JPH03268409A - Superconductive coil and manufacture thereof - Google Patents

Superconductive coil and manufacture thereof

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JPH03268409A
JPH03268409A JP6726190A JP6726190A JPH03268409A JP H03268409 A JPH03268409 A JP H03268409A JP 6726190 A JP6726190 A JP 6726190A JP 6726190 A JP6726190 A JP 6726190A JP H03268409 A JPH03268409 A JP H03268409A
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JP
Japan
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winding frame
coil winding
coil
superconducting
superconducting wire
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JP6726190A
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Japanese (ja)
Inventor
Akimitsu Komuro
小室 彰密
Mitsumasa Yamamoto
光政 山本
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable to maintain a superconductive state more stably by forming a cooling path inward of the outer peripheral face of a coil spool at a position near to the innermost core of the wound layer of a superconductive wire rod. CONSTITUTION:A thin-walled pipe 10 and HIP capsule 12 are constituted of stainless steel and combined with each other. The combined material is subjected to diffusion bonding under HIP conditions of the temperature of 900-1050 deg.C, pressure of 50-300Kgf/cm<2> and processing time of 2-4 hours, then machined, wound by a superconductive wire rod 3 and impregnated with resin 8 for the purpose of obtaining a superconductive coil 20. A cooling path 17 is formed on the inside of the outer peripheral face of a coil spool 2 in a position near to the innermost core of the wound layer of this superconductive wire rod 3. Thus, it is possible to cool the superconductive wire rod 3 efficiently and to sustain a superconductive state stably.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は超電導コイルおよびその製造方法にかかわるも
ので、とくにその冷却機構を改良した超電導コイルおよ
びその製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a superconducting coil and a method of manufacturing the same, and particularly to a superconducting coil with an improved cooling mechanism and a method of manufacturing the same.

[従来の技術] 一般に超電導コイルは超電導状態を安定に継続させるた
めにい(つかの重要な配慮が必要である。その中のひと
つとして超電導コイルを上置に冷却することが挙げられ
る。以下第15図を参照して@脱する。
[Prior Art] In general, superconducting coils require some important considerations in order to maintain a stable superconducting state. One of these considerations is to cool the superconducting coil in an upper position. Refer to Figure 15 and exit.

′m15図は従来からの超電導コイル1の縦断面図であ
って、この超電導コイル1はコイル巻枠2と、このコイ
ル巻枠2に巻き付けた超電導線材3とを有する。また超
電導コイル1はヘリウム容器4内にこれを取容するとと
もに、ヘリウム等の冷媒5によりこれを冷却するもので
ある。なお、ヘリウム容rf4をさらに支持する支持機
構ないし断熱機構等はその図示を省略しである。
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of a conventional superconducting coil 1, and this superconducting coil 1 has a coil winding frame 2 and a superconducting wire 3 wound around the coil winding frame 2. Further, the superconducting coil 1 is housed in a helium container 4 and is cooled by a coolant 5 such as helium. Note that illustrations of a support mechanism, a heat insulation mechanism, etc. that further support the helium container rf4 are omitted.

こうした超電導コイル1は、その超電導状態における磁
場により超電導線材3が移動することによ)て互いの間
に摩擦熱が発生する。この!′!I!擦熱によりxi電
導線材3が昇温し、超電導状態を維持するための条件、
つまり磁場、電流値および温度のうち、温度が上昇する
ことにより抵抗値が大となって電流値が低下すること、
あるいは臨界温度以上に超電導線材3が昇温することな
どのため。
In such a superconducting coil 1, frictional heat is generated between the superconducting wires 3 due to movement of the superconducting wire 3 due to the magnetic field in the superconducting state. this! ′! I! Conditions for raising the temperature of the xi conductive wire 3 due to heat friction and maintaining the superconducting state,
In other words, among the magnetic field, current value, and temperature, as the temperature rises, the resistance value increases and the current value decreases.
Or because the temperature of the superconducting wire 3 rises above the critical temperature.

超電導状態を維持することができなくなる、すなわちク
エンチが発生する。
It becomes impossible to maintain the superconducting state, that is, quenching occurs.

したがって、超電導状態を維持するために、超電導コイ
ル1を冷却することは必須条件である。
Therefore, in order to maintain the superconducting state, it is essential to cool the superconducting coil 1.

こうしたクエンチ現象が発生する箇所は、コイル巻枠2
と超電導線材3とが接触する部位、つまり超電導線材3
巻層の最内層である。したがって当該冷却を効率的に行
うためには、コイル巻枠2とこの最内層ないしは最内層
との間の部分を十分に冷却することが必要である。また
こうした冷却処理がクエンチ現象発生防止に効果的であ
ることがわかっている。
The location where this quench phenomenon occurs is the coil winding frame 2.
The part where the superconducting wire 3 and the superconducting wire 3 come into contact, that is, the superconducting wire 3
This is the innermost layer of the rolled layer. Therefore, in order to efficiently perform the cooling, it is necessary to sufficiently cool the coil winding frame 2 and the innermost layer or the portion between the innermost layer. It has also been found that such cooling treatment is effective in preventing the occurrence of the quench phenomenon.

一般的には図示のようにコイル巻枠2内に軸方向の冷却
用中央通路6(仮想線)を形成することが考えられるが
、コイル巻枠2の外周面と超電導線材3の巻層の最内層
ないしは最内層との間の部分を十分に冷却するためにコ
イル巻枠2の半径方向の厚さを薄くするとコイル巻枠2
の機械的強度が低下する間圧がある。
Generally, it is considered to form an axial cooling central passage 6 (imaginary line) in the coil winding frame 2 as shown in the figure, but it is possible to If the thickness of the coil winding frame 2 in the radial direction is reduced in order to sufficiently cool the innermost layer or the portion between the innermost layer, the coil winding frame 2
There is a pressure at which the mechanical strength of the material decreases.

したがって、従来はFRP(繊維強化プラスチック)を
用いてコイル巻枠2の外周面に冷却用溝7(仮想線)を
形成し、ここに冷媒を通過させ、効率的に超電導コイル
1を冷却するようにしていた。
Therefore, in the past, a cooling groove 7 (imaginary line) was formed on the outer peripheral surface of the coil winding frame 2 using FRP (fiber reinforced plastic), and a coolant was passed through the groove to efficiently cool the superconducting coil 1. I was doing it.

しかして上述のクエンチ現象の防止方法として、超電導
線材3をコイル巻枠2に巻線した後に、この超電導線材
3にエポキシ等の樹脂8を含浸することにより超電導線
材3ないし超電導コイル1全体の剛性を高め、超電導線
材3が移動しないようにする方法も取られている。しか
しながらこの方法においては、冷却用通路7が樹n8に
より満たされ、冷媒の流通効率が低下して冷却が効率的
に実施することができなくなるおそれがある。
However, as a method for preventing the above-mentioned quench phenomenon, after the superconducting wire 3 is wound around the coil winding frame 2, the superconducting wire 3 is impregnated with a resin 8 such as epoxy, thereby increasing the rigidity of the entire superconducting wire 3 or superconducting coil 1. There is also a method of increasing the superconducting wire 3 to prevent it from moving. However, in this method, there is a possibility that the cooling passage 7 is filled with the trees n8, and the refrigerant circulation efficiency decreases, making it impossible to perform cooling efficiently.

したがって通常は、冷却用通路7を設けるか、あるいは
樹脂8を含浸するかのいずれか一方の方法を選択してい
るのが現状である。
Therefore, the current situation is that either the cooling passage 7 is provided or the resin 8 is impregnated.

しかして、両者を同時に実施可能であれば、クエンチ現
象発生のおそれをより低下させることができる。
Therefore, if both can be performed at the same time, the possibility of occurrence of the quench phenomenon can be further reduced.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は以上のような諸問題にかんがみてなされたもの
で、超電導コイルを冷却する冷却用通路ないし溝を形成
するとともに、この冷却用通路や溝を詰まらせることな
く超電導線材を固定する樹脂も施すことをも可能とする
ことにより、クエンチ現象発生をさらに効率よく防止し
、従来に比較してより安定して超電導状態を維持させる
ことができる超電導コイルおよびその製造方法を提供す
ることをlI!lI題とする。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and includes forming a cooling passage or groove for cooling a superconducting coil, and a method to prevent clogging of the cooling passage or groove. The superconducting coil and its I would like to provide the manufacturing method! The title is II.

[課題を解決するための手段] すなわち本発明は、コイル巻枠と、このコイル巻伜に巻
く超電導線材とを有する超電導コイルであって、丘記超
電導線材の巻層の最内殻に近い位置の」−記コイル巻粋
の外周面より内側に冷却用通路を形成したことを特徴と
するM電導コイルである。
[Means for Solving the Problems] That is, the present invention provides a superconducting coil having a coil winding frame and a superconducting wire wound on the left side of the coil winding frame, wherein This is an M conductive coil characterized in that a cooling passage is formed inside the outer peripheral surface of the coil winding.

本発明による第一の製造方法は、コイル巻枠内材の外周
面にその軸方向に沿って冷却用通路形成用の切込みを形
成する工程と、このコイル巻枠内材をコイル巻枠外材に
嵌合する工程と、これらのコイル巻枠内材とコイル巻枠
外材とを拡散接合してコイル巻枠を構成する工程と、こ
のコイル巻枠に超電導線材を巻き付けるとともに1巻き
付けた超電導線材に樹脂を含浸させる工程とを有するこ
とを特徴とする超電導コイルの製造方法である。
The first manufacturing method according to the present invention includes the steps of forming a notch for forming a cooling passage along the axial direction on the outer circumferential surface of the coil winding frame inner material, and converting the coil winding frame inner material into the coil winding frame outer material. a step of fitting together, a step of diffusion bonding the inner material of the coil winding frame and the outer material of the coil winding frame to form a coil winding frame, and a step of winding the superconducting wire around the coil winding frame and applying resin to the superconducting wire that has been wrapped once. 1. A method for manufacturing a superconducting coil, comprising the step of impregnating a superconducting coil with a superconducting coil.

さらに本発明による第二の製造方法は、コイル巻枠内材
の外周面にその軸方向に沿って冷却用通路形成用の棒材
を配置する工程と、この冷却通路形成用の棒材を配置し
た上記コイル巻枠内材をコイル巻枠外材に嵌合する工程
と、このコイル巻枠外材とコイル巻枠内材との間の空隙
に金属粉末を充填する工程と、この金属粉末を熱間静水
圧加圧処理により金属層とし、」−記コイル巻枠内材と
コイル巻枠外材とを一体にする工程と、上記棒材を溶出
して冷却用通路を形成してコイル巻枠を構成する工程と
、このコイル巻枠に超電導線材を巻き付けるとともに、
巻き付けたg電導線材に樹脂を含浸させる工程とを有す
ることを特徴とする超電導コイルの製造方法である。
Further, the second manufacturing method according to the present invention includes a step of arranging a rod for forming a cooling passage on the outer peripheral surface of the inner material of the coil winding frame along the axial direction thereof, and arranging the rod for forming the cooling passage. a step of fitting the coil winding frame inner material into the coil winding frame outer material; a step of filling a gap between the coil winding frame outer material and the coil winding frame inner material with metal powder; and a step of hot-heating the metal powder. A process of forming a metal layer through hydrostatic pressure treatment and integrating the inner material of the coil winding frame and the outer material of the coil winding frame, and eluting the above-mentioned bar material to form cooling passages to form the coil winding frame. In addition to winding the superconducting wire around this coil frame,
This method of manufacturing a superconducting coil is characterized by comprising a step of impregnating a wound G-conducting wire with a resin.

つぎに第1図ないし第6図にもとづき本発明の超電導コ
イルおよびその第一の製造方法を具体的に説明する。
Next, the superconducting coil of the present invention and its first manufacturing method will be specifically explained based on FIGS. 1 to 6.

第1図および第2図に示すように、コイル巻枠内材とし
て薄肉パイプ10を準備し、この薄肉パイプ10の外周
面にその軸方向に沿って冷却用通路形成用の切込み11
を機械加工により所定数形成する。なお、8肉パイプ1
0の内部には前記冷却用中央通路6を形成しである。も
ちろんこの冷却用中央通路6は、全体の機械的強度を考
慮してこれを設計する つぎに第3図および第4図に示すように、コイル巻枠外
材として準備したH I Pカプセル]−2内にL記薄
肉パイプ10を挿入し、その上下両端に蓋13をし、電
子ビーム溶接によって真空中でシール溶接する。符号1
4はこのシール溶接部を示す。
As shown in FIGS. 1 and 2, a thin-walled pipe 10 is prepared as the inner material of the coil winding frame, and a notch 11 for forming a cooling passage is formed on the outer peripheral surface of the thin-walled pipe 10 along its axial direction.
are formed in a predetermined number by machining. In addition, 8 meat pipe 1
0, the cooling central passage 6 is formed. Of course, this cooling central passage 6 is designed taking into consideration the overall mechanical strength.Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the HIP capsule prepared as the outer material of the coil winding frame]-2 A thin-walled pipe 10 with a letter L is inserted therein, a lid 13 is placed on both the upper and lower ends of the pipe, and seal welding is performed in a vacuum by electron beam welding. code 1
4 shows this seal weld.

つぎに薄肉パイプ1oとHIPカプセル12とをHIP
処理(熱間静水圧加圧処理)により拡散接合する。この
とき冷却用通路形成用の切込み11が変形したり、消失
しないようにHIP圧力を選定する。
Next, HIP the thin-walled pipe 1o and the HIP capsule 12.
Diffusion bonding is performed by treatment (hot isostatic pressure treatment). At this time, the HIP pressure is selected so that the notch 11 for forming the cooling passage does not deform or disappear.

つぎに第5図に示すように、HIPカプセル12を製品
寸法まで機械加工するとともに蓋13を取り除く6 そ
して必要に応じてフランジ15を溶接により両端部に接
合する。
Next, as shown in FIG. 5, the HIP capsule 12 is machined to product dimensions, the lid 13 is removed 6, and flanges 15 are joined to both ends by welding, if necessary.

また、このフランジ15には冷却用通路形成用の切込み
11と同様の加工キリ穴16を形成し、冷却用通路の一
部とする。つまり、冷却用通路形成用の切込み11と加
工キリ穴16とにより冷却用通路17を形成するもので
ある。なお、フランジ15には前記冷却用中央通路6と
連通ずるように中央孔18(仮想線)を形成してもよい
Further, a machined hole 16 similar to the notch 11 for forming a cooling passage is formed in this flange 15, and serves as a part of the cooling passage. That is, the cooling passage 17 is formed by the notch 11 for forming the cooling passage and the machined hole 16. Note that a center hole 18 (imaginary line) may be formed in the flange 15 so as to communicate with the cooling central passage 6.

かくして構成したコイル巻枠19に超電導線材3を巻く
とともに、超電導線材3部分に樹脂8を含浸させて、巻
き付けた超電導線材3を固定することにより超電導コイ
ル20を製造する。
The superconducting coil 20 is manufactured by winding the superconducting wire 3 around the coil winding frame 19 configured in this manner, impregnating a portion of the superconducting wire 3 with resin 8, and fixing the wound superconducting wire 3.

こうして製造した超電導コ・イル20においては、超電
導コイル20のコイル巻枠19の超電導線材3の巻層の
最内殻にできるだけ近接した位置であってかつコイル巻
枠19の外周面の内側に冷却用通路17を配置形成する
ことが可能となり、超電導コイル20の冷却を十分効率
的に行うことができる。
In the superconducting coil 20 manufactured in this way, cooling is carried out at a position as close as possible to the innermost shell of the winding layer of the superconducting wire 3 of the coil winding frame 19 of the superconducting coil 20 and inside the outer peripheral surface of the coil winding frame 19. Therefore, the superconducting coil 20 can be cooled sufficiently efficiently.

さらに、樹脂8を超電導線材3に含浸させてもこの樹脂
が当該冷却用通路17を詰まらせることなく超電導線材
3の移動を防止することができるため、冷却用通路17
を通過する冷媒による冷却効果を維持することが可能で
ある。
Furthermore, even if the superconducting wire 3 is impregnated with the resin 8, this resin can prevent the superconducting wire 3 from moving without clogging the cooling passage 17.
It is possible to maintain the cooling effect of the refrigerant passing through.

したがって、冷却機能が強化され、超電導コイル20は
その超電導状態を従来のものよりさらに安定に維持する
ことができ、クエンチ現象発生を抑制可能である。
Therefore, the cooling function is strengthened, the superconducting coil 20 can maintain its superconducting state more stably than the conventional coil, and the occurrence of the quench phenomenon can be suppressed.

つぎに、ff17図ないし第14図にもとづき本発明に
よる第二の製造方法を説明する。
Next, the second manufacturing method according to the present invention will be explained based on FIGS. ff17 to 14.

第7図ないし第9図に示すようなコイル巻枠内材30を
’!RHし、このフランジ31の局面に任意の数のキリ
穴32を形成する。
The inner material 30 of the coil winding frame as shown in FIGS. 7 to 9 is used! RH, and an arbitrary number of drill holes 32 are formed on the surface of this flange 31.

第10図に示すように、これらのキリ穴32に任意の径
の棒材たとえば銅棒33を任意の数だけ挿入する。これ
を第11図に示すようにコイル巻枠外材として準備した
H I Pカプセル34内に装入する。このHI Pカ
プセル34にはあらかじめ下蓋35を溶接しである。
As shown in FIG. 10, an arbitrary number of rods of arbitrary diameter, such as copper rods 33, are inserted into these drilled holes 32. As shown in FIG. 11, this is inserted into an HIP capsule 34 prepared as an outer material for a coil winding frame. A lower cover 35 is welded to this HIP capsule 34 in advance.

なお、上記棒材としてはコイル巻枠内材3゜およびコイ
ル巻枠外材(HIPカプセル34)より融点の低い材質
を選択するものとする。
The bar material is selected from a material having a melting point lower than that of the coil winding frame inner material 3° and the coil winding frame outer material (HIP capsule 34).

HIPカプセル34とコイル巻枠内材3oとの間に形成
される空隙にコイル巻枠内材3oないしはHI Pカプ
セル34と同材質の金属粉末36を充填し、上M37を
電子ビーム溶接により真空シールする。
The gap formed between the HIP capsule 34 and the coil winding frame inner material 3o is filled with the coil winding frame inner material 3o or metal powder 36 made of the same material as the HIP capsule 34, and the upper M37 is vacuum sealed by electron beam welding. do.

ついでHIP処理する。このHIP処理により金属粉末
36は加圧焼結され100%密度の金属層38(バルク
材)となりコイル巻枠内材30およびHIPカプセル3
4と融合し−・体化する。
Next, perform HIP processing. Through this HIP process, the metal powder 36 is pressure sintered and becomes a 100% density metal layer 38 (bulk material), which forms the coil winding frame inner material 30 and the HIP capsule 3.
Fuse with 4 and become a body.

つぎに第12図に示すように、下ff135および上蓋
37において銅棒33に対向する部分にキリ穴39を開
け、次工程における銅の溶出が可能となるようにしてお
く。すなわち、雰囲気炉中においてまたは真空中におい
て銅の融点以上の温度たとえば1100℃で銅棒33の
みを溶出させ、空洞を形成する。この空洞が冷却用通路
4oとなる。
Next, as shown in FIG. 12, a drill hole 39 is drilled in the lower ff 135 and the upper lid 37 at the portions facing the copper rod 33, so that the copper can be eluted in the next step. That is, only the copper rod 33 is eluted at a temperature higher than the melting point of copper, for example 1100° C., in an atmospheric furnace or in a vacuum to form a cavity. This cavity becomes the cooling passage 4o.

つぎに第13図に示すように、HI Pカプセル34を
製品寸法まで機械加工するとともに下蓋35および上蓋
37を取り除く。そして必要に応じてフランジ41を溶
接により両端部に接合する。
Next, as shown in FIG. 13, the HIP capsule 34 is machined to product dimensions, and the lower lid 35 and upper lid 37 are removed. Then, if necessary, flanges 41 are joined to both ends by welding.

なお、このフランジ41には冷却用通路40と同様の加
工キリ穴42を形成し、冷却用通路40の−・部とする
。なお、フランジ41には前記冷却用中央通路6と連通
ずるように中央孔43(仮想線)を形成してもよい。
It should be noted that a drilled hole 42 similar to that of the cooling passage 40 is formed in this flange 41 to form a - section of the cooling passage 40. Note that a center hole 43 (imaginary line) may be formed in the flange 41 so as to communicate with the cooling central passage 6.

かくして構成したコイル巻枠44に超電導線材3を巻く
とともに、超電導線材3部分に樹脂8を含浸させること
により超電導コイル45とする。
A superconducting coil 45 is obtained by winding the superconducting wire 3 around the thus configured coil winding frame 44 and impregnating a portion of the superconducting wire 3 with resin 8.

こうして製造した超電導コイル45においても、上述の
超電導コイル20と同様にそのコイル巻枠44の超電導
線材3の巻層の最内殻にできるだけ近接した位置であっ
てかつコイル巻枠44の外周面の内側に冷却用通路40
を配置形成することが可能となり、超電導コイル45の
冷却を十分効率的に行うことができる。
In the superconducting coil 45 manufactured in this way, the position is as close as possible to the innermost shell of the winding layer of the superconducting wire 3 of the coil winding frame 44 and on the outer circumferential surface of the coil winding frame 44, similarly to the above-mentioned superconducting coil 20. Cooling passage 40 inside
It becomes possible to arrange and form the superconducting coil 45, and the superconducting coil 45 can be cooled sufficiently efficiently.

さらに、樹脂8を超電導線材3に含浸させてもこの樹脂
が当該冷却用通路40を詰まらせることなく超電導線材
3の移動を防止することができるため、冷却用通路40
を通過する冷媒による冷却効果を維持することが可能で
ある。
Furthermore, even if the superconducting wire 3 is impregnated with the resin 8, this resin can prevent the superconducting wire 3 from moving without clogging the cooling passage 40.
It is possible to maintain the cooling effect of the refrigerant passing through.

したがって、冷却機能が強化され、超電導コイル4−5
はその超電導状態を従来のものよりさらに安定に維持す
ることができ、クエンチ現象発生を抑制可能である。
Therefore, the cooling function is strengthened, and the superconducting coil 4-5
can maintain its superconducting state more stably than conventional ones, and can suppress the occurrence of the quench phenomenon.

[作用] 本発明によるgz 導コイルおよびその製造方法におい
ては、超電導線材の巻層の最内殻に近い位置のコイル巻
枠の外周面の内側に冷却用通路を形成したので、超電導
線材の冷却を効率良く行うことができるとともに、超電
導線材を巻いた部分に樹脂を含浸させても冷却用通路に
は樹脂の影響がなくこれが詰まることないため、互いに
独立状態でそれぞれの機能すなわち冷却および超電導線
材の固定を実現可能であり、超電導状態を安定して継続
させることができる。
[Function] In the GZ conductor coil and the manufacturing method thereof according to the present invention, since the cooling passage is formed inside the outer peripheral surface of the coil winding frame at a position close to the innermost shell of the winding layer of the superconducting wire, cooling of the superconducting wire is prevented. In addition, even if the part where the superconducting wire is wound is impregnated with resin, the cooling passage is not affected by the resin and will not become clogged, so each function, that is, cooling and superconducting wire, can be performed independently. can be fixed, and the superconducting state can be maintained stably.

しかもこうした超電導コイルを製造するための方法とし
て熱間静水圧加圧処理(HIP処理)等による拡散接合
あるいはHIPカプセルを利用して超電導コイルとする
ので、従来のような機械加工を主とした製造方法とは異
なって任意の形状の超電導コイルを製造可能である。
Moreover, the method for manufacturing such superconducting coils is to use diffusion bonding using hot isostatic pressing (HIP treatment) or by using HIP capsules, so manufacturing using conventional machining is not required. It is possible to manufacture superconducting coils of any shape depending on the method.

[実施例] つぎに本発明による超電導コイルの製造方法の第一の実
施例を説明する。
[Example] Next, a first example of the method for manufacturing a superconducting coil according to the present invention will be described.

まず第1図および第2図に示すような薄肉パイプ10、
ならびに第3図および第4図に示すような11 I P
カプセル12をステンレス製鎖から構成してこれを組み
合わせる。これをHIP条件として温度900’C〜1
050’u  圧力50Kgf/ c rr(〜300
 K g f / c rd、処理時間2から4時間で
拡散接合させた。
First, a thin-walled pipe 10 as shown in FIGS. 1 and 2,
and 11 I P as shown in FIGS. 3 and 4.
The capsule 12 is constructed from stainless steel chains and assembled together. Using this as HIP condition, the temperature is 900'C~1
050'u Pressure 50Kgf/crr (~300
Diffusion bonding was performed with K g f / cr d and a processing time of 2 to 4 hours.

ついで、第5図に示す機械加工を行い、第6図に示すよ
うに超電導線材3を巻くとともに樹脂8を含浸させるこ
とにより超電導コイル2oを製造した。
Next, the machining process shown in FIG. 5 was performed, and the superconducting wire 3 was wound and impregnated with resin 8 as shown in FIG. 6, thereby manufacturing a superconducting coil 2o.

かくして製造した超電導コイル20は所期の冷却機能お
よび固定機能を有するものである。
The thus manufactured superconducting coil 20 has the desired cooling function and fixing function.

さらに本発明の第二の実施例を説明する。Further, a second embodiment of the present invention will be described.

まず第7図ないし第9図に示すようなコイル巻枠内材3
0、および第10図および第11図に示すようなHIP
カプセル34をステンレス鋼から構成してこれらを銅棒
33とともに組み合わせる。さらにコイル巻枠内材30
とHIPカプセル34との間の空隙にステンレス粉末3
6を充填する。
First, the coil winding frame inner material 3 as shown in FIGS. 7 to 9
0, and HIP as shown in Figures 10 and 11.
The capsule 34 is constructed from stainless steel and assembled together with the copper rod 33. Furthermore, coil winding frame inner material 30
and the HIP capsule 34 with stainless steel powder 3.
Fill 6.

ついでこれをHI P処理して加圧焼結する。This is then subjected to HIP treatment and pressure sintered.

HI P条件トシテハ、温度900’C〜l O!”)
 0°C1圧力1000 K g f / c n?、
処理時間2〜4時間である。
HI P conditions, temperature 900'C ~ l O! ”)
0°C1 pressure 1000K g f/c n? ,
Processing time is 2 to 4 hours.

つぎに温度1100℃で銅棒33を溶出し、第13図に
示すような冷却用通路40を形成する。
Next, the copper rod 33 is eluted at a temperature of 1100° C. to form a cooling passage 40 as shown in FIG.

最後に、第14図で示したように超電導線材3を巻き、
樹脂8を含浸させて超電導コイル45とした。
Finally, as shown in Fig. 14, the superconducting wire 3 is wound,
A superconducting coil 45 was obtained by impregnating it with resin 8.

かくして製造した超電導コイル45は所期の冷却機能お
よび固定機能を有するものである。
The superconducting coil 45 manufactured in this manner has the desired cooling function and fixing function.

[発明の効果コ 以上のように本発明によれば、超電導線材の冷却および
固定という従来から相矛盾した機能をともに享受可能で
あり、安定した超電導状態を維持可能である。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to enjoy both the conventionally contradictory functions of cooling and fixing a superconducting wire, and it is possible to maintain a stable superconducting state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による超電導コイル20の第一の製造方
法におけるコイル巻枠白参オ(薄肉パイプ10)の平面
図、 第2図は同、薄肉パイプ10の縦断面図、第3図は同、
薄肉パイプ10およびコイル巻枠外材(HTPカプセル
12)を組み合わせた状態の平面図、 第4図は同、蓋13も取り付けた状態の縦断面図 第5図は同、拡散接合ののちM2Sを取り除いてフラン
ジ15を溶接した状態の縦断面図、第6図は同、超電導
コイル20の縦断面図、第7図は本発明による超電導コ
イル45の第一の製造方法におけるコイル巻枠内材30
の側面図、 第8図は第7図の■−■線断面図、 第9図は第7図のTX−TXM断面図、第10図は同、
コイル巻枠内材30に棒材(#il棒33)を挿入した
状態の横断面図。 第11図は同、コイル巻枠内材30にコイル巻枠外材(
TI I Pカプセル34)を組み合わせ金属粉末36
を充填した状態の縦断面図。 第12図は同、HI P処理後の縦断面図、第13図は
同、下蓋35および上蓋37を取り除き、フランジ41
を溶接した状態の縦断面図、第14図は同、超電導コイ
ル45の@所面図、第15図は従来の超電導コイル1の
縦断面図である。 1 、、、、、、超電導コイル 2 、、、、、、コイル巻枠 3 、、、、、、超電導線材 4 、、、、、、ヘリウム容器 5 、、、、、、ヘリウム等の冷媒 6 、、、、、、冷却用中央通路 7 、、、、、、冷却用溝 8 、、、、、、樹脂 10 、、、、、、F#肉パイプ(コイル巻枠内材)1
1 、、、、、、冷却用通路形成用の°切込みL 2.
、、、、、HI Pカプセル 13.、、、、、蓋 14 、、、、、、シール溶接部 ’J−5、、、、、’、フランジ 16 、、、、、、加工キリ穴 17 、、、、、、冷却用通路 18・・・・・・中央孔 19、.00.、コイル巻枠 20 、、、、、、超電導コイル 30 、、、、、、コイル巻枠内材 31 、、、、、、フランジ 32 、、、、、、キリ穴 33・・・・・・銅棒(棒材) 34 、、、、、、HI Pカプセル 35−0.60.下蓋 36 、、、、、、金属粉末 37 、、、、、、上蓋 38 、、、、、、金属層 39 、、、、、、キリ穴 40 、、、、、、冷却用通路 (ステンレス粉末) (コイル巻枠外材) (コイル巻枠外材) 41 、、、、、、フランジ 42 、、、、、、加工キリ穴 43 、、、、、、中央孔 44 、、、、、、コイル巻枠 45 、、、、、、超電導コイル
FIG. 1 is a plan view of a coil winding frame (thin-walled pipe 10) in the first manufacturing method of a superconducting coil 20 according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the thin-walled pipe 10, and FIG. same,
FIG. 4 is a plan view of the thin-walled pipe 10 and coil winding frame outer material (HTP capsule 12) combined; FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the state with the lid 13 attached; M2S is removed after diffusion bonding. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the superconducting coil 20 with the flange 15 welded together, and FIG.
Fig. 8 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in Fig. 7, Fig. 9 is a TX-TXM cross-sectional view in Fig. 7, Fig. 10 is the same,
FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which a rod (#il rod 33) is inserted into a coil winding frame inner material 30; FIG. 11 shows the coil winding frame inner material 30 and the coil winding frame outer material (
TI I P capsule 34) is combined with metal powder 36
FIG. Fig. 12 is a longitudinal cross-sectional view of the same after HIP treatment, and Fig. 13 is the same, with the lower cover 35 and upper cover 37 removed, and the flange 41
FIG. 14 is a vertical cross-sectional view of the superconducting coil 45 in a welded state, and FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of the conventional superconducting coil 1. 1 , superconducting coil 2 , coil winding frame 3 , superconducting wire 4 , helium container 5 , coolant such as helium 6 , , , , ,Central passage for cooling 7 , ,Cooling groove 8 , ,Resin 10 , ,F# meat pipe (coil winding frame inner material) 1
1. °Cut L for forming cooling passage 2.
, , , HI P capsule 13. , , Lid 14 , Seal welded part 'J-5, , Flange 16 , Machined hole 17 , Cooling passage 18. ...Central hole 19, . 00. , Coil winding frame 20 , Superconducting coil 30 , Coil winding frame inner material 31 , Flange 32 , Drill hole 33 , Copper Rod (bar material) 34 , , , , HIP capsule 35-0.60. Lower lid 36 , Metal powder 37 , Upper lid 38 , Metal layer 39 , Drill hole 40 , Cooling passage (stainless steel powder ) (Coil winding frame outer material) (Coil winding frame outer material) 41 , Flange 42 , Machined hole 43 , Central hole 44 , Coil winding frame 45 , , , , superconducting coil

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)コイル巻枠と、 このコイル巻枠に巻く超電導線材とを有する超電導コイ
ルであつて、 前記超電導線材の巻層の最内殻に近い位置の前記コイル
巻枠の外周面より内側に冷却用通路を形成したことを特
徴とする超電導コイル。
(1) A superconducting coil having a coil winding frame and a superconducting wire wound around the coil winding frame, wherein the superconducting coil is cooled inward from the outer peripheral surface of the coil winding frame at a position close to the innermost shell of the winding layer of the superconducting wire. A superconducting coil characterized by having a passageway formed therein.
(2)コイル巻枠内材の外周面にその軸方向に沿つて冷
却用通路形成用の切込みを形成する工程と、このコイル
巻枠内材をコイル巻枠外材に嵌合する工程と、 これらのコイル巻枠内材とコイル巻枠外材とを拡散接合
してコイル巻枠を構成する工程と、このコイル巻枠に超
電導線材を巻き付けるとともに、巻き付けた超電導線材
に樹脂を含浸させる工程とを有することを特徴とする超
電導コイルの製造方法。
(2) A step of forming a notch for forming a cooling passage along the axial direction on the outer peripheral surface of the inner material of the coil winding frame, and a step of fitting the inner material of the coil winding frame to the outer material of the coil winding frame. a step of diffusion-bonding the inner material of the coil winding frame and an outer material of the coil winding frame to form a coil winding frame, and a step of winding a superconducting wire around the coil winding frame and impregnating the wound superconducting wire with a resin. A method for manufacturing a superconducting coil characterized by the following.
(3)コイル巻枠内材の外周面にその軸方向に沿つて冷
却用通路形成用の棒材を配置する工程と、この冷却通路
形成用の棒材を配置した前記コイル巻枠内材をコイル巻
枠外材に嵌合する工程と、このコイル巻枠外材とコイル
巻枠内材との間の空隙に金属粉末を充填する工程と、 この金属粉末を熱間静水圧加圧処理により金属層とし、
前記コイル巻枠内材とコイル巻枠外材とを一体にする工
程と、 前記棒材を溶出して冷却用通路を形成してコイル巻枠を
構成する工程と、 このコイル巻枠に超電導線材を巻き付けるとともに、巻
き付けた超電導線材に樹脂を含浸させる工程とを有する
ことを特徴とする超電導コイルの製造方法。
(3) A step of arranging a rod for forming a cooling passage on the outer peripheral surface of the coil winding frame inner material along its axial direction, and a step of arranging the coil winding frame inner material on which the cooling passage forming rod is arranged A step of fitting the outer material of the coil winding frame to the outer material of the coil winding frame, a step of filling the gap between the outer material of the coil winding frame and the inner material of the coil winding frame with metal powder, and a step of applying the metal powder to the metal layer by hot isostatic pressing. year,
a step of integrating the inner material of the coil winding frame and an outer material of the coil winding frame; a step of eluting the bar material to form a cooling passage to form a coil winding frame; and a step of attaching a superconducting wire to the coil winding frame. 1. A method for manufacturing a superconducting coil, comprising the steps of winding the coil and impregnating the wound superconducting wire with a resin.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7332039B2 (en) 2003-03-06 2008-02-19 Sekisui Chemical Co., Ltd. Plasma processing apparatus and method thereof
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