JPH0341702A - 超電導コイル - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超電導コイル、すなわち、極低温に冷却し
て使用される超電導コイルに関するものである。

〔従来の技術〕

超電導コイルの巻線材として用いるＮｂＴｉ又はＮｂ、
Ｓｎの超電導体の内、後者は金属化合物であるＮｂ、Ｓ
ｎが脆いために、応力に非常に敏感で小さな歪みによっ
て容易に臨界電流特性が劣化する。従って、従来は、巻
線径が小さく、臨界電流を低下させる歪みが加わるコイ
ルでは、超電導線をコイル巻回し後に、Ｎ　ｌ）　：ｌ
　Ｓ　ｎ生成のための熱処理を行う方法によって製作さ
れていた。

この方法では、従来、コイル巻回しの際、電気絶縁物と
して耐熱性に優れたガラス繊維が使用されていた。この
超電導線の幅または直径は、１５ｍｍと細く、かつ実機
運転において熱安定性を維持するために超電導線の一部
を液体ヘリウムで直接冷却するｉ造のものにあっては、
絶縁材の基材の幅が約１．Ｏｎ＋ｍ以下に制限される。

このような細い幅の基材はテープ化が困難であり、従っ
て、幅約１０００ｍｍのガラスクロスからスリットする
方法をとるとしても、横糸がほつれて実現がきわめて困
難であるため、第３図で示すように、直径５〜１３μｍ
のガラスフィラメ〉・１・を収束したガラスヤーンを超
電導線にすかせ巻により巻き回している。

これを具体的に示すと第３図のとおりてあり、図は従来
の超電導線にター〉′間絶縁物を巻き回す装置の構成を
示す図である。

図において、符号（１）は超電導コイルを構成する超電
導線、（２）はこの超電導線（１）のターン間ｆ４！！
縁物の基材となるガラスヤーン、（３）は超電導線（１
）にガラスヤーン（２）を巻き回すための回転円板であ
る。

超電導線〈１〉にガラスヤーン（２）をすかせ巻きする
ためには、ガラスヤーン（２）の毛羽立ちを防ぐために
、バインダーとして澱粉質の物質を使用している。この
バインダーは、約５００℃以上のＮｂ３Ｓｎ生成の熱処
理工程で炭化して、ガラスヤーン（２）間に残留し、超
電導線（１）問いわゆるターン間の絶縁性を劣化させる
原因になるにれを防ぐ手段として、Ｈｂ、Ｓｎ生成熱処
理前に２５０〜３００°Ｃの温度で空気中で加熱して、
バインダーを気化する方法や、界面活性剤を使用し化学
的な洗浄によってバインダーを除去している。以上の処
理を行った後、エポキシレジンを真空加圧含浸法により
、超電導線（１）材及びガラスヤーン（２）間に浸透さ
せた後、加熱して超電導線（１）　ｒｒｆＩを一体的に
固定化している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のターン間絶縁構成は、ガラスヤーン（２〉を基材
として巻き回しているため、この巻付は方向に比べ、そ
の直角方向の機械的強度は極端に低く、また、極低温冷
却時、超電導線（１）材と基材であるガラスヤーン（２
〉の熟収縮差によって生じる熱応力や運転中の電磁力又
は遠心力によってフィラメント間に隙間を生じ、従って
、超電導線（１）の絶縁性を低下させるという問題点が
あり、また、ガラスヤーン〈２〉　を超電導線（１）に
すかせ巻きした後に行われるバインダー除去のために、
工程が長びき、更に、化学洗浄工程にあっては、大きな
洗浄のための浴槽を用意する必要があって、重量物の移
動など、作業性の面においても問題点を有しており、こ
のような問題点を解決したいという課題を従来装置は有
していた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、基材の巻付は方向とその直角方向とで機械的
強度が同等であり、かつ、熱応力や電磁力遠心等によっ
ても緩むことなく、絶縁性が低下せず、しかも、容易に
バインダーの除去が可能で作業性も良好なターン間絶縁
物を有する超電導線により構成されている超電導コイル
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る超電導コイルは、その超電導線のターン
間絶縁物が、ガラス基材を縦横に配向して編組したガラ
ススリーブを直径方向に偏平化して形成し、これを超電
導線にすかせ巻に巻回したものである。

〔作　用〕

この発明におけるガラススリーブは、これを構成するガ
ラス基材が縦横に配向されて編組されているので相互に
絡み合っており、従って、基材の機械的強度は超電導線
の長さ方向と幅方向で均等なものとなって緩むこともな
く、絶縁性が良好に保持され、また、バインダー除去工
程においても、フィラメントが毛羽立つこともなく、基
材単体でバインダー除去作業することが可能であって、
作業性も向上したターン間絶縁性の良好な超電導コイル
を得ることができる。

以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。なお、図中、符号（１）　、　（２）で示すもの
は、従来装置において、同一符号で示したものと同−又
は同等のものである。

第１図において、符号（１１）はガラス基材であるガラ
スヤーン（２）を縦横に配向して編組されているガラス
スリーブ、（１２）はガラススリーブ（１１）を形成す
るための巻心であり、（１２ｉ）は巻心（１２＞　！、
こガラスヤーン（２）を巻き付けるための回転円板であ
る。また、スリーブ状に形成されたガラススリーブ（１
１）は巻取軸（１３）に巻き取られる。

なお、このようにして形成されるガラススリーブ（１１
）は、上記、編組と共に、図示されてはいないバインダ
ーにより、各ガラスヤーン（２）間を固定される。

上記のようにして形成されたガラススリーブ（１１）は
、第２図に示すように超電導線（１）に巻き回されるが
、図において、符号（１４）は、第１図に示す工程と第
２図に示す工程との間で単独でバイ〜ノＩ−ふ＜脇土七
Ｊ＋１？豫継ｌくノヘノ４−イ吾７１１１−プであり、
（１５）は上記照バインダーガラススリーブ（１４）を
偏平化するための口〜う、（１６）はターン間絶縁物と
なる偏平化されたＩＷＴ′ガラススリーブである。

次に上記実施例の動作について説明する。

ガラススリーブ（１１）の形成は、同転円板（１２ａ）
七に数個のガラスヤーン（２）を配置し、巻心（１２）
の表面で各ガラスヤーン（２）を交差させながら軸心方
向に引っ張り出す公知の方法で行う。

このようにして、ガラススリーブ（１１）を形成した後
、従来技術と同様な方法でバインダーを除去して無バイ
ンダ−ガラススリーブ（１４）を得る。

この無バインダ−ガラススリーブ（１４）は超電導線（
１）に巻き付けられる前にわいて、ローラ（１５）間を
通して面圧をかけ、無バインダ−ガラススリーブ（１４
）を直径方向に偏平化して偏平ガラススリーブ（１６〉
とし、次いで所定のピッチで超電導線（１）にすかせ巻
きにより巻回しを行う。

この場合のすかせ巻きのピッチは、巻線機（図示せず）
の超電導線（１）材の送り速度、及び無バインダ−ガラ
ススリーブ（１４）を保持している回転円板（３）（図
示せず）の回転速度を調節することにより、自由に設定
することができ、従来技術と同様にして行われる。

なお、無バインダ−ガラススリーブ（１４）を偏平化す
ることにより、ガラス基材の厚さが厚くなって占積率を
悪化させるので、（扁平化した偏平ガラススリーブ（ｉ
６）の状態で従来技術によるものと同様の厚さになるよ
うに、ガラスヤー〉・（２）の太さ及び交差本数を調整
している６ 偏平ガラススリーブ（１６）を超電導ｔｉ（１）に巻き
付けた後の超電導線（１）林間の一体化は従来技術と同
様に例えば真空加圧含浸法によるエポキシ樹脂の含浸に
よって行う。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、超電導コイルの超電
導線のターン間絶縁物は、ガラス基材を縦横に配向して
編組したガラススリーブを直径方向に偏平化して形成し
、これを超電導線にすかせ巻に巻き回して構成している
ので、縦横等方向性のあるターン間絶縁物となり、従っ
て、機械的応力に対してフィシメンｌ−間で隙間が生じ
にくく、その結果、ターン間の絶縁性は向上し、また、
ガラススリーブは超電導線への巻き付は前において、単
独でバインダーを除去できるので、超電導線の製造と平
行してガラススリーブの製作を進めることが可能となり
、従って、作業性も向−ヒし、かつ、超電導コイルの製
作期間の短縮も図れる超電導コイルが得られる効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の−・実施例によるガラススリーブの
形成を示す模式図、第２図は第１図の方法で形成したガ
ラススリーブを超電導線に巻き付ける状態の模式図、第
３図は従来の技術によるガラス基材を超電導線に巻き（
寸ける場合の模式図である。 （１）・・超電導線、（２）・・ガラス基材（ガラスヤ
ーン）　、（１１）・・ガラススリーブ、（１４）・無
バインダ−ガラススリーブ、（１５）・・ローラ、（１
６）・・偏平ガラススリーブ。 なお、 各図中５ 同一符号は同−又は相当部分を 示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス基材を縦横に配向して編組したガラススリーブを
   直径方向に偏平化して形成したターン間絶縁物を超電導
   線にすかせ巻に巻回して構成していることを特徴とする
   超電導コイル。