JP4664731B2 - 超伝導コイルの加熱処理装置および加熱処理方法 - Google Patents
超伝導コイルの加熱処理装置および加熱処理方法 Download PDFInfo
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Description
バンドル型の超伝導コイルの加熱処理は従来一般に次のような工程で行われる。
(2)その後、決められた昇温速度で昇温させ、650℃で200時間、750℃で50時間の加熱処理を施し、超伝導層を形成する。
また、加熱処理時、超伝導線材が例えば酸化し、不純物元素が混入し、あるいは腐食することは絶対に許されない。
(1)ガス輻射による加熱
大型のガス輻射熱処理炉に超伝導コイル全体を入れて加熱処理する。ガス輻射熱処理炉を用いた超伝導コイルの典型的な加熱処理体系を図4に示す。
ヒータを用いた大型の輻射真空熱処理炉に超伝導コイル全体を入れ、ヒータに通電することにより発生する熱で加熱処理する。
これら2種類の加熱手段の特徴は、加熱源に面した超伝導コイルの表面のみが加熱されることである。
しかし、その目的は超伝導特性を高めるための急加熱・急冷却である。
巻線形態には大きく分けてソレノイド巻きとパンケーキ巻きとがある。
超伝導コイルはこのような巻線形態を複数個の巻線ユニットに分割し、この巻線ユニットを複数層積層して構成される。
図1は本発明の第1の実施の形態を示す部分断面図で、図2は図1をII-II線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。
16は超伝導コイル15の口出し部、17は超伝導コイル15を熱遮蔽構造体12内に支持固定する支持台である。
通常、大型の超伝導コイルは、分割して製作される。この場合、導体は分割された巻線ユニット間で電気的に接続される。
この巻線ユニット間導体接続構造は、熱処理に先立って概略構成されるので、本発明ではこの巻線ユニット間導体接続構造を利用して超伝導コイルを通電加熱する。
このような超伝導コイル15の温度制御は、超伝導素材金属の電気抵抗の温度依存性を利用して行う。
Claims (5)
- 鋼製コンジットに収納された超伝導素材金属を巻回してなる巻線ユニットを複数積層した超伝導コイルと、前記超伝導素材金属を当該素材金属に付着した潤滑材を除去するための環境温度で特定の時間加熱する環境温度加熱構造体と、前記環境温度加熱構造体の内部に設けられ前記超伝導コイルを収納する熱遮蔽構造体と、前記複数の巻線ユニットを電気的に接続する巻線ユニット間導体接続部と、前記超伝導素材金属および前記鋼製コンジットに前記巻線ユニット間導体接続部から通電を行い、前記超伝導素材金属を前記環境温度以上の超伝導体を創生するのに必要な温度範囲で加熱する電源とから成ることを特徴とする超伝導コイルの加熱処理装置。
- 前記環境温度加熱構造体と前記熱遮蔽構造体が前記超伝導コイルの形状に概略合わせ、かつ、前記超伝導コイルの導体軸方向にユニット化したことを特徴とする請求項1記載の超伝導コイルの加熱処理装置。
- 前記超伝導素材金属の熱処理のための通電は、前記超伝導素材金属に対しては前記コイル間導体接続部を利用して行い、前記鋼製コンジットに対しては前記超伝導素材金属との抵抗比で分流させて行うことを特徴とする請求項1記載の超伝導コイルの加熱処理装置。
- 鋼製コンジット内に収納された超伝導素材金属を巻回してなる巻線ユニットを複数積層して超伝導コイルを形成する工程と、前記巻線ユニットを電気的に接続し巻線ユニット間導体接続部を形成する工程と、前記巻線ユニットを環境温度加熱構造体により前記素材金属に付着した潤滑材を除去するための環境温度で特定の時間加熱する工程と、前記鋼製コンジット内に不活性ガスを通しながら前記巻線ユニット間導体接続部を介して前記超伝導素材金属と前記鋼製コンジットに通電加熱し前記環境温度以上の超伝導体を創生するのに必要な温度範囲で加熱する工程とから成ることを特徴とする超伝導コイルの加熱処理方法。
- 前記超伝導素材金属の電気抵抗の温度依存性を利用して前記超伝導コイルの熱処理中の温度制御を行うことを特徴とする請求項4記載の超伝導コイルの加熱処理方法。
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