[发明专利]超导线圈和超导装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超导线圈和一种超导装置，更具体地涉及这样一种超导线圈和超导装置，其每个都包括用于磁路的磁路构件。

背景技术

传统上，已知通过缠绕超导线形成的超导线圈（例如，参见日本专利公开No.2011-091094（专利文献1））。在该超导线圈中，当通过电流流动产生磁场，并且磁场的磁通线穿过超导线的主表面时，不利地使得超导线圈的电特性劣化。下文更特别地描述这种情况。

当通过超导线圈中的AC电流流动产生AC磁场时，发生所谓的“AC损耗”，诸如磁滞损耗、耦合损耗或涡流损耗。通过磁场中的磁通量密度量值确定该AC损耗的量值。然而，取决于磁通线相对于超导线圈（特别地，超导线的主表面）的方向，该损耗（AC损耗）的量值不同。例如，在具有相对大的磁通密度的区域中，与平行于主表面的磁通量导致的损耗相比，垂直于超导线圈的超导线的主表面的方向中的磁通量可导致损耗大十或更多倍。本文中，术语“超导线的主表面”有意指示下列表面，该表面在超导线是具有带状形状线的情况下，在组成超导线的侧表面的表面中，具有相对大的表面积。

在上述日本专利公开No.2011-091094中，提出超导线圈的超导线的主表面被布置成，相对于超导线的绕组的中心轴线倾斜，以便该主表面被布置在预期产生磁通线的延伸方向中，由此降低穿过超导线的主表面的磁通线的比率。

引用文献

专利文献

PTD1：日本专利公开No.2011-091094

发明内容

技术问题

然而，在上述超导线圈中，仅使用调整超导线的主表面方向的方法，可能不能充分降低穿过超导线的主表面的磁通线的比率。

关于包括发明人研究的磁路构件的超导线圈，上述日本专利公开No.2011-091094未公开或提出超导线的主表面相对于超导材料的绕组的中心轴线的倾斜角度的影响。在包括磁路构件的超导线圈中，磁通线的分布受存在的磁路构件的影响。本文中，必需另外检查上述倾斜角度的优选范围，从而降低损耗及其影响。

已经做出本发明以解决上述问题，并且本发明的目的在于提供一种超导线圈和超导装置，两者都实现损耗的降低。

问题的解决方案

根据本发明的超导线圈包括：线圈主体部分，其中缠绕超导线；和磁路构件。该磁路构件由磁体形成，并且被布置成面对线圈主体部分的表面，该表面被定位在其与超导线的主表面交叉的末端表面侧处。磁路构件被用以形成允许由在线圈主体部分中流动的电流所产生的磁通量绕电流行进的磁路。

此外，根据本发明的超导线圈包括：线圈主体部分，其中缠绕超导线；和磁路构件。该磁路构件由磁体形成，并且被布置成面对线圈主体部分的表面，该表面被定位在其与超导线的主表面交叉的末端表面侧处。该磁路构件包括：面对表面，其面对线圈主体部分的表面；和侧表面，其与面对表面相连并且在与面对表面交叉的方向中延伸。该侧表面具有平表面部分，其被定位在其靠近线圈主体部分的末端部分处并且在超导线的主表面的延伸方向中延伸。

在该情况下，线圈主体部分和磁路构件形成一部分磁路，并且磁路构件的侧表面具有靠近线圈主体部分的平表面部分。因此，在其中线圈主体部分的表面和磁路构件的面对表面彼此面对的区域中，能够有效地将从磁路构件到线圈主体部分的磁通线的方向限定为沿线圈主体部分的超导线的主表面的方向。换句话说，由磁体形成的磁路构件被布置在末端表面侧处，该末端表面侧与线圈主体部分的超导线的主表面交叉。因此，这样布置线圈主体部分和磁路构件，使得磁通量能够绕线圈主体部分中流动的电流中心行进。结果，能够将在线圈主体部分中流动的电流产生的磁通量方向引导至沿上述超导线的主表面的方向。这能够有效地降低延伸穿过线圈主体部分中的超导线的主表面的磁通线的比率。这能够抑制从穿过超导线圈中的超导线的主表面的磁通线导致的损耗的发生。

根据本发明的超导装置包括上述超导线圈。在该情况下，能够具体实现高效超导装置，其中在超导线圈中抑制损耗。

本发明的有利效果

根据本发明，能够有效地抑制在超导线圈中发生的损耗。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的超导马达的示意性横截面图。

图2是示出其中容纳图1中所示的超导马达的超导线圈的冷却容器的示意性横截面图。

图3是图2中所示的超导线圈的局部示意性横截面图。

图4是图3中所示的超导线圈的局部放大示意性横截面图。

图5是根据本发明第二实施例的超导马达的超导线圈的局部示意性横截面图。