JPH05152118A - 超電導マグネツトの製造方法および超電導マグネツトの含浸剤含浸装置 - Google Patents
超電導マグネツトの製造方法および超電導マグネツトの含浸剤含浸装置Info
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- JPH05152118A JPH05152118A JP31484791A JP31484791A JPH05152118A JP H05152118 A JPH05152118 A JP H05152118A JP 31484791 A JP31484791 A JP 31484791A JP 31484791 A JP31484791 A JP 31484791A JP H05152118 A JPH05152118 A JP H05152118A
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- winding
- superconducting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 クエンチ電流が高いクエンチしにくい超電導
マグネットの製造方法およびその超電導マグネットの含
浸剤含浸装置を得る。 【構成】 含浸容器43b内にある超電導マグネット4
5に樹脂44を注入、含浸する際に、モータ4を回転さ
せて、回転シャフト1によって伝達された回転力によ
り、超電導マグネットを高速回転しながら樹脂含浸を行
う。
マグネットの製造方法およびその超電導マグネットの含
浸剤含浸装置を得る。 【構成】 含浸容器43b内にある超電導マグネット4
5に樹脂44を注入、含浸する際に、モータ4を回転さ
せて、回転シャフト1によって伝達された回転力によ
り、超電導マグネットを高速回転しながら樹脂含浸を行
う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超電導状態が破れに
くい超電導特性が安定した超電導マグネットの製造方法
およびその超電導マグネットの含浸剤含浸装置に関する
ものである。
くい超電導特性が安定した超電導マグネットの製造方法
およびその超電導マグネットの含浸剤含浸装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図15は例えば実開平2−146806
号公報に示された従来の超電導マグネットの含浸剤含浸
装置の一例を示す構成図であり、図において、41は真
空容器、42は真空容器41内を真空にするための真空
ポンプ、43は真空容器41内に設けられた含浸容器、
44は含浸剤である樹脂、45は含浸容器43内に収め
られる超電導マグネット、46はゲージポート、47は
U字形状の樹脂移送管、49はコンプレッサ、50は真
空容器41を閉じるための蓋、51は樹脂49の入った
樹脂容器、52は樹脂移送管47に取付けられた第1バ
ルブ、53は樹脂容器51と真空容器41とを接続する
配管に取付けられた第2バルブ、54はコンプレッサ4
9と樹脂容器51とを接続する配管に取付けられた第3
バルブである。
号公報に示された従来の超電導マグネットの含浸剤含浸
装置の一例を示す構成図であり、図において、41は真
空容器、42は真空容器41内を真空にするための真空
ポンプ、43は真空容器41内に設けられた含浸容器、
44は含浸剤である樹脂、45は含浸容器43内に収め
られる超電導マグネット、46はゲージポート、47は
U字形状の樹脂移送管、49はコンプレッサ、50は真
空容器41を閉じるための蓋、51は樹脂49の入った
樹脂容器、52は樹脂移送管47に取付けられた第1バ
ルブ、53は樹脂容器51と真空容器41とを接続する
配管に取付けられた第2バルブ、54はコンプレッサ4
9と樹脂容器51とを接続する配管に取付けられた第3
バルブである。
【0003】次に、動作について説明する。含浸作業を
行うには、まず第2バルブ53のみ開の状態で真空ポン
プ42を運転して、真空容器41および樹脂容器51を
真空引きし、樹脂容器51内の樹脂44の脱気・脱泡、
および超電導マグネット45の巻線間の排気を行う。続
いて、第2バルブ53を閉じて、第1バルブ52を開い
て、樹脂容器51から樹脂移送管47で樹脂44を含浸
容器43中に移す。樹脂44は超電導マグネット45の
巻線間に浸透していく。
行うには、まず第2バルブ53のみ開の状態で真空ポン
プ42を運転して、真空容器41および樹脂容器51を
真空引きし、樹脂容器51内の樹脂44の脱気・脱泡、
および超電導マグネット45の巻線間の排気を行う。続
いて、第2バルブ53を閉じて、第1バルブ52を開い
て、樹脂容器51から樹脂移送管47で樹脂44を含浸
容器43中に移す。樹脂44は超電導マグネット45の
巻線間に浸透していく。
【0004】次に、加圧工程に入る。加圧時には第2バ
ルブ53を開けて、コンプレッサ49からの圧縮空気
を、樹脂容器51を経由して真空容器41に送り、真空
容器41内を2〜3kgf/cm2 程度の一定圧力に保
持した状態で、超電導マグネット45の巻線間の樹脂4
4を硬化させて含浸の一連の作業が完了となる。
ルブ53を開けて、コンプレッサ49からの圧縮空気
を、樹脂容器51を経由して真空容器41に送り、真空
容器41内を2〜3kgf/cm2 程度の一定圧力に保
持した状態で、超電導マグネット45の巻線間の樹脂4
4を硬化させて含浸の一連の作業が完了となる。
【0005】含浸によって得られる効果は、巻線の超電
導導体のわずかな動きを抑制することである。電流密度
をJ(A/m2 )、超電導導体に垂直に加わる磁界をB
(T)として、液体ヘリウム温度4.2Kにおいてどの
程度の動きまで、抑制せねばならないかを以下に見積っ
てみる。密巻された超電導導体に加わる電磁力が摩擦力
を上まわり、導体がdだけ動いたとすると、超電導導体
は単位体積当たり、BJd(N/m3 )の仕事を受け
る。この仕事が摩擦熱になると考えられるので、超電導
導体の単位体積当たりの熱容量をCp[J/(m3 ・
k)]とすれば、断熱状態下での超電導体の温度上昇Δ
θは Δθ = BJd / Cp(k) で与えられる。超電導導体の大部分が銅として、Cp〜
0.9×103J/(m3 ・K)を用いると、例えばB
=6T、J=2×108 A/m2 、d=1μmとする
と、 ΔQ = 1.33(K) すなわち、超電導導体がわずか1μm動いても、1.3
K温度上昇する。通常の超電導マグネットの温度余裕は
3K以下であり、そのために超電導導体の動きはわずか
2μm程度しか許容されない。
導導体のわずかな動きを抑制することである。電流密度
をJ(A/m2 )、超電導導体に垂直に加わる磁界をB
(T)として、液体ヘリウム温度4.2Kにおいてどの
程度の動きまで、抑制せねばならないかを以下に見積っ
てみる。密巻された超電導導体に加わる電磁力が摩擦力
を上まわり、導体がdだけ動いたとすると、超電導導体
は単位体積当たり、BJd(N/m3 )の仕事を受け
る。この仕事が摩擦熱になると考えられるので、超電導
導体の単位体積当たりの熱容量をCp[J/(m3 ・
k)]とすれば、断熱状態下での超電導体の温度上昇Δ
θは Δθ = BJd / Cp(k) で与えられる。超電導導体の大部分が銅として、Cp〜
0.9×103J/(m3 ・K)を用いると、例えばB
=6T、J=2×108 A/m2 、d=1μmとする
と、 ΔQ = 1.33(K) すなわち、超電導導体がわずか1μm動いても、1.3
K温度上昇する。通常の超電導マグネットの温度余裕は
3K以下であり、そのために超電導導体の動きはわずか
2μm程度しか許容されない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導マグネッ
トの含浸剤含浸装置は以上のように構成されているの
で、真空に対するガスのコンダクタンスが極めて悪く
て、巻線間の排気が十分行なえず、また樹脂44を超電
導マグネット45内へ浸透させる際に、浸透距離の長い
巻線間の深奥部、例えば巻枠8の中心付近や巻線が巻回
されてなる超電導コイルの断面中心付近の樹脂44の含
浸を十分に行うことができなかった。そのため、巻線の
超電導導体の動きを数μm以下に抑制するのは極めて困
難であるなどの課題があった。
トの含浸剤含浸装置は以上のように構成されているの
で、真空に対するガスのコンダクタンスが極めて悪く
て、巻線間の排気が十分行なえず、また樹脂44を超電
導マグネット45内へ浸透させる際に、浸透距離の長い
巻線間の深奥部、例えば巻枠8の中心付近や巻線が巻回
されてなる超電導コイルの断面中心付近の樹脂44の含
浸を十分に行うことができなかった。そのため、巻線の
超電導導体の動きを数μm以下に抑制するのは極めて困
難であるなどの課題があった。
【0007】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、巻線の数μmのオーダーのわず
かな動きを励磁中に抑制でき、クエンチ電流値が高い高
安定な超電導マグネットの製造方法およびその超電導マ
グネットの含浸剤含浸装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、巻線の数μmのオーダーのわず
かな動きを励磁中に抑制でき、クエンチ電流値が高い高
安定な超電導マグネットの製造方法およびその超電導マ
グネットの含浸剤含浸装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
の超電導マグネットの製造方法は、超電導コイルに巻枠
を中心に回転力を与え、回転しながら含浸剤を超電導コ
イル中に含浸したものである。
の超電導マグネットの製造方法は、超電導コイルに巻枠
を中心に回転力を与え、回転しながら含浸剤を超電導コ
イル中に含浸したものである。
【0009】この発明に係る請求項2の超電導マグネッ
トの製造方法は、含浸剤通過孔を有する巻枠に巻線を巻
回してなる超電導コイルに巻枠を中心に回転力を与え、
回転しながら含浸剤を超電導コイルに含浸したものであ
る。
トの製造方法は、含浸剤通過孔を有する巻枠に巻線を巻
回してなる超電導コイルに巻枠を中心に回転力を与え、
回転しながら含浸剤を超電導コイルに含浸したものであ
る。
【0010】この発明に係る請求項3の超電導マグネッ
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動を加えたものである。
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動を加えたものである。
【0011】この発明に係る請求項4の超電導マグネッ
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動を加えながら震動と同方向に
圧縮手段により前記超電導コイルに圧縮力を加えたもの
である。
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動を加えながら震動と同方向に
圧縮手段により前記超電導コイルに圧縮力を加えたもの
である。
【0012】この発明に係る請求項5の超電導マグネッ
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動を加えながら超電導コイルに
含浸剤を含浸させたものである。
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動を加えながら超電導コイルに
含浸剤を含浸させたものである。
【0013】この発明に係る請求項6の超電導マグネッ
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動および圧縮力を加えながら含
浸剤を超電導コイルに含浸させたものである。
トの製造方法は、巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイ
ルに巻枠の軸線方向に震動および圧縮力を加えながら含
浸剤を超電導コイルに含浸させたものである。
【0014】この発明に係る請求項7の超電導マグネッ
トの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内に
設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収納
する含浸容器と、この含浸容器に連結され含浸容器を回
転させる回転手段とを備えたものである。
トの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内に
設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収納
する含浸容器と、この含浸容器に連結され含浸容器を回
転させる回転手段とを備えたものである。
【0015】この発明に係る請求項8の超電導マグネッ
トの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内に
設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収納
する含浸容器と、この含浸容器に連結され含浸容器に巻
枠の軸線方向に震動を加える震動手段とを備えたもので
ある。
トの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内に
設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収納
する含浸容器と、この含浸容器に連結され含浸容器に巻
枠の軸線方向に震動を加える震動手段とを備えたもので
ある。
【0016】この発明に係る請求項9の超電導マグネッ
トの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内に
設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収納
する含浸容器と、超電導マグネットに接続された交流電
源とを備えたものである。
トの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内に
設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収納
する含浸容器と、超電導マグネットに接続された交流電
源とを備えたものである。
【0017】この発明に係る請求項10の超電導マグネ
ットの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内
に設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収
納する含浸容器と、この含浸容器に接続された超音波発
振装置とを備えたものである。
ットの含浸剤含浸装置は、真空容器と、この真空容器内
に設けられ含浸剤が入るとともに超電導マグネットを収
納する含浸容器と、この含浸容器に接続された超音波発
振装置とを備えたものである。
【0018】
【作用】この発明に係る請求項1および請求項2の超電
導マグネットの製造方法においては、超電導マグネット
および含浸剤は遠心力を受けるので、超電導コイルは励
磁中に受けるローレンツ電磁力相当の力を受けた使用状
態の位置に超電導コイルが固定されて含浸される。
導マグネットの製造方法においては、超電導マグネット
および含浸剤は遠心力を受けるので、超電導コイルは励
磁中に受けるローレンツ電磁力相当の力を受けた使用状
態の位置に超電導コイルが固定されて含浸される。
【0019】この発明に係る請求項3ないし請求項6の
製造方法においては、超電導マグネットは軸線方向に加
震されるので、超電導コイルの巻線は局所的に極小のポ
テンシャル位置に配置され、超電導コイルのクエンチ電
流が最初から高くなる。
製造方法においては、超電導マグネットは軸線方向に加
震されるので、超電導コイルの巻線は局所的に極小のポ
テンシャル位置に配置され、超電導コイルのクエンチ電
流が最初から高くなる。
【0020】この発明に係る請求項7の超電導マグネッ
トの含浸剤含浸装置はにおいては、回転手段により超電
導マグネットおよび含浸剤に遠心力を加えるので、超電
導コイルが励磁中に受けるローレンツ電磁力相当の力を
受けた使用状態の位置に超電導コイルを固定して含浸剤
を含浸する。
トの含浸剤含浸装置はにおいては、回転手段により超電
導マグネットおよび含浸剤に遠心力を加えるので、超電
導コイルが励磁中に受けるローレンツ電磁力相当の力を
受けた使用状態の位置に超電導コイルを固定して含浸剤
を含浸する。
【0021】この発明に係る請求項8ないし請求項10
の超電導マグネットの含浸剤含浸装置においては、超電
導マグネットを軸線方向に加震するので、超電導コイル
の巻線を局所的に極小のポテンシャル位置に配置し、超
電導コイルのクエンチ電流が最初から高くなる。
の超電導マグネットの含浸剤含浸装置においては、超電
導マグネットを軸線方向に加震するので、超電導コイル
の巻線を局所的に極小のポテンシャル位置に配置し、超
電導コイルのクエンチ電流が最初から高くなる。
【0022】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、1は回転シャフトで、回転シャフ
ト1の矢印は回転シャフト1の回転方向を示す。2は回
転シャフト1と真空容器41との間に耐真空回転軸受と
して取り付けられた真空軸受、3はモータ4とシャフト
1とを連結するカップリング、5はモータ4を固定する
架台、6は樹脂容器51を蓋50に吊り下げるためのつ
り棒である。43bは超電導マグネット45を包み込む
ように設置された第2含浸容器である。10は装置のお
かれた床面である。
する。図1において、1は回転シャフトで、回転シャフ
ト1の矢印は回転シャフト1の回転方向を示す。2は回
転シャフト1と真空容器41との間に耐真空回転軸受と
して取り付けられた真空軸受、3はモータ4とシャフト
1とを連結するカップリング、5はモータ4を固定する
架台、6は樹脂容器51を蓋50に吊り下げるためのつ
り棒である。43bは超電導マグネット45を包み込む
ように設置された第2含浸容器である。10は装置のお
かれた床面である。
【0023】図2はこの発明の超電導マグネット45に
樹脂44を含浸させる際の手順を示すフローチャートで
ある。
樹脂44を含浸させる際の手順を示すフローチャートで
ある。
【0024】図3および図4において、7は超電導コイ
ル、8はこの超電導コイル7の巻線が巻回されている巻
枠、9はこの巻枠8を貫通する小孔である。
ル、8はこの超電導コイル7の巻線が巻回されている巻
枠、9はこの巻枠8を貫通する小孔である。
【0025】図1に示す超電導マグネット45の含浸剤
含浸装置を用いて超電導コイル7に樹脂44を含浸させ
る手順を、図2のフローチャートを用いて説明する。含
浸作業を行う前の脱気・脱泡作業は従来技術と同様であ
る。まず真空ポンプ42により、真空容器41と樹脂容
器51とを真空引きし、樹脂容器51内の樹脂44の脱
気・脱泡を行うと共に超電導マグネット45の巻線間の
排気を行う。第2含浸容器43bと超電導マグネット4
5との間には隙間が設けてあるので、巻線間の排気を十
分に行うことができる。
含浸装置を用いて超電導コイル7に樹脂44を含浸させ
る手順を、図2のフローチャートを用いて説明する。含
浸作業を行う前の脱気・脱泡作業は従来技術と同様であ
る。まず真空ポンプ42により、真空容器41と樹脂容
器51とを真空引きし、樹脂容器51内の樹脂44の脱
気・脱泡を行うと共に超電導マグネット45の巻線間の
排気を行う。第2含浸容器43bと超電導マグネット4
5との間には隙間が設けてあるので、巻線間の排気を十
分に行うことができる。
【0026】続いて、この発明特有の操作に入る。回転
シャフト1とともに回転手段を構成するモータ4を回転
させるとモータ4とカップリング3で結合された回転シ
ャフト1が回転し、このシャフト1に固定された第2含
浸容器43bと超電導マグネット45とが回転する。超
電導マグネット45を回転させた状態で、巻線間の追加
排気を行なう。超電導マグネット45の回転により巻線
である超電導導体の位置がわずかに移動するので、巻線
間の隙間の状態が変わり、巻線間の排気は一層十分に行
える。超電導マグネット45の回転を定常回転にした状
態で第1バルブ52を開いて、樹脂容器51に溜めてあ
る樹脂44を超電導マグネット45に送り込む。超電導
マグネット45は回転状態にあるので、超電導コイル7
間に入った樹脂44は遠心力により超電導コイル7の外
方向に押し流されていくが、第2含浸容器43bによっ
て樹脂44の流れはくい止められ、第2含浸容器43b
の内壁までいっぱいに樹脂44をつめる。余分についた
樹脂44は離型剤や離型シートによってマグネット完成
時に容易に除去できる。超電導マグネット45の回転は
定常回転速度を維持し続けており、含浸に必要な樹脂4
4は樹脂容器51から順次追加されていく。樹脂44が
超電導マグネット45内に十分含浸された状態になった
ところで、真空ポンプ42を停止して真空容器41の真
空引きをやめ、第3バルブ54をあけて、コンプレッサ
49から圧縮空気を真空容器41に送り込む。真空容器
1内を一定圧力(2〜3Kg/cm2 )に保持しながら
超電導マグネット45の巻線間の樹脂44を加熱硬化さ
せる。
シャフト1とともに回転手段を構成するモータ4を回転
させるとモータ4とカップリング3で結合された回転シ
ャフト1が回転し、このシャフト1に固定された第2含
浸容器43bと超電導マグネット45とが回転する。超
電導マグネット45を回転させた状態で、巻線間の追加
排気を行なう。超電導マグネット45の回転により巻線
である超電導導体の位置がわずかに移動するので、巻線
間の隙間の状態が変わり、巻線間の排気は一層十分に行
える。超電導マグネット45の回転を定常回転にした状
態で第1バルブ52を開いて、樹脂容器51に溜めてあ
る樹脂44を超電導マグネット45に送り込む。超電導
マグネット45は回転状態にあるので、超電導コイル7
間に入った樹脂44は遠心力により超電導コイル7の外
方向に押し流されていくが、第2含浸容器43bによっ
て樹脂44の流れはくい止められ、第2含浸容器43b
の内壁までいっぱいに樹脂44をつめる。余分についた
樹脂44は離型剤や離型シートによってマグネット完成
時に容易に除去できる。超電導マグネット45の回転は
定常回転速度を維持し続けており、含浸に必要な樹脂4
4は樹脂容器51から順次追加されていく。樹脂44が
超電導マグネット45内に十分含浸された状態になった
ところで、真空ポンプ42を停止して真空容器41の真
空引きをやめ、第3バルブ54をあけて、コンプレッサ
49から圧縮空気を真空容器41に送り込む。真空容器
1内を一定圧力(2〜3Kg/cm2 )に保持しながら
超電導マグネット45の巻線間の樹脂44を加熱硬化さ
せる。
【0027】上記一連の作業中、超電導マグネット45
は一定回転速度で回転し続けている。超電導マグネット
45内の樹脂44が固化したところで真空容器41から
超電導マグネット45を取り出し、超電導マグネット4
5のまわりについた余分な樹脂44を除去する。樹脂4
4を除去したい部分には、含浸作業に入る前に、離型シ
ートや離型剤を塗布しておけばよく、この部分では樹脂
は接着しないので、一連の作業の後に容易に樹脂44を
外すことができる。第2含浸容器43bの内面、超電導
マグネット45の外径側、内径側、上部、下部等超電導
マグネット45の周囲全体などには、離型シートや離型
剤が必要である。
は一定回転速度で回転し続けている。超電導マグネット
45内の樹脂44が固化したところで真空容器41から
超電導マグネット45を取り出し、超電導マグネット4
5のまわりについた余分な樹脂44を除去する。樹脂4
4を除去したい部分には、含浸作業に入る前に、離型シ
ートや離型剤を塗布しておけばよく、この部分では樹脂
は接着しないので、一連の作業の後に容易に樹脂44を
外すことができる。第2含浸容器43bの内面、超電導
マグネット45の外径側、内径側、上部、下部等超電導
マグネット45の周囲全体などには、離型シートや離型
剤が必要である。
【0028】実施例2.上記の実施例では、超電導マグ
ネット45の回転開始を樹脂44の注入前、回転停止を
樹脂44の固化後としたが、超電導マグネット45の回
転は樹脂容器51内の樹脂44の脱気・脱泡後樹脂44
を含浸容器43内に注入した後回転を開始してもよい。
この場合には、超電導マグネット45は最初静止してい
るので、従来の含浸方式と全く同一の状態が初期状態と
なり、この状態に更にこの発明の効果が加えられる。
ネット45の回転開始を樹脂44の注入前、回転停止を
樹脂44の固化後としたが、超電導マグネット45の回
転は樹脂容器51内の樹脂44の脱気・脱泡後樹脂44
を含浸容器43内に注入した後回転を開始してもよい。
この場合には、超電導マグネット45は最初静止してい
るので、従来の含浸方式と全く同一の状態が初期状態と
なり、この状態に更にこの発明の効果が加えられる。
【0029】実施例3.また、上記実施例では、超電導
マグネット45の回転速度は一定としたが、含浸作業途
中において回転速度を変化させてもよい。例えば回転速
度を速くしたり遅くしたり時間的に繰返して変化させる
と、超電導マグネット45を形成する超電導コイルの超
電導導体に加わる遠心力が変化する。そのために、超電
導導体間のすき間の大きさが繰り返して変化するので、
樹脂44がコイルのわずかなすき間にも十分うまく含浸
できる特段の効果がある。
マグネット45の回転速度は一定としたが、含浸作業途
中において回転速度を変化させてもよい。例えば回転速
度を速くしたり遅くしたり時間的に繰返して変化させる
と、超電導マグネット45を形成する超電導コイルの超
電導導体に加わる遠心力が変化する。そのために、超電
導導体間のすき間の大きさが繰り返して変化するので、
樹脂44がコイルのわずかなすき間にも十分うまく含浸
できる特段の効果がある。
【0030】実施例4.また、超電導マグネット45の
種類は何であってもよい。例えば超電導マグネット45
の超電導導体を巻回するときに、5〜40Kg/mm2
程度の高い巻テンションで巻線を巻回するNbTi製な
ど合金系超電導マグネット45でもよいし、巻テンショ
ンをほとんど加えることのできないNb3 Snなどの化
合物系超電導マグネットでもよい。さらに、イットリウ
ム系やビスマス系、タリウム系などの酸化物超電導導体
であってもよい。巻テイションをほとんど加えられない
超電導マグネット45の場合には含浸開始時に超電導コ
イルがゆるんだ状態にあるので、超電導導体が適当な位
置にある。この状態のものをこの発明を用いて、遠心力
によって超電導マグネット45の外径側に巻線である超
電導導体を揃えた状態で含浸すると、超電導マグネット
45が励磁中に受けるローレンツ電磁力を既に受けた状
態に超電導導体が位置しており、励磁中に巻線が微動す
ることがほとんどなく、この発明の効果は極めて大き
い。この場合、含浸作業中の超電導マグネット45の回
転速度は、超電導マグネット45が受けるローレンツ電
磁力と同程度の遠心力を発生させるまでする必要はな
く、わずかな低回転速度でも十分効果がある。
種類は何であってもよい。例えば超電導マグネット45
の超電導導体を巻回するときに、5〜40Kg/mm2
程度の高い巻テンションで巻線を巻回するNbTi製な
ど合金系超電導マグネット45でもよいし、巻テンショ
ンをほとんど加えることのできないNb3 Snなどの化
合物系超電導マグネットでもよい。さらに、イットリウ
ム系やビスマス系、タリウム系などの酸化物超電導導体
であってもよい。巻テイションをほとんど加えられない
超電導マグネット45の場合には含浸開始時に超電導コ
イルがゆるんだ状態にあるので、超電導導体が適当な位
置にある。この状態のものをこの発明を用いて、遠心力
によって超電導マグネット45の外径側に巻線である超
電導導体を揃えた状態で含浸すると、超電導マグネット
45が励磁中に受けるローレンツ電磁力を既に受けた状
態に超電導導体が位置しており、励磁中に巻線が微動す
ることがほとんどなく、この発明の効果は極めて大き
い。この場合、含浸作業中の超電導マグネット45の回
転速度は、超電導マグネット45が受けるローレンツ電
磁力と同程度の遠心力を発生させるまでする必要はな
く、わずかな低回転速度でも十分効果がある。
【0031】実施例5.また、含浸を行う際に超電導マ
グネット45は遠心力を受けているので、超電導コイル
7の内径または中心付近に、超電導コイル7の巻線に直
接通じるような小孔9をつけておくと樹脂44がスムー
ズに流れる。超電導マグネット45は通常ステンレスや
ガラスエポキシ樹脂(GFRP)などの巻枠8上に巻線
されるので、この巻枠8の内径側や中心内面に図3およ
び図4に示すように巻枠8を貫通する小孔9をあけてお
く。これにより樹脂44が小孔9を通ってコイル内の層
間などの隙間に極めて容易に流入できる。この発明では
流入初期の樹脂44の流れは、マグネット45の内径側
から外径側に向うものである。
グネット45は遠心力を受けているので、超電導コイル
7の内径または中心付近に、超電導コイル7の巻線に直
接通じるような小孔9をつけておくと樹脂44がスムー
ズに流れる。超電導マグネット45は通常ステンレスや
ガラスエポキシ樹脂(GFRP)などの巻枠8上に巻線
されるので、この巻枠8の内径側や中心内面に図3およ
び図4に示すように巻枠8を貫通する小孔9をあけてお
く。これにより樹脂44が小孔9を通ってコイル内の層
間などの隙間に極めて容易に流入できる。この発明では
流入初期の樹脂44の流れは、マグネット45の内径側
から外径側に向うものである。
【0032】次に、図1に示す超電導マグネット45の
製造装置の回転速度について説明する。超電導コイル7
の一例を図5に寸法および座標を入れて示す。座標原点
は超電導コイル7の中心である。以下に超電導コイル7
および超電導コイル7の巻線に用いた超電導導体の仕様
を示す。
製造装置の回転速度について説明する。超電導コイル7
の一例を図5に寸法および座標を入れて示す。座標原点
は超電導コイル7の中心である。以下に超電導コイル7
および超電導コイル7の巻線に用いた超電導導体の仕様
を示す。
【0033】超電導コイル仕様 内径2a1 φ 50mm 外径2a2 φ100mm 高さ2b 80mm コイル平均電流密度i 200A/mm2 外部磁界Be 3T(別のマグネットによる
発生磁界)
発生磁界)
【0034】超電導導体仕様 種類 Nb3 Sn導体 断面 0.5mm×1mm(矩形導体) 通電電流 I 143A
【0035】αおよびβを下式のように定義する。以下
の計算には外部磁界Beは含まない
の計算には外部磁界Beは含まない
【0036】α=a2 /a1 β=b/a1
【0037】この超電導コイル7の中心磁界Boは、超
電導工学(電気学会通信教育会著、1988年5月電気
学会発行改訂版)P148によれば、
電導工学(電気学会通信教育会著、1988年5月電気
学会発行改訂版)P148によれば、
【0038】
【数1】
【0039】中心磁界Boに対する超電導コイル7内の
最高磁界Bmの比は、同じく超電導工学によれば、Bm
/Bo=1.4であり、Bm=11.1(T)となる。
超電導導体に加わる磁界が最も強い部分が、超電導特性
を維持(すなわちクエンチさせない)するためには厳し
いので、以下超電導コイル7のBm部分について考察す
る。超電動コイル7内の磁界分布は超電導コイル7内径
側から外径側に向って直線的に低下して、外径よりわず
かに内面側で0になり、超電導コイル7外径上でわずか
に逆符号となる。従って、超電導コイル7内には平均的
にはBm/2が加わっている。従って、超電導コイル7
の半径方向外側(図5中でr方向)に加わる平均的なロ
ーレンツ電磁力FL は、
最高磁界Bmの比は、同じく超電導工学によれば、Bm
/Bo=1.4であり、Bm=11.1(T)となる。
超電導導体に加わる磁界が最も強い部分が、超電導特性
を維持(すなわちクエンチさせない)するためには厳し
いので、以下超電導コイル7のBm部分について考察す
る。超電動コイル7内の磁界分布は超電導コイル7内径
側から外径側に向って直線的に低下して、外径よりわず
かに内面側で0になり、超電導コイル7外径上でわずか
に逆符号となる。従って、超電導コイル7内には平均的
にはBm/2が加わっている。従って、超電導コイル7
の半径方向外側(図5中でr方向)に加わる平均的なロ
ーレンツ電磁力FL は、
【0040】FL = I ×(Bm / 2 + Be) = 143(5.5 + 3) = 1221 N / m
【0041】上記のローレンツ電磁力FL と同等の遠心
力を超電導コイル7最外周で発生させるために必要な遠
心力を求める。遠心力Fmは質量をm、質量mの回転半
径r0 、回転周波数をfとすると
力を超電導コイル7最外周で発生させるために必要な遠
心力を求める。遠心力Fmは質量をm、質量mの回転半
径r0 、回転周波数をfとすると
【0042】Fm = mr0 (2πf)2
【0043】FL =Fmとおいて、コイルの回転周波数
fを求めると、
fを求めると、
【0044】
【数2】
【0045】超電導導体の単位長当りの質量は、導体全
体を銅の密度と仮定すると、
体を銅の密度と仮定すると、
【0046】 m = 0.5 ×10-6 × 1 × 8900 = 0.00445Kg
【0047】遠心力の最も大きいコイルの最外周r0 =
0.1mにおいてfを求める。
0.1mにおいてfを求める。
【0048】
【数3】
【0049】すなわち、モータ4によって、1分間に1
2900回転の回転力を与えれば、ローレンツ電磁力と
同等の遠心力が与えられる。但し、FL =Fmではな
く、FL >Fmの場合にも、効果がわずかに減少する
が、上記と同様の作用がある。すなわち、本発明の効果
は、FL =Fmの場合は当然のことながら、この値を中
心とした広い範囲に及んでいるといえる。
2900回転の回転力を与えれば、ローレンツ電磁力と
同等の遠心力が与えられる。但し、FL =Fmではな
く、FL >Fmの場合にも、効果がわずかに減少する
が、上記と同様の作用がある。すなわち、本発明の効果
は、FL =Fmの場合は当然のことながら、この値を中
心とした広い範囲に及んでいるといえる。
【0050】実施例6.次に、震動方式に関する一連の
発明について、図6〜図8を用いて説明する。図6にお
いて、11はモータ4の軸受側に取り付けられた偏心ピ
ン、12は両端を偏心ピン11とシャフト受け13とに
よって連結されたクランクシャフト、14は超電導マグ
ネット45をボルトナット17によって固定する台座、
15は超電導マグネット45を引張り上げるウエイトバ
ランスバネ、16はシャフト受け13のガイド、17は
超電導マグネット45を台座14に固定するボルトナッ
トである。
発明について、図6〜図8を用いて説明する。図6にお
いて、11はモータ4の軸受側に取り付けられた偏心ピ
ン、12は両端を偏心ピン11とシャフト受け13とに
よって連結されたクランクシャフト、14は超電導マグ
ネット45をボルトナット17によって固定する台座、
15は超電導マグネット45を引張り上げるウエイトバ
ランスバネ、16はシャフト受け13のガイド、17は
超電導マグネット45を台座14に固定するボルトナッ
トである。
【0051】上記実施例では、偏心ピン11、クランク
シャフト12とともに震動手段を構成するモータ4を回
転させると、偏心ピン11の作用でクランクシャフト1
2が上下に動き、ガイド16内のシャフト受け13が上
下震動するので、このシャフト受け13と一体の台座1
4と、ボルトナット17によって台座に固定された超電
導マグネット45は激しく上下に震動する。超電導マグ
ネット45のものは、数10〜数100Kgの重量物で
あるので、ウエイトバランスバネ15により上方に吊り
上げる力を加えておき、わずかに下方に重量が加わって
いる状態を保っておく。モータ4の回転により、超電導
マグネット45の超電導コイル7は上下に激しく揺すら
れて、超電導コイル7の巻線位置がポテンシャルの最も
低い位置に落ちついていく。
シャフト12とともに震動手段を構成するモータ4を回
転させると、偏心ピン11の作用でクランクシャフト1
2が上下に動き、ガイド16内のシャフト受け13が上
下震動するので、このシャフト受け13と一体の台座1
4と、ボルトナット17によって台座に固定された超電
導マグネット45は激しく上下に震動する。超電導マグ
ネット45のものは、数10〜数100Kgの重量物で
あるので、ウエイトバランスバネ15により上方に吊り
上げる力を加えておき、わずかに下方に重量が加わって
いる状態を保っておく。モータ4の回転により、超電導
マグネット45の超電導コイル7は上下に激しく揺すら
れて、超電導コイル7の巻線位置がポテンシャルの最も
低い位置に落ちついていく。
【0052】実施例7.図7において、25は超電導マ
グネット45の上下両面に取り付けられた一対のマグネ
ット固定台、26は上下のマグネット固定台25を連結
し、シャフト受け13に連結するための固定ボルトナッ
ト、27はマグネット固定台25の下部に設置され超電
導マグネット45を水平方向に移動するためのローラで
ある。実施例6では超電導マグネット45を上下に震動
させたが、このものの場合には、モータ4の回転によ
り、マグネット固定台25に固定されたマグネット45
はローラ27によって摺動台28上を水平往復運動す
る。
グネット45の上下両面に取り付けられた一対のマグネ
ット固定台、26は上下のマグネット固定台25を連結
し、シャフト受け13に連結するための固定ボルトナッ
ト、27はマグネット固定台25の下部に設置され超電
導マグネット45を水平方向に移動するためのローラで
ある。実施例6では超電導マグネット45を上下に震動
させたが、このものの場合には、モータ4の回転によ
り、マグネット固定台25に固定されたマグネット45
はローラ27によって摺動台28上を水平往復運動す
る。
【0053】実施例8.図8において、31a、31b
は各々外プレス枠および内プレス枠であり、巻枠のない
超電導マグネット45を囲むように取り付けられてい
る。32は内プレス枠31bの上部に切られた雄ネジに
螺着されたネジリングであり、バネ33とこのバネ33
が取り付けられたバネ台34とは、このバネリング32
と外プレス枠31aとの間に挟み込まれている。
は各々外プレス枠および内プレス枠であり、巻枠のない
超電導マグネット45を囲むように取り付けられてい
る。32は内プレス枠31bの上部に切られた雄ネジに
螺着されたネジリングであり、バネ33とこのバネ33
が取り付けられたバネ台34とは、このバネリング32
と外プレス枠31aとの間に挟み込まれている。
【0054】図8に示す実施例は、超電導マグネット4
5の巻枠8の構造が、外プレス枠引31aと、内プレス
枠引31bとに分割され、クランクシャフト12の動き
によるマグネット45の上下加震中に、超電導マグネッ
ト45を主軸方向に圧縮する圧縮手段として、バネ33
により強力な圧力で超電導マグネット45を圧縮したも
のである。震動中の超電導導体の安定配位への動きによ
り、超電導マグネット45の軸方向の寸法は徐々に短く
なってきている。プレス枠を2つに分けたことによりこ
の寸法短縮を容易に吸収できる。他の構造は、図6と同
一である。
5の巻枠8の構造が、外プレス枠引31aと、内プレス
枠引31bとに分割され、クランクシャフト12の動き
によるマグネット45の上下加震中に、超電導マグネッ
ト45を主軸方向に圧縮する圧縮手段として、バネ33
により強力な圧力で超電導マグネット45を圧縮したも
のである。震動中の超電導導体の安定配位への動きによ
り、超電導マグネット45の軸方向の寸法は徐々に短く
なってきている。プレス枠を2つに分けたことによりこ
の寸法短縮を容易に吸収できる。他の構造は、図6と同
一である。
【0055】図9は超電導導体を用いて全く同一形状の
2個の超電導マグネット45を製作し、巻線の巻テンシ
ョンのみを変えた場合のクエンチ電流の違いを示す図で
ある。白丸は巻線の巻テンションが4Kg/mm2 の場
合、黒丸は同じく20kg/mm2 の場合である。図9
のデータは液体ヘリウムで4.2kに冷却され超電導状
態になっている2個の超電導コイル7に電流を通電し
て、超電導状態が破れるクエンチ電流Iqを実測したと
きの値である。まず、巻線の巻テンション4Kg/mm
2 と低いテンションで巻かれた超電導マグネットは、1
回目の試験ではわずか700A位の通電電流でクエンチ
して超電導が破れた。しかし、試験回数が進むにつれク
エンチ電流が急激に増大し、超電導マグネット45の超
電導特性が改善されている。これに対して、巻テンショ
ンが20Kg/mm2 と高いテンションで巻かれている
マグネットの方は、第1回目の試験からクエンチ電流が
840Aと高く、その後クエンチ試験回数が増しても、
クエンチ電流はあまり増加しない。
2個の超電導マグネット45を製作し、巻線の巻テンシ
ョンのみを変えた場合のクエンチ電流の違いを示す図で
ある。白丸は巻線の巻テンションが4Kg/mm2 の場
合、黒丸は同じく20kg/mm2 の場合である。図9
のデータは液体ヘリウムで4.2kに冷却され超電導状
態になっている2個の超電導コイル7に電流を通電し
て、超電導状態が破れるクエンチ電流Iqを実測したと
きの値である。まず、巻線の巻テンション4Kg/mm
2 と低いテンションで巻かれた超電導マグネットは、1
回目の試験ではわずか700A位の通電電流でクエンチ
して超電導が破れた。しかし、試験回数が進むにつれク
エンチ電流が急激に増大し、超電導マグネット45の超
電導特性が改善されている。これに対して、巻テンショ
ンが20Kg/mm2 と高いテンションで巻かれている
マグネットの方は、第1回目の試験からクエンチ電流が
840Aと高く、その後クエンチ試験回数が増しても、
クエンチ電流はあまり増加しない。
【0056】クエンチ電流が励磁回数と共に増大するの
はトレーニング効果といい、以下のように説明できる。
超電導マグネット45を励磁すると、超電導導体の固定
の最も弱い所で導体が数μm以上動いて超電導マグネッ
ト45が局所的に温度上昇しクエンチする。その後は超
電導導体20の位置が落ちつきやすい所に落ち着くので
この部分の弱点は解消される。次に励磁すると、クエン
チ電流は上昇し、二番目の弱点の所で線が動きクエンチ
する。すると、この部分の弱点も解消されるので、3回
目の励磁では更にクエンチ電流が上昇する。このよう
に、トレーニングすることによって、超電導マグネット
45の運転電流を定格値にもっていくことができる。適
切に設計製作された超電導マグネット45ではトレーニ
ング効果は超電導マグネット45を常温に戻して再冷却
してもその効果は残っている。
はトレーニング効果といい、以下のように説明できる。
超電導マグネット45を励磁すると、超電導導体の固定
の最も弱い所で導体が数μm以上動いて超電導マグネッ
ト45が局所的に温度上昇しクエンチする。その後は超
電導導体20の位置が落ちつきやすい所に落ち着くので
この部分の弱点は解消される。次に励磁すると、クエン
チ電流は上昇し、二番目の弱点の所で線が動きクエンチ
する。すると、この部分の弱点も解消されるので、3回
目の励磁では更にクエンチ電流が上昇する。このよう
に、トレーニングすることによって、超電導マグネット
45の運転電流を定格値にもっていくことができる。適
切に設計製作された超電導マグネット45ではトレーニ
ング効果は超電導マグネット45を常温に戻して再冷却
してもその効果は残っている。
【0057】巻テンションが低い超電導マグネット45
の場合には、超電導導体20はわずかな電磁力でも動き
易い。すなわち、摩擦力により平衡ではあるが、不安定
な位置にある超電導導体がポテンシャル最小の安定な位
置にクエンチによって移動するのである。図9の実験結
果の更に着目すべき点は、巻テンションが低いマグネッ
トの方が最終的なクエンチ電流が高いことである。すな
わち、トレーニング効果によって超電導導体20を大き
く移動させた方がクエンチ電流が上昇する。巻テンショ
ンが高い場合には、超電導導体20の受ける摩擦力が大
きいため、最適配位になるまでに数多くのクエンチが必
要であるが、現実的には数多くの試験はできないので、
最適配置まで至らずに試験をやめることになってしま
う。
の場合には、超電導導体20はわずかな電磁力でも動き
易い。すなわち、摩擦力により平衡ではあるが、不安定
な位置にある超電導導体がポテンシャル最小の安定な位
置にクエンチによって移動するのである。図9の実験結
果の更に着目すべき点は、巻テンションが低いマグネッ
トの方が最終的なクエンチ電流が高いことである。すな
わち、トレーニング効果によって超電導導体20を大き
く移動させた方がクエンチ電流が上昇する。巻テンショ
ンが高い場合には、超電導導体20の受ける摩擦力が大
きいため、最適配位になるまでに数多くのクエンチが必
要であるが、現実的には数多くの試験はできないので、
最適配置まで至らずに試験をやめることになってしま
う。
【0058】図10はトレーニング効果の説明図であ
り、20は枠8に巻回されている円形断面の超電導導
体、Lはローレンツ電磁力のベクトル、nは巻テンショ
ンベクトルFであり、このベクトルの巻枠8に接する面
に対する接線成分FH と法線成分FV である。また図中
のPは、超電導導体20が巻枠8に接する面を表わして
いる。
り、20は枠8に巻回されている円形断面の超電導導
体、Lはローレンツ電磁力のベクトル、nは巻テンショ
ンベクトルFであり、このベクトルの巻枠8に接する面
に対する接線成分FH と法線成分FV である。また図中
のPは、超電導導体20が巻枠8に接する面を表わして
いる。
【0059】図10では巻枠8上に巻かれた超電導導体
20を1本だけ示している。最初、導体は点Pで巻枠8
と接している。巻枠8の表面には制作上の誤差により数
μm程度以上のうねりがあり、P点では巻枠8のうねり
の山と超電導導体20の中心下面とが接しており、両者
は平衡状態にある。超電導マグネット45を励磁すると
超電導導体20に電流が流れ、超電導マグネット45の
対称中心面以外では、超電導マグネット45の発生する
磁界の磁力線が傾いているので、ローレンツ電磁力は径
方向外向きにFL1、軸方向中心向きの圧縮方向にFL2が
働く。FL2の大きさがP点の静止摩擦力以上になると超
電導導体20はFL2により横方向に移動する。今、FL2
のために微小変位dだけ移動して点Pで接するようにな
ったとすると、巻枠8の表面がななめになっているため
巻テンションベクトルnは巻枠8の面方向にFH なる力
を受けている。そのためP点においてはFH とFL2が働
き、この両者の和が静止摩擦力よりも大きければ、超電
導導体20は、S点までいっきに移動して最小ポテンシ
ャルの低い安定した状態に達する。S点から更にS′点
に移動しようとしても、導体20を元の位置に押し戻す
方向に力FH が作用して安定配位となる。超電導マグネ
ットに軸線方向に加震させた場合にも、超電導導体20
は上記トレーニング効果と同じ挙動を示し、超電導導体
20は安定位置に配置される。
20を1本だけ示している。最初、導体は点Pで巻枠8
と接している。巻枠8の表面には制作上の誤差により数
μm程度以上のうねりがあり、P点では巻枠8のうねり
の山と超電導導体20の中心下面とが接しており、両者
は平衡状態にある。超電導マグネット45を励磁すると
超電導導体20に電流が流れ、超電導マグネット45の
対称中心面以外では、超電導マグネット45の発生する
磁界の磁力線が傾いているので、ローレンツ電磁力は径
方向外向きにFL1、軸方向中心向きの圧縮方向にFL2が
働く。FL2の大きさがP点の静止摩擦力以上になると超
電導導体20はFL2により横方向に移動する。今、FL2
のために微小変位dだけ移動して点Pで接するようにな
ったとすると、巻枠8の表面がななめになっているため
巻テンションベクトルnは巻枠8の面方向にFH なる力
を受けている。そのためP点においてはFH とFL2が働
き、この両者の和が静止摩擦力よりも大きければ、超電
導導体20は、S点までいっきに移動して最小ポテンシ
ャルの低い安定した状態に達する。S点から更にS′点
に移動しようとしても、導体20を元の位置に押し戻す
方向に力FH が作用して安定配位となる。超電導マグネ
ットに軸線方向に加震させた場合にも、超電導導体20
は上記トレーニング効果と同じ挙動を示し、超電導導体
20は安定位置に配置される。
【0060】実施例9.図11に示す実施例は、震動含
浸方式の超電導マグネット45の製造装置である。図1
1において35は上,下に伸縮自在のベローズであり、
その他の符号は既に説明された実施例と同一である。
浸方式の超電導マグネット45の製造装置である。図1
1において35は上,下に伸縮自在のベローズであり、
その他の符号は既に説明された実施例と同一である。
【0061】基本操作は図1に示した回転含浸方式と同
一である。図12のフローチャート図を用いて動作を説
明すると超電導マグネット45および真空容器、樹脂容
器の脱気・脱泡後、モータ4を駆動して超電導マグネッ
ト45の上下加震を開始する。加震が定常状態になった
ところで、第1バルブ52を開いて樹脂44を超電導マ
グネット45に注入する。この間超電導マグネット45
は加震され続けている。樹脂44の注入完了後にコンプ
レッサ49より加圧する操作は図1と同様である。十分
加圧ができた時点でモータ4を停止し加震を止める。こ
の状態で超電導マグネット45内の樹脂44の固化を行
う。固化が十分行われたあとの操作も図1と同じであ
る。
一である。図12のフローチャート図を用いて動作を説
明すると超電導マグネット45および真空容器、樹脂容
器の脱気・脱泡後、モータ4を駆動して超電導マグネッ
ト45の上下加震を開始する。加震が定常状態になった
ところで、第1バルブ52を開いて樹脂44を超電導マ
グネット45に注入する。この間超電導マグネット45
は加震され続けている。樹脂44の注入完了後にコンプ
レッサ49より加圧する操作は図1と同様である。十分
加圧ができた時点でモータ4を停止し加震を止める。こ
の状態で超電導マグネット45内の樹脂44の固化を行
う。固化が十分行われたあとの操作も図1と同じであ
る。
【0062】この樹脂44注入中の加震動作により超電
導導体が震動し超電導マグネット45の巻線間の狭い隙
間内に樹脂44がスムーズに流れこみ、従来数μm程度
の小さな隙間には詰められなかった樹脂44は、一様に
くまなく注入できた。すなわち、超電導マグネット45
がこすれ合いながらわずかに揺れ動く摺動作用により、
極めて小さな隙間やくぼみにも樹脂44がゆきわたった
といえる。
導導体が震動し超電導マグネット45の巻線間の狭い隙
間内に樹脂44がスムーズに流れこみ、従来数μm程度
の小さな隙間には詰められなかった樹脂44は、一様に
くまなく注入できた。すなわち、超電導マグネット45
がこすれ合いながらわずかに揺れ動く摺動作用により、
極めて小さな隙間やくぼみにも樹脂44がゆきわたった
といえる。
【0063】実施例10.上記の実施例では超電導マグ
ネット45の震動のために、モータ4などの機械的な装
置を用いたが、図13に示すような超電導マグネット4
5とリード37により接続された交流電源36を用いて
もよい。交流電源36は10〜1000Hz程度の電源
であり、マグネット45の含浸中に電源から交流電流が
通電されている。電流が交流のため超電導導体20に加
わるローレンツ電磁力FL1,FL2が時間的に変化して、
超電導コイル7の超電導導体20の伸びが時間的に変化
するので、あたかも超電導コイル7を震動させているこ
とと同等の効果がある。
ネット45の震動のために、モータ4などの機械的な装
置を用いたが、図13に示すような超電導マグネット4
5とリード37により接続された交流電源36を用いて
もよい。交流電源36は10〜1000Hz程度の電源
であり、マグネット45の含浸中に電源から交流電流が
通電されている。電流が交流のため超電導導体20に加
わるローレンツ電磁力FL1,FL2が時間的に変化して、
超電導コイル7の超電導導体20の伸びが時間的に変化
するので、あたかも超電導コイル7を震動させているこ
とと同等の効果がある。
【0064】実施例11.更に、図14に示すように、
超電源発振装置38に電気的に接続された超音波槽39
の中に超電導マグネット45を入れて樹脂含浸してもよ
い。超音波震動により、コイル層間のわずかなすき間に
も十分樹脂に浸透してゆき、堅固な樹脂含浸が達成でき
た。
超電源発振装置38に電気的に接続された超音波槽39
の中に超電導マグネット45を入れて樹脂含浸してもよ
い。超音波震動により、コイル層間のわずかなすき間に
も十分樹脂に浸透してゆき、堅固な樹脂含浸が達成でき
た。
【0065】ここで説明した震動含浸法は、遠心力など
が加わることはないので、ソレノイド形状ではなく例え
ばレーストラック形状、あるいはレーストラック全体が
ある曲率で曲げられたものなど、遠心力が加わった場合
にはコイル形状が変形してしまう恐れのある複雑な形状
のコイルに適用できる特筆すべき点がある。
が加わることはないので、ソレノイド形状ではなく例え
ばレーストラック形状、あるいはレーストラック全体が
ある曲率で曲げられたものなど、遠心力が加わった場合
にはコイル形状が変形してしまう恐れのある複雑な形状
のコイルに適用できる特筆すべき点がある。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、超電導マグネットを回転させながら含浸することに
より、超電導コイルのローレンツ電磁力があらかじめ加
わった状態の位置に超電導コイルの超電導導体を固定し
て含浸できるので、コイル励磁によってローレンツ電磁
力を受けた際に含浸剤との間に余分な応力が加わらな
い。
ば、超電導マグネットを回転させながら含浸することに
より、超電導コイルのローレンツ電磁力があらかじめ加
わった状態の位置に超電導コイルの超電導導体を固定し
て含浸できるので、コイル励磁によってローレンツ電磁
力を受けた際に含浸剤との間に余分な応力が加わらな
い。
【0067】また、含浸剤が遠心力で圧迫されるので、
含浸剤中の脱気・脱泡が十分行えると共に、遠心力の作
用により、含浸剤が巻線間のすみずみまで十分浸透でき
る。
含浸剤中の脱気・脱泡が十分行えると共に、遠心力の作
用により、含浸剤が巻線間のすみずみまで十分浸透でき
る。
【0068】また、巻枠におけた小穴を樹脂が通過でき
るので、巻線間に含浸剤が入りこめないデッドスペース
を皆無にできる。
るので、巻線間に含浸剤が入りこめないデッドスペース
を皆無にできる。
【0069】また、超電導マグネットを加震することに
より、超電導導体が、位置ポテンシャルが局所的に極小
の位置に配置されるので、トレーニングがほとんどなく
励磁初回からクエンチ電流が高く、励磁回数を多くとる
ことによる試験費用の増大することがない。
より、超電導導体が、位置ポテンシャルが局所的に極小
の位置に配置されるので、トレーニングがほとんどなく
励磁初回からクエンチ電流が高く、励磁回数を多くとる
ことによる試験費用の増大することがない。
【0070】また、加震中に樹脂含浸できるので、クエ
ンチ電流が極めて高い超電導マグネットが得られる。
ンチ電流が極めて高い超電導マグネットが得られる。
【0071】また、加浸中に巻枠を通してコイル部に圧
力を加えることができ、位置ポテンシャルが極所的に極
小配置となると共に、超電導マグネットの軸線方向の圧
力により超電導導体を十分固定できたクエンチ電流の高
い超電導マグネットを得ることができる。
力を加えることができ、位置ポテンシャルが極所的に極
小配置となると共に、超電導マグネットの軸線方向の圧
力により超電導導体を十分固定できたクエンチ電流の高
い超電導マグネットを得ることができる。
【0072】また、加震中に含浸剤を含浸できるので、
クエンチ電流が極めて高い超電導マグネットが得られ
る。
クエンチ電流が極めて高い超電導マグネットが得られ
る。
【図1】この発明の一実施例による超電導マグネットの
含浸剤含浸装置の構成図である。
含浸剤含浸装置の構成図である。
【図2】この発明の超電導マグネットの製造のフローチ
ャート図である。
ャート図である。
【図3】この発明の超電導マグネットの斜視図である。
【図4】図3の超電導マグネットの側断面図である。
【図5】この発明の定量解析のためのモデル超電導マグ
ネットの断面側面図である。
ネットの断面側面図である。
【図6】この発明の一実施例による超電導マグネットの
加震装置の構成図である。
加震装置の構成図である。
【図7】この発明の他の実施例による超電導マグネット
の加震装置の構成図である。
の加震装置の構成図である。
【図8】この発明のさらに他の実施例による超電導マグ
ネットの加震装置の構成図である。
ネットの加震装置の構成図である。
【図9】試験回数とクエンチ電流の関係を示す図であ
る。
る。
【図10】トレーニング効果を説明するための、要部拡
大断面図である。
大断面図である。
【図11】この発明の他の実施例による超電導マグネッ
トの含浸剤含浸装置を示す構成図である。
トの含浸剤含浸装置を示す構成図である。
【図12】図11の超電導マグネットの含浸剤含浸装置
を用いて超電導マグネットに樹脂を含浸する手順を示す
フローチャート図である。
を用いて超電導マグネットに樹脂を含浸する手順を示す
フローチャート図である。
【図13】この発明のさらに他の実施例による超電導マ
グネットの含浸剤含浸装置を示す構成図である。
グネットの含浸剤含浸装置を示す構成図である。
【図14】この発明の他の実施例による超電導マグネッ
トの含浸剤含浸装置を示す構成図である。
トの含浸剤含浸装置を示す構成図である。
【図15】従来の超電導マグネットの含浸剤含浸装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
1 回転シャフト 2 真空軸受 3 カップリング 4 モータ 9 小孔 11 偏心ピン 12 クランクシャフト 13 シャフト受け 31a 外プレス枠 31b 内プレス枠 36 交流電源 38 超音波発振装置 41 真空容器 43b 第2含浸容器 45 超電導マグネット
Claims (10)
- 【請求項1】 巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイル
に前記巻枠を中心に回転力を与え、回転しながら含浸剤
を前記超電導コイル中に含浸したことを特徴とする超電
導マグネットの製造方法。 - 【請求項2】 含浸剤通過孔を有する巻枠に巻線を巻回
してなる超電導コイルに前記巻枠を中心に回転力を与
え、回転しながら含浸剤を前記超電導コイル中に含浸し
たことを特徴とする超電導マグネットの製造方法。 - 【請求項3】 巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイル
に前記巻枠の軸線方向に震動を加えたことを特徴とする
超電導マグネットの製造方法。 - 【請求項4】 巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイル
に前記巻枠の軸線方向に震動を加えながら震動と同方向
に圧縮手段により前記超電導コイルに圧縮力を加えたこ
とを特徴とする超電導マグネットの製造方法。 - 【請求項5】 巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイル
に前記巻枠の軸線方向に震動を加えながら前記超電導コ
イルに含浸剤を含浸させたことを特徴とする超電導マグ
ネットの製造方法。 - 【請求項6】 巻枠に巻線を巻回してなる超電導コイル
に前記巻枠の軸線方向に震動および圧縮力を加えながら
含浸剤を前記超電導コイルに含浸をさせたことを特徴と
する超電導マグネットの製造方法。 - 【請求項7】 真空容器と、この真空容器内に設けられ
含浸剤が入るとともに巻枠に巻線を巻回してなる超電導
マグネットを収納する含浸容器と、この含浸容器に連結
され含浸容器を回転させる回転手段とを備え、前記回転
手段により前記含浸容器を回転させ前記超電導マグネッ
トに遠心力を加え、この状態で含浸剤を含浸させるよう
になっていることを特徴とする超電導マグネットの含浸
剤含浸装置。 - 【請求項8】 真空容器と、この真空容器内に設けられ
含浸剤が入るとともに巻枠に巻線を巻回してなる超電導
マグネットを収納する含浸容器と、この含浸容器に連結
され含浸容器に前記巻枠の軸線方向に震動を加える震動
手段とを備え、前記震動手段により前記含浸容器内の前
記超電導マグネットに電動を加え、この状態で含浸剤を
含浸させるようになっていることを特徴とする超電導マ
グネットの含浸剤含浸装置。 - 【請求項9】 真空容器と、この真空容器内に設けられ
含浸剤が入るとともに巻枠に巻線を巻回してなる超電導
マグネットを収納する含浸容器と、前記超電導マグネッ
トに接続された交流電源とを備え、前記超電導マグネッ
トを含浸剤で浸漬した状態で前記交流電源からの交流電
流を前記超電導マグネットに流し超電導マグネットに含
浸剤を含浸させるようになっていることを特徴とする超
電導マグネットの含浸剤含浸装置。 - 【請求項10】 真空容器と、この真空容器内に設けら
れ含浸剤が入るとともに巻枠に巻線を巻回してなる超電
導マグネットを収納する含浸容器と、この含浸容器に接
続された超音波発振装置とを備え、前記超電導マグネッ
トを含浸剤で浸漬した状態で前記超音波発振装置を作動
させ前記超電導マグネットを加震させ、この状態で超電
導マグネットに含浸剤を含浸させるようになっているこ
とを特徴とする超電導マグネットの含浸剤含浸装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31484791A JPH05152118A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 超電導マグネツトの製造方法および超電導マグネツトの含浸剤含浸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31484791A JPH05152118A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 超電導マグネツトの製造方法および超電導マグネツトの含浸剤含浸装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05152118A true JPH05152118A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18058327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31484791A Pending JPH05152118A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 超電導マグネツトの製造方法および超電導マグネツトの含浸剤含浸装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05152118A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008016659A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Hitachi Ltd | 永久電流スイッチ、その製造装置及び方法 |
JP2008060290A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | 超伝導コイルの樹脂含浸方法 |
WO2011102513A1 (ja) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 超電導コイルの含浸方法 |
KR101373579B1 (ko) * | 2012-07-05 | 2014-03-12 | 고려대학교 산학협력단 | 레이스트랙형 초전도 코일의 에폭시 함침 장치 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP31484791A patent/JPH05152118A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008016659A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Hitachi Ltd | 永久電流スイッチ、その製造装置及び方法 |
JP2008060290A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | 超伝導コイルの樹脂含浸方法 |
WO2011102513A1 (ja) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 超電導コイルの含浸方法 |
KR101373579B1 (ko) * | 2012-07-05 | 2014-03-12 | 고려대학교 산학협력단 | 레이스트랙형 초전도 코일의 에폭시 함침 장치 |
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