方を超電導導体2eを高電圧
下で使う場合や、超電導電流供給線の接続の簡便性を配
慮する時に適用される方式である。また、この方式で
は、接続抵抗2fを接続抵抗2gより大きく設計するこ
とで、断熱管路低温側の内側管2bのジュール発熱によ
る熱負荷を減らすことが可能となり、超電導導体の熱的
安定性の大きいシステムとなる。
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図4の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管2aと内側管2bの両方を超電導導体2eを高電圧
下で使う場合や、超電導電流供給線の接続の簡便性を配
慮する時に適用される方式である。また、この方式で
は、接続抵抗2fを接続抵抗2gより大きく設計するこ
とで、断熱管路低温側の内側管2bのジュール発熱によ
る熱負荷を減らすことが可能となり、超電導導体の熱的
安定性の大きいシステムとなる。
【0026】この場合の端末部分は、実施例5の構造と
基本的に同じであり、唯一の違いは断熱管路の内側管2
bと外側管2dの間を真空封止するために溶接接続し、
電気的にも内側管と外側管が接続されている点である。
基本的に同じであり、唯一の違いは断熱管路の内側管2
bと外側管2dの間を真空封止するために溶接接続し、
電気的にも内側管と外側管が接続されている点である。
【0027】〔実施例7〕実施例5のシステムにおける
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図5の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管2aと内側管2bの両方を超電導導体から電気的に
絶縁して構成する方式からなる。断熱管路の外側管2a
と内側管2bは電気的に接続されていても構わない。
断熱管路の内側管と外側管の電気接続の変形例として、
図5の電気接続方法を採用した。これは、断熱管路の外
側管2aと内側管2bの両方を超電導導体から電気的に
絶縁して構成する方式からなる。断熱管路の外側管2a
と内側管2bは電気的に接続されていても構わない。
【0028】〔実施例8〕実施例4,5,6または実施
例7の冷却方法の変形例である。図7の端末部分を図9
の端末構造、すなわち超電導コイル用の冷却用寒剤7a
と超電導電流供給線冷却用の寒剤7bを別の空間に配置
した構造とした。
例7の冷却方法の変形例である。図7の端末部分を図9
の端末構造、すなわち超電導コイル用の冷却用寒剤7a
と超電導電流供給線冷却用の寒剤7bを別の空間に配置
した構造とした。
【0029】〔応用システムに関して〕上述した実施例
では、電流の受電側を全て超電導コイルに限定して取り
上げが、これに限らず、大電流通電の通電ラインの一
部、または極低温下で作動するデバイスを用い、これに
超電導電流供給線を適用することも有用である。
では、電流の受電側を全て超電導コイルに限定して取り
上げが、これに限らず、大電流通電の通電ラインの一
部、または極低温下で作動するデバイスを用い、これに
超電導電流供給線を適用することも有用である。
【0030】
【発明の効果】以上説明したような本発明によれば、第
一に長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且つサイズ
コンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供する、第
二に当該超電導電流供給線を超電導転移温度以下に冷却
する方法を提供する、第三に当該超電導電流供給線をク
エンチ対策の具備する接続方法を提供するという所期の
目的を達成することができる。併せて、超電導電流供
給線を高低差の大きい所または高低差が安定しない場所
で大電流を供給する場合に冷媒の圧力制御が不要となる
点で有利である。長尺冷却を行う場合の冷媒圧力降下
の問題がない。断熱管路暴発の危険を完全に回避でき
る。冷媒を循環させるポンプが不要でメンテナンスが
容易となる。等の効果を奏することができる。
一に長尺の断熱管路内の冷媒圧力制御が不要且つサイズ
コンパクト化が可能な超電導電流供給線を提供する、第
二に当該超電導電流供給線を超電導転移温度以下に冷却
する方法を提供する、第三に当該超電導電流供給線をク
エンチ対策の具備する接続方法を提供するという所期の
目的を達成することができる。併せて、超電導電流供
給線を高低差の大きい所または高低差が安定しない場所
で大電流を供給する場合に冷媒の圧力制御が不要となる
点で有利である。長尺冷却を行う場合の冷媒圧力降下
の問題がない。断熱管路暴発の危険を完全に回避でき
る。冷媒を循環させるポンプが不要でメンテナンスが
容易となる。等の効果を奏することができる。
【図1】本発明の実施例1における第一手段としての超
電導電流供給線の具体例を示す横断面図。
電導電流供給線の具体例を示す横断面図。
【図2】本発明の実施例1における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図3】本発明の実施例5における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図4】本発明の実施例6における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図5】本発明の実施例7における第三手段としての超
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
電導電流供給線の接続方法の具体例を示す説明図。
【図6】本発明の実施例1における第二手段としての超
電導電流供給線の冷却システムの概念図。
電導電流供給線の冷却システムの概念図。
【図7】本発明の実施例1における端末部構造(液体ヘ
リウム側)の詳細図。
リウム側)の詳細図。
【図8】本発明の実施例1における端末部構造(液体窒
素側)の詳細図。
素側)の詳細図。
【図9】本発明の実施例8における超電導電流供給線の
端末部構造の詳細図。
端末部構造の詳細図。
【図10】超電導電流供給線における冷却システムの従
来例の説明図。
来例の説明図。
【図11】従来の超電導電流供給線の例を示す横断面
図。
図。
2a 断熱管路の外側管 2b 断熱管路の内側管 2c 接続抵抗 2d 超電導導体 2e 超電導導体 2f 接続抵抗(図4) 2g 接続抵抗(図4) 3a 往路用超電導導体 3b 復路用超電導導体 3c 巻芯材;銅製丸棒 3d 電気絶縁層 3f 補強層(芳香族ポリイミドフィルムの巻き付け
層) 3g 断熱管路の内側管;コルゲートパイプ 3h 断熱管路の外が件;コルゲートパイプ 3i スペーサ 3k 空間;真空絶縁 3j 外装補強層 4a 冷媒;液体ヘリウム 4b 超電導コイル 4c 電力供給源 4d 往路用超電導導体 4e 復路用超電導導体 4f 断熱管路の内側管 4g 断熱管路の外側管 4h 電気接続部 4i 電気接続部 4j 電気接続部 4k 電気接続部 4l 電気接続部 4m 電気接続部 4n 電気接続部 4q 電気接続部 4s 電気接続部 4t 電気接続部 4v 冷媒;液体窒素 4u 銅リード 5a 往路用超電導導体 5b 巻芯材 5c 超電導コイル 5d リード 5e 接続部 5f 断熱管路の外側管 5g 接続フランジ 5h 往路接続導体 5i 導体接続部 5j クライオスタット 5k 復路用超電導導体 5l 断熱管路の内側管 5m リード 5n 接続部 5p 電気絶縁層 5q 電界ストレスコーン 5r 絶縁フランジ 5t 液体ヘリウム 5v ステンフランジ 5u 溶接接合 5x 溶接接合 5y 真空断熱 6a 液体窒素 6b クライオスタット 6c 超電導電流供給線 6d 往路用銅リード 6e 復路用銅リード 6f 断熱管路の内側管 6g 接続部 6h 復路用超電導導体 6i 断熱管路の外側管 6j 金属フランジ 6l 絶縁フランジ 6m 絶縁層 6n 電界ストレスコーン 6p 復路用超電導導体 6q 巻芯材 7a 超電導コイル冷却用の寒剤 7b 超電導電流供給線冷却用の寒剤
層) 3g 断熱管路の内側管;コルゲートパイプ 3h 断熱管路の外が件;コルゲートパイプ 3i スペーサ 3k 空間;真空絶縁 3j 外装補強層 4a 冷媒;液体ヘリウム 4b 超電導コイル 4c 電力供給源 4d 往路用超電導導体 4e 復路用超電導導体 4f 断熱管路の内側管 4g 断熱管路の外側管 4h 電気接続部 4i 電気接続部 4j 電気接続部 4k 電気接続部 4l 電気接続部 4m 電気接続部 4n 電気接続部 4q 電気接続部 4s 電気接続部 4t 電気接続部 4v 冷媒;液体窒素 4u 銅リード 5a 往路用超電導導体 5b 巻芯材 5c 超電導コイル 5d リード 5e 接続部 5f 断熱管路の外側管 5g 接続フランジ 5h 往路接続導体 5i 導体接続部 5j クライオスタット 5k 復路用超電導導体 5l 断熱管路の内側管 5m リード 5n 接続部 5p 電気絶縁層 5q 電界ストレスコーン 5r 絶縁フランジ 5t 液体ヘリウム 5v ステンフランジ 5u 溶接接合 5x 溶接接合 5y 真空断熱 6a 液体窒素 6b クライオスタット 6c 超電導電流供給線 6d 往路用銅リード 6e 復路用銅リード 6f 断熱管路の内側管 6g 接続部 6h 復路用超電導導体 6i 断熱管路の外側管 6j 金属フランジ 6l 絶縁フランジ 6m 絶縁層 6n 電界ストレスコーン 6p 復路用超電導導体 6q 巻芯材 7a 超電導コイル冷却用の寒剤 7b 超電導電流供給線冷却用の寒剤
Claims (3)
- 【請求項1】断熱管路付きの超電導電流供給線であっ
て、超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の
外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化さ
れ、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純
金属製としたことを特徴とする超電導電流供給線。 - 【請求項2】断熱管路付きの超電導電流供給線であっ
て、超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の
外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化さ
れ、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純
金属製とした構成の超電導電流供給線を冷却する方法に
おいて、該超電導電流供給線における断熱管路の内側管
と超電導導体と巻芯材の長手方向の一部が液体冷媒を用
いて直接冷却され、その他の部分は複合される純金属自
身の伝熱により長手方向に間接冷却されることで、超電
導導体全長が超電導の臨界温度以下に冷却されることを
特徴とする超電導電流供給線の冷却方法。 - 【請求項3】断熱管路付きの超電導電流供給線であっ
て、超電導導体が熱伝導率の大きい純金属製の巻芯材の
外周に複数本の超電導線材を巻き付けることで集合化さ
れ、断熱管路の少なくとも内側管を熱伝導率の大きい純
金属製とした構成の超電導電流供給線を接続する方法に
おいて、該超電導電流供給線における断熱管路の内側管
と外側管との両者または一方に対して、その両端末で超
電導導体を電気接続することを特徴とする超電導電流供
給線の接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8169418A JPH1022117A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8169418A JPH1022117A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1022117A true JPH1022117A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15886234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8169418A Pending JPH1022117A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 超電導電流供給線及びその冷却方法並びにその接続方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1022117A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100729924B1 (ko) | 2005-12-16 | 2007-06-18 | 엘에스전선 주식회사 | 흡착 패드를 구비한 초전도체 저온 유지 장치 |
US20140228221A1 (en) * | 2011-10-28 | 2014-08-14 | Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. | Superconducting rotating machines cooling apparatus using heating pipe |
CN111710462A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-09-25 | 芜湖利远电子技术有限公司 | 一种热倒伏型低老化速度的电缆 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP8169418A patent/JPH1022117A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100729924B1 (ko) | 2005-12-16 | 2007-06-18 | 엘에스전선 주식회사 | 흡착 패드를 구비한 초전도체 저온 유지 장치 |
US20140228221A1 (en) * | 2011-10-28 | 2014-08-14 | Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. | Superconducting rotating machines cooling apparatus using heating pipe |
CN111710462A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-09-25 | 芜湖利远电子技术有限公司 | 一种热倒伏型低老化速度的电缆 |
CN111710462B (zh) * | 2020-07-08 | 2021-12-28 | 湖南湘联电缆有限公司 | 一种热倒伏型低老化速度的电缆 |
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