[发明专利]超导电流引线

说明书

技术领域

本发明涉及使用了氧化物超导线材的超导电流引线，特别地，涉及将超导线材及金属电极容纳于强化部件中而构成的超导电流引线。

背景技术

近年来，在超导电缆或超导磁体等利用了超导性的超导应用设备的领域中，正在积极地进行面向实用化的研究和开发。一般来说，将超导应用设备设置于低温部(低温容器)，通过电流引线与设置于常温部的外部设备(例如电源)连接。

由于在极低温环境下进行超导应用设备的运转，因此低温部的隔热性变得极其重要。这是因为，若低温部的隔热性较差，向低温部的热侵入较大，则超导应用设备的冷却效率降低而使得用于维持超导状态的冷却成本增加，在某些情况下会导致不能运转超导应用设备。作为该向低温部的热侵入的途径，可以考虑通过低温容器传热的途径和通过电流引线传热的途径。

作为用于防止通过低温容器的热侵入的方法，已知有具有制冷剂槽和真空槽的双重结构的低温容器，该制冷剂槽容纳有液氮等制冷剂及超导应用设备，该真空槽设置于制冷剂槽的外侧。根据该低温容器，通过真空隔热来降低向低温部的热侵入。

作为用于防止通过电流引线的热侵入的方法，提出了使用氧化物超导体的超导电流引线。氧化物超导体在液氮温度以下时电阻为零，且热传导率较小(铜的几十分之一)。因此，在超导电流引线中，通电时不产生焦耳热，向低温部的传热量也极小。因此通过超导电流引线，降低了向低温部的热侵入。

一般来说，超导电流引线具备带状的超导线材、配置于超导线材的一端部(高温侧)的第一金属电极、以及配置于超导线材的另一端部(低温侧)的第二金属电极。例如通过焊接来将超导线材与第一金属电极及第二金属电极接合。

对于由超导线材、第一金属电极、及第二金属电极构成的引线主体，在将其定位于强化部件内的状态下对其进行容纳及支撑(例如专利文献1)。强化部件由低导热性的材料(例如纤维增强塑料(GFRP：Glass Fiber Reinforced Plastics)、不锈钢合金、镍基合金、钛合金等)构成。这样，在将引线主体容纳于强化部件内的情况下，一般将超导线材保持为直线状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平07-297025号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，若在极低温环境下使用上述的超导电流引线，则由于各个构成部件进行热收缩而产生以下那样的不理想情况。

例如，在超导线材的热收缩率比强化部件的热收缩率大的情况下，由于超导线材大幅收缩，因此可能对超导线材与金属电极之间的接合部(焊接部分)产生过大的负荷，并使其损坏。而且，若接合部损坏则连接电阻变大，因此难以流过大电流。

另一方面，在超导线材的热收缩率比强化部件的热收缩率小的情况下，仅在超导线材产生挠曲，乍一看可以认为，在超导线材与金属电极之间的接合部未产生过大的负荷。但是，由于超导线材的热传导率与强化部件的热传导率不同，因此冷却的进行程度也不同。即，热传导率较高的超导线材的冷却的进行较快，对于冷却初期的收缩量，超导线材比强化部件大。从而，在超导线材与金属电极之间的接合部依然产生过大的负荷。特别地，一般的氧化物超导线材由于具有由热传导率较高的Ag或Cu构成的稳定化层，因此这样的问题显著。

本发明的目的在于，提供能够防止由于冷却时的热收缩而使超导线材与金属电极之间的接合部损坏的、可靠性较高的超导电流引线。

解决问题的方案

本发明的超导电流引线的特征在于，包括：

带状的超导线材，其通过在金属基板上将中间层、超导层、稳定化层按顺序层叠而成；

金属电极，其接合于所述超导线材的两端部；以及

强化部件，其以具有规定的电极间距的方式定位并收容引线主体，所述引线主体包含所述超导线材和所述金属电极，

所述规定的电极间距比所述超导线材的露出长度短，

所述超导线材在将所述引线主体收容在所述强化部件中的状态下，在厚度方向上挠曲。

发明效果

根据本发明，利用形成于超导线材的挠曲将在冷却时产生于超导线材的热收缩吸收，因此不会在超导线材与金属电极之间的接合部产生过大的负荷，确保较高的可靠性。

附图说明

图1是表示使用了本发明一实施方式的超导电流引线的超导磁铁装置的图。

图2是实施方式的超导引线的外观图。

图3是表示超导线材的一般结构的图。

图4是从Z方向前端侧观察超导电流引线的俯视图。