JPH02228005A

JPH02228005A - 超電導コイルの製造方法

Info

Publication number: JPH02228005A
Application number: JP1046433A
Authority: JP
Inventors: Hisayasu Mitsui; 久安三井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1990-09-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は超電導核磁気共鳴装置、超電導磁気推進船など
に用いられる超電導コイルの製造方法に関する。

（従来の技術）従来超電導機器のコイル冷媒の通路は１例えば実公昭６
１−３３６１０号公報に述べられているように。

第６図に示すように超°電導線■を多重回巻回したこと
から成るコイル■と支持枠■およびコイル■の間にスペ
ーサ０）を挿入してコイルを固定すると共に冷媒の通路
となる空隙０を形成していた。しかし、このような方法
では電流密度が高くなり、電磁力が大きくなると超電導
線が動き得るためクエンチ電流を高くとれない欠点があ
った。

そこで、冷媒の通路となる空隙（ハ）に予め低温溶融材
料１例えばウッドメタルなどを充填するとともに、超電
導巻線を巻装して超電導線間の隙間に樹脂を含浸し、硬
化させた後、低温溶融材料を加熱して除去する方法が考
えられている（特公昭６〇−５６０５９号公報あるいは
りＳＰ　Ｎ０３８６９６８６号）。

（発明が解決しよ、うとする課題）しかし、この方法によれば、超電導線の剛性は上り、超
電導線自身は動き難くできクエンチし難くはできるが、
冷媒の通路となる空隙に低温溶融材料を充填する作業が
困難であり、かつ低温溶融材料とスペーサ、支持枠、コ
イルとの間に隙間ができてしまい、この部分に樹脂が浸
入し、本来冷媒の通路となるべき空隙に樹脂片が残存し
、長期間使用中にこれが脱落し冷媒の通過を妨げること
が起きることが懸念される。

（目　的）本発明は上述したような従来技術の有する問題を解消す
るために提案するもので、冷媒の通過する通路に樹脂が
浸入することがなく樹脂を含浸・硬化させ、超電導線を
樹脂で固め強固に固定する作業を容易に行う方法を提供
するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するために、次のようにして成
る超電導コイルの製造方法を提供するものである。まず
、冷媒の通路となる溝や穴を予め形成し、この溝や穴に
パラフィンワックスを隙間なく充填した絶縁板を用意す
る。次にこの絶縁板をスペーサとして支持枠に超電導線
を巻回する。

然る後熱硬化性樹脂を超電導線内、超電導線間並びに超
電導線とスペーサ間に生ずる空隙部に含浸し、パラフィ
ンワックスが溶出しない温度で硬化する。樹脂硬化し終
ったら、全体をパラフィンワックスの融点を越える温度
に加熱し、前記、溝および穴からパラフィンワックスを
溶出させる。このようにすることによってでき上ったも
のを液体ヘリウム等の冷媒に浸漬し、溝および穴部に冷
媒を通すことにより全体を冷却し、超電導コイルを製造
する。

ここでパラフィンワックスは、炭化水素混合物から成り
、常温で結晶性の固体のものをいう。例えばノルマルパ
ラフィンを主成分とする分子量３００〜５００の炭化水
素混合物（日本石油商品名：パラフィンワックス）や炭
素数３５〜６５程度のイソパラフィンおよびシクロパラ
フィン系炭化水素が主成分で、　ノルマルパラフィンは
少ない分子量５００〜７００程度の炭化水素化合物（日
本石油商品名：マイクロワックス）などがある。

（作　用）含浸された樹脂は超電導線内、超電導線間、並びに超電
導線とスペーサ間に生じる空隙を埋め、超電導線とスペ
ーサ相互を強固に接着し１通電による電磁力にも耐え、
ワイヤムーブメントによるクエンチが起き廻くなる。一
方バラフインワックスが溶出してできた溝や穴には冷媒
が通るため。

導体を効率よく冷却できるし、万一局所クエンチが発生
しても、冷媒の冷却作用により、全面クエンチに発展す
ることはない。

また本方法によれば予めスペーサに溝や穴を形成して、
これにパラフィンワックスを充填するのでスペーサの形
状を工夫することにより、容易にパラフィンワックス充
填作業ができる。また、隙間のないようにパラフィンワ
ックスを充填するので、樹脂片が残存することはない。

更に、パラフィンワックスは絶縁材であり、万一残留す
ることがあっても絶縁上の問題は起きない。

（実施例）以下本発明の一実施例についてソレノイド巻超電導コイ
ルの製造方法について図面を用いて説明する。

第１図、第２図、第３図はスペーサの構造を説明するた
めの図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ′線に沿う断面
図で、第２図（ａ）は上面のみに超電導線が接する場合
のスペーサの例で、第２図（ｂ）は上、下面に超電導線
が接する場合のスペーサの例である。また第３図は支持
枠の６部に装着するスペーサを示す図で、第３図（ｂ）
は第３図（ａ）の側面図である。第１図〜第３図はリン
グ状の一体物で示しているが、装着し易いように分割し
てもよい。

第１図、第２図、第３図に示すように絶縁物から成るス
ペーサ（イ）に予め溝０および六〇に、図示しないがパ
ラフィンワックスを加熱して溶かし込み、隙間のないよ
うに充填する０次に第４図および第５図を用いて超電導
コイルの製造過程を述べる。

第１図ないし第３図に示したスペーサ（イ）をその溝０
面が巻回される超電導線■に対向するように予め支持枠
■に装着する。支持枠■にも穴■が、スペーサの穴に連
結するようにあけてあり、この部分にもパラフィンワッ
クスを予め充填しておく。

このようにした後、超電導線■を張力を加えながらスペ
ーサの間に巻回し、超電導コイル■を形成する、超電導
線のとしてはモノリシス線、撚線いずれの構造のもので
も良いが、本方式により適しているのは超電導線内に空
隙部分が比較的多くなる交流用の超電導線としてよく使
用される撚線、あるいは撚々線である。超電導線を巻き
終ったら、ガラス、ケブラーなどからなる絶縁性の繊維
（ハ）を多重回巻回し、更にプラスチックフィルムテー
プを巻いたり、あるいは室温で硬化するワニスを塗布す
ることによりシール層を形成する。このシール層には樹
脂を注入するための含浸口（１０）を形成しておく０次
にパラフィンワックスの融点より低温で硬化する熱硬化
性樹脂（図示せず）を前記含浸口（１０）を通して真空
加圧含浸し、硬化させる。

樹脂が硬化し終ったらパラフィンワックスの融点以上に
全体の温度を上げ、パラフィンワックスを流出させるこ
とによって、冷媒の通路となる空隙を形成する。運転時
は全体を液体ヘリウムのような冷媒に浸漬する。

次に本実施例の作用について述べる。

超電導線■に張力を加えた状態で、超電導線■内の隙間
（撚線の場合には撚線内の空隙）、超電導線間の隙間、
更には超電導線とスペーサ間の隙間等に樹脂が含浸され
硬化されており、超電導線は強固に固定されているため
、電磁力等によって動き難い、従ってワイヤムーブメン
トによるクエンチが起き難い。

また、スペーサに形成された溝や穴に冷媒が流入し、超
電導体を直接冷却するため、効率よく冷却が行われる。

従って万一局所的なりエンチが起きても、迅速に冷却さ
れるため、超電導コイルの全面的なりエンチに発展し難
い。

以上のように本実施例により得られた超電導コイルは上
述のようにワイヤムーブメントが起き難く、効率よく冷
却が行えるため、クエンチが起き難く、高い電流密度の
超電導コイルとすることができる。

充填材としてパラフィンワックスを使用したため、万一
超電導コイル内に充填材が残留しても絶縁上の問題は起
きない。

また、支持枠に直接パラフィンワックスを充填するので
はなく、スペーサにパラフィンワックスを充填した後、
スペーサを支持枠に装着するので支持枠に直接パラフィ
ンワックスを充填するのが困難な狭い場所のある場合で
も容易に作業ができる。更に隙間のないようにパラフィ
ンワックスを充填できるので、樹脂片が残存することは
なく、冷却通路を塞ぐ心配はない。

本実施例では、ソレノイド巻超電導コイルについて説明
したが、他の実施例としてレーストラック形、鞍形等ど
のような形状の超電導コイルにも適用できる。

また上記の実施例では、超電導線を押えつけるのに、繊
維を巻き付ける方法を採用したが１例えば、ＦＲＰ　（
繊維強化プラスチックス）などを超電導線上に当て、ボ
ルトで締め付けた上ＦＲＰとスペーサ間をシリコーンＲ
ＴＶなどでシールし、予めＦＲＰに明けられた穴を通し
て、樹脂を含浸・硬化することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、冷媒の通る溝や穴を
塞ぐことなく、超電導線内、超電導線間および超電導線
とスペーサ間に樹脂を含浸・硬化させ超電導コイルを強
固に固定しているため、電磁力等が作用してもワイヤム
ーブメントが起き難い、また前記溝や冷媒を通し、超電
導線を直接冷却し得るので、クエンチが起き難く、また
局所的なりエンチが起きても全面的クエンチに発展し難
い超電導コイルを提供できる。

更に、充填物としてパラフィンワックスを使用したため
、万一超電導コイル部に残留したとしても、絶縁上何ら
有害な作用をなさない、また、スペーサにパラフィンワ
ックスを隙間なく充填する方式を採っているため、支持
枠に直接充填する方式に比べ、容易に作業が行え、樹脂
が残存して冷却路を塞ぐ心配がないという長所を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスペーサの上面図、第
２図（ａ）は第１図のＡ−Ａ’面に沿う断面図、第２図
（ｂ）はコイル間に挿入されるスペーサの断面図、第３
図（ａ）は本発明の一実施例に係る支持枠の各部に接す
るスペーサの側面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）の上
面図、第４図は本発明の一実施例に係る支持枠、スペー
サ、超電導線等の構成を説明するための組立断面図、第
５図は第４図の外観図、第６図は超電導コイルの従来の
製造方法を説明するための要部断面図である。１・・・超電導線　　　　　　２・・・コイル３・・・
支持枠　　　　　　　４・・・スペーサ５・・・空隙　
　　　　　　　６・・・溝７・・・六　　　　　　　　
　８・・・繊維９・・・シール層　　　　　　１０・・
・含浸口代理人　弁理士　　則　近　憲　体間　　　　　第子丸　　　健第図

Claims

【特許請求の範囲】

　予め溝および穴を形成しこの溝および穴にパラフィン
ワックスを充填して成るスペーサを介して超電導線を巻
回し固定した後、超電導巻線の空隙部に樹脂を含浸・硬
化させ、然る後前記パラフィンワックスを溶出除去し冷
媒通路を形成することを特徴とする超電導コイルの製造
方法。