超伝導ケーブルコアの集合撚り構造
【課題】吸収空間を要することなくコアの長さ収縮量を吸収することができ、吸収空間が排除された分、超伝導ケーブルの外径を小さくすることができる新規なタイプの超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供する。また、吸収空間の形成に必要な付随的な装備の使用に伴う製造上の手間や不便を解消することができる超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供する。
【解決手段】本発明では、複数本のケーブルコアを撚り合わせてなるケーブルコアの集合撚り構造であって、上記複数本のケーブルコアが繰り返し方向を変えながら撚り合わせられて集合され、ケーブルコアに生じる長さ収縮量をケーブルコアの撚りが解かれることで吸収することを特徴とする超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供する。
【解決手段】本発明では、複数本のケーブルコアを撚り合わせてなるケーブルコアの集合撚り構造であって、上記複数本のケーブルコアが繰り返し方向を変えながら撚り合わせられて集合され、ケーブルコアに生じる長さ収縮量をケーブルコアの撚りが解かれることで吸収することを特徴とする超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導ケーブルコアの集合撚り構造に関し、より詳しくは、初期常温状態で冷却する際に生じるコアの長さ収縮量を吸収するための吸収空間を別途要することなくコアの長さ収縮量を吸収することができ、該吸収空間が排除された分超伝導ケーブルの外径を小さくすることができ、および、吸収空間の形成に必要な付随的な装備の使用と、それに伴う製造上の手間や不便とを解消することができる新規なタイプの超伝導ケーブルコアの集合撚り構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高温超伝導とは、極低温状態（−１９６℃以下）で超伝導導体の抵抗が「０」になる現象のことを指し、超伝導ケーブルは、かかる特性を持つ超伝導導体を使用して大容量の電力を送電することができるように製造された一種の電力ケーブルである。
【０００３】
上記超伝導ケーブル１０の構成要素について簡単に説明すると、図１ないし図３に示すように電力機器に電力を供給するように導体の機能を発揮するケーブルコア１２と、超伝導ケーブル１０の最も外側に巻き付けられて外部からケーブル１０の内部を保護する外側シース１４と、上記外側シース１４とケーブルコア１２との間に巻き付けられ、外側シース１４との間に真空部１６を形成することで断熱機能を発揮する内側シース１８とで構成される。
【０００４】
このとき、ケーブルコア１０は、内側シース１８に挿入されやすいように撚り合わせられた状態で固定されるのが一般的である。
【０００５】
この種の従来の超伝導ケーブル１２では、電力使用の際、冷却によってケーブルコア１２の長さが縮小され、このとき、熱収縮によってケーブルコア１２に生じる長さ収縮量を吸収することができないと、ケーブルコア１２に引張力が発生して、ケーブルコア１２に含まれる各導体や超伝導線材に損傷を与え得る。
【０００６】
このような問題を解消するために従来の超伝導ケーブルでは、図１ないし図３に示すようにケーブルコア１２の間に吸収空間２０を形成するようにケーブルコア１２を一方向だけに撚り合わせることで、上記吸収空間２０が冷却によって縮小するケーブルコア１２の長さ収縮量を吸収できるようにしている。
【０００７】
しかしながら、上記のようにケーブルコア１２の撚り合わせの際にケーブルコア１２の長さ収縮量を吸収するための吸収空間２０を形成すれば、撚り合わせられた状態で集合されたケーブルコア集合体の中心径ｄと外径Ｄが大きくなり、それに伴い、超伝導ケーブル１０の全体外径Ｄ１が大きくなるという問題がある。また、ケーブルコア１２を撚り合わせる過程において吸収空間２０を形成するための付随的な装備の使用により、製造上の手間や不便が伴うという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、吸収空間を要することなくコアの長さ収縮量を吸収することができ、該吸収空間が排除された分超伝導ケーブルの外径を小さくすることができる新規なタイプの超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供することをその目的とする。
【０００９】
また、本発明は、吸収空間の形成に必要な付随的な装備の使用に伴う製造上の手間や不便を解消することができる超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、複数本のケーブルコアを撚り合わせてなるケーブルコアの集合撚り構造であって、複数本のケーブルコアが繰り返し方向を変えながら撚り合わせられて集合され、ケーブルコアに生じる長さ収縮量をケーブルコアの撚りが解かれることで吸収することを特徴とする超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供する。
【００１１】
また、本発明において、ケーブルコアの撚り角θは２°〜１０゜であってもよい。
【００１２】
さらに、本発明において、ケーブルコアの撚り方向が変わる単位長さは、ケーブルコアの撚りピッチＰの２倍〜３倍であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、超伝導ケーブルコアの冷却の際、吸収空間を別途要することなく超伝導ケーブルコアの長さ収縮量を吸収することができ、吸収空間を別途形成する場合に比べて超伝導ケーブルの外径を小さくすることができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明では、吸収空間を不要とするため、吸収空間の形成に必要な付随的な装備の使用と、それに伴う製造上の手間や不便とを解消することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術による超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な側方断面図である。
【図２】図１の超伝導ケーブルコアが冷却する前のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な断面図である。
【図３】図２に対応する図面であって、冷却後のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な断面図である。
【図４】本発明による超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な断面図である。
【図５】本発明による超伝導ケーブルコアが冷却する前のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な側方断面図である。
【図６】図５に対応する図面であって、冷却後のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態による超伝導ケーブルコア集合撚り構造の構成及び効果について説明する。
【００１７】
図４は、本発明による超伝導ケーブルコア１２の集合撚り構造を示している概略的な断面図であり、図５は、本発明による超伝導ケーブルコア１２の集合撚り構造を示している図であって、冷却する前のケーブルコア１２を示している概略的な側方断面図であり、図６は、図５のケーブルコア１２が冷却された後の状態を示している概略的な側方断面図である。
【００１８】
本発明の集合撚り構造を有する超伝導ケーブル１０は、図４ないし図６に示すように、導体の機能を発揮するケーブルコア１２と、超伝導ケーブル１０の最も外側に配置され、外部からケーブル１０の内部を保護する外側シース１４と、外側シース１４とケーブルコア１２との間に巻き付けられ外側シース１４との間に真空部１６を形成することで断熱機能を発揮する内側シース１８とを含む。
【００１９】
本発明のケーブルコア１２は、表面が互いに密着した状態で複数本が撚り合わせられてなるケーブルコアであって、従来のようにケーブルコア１２がある一方向だけに撚り合わせられるのではなく、所定の周期Ｃにて方向を変えながら撚り合わせられる。すなわち、所定の間隔ごとに、時計回りと反時計周りに方向を変えて繰り返し撚り合わせられるようになる。
【００２０】
このとき、撚り合わせられたケーブルコア１２の撚り方向が変わる単位長である周期Ｃは、集合撚りピッチＰ、すなわち１本のケーブルコア１２が撚りによって長さ方向に１回転する距離の半分ないし数十倍の範囲まで可能である。特に、上記周期Ｃが撚りピッチＰの２倍未満であれば、撚り合わせられたケーブルコア１２どうしが堅固に固定されず、３倍を超えると、冷却による収縮によって撚り状態が解けられる時、ケーブルコア１２に生じる収縮量がバランスよく吸収されなくなる。すなわち、周期Ｃが長すぎると、撚り方向が変わる部分から遠く離れた部分において生じる収縮量は吸収できないことがあるため、線材に損傷を与え得る。このように、ケーブルコア１２の収縮量などの様々な要因を考慮すると、上記周期Ｃは、集合撚りピッチＰの２倍ないし３倍にすることが好ましい。
【００２１】
また、ｔａｎθ＝πｄ′／Ｐ（ここで、ｄ′は集合ケーブルコアの中心径、Ｐは集合ケーブルコアのピッチをそれぞれ示す）の式にて求めることができる集合撚り角θは、２゜〜１０゜程度であればよい。上記集合撚り角θが２゜以下であれば、撚り合わせられるケーブルコア１２どうしが固定されなくなることがあり、１０゜以上であれば、ケーブルコア１２の撚りが過度になり、ケーブルコア１２内の線材が損傷を受けることがある。このため、撚りの緻密さとケーブルコア１２の撚りが解けられるか否かなどを考慮すると、集合撚り角θは５゜ないし６゜の範囲であることが好ましい。
【００２２】
本発明のように複数本のケーブルコア１２が互いに密着した状態で所定の周期Ｃをもってある一方向とその逆方向に交互に繰り返し撚り合わせられると、上記ケーブルコア１２が冷却される時、ケーブルコア１２の長さが縮小することで生じる収縮量の分、撚りが解けて図６に示すような状態になる。このとき、複数本のケーブルコア１２がバランスよく撚り合わされていれば、撚りが解ける時にもバランスよく解けつつケーブルコア１２に生じる収縮量をバランスよく吸収することができる。従って、上記ケーブルコア１２に引張力が生じさせることなく、ケーブルコア１２の各導体や超伝導線材に生じ得る損傷を防止することができる。
【００２３】
なお、ケーブルコア１２どうしの固定などのために、収縮時に上記ケーブルコア１２の撚りが完全に解けないことが好ましい。すなわち、撚りが所定部分以上残存して、上記ケーブルコア１２どうしの撚り状態を保持することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を使用すれば、上記超伝導ケーブルが使用時に冷却される際、熱収縮によって生じるケーブルコアの長さ収縮量を吸収するための吸収空間が不要となり、集合ケーブルコアの中心径や外径及び超伝導ケーブルの外径が小さくなる。
【００２５】
また、吸収空間を形成するための付随的な装備の使用が不要となり、超伝導ケーブルの製造上の手間や不便が解消される。
【符号の説明】
【００２６】
１０：超伝導ケーブル
１２：ケーブルコア
１４：外側シース
１６：真空部
１８：内側シース
２０：吸収空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導ケーブルコアの集合撚り構造に関し、より詳しくは、初期常温状態で冷却する際に生じるコアの長さ収縮量を吸収するための吸収空間を別途要することなくコアの長さ収縮量を吸収することができ、該吸収空間が排除された分超伝導ケーブルの外径を小さくすることができ、および、吸収空間の形成に必要な付随的な装備の使用と、それに伴う製造上の手間や不便とを解消することができる新規なタイプの超伝導ケーブルコアの集合撚り構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高温超伝導とは、極低温状態（−１９６℃以下）で超伝導導体の抵抗が「０」になる現象のことを指し、超伝導ケーブルは、かかる特性を持つ超伝導導体を使用して大容量の電力を送電することができるように製造された一種の電力ケーブルである。
【０００３】
上記超伝導ケーブル１０の構成要素について簡単に説明すると、図１ないし図３に示すように電力機器に電力を供給するように導体の機能を発揮するケーブルコア１２と、超伝導ケーブル１０の最も外側に巻き付けられて外部からケーブル１０の内部を保護する外側シース１４と、上記外側シース１４とケーブルコア１２との間に巻き付けられ、外側シース１４との間に真空部１６を形成することで断熱機能を発揮する内側シース１８とで構成される。
【０００４】
このとき、ケーブルコア１０は、内側シース１８に挿入されやすいように撚り合わせられた状態で固定されるのが一般的である。
【０００５】
この種の従来の超伝導ケーブル１２では、電力使用の際、冷却によってケーブルコア１２の長さが縮小され、このとき、熱収縮によってケーブルコア１２に生じる長さ収縮量を吸収することができないと、ケーブルコア１２に引張力が発生して、ケーブルコア１２に含まれる各導体や超伝導線材に損傷を与え得る。
【０００６】
このような問題を解消するために従来の超伝導ケーブルでは、図１ないし図３に示すようにケーブルコア１２の間に吸収空間２０を形成するようにケーブルコア１２を一方向だけに撚り合わせることで、上記吸収空間２０が冷却によって縮小するケーブルコア１２の長さ収縮量を吸収できるようにしている。
【０００７】
しかしながら、上記のようにケーブルコア１２の撚り合わせの際にケーブルコア１２の長さ収縮量を吸収するための吸収空間２０を形成すれば、撚り合わせられた状態で集合されたケーブルコア集合体の中心径ｄと外径Ｄが大きくなり、それに伴い、超伝導ケーブル１０の全体外径Ｄ１が大きくなるという問題がある。また、ケーブルコア１２を撚り合わせる過程において吸収空間２０を形成するための付随的な装備の使用により、製造上の手間や不便が伴うという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、吸収空間を要することなくコアの長さ収縮量を吸収することができ、該吸収空間が排除された分超伝導ケーブルの外径を小さくすることができる新規なタイプの超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供することをその目的とする。
【０００９】
また、本発明は、吸収空間の形成に必要な付随的な装備の使用に伴う製造上の手間や不便を解消することができる超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、複数本のケーブルコアを撚り合わせてなるケーブルコアの集合撚り構造であって、複数本のケーブルコアが繰り返し方向を変えながら撚り合わせられて集合され、ケーブルコアに生じる長さ収縮量をケーブルコアの撚りが解かれることで吸収することを特徴とする超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を提供する。
【００１１】
また、本発明において、ケーブルコアの撚り角θは２°〜１０゜であってもよい。
【００１２】
さらに、本発明において、ケーブルコアの撚り方向が変わる単位長さは、ケーブルコアの撚りピッチＰの２倍〜３倍であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、超伝導ケーブルコアの冷却の際、吸収空間を別途要することなく超伝導ケーブルコアの長さ収縮量を吸収することができ、吸収空間を別途形成する場合に比べて超伝導ケーブルの外径を小さくすることができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明では、吸収空間を不要とするため、吸収空間の形成に必要な付随的な装備の使用と、それに伴う製造上の手間や不便とを解消することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術による超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な側方断面図である。
【図２】図１の超伝導ケーブルコアが冷却する前のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な断面図である。
【図３】図２に対応する図面であって、冷却後のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な断面図である。
【図４】本発明による超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な断面図である。
【図５】本発明による超伝導ケーブルコアが冷却する前のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な側方断面図である。
【図６】図５に対応する図面であって、冷却後のケーブルコアの集合撚り構造を示している概略的な側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態による超伝導ケーブルコア集合撚り構造の構成及び効果について説明する。
【００１７】
図４は、本発明による超伝導ケーブルコア１２の集合撚り構造を示している概略的な断面図であり、図５は、本発明による超伝導ケーブルコア１２の集合撚り構造を示している図であって、冷却する前のケーブルコア１２を示している概略的な側方断面図であり、図６は、図５のケーブルコア１２が冷却された後の状態を示している概略的な側方断面図である。
【００１８】
本発明の集合撚り構造を有する超伝導ケーブル１０は、図４ないし図６に示すように、導体の機能を発揮するケーブルコア１２と、超伝導ケーブル１０の最も外側に配置され、外部からケーブル１０の内部を保護する外側シース１４と、外側シース１４とケーブルコア１２との間に巻き付けられ外側シース１４との間に真空部１６を形成することで断熱機能を発揮する内側シース１８とを含む。
【００１９】
本発明のケーブルコア１２は、表面が互いに密着した状態で複数本が撚り合わせられてなるケーブルコアであって、従来のようにケーブルコア１２がある一方向だけに撚り合わせられるのではなく、所定の周期Ｃにて方向を変えながら撚り合わせられる。すなわち、所定の間隔ごとに、時計回りと反時計周りに方向を変えて繰り返し撚り合わせられるようになる。
【００２０】
このとき、撚り合わせられたケーブルコア１２の撚り方向が変わる単位長である周期Ｃは、集合撚りピッチＰ、すなわち１本のケーブルコア１２が撚りによって長さ方向に１回転する距離の半分ないし数十倍の範囲まで可能である。特に、上記周期Ｃが撚りピッチＰの２倍未満であれば、撚り合わせられたケーブルコア１２どうしが堅固に固定されず、３倍を超えると、冷却による収縮によって撚り状態が解けられる時、ケーブルコア１２に生じる収縮量がバランスよく吸収されなくなる。すなわち、周期Ｃが長すぎると、撚り方向が変わる部分から遠く離れた部分において生じる収縮量は吸収できないことがあるため、線材に損傷を与え得る。このように、ケーブルコア１２の収縮量などの様々な要因を考慮すると、上記周期Ｃは、集合撚りピッチＰの２倍ないし３倍にすることが好ましい。
【００２１】
また、ｔａｎθ＝πｄ′／Ｐ（ここで、ｄ′は集合ケーブルコアの中心径、Ｐは集合ケーブルコアのピッチをそれぞれ示す）の式にて求めることができる集合撚り角θは、２゜〜１０゜程度であればよい。上記集合撚り角θが２゜以下であれば、撚り合わせられるケーブルコア１２どうしが固定されなくなることがあり、１０゜以上であれば、ケーブルコア１２の撚りが過度になり、ケーブルコア１２内の線材が損傷を受けることがある。このため、撚りの緻密さとケーブルコア１２の撚りが解けられるか否かなどを考慮すると、集合撚り角θは５゜ないし６゜の範囲であることが好ましい。
【００２２】
本発明のように複数本のケーブルコア１２が互いに密着した状態で所定の周期Ｃをもってある一方向とその逆方向に交互に繰り返し撚り合わせられると、上記ケーブルコア１２が冷却される時、ケーブルコア１２の長さが縮小することで生じる収縮量の分、撚りが解けて図６に示すような状態になる。このとき、複数本のケーブルコア１２がバランスよく撚り合わされていれば、撚りが解ける時にもバランスよく解けつつケーブルコア１２に生じる収縮量をバランスよく吸収することができる。従って、上記ケーブルコア１２に引張力が生じさせることなく、ケーブルコア１２の各導体や超伝導線材に生じ得る損傷を防止することができる。
【００２３】
なお、ケーブルコア１２どうしの固定などのために、収縮時に上記ケーブルコア１２の撚りが完全に解けないことが好ましい。すなわち、撚りが所定部分以上残存して、上記ケーブルコア１２どうしの撚り状態を保持することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の超伝導ケーブルコアの集合撚り構造を使用すれば、上記超伝導ケーブルが使用時に冷却される際、熱収縮によって生じるケーブルコアの長さ収縮量を吸収するための吸収空間が不要となり、集合ケーブルコアの中心径や外径及び超伝導ケーブルの外径が小さくなる。
【００２５】
また、吸収空間を形成するための付随的な装備の使用が不要となり、超伝導ケーブルの製造上の手間や不便が解消される。
【符号の説明】
【００２６】
１０：超伝導ケーブル
１２：ケーブルコア
１４：外側シース
１６：真空部
１８：内側シース
２０：吸収空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のケーブルコア（１２）を撚り合わせてなるケーブルコアの集合撚り構造であって、
前記複数本のケーブルコア（１２）が繰り返し方向を変えながら撚り合わせられて集合され、
前記ケーブルコア（１２）に生じる長さ収縮量を前記ケーブルコア（１２）の撚りが解かれることで吸収することを特徴とする超伝導ケーブルコアの集合撚り構造。
【請求項２】
前記ケーブルコア（１２）の撚り角θは２°〜１０゜であることを特徴とする請求項１に記載の超伝導ケーブルコアの集合撚り構造。
【請求項３】
前記ケーブルコア（１２）の撚り方向が変わる単位長さは、前記ケーブルコア（１２）の撚りピッチＰの２倍〜３倍であることを特徴とする請求項１に記載の超伝導ケーブルコアの集合撚り構造。
【請求項１】
複数本のケーブルコア（１２）を撚り合わせてなるケーブルコアの集合撚り構造であって、
前記複数本のケーブルコア（１２）が繰り返し方向を変えながら撚り合わせられて集合され、
前記ケーブルコア（１２）に生じる長さ収縮量を前記ケーブルコア（１２）の撚りが解かれることで吸収することを特徴とする超伝導ケーブルコアの集合撚り構造。
【請求項２】
前記ケーブルコア（１２）の撚り角θは２°〜１０゜であることを特徴とする請求項１に記載の超伝導ケーブルコアの集合撚り構造。
【請求項３】
前記ケーブルコア（１２）の撚り方向が変わる単位長さは、前記ケーブルコア（１２）の撚りピッチＰの２倍〜３倍であることを特徴とする請求項１に記載の超伝導ケーブルコアの集合撚り構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１０−５１５２３４（Ｐ２０１０−５１５２３４Ａ）
【公表日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４４７８４（Ｐ２００９−５４４７８４）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／００６８７４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８２１４９
【国際公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（５０５２９７００２）エルエス ケーブル リミテッド (44)
【氏名又は名称原語表記】ＬＳ Ｃａｂｌｅ Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１９−２０Ｆ ＡＳＥＭ Ｔｏｗｅｒ １５９ Ｓａｍｓｕｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｇａｎｇｎａｍ−ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ １３５−０９０ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／００６８７４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８２１４９
【国際公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（５０５２９７００２）エルエス ケーブル リミテッド (44)
【氏名又は名称原語表記】ＬＳ Ｃａｂｌｅ Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１９−２０Ｆ ＡＳＥＭ Ｔｏｗｅｒ １５９ Ｓａｍｓｕｎｇ−ｄｏｎｇ， Ｇａｎｇｎａｍ−ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ １３５−０９０ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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