JPH0927416A - 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
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- JPH0927416A JPH0927416A JP17577795A JP17577795A JPH0927416A JP H0927416 A JPH0927416 A JP H0927416A JP 17577795 A JP17577795 A JP 17577795A JP 17577795 A JP17577795 A JP 17577795A JP H0927416 A JPH0927416 A JP H0927416A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ケーブルインコンジット導体をディスクに形
成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイル
を構成し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積
重ねて一体化した超電導コイルにおいて、冷却性能や絶
縁性能および超電導性能を向上させる。 【構成】 ディスク５のケーブルインコンジット導体３
の埋設側あるいはその反対側に冷却流路１５を形成する
と共に、ディスク５およびケーブルインコンジット導体
３の外周面に無機材料のディスク絶縁１１、導体絶縁４
を施したので、ディスク５やコンジット２に発生する熱
を確実に除去できる。さらに、絶縁施工後に超電導化合
物生成熱処理ができる。
成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイル
を構成し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積
重ねて一体化した超電導コイルにおいて、冷却性能や絶
縁性能および超電導性能を向上させる。 【構成】 ディスク５のケーブルインコンジット導体３
の埋設側あるいはその反対側に冷却流路１５を形成する
と共に、ディスク５およびケーブルインコンジット導体
３の外周面に無機材料のディスク絶縁１１、導体絶縁４
を施したので、ディスク５やコンジット２に発生する熱
を確実に除去できる。さらに、絶縁施工後に超電導化合
物生成熱処理ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高磁界で使用される超
電導コイルに係り、特に冷却性能や電気絶縁性能の向上
を図るようにした超電導コイルの構造およびその製造方
法に関する。
電導コイルに係り、特に冷却性能や電気絶縁性能の向上
を図るようにした超電導コイルの構造およびその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近超電導コイルの高磁界化・大型化に
伴って、超電導コイルに働く電磁力は益々大きくなる傾
向にある。この大きな電磁力を支持する一方法として、
ステンレス鋼等のディスクにレコードの溝と同様に螺旋
溝を形成し、この螺旋溝に超電導導体を埋設したディス
ク型超電導コイルが提案されている。
伴って、超電導コイルに働く電磁力は益々大きくなる傾
向にある。この大きな電磁力を支持する一方法として、
ステンレス鋼等のディスクにレコードの溝と同様に螺旋
溝を形成し、この螺旋溝に超電導導体を埋設したディス
ク型超電導コイルが提案されている。
【０００３】図１３はこの種の従来のディスク型超電導
コイルの断面図である。図１３において、超電導撚線１
をコンジット２内に収納したケーブルインコンジット導
体３は螺旋状に巻回され、このケーブルインコンジット
導体３の外周に導体絶縁４を施してパンケーキコイル１
４を形成している。このパンケーキコイル１４をディス
ク５に形成された螺旋溝５ａに埋設して、ディスク型パ
ンケーキコイル６を構成している。さらに、一対のディ
スク型パンケーキコイル６に対地絶縁７を施してダブル
パンケーキコイル８を構成し、このダブルパンケーキコ
イル８を複数段積み重ね、全体をエポキシ等で真空含浸
して一体化したものを、コイル容器１０に収納して超電
導コイル９が製作される。
コイルの断面図である。図１３において、超電導撚線１
をコンジット２内に収納したケーブルインコンジット導
体３は螺旋状に巻回され、このケーブルインコンジット
導体３の外周に導体絶縁４を施してパンケーキコイル１
４を形成している。このパンケーキコイル１４をディス
ク５に形成された螺旋溝５ａに埋設して、ディスク型パ
ンケーキコイル６を構成している。さらに、一対のディ
スク型パンケーキコイル６に対地絶縁７を施してダブル
パンケーキコイル８を構成し、このダブルパンケーキコ
イル８を複数段積み重ね、全体をエポキシ等で真空含浸
して一体化したものを、コイル容器１０に収納して超電
導コイル９が製作される。
【０００４】このように構成された超電導コイル９の冷
却はケーブルインコンジット導体３のコンジット２内に
超臨界ヘリウムガスを流して超電導線１を冷却し、超電
導線１を超電導状態に維持する。
却はケーブルインコンジット導体３のコンジット２内に
超臨界ヘリウムガスを流して超電導線１を冷却し、超電
導線１を超電導状態に維持する。
【０００５】ところで、上記のような超電導コイル９に
おいて、超電導線１としてＮｂ3 Ｓｎ2 やＮｂ3 Ａｌを
用いた場合、これらの化合物を生成するために約７００
℃の高温熱処理が必要である。しかしながら、Ｎｂ3 Ｓ
ｎ2 やＮｂ3 Ａｌの超電導特性は機械的な歪みに対して
劣化し易いので、熱処理後、すなわちＮｂ3 Ｓｎ2 やＮ
ｂ3 Ａｌを生成後の巻回は好ましくなく、一般的には巻
回後に熱処理する方法が採用されている。また、ケーブ
ルインコンジット導体３の導体絶縁４は一般に有機材料
の絶縁テープを使用するので、その許容使用温度はたか
だか２００℃程度であるために熱処理後に絶縁施工する
ことになる。
おいて、超電導線１としてＮｂ3 Ｓｎ2 やＮｂ3 Ａｌを
用いた場合、これらの化合物を生成するために約７００
℃の高温熱処理が必要である。しかしながら、Ｎｂ3 Ｓ
ｎ2 やＮｂ3 Ａｌの超電導特性は機械的な歪みに対して
劣化し易いので、熱処理後、すなわちＮｂ3 Ｓｎ2 やＮ
ｂ3 Ａｌを生成後の巻回は好ましくなく、一般的には巻
回後に熱処理する方法が採用されている。また、ケーブ
ルインコンジット導体３の導体絶縁４は一般に有機材料
の絶縁テープを使用するので、その許容使用温度はたか
だか２００℃程度であるために熱処理後に絶縁施工する
ことになる。
【０００６】一般に、パンケーキコイル１４の製作は巻
回治具を芯にして内側から外側へと順次巻回していく関
係で、複数段のディスク型パンケーキコイル６からなる
超電導コイル９を製作する場合には、ディスク型パンケ
ーキコイル６毎あるいはダブルパンケーキコイル８毎に
それぞれを接続している。
回治具を芯にして内側から外側へと順次巻回していく関
係で、複数段のディスク型パンケーキコイル６からなる
超電導コイル９を製作する場合には、ディスク型パンケ
ーキコイル６毎あるいはダブルパンケーキコイル８毎に
それぞれを接続している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成のディスク型パンケーキコイル６からなる超電導コ
イル９では、高磁界化・大型化するにしたがって種々の
問題点が生じてきている。
構成のディスク型パンケーキコイル６からなる超電導コ
イル９では、高磁界化・大型化するにしたがって種々の
問題点が生じてきている。
【０００８】第１は冷却上の問題点である。すなわち、
ディスク５の熱容量が大きくなり、コンジット２内を流
れる超臨界ヘリウムのみでは超電導コイル９の予冷に多
大な時間を要し、運転効率が低下する事。さらに、高磁
界の変動磁場によってディスク２に渦電流が誘起され、
この渦電流によって生じるジュール発熱、あるいは核融
合装置で使用した時に生じる核発熱等でディスク２が加
熱され、この熱がコンジット２内の超電導線１に伝熱し
て超電導線１がクエンチ（常電導転移）するおそれがあ
ること等である。これらの発熱をコンジット２内を流れ
る超臨界ヘリウムで除熱するには、超臨界ヘリウムの流
量を増加する必要があるが、流量を増加させると圧力損
失が増大するので、流量増加による冷却性能には限界が
あり、別の冷却手段が必要になる。
ディスク５の熱容量が大きくなり、コンジット２内を流
れる超臨界ヘリウムのみでは超電導コイル９の予冷に多
大な時間を要し、運転効率が低下する事。さらに、高磁
界の変動磁場によってディスク２に渦電流が誘起され、
この渦電流によって生じるジュール発熱、あるいは核融
合装置で使用した時に生じる核発熱等でディスク２が加
熱され、この熱がコンジット２内の超電導線１に伝熱し
て超電導線１がクエンチ（常電導転移）するおそれがあ
ること等である。これらの発熱をコンジット２内を流れ
る超臨界ヘリウムで除熱するには、超臨界ヘリウムの流
量を増加する必要があるが、流量を増加させると圧力損
失が増大するので、流量増加による冷却性能には限界が
あり、別の冷却手段が必要になる。
【０００９】第２は絶縁上の問題点である。すなわち、
前記したように導体絶縁４は、ケーブルインコンジット
導体３を巻回して熱処理後に施工するが、有機材料の絶
縁テープを巻くには巻回済みのパンケーキコイルを部分
的に解しながら施工する。この際に、超電導線１に歪み
を生じて超電導性能を劣化させる欠点がある。
前記したように導体絶縁４は、ケーブルインコンジット
導体３を巻回して熱処理後に施工するが、有機材料の絶
縁テープを巻くには巻回済みのパンケーキコイルを部分
的に解しながら施工する。この際に、超電導線１に歪み
を生じて超電導性能を劣化させる欠点がある。
【００１０】第３は製造上の問題点である。すなわち、
パンケーキコイルの製造において、内側から外側へと順
次巻回していく方法では、複数段のパンケーキコイルか
らなる超電導コイル９を製作する場合には、パンケーキ
コイル毎あるいはダブルパンケーキコイル毎にそれぞれ
の口出し線を接続して一体化するために、超電導コイル
が大型化・高磁界化するに伴ってパンケーキコイルの数
も増え、必然的に接続部の数も増える事になる。したが
って接続部に生じるジュール発熱がこれまで以上に深刻
な問題になってきた。
パンケーキコイルの製造において、内側から外側へと順
次巻回していく方法では、複数段のパンケーキコイルか
らなる超電導コイル９を製作する場合には、パンケーキ
コイル毎あるいはダブルパンケーキコイル毎にそれぞれ
の口出し線を接続して一体化するために、超電導コイル
が大型化・高磁界化するに伴ってパンケーキコイルの数
も増え、必然的に接続部の数も増える事になる。したが
って接続部に生じるジュール発熱がこれまで以上に深刻
な問題になってきた。
【００１１】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたもので、高磁界でかつ大型の超電導コイルにも
適用できる、冷却性能や絶縁性能および超電導性能に優
れた高性能の超電導コイルとその製造方法を提供する事
を目的とする。
なされたもので、高磁界でかつ大型の超電導コイルにも
適用できる、冷却性能や絶縁性能および超電導性能に優
れた高性能の超電導コイルとその製造方法を提供する事
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、超電導線を多数本撚り合わせて
超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に
収納したケーブルインコンジット導体を、ディスクに形
成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイル
を構成し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積
み重ねて一体化した超電導コイルにおいて、前記ディス
クのケーブルインコンジット導体埋設側あるいはその反
対側の少なくとも一方に、冷媒通路を形成した。
に、請求項１の発明は、超電導線を多数本撚り合わせて
超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に
収納したケーブルインコンジット導体を、ディスクに形
成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイル
を構成し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積
み重ねて一体化した超電導コイルにおいて、前記ディス
クのケーブルインコンジット導体埋設側あるいはその反
対側の少なくとも一方に、冷媒通路を形成した。
【００１３】ここで、冷媒流路は請求項２に記載したよ
うに複数本の冷媒流路を放射状に形成したり、さらに請
求項３に記載したように、螺旋状の冷媒流路を形成した
ものである。
うに複数本の冷媒流路を放射状に形成したり、さらに請
求項３に記載したように、螺旋状の冷媒流路を形成した
ものである。
【００１４】請求項４の発明は、請求項２または請求項
３記載の超電導コイルにおいて、ディスクの内径側と外
径側に環状の冷媒流路を形成し、かつ各冷媒流路とディ
スクの内周側あるいは外周側とを連通する複数の連通孔
を設け、この連通孔に冷媒供給管あるいは冷媒排出管を
接続した。
３記載の超電導コイルにおいて、ディスクの内径側と外
径側に環状の冷媒流路を形成し、かつ各冷媒流路とディ
スクの内周側あるいは外周側とを連通する複数の連通孔
を設け、この連通孔に冷媒供給管あるいは冷媒排出管を
接続した。
【００１５】請求項５の発明は、超電導線を多数本撚り
合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコンジ
ット内に収納したケーブルインコンジット導体を、ディ
スクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケー
キコイルを構成し、このパンケーキコイルを複数段積み
重ねて一体化した超電導コイルにおいて、コンジットの
外周に冷媒流路を形成した。ここで、冷媒流路は請求項
６に記載したようにケーブルインコンジット導体の長手
方向に沿って螺旋状に形成するのが望ましい。螺旋状の
冷媒流路の形成は、請求項７に記載したように、コンジ
ット外周に螺旋状の溝を加工して形成したり、また、請
求項８に記載したように、コンジットの外周に絶縁テー
プを１／２ラップよりも粗く螺旋状に巻回して形成した
り、請求項９に記載したように、コンジットの外周にセ
ラミックスを螺旋状に厚くコーティングして形成した
り、さらに、請求項１０に記載したように、複数本のケ
ーブルインコンジット導体を撚り合わせて導体を構成し
て螺旋状の冷媒流路を形成したものである。
合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコンジ
ット内に収納したケーブルインコンジット導体を、ディ
スクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケー
キコイルを構成し、このパンケーキコイルを複数段積み
重ねて一体化した超電導コイルにおいて、コンジットの
外周に冷媒流路を形成した。ここで、冷媒流路は請求項
６に記載したようにケーブルインコンジット導体の長手
方向に沿って螺旋状に形成するのが望ましい。螺旋状の
冷媒流路の形成は、請求項７に記載したように、コンジ
ット外周に螺旋状の溝を加工して形成したり、また、請
求項８に記載したように、コンジットの外周に絶縁テー
プを１／２ラップよりも粗く螺旋状に巻回して形成した
り、請求項９に記載したように、コンジットの外周にセ
ラミックスを螺旋状に厚くコーティングして形成した
り、さらに、請求項１０に記載したように、複数本のケ
ーブルインコンジット導体を撚り合わせて導体を構成し
て螺旋状の冷媒流路を形成したものである。
【００１６】請求項１１の発明は、超電導線を多数本撚
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を、デ
ィスクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケ
ーキコイルを構成し、このディスク型パンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルにおいて、
ケーブルインコンジット導体を構成するコンジットの外
周面に無機材料の電気絶縁層を形成した。電気絶縁層と
しては例えば絶縁セラミックスを成膜する。ここで、絶
縁セラミックスの成膜方法としては、例えば熱化学反応
を利用して、コンジットの外表面に酸化クロム等をベー
スとした複合セラミックス層をコーティングする方法
や、溶射でコーティングする方法がある。さらに、請求
項１２の発明は、超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成され
た螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルにおいて、前記ディスクの表
面に絶縁セラミックス等の無機材料の電気絶縁層を形成
したものである。
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を、デ
ィスクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケ
ーキコイルを構成し、このディスク型パンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルにおいて、
ケーブルインコンジット導体を構成するコンジットの外
周面に無機材料の電気絶縁層を形成した。電気絶縁層と
しては例えば絶縁セラミックスを成膜する。ここで、絶
縁セラミックスの成膜方法としては、例えば熱化学反応
を利用して、コンジットの外表面に酸化クロム等をベー
スとした複合セラミックス層をコーティングする方法
や、溶射でコーティングする方法がある。さらに、請求
項１２の発明は、超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成され
た螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルにおいて、前記ディスクの表
面に絶縁セラミックス等の無機材料の電気絶縁層を形成
したものである。
【００１７】請求項１３の発明は、超電導線を多数本撚
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を、デ
ィスクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケ
ーキコイルを構成し、このディスク型パンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルの製造方法
において、ディスクを巻回治具として使用し、ディスク
に形成された螺旋溝にケーブルインコンジット導体を埋
設しながら巻回する製造方法である。
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を、デ
ィスクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケ
ーキコイルを構成し、このディスク型パンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルの製造方法
において、ディスクを巻回治具として使用し、ディスク
に形成された螺旋溝にケーブルインコンジット導体を埋
設しながら巻回する製造方法である。
【００１８】請求項１４の発明は、超電導線を多数本撚
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を、デ
ィスクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケ
ーキコイルを構成し、このディスク型パンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルの製造方法
において、コンジットに超電導撚線を収納してケーブル
インコンジット導体を製作する工程、このケーブルイン
コンジット導体を巻回してパンケーキコイルを製作する
工程、パンケーキコイルのコンジットの外周面に半焼成
の無機材料の電気絶縁物をコーティングする工程、この
パンケーキコイルをディスクの螺旋溝に埋設してディス
ク型パンケーキコイルを製作する工程、ディスク型パン
ケーキコイルを熱処理して超電導線の超電導化および前
記電気絶縁物を固化する工程、複数のディスク型パンケ
ーキコイルを積み重ねて一体化する工程を備えたもので
ある。ここで、前記電気絶縁物は熱化学反応を利用し
て、コンジットの外表面に例えば酸化クロムをベースと
した複合セラミックス層をコーティングする。
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を、デ
ィスクに形成された螺旋溝に埋設してディスク型パンケ
ーキコイルを構成し、このディスク型パンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルの製造方法
において、コンジットに超電導撚線を収納してケーブル
インコンジット導体を製作する工程、このケーブルイン
コンジット導体を巻回してパンケーキコイルを製作する
工程、パンケーキコイルのコンジットの外周面に半焼成
の無機材料の電気絶縁物をコーティングする工程、この
パンケーキコイルをディスクの螺旋溝に埋設してディス
ク型パンケーキコイルを製作する工程、ディスク型パン
ケーキコイルを熱処理して超電導線の超電導化および前
記電気絶縁物を固化する工程、複数のディスク型パンケ
ーキコイルを積み重ねて一体化する工程を備えたもので
ある。ここで、前記電気絶縁物は熱化学反応を利用し
て、コンジットの外表面に例えば酸化クロムをベースと
した複合セラミックス層をコーティングする。
【００１９】請求項１５の発明は、超電導線を多数本撚
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を巻回
してパンケーキコイルを構成し、このパンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルの製造方法
において、コンジットに超電導撚線を収納してケーブル
インコンジット導体を製作する工程、このケーブルイン
コンジット導体を竹の子型螺旋状巻回治具に巻回してパ
ンケーキコイルを製作する工程、パンケーキコイルを平
面状に成型する工程、このパンケーキコイルを熱処理し
て超電導線の超電導化を行う工程を備えたものである。
り合わせて超電導撚線を構成し、この超電導撚線をコン
ジット内に収納したケーブルインコンジット導体を巻回
してパンケーキコイルを構成し、このパンケーキコイル
を複数段積み重ねて一体化した超電導コイルの製造方法
において、コンジットに超電導撚線を収納してケーブル
インコンジット導体を製作する工程、このケーブルイン
コンジット導体を竹の子型螺旋状巻回治具に巻回してパ
ンケーキコイルを製作する工程、パンケーキコイルを平
面状に成型する工程、このパンケーキコイルを熱処理し
て超電導線の超電導化を行う工程を備えたものである。
【００２０】
【作用】請求項１乃至請求項３の発明の超電導コイルに
おいては、ディスクに形成された放射状あるいは螺旋状
の冷媒流路に、超臨界ヘリウムまたは液体ヘリウム等の
冷媒を流す事によって、ディスク自身に発生するジュー
ル発熱や核発熱を確実に除熱できる。冷媒流路を放射状
に形成する事によって、流路長を短くする事が可能で、
圧力損失を軽減できる。さらに、内周側の発熱密度が外
周側よりも大きい場合に有効で効率良くディスクを冷却
できる。一方、螺旋状の冷媒流路の場合はディスク全面
をほぼ均一に冷却できる。
おいては、ディスクに形成された放射状あるいは螺旋状
の冷媒流路に、超臨界ヘリウムまたは液体ヘリウム等の
冷媒を流す事によって、ディスク自身に発生するジュー
ル発熱や核発熱を確実に除熱できる。冷媒流路を放射状
に形成する事によって、流路長を短くする事が可能で、
圧力損失を軽減できる。さらに、内周側の発熱密度が外
周側よりも大きい場合に有効で効率良くディスクを冷却
できる。一方、螺旋状の冷媒流路の場合はディスク全面
をほぼ均一に冷却できる。
【００２１】請求項４の発明の超電導コイルにおいて
は、環状の冷却流路がヘッダーの役割を果たすので、冷
却供給管および冷媒排出管の数を減らす事ができる。請
求項５乃至請求項１０の発明の超電導コイルにおいて
は、ケーブルインコンジット導体の外周に、長手方向に
沿う螺旋状の冷媒流路を形成したので、ディスクに放射
状に形成した冷媒流路を通ってきた冷媒が、速やかに螺
旋状の冷媒流路で周方向に拡散される。したがって、コ
ンジット内を強制冷却している超臨界ヘリウム等の冷媒
の働きを助けて、コンジットの周りの冷却を実現でき
る。
は、環状の冷却流路がヘッダーの役割を果たすので、冷
却供給管および冷媒排出管の数を減らす事ができる。請
求項５乃至請求項１０の発明の超電導コイルにおいて
は、ケーブルインコンジット導体の外周に、長手方向に
沿う螺旋状の冷媒流路を形成したので、ディスクに放射
状に形成した冷媒流路を通ってきた冷媒が、速やかに螺
旋状の冷媒流路で周方向に拡散される。したがって、コ
ンジット内を強制冷却している超臨界ヘリウム等の冷媒
の働きを助けて、コンジットの周りの冷却を実現でき
る。
【００２２】請求項１１および請求項１２の発明の超電
導コイルにおいては、ケーブルインコンジット導体を構
成するコンジットの外表面およびディスクの外表面に、
絶縁セラミックス等の無機材料の電気絶縁層を形成した
ので、絶縁施工したケーブルインコンジット導体を巻回
し、その後に、Ｎｂ3 Ｓｎ2 やＮｂ3 Ａｌ等の超電導化
合物を生成する熱処理ができる。したがって、超電導線
の超電導特性の劣化を回避できる。さらに、有機材料か
らなる絶縁は熱処理時に不都合な放出ガスが発生し、絶
縁層の剪断強度を低下させるが、セラミックス等の無機
材料の電気絶縁層は、放出ガスも少なく、かつ、強度や
絶縁性能は劣化しない。
導コイルにおいては、ケーブルインコンジット導体を構
成するコンジットの外表面およびディスクの外表面に、
絶縁セラミックス等の無機材料の電気絶縁層を形成した
ので、絶縁施工したケーブルインコンジット導体を巻回
し、その後に、Ｎｂ3 Ｓｎ2 やＮｂ3 Ａｌ等の超電導化
合物を生成する熱処理ができる。したがって、超電導線
の超電導特性の劣化を回避できる。さらに、有機材料か
らなる絶縁は熱処理時に不都合な放出ガスが発生し、絶
縁層の剪断強度を低下させるが、セラミックス等の無機
材料の電気絶縁層は、放出ガスも少なく、かつ、強度や
絶縁性能は劣化しない。
【００２３】請求項１３の発明の超電導コイルの製造方
法においては、ディスクを巻回治具として使用するの
で、ディスクにパンケーキコイルを嵌め込む作業が不要
になるのみならず、精度良くディスク型パンケーキコイ
ルを製作できる。さらに、ディスク型パンケーキコイル
を製作する場合に、ケーブルインコンジット導体の巻回
を内側から外側に順次巻回し、次の段のディスク型パン
ケーキコイルは外側から内側に順次巻回し、さらに次の
段は内側から外側へと繰り返して必要段数のディスク型
パンケーキコイルを製作できる。したがって、パンケー
キコイル毎の口出し線の接続部を極力減少でき、接続部
に生じるジュール発熱の総量を軽減できるのみならず、
接続作業の工数低減やスペース上においても有効であ
る。
法においては、ディスクを巻回治具として使用するの
で、ディスクにパンケーキコイルを嵌め込む作業が不要
になるのみならず、精度良くディスク型パンケーキコイ
ルを製作できる。さらに、ディスク型パンケーキコイル
を製作する場合に、ケーブルインコンジット導体の巻回
を内側から外側に順次巻回し、次の段のディスク型パン
ケーキコイルは外側から内側に順次巻回し、さらに次の
段は内側から外側へと繰り返して必要段数のディスク型
パンケーキコイルを製作できる。したがって、パンケー
キコイル毎の口出し線の接続部を極力減少でき、接続部
に生じるジュール発熱の総量を軽減できるのみならず、
接続作業の工数低減やスペース上においても有効であ
る。
【００２４】請求項１４の発明の超電導コイルの製造方
法によれば、超電導化合物を生成するための熱処理時
に、セラミックス層を熱化学反応を利用して固化形成で
きる。したがって、巻回時にはコーティングされたセラ
ミックス層は非焼成状態にあるので、巻回時にセラミッ
クス層が剥離する事がない。また、熱処理後の絶縁施工
は不要になるので、パンケーキコイルを部分的に解す必
要もなく、超電導線に歪みを生じないので超電導性能の
劣化を回避できる。
法によれば、超電導化合物を生成するための熱処理時
に、セラミックス層を熱化学反応を利用して固化形成で
きる。したがって、巻回時にはコーティングされたセラ
ミックス層は非焼成状態にあるので、巻回時にセラミッ
クス層が剥離する事がない。また、熱処理後の絶縁施工
は不要になるので、パンケーキコイルを部分的に解す必
要もなく、超電導線に歪みを生じないので超電導性能の
劣化を回避できる。
【００２５】請求項１５の発明の超電導コイルの製造方
法によれば、ディスクを有しない通常のパンケーキコイ
ルでも、竹の子型螺旋状巻回治具を用いる事によって、
ケーブルインコンジット導体を内側あるいは外側のいず
れからも巻回できる。よって、パンケーキコイル同志の
口出し線の接続部を極力減少でき、接続部に生じるジュ
ール発熱の総量を軽減できるのみならず、接続作業の工
数低減やスペース上においても有効である。
法によれば、ディスクを有しない通常のパンケーキコイ
ルでも、竹の子型螺旋状巻回治具を用いる事によって、
ケーブルインコンジット導体を内側あるいは外側のいず
れからも巻回できる。よって、パンケーキコイル同志の
口出し線の接続部を極力減少でき、接続部に生じるジュ
ール発熱の総量を軽減できるのみならず、接続作業の工
数低減やスペース上においても有効である。
【００２６】
【実施例】以下本発明の各実施例について図面を参照し
て説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の第１の実施例を示すデ
ィスク型パンケーキコイルからなる超電導コイルの断面
図である。図１において、超電導撚線１をコンジット２
内に収納したケーブルインコンジット導体３の外周面に
は、絶縁セラミックス等の無機材料をコーティングした
導体絶縁４が施されており、ディスク５に形成された螺
旋溝５ａに埋設され、ディスク型パンケーキコイル６を
構成している。なお、本実施例では、ディスク５にも絶
縁セラミックス等の無機材料をコーティングしたディス
ク絶縁１１が施されている。このディスク型パンケーキ
コイル６を複数段積み重ねたものを、コイル容器１０に
収納して超電導コイル９が構成されている。さらに、コ
イル容器１０にはディスク５を冷却するためのヘリウム
等の冷媒を供給する冷媒供給管１２および冷媒排出管１
３が接続されている。なお、冷媒供給管１２および冷媒
排出管１３の他端は図示しない冷媒供給系に接続されて
いる。
て説明する。 （第１の実施例）図１は本発明の第１の実施例を示すデ
ィスク型パンケーキコイルからなる超電導コイルの断面
図である。図１において、超電導撚線１をコンジット２
内に収納したケーブルインコンジット導体３の外周面に
は、絶縁セラミックス等の無機材料をコーティングした
導体絶縁４が施されており、ディスク５に形成された螺
旋溝５ａに埋設され、ディスク型パンケーキコイル６を
構成している。なお、本実施例では、ディスク５にも絶
縁セラミックス等の無機材料をコーティングしたディス
ク絶縁１１が施されている。このディスク型パンケーキ
コイル６を複数段積み重ねたものを、コイル容器１０に
収納して超電導コイル９が構成されている。さらに、コ
イル容器１０にはディスク５を冷却するためのヘリウム
等の冷媒を供給する冷媒供給管１２および冷媒排出管１
３が接続されている。なお、冷媒供給管１２および冷媒
排出管１３の他端は図示しない冷媒供給系に接続されて
いる。
【００２７】図２は本実施例のディスク型パンケーキコ
イル６を示す部分断面斜視図で、ディスク５のケーブル
インコンジット導体３が埋設された側には、複数本の放
射状の冷媒流路１５が形成されている。
イル６を示す部分断面斜視図で、ディスク５のケーブル
インコンジット導体３が埋設された側には、複数本の放
射状の冷媒流路１５が形成されている。
【００２８】次に、ケーブルインコンジット導体３を構
成するコンジット２およびディスク５の外周面の絶縁セ
ラミックス１５のコーティング方法の実施例について説
明する。ケーブルインコンジット導体３を巻回する前段
階で、コンジット２およびディスク５の外表面にアルミ
ナ、シリカ、窒化ケイ素、窒化アルミ等のセラミックス
を溶射したり、あるいは、熱化学反応を利用して酸化ク
ロム等の基材にセラミックス粒子を含有する複合セラミ
ックス層をコーティングする方法がある。なお、耐電圧
が低い場合にはセラミックス粒子を含まない酸化クロム
等の基材のみからなるセラミックス層でもよい。又、基
材は酸化クロムに限定されずシリカやマグネシアでもよ
い。
成するコンジット２およびディスク５の外周面の絶縁セ
ラミックス１５のコーティング方法の実施例について説
明する。ケーブルインコンジット導体３を巻回する前段
階で、コンジット２およびディスク５の外表面にアルミ
ナ、シリカ、窒化ケイ素、窒化アルミ等のセラミックス
を溶射したり、あるいは、熱化学反応を利用して酸化ク
ロム等の基材にセラミックス粒子を含有する複合セラミ
ックス層をコーティングする方法がある。なお、耐電圧
が低い場合にはセラミックス粒子を含まない酸化クロム
等の基材のみからなるセラミックス層でもよい。又、基
材は酸化クロムに限定されずシリカやマグネシアでもよ
い。
【００２９】さらに、ディスク型パンケーキコイル６を
製作する際に、従来と同様に別の巻回治具を使用してパ
ンケーキコイル１４を巻回し、このパンケーキコイル１
４をディスク５の溝５ａに埋設して製作してもよいが、
ディスク５を巻回治具として使用し、ディスク５に形成
された螺旋溝５ａにケーブルインコンジット導体３を埋
設しながら巻回する方が好ましい。
製作する際に、従来と同様に別の巻回治具を使用してパ
ンケーキコイル１４を巻回し、このパンケーキコイル１
４をディスク５の溝５ａに埋設して製作してもよいが、
ディスク５を巻回治具として使用し、ディスク５に形成
された螺旋溝５ａにケーブルインコンジット導体３を埋
設しながら巻回する方が好ましい。
【００３０】次に、この様に構成された第１の実施例の
作用効果について説明する。図示しない冷媒供給系から
冷媒供給管１２からコイル容器１０に供給された冷媒
は、ディスク５に形成された冷媒流路１５を流れコイル
容器１０から、冷媒排出管１３を経て冷媒供給系に戻
る。この際に、ディスク５に発生するジュール発熱や核
発熱を確実に除熱できるので、これらの発熱がコンジッ
ト２内の超電導線１に伝熱して超電導線１がクエンチす
るのを回避できる。また、ケーブルインコンジット導体
３を構成するコンジット２およびディスク５の外周面に
は絶縁セラミックスのディスク絶縁１１がコーティング
されているので、ケーブルインコンジット導体３を巻回
した後で、Ｎｂ3 Ｓｎ2 やＮｂ3 Ａｌ等の超電導化合物
を生成する熱処理ができる。したがって、超電導線１の
超電導特性の劣化を回避できる。さらに、有機材料から
なる絶縁は熱処理時に不都合な放出ガスが発生し、絶縁
層の剪断強度を低下させるが、セラミックス等の無機材
料の電気絶縁層は、放出ガスも少なく、かつ、強度や絶
縁性能は劣化しない。
作用効果について説明する。図示しない冷媒供給系から
冷媒供給管１２からコイル容器１０に供給された冷媒
は、ディスク５に形成された冷媒流路１５を流れコイル
容器１０から、冷媒排出管１３を経て冷媒供給系に戻
る。この際に、ディスク５に発生するジュール発熱や核
発熱を確実に除熱できるので、これらの発熱がコンジッ
ト２内の超電導線１に伝熱して超電導線１がクエンチす
るのを回避できる。また、ケーブルインコンジット導体
３を構成するコンジット２およびディスク５の外周面に
は絶縁セラミックスのディスク絶縁１１がコーティング
されているので、ケーブルインコンジット導体３を巻回
した後で、Ｎｂ3 Ｓｎ2 やＮｂ3 Ａｌ等の超電導化合物
を生成する熱処理ができる。したがって、超電導線１の
超電導特性の劣化を回避できる。さらに、有機材料から
なる絶縁は熱処理時に不都合な放出ガスが発生し、絶縁
層の剪断強度を低下させるが、セラミックス等の無機材
料の電気絶縁層は、放出ガスも少なく、かつ、強度や絶
縁性能は劣化しない。
【００３１】さらに、ディスク５を巻回治具として使用
するので、ディスク５にパンケーキコイル１４を嵌め込
む作業が不要になるのみならず、精度良くディスク型パ
ンケーキコイル６を製作できる。さらに、ディスク型パ
ンケーキコイル６を製作する場合に、ケーブルインコン
ジット導体３の巻回を内側から外側に順次巻回し、次の
段のディスク型パンケーキコイル６は外側から内側に順
次巻回し、さらに次の段は内側から外側へと繰り返して
必要段数のディスク型パンケーキコイル６を製作でき
る。したがって、ディスク型パンケーキコイル６同志の
口出し線接続部を極力減少でき、接続部に生じるジュー
ル発熱の総量を軽減できるのみならず、接続作業の工数
低減やスペース上においても有効である。
するので、ディスク５にパンケーキコイル１４を嵌め込
む作業が不要になるのみならず、精度良くディスク型パ
ンケーキコイル６を製作できる。さらに、ディスク型パ
ンケーキコイル６を製作する場合に、ケーブルインコン
ジット導体３の巻回を内側から外側に順次巻回し、次の
段のディスク型パンケーキコイル６は外側から内側に順
次巻回し、さらに次の段は内側から外側へと繰り返して
必要段数のディスク型パンケーキコイル６を製作でき
る。したがって、ディスク型パンケーキコイル６同志の
口出し線接続部を極力減少でき、接続部に生じるジュー
ル発熱の総量を軽減できるのみならず、接続作業の工数
低減やスペース上においても有効である。
【００３２】なお、本第１の実施例の他の実施例を図３
乃至図５に示す。図３に示す実施例は、ディスク５のケ
ーブルインコンジット導体３が埋設された溝５ａ間に螺
旋状の冷媒流路１５を形成したものであり、図４は、デ
ィスク５のケーブルインコンジット導体３が埋設された
裏面に複数本の放射状の冷媒流路１５を形成したもので
ある。また、図５は冷媒流路１５を放射状に形成する代
わりに、多条の螺旋溝を形成したもので、いずれも上記
した第１の実施例とディスク５の冷却面では同等の作用
効果を有する。特に、冷媒流路１５を多条の螺旋溝で形
成したものは、圧力損失を軽減できると共にディスク５
の全面をほぼ均一に冷却できる。
乃至図５に示す。図３に示す実施例は、ディスク５のケ
ーブルインコンジット導体３が埋設された溝５ａ間に螺
旋状の冷媒流路１５を形成したものであり、図４は、デ
ィスク５のケーブルインコンジット導体３が埋設された
裏面に複数本の放射状の冷媒流路１５を形成したもので
ある。また、図５は冷媒流路１５を放射状に形成する代
わりに、多条の螺旋溝を形成したもので、いずれも上記
した第１の実施例とディスク５の冷却面では同等の作用
効果を有する。特に、冷媒流路１５を多条の螺旋溝で形
成したものは、圧力損失を軽減できると共にディスク５
の全面をほぼ均一に冷却できる。
【００３３】なお、ディスク５の両面に上記したような
冷媒流路１５を形成する事により、より一層のディスク
５の冷却効果が期待できる。 （第２の実施例）本発明の第２の実施例を図６を用いて
説明する。
冷媒流路１５を形成する事により、より一層のディスク
５の冷却効果が期待できる。 （第２の実施例）本発明の第２の実施例を図６を用いて
説明する。
【００３４】ディスク５のケーブルインコンジット導体
３の埋設側に、各螺旋溝５ａを連通するための複数本の
放射状の冷媒流路１５を形成し、かつ、ケーブルインコ
ンジット導体３の外周面に、螺旋状の冷媒流路２ａを形
成したもので、他の構成は第１の実施例と同様である。
なお、冷媒流路２ａは長手方向に沿う複数本の溝でも良
いが、均一冷却の面から螺旋状に形成するのが好まし
い。図７乃至図１０は螺旋状の冷媒流路２ａの形成方法
の実施例を示すケーブルインコンジット導体３の横断面
図で、図７に示すように、コンジット２の外周に絶縁セ
ラミックスの導体絶縁４を螺旋状に厚くコーティングし
て形成したり、図８に示すように、コンジット外周に螺
旋状の溝を加工して冷媒流路２ａを形成したり、また、
図９に示すように、コンジットの外周に絶縁テープを１
／２ラップよりも粗く螺旋状に巻回して導体絶縁４を形
成したり、さらに、図１０に示すように、複数本のケー
ブルインコンジット導体３を撚り合わせて導体を構成し
て螺旋状の冷媒流路２ａを形成したものでもよい。ま
た、ケーブルインコンジット導体３を矩形にして全長に
亘って捻じったものでもよい。
３の埋設側に、各螺旋溝５ａを連通するための複数本の
放射状の冷媒流路１５を形成し、かつ、ケーブルインコ
ンジット導体３の外周面に、螺旋状の冷媒流路２ａを形
成したもので、他の構成は第１の実施例と同様である。
なお、冷媒流路２ａは長手方向に沿う複数本の溝でも良
いが、均一冷却の面から螺旋状に形成するのが好まし
い。図７乃至図１０は螺旋状の冷媒流路２ａの形成方法
の実施例を示すケーブルインコンジット導体３の横断面
図で、図７に示すように、コンジット２の外周に絶縁セ
ラミックスの導体絶縁４を螺旋状に厚くコーティングし
て形成したり、図８に示すように、コンジット外周に螺
旋状の溝を加工して冷媒流路２ａを形成したり、また、
図９に示すように、コンジットの外周に絶縁テープを１
／２ラップよりも粗く螺旋状に巻回して導体絶縁４を形
成したり、さらに、図１０に示すように、複数本のケー
ブルインコンジット導体３を撚り合わせて導体を構成し
て螺旋状の冷媒流路２ａを形成したものでもよい。ま
た、ケーブルインコンジット導体３を矩形にして全長に
亘って捻じったものでもよい。
【００３５】次に、上記のように構成された第２の実施
例の作用効果について説明する。基本的には、第１の実
施例と同様であるが、本実施例によれば、複数本の冷媒
流路１５ａからケーブルインコンジット導体３に流れて
きた冷媒は、ケーブルインコンジット導体３の外周面の
螺旋状の冷媒流路２ａを通って周方向に満遍なく拡散
し、次の冷媒流路１５から次のケーブルインコンジット
導体３に流れる。この冷媒の流れを順次繰り返しなが
ら、最終的に冷媒流路１５ｂからコイル容器１０に排出
される。したがって、コンジット２内を強制冷却してい
る超臨界ヘリウム等の冷媒の働きを助けて、コンジット
２の周りの冷却を実現できるので、コンジット２に伝熱
してきた、ディスク５に発生するジュール発熱や核発熱
を確実に除熱して、超電導線１がクエンチするのを回避
できる。
例の作用効果について説明する。基本的には、第１の実
施例と同様であるが、本実施例によれば、複数本の冷媒
流路１５ａからケーブルインコンジット導体３に流れて
きた冷媒は、ケーブルインコンジット導体３の外周面の
螺旋状の冷媒流路２ａを通って周方向に満遍なく拡散
し、次の冷媒流路１５から次のケーブルインコンジット
導体３に流れる。この冷媒の流れを順次繰り返しなが
ら、最終的に冷媒流路１５ｂからコイル容器１０に排出
される。したがって、コンジット２内を強制冷却してい
る超臨界ヘリウム等の冷媒の働きを助けて、コンジット
２の周りの冷却を実現できるので、コンジット２に伝熱
してきた、ディスク５に発生するジュール発熱や核発熱
を確実に除熱して、超電導線１がクエンチするのを回避
できる。
【００３６】（第３の実施例）本発明の第３の実施例を
図１１を用いて説明する。本実施例はコイル容器１０を
有しない超電導コイルに適用する場合の実施例である。
図１１において、複数段のディスク型パンケーキコイル
６はディスク５の内外周を溶接あるいは図示しないボル
ト等の締結手段によって一体化され、超電導コイルを構
成している。そして、ディスク５の内径側と外径側に環
状の冷媒流路１５を形成し、かつこの環状の各冷媒流路
１５とディスク５の内周側あるいは外周側とを連通する
複数の連通孔１６を設け、この連通孔１６に冷媒供給管
１２あるいは冷媒排出管１３を接続した構成である。他
の構成は第１の実施例または第２の実施例と同様であ
る。
図１１を用いて説明する。本実施例はコイル容器１０を
有しない超電導コイルに適用する場合の実施例である。
図１１において、複数段のディスク型パンケーキコイル
６はディスク５の内外周を溶接あるいは図示しないボル
ト等の締結手段によって一体化され、超電導コイルを構
成している。そして、ディスク５の内径側と外径側に環
状の冷媒流路１５を形成し、かつこの環状の各冷媒流路
１５とディスク５の内周側あるいは外周側とを連通する
複数の連通孔１６を設け、この連通孔１６に冷媒供給管
１２あるいは冷媒排出管１３を接続した構成である。他
の構成は第１の実施例または第２の実施例と同様であ
る。
【００３７】次に、上記のように構成された第３の実施
例の作用効果について説明する。図示しない冷媒供給系
から供給された冷媒は、冷媒供給管１２からディスク５
に入り、連通孔１６を経て環状の冷媒流路１５ｃに供給
される。この環状の冷媒流路１５ｃはヘッダーの役割を
果たして冷媒の動圧を静圧に変換し、その後は前記した
第１の実施例または第２の実施例と同様に放射状に形成
された冷媒流路１５を還流してディスク５を冷却する。
したがって、コイル容器１０を有さない超電導コイルで
も、冷媒供給管１２および冷媒排出管１３の本数を必要
最小限に減らす事ができる。なお、他の作用効果は第１
の実施例または第２の実施例と同様である。
例の作用効果について説明する。図示しない冷媒供給系
から供給された冷媒は、冷媒供給管１２からディスク５
に入り、連通孔１６を経て環状の冷媒流路１５ｃに供給
される。この環状の冷媒流路１５ｃはヘッダーの役割を
果たして冷媒の動圧を静圧に変換し、その後は前記した
第１の実施例または第２の実施例と同様に放射状に形成
された冷媒流路１５を還流してディスク５を冷却する。
したがって、コイル容器１０を有さない超電導コイルで
も、冷媒供給管１２および冷媒排出管１３の本数を必要
最小限に減らす事ができる。なお、他の作用効果は第１
の実施例または第２の実施例と同様である。
【００３８】（第４の実施例）第４の実施例は超電導コ
イルの製造方法であって、前記の第１の実施例ではケー
ブルインコンジット導体３を巻回する前段階で、ケーブ
ルインコンジット導体３およびディスク５の外表面にア
ルミナやシリカ等のセラミックスを溶射したり、あるい
は、熱化学反応を利用して酸化クロム等の基材にセラミ
ックス粒子を含有する複合セラミックス層をコーティン
グする方法であったが、本第４の実施例は、巻回前ある
いは巻回後に半焼成のセラミックスをコンジット２およ
びディスク５の表面にコーティングし、パンケーキコイ
ルをディスク５に嵌め込んでディスク型パンケーキコイ
ル６を製作し、その後に、熱処理して超電導線１の超電
導化およびセラミックスの固化を行う製造方法である。
なお、このようなセラミックスとしては、熱化学反応を
利用して酸化クロム等の基材にセラミックス粒子を含有
する複合セラミックス層をコーティングする方法があ
る。なお、耐電圧が低い場合にはセラミックス粒子を含
まない酸化クロム等の基材のみからなるセラミックス層
でもよい。又、基材は酸化クロムに限定されずシリカや
マグネシアでもよい。
イルの製造方法であって、前記の第１の実施例ではケー
ブルインコンジット導体３を巻回する前段階で、ケーブ
ルインコンジット導体３およびディスク５の外表面にア
ルミナやシリカ等のセラミックスを溶射したり、あるい
は、熱化学反応を利用して酸化クロム等の基材にセラミ
ックス粒子を含有する複合セラミックス層をコーティン
グする方法であったが、本第４の実施例は、巻回前ある
いは巻回後に半焼成のセラミックスをコンジット２およ
びディスク５の表面にコーティングし、パンケーキコイ
ルをディスク５に嵌め込んでディスク型パンケーキコイ
ル６を製作し、その後に、熱処理して超電導線１の超電
導化およびセラミックスの固化を行う製造方法である。
なお、このようなセラミックスとしては、熱化学反応を
利用して酸化クロム等の基材にセラミックス粒子を含有
する複合セラミックス層をコーティングする方法があ
る。なお、耐電圧が低い場合にはセラミックス粒子を含
まない酸化クロム等の基材のみからなるセラミックス層
でもよい。又、基材は酸化クロムに限定されずシリカや
マグネシアでもよい。
【００３９】このような製造方法によれば、超電導化合
物を生成するための熱処理時に、セラミックス層を熱化
学反応を利用して固化形成できる。したがって、巻回時
にはコーティングされたセラミックス層は非焼成状態に
あるので、巻回時にセラミックス層が剥離する事がな
い。また、熱処理後の絶縁施工は不要になるので、パン
ケーキコイル１４を部分的に解す必要もなく、超電導線
１に歪みを生じないので超電導性能の劣化を回避でき
る。さらに、コンジット２とディスク５とはセラミック
スが固化する際に、接合一体化されるので相対運動がな
くなり、摩擦発熱による超電導線１のクエンチの恐れを
回避できる。
物を生成するための熱処理時に、セラミックス層を熱化
学反応を利用して固化形成できる。したがって、巻回時
にはコーティングされたセラミックス層は非焼成状態に
あるので、巻回時にセラミックス層が剥離する事がな
い。また、熱処理後の絶縁施工は不要になるので、パン
ケーキコイル１４を部分的に解す必要もなく、超電導線
１に歪みを生じないので超電導性能の劣化を回避でき
る。さらに、コンジット２とディスク５とはセラミック
スが固化する際に、接合一体化されるので相対運動がな
くなり、摩擦発熱による超電導線１のクエンチの恐れを
回避できる。
【００４０】（第５の実施例）本発明の第５の実施例
は、複数のパンケーキコイルからなる超電導コイルの製
造方法であって、図１２を用いて説明する。
は、複数のパンケーキコイルからなる超電導コイルの製
造方法であって、図１２を用いて説明する。
【００４１】最初に、工程（ａ）でケーブルインコンジ
ット導体３を竹の子型螺旋状巻回治具１７の太い側１７
ａから巻回し始め、順次螺旋状に細い側１７ｂへと巻回
し、次に、工程（ｂ）で竹の子型螺旋状巻回治具１７を
取り外し、螺旋状のコイルをプレス等で平板状に成型し
てパンケーキコイル１段が完成する。その後、工程
（ｃ）で逆さに設置した竹の子型螺旋状巻回治具１７の
細い側１７ｂから引き続いて巻回し始め、今度は順次太
い側１７ａへと巻回し、次に、工程（ｄ）で竹の子型螺
旋状巻回治具１７を取り外し、螺旋状のコイルをプレス
等で平板状に成型してパンケーキコイル２段からなるダ
ブルパンケーキコイルが完成する。順次以上の作業を繰
り返して必要段数のパンケーキコイルからなる超電導コ
イルを接続部無しで製作できる。したがって、接続部に
生じるジュール発熱の総量を軽減できるのみならず、接
続作業の工数低減やスペース上においても有効である。
ット導体３を竹の子型螺旋状巻回治具１７の太い側１７
ａから巻回し始め、順次螺旋状に細い側１７ｂへと巻回
し、次に、工程（ｂ）で竹の子型螺旋状巻回治具１７を
取り外し、螺旋状のコイルをプレス等で平板状に成型し
てパンケーキコイル１段が完成する。その後、工程
（ｃ）で逆さに設置した竹の子型螺旋状巻回治具１７の
細い側１７ｂから引き続いて巻回し始め、今度は順次太
い側１７ａへと巻回し、次に、工程（ｄ）で竹の子型螺
旋状巻回治具１７を取り外し、螺旋状のコイルをプレス
等で平板状に成型してパンケーキコイル２段からなるダ
ブルパンケーキコイルが完成する。順次以上の作業を繰
り返して必要段数のパンケーキコイルからなる超電導コ
イルを接続部無しで製作できる。したがって、接続部に
生じるジュール発熱の総量を軽減できるのみならず、接
続作業の工数低減やスペース上においても有効である。
【００４２】また、コイルを平板状に成型するのは、複
数のパンケーキコイルを一度に行ってもよい。なお、本
発明は上記各実施例に限定されるものではなく、各実施
例を適宜組み合わせて実施してもよい。また、コンジッ
ト２やディスク５にコーティングした電気絶縁物は前記
したセラミックスに限らず、絶縁性酸化物や絶縁性窒化
物の膜を成膜してもよい。
数のパンケーキコイルを一度に行ってもよい。なお、本
発明は上記各実施例に限定されるものではなく、各実施
例を適宜組み合わせて実施してもよい。また、コンジッ
ト２やディスク５にコーティングした電気絶縁物は前記
したセラミックスに限らず、絶縁性酸化物や絶縁性窒化
物の膜を成膜してもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
磁界でかつ大型の超電導コイルにも適用できる、冷却性
能や絶縁性能および超電導性能に優れ、かつ製作性にも
優れた高性能の超電導コイルとその製造方法を提供する
事ができる。
磁界でかつ大型の超電導コイルにも適用できる、冷却性
能や絶縁性能および超電導性能に優れ、かつ製作性にも
優れた高性能の超電導コイルとその製造方法を提供する
事ができる。
【図１】本発明の超電導コイルの第１の実施例を示す断
面図。
面図。
【図２】本発明の第１の実施例のディスク型パンケーキ
コイルを示す部分断面斜視図。
コイルを示す部分断面斜視図。
【図３】本発明の第１の実施例の他のディスク型パンケ
ーキコイルを示す部分断面斜視図。
ーキコイルを示す部分断面斜視図。
【図４】本発明の第１の実施例の他のディスク型パンケ
ーキコイルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図。
ーキコイルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図５】本発明の第１の実施例の他のディスク型パンケ
ーキコイルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
ーキコイルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図６】本発明の第２の実施例のディスク型パンケーキ
コイルを示す部分断面斜視図。
コイルを示す部分断面斜視図。
【図７】本発明の第２の実施例のケーブルインコンジッ
ト導体を示す斜視図。
ト導体を示す斜視図。
【図８】本発明の第２の実施例の他のケーブルインコン
ジット導体を示す斜視図。
ジット導体を示す斜視図。
【図９】本発明の第２の実施例の他のケーブルインコン
ジット導体を示す斜視図。
ジット導体を示す斜視図。
【図１０】本発明の第２の実施例の他のケーブルインコ
ンジット導体を示す斜視図。
ンジット導体を示す斜視図。
【図１１】本発明の超電導コイルの第３の実施例を示す
断面図。
断面図。
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）とも本発明
の第５の実施例の超電導コイルの製造方法および工程を
示す説明図。
の第５の実施例の超電導コイルの製造方法および工程を
示す説明図。
【図１３】従来の超電導コイルの一例を示す断面図。
１…超電導線 ２…コンジット ３…ケーブルインコンジット導体 ４…導体絶縁 ５…ディスク ６…ディスク型パンケーキコイル ７…対地絶縁 ８…ダブルパンケーキコイル ９…超電導コイル １０…コイル容器 １１…ディスク絶縁 １２…冷媒供給管 １３…冷媒排出管 １４…パンケーキコイル ２ａ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…冷媒流路 １６…連通孔 １７…竹の子型螺旋状巻回治具
フロントページの続き (72)発明者 野間 千賀子 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 藤岡 勉 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 住吉 幸博 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 甲斐 俊也 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内
Claims (15)
- 【請求項１】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導撚
線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納した
ケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成された
螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルにおいて、前記ディスクのケ
ーブルインコンジット導体埋設側あるいはその反対側の
少なくとも一方に、冷媒通路を形成した事を特徴とする
超電導コイル。 - 【請求項２】 ディスクに形成した冷媒通路は、ディス
クの内周側から外周側に放射状に形成した複数本の溝で
ある事を特徴とする請求項１記載の超電導コイル。 - 【請求項３】 ディスクに形成した冷媒通路は、ディス
クの内周側から外周側に向かう螺旋状の溝である事を特
徴とする請求項１記載の超電導コイル。 - 【請求項４】 ディスクの内径側と外径側に環状の冷媒
流路を形成し、かつ各冷媒流路とディスクの内周側ある
いは外周側とを連通する複数の連通孔を設け、この連通
孔に冷媒供給管あるいは冷媒排出管を接続した事を特徴
とする請求項２または請求項３記載の超電導コイル。 - 【請求項５】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導撚
線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納した
ケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成された
螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルにおいて、コンジットの外周
に冷媒流路を形成した事を特徴とする超電導コイル。 - 【請求項６】 コンジットの外周に形成された冷媒流路
を、コンジットの長手方向に沿って螺旋状に形成した事
を特徴とする請求項５記載の超電導コイル。 - 【請求項７】 コンジットの外周に形成された螺旋状の
冷媒流路は、コンジット外周に螺旋状の溝を加工して形
成した事を特徴とする請求項６記載の超電導コイル。 - 【請求項８】 コンジットの外周に形成された螺旋状の
冷媒流路は、コンジットの外周に絶縁テープを１／２ラ
ップよりも粗く螺旋状に巻回して形成した事を特徴とす
る請求項６記載の超電導コイル。 - 【請求項９】 コンジットの外周に形成された螺旋状の
冷媒流路を、コンジットの外周にセラミックスを螺旋状
に厚くコーティングして形成した事を特徴とする請求項
６記載の超電導コイル。 - 【請求項１０】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成され
た螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルにおいて、複数本のケーブル
インコンジット導体を撚り合わせて導体を構成して螺旋
状の冷媒流路を形成した事を特徴とする超電導コイル。 - 【請求項１１】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成され
た螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルにおいて、ケーブルインコン
ジット導体を構成するコンジットの外周面に無機材料の
電気絶縁層を形成した事を特徴とする超電導コイル。 - 【請求項１２】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成され
た螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルにおいて、前記ディスクの表
面に無機材料の電気絶縁層を形成した事を特徴とする超
電導コイル。 - 【請求項１３】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成され
た螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルの製造方法において、ディス
クを巻回治具として使用し、ディスクに形成された螺旋
溝にケーブルインコンジット導体を埋設しながら巻回す
る事を特徴とする超電導コイルの製造方法。 - 【請求項１４】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を、ディスクに形成され
た螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコイルを構成
し、このディスク型パンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルの製造方法において、コンジ
ットに超電導撚線を収納してケーブルインコンジット導
体を製作する工程、このケーブルインコンジット導体を
巻回してパンケーキコイルを製作する工程、パンケーキ
コイルのコンジットの外周面に半焼成の無機材料の電気
絶縁物をコーティングする工程、このパンケーキコイル
をディスクの螺旋溝に埋設してディスク型パンケーキコ
イルを製作する工程、ディスク型パンケーキコイルを熱
処理して超電導線の超電導化および前記電気絶縁物を固
化する工程、複数のパンケーキコイルを積み重ねて一体
化する工程を備えた事を特徴とする超電導コイルの製造
方法。 - 【請求項１５】 超電導線を多数本撚り合わせて超電導
撚線を構成し、この超電導撚線をコンジット内に収納し
たケーブルインコンジット導体を巻回してパンケーキコ
イルを構成し、このパンケーキコイルを複数段積み重ね
て一体化した超電導コイルの製造方法において、コンジ
ットに超電導撚線を収納してケーブルインコンジット導
体を製作する工程、このケーブルインコンジット導体を
竹の子型螺旋状巻回治具に巻回してパンケーキコイルを
製作する工程、パンケーキコイルを平面状に成型する工
程、このパンケーキコイルを熱処理して超電導線の超電
導化を行う工程を備えた事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 |
|---|---|---|---|
| JP17577795A JPH0927416A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP17577795A JPH0927416A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 超電導コイルおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927416A true JPH0927416A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=16002088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17577795A Pending JPH0927416A (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 超電導コイルおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927416A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7325564B2 (en) | 2004-03-24 | 2008-02-05 | Keihin Corporation | Linear solenoid valve |
| US7487798B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-02-10 | Keihin Corporation | Linear solenoid valve |
| EP3189344A4 (en) * | 2014-09-05 | 2018-06-13 | Hyperfine Research Inc. | Thermal management methods and apparatus |
-
1995
- 1995-07-12 JP JP17577795A patent/JPH0927416A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7325564B2 (en) | 2004-03-24 | 2008-02-05 | Keihin Corporation | Linear solenoid valve |
| US7487798B2 (en) | 2004-03-31 | 2009-02-10 | Keihin Corporation | Linear solenoid valve |
| EP3189344A4 (en) * | 2014-09-05 | 2018-06-13 | Hyperfine Research Inc. | Thermal management methods and apparatus |
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