JPH0281406A - 超電導コイルの製造方法 - Google Patents
超電導コイルの製造方法Info
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- JPH0281406A JPH0281406A JP23311188A JP23311188A JPH0281406A JP H0281406 A JPH0281406 A JP H0281406A JP 23311188 A JP23311188 A JP 23311188A JP 23311188 A JP23311188 A JP 23311188A JP H0281406 A JPH0281406 A JP H0281406A
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Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超電導マグネット、超電導電機等に用いら
れる化合物系超電導線材を用いた超電導コイルの製造方
法に関する。
れる化合物系超電導線材を用いた超電導コイルの製造方
法に関する。
二、１プ３ ｆｆ （Ｎｂ３ Ｓｎ ） 、バナジウム
３ガリウム（Ｖ３ Ｇａ ）等の細線を銅あるいはアル
ミニウム等の安定化材で覆ってなる化合物系超電導線材
は、未反応の超電導線を５００ないし１０００℃の高温
で熱処理することによシ細線部分に超電導化合物が生成
し、超電導線としての機能が生ずるものであるが、この
ようＫして生成した超電導化合物は機械的にもろく、巻
線加工等において線材に曲げ応力が加わることによシ細
線が破断したシ、あるいは導電率が低下するなどの不都
合を生ずる丸めに、未反応の超電導線材を用いてコイル
を形成し、しかる後熱処理を行なって超電導性を賦与す
る方法が一般に知られている。
３ガリウム（Ｖ３ Ｇａ ）等の細線を銅あるいはアル
ミニウム等の安定化材で覆ってなる化合物系超電導線材
は、未反応の超電導線を５００ないし１０００℃の高温
で熱処理することによシ細線部分に超電導化合物が生成
し、超電導線としての機能が生ずるものであるが、この
ようＫして生成した超電導化合物は機械的にもろく、巻
線加工等において線材に曲げ応力が加わることによシ細
線が破断したシ、あるいは導電率が低下するなどの不都
合を生ずる丸めに、未反応の超電導線材を用いてコイル
を形成し、しかる後熱処理を行なって超電導性を賦与す
る方法が一般に知られている。
一万、近年電線ドラムに最小直径ｄで巻かれた状態で熱
処理された反応済み化合物系超電導線材を、その巻きぐ
せの方向に最小直径ｄよシ大きい径りなるコイル巻枠に
巻き取って筒状または環状の超電導コイルを形成する場
合には超電導化合物に損傷を与えることなく超電導コイ
ルを製作できることが知られるようにな夛、その実用化
が検討されている。
処理された反応済み化合物系超電導線材を、その巻きぐ
せの方向に最小直径ｄよシ大きい径りなるコイル巻枠に
巻き取って筒状または環状の超電導コイルを形成する場
合には超電導化合物に損傷を与えることなく超電導コイ
ルを製作できることが知られるようにな夛、その実用化
が検討されている。
ところで、化合物系超電導線材は５００℃を超える熱処
理に耐える無機質繊維９例えば耐熱ガラス繊維、セラミ
ックス繊維からなるテープを横巻きするかあるいは編組
した基材層を備え、これに樹脂含浸を行い、加熱硬化す
ることによシ所要の耐電圧性能および伝熱性能が得られ
るものであるが、前記熱処理に耐える含浸樹脂が現状で
は得られないので、熱処理済み超電導線材を巻線してコ
イルに形成した後、樹脂含浸および加熱硬化処理が行わ
れる。
理に耐える無機質繊維９例えば耐熱ガラス繊維、セラミ
ックス繊維からなるテープを横巻きするかあるいは編組
した基材層を備え、これに樹脂含浸を行い、加熱硬化す
ることによシ所要の耐電圧性能および伝熱性能が得られ
るものであるが、前記熱処理に耐える含浸樹脂が現状で
は得られないので、熱処理済み超電導線材を巻線してコ
イルに形成した後、樹脂含浸および加熱硬化処理が行わ
れる。
熱処理済み超電導線材を巻線加工後樹脂含浸する従来方
法においては、巻枠に整列された超電導線の無機質繊維
間に含浸樹脂をくまなく含没することは極めて困難でお
り、含浸かつ加熱硬化され九絶縁被覆層中に未含浸部分
やボイドが残シ、この部分での熱伝導性が阻害されるこ
とＫよって液体ヘリウムによる冷却性能が低下し、局部
的に超電導が破れるクエンチ発生の危険性が高まるとと
もに、クエンチ発生にともなって生ずる異常電圧にボイ
ド等の欠陥を含む絶縁被覆層が耐えきれスコイルの短絡
事故にまで進展することがあシ、その改善が求められて
いる。
法においては、巻枠に整列された超電導線の無機質繊維
間に含浸樹脂をくまなく含没することは極めて困難でお
り、含浸かつ加熱硬化され九絶縁被覆層中に未含浸部分
やボイドが残シ、この部分での熱伝導性が阻害されるこ
とＫよって液体ヘリウムによる冷却性能が低下し、局部
的に超電導が破れるクエンチ発生の危険性が高まるとと
もに、クエンチ発生にともなって生ずる異常電圧にボイ
ド等の欠陥を含む絶縁被覆層が耐えきれスコイルの短絡
事故にまで進展することがあシ、その改善が求められて
いる。
この発明の目的は、熱処理済み超電導線材への樹脂含浸
および硬化処理方法の改善によシ、クエンチの発生原因
となる欠陥を含まない超電導コイルの絶縁層を得ること
にある。
および硬化処理方法の改善によシ、クエンチの発生原因
となる欠陥を含まない超電導コイルの絶縁層を得ること
にある。
上記課題を解決するために、この発明方法によれば、電
線ドラムに所定の径で巻かれた未反応の化合物系超電導
線材ｔ−５００℃以上の温度で反応させた後、その巻き
ぐせと同方向にコイル巻枠に巻き取って前記所定の径を
超える直径の筒状あるいは環状の超電導コイルを形成す
る方法において、前記反応ずみ化合物系超電導線材の無
機質繊維からなる絶縁被覆に光・加熱硬化併用形樹脂を
含浸した後、紫外線を照射して含浸樹脂を半硬化処理す
る工程を径て前記巻枠への巻き取りを行い、しかる後半
硬化樹脂を加熱硬化処理することとする。
線ドラムに所定の径で巻かれた未反応の化合物系超電導
線材ｔ−５００℃以上の温度で反応させた後、その巻き
ぐせと同方向にコイル巻枠に巻き取って前記所定の径を
超える直径の筒状あるいは環状の超電導コイルを形成す
る方法において、前記反応ずみ化合物系超電導線材の無
機質繊維からなる絶縁被覆に光・加熱硬化併用形樹脂を
含浸した後、紫外線を照射して含浸樹脂を半硬化処理す
る工程を径て前記巻枠への巻き取りを行い、しかる後半
硬化樹脂を加熱硬化処理することとする。
上記手段において、電線ドラムと超電導コイルの巻枠と
の間に樹脂室浸浴および紫外線照射槽を設けて熱処理済
み超電導線材の未含浸絶縁被覆に光・加熱硬化併用形樹
脂を含没し、紫外線照射によシ半硬化処理した後巻線を
行うよう構成したことによシ、超′％Ｌ線材が樹脂金浸
浴を通過する際その全周面から無機質ｍ離間に十分な分
の含浸樹脂かむらなく含浸され、かつ短時間の紫外線照
射によって含浸樹脂が垂れ落ちないうちにその表層部の
粘着性を失う８度に半硬化されるので、巻線作業に支障
を及ぼすことなく連続して巻線作業を行うことができる
。ま九巻線終了後官浸樹脂を加熱硬化する工程では、含
浸樹脂が一旦融解して流動性を増し、整列巻きされた線
材相関の隙き間１：埋めた後硬化するので、絶縁被覆層
内はもとよシ絶縁相互間にも未含浸部分やボイド等クエ
ンチの発生原因となる欠陥を含まない超電導コイルを得
ることができる。
の間に樹脂室浸浴および紫外線照射槽を設けて熱処理済
み超電導線材の未含浸絶縁被覆に光・加熱硬化併用形樹
脂を含没し、紫外線照射によシ半硬化処理した後巻線を
行うよう構成したことによシ、超′％Ｌ線材が樹脂金浸
浴を通過する際その全周面から無機質ｍ離間に十分な分
の含浸樹脂かむらなく含浸され、かつ短時間の紫外線照
射によって含浸樹脂が垂れ落ちないうちにその表層部の
粘着性を失う８度に半硬化されるので、巻線作業に支障
を及ぼすことなく連続して巻線作業を行うことができる
。ま九巻線終了後官浸樹脂を加熱硬化する工程では、含
浸樹脂が一旦融解して流動性を増し、整列巻きされた線
材相関の隙き間１：埋めた後硬化するので、絶縁被覆層
内はもとよシ絶縁相互間にも未含浸部分やボイド等クエ
ンチの発生原因となる欠陥を含まない超電導コイルを得
ることができる。
以下この発明を実施例方法に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例方法の説明図である。
図において、１は巻き芯径ｄ−４る金属製の電線ドラム
であり、未反応の化合物系超電導線材が整列巻きされた
状態で５００℃を超える熱処理が行われ、細線部分に超
電導化合物が生成した熱処理済み化合物系超電導線材（
以下超電導線と略称する）２があらかじめ形成される。
であり、未反応の化合物系超電導線材が整列巻きされた
状態で５００℃を超える熱処理が行われ、細線部分に超
電導化合物が生成した熱処理済み化合物系超電導線材（
以下超電導線と略称する）２があらかじめ形成される。
３は巻線機により図中矢印で示す方向に回転駆動される
超電導コイル１０の巻枠であシ、その径は電線ドラム１
の巻芯の径ｄより大きい直径りに形成される。
超電導コイル１０の巻枠であシ、その径は電線ドラム１
の巻芯の径ｄより大きい直径りに形成される。
４は樹脂金浸浴であ）、その内部にＶｉ光・加熱硬化併
用形樹脂（以下含浸樹脂と略称する）９がその液面レベ
ル９Ａを一定に保持するよう収容され、巻枠３の回転に
よって’Ｆｉｔ Ｈ）′２ム１から繰）出される超電導
１ｆｓ２がガイドローラ８によって含浸樹脂９やに所定
の深さ浸漬されることによフ、Ｎｉ電導線２の無機質繊
維の隙間に十分な量の含浸樹脂が含浸される。
用形樹脂（以下含浸樹脂と略称する）９がその液面レベ
ル９Ａを一定に保持するよう収容され、巻枠３の回転に
よって’Ｆｉｔ Ｈ）′２ム１から繰）出される超電導
１ｆｓ２がガイドローラ８によって含浸樹脂９やに所定
の深さ浸漬されることによフ、Ｎｉ電導線２の無機質繊
維の隙間に十分な量の含浸樹脂が含浸される。
５は紫外線照射槽であり、樹脂含浸された超電導ｓ２が
紫外線照射槽を通過して巻枠３に巻き取られる過程で含
浸樹脂の粘着性が失われる程度の半硬化状態に光硬化処
理される。光硬化処理を終了し巻枠３に整列巻きされた
超電導コイル１０は図示しない巻線機から巻枠ごと取シ
外され、含浸樹脂の加熱硬化処理が行われるが、その際
半硬化状態の含浸樹脂は一旦熱融解して流動性を増し、
余分な樹脂は包蔵気泡とともに外部に押し出されて互い
に隣接する超電導線間の隙間が含浸樹脂によシ充填かつ
固着されるので、クエンチの発生原因となる未含浸部分
やボイドを含まず、良好な熱伝導性および機械的強度、
ならびに耐電圧性能を有する超電導コイルを得ることが
できる。
紫外線照射槽を通過して巻枠３に巻き取られる過程で含
浸樹脂の粘着性が失われる程度の半硬化状態に光硬化処
理される。光硬化処理を終了し巻枠３に整列巻きされた
超電導コイル１０は図示しない巻線機から巻枠ごと取シ
外され、含浸樹脂の加熱硬化処理が行われるが、その際
半硬化状態の含浸樹脂は一旦熱融解して流動性を増し、
余分な樹脂は包蔵気泡とともに外部に押し出されて互い
に隣接する超電導線間の隙間が含浸樹脂によシ充填かつ
固着されるので、クエンチの発生原因となる未含浸部分
やボイドを含まず、良好な熱伝導性および機械的強度、
ならびに耐電圧性能を有する超電導コイルを得ることが
できる。
なお、１１Ｌｌ＃Ａドラム１に整列巻きされ高温熱処理
されることによって生成した超電導化合物（細線）は機
械的にもろい性質を持つので、超電導線２を曲げたシ伸
ばしたシすると損傷が逐次進行する。
されることによって生成した超電導化合物（細線）は機
械的にもろい性質を持つので、超電導線２を曲げたシ伸
ばしたシすると損傷が逐次進行する。
実施例方法においては、この種の損傷を阻止するために
、電線ドラム１に巻かれることによ゛りて生じた塑性変
形（巻きぐせ）の内径側に大きな径のガイドローラ８を
配し、かつ大きな直径りなる巻枠３に超電導ｉを巻きぐ
せと同方向に巻き取って超電導コイル１０１：巻線する
ことによシ熱処理された超電導線に作用する曲げ、伸ば
し応力を極力小さくなるよう構成されておシ、超電導化
合物の損傷が防止される。
、電線ドラム１に巻かれることによ゛りて生じた塑性変
形（巻きぐせ）の内径側に大きな径のガイドローラ８を
配し、かつ大きな直径りなる巻枠３に超電導ｉを巻きぐ
せと同方向に巻き取って超電導コイル１０１：巻線する
ことによシ熱処理された超電導線に作用する曲げ、伸ば
し応力を極力小さくなるよう構成されておシ、超電導化
合物の損傷が防止される。
第２図は実施例方法になる超電導コイルの一部破砕断面
図であり、化合物系超電導線材２としてハ、ニオブ３ス
ズ（Ｎｔ）３ Ｓｎ ）系超電導細線２人を平角断面を
有する安定化材２Ｂで包んだ導体と、その外側に横巻き
されたＳクラスガラステープ（厚み１００／ｊｍ１幅１
９ｍｍ）層２Ｃとからなり、これを金属製の電線ドラム
１に整列巻きした状態でアルゴンガス雰囲気中で７５０
℃、１６時間の熱処理を行い、樹脂金浸浴４ｔ−５０ｃ
１ｎ／分の速度で通過させて光・加熱併用形含浸樹脂（
東洋紡社製、タイプＥＳ５２０）９ｔ−含浸した後、紫
外線照射槽５全通して含浸樹脂を表面の粘着性が失われ
る程度の半硬化状態に光硬化処理し、表面に接地電極を
有する巻枠６上に整列巻きし、１５０℃。
図であり、化合物系超電導線材２としてハ、ニオブ３ス
ズ（Ｎｔ）３ Ｓｎ ）系超電導細線２人を平角断面を
有する安定化材２Ｂで包んだ導体と、その外側に横巻き
されたＳクラスガラステープ（厚み１００／ｊｍ１幅１
９ｍｍ）層２Ｃとからなり、これを金属製の電線ドラム
１に整列巻きした状態でアルゴンガス雰囲気中で７５０
℃、１６時間の熱処理を行い、樹脂金浸浴４ｔ−５０ｃ
１ｎ／分の速度で通過させて光・加熱併用形含浸樹脂（
東洋紡社製、タイプＥＳ５２０）９ｔ−含浸した後、紫
外線照射槽５全通して含浸樹脂を表面の粘着性が失われ
る程度の半硬化状態に光硬化処理し、表面に接地電極を
有する巻枠６上に整列巻きし、１５０℃。
６０分間の加熱硬化処理を施すことによって円筒状の起
電導コイル１０を製作した。
電導コイル１０を製作した。
第１表は得られた超電導コイルの絶縁破壊電圧を未含浸
超電導線材を用いて巻装した比較例コイルのそれと比較
して示す特性表であ夛、実施例コイルの絶縁破壊電圧強
度は４ Ｋ Ｖ ／ ｔｘｘｚと未含浸コイルのそれの
６倍以上の高い破壊電圧強度を示し万一超電導コイルに
クエンチが発生した場合においても、その際生ずる異常
電圧に十分耐える耐電圧性能を示すとともに、未含浸部
分やボイドなどの欠陥のない絶縁層が形成されることを
示している。
超電導線材を用いて巻装した比較例コイルのそれと比較
して示す特性表であ夛、実施例コイルの絶縁破壊電圧強
度は４ Ｋ Ｖ ／ ｔｘｘｚと未含浸コイルのそれの
６倍以上の高い破壊電圧強度を示し万一超電導コイルに
クエンチが発生した場合においても、その際生ずる異常
電圧に十分耐える耐電圧性能を示すとともに、未含浸部
分やボイドなどの欠陥のない絶縁層が形成されることを
示している。
第 １ 表
〔発明の効果〕
この発明は前述のように、化合物系超電導線材ｔ−’１
ｉｃｓドラムに巻かれた状態で熱処理し、電線ドラムよ
り大きい径の巻枠に曲ぐせ方向に巻き取って超電導コイ
ルを巻線する過程に樹脂金浸浴および紫外線照射槽を設
けて光・・加熱併用形樹脂の含浸および半硬化処理を行
い、かつ巻線終了後加熱硬化処理を行うよう構成した。
ｉｃｓドラムに巻かれた状態で熱処理し、電線ドラムよ
り大きい径の巻枠に曲ぐせ方向に巻き取って超電導コイ
ルを巻線する過程に樹脂金浸浴および紫外線照射槽を設
けて光・・加熱併用形樹脂の含浸および半硬化処理を行
い、かつ巻線終了後加熱硬化処理を行うよう構成した。
その結果、超電導縁材の絶縁被覆の無機質繊維間に十分
な樹脂が含浸され、直ちに常温で光学硬化処理されるの
で、力ロ熱硬化処理時には十分な量の含浸樹脂が流動し
て隙間１ｉ−埋め、従来方法で問題となった未含浸部分
やボイドが排除され、優れた耐電圧性能、熱伝導性、お
よび機械的強度を備え、したがってクエンチを生じ難く
、かつ万一クエンチが生じてもその際生ずる異常電圧に
十分耐える耐電圧性能を有する超電導コイルを超１！導
化合物を損傷することなく得られる製造方法を提供する
ことができる。
な樹脂が含浸され、直ちに常温で光学硬化処理されるの
で、力ロ熱硬化処理時には十分な量の含浸樹脂が流動し
て隙間１ｉ−埋め、従来方法で問題となった未含浸部分
やボイドが排除され、優れた耐電圧性能、熱伝導性、お
よび機械的強度を備え、したがってクエンチを生じ難く
、かつ万一クエンチが生じてもその際生ずる異常電圧に
十分耐える耐電圧性能を有する超電導コイルを超１！導
化合物を損傷することなく得られる製造方法を提供する
ことができる。
また、樹脂含浸処理および光学硬化処理を一連の巻線工
程中に織り込んで効率よ〈実施できる利点が得られる。
程中に織り込んで効率よ〈実施できる利点が得られる。
第１図はこの発明の実施例方法の説明図、第２図は実施
例方法になる超電導コイルを示す一部破砕断面図である
。 １・・・電線ドラム、２・・・化合物系超電導線材、３
・・・コイル巻枠、４・・・樹脂金浸浴、５・・・紫外
線照射槽、９・・・光・加熱硬化併用形樹脂、１０・・
・超電導コイル、２Ｃ・・・絶縁被覆層、ｄ・・・電線
ドラム巻芯鴇２図
例方法になる超電導コイルを示す一部破砕断面図である
。 １・・・電線ドラム、２・・・化合物系超電導線材、３
・・・コイル巻枠、４・・・樹脂金浸浴、５・・・紫外
線照射槽、９・・・光・加熱硬化併用形樹脂、１０・・
・超電導コイル、２Ｃ・・・絶縁被覆層、ｄ・・・電線
ドラム巻芯鴇２図
Claims (1)
- １）電線ドラムに所定の径で巻かれた未反応の化合物系
超電導線材を５００℃以上の温度で反応させた後、その
巻きぐせと同方向にコイル巻枠に巻き取って前記所定の
径を超える直径の筒状あるいは環状の超電導コイルを形
成する方法において、前記反応ずみ化合物系超電導線材
の無機質繊維からなる絶縁被覆に光・加熱硬化併用形樹
脂を含浸した後、紫外線を照射して含浸樹脂を半硬化処
理する工程を径て前記巻枠への巻き取りを行い、しかる
後半硬化樹脂を加熱硬化処理することを特徴とする超電
導コイルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23311188A JPH0281406A (ja) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | 超電導コイルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23311188A JPH0281406A (ja) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | 超電導コイルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0281406A true JPH0281406A (ja) | 1990-03-22 |
Family
ID=16949943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23311188A Pending JPH0281406A (ja) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | 超電導コイルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0281406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2436730A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Siemens Ag | Superconducting magnet coil set in an ultraviolet settable epoxy resin |
| DE102015206544A1 (de) * | 2015-04-13 | 2016-10-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Elektrische Spule und Verfahren zu ihrer Herstellung |
-
1988
- 1988-09-17 JP JP23311188A patent/JPH0281406A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2436730A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Siemens Ag | Superconducting magnet coil set in an ultraviolet settable epoxy resin |
| US7543370B2 (en) | 2006-03-31 | 2009-06-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for production of a superconducting magnetic coil |
| GB2436730B (en) * | 2006-03-31 | 2009-08-19 | Siemens Ag | A method for producing a superconducting magnet coil and a magnetic resonance apparatus |
| DE102015206544A1 (de) * | 2015-04-13 | 2016-10-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Elektrische Spule und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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