限流器

【課題】超電導状態の保護性能を確保しつつ小型の超電導薄膜限流器を提供する。
【解決手段】絶縁性基板１１を介して互いに対向する位置に超電導体１２が配置されていることを特徴とする超電導限流器１とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限流器に関する。
【背景技術】
【０００２】
短絡時に生じた過大電流を瞬時に抑制し得る超電導薄膜限流器の研究開発が進められている。
例えば、非特許文献１によれば超電導薄膜素子は直列、あるいは並列に複数枚接続され、それらが、３相分用意されている。
特許文献１によれば、超電導薄膜素子の端部に集中して電流が流れることを防止する超電導薄膜限流器の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９８５７７号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】電学論B、１２４巻１１号、２００４年Ｐ．１３３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超電導薄膜素子の製造工程において、製造する全ての超電導薄膜素子の臨界電流を完全に同一とすることは困難であり、実際はばらつきが生じる。
そのため、特許文献１の超電導薄膜限流器に過電流が流れた場合、複数の超電導薄膜素子のうち、臨界電流の高い何れか一の超電導薄膜素子に集中して過電流が流れるおそれがある。この結果、超電導状態を破壊してしまう問題がある。
また、特許文献１の超電導薄膜限流器は複数の超電導薄膜素子を備えて構成され、複数の超電導薄膜素子は多角形状を形成するため、サイズが大きくなる問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、超電導状態の保護性能を確保しつつ小型の超電導薄膜限流器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、絶縁性基板を介して互いに対向する位置に超電導体が配置されていることを特徴とする超電導限流器が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、絶縁性基板の一側の面に超伝導体が形成された二個一対の超電導素子を含み、前記各超電導素子の絶縁性基板の他側の面同士が接着されてなることを特徴とする超電導限流器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の超電導限流器によれば、超電導素子に流れる電流分布を均一とすることができ、十分な熱容量を確保することができるため、超電導状態の破壊に対する保護性能を維持することができる。
また、コンパクトな超電導限流器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の超電導薄膜素子の概略断面図である。
【図２】第２の超電導薄膜素子の概略断面図である。
【図３】第１の超電導薄膜限流器を示す図である。
【図４】第２の超電導薄膜限流器を示す図である。
【図５】第３の超電導薄膜限流器を示す図である。
【図６】接続態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態における超電導薄膜限流器の最適な構成及び動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１に、第１の超電導薄膜素子１０Ａの概略断面図を示す。
第１の超電導薄膜素子１０Ａは、支持絶縁体である板状の基板１１、超電導薄膜１２を備えて構成される。
基板１１は、サファイア等の絶縁素材が用いられる。
超電導薄膜１２は、基板１１上に形成される。本実施形態における超電導薄膜の形成方法としては、例えば蒸着法、スパッタ法、レーザー蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＯＤ法、ＬＰＥ法などの各種薄膜及び厚膜形成法を適用することが可能である。
【００１３】
図２に、第２の超電導薄膜素子１０の概略断面図を示す。
第２の超電導薄膜素子１０は、第１の超電導薄膜素子１０Ａの構成に加え、常電導体１３を備えて構成される。
常電導体１３は、超電導薄膜１２上に形成される。
【００１４】
以下、第２の超電導薄膜素子１０を用いた超電導薄膜限流器の構成について説明するが、第１の超電導薄膜素子１０Ａを用いても同様の作用効果を有する。
【００１５】
図３に、第１の超電導薄膜限流器１を示す。
第１の超電導薄膜限流器１は、第２の超電導薄膜素子１０、超電導薄膜１２、常電導体１３を備えて構成される。
第１の超電導薄膜限流器１は、基板１１の両面上に超電導薄膜１２を形成し、超電導薄膜１２上に常電導体１３をそれぞれ配置して構成される。
【００１６】
超電導薄膜１２間は並列接続され、第１の超電導薄膜限流器１内の構成配置が実質的に対称となる。これにより、第１の超電導薄膜限流器１内の電流分布を均一化することができ、電流容量を増加させることができる。
【００１７】
図４に、第２の超電導薄膜限流器２を示す。
第２の超電導薄膜限流器２は、第２の超電導薄膜素子１０を２つ備えて構成される。
【００１８】
基板１１は互いに接触して配置される。
第２の超電導薄膜素子１０間の熱的接触をよくするため、接触部分にグリース又は樹脂等を適度な厚さで塗布するとしてもよい。
【００１９】
図５に、第３の超電導薄膜限流器３を示す。
第３の超電導薄膜限流器３は、第２の超電導薄膜素子１０を２つと、基板１４を備えて構成される。
【００２０】
第２の超電導薄膜素子１０は、基板１４を挟んで配置され、基板１４と接触して配置される。基板１１と基板１４との間の熱的接触をよくするため、接触部分にグリース又は樹脂等を適度な厚さで塗布するとしてもよい。
【００２１】
基板１４は、基板１１と異なる材質が用いられる。例えば、アルミナのようなセラミックス、銅、アルミ等の純金属、ハステロイ、又はニッケル合金等の金属基板が用いられる。
【００２２】
基板１４を基板１１間に挿入することで、第３の超電導薄膜限流器３の熱容量を増加させることができ、限流動作時に熱的な安定性を確保することができる。
【００２３】
図６に、接続態様の一例を示す。
なお、図６では第３の超電導薄膜限流器３を用いた接続態様を示しているが、これに限らず第１の超電導薄膜限流器１又は第２の超電導薄膜限流器２を用いても同様である。
【００２４】
第３の超電導薄膜限流器３は、平面状に配置され、並列に接続される。
並列接続することにより、第３の超電導薄膜限流器３内の配置が実質的に対称となる。そのため、第３の超電導薄膜限流器３間の電流分布を均一化することができ、電流容量を増加させることができる。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、超電導状態の破壊に対する保護性能を確保することができ、超電導薄膜限流器のサイズを小型化することができる。
【００２６】
また、第１の超電導薄膜素子１０Ａ又は第２の超電導薄膜素子１０を２つ用いることで、電流容量を増加させることができ、超電導状態の破壊に対する保護性能を強化することができる。
【００２７】
また、基板１１と基板１４で異なる絶縁部材を２種類用いることで、熱容量を増加させることができ、超電導状態の破壊に対する保護性能を強化することができる。
【００２８】
また、常電導体１３を用いることで、電流容量を増加させることができ、超電導状態の破壊に対する保護性能を強化することができる。
【００２９】
また、２組の超電導薄膜限流器（１〜３）を並列に配置することで、超電導薄膜限流器（１〜３）間の電流分布を均一にでき、電流容量を増加させることができるため、超電導状態の破壊に対する保護性能を強化することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１第１の超電導薄膜限流器
２第２の超電導薄膜限流器
３第３の超電導薄膜限流器
４第４の超電導薄膜限流器
１０Ａ第１の超電導薄膜素子
１０第２の超電導薄膜素子
１１基板
１２超電導薄膜
１３常電導体
１４基板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板を介して互いに対向する位置に超電導体が配置されていることを特徴とする超電導限流器。
【請求項２】
絶縁性基板の一側の面に超伝導体が形成された二個一対の超電導素子を含み、
前記各超電導素子の絶縁性基板の他側の面同士が接着されてなることを特徴とする超電導限流器。
【請求項３】
前記各超電導素子の絶縁性基板の間に、介挿剤が介在されていることを特徴とする請求項２に記載の超電導限流器。
【請求項４】
前記超伝導体に沿って常電導体が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか1項に記載の超電導限流器。

【図１】