(57)【要約】【課題】断熱管の内管の外周に断熱材を弛み無く好適に設けることにより、断熱性の低下を防止する。【解決手段】超電導線材を有する超電導ケーブルコアと、超電導ケーブルコアを収容し、内管と外管とを有する二重管構造の断熱管とを有し、断熱管は、内管と外管の間に真空層を有し、内管の外周には、断熱材が複数積層されてなる多層断熱材が設けられ、複数の断熱材において、最外層の断熱材の厚みが、最内層の断熱材の厚みよりも厚い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導線材を有する超電導ケーブルコアと、
前記超電導ケーブルコアを収容し、内管と外管とを有する二重管構造の断熱管と、
を備え、
前記断熱管は、前記内管と前記外管の間に真空層を有し、
前記内管の外周には、断熱材が複数積層されてなる多層断熱材が設けられ、
複数の前記断熱材において、外層の断熱材の厚みが、内層の断熱材の厚みよりも厚い、
超電導ケーブル。
【請求項２】
前記断熱材は、樹脂に金属膜を蒸着した金属蒸着シートと、前記金属蒸着シート上に設けられた不織布シートとを有し、
前記多層断熱材における各層の前記断熱材において、前記金属蒸着シートはそれぞれ同じ厚みであり、前記不織布シートの厚みが異なる、
請求項１記載の超電導ケーブル。
【請求項３】
前記断熱材は、前記金属蒸着シートと前記不織布シートとの間に酸化ケイ素からなる層を有する、
請求項２記載の超電導ケーブル。
【請求項４】
前記多層断熱材では、複数の前記断熱材によりそれぞれ構成される複数の層の厚みが、前記超電導ケーブルコア側から積層される順に厚い、
請求項１から３のいずれか一項に記載の超電導ケーブル。
【請求項５】
前記多層断熱材において積層される複数の前記断熱材の前記金属蒸着シート同士の間隔が、前記多層断熱材の内層側から外層側に大きくなるように、複数の前記断熱材は、それぞれ異なる厚みの前記不織布シートを有する、
請求項２または３に記載の超電導ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、極低温で超電導状態になる超電導線材を導体として用いた超電導ケーブルが知られている。超電導ケーブルは、大電流を低損失で送電可能な電力ケーブルとして期待されており、実用化に向けて開発が進められている。
【０００３】
超電導ケーブルは、断熱管内に一心又は複数心のケーブルコアが収容された構造を有する。ケーブルコアは、例えば中心から順に、フォーマ、超電導導体層、電気絶縁層、ケーブルシールド層、及び保護層等を有する。断熱管は、ケーブルコアを収容し内部に冷媒（例えば液体窒素）が充填される内管（以下「断熱内管」）と、断熱内管の外周を覆う外管（以下「断熱外管」）とを有した二重管構造である。
【０００４】
断熱内管と断熱外管は、一般的に、それぞれコルゲート管により形成され、内部に配置されるケーブルコアとともに超電導ケーブルとして地中に自在に曲げて布設可能である。
【０００５】
断熱内管と断熱外管の間は、真空状態とされ、外部からの熱伝導による熱侵入を防いでいる。また、断熱内管と断熱外管の間には、多層断熱材が設けられ、外部から輻射による熱侵入を防止する。
【０００６】
多層断熱材は、断熱内管の外周に、アルミ蒸着ポリエステルフィルムにポリエステルのネットや不織布を層状に重ねた断熱シートを、複数、重ね巻きすることで構成されている。例えば、特許文献１では、真空容器内の極低温機器である超電導マグネットを囲むように、Ａｌ（アルミニウム）シートとスペーサとを重ねてなる層を積層して構成された多層断熱材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１５１１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の多層断熱材は、断熱内管の外周に、Ａｌシートとスペーサとによりなる同一の厚みのテープ状の層を巻き付け、それを重ねることにより構成される。また、各層を構成するＡｌシートとスペーサとを、コアの外周側で各層が形成されるように、内側から外側に順に重なるように巻き付けて行くことにより構成される。
【０００９】
いずれの場合でも、テープ状の層、或いは、層を構成するＡｌシートとスペーサによる各層において、最外層と最内層の巻き付け時に径差が生じるので、内側で巻き付けられる層に巻き弛みが生じ、この部分からの熱流束が大きくなり、多層断熱材としての断熱効果が低減する恐れがある。
【００１０】
本発明の目的は、断熱管の内管の外周に断熱材を弛み無く好適に設けることにより、断熱性の低下を防止できる超電導ケーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の超電導ケーブルの一つの態様は、
超電導線材を有する超電導ケーブルコアと、
前記超電導ケーブルコアを収容し、内管と外管とを有する二重管構造の断熱管と、
を備え、
前記断熱管は、前記内管と前記外管の間に真空層を有し、
前記内管の外周には、断熱材が複数積層されてなる多層断熱材が設けられ、
複数の前記断熱材において、外層の断熱材の厚みが、内層の断熱材の厚みよりも厚い構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、断熱管の内管の外周に断熱材を弛み無く好適に設けることにより、断熱性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る一実施の形態の超電導ケーブルの概略断面図である。
【図２】超電導ケーブルのケーブルコアの構成の一例を示す図である。
【図３】同超電導ケーブルの多層断熱材の構造の説明に供する図である。
【図４】同超電導ケーブルの多層断熱材における断熱材の構造を示す部分側断面である。
【図５】同超電導ケーブルの多層断熱材における断熱材の変形例の構造を示す部分側断面図である。
【図６】断熱材の変形例を適用した多層断熱材の構造を示す超電導ケーブルの部分側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜超電導ケーブルの全体構成＞
図１は、本発明に係る一実施の形態の超電導ケーブルの概略断面図であり、図２は、超電導ケーブルのケーブルコアの構成の一例を示す図である。
【００１６】
図１に示す超電導ケーブル１００は、例えば、中心から順に、超電導線材により構成される超電導層を有するケーブルコア１１０、断熱管（二重管）１２０、図示しない保護層等を有する。
【００１７】
ケーブルコア１１０は、例えば、図２に示すように、ケーブルコア１１０の中心から順に、フォーマ１１１、押えテープ１１２による電気絶縁層、超電導線材１１３による超電導導体層、押えテープ１１４による電気絶縁層、及び超電導線材１１５による超電導導体層を有する。
【００１８】
フォーマ１１１は、円筒形状或いは、円柱形状であり、ここでは、Ｃｕ（銅）の撚線から円柱状に構成されている。円筒形状である場合は、内部に液体窒素等の冷媒が充填される。フォーマ１１１の外周には、不織布からなる押えテープ１１２が巻回されている。
【００１９】
押えテープ１１２の外周には、第１の超電層を構成するテープ状の第１の超電導線材１１３が、周方向で各テープ間に若干の所定間隔を空けて、それぞれスパイラル状に巻回されている。第１の超電導線材１１３の外周には、不織布からなる押えテープ１１４が巻回されている。押えテープ１１２、１１４は、それぞれ、１本の不織布が間隔を空けずにスパイラル状に巻回されることにより層状の電気絶縁層として構成されている。なお、押えテープ１１４の外周には、第２の超電導導体層を構成するテープ状の第２の超電導線材１１５が第１の超電導線材１１３と同様に、周方向で所定間隔を空けて、それぞれスパイラル状に巻回されている。この第２の超電導線材１１５の外周には、図示しない押えテープが、押えテープ１１２、１１４と同様に、１本の不織布が間隔を空けずにスパイラル状に巻回されている。ここでは、１層あたり１０本の超電導テープがスパイラル状に所定間隔を空けて巻回されている。なお、超電導線材１１３、１１５による層としては、例えば、厚さ０．１ｍｍ、幅５ｍｍの超電導線材が撚ピッチ２５０ｍｍで、１０枚巻回されている。押えテープ１１２、１１４としては、例えば、厚さ０．２ｍｍ、幅４５ｍｍの不織布が１／２ラップ巻きされている（つまり、テープ幅の半分ずつがオーバーラップして巻回されている）。なお、超電導線材１１３、１１５の材料としては、従来提案されている種々の超電導材料を用いることができる。ここでは、超電導線材１１３、１１５は、基板上に中間層を介して、ＲＥＢａｙＣｕ３Ｏｚ系（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ及びＨｏから選択された１種以上の元素を示し、ｙ≦２及びｚ＝６．２〜７である。）の高温超電導薄膜である超電導層が形成されている。
【００２０】
なお、図１及び図２では図示しないが、超電導ケーブル１００の両端末部においては、ケーブルコア１１０にそれぞれ段剥ぎ加工が施され、各端末部の先端側から順に各層が露出する。なお、ケーブルコア１１０の超電導線材１１５による超電導層の外周には、この超電導層に電気的に接続される導体接続端子が配置されるようにしてもよい。また、超電導線材１１５による超電導層の外側に、図示しないケーブルシールド層を設け、このケーブルシールド層の外周に、当該ケーブルシールド層に電気的に接続されるシールド接続端子が配置されるようにしてもよい。
【００２１】
これら導体接続端子とシールド接続端子の間に位置する電気絶縁層の外周には、例えば、ストレスコーン等の電界緩和層が配置されてもよい。また、超電導ケーブル１００の端末部は、図１及び図２では図示しないが、端末ユニットの内の冷媒槽に挿入され、この冷媒槽内で、ケーブルコア１１０のフォーマ１１１及び超電導線材１１３，１１５による超電導層は、導体接続端子を介して、導体引出部に電気的に接続される。
【００２２】
断熱管１２０は、内側の断熱内管１３０と外側の断熱外管１４０とからなる二重管構造を有し、ケーブルコア１１０の外周に配置される。断熱管１２０は、断熱内管１３０の外周に、多層断熱材１５０を有する。なお、断熱管１２０の外周には図示しない保護層（防食層）が形成されている。
【００２３】
断熱内管１３０及び断熱外管１４０は、ステンレスやアルミニウム等の導電性を有する筒状体をなしており、ここではそれぞれ内径が異なり、同心状に配置されたコルゲート管で構成されている。
【００２４】
断熱内管１３０は、ケーブルコア１１０を収容し、運転時には冷媒（例えば、液体窒素Ｎ２（ｌ））が充填される。これにより、超電導導体層は、超電導状態に維持される。断熱内管１３０と断熱外管１４０の間は、断熱のために、運転時に真空状態に保持される。つまり、断熱内管１３０と断熱外管１４０の間には真空層１２２が形成される。
【００２５】
この真空層１２２内において、多層断熱材１５０は断熱内管１３０を覆うように設けられている。
【００２６】
＜多層断熱材１５０の構成＞
多層断熱材１５０は所謂、スーパーインシュレーション（Super Insulation：ＳＩ）と呼ばれるものであり、外部から輻射による熱侵入を防止する。
【００２７】
図３は、同超電導ケーブルの多層断熱材の構造の説明に供する図であり、図３Ａは、多層断熱材１５０を構成する複数の断熱材１６１〜１６４を模式的に示す図であり、図３Ｂは、断熱材１６１〜１６４により構成される多層断熱材１５０が断熱内管１３０の外周に設けられた状態を示す部分断面図である。
【００２８】
多層断熱材１５０は、複数の断熱材１６１〜１６４が積層されることで構成される。これら積層する層において、外層を構成する断熱材の厚みが、内層の断熱材の厚みよりも厚い。本実施の形態では、最外層を構成する断熱材１６４の厚みが、最内層の断熱材１６１の厚みよりも厚い。
【００２９】
本実施の形態の多層断熱材１５０は、それぞれの層の厚み、つまり、各層を構成する断熱材１６１〜１６４の厚みがそれぞれ異なり、ケーブルコア１１０側から最外層側に向かって積層する順に、厚みが厚くなっている。
【００３０】
断熱材１６１〜１６４は、シート状であり、それぞれ樹脂に金属膜を蒸着した金属蒸着シート１７１と、金属蒸着シート１７１上に設けられた不織布シート１８１〜１８４とを有する。本実施の形態の断熱材１６１〜１６４は、それぞれ厚みのみが異なり、具体的には、それぞれの有する不織布シート１８１〜１８４の厚みが各断熱材１６１〜１６４毎で異なっている。また、断熱材１６１〜１６４は、本実施の形態では、不織布シート１８１〜１８４は、各断熱材１６１〜１６４の金属蒸着シート１７１に接して設けられている。
【００３１】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、多層断熱材１５０において、ケーブルコア１１０側から積層される順に、断熱材１６１から断熱材１６４の不織布シート１８１〜１８４の厚みが徐々に厚くなるように構成される。
【００３２】
各断熱材１６１〜１６４は、同様の金属蒸着シート１７１に、それぞれ厚みが異なる不織布シート１８１〜１８４を設けたものである。以下では、最内層を構成する断熱材１６１を用いて断熱材の基本的構成を説明する。
【００３３】
図４に示すように、金属蒸着シート１７１は、樹脂層１７１ａと、金属層１７１ｂ及び金属層１７１ｃとを有する。
【００３４】
樹脂層１７１ａは、熱可塑性樹脂により形成されている。熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリアミド等を用いることができる。融点、吸水性、金属の蒸着性、断裂強度、重量、またはコスト等の観点から、ポリエステル系の材料を用いることが望ましい。樹脂層１７１ａは、熱伝導を抑制する。
【００３５】
金属層１７１ｂは、樹脂層の一方の面（ここでは樹脂層の表裏面のうちの表面）側に配置され、金属層１７１ｃは、樹脂層１７１ａの他方の面（ここでは樹脂層１７１ａの表裏面のうちの裏面）側に配置されている。金属層１７１ｂ及び金属層１７１ｃは、本実施の形態では、樹脂層１７１ａの両面に金属を蒸着することで形成されているが、樹脂層１７１ａの一方の面にのみ形成されていてもよい。
【００３６】
金属層１７１ｂ及び金属層１７１ｃを構成する金属として、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル等を用いることができる。垂直赤外線反射率、蒸着のしやすさ、蒸着膜の均一性、重量、またはコスト等の観点から、金属としてアルミニウムを用いることが望ましい。金属層１７１ｂ及び金属層１７１ｃは、輻射熱を反射する。なお、樹脂層１７１ａに金属を蒸着させる方法は、特に限定されないが、連続式またはバッチ式真空蒸着機により、電熱加熱、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンビーム等により行ってもよい。金属層１７１ｂおよび金属層１７１ｃの厚さは、特に限定されないが、１００オングストローム以上１０００オングストローム以下が望ましい。金属層１７１ｂまたは金属層１７１ｃの厚さを、１００オングストローム以上にすることにより、金属層１７１ｂまたは金属層１７１ｃから透過する赤外線量をより抑制し、断熱特性の低下をより抑制できる。また、金属層１７１ｂおよび金属層１７１ｃの厚さを１０００オングストローム以下にすることで、金属層１７１ｂおよび金属層１７１ｃにおける熱伝導率の増加をより抑制し、また、施工時に折り曲げ等によるクラックの発生をより抑制できる。
【００３７】
金属蒸着シート１７１の厚みは、３μｍ以上１００μｍ以下が望ましい。金属蒸着シート１７１の厚みは、６μｍ以上５０μｍ以下がさらに望ましい。金属蒸着シート１７１の厚みを、３μｍ以上にすることにより、金属層１７１ｂまたは金属層１７１ｃでのシワの発生を一層抑制できる。金属蒸着シート１７１の厚みを、６μｍ以上にすることにより、金属層１７１ｂまたは金属層１７１ｃにおけるシワの発生を一層抑制できる。また、金属蒸着シート１７１の厚みを、１００μｍ以下にすることにより、重量の増加をより抑制でき、不織布シート１８１への接触面積の増加をより抑制し、断熱特性の低下をより抑制できる。また、金属蒸着シート１７１の厚みを、５０μｍ以下にすることにより、重量の増加をよりさらに抑制でき、不織布シート１８１への接触面積の増加をより抑制し、断熱特性の低下をよりさらに抑制できる。
【００３８】
なお、金属層１７１ｂおよび金属層１７１ｃの厚みは、例えば、四点式低抵抗計（ダイアインスツルメンツ製ロレスターＥＰ）で面抵抗値を計測し、面抵抗値と金属膜固有抵抗値を用いて蒸着膜厚を算出することにより得ることができる。なお、金属蒸着シート１７１の厚みは、ＪＩＳ  Ｌ  １９１３の６．１項の方法で測定できる。
【００３９】
本実施の形態の金属蒸着シート１７１は、樹脂層１７１ａとしてのポリエチレンテフタレート（Polyethylene terephthalate ：ＰＥＴ）フィルムの表裏面のそれぞれに、金属層１７１ｂ、１７１ｃとなるアルミを蒸着することにより形成されたシートである。
【００４０】
断熱材１６１〜１６４は、それぞれ同じ厚みの金属蒸着シート１７１を有している。
【００４１】
不織布シート１８１は、樹脂繊維を含む樹脂層を有する。不織布シート１８１は、樹脂繊維を多重に重ね合わせた構造を有してもよい。樹脂繊維は、熱可塑性樹脂で形成されてもよい。可撓性樹脂として、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリアミド等を用いることができる。融点、吸水性、伸縮性、断裂強度、重量、またはコスト等の観点から、ポリエステル系樹脂を用いることが望ましい。不織布シート１８１は、熱伝導を抑制する。
【００４２】
本実施の形態の不織布シートは、ポリエステルメッシュが用いられ、各断熱材１６１〜１６４において、それぞれ厚みの異なるポリエステルメッシュが不織布シート１８１〜１８４として用いられ、それぞれ、金属蒸着シート１７１に一体的に設けられることで断熱材１６１〜１６４を構成している。本実施の形態では、各断熱材１６１〜１６４における不織布シート１８１〜１８４の厚みは、多層断熱材１５０の内層側に配置される断熱材１６１よりも外層側に配置される断熱材１６４の方が厚くなるように構成される。
【００４３】
不織布シートの密度（目付）は、２ｇ/ｍ２以上１５ｇ/ｍ２以下が望ましい。不織布シートの密度（目付）は、３ｇ/ｍ２以上１５ｇ/ｍ２以下がより望ましい。熱伝導を防止するためには、密度が低い、つまり目付が軽いほうが望ましく、不織布シートの密度は、３ｇ/ｍ２以上１０ｇ/ｍ２以下がさらに望ましい。不織布シートの密度を、２ｇ/ｍ２以上にすれば、不織布シートを挟む金属蒸着シート同士がより接触しにくくなるので好ましい。不織布シートの密度を、３ｇ/ｍ２以上にすれば、不織布シートを挟む金属蒸着シート同士がより接触しにくくなるので好ましい。不織布シートの密度を、１５ｇ/ｍ２以下にすれば、断熱特性がより良好になるので好ましい。なお、不織布シートの密度（目付）は、ＪＩＳ  Ｌ  １９１３の６．２項の方法で測定できる。
【００４４】
＜多層断熱材１５０の形成方法＞
このように構成される超電導ケーブル１００では、多層断熱材１５０は、図３に示すように、断熱内管１３０の外周に、断熱材１６１、１６２、１６３、１６４を順に巻き付けることで設けられる。
【００４５】
多層断熱材１５０の各層を構成する断熱材１６１〜１６４は、ケーブルコア１１０側の層を構成する断熱材１６１側の不織布シート１８１の厚みよりも、最外層となる断熱材１６４の不織布シート１８４の厚みの方が厚い。よって、断熱内管１３０の外周に、ケーブルコア１１０側から断熱材１６１〜１６４を積層するように順に巻き付けて、多層断熱材１５０の各層を構成する際に、不織布シートが緩むこと無く、断熱材１６１〜１６４を順次巻き付けることができる。
【００４６】
＜超電導ケーブル１００による効果＞
本実施の形態の超電導ケーブル１００によれば、超電導線材１１３、１１５を有する超電導ケーブルコア１１０と、超電導ケーブルコア１１０を収容し、断熱内管１３０と断熱外管１４０とを有する二重管構造の断熱管１２０とを有する。断熱管１２０は、断熱内管１３０と断熱外管１４０の間に真空層１２２を有し、断熱内管１３０の外周には、断熱材１６１〜１６４が複数積層されてなる多層断熱材１５０が設けられる。
【００４７】
複数の断熱材１６１〜１６４において、最外層の断熱材１６４の厚みが、最内層の断熱材１６１の厚みよりも厚い。また、多層断熱材１５０では、複数の断熱材１６１〜１６４によりそれぞれ構成される複数の層の厚みが、ケーブルコア１１０側から積層される順に厚い。断熱内管１３０の外周で積層される断熱材１６１〜１６４のそれぞれにおける金属蒸着シート１７１間の間隔が、最内層側から最外層側に大きくなるように、断熱材１６１〜１６４のそれぞれにおける不織布シート１８１〜１８４の厚みが異なっているとも言える。
【００４８】
このため、超電導ケーブル１００において、断熱内管１３０の外周に、最内層となる断熱材１６１から順に断熱材１６２、１６３、１６４を巻き付ける際の巻き弛みが生じることがなく好適に設けることができる。
【００４９】
よって、巻き弛み部分からの熱流束が大きくなることがなく、多層断熱材１５０としての断熱性の低下を防止できる。
【００５０】
＜断熱材の変形例＞
多層断熱材１５０を構成する複数のシート状の断熱材（１６１〜１６４）において、金属膜を蒸着した金属蒸着シート１７１と、不織布シート１８１〜１８４との間に、酸化ケイ素からなる酸化ケイ素層を有しても良い。酸化ケイ素は、水蒸気や酸素の透過を防ぐ高いバリア性を発揮することで知られている。
【００５１】
図５は、本実施の形態に係る超電導ケーブルの多層断熱材１５０における断熱材の変形例の構造を示す部分断面図である。
図５に示す、断熱材１６１Ａは、シート状であり、樹脂に金属膜を蒸着した金属蒸着シート１７１と、金属蒸着シート１７１上に設けられた不織布シート１８１Ａと、これら金属蒸着シート１６１Ａと不織布シート１８１Ａとの間に、酸化ケイ素層１９０を有する。
酸化ケイ素層１９０は、金属蒸着シート１６１Ａと不織布シート１８１Ａとのそれぞれに接して設けられているが、少なくとも一方に接して設けられても良い。
【００５２】
金属蒸着シート１７１と不織布シート１８１Ａとは、断熱材１６１の金属蒸着シート１７１と不織布シート１８１と同様に構成されるため、説明は省略する。
酸化ケイ素層１９０は、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素或いは亜酸化ケイ素の何れかの酸化ケイ素により層状に構成されてもよい。
【００５３】
この変形例としての断熱材１６１Ａは、金属蒸着シート１７１において酸化ケイ素層１９０が設けられた側（外層側）の面と反対側（内層側）の面に、不織布シート１８１Ａと同様の材料により構成される調整用の不織布シート１８６を有する。
すなわち、変形例１６１Ａの断熱材１６１Ａは、不織布シート１８６上に順に、金属蒸着シート１７１、酸化ケイ素層１９０、不織布シート１８１Ａがそれぞれ接して積層されることにより構成されている。
【００５４】
図６は、断熱材の変形例を適用した多層断熱材１５０Ａを有する超電導ケーブルの部分断面図である。
多層断熱材１５０Ａは、断熱材１６１Ａと、それぞれ断熱材１６１Ａと厚みの異なる断熱材１６２Ａ〜１６４Ａとを有する。
【００５５】
断熱材１６２Ａ〜１６４Ａは、断熱材１６１Ａにおいて不織布シート１８１Ａの厚みをのみを変更してなる。
すなわち、断熱材１６２Ａ〜１６４Ａでは、それぞれ調整用の不織布シート１８６に接して設けられた金属蒸着シート１７１上に、酸化ケイ素層１９０と、不織布シート１８２Ａ〜１８４Ａとが積層されている。なお、断熱材１６２Ａ〜１６４Ａのそれぞれの調整用の不織布シート１８６は無くても良い。
断熱材１６１Ａ〜１６４Ａにおける不織布シート１８１Ａ〜１８４Ａは、不織布シート１８１Ａ、１８２Ａ、１８３Ａ、１８４Ａの順に厚く構成されている。
【００５６】
これにより、多層断熱材１５０Ａでは、断熱内管１３０の外周に断熱材１６１Ａが設けられ、断熱材１６１Ａの外周に、断熱材１６１Ａより厚い断熱材１６２Ａが設けられている。加えて、断熱材１６２Ａの外周に、断熱材１６２Ａより厚い断熱材１６３Ａが設けられ、断熱材１６３Ａの外周に、断熱材１６３Ａより厚い断熱材１６４Ａが設けられている。
【００５７】
このように多層断熱材１５０Ａでは、複数の断熱材１６１Ａ〜１６４Ａによりそれぞれ構成される複数の層の厚みが、ケーブルコア１１０側から積層される順に厚い。言い換えれば、多層断熱材１５０Ａは、積層される複数の断熱材１６１Ａ〜１６４Ａの金属蒸着シート１７１同士の間隔が、多層断熱材１５０Ａの内層側から外層側に大きくなるように、複数の断熱材１６１Ａ〜１６４Ａは、それぞれ異なる厚みの不織布シート１８１Ａ〜１８４Ａ、調整用の不織布シート１８６を有する。
【実施例】
【００５８】
＜実施例１＞
金属蒸着シート１７１をＰＥＴフィルムにＡｌを蒸着した厚み１２μｍのシートとし、これに不織布シート１８１〜１８４として厚さ１００、１５０、２００、３００μｍのポリエステルメッシュをそれぞれ設けて多層断熱材１５０の各層を構成する断熱材１６１〜１６４を製作した。二重構造の断熱管における断熱内管１３０として外径７０ｍのアルミコルゲート管を適用し、断熱外管１４０として外径１３０ｍｍのアルミコルゲート管を適用した。断熱内管１３０内に超電導ケーブルコア１１０を収容し、断熱内管１３０の外周に、厚みの異なる断熱材１６１〜１６４を、厚みの薄い断熱材１６１から順に、１／２ラップ巻きで積層して多層断熱材１５０を形成して図１に示す超電導ケーブル１００を適用した実施例１の超電導ケーブルを作製した。実施例１の多層断熱材１５０では、断熱材１６１〜１６４に巻き付けシワが生じなかった。
【００５９】
このケーブル１００で長さ５ｍの横置き線路を布設して、それぞれコルゲート管である断熱内管１３０と断熱外管１４０の間を真空度８×１０−４Ｐａとなるように真空引きするとともに、断熱内管１３０内に液体窒素を充填し、液面計で液体窒素液面をモニタリングしつつ、マスフローメーターで蒸発した気体窒素の流量を計測し、単位時間で超電導ケーブルに侵入した熱侵入量を計算した。熱侵入量は、０．６Ｗ／ｍであった。
【００６０】
＜比較例１＞
実施例１と同様に、金属蒸着シート１７１をＰＥＴフィルムにＡｌを蒸着した厚み１２μｍのシートとし、これに不織布シートとして厚さ３００μｍのポリエステルメッシュをに設けて、多層断熱材の層を構成する断熱材を製作した。二重構造の断熱管における断熱内管１３０として外径７０ｍのアルミコルゲート管を適用し、断熱外管１４０として外径１３０ｍｍのアルミコルゲート管を適用した。断熱内管１３０内に超電導ケーブルコア１１０を収容し、断熱内管１３０の外周に、厚みが同じ断熱材を順に１／２ラップ巻きで積層して多層断熱材１５０を形成し比較例１の超電導ケーブルを作製した。比較例１の多層断熱材では、断熱材に巻き付けシワが生じた。この比較例１の超電導ケーブルに対して、実施例１と同様の方法で、単位時間で超電導ケーブルに侵入した熱侵入量を計算した。熱侵入量は、１．５Ｗ／ｍであった。
この結果、実施例１は、比較例１と比較して、断熱内管の外周に設けられる多層断熱材において、最外層の断熱材１６４の厚みが、最内層の断熱材１６１の厚みよりも厚くなるように、最内層側から順次積層される層の厚みを厚くすることにより、超電導ケーブルとしての熱侵入量を低くできた。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。例えば、多層断熱材１５０、１５０Ａにおける断熱材１６１〜１６４、１６１Ａ〜１６４Ａは、断熱内管１３０の外周に、それぞれ内側から順に、Ａｌ、ＰＥＴ、Ａｌ、不織布、または、不織布、Ａｌ、ＰＥＴ、Ａｌ、ＳｉＯ２層、不織布となるように巻かれているが、逆順となるように巻かれても良い。すなわち、断熱材１６１〜１６４、１６１Ａ〜１６４Ａにおいて、それぞれ厚みの異なる不織布シート１８１〜１８４、１８１Ａ〜１８４Ａが、金属蒸着シート１７１よりも内層側（超電導ケーブルの中心側）に位置してもよい。すなわち、金属蒸着シート１７１上に不織布シート１８１〜１８４、１８１Ａ〜１８４Ａが設けられた断熱材１６１〜１６４、１６１Ａ〜１６４Ａを、内外側面をひっくり返すことで、内外側面を逆にして配置した構成としてもよい。これらは、金属蒸着シート１７１下に不織布シート１８１〜１８４、１８１Ａ〜１８４Ａを有する断熱材と同様の構成を意味する。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る超電導ケーブルは、断熱管の内管の外周に断熱材を弛み無く好適に設けることにより、断熱性の低下を防止できる効果を有するものとして有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１００  超電導ケーブル
１１０  ケーブルコア
１１１  フォーマ
１１２、１１４  押えテープ
１１３、１１５  超電導線材
１２０  断熱管
１２２  真空層
１３０  断熱内管
１４０  断熱外管
１５０、１５０Ａ  多層断熱材
１６１、１６１Ａ、１６２、１６２Ａ、１６３、１６３Ａ、１６４、１６４Ａ  断熱材
１７１  金属蒸着シート
１７１ａ  樹脂層
１７１ｂ、１７１ｃ  金属層
１８１、１８１Ａ、１８２、１８２Ａ、１８３、１８３Ａ、１８４、１８４Ａ、１８６  不織布シート
１９０  酸化ケイ素層
【図１】
2019096560.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月22日(2019.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導線材を有する超電導ケーブルコアと、
前記超電導ケーブルコアを収容し、内管と外管とを有する二重管構造の断熱管と、
を備え、
前記断熱管は、前記内管と前記外管の間に真空層を有し、
前記内管の外周には、断熱材が複数積層されてなる多層断熱材が巻き付けられ、
複数の前記断熱材において、外層の断熱材の厚みが、内層の断熱材の厚みよりも厚い、
超電導ケーブル。
【請求項２】
前記断熱材は、樹脂に金属膜を蒸着した金属蒸着シートと、前記金属蒸着シート上に設けられた不織布シートとを有し、
前記多層断熱材における各層の前記断熱材において、前記金属蒸着シートはそれぞれ同じ厚みであり、前記不織布シートの厚みが異なる、
請求項１記載の超電導ケーブル。
【請求項３】
前記断熱材は、前記金属蒸着シートと前記不織布シートとの間に酸化ケイ素からなる層を有する、
請求項２記載の超電導ケーブル。
【請求項４】
前記多層断熱材では、複数の前記断熱材によりそれぞれ構成される複数の層の厚みが、前記超電導ケーブルコア側から前記外管側に向かって積層される順に厚い、
請求項１から３のいずれか一項に記載の超電導ケーブル。
【請求項５】
前記多層断熱材において積層される複数の前記断熱材の前記金属蒸着シート同士の間隔が、前記多層断熱材の内層側から外層側に大きくなるように、複数の前記断熱材は、それぞれ異なる厚みの前記不織布シートを有する、
請求項２または３に記載の超電導ケーブル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の超電導ケーブルの一つの態様は、
超電導線材を有する超電導ケーブルコアと、
前記超電導ケーブルコアを収容し、内管と外管とを有する二重管構造の断熱管と、
を備え、
前記断熱管は、前記内管と前記外管の間に真空層を有し、
前記内管の外周には、断熱材が複数積層されてなる多層断熱材が巻き付けられ、
複数の前記断熱材において、外層の断熱材の厚みが、内層の断熱材の厚みよりも厚い構成を採る。