JPH09106908A - 超電導コイルおよびその製造方法 - Google Patents

超電導コイルおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH09106908A
JPH09106908A JP26450395A JP26450395A JPH09106908A JP H09106908 A JPH09106908 A JP H09106908A JP 26450395 A JP26450395 A JP 26450395A JP 26450395 A JP26450395 A JP 26450395A JP H09106908 A JPH09106908 A JP H09106908A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
coil
thermosetting resin
superconducting wire
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26450395A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Koto
博 古東
Kenji Kodama
健二 児玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP26450395A priority Critical patent/JPH09106908A/ja
Publication of JPH09106908A publication Critical patent/JPH09106908A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coil Winding Methods And Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の超電導コイルでは、クエンチ発生を防止
するための中空金属管を設けた場合に、コイル寸法が大
型化してしまうという欠点があった。 【解決手段】超電導線材1を巻回してなる超電導コイル
において、前記超電導線材1の周囲に硝子繊維からなる
絶縁層2を設け、前記超電導線材1が該絶縁層1中に含
浸硬化した熱硬化性樹脂により互いに固着され、かつ、
前記絶縁層間に囲まれる空間6を有し該空間を冷媒が貫
流するようにした超電導コイル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クエンチ現象の発
生を防止しつつコイル全体のコンパクト化を図ることを
可能とした超電導コイルおよびその製法に関する。
【0002】
【従来の技術】超電導コイルにおいては、超電導状態に
なっている線材の一部が何らかの原因で常電導状態に変
わり、そこに抵抗が生じてジュール熱が発生し、次いで
回りの超電導線にも常電導転移を起こさせて発熱部分が
広がって行くというクエンチ現象が発生する場合があ
る。
【0003】常電導部発生の原因はフラックス・ジャン
プ(超電導材料の中での磁束線の瞬間的な移動)やワイ
ヤ・ムーブメント(超電導線そのものがコイルの巻線の
中で急に動くこと)などによる発熱であると考えられて
いる。この発熱をすぐ取り除くことができれば超電導線
の温度上昇に到らず、クエンチを防止できる。そこで、
クエンチ発生を防止するために、超電導線を冷却した
り、樹脂を超電導線間に含浸し硬化させて線材の動きを
妨げる対策がなされている。例えば、実開平2−583
07号公報には、図2に示されるように、熱硬化性樹脂
10を超電導線材11間に含浸し硬化させ、かつ超電導
線材11間に冷媒が貫流するコイル冷却用の中空金属管
12を巻き込ませたソレノイド型超電導コイルが開示さ
れている。この超電導コイルでは、熱硬化性樹脂10の
含浸硬化により超電導線材11が巻枠13内で固定され
て線材の動きが抑制され、中空金属管12の冷却作用に
より線材からの発熱が除去され得る。
【0004】また、実開平2−60205号公報には、
超電導線間の谷部に熱伝導性の良好な線材を挿入して硬
化性樹脂により固化した超電導コイルが示されており、
その熱伝導性の良好な線材によって熱放出するようにし
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超電導コイルによると、前記のものにあっては、クエン
チ発生防止のために超電導線材間に超電導体ではない該
線材とほぼ同一径を有する中空金属管を巻き込むことか
ら、(冷却用中空金属管のない超電導コイルで得られ
る)所定の磁場強度を得るためにはコイル寸法を大きく
しなければならないという問題が生じる。
【0006】また、中空金属管は中実の超電導線材と比
較して明らかに変形しやすく、もし変形した場合、中空
金属管の上に巻き付ける超電導線材の巻線ピッチが乱
れ、超電導線材の整列巻が困難になるという問題があ
る。更に、後者のものにあっては、熱伝導性の良好な線
材の巻き付け作業が煩雑になり、また、熱伝導性の良好
な線材は電気導体であるため、超電導コイルの絶縁不良
を内在する。
【0007】従って、本発明の目的はコイル寸法の大型
化を抑え、巻線ピッチの乱れが生じなく、コイル製作が
容易であり、絶縁不良の危険性を内在せずに優れた冷却
効果を有した超電導コイルおよびその製造方法を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされたものであり、クエンチ現象の発生を防止し
つつコイル全体のコンパクト化を図るため、超電導線材
を巻回してなる超電導コイルにおいて、前記超電導線材
は、超電導導体と、この超電導導体の外周に設けられ、
熱硬化性樹脂を含浸固化された硝子繊維被覆の絶縁体よ
り構成され、前記超電導線材は、隣接する前記超電導線
材と前記熱硬化性樹脂によって一体化し、かつ、その間
に形成される谷部に冷媒が貫流する空間を提供する構成
を有することを特徴とする超電導コイルを提供するもの
である。
【0009】また、本発明は、超電導線材を巻回してな
る超電導コイルの製造方法において、前記超電導線材の
周囲に硝子繊維からなる絶縁層を設けた超電導コイル予
備体を熱硬化性樹脂浴に浸漬して前記硝子繊維に熱硬化
性樹脂を含浸し、前記超電導コイル予備体を前記熱硬化
性樹脂浴から引き上げて前記熱硬化性樹脂の硬化温度以
下で該樹脂が滴下しうる雰囲気温度に放置し、前記熱硬
化性樹脂の滴下が終了した時点で前記熱硬化性樹脂の硬
化温度まで雰囲気温度を上昇させて前記熱硬化性樹脂を
硬化させることを特徴とする超電導コイルの製造方法を
提供するものである。
【0010】超電導線材を冷却する手段としての中空金
属管が介在しないことから、相対的にコイル全体の電流
密度は高くなる。ゆえに、コイル全体のサイズが従来の
中空金属管を有する超電導コイルと比べてコンパクトに
なる。また、各超電導線材は該線材の周囲に設けた硝子
繊維からなる絶縁層に含浸した熱硬化性樹脂により隣り
合う超電導線材と固着され強固に位置固定がなされると
共に、超電導線材間に形成される空間に冷媒を貫流する
ことにより超電導線材の一部で発生した発熱が速やかに
除去され、クエンチ現象の発生が防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の超電導コイルの実
施の形態を説明する。この超電導コイルは、図1に示さ
れるように、(NbTi)3 Snからなる超電導線材1
と、超電導線材1の回りに硝子繊維層を被覆し高温硬化
型の熱硬化性樹脂3を含浸・硬化した絶縁層2と、超電
導コイルを外部から囲む巻枠4と、巻枠4を補強する補
強層5と、冷媒を貫流するため巻枠4のフランジ部分に
形成されたスリット7を有している。
【0012】それぞれの超電導線材1は高温硬化型の熱
硬化性樹脂3により、隣り合う他の超電導線1との間で
互いに(絶縁層2を介して)固着されている。また、最
外部の超電導線材1は、熱硬化性樹脂3により巻枠4お
よび補強層5とも固着されている。したがって、超電導
線材1は熱硬化性樹脂3により巻枠4内において強固に
位置固定がなされることから、超電導線材1の動きが抑
制されてワイヤムーブメントに起因する発熱が防止でき
る。
【0013】ここで、超電導線材1間には図1に示され
るように、各超電導線材1の絶縁層2で囲まれ、相互に
ヘリカル状に連通する空間6が存在し、巻枠4のフラン
ジ部分に設けられたスリット7からこの空間6に液体ヘ
リウム、液体窒素等の冷媒を貫流することができる。こ
の冷媒の貫流により常に超電導線材1が冷却され、クエ
ンチ現象の広がりを防止することができる。
【0014】本発明で用い得る熱硬化性樹脂としては、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂その他の熱硬化性樹脂があり、特に高温で硬化するタ
イプの樹脂が好ましい。空間6を有する超電導コイル
は、熱硬化性樹脂3の粘度変化と絶縁層2を形成する硝
子繊維間の毛管現象とを利用して製造される。まず、硝
子繊維の絶縁層2を有した超電導線材1を整列巻して形
成したコイル全体をエポキシ樹脂を収容した真空槽中に
浸漬し、真空引きしながら80°Cに加温する。次い
で、コイルを真空槽から引き上げて100°Cの雰囲気
に放置する。ここで、エポキシ樹脂(最低硬化温度は1
20°C)の粘度は、80°Cで30センチポアズであ
るのに対して、100°Cでは10センチポアズとな
り、粘度が低下する。よって、温度上昇により粘度が低
下して流動状態となったエポキシ樹脂はコイルから滴下
するが、超電導線材1外周を覆う絶縁層2の硝子繊維中
に含浸したエポキシ樹脂は硝子繊維間の隙間に生じる毛
細管現象により滴下することなく保持される。この後、
雰囲気温度を120°Cまで上昇させて樹脂を硬化させ
ることで、図1に示されるように、各超電導線材1の絶
縁層2で囲まれる空間6を有する構造の超電導コイルが
得られる。
【0015】本実施の形態で得られた超電導コイルで
は、コイル劣化を起こすことなく当該超電導線材の保有
する電流−磁場特性の90%までコイルの該特性を上げ
ることができる。ここで、通常の超電導コイルが発揮す
る電流−磁場特性はそのコイルを形成する超電導線材が
本来的に保有する電流−磁場特性の70%程度であるの
で、超電導コイルの当該特性を向上させるためには、ク
エンチによるコイルのトレーニングを何回も繰り返す必
要があるが、クエンチ現象はコイル内部に高電圧と発熱
を引き起こすためコイル劣化の危険を伴うものであっ
た。すなわち、本実施の形態に基づく超電導コイルで
は、空間6への冷媒貫流によりこのコイル劣化の原因と
なる発熱が有効に除去されるため、上記トレーニングを
行ってもコイル劣化を招かず当該超電導線材の保有する
電流−磁場特性の90%までコイルの該特性を上げるこ
とができるものである。
【0016】また、クエンチに起因する液体ヘリウム等
の冷媒の爆発性損失が防止され、冷媒の消費量を減少さ
せることができる。さらに、外径の増加を抑えた超電導
コイルの実現によりコイルを収納するヘリウム容器のサ
イズを小型とすることができる。そのため、コイル冷却
に使用する液体窒素、液体ヘリウム等の冷媒の消費量が
減少する。
【0017】なお、本発明は絶縁層で被覆された超電導
線材から形成される超電導コイルに対して実施できる。
特にWind & React法で製作されたコイルに対
して有効である。超電導線材1の材料としては超電導化
合物である(NbTi)3 Sn、Nb3 Sn、V3 Ga
が適用できる。
【0018】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明の超電
導コイルによれば、超電導線材を巻回してなる超電導コ
イルにおいて、前記超電導線材の周囲に硝子繊維からな
る絶縁層を設け、前記超電導線材が該絶縁層中に含浸硬
化した熱硬化性樹脂により互いに固着され、かつ、前記
絶縁層間に囲まれる空間を有し該空間を冷媒が貫流する
ようにしたため、クエンチ現象の発生を防止しつつコイ
ル全体のコンパクト化を図ることができる。同時に、巻
線ピッチの乱れがなく、絶縁不良の危険性を内在しない
超電導コイルを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超電導コイルの実施の形態を示す。
【図2】従来の冷却用中空金属管を有する超電導コイル
を示す。
【符号の説明】
1 超電導線材 2 絶縁層 3 熱硬化性樹脂 4 巻枠 5 補強層 6 空間 7 スリット 10 熱硬化性樹脂 11 超電導線材 12 中空金属管 13 巻枠

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超電導線材を巻回してなる超電導コイルに
    おいて、 前記超電導線材は、超電導導体と、この超電導導体の外
    周に設けられ、熱硬化性樹脂を含浸固化された硝子繊維
    被覆の絶縁体より構成され、 前記超電導線材は、隣接する前記超電導線材と前記熱硬
    化性樹脂によって一体化し、かつ、その間に形成される
    谷部に冷媒が貫流する空間を提供する構成を有すること
    を特徴とする超電導コイル。
  2. 【請求項2】超電導線材を巻回してなる超電導コイルの
    製造方法において、 前記超電導線材の周囲に硝子繊維からなる絶縁層を設け
    た超電導コイル予備体を熱硬化性樹脂浴に浸漬して前記
    硝子繊維に熱硬化性樹脂を含浸し、 前記超電導コイル予備体を前記熱硬化性樹脂浴から引き
    上げて前記熱硬化性樹脂の硬化温度以下で該樹脂が滴下
    しうる雰囲気温度に放置し、 前記熱硬化性樹脂の滴下が終了した時点で前記熱硬化性
    樹脂の硬化温度まで雰囲気温度を上昇させて前記熱硬化
    性樹脂を硬化させることを特徴とする超電導コイルの製
    造方法。
JP26450395A 1995-10-12 1995-10-12 超電導コイルおよびその製造方法 Pending JPH09106908A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26450395A JPH09106908A (ja) 1995-10-12 1995-10-12 超電導コイルおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26450395A JPH09106908A (ja) 1995-10-12 1995-10-12 超電導コイルおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09106908A true JPH09106908A (ja) 1997-04-22

Family

ID=17404148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26450395A Pending JPH09106908A (ja) 1995-10-12 1995-10-12 超電導コイルおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09106908A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324707A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Kyushu Electric Power Co Inc 超電導磁石
WO2013080986A1 (ja) * 2011-12-01 2013-06-06 株式会社日立製作所 超電導電磁石装置、その冷却方法、および磁気共鳴イメージング装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324707A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Kyushu Electric Power Co Inc 超電導磁石
WO2013080986A1 (ja) * 2011-12-01 2013-06-06 株式会社日立製作所 超電導電磁石装置、その冷却方法、および磁気共鳴イメージング装置
CN103975395A (zh) * 2011-12-01 2014-08-06 株式会社日立制作所 超导电磁铁装置、其冷却方法以及磁共振成像装置
US8988176B2 (en) 2011-12-01 2015-03-24 Hitachi, Ltd. Superconducting electromagnet device, cooling method therefor, and magnetic resonance imaging device
CN103975395B (zh) * 2011-12-01 2016-10-12 株式会社日立制作所 超导电磁铁装置、其冷却方法以及磁共振成像装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9048015B2 (en) High-temperature superconductor (HTS) coil
JP2017533579A (ja) 超電導体を含む金属組立体
CN108461248B (zh) 一种复合超导体线圈
JP2025066827A (ja) 超電導コイルおよびその製造方法ならびに超電導コイル用超電導平角線材
KR20100015226A (ko) 초전도체층의 직접 용융확산에 의한 2세대 초전도 선재의접합방법
EP0454589B1 (en) Switch for controlling current flow in superconductors
JP6035050B2 (ja) 超電導コイル装置及びその製造方法
JP7123828B2 (ja) 超電導コイル導体および超電導コイル導体の製造方法
US3643001A (en) Composite superconductor
JP2001093721A (ja) 高温超電導マグネット
JPH09106908A (ja) 超電導コイルおよびその製造方法
JP6355914B2 (ja) 超電導コイル及びその超電導コイルの製作方法
JPS6213010A (ja) 超電導電磁石
US3466581A (en) Winding for a magnet coil of high field strength and method of manufacturing the same
JPS6328328B2 (ja)
JP2003158010A (ja) 超電導コイルの端末構造
JP2720565B2 (ja) 永久電流スイッチ
CA2064653C (en) High temperature superconducting coil and method of manufacturing thereof
JP2549695B2 (ja) 超電導撚線およびその製造方法
WO2020067335A1 (ja) 酸化物超電導コイルおよびその製造方法
JP3426671B2 (ja) 超電導導体
JP2000138118A (ja) 酸化物超電導コイル
WO2022250059A1 (ja) 超電導コイル用超電導平角線材および超電導コイル
JP3020315B2 (ja) 超電導スイッチ
JP2006165098A (ja) 熱伝導体およびその製造方法