超导线和限流器

摘要

提供了一种超导线，所述超导线包括：超导线芯，其具有在纵向方向上延伸的第一主表面和位于所述第一主表面的相反侧上并且在所述纵向方向上延伸的第二主表面；第一散热构件，其设置在所述第一主表面上；以及第二散热构件，其设置在所述第二主表面上。所述第一散热构件在沿着所述纵向方向排成行的多个第一连接位置处与所述第一主表面连接。所述第二散热构件在沿着所述纵向方向排成行的多个第二连接位置处与所述第二主表面连接。在自所述超导线的厚度方向的平面图中，所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的对应一个被布置为彼此具有偏移。

权利要求

1.一种超导线，包括：

超导线芯，所述超导线芯具有在纵向方向上延伸的第一主表面和位于所述第一主表面的相反侧上并且在纵向方向上延伸的第二主表面；

第一散热构件，所述第一散热构件设置在所述第一主表面上；以及

第二散热构件，所述第二散热构件设置在所述第二主表面上，

所述第一散热构件在沿着纵向方向排成行的多个第一连接位置处连接到所述第一主表面，所述第二散热构件在沿着纵向方向排成行的多个第二连接位置处连接到所述第二主表面，在自所述超导线的厚度方向的平面图中，所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置被布置为彼此具有偏移。

2.根据权利要求1所述的超导线，其中

在所述平面图中，所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置在纵向方向上被布置为彼此具有偏移。

3.根据权利要求2所述的超导线，其中

所述第一散热构件和所述第二散热构件每个都包括波纹板结构，在所述波纹板结构中多个脊和多个谷每个都沿着所述超导线芯的宽度方向延伸，所述第一散热构件中的所述波纹板结构的所述多个谷中的每个在所述多个第一连接位置中的对应的第一连接位置处连接到所述第一主表面，所述第二散热构件中的所述波纹板结构的所述多个脊中的每个在所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置处连接到所述第二主表面，在所述平面图中，所述第一散热构件中的所述多个谷中的每个与所述第二散热构件中的所述多个谷中的对应的谷重叠，并且所述第一散热构件中的所述多个脊中的每个与所述第二散热构件中的所述多个脊中的对应的脊重叠。

4.根据权利要求2所述的超导线，其中

通过将在所述超导线芯在宽度方向上延伸的多个第一板状构件布置在所述第一主表面上且使所述多个第一板状构件之间沿着纵向方向存在间隔，来形成所述第一散热构件，通过将在所述超导线芯在宽度方向上延伸的多个第二板状构件布置在所述第二主表面上且使所述多个第二板状构件之间沿着纵向方向存在间隔，来形成所述第二散热构件，所述多个第一板状构件中的每个在所述多个第一连接位置中的对应的第一连接位置处连接到所述第一主表面，所述多个第二板状构件中的每个在所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置处连接到所述第二主表面。

5.根据权利要求1所述的超导线，其中

在所述平面图中，所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置在所述超导线芯的宽度方向上被布置成彼此具有偏移。

6.根据权利要求5所述的超导线，其中

所述第一散热构件和所述第二散热构件每个都包括波纹板结构，在所述波纹板结构中多个脊和多个谷每个都沿着所述超导线芯的宽度方向延伸，所述波纹板结构在所述波纹板结构的宽度方向上的长度小于所述超导线芯在所述超导线芯的宽度方向上的长度，在宽度方向上位于所述第一主表面的一侧的区域中，所述第一散热构件中的所述波纹板结构的所述多个谷中的每个在所述多个第一连接位置中的对应的第一连接位置处连接到所述第一主表面，在宽度方向上位于所述第二主表面的另一侧的区域中，所述第二散热构件中的所述波纹板结构的所述多个脊中的每个在所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置处被连接到所述第二主表面，在宽度方向上位于所述第二主表面的另一侧的所述区域与在宽度方向上位于所述第一主表面的一侧的所述区域相反。

7.根据权利要求5所述的超导线，其中

通过将在所述超导线芯的宽度方向上延伸的多个第一板状构件布置在所述第一主表面上且使所述多个第一板状构件之间沿着纵向方向存在间隔，来形成所述第一散热构件，通过将在所述超导线芯的宽度方向上延伸的多个第二板状构件布置在所述第二主表面上且使所述多个第二板状构件之间沿着纵向方向存在间隔，来形成所述第二散热构件，所述多个第一板状构件中的每个在所述第一板状构件的宽度方向的长度和所述多个第二板状构件中的每个在所述第二板状构件的宽度方向的长度小于所述超导线芯在所述超导线芯的宽度方向上的长度，在宽度方向上位于所述第一主表面的一侧的区域中，所述多个第一板状构件中的每个在所述多个第一连接位置中的对应的第一连接位置处连接到所述第一主表面，在宽度方向上位于所述第二主表面的另一侧的区域中，所述多个第二板状构件中的每个在所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置处连接到所述第二主表面，在宽度方向上位于所述第二主表面的另一侧的所述区域与在宽度方向上位于所述第一主表面的一侧的所述区域相反。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的超导线，其中

在所述平面图中，所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置在纵向方向上被布置成彼此具有偏移。

9.根据权利要求1所述的超导线，其中

所述超导线还包括导电连接层，在所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的每个处，所述导电连接层形成在所述第一散热构件和所述超导线芯之间或所述第二散热构件和所述超导线芯之间。

10.根据权利要求1所述的超导线，其中

所述超导线芯是通过将多个超导构件沿着所述主表面的法向方向层叠来形成的，所述多个超导构件中的每个具有在纵向方向上延伸的主表面。

11.一种限流器，包括：

超导单元，所述超导单元由根据权利要求1所述的超导线制成；以及

冷却剂容器，所述冷却剂容器被配置成在所述冷却剂容器中容纳所述超导单元和用于冷却所述超导单元的冷却剂。

说明书

超导线和限流器

技术领域

[0001] 本公开涉及超导线和限流器。

[0002] 本申请要求于2015年7月16日提交的日本专利申请No.2015-142030的优先权，该日本专利申请的全部内容通过参考被并入本文中。

背景技术

[0003] 使用超导体的限流器是已知的(例如，参见日本专利公开No.2-159927(PTD1))。

[0004] [引用列表]

[0005] 专利文献

[0006] PTD 1：日本专利特许公开No.2-159927

发明内容

[0007] 本公开的一种超导线包括：超导线芯，其具有在纵向方向上延伸的第一主表面和位于所述第一主表面的相反侧上并且在所述纵向方向上延伸的第二主表面；第一散热构件，其设置在所述第一主表面上；以及第二散热构件，其设置在所述第二主表面上。所述第一散热构件在沿着所述纵向方向排成行的多个第一连接位置处与所述第一主表面连接。所述第二散热构件在沿着所述纵向方向排成行的多个第二连接位置处与所述第二主表面连接。在自所述超导线的厚度方向的平面图中，所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的对应的第二连接位置被布置为彼此具有偏移。

附图说明

[0008] 图1是例示了根据第一实施例的限流器的结构的示意图；

[0009] 图2是例示了被配置成在其中容纳图1中例示的限流器的超导单元的冷却剂容器的结构的示意图；

[0010] 图3是图2中例示的超导单元的放大图，其中，用剖视图示意性例示了构成超导单元的超导线圈；

[0011] 图4是例示了图3中例示的超导线的结构的示意性剖视图；

[0012] 图5是图4中例示的超导线的放大局部视图；

[0013] 图6是例示了图4中例示的超导构件的示例性结构的示意性剖视图；

[0014] 图7是例示了根据第一实施例的第一修改的超导线的结构的示意性剖视图；

[0015] 图8是例示了根据第一实施例的第二修改的超导线的结构的示意性剖视图；

[0016] 图9是例示了根据第二实施例的超导线的结构的示意性立体图；

[0017] 图10是例示了图9中例示的超导线的结构的示意性剖视图；

[0018] 图11是例示了根据第二实施例的第一修改的超导线的结构的示意性立体图；

[0019] 图12是例示了根据第二实施例的第二修改的超导线的示意性平面图；

[0020] 图13是例示了根据第三实施例的超导线的结构的示意性剖视图；

[0021] 图14是例示了根据第三实施例的第一修改的超导线的结构的示意性剖视图；

[0022] 图15是例示了根据第三实施例的第二修改的超导线的结构的示意性剖视图；

[0023] 图16是例示了根据第四实施例的超导线的结构的示意性剖视图；

[0024] 图17是例示了根据第四实施例的第一修改的超导线的结构的示意性剖视图；以及[0025] 图18是例示了根据第四实施例的第二修改的超导线的结构的示意性剖视图。

具体实施方式

[0026] 在PTD1中，用于抑制短路电流的限流元件由在等于或低于液氮温度的温度下变为超导的超导体制成。限流元件设置在液氮中，并且当在其中安装有限流器的电力传输系统中出现短路故障时，超过临界电流的短路电流流过限流元件，这造成限流元件从超导状态转为正常导电状态，变成电阻器，以致短路电流。

[0027] 当短路电流流过限流元件时，限流元件产生热，由此限流元件的温度升高。在其中安装有限流器的电力传输系统中，当短路状态在诸如瞬时短路的短路之后立即恢复时，需要在短路电流受阻之后使限流元件快速恢复成正常状态(换句话讲，需要超导体从正常导电状态恢复成超导状态)。

[0028] 然而，当限流元件的电流容量增加以应对较大的短路电流时，由于流过超导体的短路电流大于常规限流器的短路电流，所以使超导体产生更多的热，结果，超导体的温度变得过高。

[0029] 当超导体的温度升高时，用于冷却超导体的冷却剂(例如，液氮)的温度也升高，达到沸腾状态。当来自超导体的热通量弱时，冷却剂的沸腾状态保持在连续产生小气泡的核沸腾状态；然而，随着热通量变得大于核沸腾的临界热通量，沸腾状态变成膜沸腾状态。在膜沸腾状态下，超导体正被大气泡(气态冷却剂)覆盖，由此防止热被气泡从超导体传递到周围的冷却剂。结果，与核沸腾状态下相比，通过冷却剂的超导体的冷却速度降低，由此，需要较长的时间将限流器恢复成超导状态。

[0030] 另外，在冷却剂的沸腾状态达到膜沸腾状态之后，为了降低冷却剂的温度以使冷却剂从膜沸腾状态转变(改变)成核沸腾状态，冷却剂必须经过热通量具有最小值的莱登弗罗斯特点(Leidenfrost point)，因此热通量暂时进一步减小(换句话讲，冷却速度进一步降低)，这也将延迟故障限流器恢复成超导状态。

[0031] 因此，本公开的目的是提供使用超导线的限流器，该限流器能够在缩短超导线恢复成超导状态所需的时间的同时，增加超导线的电流容量。

[0032] [本公开的实施例的说明]

[0033] 首先，列举和描述本公开的实施例。

[0034] (1)根据本公开的一方面的一种超导线包括：超导线芯(11)，其具有在纵向方向上延伸的第一主表面(11A)和位于第一主表面的相反侧上并且在纵向方向上延伸的第二主表面(11B)；第一散热构件(12a)，其设置在第一主表面；以及第二散热构件(12b)，其设置在第二主表面上。第一散热构件在沿着纵向方向排成行的多个第一连接位置处与第一主表面连接。第二散热构件在沿着纵向方向排成行的多个第二连接位置处与第二主表面连接。在自超导线的厚度方向的平面图中，多个第一连接位置中的每个和多个第二连接位置中的对应一个被布置为彼此具有偏移。

[0035] 根据以上提到的配置，在使用超导线的限流器中，第一散热构件和第二散热构件设置在超导线芯的两个主表面上，并且当冷却剂由于在限流操作期间超导线芯温度升高而在超导线的表面上沸腾时，第一散热构件和第二散热构件各自用作抑制元件，用于防止冷却剂的沸腾状态从核沸腾状态变成膜沸腾状态。因此，从超导线芯传递到冷却剂的热通量可减少，结果，在限流操作期间在超导线芯处产生的热可通过第一散热构件和第二散热构件高效地散发到冷却剂。

[0036] 另一方面，由于在超导线芯和第一散热构件之间的每个连接位置处形成的导电连接层和形成在超导线芯和第二散热构件之间的每个连接位置处的导电连接层，导致在每个连接位置和其他位置处，温度升高量不同。结果，当流过超导线芯的短路电流变大时，超导线芯的温度局部升高，这使得难以均匀且有效地冷却整个超导线芯。

[0037] 根据以上提到的配置，第一连接位置和第二连接位置在平面图中被布置为彼此具有偏移，这使得能够减少整个超导线芯中的不规则温度分布。因此，即使当超导线芯的电流容量增加时，限流器也可快速恢复成超导状态。

[0038] (2)优选地，在平面图中，第一连接位置和第二连接位置在纵向方向上被布置为彼此具有偏移(例如，参见图4)。优选地，当纵向方向上的相邻第一连接位置中的两个之间的距离用P(参见图5)表示时，第二连接位置设置在与两个相邻第一连接位置中的每个的中点相距小于P/2的位置处。在平面图中，第二连接位置和中点之间的距离优选地为0.4P或更小，更优选地为0.3P或更小。

[0039] 根据以上提到的配置，能够减少由第一散热构件和第二散热构件的连接所造成的整个超导线芯中的不规则温度分布。因此，即使当超导线芯的电流容量增加时，限流器也可快速恢复成超导状态。

[0040] (3)优选地，第一散热构件和第二散热构件各自包括其中多个脊和多个谷各自沿着超导线芯的宽度方向延伸的波纹板结构(参见图4)。第一散热构件中的波纹板结构的多个谷中的每个在多个第一连接位置中的对应一个处与第一主表面连接，并且波纹板结构的多个脊中的每个在多个第二连接位置中的对应一个处与第二主表面连接。在平面图中，第一散热构件中的多个谷中的每个与第二散热构件中的多个谷中的对应一个重叠，并且第一散热构件中的多个脊中的每个与第二散热构件中的多个脊中的对应一个重叠。

[0041] 根据以上提到的配置，即使当各自包括波纹板结构的第一散热构件和第二散热构件分别与超导线芯的两个主表面连接时，也能够减少整个超导线芯中的不规则温度分布。

[0042] (4)优选地，通过将在超导线芯的宽度方向上延伸的多个第一板状构件(15a)布置在第一主表面上使其间沿着纵向方向存在间隔来形成第一散热构件，并且通过将在超导线芯的宽度方向上延伸的多个第二板状构件(15b)布置在第二主表面上使其间沿着纵向方向存在间隔来形成第二散热构件(参见图8)。多个第一板状构件中的每个在多个第一连接位置中的对应一个处与第一主表面连接，并且多个第二板状构件中的每个在多个第二连接位置中的对应一个处与第二主表面连接。

[0043] 根据以上提到的配置，当各自由多个板状构件形成的第一散热构件和第二散热构件分别与超导线芯的两个主表面连接时，也能够减少整个超导线芯中的不规则温度分布。

[0044] (5)优选地，在平面图中，多个第一连接位置中的每个和多个第二连接位置中的对应一个在超导线芯的宽度方向上被布置为彼此具有偏移。

[0045] 根据以上提到的配置，能够减少由第一散热构件和第二散热构件的连接所造成的整个超导线芯中的不规则温度分布。因此，即使当超导线芯的电流容量增加时，限流器也可快速恢复成超导状态。

[0046] (6)优选地，第一散热构件和第二散热构件各自包括其中多个脊和多个谷各自沿着超导线芯的宽度方向延伸的波纹板结构(参见图9)。波纹板结构在超导线芯的宽度方向上的长度小于超导线芯在其宽度方向上的长度。第一散热构件中的波纹板结构的多个谷中的每个在位于第一主表面在宽度方向上的一侧的区域中的多个第一连接位置中的对应一个处与第一主表面连接，并且第二散热构件中的波纹板结构的多个脊中的每个在位于与位于第一主表面在宽度方向上的一侧的区域相反的第二主表面在宽度方向上的另一侧的区域中的多个第二连接位置中的对应一个处与第二主表面连接。

[0047] 根据以上提到的配置，当各自包括波纹板结构的第一散热构件和第二散热构件分别与超导线芯的两个主表面连接时，能够减少整个超导线芯中的不规则温度分布。

[0048] (7)优选地，通过将在超导线芯的宽度方向上延伸的多个第一板状构件布置在第一主表面上使其间沿着纵向方向存在间隔来形成第一散热构件，并且通过将在超导线芯的宽度方向上延伸的多个第二板状构件布置在第二主表面上使其间沿着纵向方向存在间隔来形成第二散热构件(参见图11)。在超导线芯的宽度方向上的第一板状构件中的每一个的长度和第二板状构件的长度中的小于超导线芯在其宽度方向上的长度。多个第一板状构件中的每个在位于第一主表面在宽度方向上的一侧的区域中的多个第一连接位置中的对应一个处与第一主表面连接，并且多个第二板状构件中的每个在位于与位于第一主表面在宽度方向上的一侧的区域相反的第二主表面在宽度方向上的另一侧的区域中的多个第二连接位置中的对应一个处与第二主表面连接。

[0049] 根据以上提到的配置，当各自由多个板状构件形成的第一散热构件和第二散热构件分别与超导线芯的两个主表面连接时，也能够减少整个超导线芯中的不规则温度分布。

[0050] (8)优选地，在平面图中，多个第一连接位置中的每个和多个第二连接位置中的对应一个在纵向方向上被布置为彼此具有偏移。

[0051] 根据以上提到的配置，能够高效减少由第一散热构件和第二散热构件的连接所造成的整个超导线芯中的不规则温度分布。

[0052] (9)优选地，超导线还包括导电连接层(14a、14b)，导电连接层(14a、14b)在多个第一连接位置中的每个和多个第二连接位置中的每个处形成在第一散热构件和超导线芯之间以及第二散热构件和超导线芯之间。

[0053] 根据以上提到的配置，能够减少由多个第一连接位置中的每个和多个第二连接位置中的每个处形成的连接层所造成的整个超导线芯中的不规则温度分布。

[0054] (10)优选地，超导线芯是通过层叠多个超导构件(5)来形成的，多个超导构件(5)中的每个沿着主表面的法线方向具有在纵向方向上延伸的主表面。

[0055] 根据以上提到的配置，即使当超导线芯的电流容量增加时，在限流操作期间在超导线芯中产生的热可通过第一散热构件和第二散热构件高效散发到冷却剂，这使得能够将限流器快速恢复成超导状态。

[0056] (11)优选地，限流器包括由根据以上(1)至(10)中任一项所述的超导线制成的超导单元(1)和冷却剂容器(30)，冷却剂容器(30)被配置成在其中容纳超导单元和用于冷却超导单元的冷却剂(34)。

[0057] 根据以上提到的配置，即使当超导线芯的电流容量增加时，也能够将限流器快速恢复成超导状态。

[0058] [本公开的实施例的细节]

[0059] 下文中，将参照附图来描述本公开的实施例。在下面的附图中，相同或对应的部件将被赋予相同的参考标号，并且将不再重复描述。

[0060] <第一实施例>

[0061] (限流器的结构)

[0062] 图1是例示了根据第一实施例的限流器的结构的示意图。图2是例示了被配置成在其中容纳图1中例示的限流器的超导单元的冷却剂容器的结构的示意图。例如，根据第一实施例的限流器100安装在电力系统中，并且被配置成当在电力系统中发生诸如短路的故障时执行限流操作。

[0063] 如图1中例示的，限流器100包括通过导线4并联电连接的超导单元1和并联电阻单元(或并联电感单元)3。

[0064] 如图3中例示的，超导单元1包括超导线2。具体地，超导单元1包括由例如超导线2制成的超导线圈。如图2中例示的，超导单元1被容纳在冷却剂容器30中。导线4贯穿冷却剂容器30，与超导线圈电连接。超导单元1在临界温度或更低温度下表现出超导现象。

[0065] 冷却剂容器30设置有用于供应流过冷却剂容器30内部的冷却剂34的引入单元36和用于将所供应的冷却剂34排出到冷却剂容器30外部的排出单元38。如箭头40所例示的，从引入单元36引入冷却剂容器30中的冷却剂34吸收从构成超导单元1的超导线2产生的热。

[0066] 如另一个箭头40所例示的，从排出单元38排出到外部的冷却剂34通过热交换器(未示出)等被冷却，然后通过泵(未示出)等被供应回引入单元36。以这种方式，冷却剂34倍容纳在包括冷却剂容器30的封闭路径中，从而在封闭路径中循环。可供选择地，冷却剂34被容纳在冷却剂容器30中，没有被循环，并且从外部将热交换头插入冷却剂容器30中，以通过热交换使冷却剂34冷却。

[0067] 当具有以上提到的配置的限流器100被置于正常操作时，根据与冷却剂34的热交换，超导单元1被冷却至等于或低于临界温度的制冷温度，由此被保持在超导状态。因此，在由超导单元1和并联电阻单元3构成的并联电路中，由于没有电阻，因此电流将流过超导单元1。

[0068] 另一方面，当与限流器100连接的电力系统中发生故障时，故障所导致的过大故障电流会造成超导单元1失去其超导能力(失超)，由此，使超导单元1转为正常导电状态。因此，超导单元1变为电阻性并且自主执行限流操作，电流将流过超导单元1和并联电阻单元3二者。

[0069] 在限流操作期间，超导单元1变为电阻性，并且当电流流过超导单元1时，超导单元1的温度将快速升高。在限流器中执行限流操作之后，必须尽可能早地将限流器恢复成其正常状态。换句话讲，需要超导单元1从正常导电状态恢复成超导状态。

[0070] 另一方面，为了使限流器提供更大的电流容量，通常增加超导线的横截面面积。结果，在限流操作期间流过超导单元的短路电流大于在常规限流器中流过超导单元的短路电流，所产生的焦耳热量变得相对较大。因此，需要用较长的时间来冷却超导单元，这使得难以在限流操作之后将限流器快速恢复回超导状态。

[0071] 为了提高超导单元1的制冷能力，根据第一实施例的限流器100设置有超导线，超导线在结构上被配置成高效散发超导线中产生的热。

[0072] 下面，将详细描述根据第一实施例的超导线的结构。

[0073] (超导线的结构)

[0074] 图3是图2中例示的超导单元1的放大部分视图，其中，用剖视图示意性例示了构成超导单元的超导线圈。如图3中例示的，通过将横截面具有细长矩形形状(带形状)的超导线2围绕缠绕轴Aa缠绕来形成构成超导单元1的超导线圈。可通过将超导线2围绕缠绕轴Aa螺旋缠绕来形成超导线圈。可供选择地，可通过层叠多个扁平线圈来形成超导线圈。在这种情况下，缠绕轴Aa的方向与多个扁平线圈的层叠方向相同。

[0075] 超导线圈代表本公开中的“超导单元”的示例。超导单元1不限于超导线圈，可由未缠绕的超导线2形成。

[0076] 超导线2包括带状超导线芯11、第一散热构件12a和第二散热构件12b。在图3中，通过层叠多个(例如，两片)超导构件5来形成超导线芯11。第一散热构件12a设置在超导线芯11的一个主表面上，第二散热构件12b设置在超导线芯11的另一个主表面上。超导线芯11在宽度方向上的长度例如为大约4mm。超导线芯11的厚度例如为大约0.1mm。第一散热构件12a和第二散热构件12b中的每个的厚度例如为大约0.1mm。

[0077] 图4是例示了图3中例示的超导线的结构的示意性剖视图。沿着超导线2的延伸方向切割图4中例示的横截面。因此，将纸张的横向方向作为超导线2的纵向方向，并且电流沿着纸张的横向方向流动。将纸张的垂直方向作为超导线2的厚度方向，将与纸张垂直的方向作为超导线2的宽度方向。此外，在图4和以下附图的示意性剖视图中，用Z表示超导线2的纵向方向，用X表示超导线2的宽度方向，并且用Y表示超导线2的厚度方向。

[0078] 如图4中例示的，超导线芯11被形成为具有矩形横截面的带状，并且沿着纵向方向延伸的带的相对大的表面被定义为主表面。超导线芯11包括第一主表面11A和位于第一主表面11A的相反侧上的第二主表面11B。

[0079] 超导线芯11是通过层叠2片超导构件5来形成的，超导构件(5)各自沿着主表面的法线方向具有在纵向方向上延伸的主表面。用于形成超导线芯11的超导构件5可以是1个或至少3个。当通过层叠多个超导构件5来形成超导线芯11时，相邻超导构件5的彼此面对的主表面可彼此直接接合，或者可通过使用诸如焊料或导电粘合剂的导电结合剂而彼此结合。可供选择地，可通过使用由电绝缘材料制成的结合件将彼此面对的主表面彼此结合。

[0080] 作为超导构件5，例如，可采用在室温下具有高电阻值的基于薄膜的超导线(参见图6)，并且可供选择地，可采用基于铋的银封装的超导线，只要它可在室温下实现限流器所需的电阻即可。

[0081] 图6是例示了图4中例示的超导构件5的示例性结构的示意性剖视图。沿着与超导构件5的延伸方向垂直的方向切割图6中例示的横截面。因此，将与纸张垂直的方向作为超导构件5的纵向方向，将纸张的横向方向作为超导构件5的宽度方向，并且将纸张的垂直方向作为超导构件5的厚度方向。

[0082] 如图6中例示的，可使用形成为带状并且具有矩形横截面的基于薄膜的超导线作为超导构件5。超导构件5具有主表面5A和位于主表面5A的相反侧上的主表面5B。超导构件5包括衬底7、中间层8、超导层9和稳定层6和10。

[0083] 作为衬底7，例如，可采用其中金属晶体在衬底表面的2个面内轴向方向均匀取向的取向金属衬底。作为取向金属衬底，例如，可酌情使用由选自镍(Ni)、铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、铁(Fe)、钯(Pd)、银(Ag)和金(Au)中的至少两种金属制成的任何合金。可接受的是，可将这些金属与其它金属或合金层叠，并且可使用诸如SUS合金的高强度合金。

[0084] 中间层8形成在衬底7的主表面上。超导层9形成在与面向衬底7的主表面相反的中间层8的一个主表面上。作为形成中间层8的材料，优选的是氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)，氧化铈(CeO2)、氧化镁(MgO)、氧化钇(Y2O3)、钛酸锶(SrTiO3)等。这些材料与超导层9的反应性极低，并且即使在与超导层9接触的边界表面处，超导层9的超导特性也不会劣化。

[0085] 在超导层9中使用的超导材料不受特别限制，但是优选的是基于钇的氧化物超导体。可通过使用化学式YBa2Cu3O来表示基于钇的氧化物超导体。可供选择地，可接受的是，使用基于RE-123的氧化物超导体。可通过使用化学式REBa2Cu3Oy(y＝6至8，优选地6.8至7，RE代表诸如钇、Gd、Sm或Ho的任何稀土元素)来表示基于RE-123的氧化物超导体。

[0086] 稳定层10形成在超导层9的与面向中间层8的主表面相反的一个主表面上，并且稳定层6形成在衬底7的与面向中间层8的主表面相反的一个主表面上。稳定层6和10由具有良好导电性的任何金属材料制成。作为用于形成稳定层6和10中的每个的金属材料，例如，优选的是银(Ag)或银合金。当超导层9从超导状态变成正常导电状态时，稳定层6和10各自用作旁路，用于将流过超导层9的电流旁路。

[0087] 稳定层10的与面向超导层9的主表面相反的一个主表面构成主表面5A，而稳定层6的与面向衬底7的主表面相反的一个主表面构成主表面5B。稳定层可被布置成不仅覆盖由衬底7、中间层8和超导层9构成的层叠物的主表面，而且覆盖层叠物的外周边。

[0088] 再次参照图4，通过层叠具有图6中例示的结构的两个超导构件5来形成超导线芯11。如图4中例示的，两个超导构件5可按一个超导构件5的主表面5B面对另一个超导构件5的主表面5A这样的方式层叠，但是也可接受的是，两个超导构件5按一个超导构件5的主表面5B面对另一个超导构件5的主表面5B这样的方式层叠。

[0089] 第一散热构件12a设置在超导线芯11的第一主表面11A上，换句话讲，在超导构件5的主表面5A上。第一散热构件12a由热导率高的材料制成。作为第一散热构件12a的材料，可使用诸如SUS、铜(Cu)和铝(Al)的任何金属材料或具有良好热导率的任何树脂。

[0090] 第一散热构件12a包括例如波纹板结构，在波纹板结构中，多个脊和多个谷各自沿着超导线芯11的宽度方向(X方向)延伸。第一散热构件12a中的波纹板结构的谷在第一散热构件12a和超导线芯11之间的每个连接位置(第一连接位置)处与第一主表面11A连接。换句话讲，第一连接位置形成在沿着超导线芯11的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。

[0091] 通过使用诸如焊料或导电粘合剂的导电结合剂将第一散热构件12a和第一主表面11A彼此结合。由此，在第一散热构件12a和第一主表面11A之间的每个连接位置处，形成导电连接层14a。当通过使用包含例如铋(Bi)和锡(Sn)作为组分的焊料将第一散热构件12a和超导线芯11彼此结合时，包含在构成超导构件5的主表面5A的稳定层6中的银与包含在焊料中的铋和锡反应，并且在第一散热构件12a和第一主表面11A之间的连接位置处形成包含基于Sn-Bi-Ag的合金作为组分的焊料层。

[0092] 第二散热构件12b设置在超导线芯11的第二主表面11B上，换句话讲，在超导构件5的主表面5B上。第二散热构件12b由与第一散热构件12a相同的材料制成。

[0093] 第二散热构件12b包括与第一散热构件12a中的波纹板结构相似的波纹板结构。第二散热构件12b中的波纹板结构的脊在第二散热构件12b和超导线芯11之间的每个连接位置(第二连接位置)处与第二主表面11B连接。换句话讲，第二连接位置形成在沿着超导线芯11的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。

[0094] 在第二散热构件12b和第二主表面11B之间的每个连接位置处，形成导电连接层14a。类似于连接层14a，连接层14b是例如基于包含Sn-Bi-Ag的合金作为组分的焊料层。

[0095] 如上所述，由于散热构件12a和12b分别与第一主表面11A和第二主表面11B连接，因此在限流操作期间在超导线芯11中产生的热通过散热构件12a和12b散发到冷却剂34。

[0096] 具体地，在超导线芯11变为电阻性并且此时电流流过其中之后，超导线芯11的温度快速升高。受温度升高的影响，围绕超导线芯11的冷却剂34的温度也快速升高，因此，冷却剂34蒸发(沸腾)。

[0097] 在本公开中，由于散热构件12a和12b分别形成在超导线芯11的主表面11A和11B上，因此能够防止在超导线芯11的表面上的冷却剂34的沸腾状态从核沸腾状态变成膜沸腾状态。认为原因应该是，散热构件12a和12b在与冷却剂34的接触边界处的存在使得从超导线芯11的表面蒸发的冷却剂34难以持续覆盖超导构件11的表面(蒸发的冷却剂34的气体层难以覆盖超导线芯11的表面)。因此，与在冷却剂34中发生膜沸腾的情况相比，能够更高效地将超导线芯11的热散发到冷却剂34。

[0098] 另一方面，如上所述，由于连接层14a和14b均是导电的，因此连接层14a和14b中的每个的电阻组件被并联电连接，在散热构件12a、12b和超导构件5之间的连接位置处形成与超导构件5基本上等同的电路结构。因此，当超导构件5转为正常导电状态时，连接位置处的电阻低于除了连接位置之外的任何位置处的电阻。因此，当电流在超导构件5的纵向方向(Z方向)上流动时，在连接位置处产生的热量相对小于除了连接位置之外的任何位置处产生的热量。结果，在超导构件5中，温度升高相对小的区域(图中的区域20)和温度升高相对大的区域(图中的区域22)交替地沿着纵向方向(Z方向)形成，从而造成在超导构件5中出现不规则的温度分布。

[0099] 当从超导线2的厚度方向(Y方向)观察时，换句话说，当从与超导线2的主表面垂直的方向观察时，如果第一散热构件12a和第一主表面11B之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热构件12b和第二主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)被布置成彼此重叠，则在两个层叠的超导构件5中，具有相对小的温度升高的区域变得彼此更靠近，并且具有相对大温度升高的区域变得彼此更靠近。结果，整个超导线芯11中的不规则温度分布变大。由于不能均匀高效地冷却整个超导线芯11，因此需要较长的时间将超导单元1恢复成超导状态。另外，在超导线芯11中会发生局部温度升高，这会使超导线芯11因过热而受损。为了防止这种损坏，超导线芯11的电流容量必须受到限制，这有违初衷。

[0100] 就这方面而言，在根据第一实施例的超导线2中，当从宽度方向(与超导线2的主表面垂直的方向)观察时，第一散热构件12a和第一主表面11A之间的每个连接位置(第一连接位置)布置成相对于第二散热构件12b和第二主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)偏移。

[0101] 具体地，如图4中例示的，第一散热构件12a和第一主表面11A之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热构件12b和第二主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)在超导线2的纵向方向(Z方向)上被布置为彼此具有偏移。

[0102] 根据此配置，如图4中例示的，在与第一散热构件12a连接的超导构件5和与第二散热构件12b连接的另一个超导构件5中的一个中，温度升高相对小的区域(附图中的区域20)和温度升高相对大的区域(附图中的区域22)被形成为彼此面对。由此，整个超导线芯11中的不规则温度分布变小，从而能够抑制超导线芯11的局部温度升高。由于能够均匀高效地冷却超导线芯11，因此超导单元1可快速恢复成超导状态。

[0103] 以上提到的描述“第一连接位置和第二连接位置在超导线2的纵向方向上被布置为彼此具有偏移”意味着，在自厚度方向的平面视图中，当纵向方向上的相邻第一连接位置中的两个之间的距离用P(参见图5)表示时，第二连接位置设置在与两个相邻第一连接位置中的每个的中点相距小于P/2(＝P×50％)的位置处。为了减小超导线11中的不规则温度分布，中点和第二连接位置的距离优选地为0.4P(＝P×40％)，更优选地为0.3P(＝P×30％)或更小。

[0104] <第一实施例的第一修改>

[0105] 图7是例示了根据第一实施例的第一修改的超导线2A的结构的示意性剖视图。沿着超导线2的延伸方向切割图7中例示的横截面。根据第一修改的超导线2A的结构与图4中例示的超导线2基本类似，但是与超导线2的不同之处在于，超导线芯11由单个超导构件5形成。

[0106] 换句话说，在超导线2A中，超导构件5的主表面5A构成超导线芯11的第一主表面11A，并且超导构件5的主表面5B构成超导线芯11的第二主表面11B。第一散热构件12a设置在超导构件5的主表面5A上，第二散热构件12b设置在超导构件5的主表面5B上。

[0107] 如图7中例示的，在自宽度方向(Y方向)的平面图中，第一散热构件12a和主表面5A之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热构件12b和主表面5B之间的对应连接位置(第二连接位置)在超导线2A的纵向方向(Z方向)上被布置为彼此具有偏移。由此，能够减小整个超导线芯11(超导构件5)中的不规则温度分布。结果，能够获得与图4中的每个中例示的超导线2相同的效果。

[0108] <第一实施例的第二修改>

[0109] 图8是例示了根据第一实施例的第二修改的超导线2B的结构的示意性剖视图。沿着超导线2B的延伸方向切割图8中例示的横截面。根据第二修改的超导线2B的结构与图4中例示的超导线2基本类似，但是与超导线2的不同之处在于散热构件12a和12b的结构。

[0110] 具体地，通过将在超导线芯11的宽度方向(X方向)上延伸的多个第一板状构件15a布置在第一主表面11A上使其间沿着纵向方向(Z方向)存在间隔来形成第一散热构件12a。因此，多个第一板状构件15a中的每个在第一散热构件12a和第一主表面11A之间的对应连接位置(第一连接位置)处与第一主表面11A连接。在多个第一板状构件15a中的每个和第一主表面11A之间的连接位置处，形成导电连接层14a。

[0111] 通过将在超导线芯11的宽度方向(X方向)上延伸的多个第二板状构件15b布置在第二主表面11B上使其间沿着纵向方向(Z方向)存在间隔来形成第二散热构件12b。因此，多个第二板状构件15b中的每个在第二散热构件12b和第二主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)处与第二主表面11B连接。在多个第二板状构件15b中的每个和第二主表面11B之间的连接位置处，形成导电连接层14b。

[0112] 板状构件15a和15b均由热导率高的材料制成。作为板状构件15a和15b的材料，可使用诸如SUS、铜(Cu)和铝(Al)的任何金属材料或具有良好热导率的任何树脂。

[0113] 如图8中例示的，与图4中例示的超导线2类似，在超导线2B中，

[0114] 第一散热构件12a和第一主表面11A之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热构件12b和第二主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)在超导线2B的纵向方向(Z方向)上被布置为彼此具有偏移。换句话讲，在自厚度方向的平面图中，当纵向方向上的相邻第一连接位置中的两个之间的距离用P(参见图5)表示时，第二连接位置设置在与两个相邻第一连接位置中的每个的中点相距小于P/2的位置处。在平面图中，第二连接位置和中点之间的距离优选地为0.4P或更小，更优选地为0.3P或更小。结果，能够获得与图4中的每个中例示的超导线2相同的效果。

[0115] <第二实施例>

[0116] 图9是例示了根据第二实施例的超导线2C的结构的示意性立体图。根据第二实施例的超导线2C的结构与图4中例示的超导线2基本类似，但是与超导线2的不同之处在于散热构件12a和12b的结构。

[0117] 具体地，如图9中例示的，在超导线2C中，第一散热构件12a布置在位于超导线芯11的第一主表面11A在宽度方向(X方向)上的一侧的区域中。第一散热构件12a包括例如波纹板结构，在波纹板结构中，多个脊和多个谷各自沿着超导线芯11的宽度方向延伸。第一散热构件12a在其宽度方向上的长度小于超导线芯11在其宽度方向上的长度。优选地，第一散热构件12a在其宽度方向上的长度等于或小于超导线芯11在其宽度方向上的长度的1/2。第一散热构件12a中的波纹板结构的多个谷中的每个在第一散热构件12a和超导线芯11之间的对应连接位置(第一连接位置)处与第一主表面11A连接。第一连接位置形成在沿着超导线芯11的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。在第一散热构件12a和第一主表面11A之间的每个连接位置处，形成导电连接层14a。

[0118] 第二散热构件12b布置在位于与位于超导线芯11的第一主表面11A在宽度方向上的一侧的区域相反的第二主表面11B在宽度方向(X方向)上的另一侧的区域中。第二散热构件12b包括例如波纹板结构，在波纹板结构中，多个脊和多个谷各自沿着超导线芯11的宽度方向延伸。第二散热构件12b在其宽度方向上的长度小于超导线芯11在其宽度方向上的长度。优选地，第二散热构件12b在其宽度方向上的长度等于或小于超导线芯11在其宽度方向上的长度的1/2。第二散热构件12b中的波纹板结构的多个谷中的每个在第二散热构件12b和超导线芯11之间的对应连接位置(第二连接位置)处与第二主表面11B连接。第二连接位置形成在沿着超导线芯11的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。在第二散热构件12b和第一主表面11B之间的每个连接位置处，形成导电连接层14b。

[0119] 根据如上所述的散热构件12a、12b的配置，在第二实施例的超导线2C中，在自宽度方向(Y方向)的平面图中，第一散热构件12a和主表面11A之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热构件12b和主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)在超导线2C的纵向方向上被布置为彼此具有偏移。

[0120] 如在第一实施例中描述的，由于在散热构件和超导线芯11之间的每个连接位置处形成导电连接层，因此当电流流过超导线芯11时，每个连接位置的温度升高相对小于除了连接位置之外的另一个连接位置的温度升高。因此，在超导线2C中，温度升高相对小的区域在与第一散热构件12a连接的超导构件5中的一个和与第二散热构件12b连接的另一个超导构件5之间在宽度方向(X方向)上彼此偏移地形成。由此，整个超导线芯11中的不规则温度分布变小，从而能够抑制超导线芯11的局部温度升高。由于能够均匀高效地冷却超导线芯11，因此超导单元1可快速恢复成超导状态。

[0121] 此外，在根据第二实施例的超导线2C中，与图4中例示的超导线2相比，由于散热构件12a和12b中的每个在其宽度方向(X方向)上的长度被缩短，因此每一个连接层14a和14b在宽度方向上的长度也相应地缩短。结果，使形成在超导线芯11的主表面上的连接层的总面积小于超导线2中的连接层的总面积。因此，在超导线2C中，能够防止由于超导线芯11和散热构件之间形成连接层而使散热构件11的电阻变小。

[0122] 根据第二实施例的超导线2C，当超导线2C被缠绕以形成超导线圈时，相比于下文中将描述的通过缠绕超导线2而形成的超导线圈，该超导线圈在径向方向上的长度会缩短。

[0123] 图10是例示了图9中例示的超导线的结构的示意性剖视图。沿着与超导线2C的纵向方向(Z方向)垂直的方向切割图10中例示的横截面。如图10中例示的，第一散热构件12a设置在位于超导线芯11的第一主表面11A在宽度方向上的一侧的区域中，第二散热构件12b设置在位于超导线芯11的第二主表面11B在宽度方向上的另一侧的区域中。因此，当通过缠绕超导线2C来形成超导线圈(参见图3)时，对于在超导线圈的径向方向上彼此相邻的超导线2C中的两个，一个超导线2C中的第一散热构件12a和另一个超导线2C中的第二散热构件12b沿着超导线圈的缠绕轴(图3中的缠绕轴Aa)的方向并排布置。换句话讲，在自超导线圈的缠绕轴方向的平面图中，第一散热构件12a和第二散热构件12b在超导线圈的径向方向上彼此重叠。由此，当通过缠绕通过将散热构件布置在超导线芯11的两个主表面上而形成的超导线来形成超导线圈时，能够防止超导线圈由于散热构件的厚度而在径向反向上变大。

[0124] <第二实施例的第一修改>

[0125] 图11是例示了根据第二实施例的第一修改的超导线2D的结构的示意性立体图。根据第一修改的超导线2D的结构与图9中例示的超导线2C基本类似，但是与超导线2C的不同之处在于散热构件12a和12b的配置。

[0126] 具体地，通过将在超导线芯11的宽度方向(X方向)上延伸的多个第一板状构件15a布置在第一主表面11A上使其间沿着纵向方向(Z方向)存在间隔来形成第一散热构件12a。多个第一板状构件15a中的每个在其宽度方向上的长度小于超导线芯11在其宽度方向上的长度。优选地，第一板状构件15a中的每个的长度在其宽度方向上的长度等于或小于超导线芯11在其宽度方向上的长度的1/2。多个第一板状构件15a中的每个在第一散热构件12a和超导线芯11之间的对应连接位置(第一连接位置)处与第一主表面11A连接。在多个第一板状构件15a和第一主表面11A之间的每个连接位置处，形成导电连接层14a。

[0127] 通过将在超导线芯11的宽度方向(X方向)上延伸的多个第二板状构件15b布置在第二主表面11B上使其间沿着纵向方向(Z方向)存在间隔来形成第二散热构件12b。多个第二板状构件15b中的每个在其宽度方向上的长度小于超导线芯11在其宽度方向上的长度。优选地，第二板状构件15b中的每个的长度在其宽度方向上的长度等于或小于超导线芯11在其宽度方向上的长度的1/2。多个第二板状构件15b中的每个在第二散热构件12b和超导线芯11之间的对应连接位置(第二连接位置)处与第二主表面11B连接。在多个第二板状构件15b和第一主表面11A之间的每个连接位置处，形成导电连接层14b。

[0128] 对于图11中例示的超导线2D，与图9中例示的超导线2C类似，在平面图中，第一散热构件12a和第一主表面11A之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热构件12b和第二主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)在超导线2D的宽度方向上被布置为彼此具有偏移。由此，可获得与图9中例示的超导线2C的效果相同的效果。

[0129] <第二实施例的第二修改>

[0130] 图12是例示了根据第二实施例的第二修改的超导线2E的示意性平面图。根据第二修改的超导线2E的结构与图8中例示的超导线2B基本类似，但是与超导线2B的不同之处在于散热构件12a、12b和超导线芯11之间的连接位置。为了清楚和方便的缘故，在图12中，未例示散热构件12a和12b，只例示了连接层14a和14b，以表示散热构件12a、12b和超导线芯11之间的连接位置。

[0131] 在如图12中例示的超导线2E中，在自厚度方向(Y方向)的平面图中，第一散热构件12a和第一主表面11A之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热构件12b和第二主表面11B之间的对应连接位置(第二连接位置)在超导线2E的宽度方向(X方向)和超导线2E的纵向方向(Z方向)二者上被布置为彼此具有偏移。因此，与根据第二实施例的超导线2C相比，温度升高相对小的区域进一步分散到超导线芯中。因此，能够减小整个超导线芯11中的不规则温度分布，使得能够获得与根据第二实施例的超导线2C的效果相同的效果。

[0132] <第三实施例>

[0133] 图13是例示了根据第三实施例的超导线2F的结构的示意性剖视图。沿着超导线2F的延伸方向切割图13中例示的横截面。因此，将纸张的横向方向作为超导线2F的纵向方向(Z方向)，并且电流沿着纸张的横向方向流动。

[0134] 根据第三实施例的超导线2F的结构与图4中例示的超导线2基本类似，但是与超导线2的不同之处在于超导线2F设置有两个超导线芯11a、11b并且散热构件12设置在两个超导线芯11a和11b之间。

[0135] 如图13中例示的，超导线芯11a和11b中的每个被形成为具有矩形横截面的带状，并且在带状的纵向方向上延伸的相对大的表面被定义为主表面。第一超导线芯11a包括第一主表面11aA和位于第一主表面11aA的相反侧上的第二主表面11aB。第二超导线芯11b包括第三主表面11bA和位于第三主表面11bA的相反侧上的第四主表面11bB。第一超导线芯11a和第二超导线芯11b按第二主表面11aB和第三主表面11bA彼此面对使其间存在间隔这样的方式层叠。

[0136] 超导线芯11a和11b中的每个由具有在纵向方向(Z方向)上延伸的主表面的超导构件5(参见图5)形成。用于形成超导线芯11a和11b中的每个的超导构件5可以是1个或至少2个。可通过使用不同数量的超导构件5来形成第一超导线芯11a和第二超导线芯11b。当通过层叠多个超导构件5来形成超导线芯11时，相邻超导构件5的彼此面对的主表面可彼此直接接合，或者可通过使用导电结合剂而彼此结合，或者可使用由电绝缘材料制成的结合件而彼此结合。

[0137] 散热构件12设置在第一超导线芯11a和第二超导线芯11b之间，分别与第二主表面11aB和第三主表面11bA连接。

[0138] 散热构件12包括第一散热组件13a和第二散热组件13b。第一散热组件13a设置在第一超导线芯11a的第二主表面11aB上。第一散热组件13a由热导率高的材料制成。作为第一散热组件13a的材料，可使用诸如SUS、铜(Cu)和铝(Al)的任何金属材料或具有良好热导率的任何树脂。

[0139] 第一散热组件13a包括例如波纹板结构，在波纹板结构中，多个脊和多个谷各自沿着第一超导线芯11a的宽度方向(X方向)延伸。第一散热组件13a中的波纹板结构的脊在第一散热组件13a和第一超导线芯11a之间的对应连接位置(第一连接位置)处与第二主表面11aB连接。第一连接位置形成在沿着第一超导线芯11a的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。

[0140] 通过使用诸如焊料或导电粘合剂的导电结合材料将第一散热组件13a和第二主表面11aB彼此结合。由此，在第一散热组件13a和第二主表面11aB之间的每个连接位置处，形成导电连接层14a。连接层14a可以是包含例如Sn-Bi-Ag作为组分的焊料层。

[0141] 第二散热组件13b设置在第二超导线芯11的第三主表面11bA上。第二散热组件13b由与第一散热组件13a相同的材料制成。

[0142] 第二散热组件13b包括与第一散热组件13a中包括的波纹板结构相似的波纹板结构。第二散热组件13b中的波纹板结构的谷在第二散热组件13b和第二超导线芯11b之间的每个连接位置(第二连接位置)处与第三主表面11bA连接。第二连接位置形成在沿着第二超导线芯11b的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。

[0143] 在第二散热组件13和第三主表面11bA之间的每个连接位置处，形成导电连接层14b。与连接层14a类似，导电连接层14b也可包含例如Sn-Bi-Ag作为组分的焊料层。

[0144] 第一散热组件13a和第二散热组件13b被布置成彼此面对，使其间存在间隔，而没有彼此重叠。例如，如图13中例示的，在自厚度方向(Y方向，换句话讲，与超导线2F的主表面垂直的方向)的平面图中，第一散热组件13a和第二主表面11aB之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热组件13b和第三主表面11bA之间的对应连接位置(第二连接位置)可被布置成彼此重叠。在这种情况下，第一散热组件13a中的波纹板结构的谷和第二散热组件13b中的波纹板结构的脊可被布置成彼此接触。

[0145] 如上所述，通过将散热构件12(散热组件13a、13b)连接于第一超导线芯11a的第二主表面11aB和第二超导线芯11b的第三主表面11bA之间，能够防止冷却剂的沸腾状态由于限流操作期间第一超导线芯11a和第二超导线芯11b的快速温度升高而从核沸腾状态变成膜沸腾状态。由此，在第一超导线芯11a和第二超导线芯11b中的每个处产生的热通过散热组件13a和13b被高效散发到冷却剂。结果，能够防止超导单元1的冷却时间由于超导线芯的电流容量增加而变长。

[0146] <第三实施例的第一修改>

[0147] 图14是例示了根据第三实施例的第一修改的超导线2G的结构的示意性剖视图。沿着超导线2G的延伸方向切割图14中例示的横截面。因此，将纸张的横向方向作为超导线2G的纵向方向(Z方向)，并且电流沿着纸张的横向方向流动。

[0148] 根据第一修改的超导线2G的结构与图13中例示的超导线2F基本类似，但是与超导线2F的不同之处在于散热组件13a、13b和超导线芯11a、11b之间的连接位置。

[0149] 如图14中例示的，在自厚度方向(Y方向，换句话讲，与主表面垂直的方向)的平面图中，第一散热组件13a和第二主表面11aB之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热组件13b和第三主表面11bA之间的对应连接位置(第二连接位置)被布置成在超导线2G的纵向方向(Z方向)上彼此偏移。在图14的示例中，散热组件13a中的波纹板结构的脊与第二散热组件13b中的波纹板结构的脊重叠，并且散热组件13a中的波纹板结构的谷与第二散热组件13b中的波纹板结构的谷重叠。

[0150] 与图13中例示的超导线2F相比，在第一修改的超导线2G中，由于第一超导线芯11a和第二超导线芯11b之间的间隔会变窄，因此可使超导线2G变薄。由此，当超导线2G被缠绕形成超导线圈时，相比于通过缠绕超导线2F而形成的超导线圈，该超导线圈在径向方向上的长度会缩短。

[0151] <第三实施例的第二修改>

[0152] 图15是例示了根据第三实施例的第二修改的超导线2H的结构的示意性剖视图。沿着超导线2H的延伸方向切割图15中例示的横截面。因此，将纸张的横向方向作为超导线2H的纵向方向(Z方向)，并且电流沿着纸张的横向方向流动。

[0153] 根据第二修改的超导线2H的结构与图13中例示的超导线2F基本类似，但是与超导线2F的不同之处在于散热组件13a和13b的配置。

[0154] 如图15中例示的，通过将在第一超导线芯11a的宽度方向(X方向)上延伸的多个第一板状构件15a布置在第二主表面11aB上使其间沿着纵向方向(Z方向)存在间隔来形成第一散热组件13a。因此，多个第一板状构件15a中的每个在第一散热组件13a和第二主表面11aB之间的对应连接位置(第一连接位置)处与第二主表面11aB连接。在多个第一板状构件
15a中的每个和第二主表面11aB之间的每个连接位置处，形成导电连接层14a。

[0155] 通过将在第二超导线芯11b的宽度方向(X方向)上延伸的多个第二板状构件15b布置在第三主表面11bA上使其间沿着纵向方向(Z方向)存在间隔来形成第二散热组件13b。因此，多个第二板状构件15b中的每个在第二散热组件13b和第三主表面11bA之间的对应连接位置(第二连接位置)处与第三主表面11bA连接。在多个第二板状构件15b中的每个和第三主表面11bA之间的每个连接位置处，形成导电连接层14b。

[0156] 在图15中例示的超导线2H中，与超导线2G类似，在自厚度方向(Y方向)，换句话讲自与主表面垂直的方向的平面图中，第一散热组件13a和第二主表面11aB之间的每个连接位置(第一连接位置)和第二散热组件13b和第三主表面11bA之间的对应连接位置(第二连接位置)被布置成在超导线2G的纵向方向(Z方向)上彼此偏移。因此，与图14中例示的超导线2G类似，可使超导线2H变薄。结果，可获得与图14中例示的超导线2G的效果相同的效果。

[0157] 在超导线2H中，第一散热组件13a可按在超导线2H的厚度方向(Y方向)上延伸的多个第一柱状构件被布置在第二主表面11aB上以替代多个第一板状构件15a这样的方式加以配置。类似地，第二散热组件13b可按在超导线2H的厚度方向上延伸的多个第二柱状构件被布置在第三主表面11aB上以替代多个第二板状构件15b这样的方式加以配置。在与超导线2H的厚度方向垂直的方向上，第一柱状构件中的每个的横截面形状和第二柱状构件中的每个的横截面形状可以是诸如包括正方形形状和三角形的多边形形状或圆形形状的任意形状。

[0158] 第一柱状构件和第二柱状构件二者分别排成行使其间沿着超导线2H的宽度方向(X方向)存在间隔，并且排成行使其间沿着超导线2H的纵向方向(Z方向)存在间隔。然而，在超导线2H的纵向方向或宽度方向上，第一柱状构件和第二主表面11aB之间的每个连接位置与第二柱状构件和第三主表面11bA之间的对应连接位置(第二连接位置)偏移地加以布置。由此，在限流操作期间在第一超导线芯11a和第二超导线芯11b中的每个中产生的热可通过第一柱状构件和第二柱状构件而被高效散发到冷却剂。由于第一超导线芯11a和第二超导线芯11b之间的间隔会变窄，因此可使超导线变薄。

[0159] <第四实施例>

[0160] 图16是例示了根据第四实施例的超导线2I的结构的示意性剖视图。沿着超导线2I的延伸方向切割图16中例示的横截面。因此，将纸张的横向方向作为超导线2I的纵向方向(Z方向)，并且电流沿着纸张的横向方向流动。

[0161] 根据第四实施例的超导线2I的结构与图13中例示的超导线2F基本类似，但是与超导线2F的不同之处在于散热构件的配置。

[0162] 如图16中例示的，散热构件12包括例如波纹板结构，在波纹板结构中，多个脊和多个谷各自沿着超导线芯11a、11b的宽度方向(X方向)延伸。散热构件12中的波纹板结构的脊在散热构件12和第一超导线芯11a之间的每个连接位置(第一连接位置)处与第二主表面11aB连接。第一连接位置形成在沿着第一超导线芯11a的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。散热构件12中的波纹板结构的谷在散热构件12和第二超导线芯11b之间的每个连接位置(第二连接位置)处与第三主表面11bA连接。第二连接位置形成在沿着第二超导线芯
11b的纵向方向(Z方向)排成行的多个位置处。

[0163] 通过使用诸如焊料或导电粘合剂的导电结合材料将散热构件12与第二主表面11aB和第三主表面11bA二者结合。由此，在散热构件12和第二主表面11aB之间的每个连接位置处形成导电连接层14a，并且在散热构件12和第三主表面11bA之间的每个连接位置处形成导电连接层14b。连接层14a和14b中的每个可以是包含例如Sn-Bi-Ag作为组分的焊料层。

[0164] 如上所述，通过将散热构件12连接在第一超导线芯11a的第二主表面11aB和第二超导线芯11b的第三主表面11bA之间，在第一超导线芯11a和第二超导线芯11b中的每个处产生的热通过散热构件12有效地散发到冷却剂。结果，能够防止超导单元的冷却时间由于超导线芯的电流容量增加而变长。

[0165] 与图13中例示的超导线2F相比，在第四实施例的超导线2I中，由于第一超导线芯11a和第二超导线芯11b之间的间隔会变窄，因此可使超导线2I变薄。由此，当超导线2I被缠绕形成超导线圈时，相比于通过缠绕超导线2F而形成的超导线圈，该超导线圈在径向方向上的长度会缩短。

[0166] <第四实施例的第一修改>

[0167] 图17是例示了根据第四实施例的第一修改的超导线2J的结构的示意性剖视图。沿着超导线2J的延伸方向切割图17中例示的横截面。因此，将纸张的横向方向作为超导线2J的纵向方向(Z方向)，并且电流沿着纸张的横向方向流动。

[0168] 根据第一修改的超导线2J的结构与图16中例示的超导线2I基本类似，但是与超导线2I的不同之处在于散热构件12的配置。

[0169] 如图17中例示的，通过将在超导线芯11a和11b在宽度方向(X方向)上延伸的多个板状构件15布置在第二主表面11aB和第三主表面11bA之间使其间沿着纵向方向(Z方向)存在间隔来形成散热构件12。通过使用诸如焊料或导电粘合剂的导电结合材料将板状构件15中的每个与第二主表面11aB和第三主表面11bA二者结合。由此，在板状构件15中的每个和第二主表面11aB之间的每个连接位置处形成导电连接层14a，并且在板状构件15中的每个和第三主表面11bA之间的每个连接位置处形成导电连接层14b。连接层14a和14b中的每个可以是包含例如Sn-Bi-Ag作为组分的焊料层。

[0170] 根据具有此结构的散热构件12，在第一超导线芯11a和第二超导线芯11b中的每个处产生的热可通过散热构件12被高效散发到冷却剂。结果，可获得与图16中例示的超导线2I的效果相同的效果。

[0171] <第四实施例的第二修改>

[0172] 图18是例示了根据第四实施例的第二修改的超导线2K的结构的示意性剖视图。沿着超导线2K的延伸方向切割图18中例示的横截面。因此，将纸张的横向方向作为超导线2K的纵向方向(Z方向)，并且电流沿着纸张的横向方向流动。

[0173] 根据第二修改的超导线2K的结构与图16中例示的超导线2I基本类似，但是与超导线2I的不同之处在于散热构件12的配置。

[0174] 如图18中例示的，通过将在超导线芯11a和11b在宽度方向(X方向)上延伸的多个柱状构件16布置在第二主表面11aB和第三主表面11bA之间来形成散热构件12。

[0175] 柱状构件16中的每个由热导率高的材料制成。作为柱状构件16中的每个的材料，可使用诸如SUS、铜(Cu)和铝(Al)的任何金属材料或具有良好热导率的任何树脂。在与超导线2K的厚度方向(Y方向)垂直的方向上的每个柱状构件的横截面形状可以是诸如包括正方形形状和三角形的多边形形状或圆形形状的任意形状。

[0176] 柱状构件16排成行使其间沿着超导线2K的宽度方向(X方向)存在间隔，并且排成行使其间沿着超导线2K的纵向方向(Z方向)存在间隔。在柱状构件16中的每个和第二主表面11aB之间的每个连接位置处形成导电连接层14a，并且在柱状构件16中的每个和第三主表面11bA之间的每个连接位置处形成导电连接层14b。连接层14a和14b中的每个可以是包含例如Sn-Bi-Ag作为组分的焊料层。

[0177] 根据具有此结构的散热构件12，在第一超导线芯11a和第二超导线芯11b中的每个处产生的热可通过柱状构件16中的每个被高效散发到冷却剂。结果，可获得与图16中例示的超导线2I的效果相同的效果。

[0178] 在第一实施例至第四实施例中，已经描述了电阻型限流器作为其中应用根据本公开的超导线的限流器100的示例；然而，根据本公开的超导线可应用于不同类型的超导限流器(诸如，磁屏蔽限流器)，并且可应用于任何限流器，只要它是采用超导SN转变的这种限流器即可。

[0179] 应该理解，已经出于例示和描述的目的，展示了本文中公开的实施例，但是这些实施例在所有方面都不受限制。旨在使本发明的范围不限于以上的描述，而是由权利要求书的范围限定，并且涵盖在权利要求书的含义和范围内等同的所有修改。

[0180] 补充注释

[0181] 公开了进一步解释以上实施例的以下注释。

[0182] (注释1)

[0183] 提供了一种超导线，所述超导线包括：

[0184] 第一超导线芯，其具有在纵向方向上延伸的第一主表面和位于所述第一主表面的相反侧上并且在所述纵向方向上延伸的第二主表面；

[0185] 第二超导线芯，其具有在所述纵向方向上延伸的第三主表面和位于所述第三主表面的相反侧上并且在所述纵向方向上延伸的第四主表面；

[0186] 第一超导线芯和第二超导线芯，其按所述第二主表面和所述第三主表面彼此面对使其间存在间隔这样的方式层叠；

[0187] 所述超导线包括散热构件，所述散热构件布置在所述第一超导线芯和所述第二超导线芯之间并且与所述第二主表面和所述第三主表面二者连接。

[0188] 根据以上提到的配置，在使用超导线的限流器中，在限流操作期间在第一超导线芯和第二超导线芯中产生的热可通过布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间的散热构件而高效散发到冷却剂。由此，即使当超导线芯的电流容量增加时，也能够将限流器快速恢复成超导状态。

[0189] (注释2)

[0190] 根据注释1中所述的超导线，所述散热构件包括：

[0191] 第一散热组件，其设置在所述第二主表面上；

[0192] 第二散热组件，其设置在所述第三主表面上；

[0193] 所述第一散热组件在沿着所述纵向方向布置的多个第一连接位置处与所述第二主表面连接；

[0194] 所述第二散热组件在沿着所述纵向方向布置的多个第二连接位置处与所述第三主表面连接；

[0195] 所述第一散热组件和所述第二散热组件被布置成彼此面对，使其间存在间隔。

[0196] 根据以上提到的配置，在第一超导线芯和第二超导线芯中产生的热可通过布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间的第一散热组件和第二散热组件而高效散发到冷却剂。

[0197] (注释3)

[0198] 根据注释2中所述的超导线，在自所述超导线的厚度方向的平面图中，所述多个第一连接位置中的每个和所述多个第二连接位置中的对应一个被布置为彼此具有偏移。

[0199] 根据以上提到的配置，由于第一散热组件和第二散热组件布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间并且第一超导线芯和第二超导线芯之间的间隔会变窄，因此可使超导线变薄。

[0200] (注释4)

[0201] 根据注释3中所述的超导线，

[0202] 所述第一散热组件中的每个包括其中多个脊和多个谷各自沿着所述第一超导线芯的宽度方向延伸的波纹板结构，并且所述第二散热组件中的每个包括其中多个脊和多个谷各自沿着所述第二超导线芯的宽度方向延伸的波纹板结构，

[0203] 所述第一散热组件中的所述波纹板结构的多个脊中的每个在所述多个第一连接位置中的对应一个处与所述第二主表面连接，

[0204] 所述第二散热组件中的所述波纹板结构的多个谷中的每个在所述多个第二连接位置中的对应一个处与所述第三主表面连接，

[0205] 在平面图中，所述散热组件中的波纹板结构的脊与所述第二散热组件中的波纹板结构的脊重叠，并且所述散热组件中的波纹板结构的谷与所述第二散热组件中的波纹板结构的谷重叠。

[0206] 根据以上提到的配置，由于均具有波纹板结构的第一散热组件和第二散热组件布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间并且第一超导线芯和第二超导线芯之间的间隔会变窄，因此可使超导线变薄。

[0207] (注释5)

[0208] 根据注释3中所述的超导线，

[0209] 通过将在所述第一超导线芯的宽度方向上延伸的多个第一板状构件布置在所述第二主表面上使其间沿着所述纵向方向存在间隔来形成所述第一散热组件，并且通过将在所述第二超导线芯的宽度方向上延伸的多个第二板状构件布置在所述第三主表面上使其间沿着所述纵向方向存在间隔来形成所述第二散热组件，

[0210] 所述第一板状构件中的每个在所述多个第一连接位置中的对应一个处与所述第二主表面连接；

[0211] 所述第二板状构件中的每个在所述多个第二连接位置中的对应一个处与所述第三主表面连接。

[0212] 根据以上提到的配置，由于均由多个板状构件形成的第一散热组件和第二散热组件布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间并且第一超导线芯和第二超导线芯之间的间隔会变窄，因此可使超导线变薄。

[0213] (注释6)

[0214] 根据注释1中所述的超导线，

[0215] 所述散热构件中的每个包括其中多个脊和多个谷均沿着所述第一超导线芯和所述第二超导线芯的宽度方向延伸的波纹板结构，

[0216] 所述波纹板结构中的多个脊中的每个与所述第二主表面连接，以及

[0217] 所述波纹板结构中的多个谷中的每个与所述第三主表面连接。

[0218] 根据以上提到的配置，通过将具有波纹板结构的散热构件布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间，可在确保其散热特性的同时，使超导线变薄。

[0219] (注释7)

[0220] 根据注释1中所述的超导线，通过将在所述第一超导线芯和所述第二超导线芯的宽度方向上延伸的多个板状构件布置在所述第二主表面和所述第三主表面之间使其间沿着所述纵向方向存在间隔来形成所述散热构件。

[0221] 根据以上提到的配置，通过将由多个板状构件构成的散热构件布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间，可在确保其散热特性的同时，使超导线变薄。

[0222] (注释8)

[0223] 根据注释1中所述的超导线，通过将在所述第一超导线芯和所述第二超导线芯的宽度方向上延伸的多个柱状构件布置在所述第二主表面和所述第三主表面之间使其间沿着所述纵向方向存在间隔来形成所述散热构件。

[0224] 根据以上提到的配置，通过将由多个柱状构件构成的散热构件布置在第一超导线芯和第二超导线芯之间，可在确保其散热特性的同时，使超导线变薄。

[0225] (注释9)

[0226] 根据注释1至8中的任一项所述的超导线，所述第一超导线芯和所述第二超导线芯中的至少一个是通过将各自具有在所述纵向方向上延伸的主表面的多个超导构件沿着所述主表面的法线方向层叠来形成的。

[0227] 根据以上提到的配置，即使当超导线芯的电流容量增加时，在限流操作期间在超导线芯中产生的热可通过散热构件高效散发到冷却剂，这使得能够将限流器快速恢复成超导状态。

[0228] (注释10)

[0229] 提供了一种限流器，所述限流器包括：

[0230] 超导单元，其由根据注释1至10中的任一项所述的超导线制成；以及

[0231] 冷却剂容器，其被配置成在其中容纳所述超导单元和用于冷却所述超导单元的冷却剂。

[0232] 根据以上提到的配置，即使当超导线芯的电流容量增加时，也能够将限流器快速恢复成超导状态。

[0233] 参考符号列表

[0234] 1：超导单元2；2A-2K：超导线；3：并联电阻单元；4：导线；5：超导构件；5A、5B：主表面；6、10：稳定层；7：衬底；8：中间层；9：超导层；11：超导线芯；11a：第一超导线芯；11b：第二超导线芯；11A、11aA：第一主表面；11B、11aB：第二主表面；11bA：第三主表面；11bB：第四主表面；12：散热构件；12a：第一散热构件；12b：第二散热构件；13a：第一散热组件；13b：第二散热组件；14a、14b：连接层；15：板状构件；15a：第一板状构件；15b：第二板状构件；16：柱状构件；30：冷却剂容器；34：冷却剂；36：引入单元；38：排出单元；100：限流器