JPH1097919A

JPH1097919A - 超電導コイル装置

Info

Publication number: JPH1097919A
Application number: JP8248231A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hatano; 浩幡野; Hideshige Moriyama; 英重森山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】金属層及び無機絶縁層を用いた被覆層の利点を
活用しつつ、無機絶縁層のクラック発生等による絶縁破
壊電圧の低下等を抑制し、特に強制冷却導体、モノリシ
ック導体、及び拠線導体等に最適な超電導コイル装置を
提供する。【解決手段】超電導コイル装置は、超電導導体１及びこ
の導体１を覆う被覆層２を備える。被覆層２は、超電導
導体１の周囲を層状に覆う３層の積層テープ（積層体）
５と、この積層テープを覆う金属テープ６とを備える。
積層テープ５をアルミナ（無機絶縁層）３及びアルミニ
ウム合金（金属層）４の積層で構成し、超電導導体１側
の面にアルミニウム合金４を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、核融合装置や磁
気共鳴イメージング装置等で使用される超電導コイル装
置に係り、特に超電導導体の静電シールド効果と無機絶
縁のクラック進展を抑制した絶縁被覆構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、核融合装置等で使用される超電導
コイル装置では、Ｎｂ₃ＳｎやＮｂ₃Ａｌ等の化合物超
電導体を用いる場合の製造方法として、１）：超電導導
体を巻枠に巻線し、その後で熱処理を施して超電導体を
生成する方法（以下、「ワインド・アンド・リアクト方
式」）と、２）：超電導導体に熱処理を施して超電導体
を生成し、これに絶縁を施した後で巻枠に巻線する方法
（以下、「リアクト・アンド・ワインド方式」）とが知
られている。以下、この両者の一例を図面を参照して説
明する。

【０００３】ワインド・アンド・リアクト方式では、図
７及び図８に示すように、まず、超電導導体１００をガ
ラス材１０１で被覆する。ガラス材１０１としては、超
電導導体を挿入可能なガラススリーブ又は超電導導体に
巻き付け可能なガラステープを使用する。

【０００４】このガラス材１０１で被覆した超電導導体
１００をコイル巻枠１０２に巻回してコイル巻線（超電
導コイル）１０３とし、この後で加熱処理を施して超電
導体を生成する。この超電導体間にエポキシ樹脂等の有
機樹脂１０４を含浸及び硬化させることにより、コイル
巻線１０３同士のほか、これをコイル巻枠１０２に一体
化させた超電導コイルを得る。この方式を用いて製造さ
れる超電導コイル装置は、理論上、常電導状態に容易に
遷移せずに安定性が高いといった利点がある。

【０００５】また、この超電導導体を覆う絶縁被覆層の
熱伝導性をより一層高めるため、図９に示すように、超
電導導体１００の周囲にセラミックス層等の無機絶縁層
１０５を設け、この絶縁層１０５と導体１００との間に
可撓性を付与するために柔軟性を有する金属層１０６を
配置した被覆層１０７も知られている。この被覆層１０
７は、熱伝導性や可撓性等の有効性により、特に強制冷
却導体、モノリシック導体、撚線導体等への適用が期待
されている。

【０００６】一方、リアクト・アンド・ワインド方式で
は、超電導導体を予め加熱処理してＮｂ₃Ｓｎ等の化合
物超電導体を生成し、この超電導体にプリプレグテープ
等を巻き付け、これをコイル巻枠に巻回し、そこで、プ
リプレグテープ等を硬化させることにより、一体化させ
た超電導コイルを得るようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の製造方法で得られる超電導コイル装置では、特に品質
管理等の面から以下のような問題があった。

【０００８】まず、ワインド・アンド・リアクト方式の
場合には、安定性の高い超電導コイルを作製するには有
機樹脂を十分に含浸及び硬化させなけらばならない。従
って、有機樹脂の粘度、含浸温度、及び硬化条件によっ
ては含浸不良となりやすく、その結果、コイル安定性に
悪影響を及ぼす層間剥離や、樹脂内のクラックが発生し
て品質が劣化するといった不都合があった。

【０００９】また、図９に示す絶縁被覆層を採用する場
合には、超電導導体を密に巻回する際の衝撃力や冷却時
の熱応力、また励磁時の電磁力により、無機絶縁層内に
貫通クラックが発生しやすく、その結果、絶縁破壊電圧
が低下する等の不都合があった。従って、この絶縁被覆
層を導体半径が比較的大きい強制冷却導体に適用しよう
としても、曲げ加工時やハンマーによる成形時に貫通ク
ラックが発生しやすく、また強制冷却導体よりも小さい
曲率半径で曲げ加工を行うモノリシック導体や拠線導体
への適用を試みても、同様に曲げ加工時に貫通クラック
が発生しやすいといった問題があった。

【００１０】一方、リアクト・アンド・ワインド方式の
場合は、加熱処理後の化合物超電導体を巻線する際の導
体歪の許容値が予め設定されており、この許容値を越え
て導体に歪みを加えてはならないといった制約があっ
た。この許容値を越えると、所定の性能、例えば臨界電
流値が低下してしまうためである。従って、この場合に
は、ワインド・アンド・リアクト方式に比べると必ずし
も加工性がよいものではない。

【００１１】この発明は、このような従来の問題を考慮
してなされたもので、金属層及び無機絶縁層を用いた被
覆層の利点を活用しつつ、無機絶縁層のクラック発生等
による絶縁破壊電圧の低下等を抑制し、特に強制冷却導
体、モノリシック導体、及び拠線導体等に最適な超電導
コイル装置を提供することを、第１の目的とする。

【００１２】また、有機樹脂の含浸不良等に起因する品
質劣化を防止することを、第２の目的とする。

【００１３】さらに、リアクト・アンド・ワインド方式
による導体歪の制約を意識しないで超電導導体の加工性
を高めることを、第３の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る超電導コイル装置は、超電導導体及
びこの超電導導体を覆う被覆層を有し、この超電導導体
及び被覆層を巻回して形成した構成とし、上記被覆層
は、上記超電導導体の周囲を層状に覆う２層以上の層状
体を備え、この層状体を、金属層及び無機絶縁層を互い
に積層固定し且つ少なくとも上記超電導導体側の面に上
記金属層を配置した積層体で構成したことを特徴とす
る。

【００１５】即ち、この発明では、２層以上の積層体
（金属層及び無機絶縁層）を用いて超電導導体の絶縁構
造を構築したため、有機樹脂等と比べて熱伝導性がよい
金属層及び無機絶縁層の特性を十分に発揮させて超電導
コイルの熱伝導性を維持できると共に、無機絶縁層にお
けるクラック発生及び進展を抑制して絶縁破壊電圧の低
下等を効果的に回避できる。例えば、巻線時の衝撃、冷
却時の熱応力、及び励磁時の電磁力等により１層の無機
絶縁層内にクラックが生じても、そのクラックが金属層
で抑制されて他の無機絶縁層等までは殆ど進展しない。

【００１６】この発明の好ましい態様としては、前記超
電導導体は、熱処理により超電導体を生成可能な導体で
あり、この導体から上記超電導体を生成するときの熱処
理で前記金属層を軟化させることにより、その金属層を
介して前記２層以上の積層体を互いに固定し且つ当該積
層体を上記超電導導体に固定したものとする。

【００１７】即ち、この態様では、超電導体生成のため
の加熱処理時に同時に金属層を軟化させて固着させるよ
うにしたため、有機樹脂の含浸及び硬化工程が必ずしも
必要ではなくなり、その結果、含浸不良等に伴う層間剥
離や樹脂内のクラック発生に起因する絶縁破壊電圧の低
下等を回避できる。

【００１８】前記金属層の融点は、望ましくは前記超電
導導体の熱処理温度よりも高い温度である。金属層の融
点が超電導導体の熱処理温度以下の場合には、加熱時に
金属が流出してしまい、無機層に発生したクラックに浸
透し、絶縁性を低下させてしまうためである。面圧によ
る金属流出を考慮に入れると、この金属層の融点は、超
電導導体の焼成温度よりも１０℃以上高い温度が更に望
ましい。

【００１９】前記積層体は、望ましくは積層テープで成
り、この積層テープを前記超電導導体の周囲に螺旋状に
所定の間隔で巻き付け且つ２層以上の積層テープの内の
隣接する積層テープを上記間隔が成す隙間を埋めるよう
に互いに異なる合わせ目で巻回している。

【００２０】この場合には、巻回させたテープのずれに
より、超電導導体の曲げ加工時等に生じる外側及び内側
の応力が緩和され、絶縁破壊電圧を低下させる貫通クラ
ック発生をより一層効果的に抑制できる。この効果は、
超電導導体として強制冷却導体、モノリシック導体、撚
線導体等を使用した場合に最大限に発揮させることがで
きる。

【００２１】前記被覆層は、別の態様では前記２層以上
の積層体を覆う最外層を成す層状体を備え、この層状体
を金属体で構成すると共に、前記導体から超電導体を生
成するときの熱処理で上記金属体を軟化させることによ
り、その金属体を介して前記コイル巻線を成す超電導導
体の内の隣接する２つの超電導導体を互いに固定してい
る。金属体は、望ましくは金属層と同一の金属又は低融
点の金属で構成するものとする。

【００２２】この発明では、望ましくは前記超電導導体
及び被覆層を支持するコイル支持体を備え、前記導体か
ら超電導体を生成するときの熱処理で前記金属体を軟化
させることにより、その金属体を介して上記超電導導体
及び被覆層を上記コイル支持体に固定するものとする。
ここで、超電導導体及び被覆層に張力を加えながらコイ
ル支持体上に巻回することが望ましい。

【００２３】この場合には、従来のリアクト・アンド・
ワインド方式による臨界電流値等の性能低下の要因とな
る導体歪の制約を意識しないで、即ちワインド・アンド
・リアクト方式の製造プロセスにおける熱処理に耐え且
つその熱処理と同時に一体化した超電導コイルを得るこ
と可能な絶縁構成を構築できる。従って、超電導導体の
加工性をより高めることができる。

【００２４】前記金属体の融点は、望ましくは前記超電
導導体の熱処理温度よりも高い温度である。より望まし
くは、上記と同様の理由で１０℃以上高い温度とする。

【００２５】前記金属体は、望ましくは金属テープで構
成する。

【００２６】また、別の側面として、この発明に係る超
電導コイル装置では、超電導導体と、この超電導導体を
を支持するコイル支持体とを備えた構成とし、上記コイ
ル支持体は、上記超電導導体側の表面に２層以上の層状
体を備え、この層状体を、金属層及び無機絶縁層を互い
に積層固定し且つ少なくとも一方の面に上記金属層を配
置した積層体で構成したことを特徴とする。

【００２７】前記超電導導体は、望ましくは強制冷却導
体、モノリシック導体、及び撚線導体のいずれか１つで
ある。

【００２８】前記超電導体は、望ましくは化合物超電導
体又は酸化物高温超電導体である。例えば、化合物超電
導体としては、Ｎｂ₃Ｓｎ及びＮｂ₃Ａｌ等の化合物
を、また酸化物高温超電導体としては、Ｂｉ₂Ｓｒ₂Ｃ
ａ₂Ｃｕ₃Ｏ_10+x、Ｂｉ₂Ｓｒ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_8+x等の
化合物を用いることが望ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る超電導コイ
ル装置の実施形態を具体的に説明する。

【００３０】（第１実施形態）図１は、第１実施形態に
おける超電導コイル装置に用いる超電導導体１及びその
導体１を被覆する絶縁被覆層（層状体）２を説明するも
のである。超電導導体１としては、導体寸法が２０ｍｍ
×３０ｍｍ、導体長さが１００ｍｍのＮｂ₃Ｓｎから成
る強制冷却導体（昭和電線電纜株式会社製）を使用す
る。また、絶縁被覆層２としては、図２に示すように、
厚さ１５μｍのアルミナ（無機絶縁層）３と７２０℃付
近の融点を有する厚さ３０μｍのアルミニウム合金（金
属層）４とを互いに積層させた幅２０ｍｍの積層テープ
（ディップソール社製）（積層体）５と、上記金属層４
と同様の厚さ３０μｍのアルミニウム合金で成る幅２０
ｍｍの金属テープ（金属体）６とを使用する。

【００３１】この超電導導体１及びその絶縁被覆層２の
作製方法を説明すると、まず、積層テープ５を超電導導
体１の周囲に３層巻き付ける。このとき、積層テープ５
に張力９．８Ｎを加えながら、導体１の軸方向に互いに
重ね合わせないように隙間２ｍｍの条件で螺旋状に巻回
していく。１層目の積層テープ５を巻き終わったら、そ
の隙間を埋めるように合わせ目を調整して（ずらして）
上記と同様の条件で２層目の積層テープ５を巻回し、以
下同様に合わせ目を調整して３層目の積層テープ５を巻
き付ける。

【００３２】続いて、この積層テープ５の周囲に金属テ
ープ６を１層巻き付ける。この場合には、金属テープ６
に張力９．８Ｎを加えながら、導体１の軸方向に互いに
１／２重ね合わせて螺旋状に巻回する。このように絶縁
被覆層２で覆った超電導導体１を用いて所定の製造条件
で超電導コイル装置を作製する。

【００３３】この超電導コイル装置は、クエンチや絶縁
破壊電圧の低下の要因となる貫通クラックを抑制し、ま
た熱伝導性に優れた特性を備えていた。

【００３４】例えば、超電導導体１（強制冷却導体）を
曲げる際に生じる外側と内側との絶縁被覆層２内の応力
が上記巻回した積層テープ５のズレで緩和され、ハンマ
ー等で衝撃を与えても、２層以上の積層テープ５による
アルミナ３とアルミニウム合金４との積層効果により貫
通クラックが殆ど発生しない。仮に巻線時の衝撃や冷却
時の熱応力、また励時時の電磁力等により１層のアルミ
ナ３中にクラックが発生した場合でも、このクラックが
アルミニウム合金４で抑制されて他のアルミナ３まで殆
ど進展しない。

【００３５】また、アルミニウム合金（金属）及びアル
ミナ（無機絶縁物）はエポキシ樹脂等の有機樹脂に比べ
て熱伝導性がよいため、従来例よりも超電導コイルの熱
伝導性を各段に向上させることができる。

【００３６】そこで、この超電導コイル装置の特性を検
証するため、実際の製造条件を想定して試験用の試料Ｓ
Ａを作製した。この試料ＳＡは、図３に示すように、上
記と同様の両テープ５、６を巻き付けた超電導導体１を
便宜上、２つ用意し、この両者１、１を互いに重ね合わ
せた状態で１０．０ｋＰａの面圧を加えながら、アルゴ
ン雰囲気中で７００℃、４０時間の加熱処理（温度上昇
速度：７００℃／１０Ｈ）を行い、自然冷却することに
より、２つの超電導導体１を互いに一体化させた超電導
体を対象としたものである。

【００３７】この試料を液体窒素中に浸漬し、これを１
０回繰り返す試験を行って、試料断面を観察したとこ
ろ、２つの超電導導体１間を貫通するクラックの発生は
確認されなかった。

【００３８】また、超電導導体１の上記焼成温度（７０
０℃）の影響を考慮に入れた別途の試験用の試料を作製
し、絶縁特性に関する検証試験を試みた。この試験で
は、両テープに用いる金属として、融点が６７０℃、７
０５℃、７２０℃の３種のアルミニウム合金を使用し、
これを用いて上記と同様の製造条件で実施例１〜３の各
試料を作成し、各超電導導体を電極とし、測定電圧５０
Ｖの条件で絶縁抵抗値を測定した。この測定結果を表１
に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】この表１に示すように、実施例１（融点６
７０℃）では、絶縁抵抗値が１０⁶Ωｃｍ以下で導通状
態を示し、この原因は超電導体を生成させる加熱時にア
ルミニウム合金がラップの隙間を介して流出したためと
考えられる。これに対し、実施例２（融点７０５℃）及
び実施例３（融点７２０℃）では、絶縁抵抗値が１０¹⁵
Ωｃｍ以上で良好な絶縁性を示し、これは超電導体を生
成させる加熱時にアルミニウム合金が軟化し、このアル
ミニウム合金を介してアルミナと超電導導体とが固着し
たためと考えられる。

【００４１】従って、積層テープ及び金属テープに用い
るアルミニウム合金（金属）としては、超電導導体の焼
成温度よりも高く、望ましくは５℃以上高く、特に好ま
しくは面圧等による金属流出をも考慮に入れて更に５℃
以上の余裕をもたせて、超電導導体の焼成温度よりも１
０℃以上高い融点を有するものを使用すればよいことが
確認された。

【００４２】その他として、アルミナ及びアルミニウム
合金以外の無機絶縁物及び金属を用いた場合およびＮｂ
₃Ｓｎ以外の強制冷却導体を用いた場合についても、上
記結果と略同様であった。

【００４３】（第２実施形態）図４は、第２実施形態に
おけるコイル巻線（超電導コイル）１０及び巻枠（コイ
ル支持体）１１を備えた超電導コイル装置を説明するも
のである。コイル巻線１０としては、図５に示すよう
に、超電導導体１ａ及びその導体１ａを被覆する絶縁被
覆層（層状体）２ａを使用し、また巻枠１１としては、
その内側表面に離型処理層１２を施したステンレス鋼
（ＳＵＳ３１６Ｌ）から成る所定形状のコイル支持体を
使用する。

【００４４】この超電導コイル装置の製造方法を説明す
ると、まず、超電導導体１ａの周囲を絶縁被覆層２ａで
覆う。ここで、超電導導体１ａとしては、導体寸法が
１．０ｍｍ×２．０ｍｍで銅比３のＮｂ₃Ｓｎから成る
モノリシック超電導導体（昭和電線電纜株式会社製）を
使用し、また絶縁被覆層２ａとしては、厚さ１５μｍの
アルミナ（無機絶縁層）３ａと７２０℃付近の融点を有
する厚さ３０μｍのアルミニウム合金（金属層）４ａと
を互いに積層させた幅３ｍｍの積層テープ（ディップソ
ール社製）５ａと、上記金属層４ａと同様のアルミニウ
ム合金から成る幅９ｍｍの金属テープ６ａとを使用す
る。

【００４５】そこで、積層テープ５ａの巻き付け間隔を
１．５ｍｍとし、人手で巻き付ける以外は上記実施形態
と同様の条件で超電導導体１の周囲に積層テープ５ａを
３層巻き付け、この積層テープ５ａの周囲に金属テープ
６ａを１層巻き付ける。

【００４６】このように絶縁被覆層２ａで覆った超電導
導体１ａを巻枠１１に張力５０Ｎでコイル軸方向ＡＸに
８列となるように巻回して６層のコイル巻線１０とす
る。ここで、治具と木槌等を用いて、巻枠１１上に既に
巻かれた導体１ａの下部層を外側から押し付ける状態で
順次、その上部層を巻き付けていくことにより、超電導
導体１ａを密に巻回したコイル巻線１０を形成する。

【００４７】次いで、上記実施形態と同様の条件で加熱
処理を施して超電導体を生成すると同時に両テープ５
ａ、６ａのアルミニウム合金を軟化させることにより、
積層テープ５ａ間、積層テープ５ａと超電導導体１ａ
間、超電導導体１ａ間、及び超電導導体１ａとコイル巻
枠１１間をアルミニウム合金を介して固着させて一体化
した超電導コイル装置を作製する。

【００４８】ここで、この超電導コイル装置の特性を調
べるため、コイル巻枠１１を分解して、そこからコイル
巻線１０を取り出し、そのコイル原形を保持した状態で
室温と液体窒素温度とを１０回繰り返して冷熱衝撃を与
える試験を行い、その後の断面を観察したところ、貫通
クラックの発生は確認されなかった。

【００４９】従って、この実施形態によれば、超電導導
体（モノリシック導体）を曲げる際に生じる外側と内側
との絶縁被覆層内の応力が巻回した積層テープのズレで
緩和され、２層以上の積層テープによるアルミナとアル
ミニウム合金との積層効果により貫通クラックの発生及
び進展を効果的に抑制できる超電導コイル装置を提供で
きる。

【００５０】なお、その他として、超電導導体に撚線導
体を用いた場合も、上記結果と略同様であった。

【００５１】（第３実施形態）この第３実施形態では、
この発明に係る超電導コイル装置を適用した試験モデル
を作製した。このモデルは、通常の巻線とは異なり、巻
枠を兼ねた支持体に予め溝を切削し、この溝に超電導導
体をハンマー等を用いて嵌め込んで固定する超電導コイ
ル装置を対象とし、ハンマーによる衝撃力にも十分に耐
え得るように工夫したものである。このモデルの概要を
図６に示す。

【００５２】図６に示す試験モデルＭ１は、超電導導体
１ｂと、この超電導導体１ｂを支持するステンレス鋼
（ＳＵＳ３１６Ｌ）製の巻枠を兼ねた支持体２０とを備
え、この支持体２０側に絶縁構成を構築したものであ
る。

【００５３】支持体２０は、超電導導体１ｂと同一の幅
及び深さを有する溝２１を形成した一方の支持部材２０
ａ及びこの部材２０ａに取り付ける他方の支持部材２０
ｂで構成され、この２つの支持部材２０ａ及び２０ｂの
超電導導体１ｂ側の表面に絶縁被覆層２２、２２が形成
されている。この絶縁被覆層２２は、上記積層テープと
同様の無機絶縁物及び金属から成る積層シート（積層
体）２３、２３と、上記金属テープと同様の金属から成
る金属シート（金属体）２４、２４とを備え、この両シ
ート２３、２４による１０層の積層構造で構成したもの
である。

【００５４】上記の試験モデルＭ１は、支持体２０内の
溝２１を介して超電導導体１ｂを落とし込み、上記各実
施形態と同様の製造条件で加熱処理を施して超電導体を
生成し、これと支持体２０とを一体化させて作製したも
のである。この試験モデルＭ１に対して、上記と同様に
室温と液体窒素温度とを１０回繰り返して冷熱衝撃を与
える試験を行い、その後の断面を観察したところ、貫通
クラックは殆ど発生していなかった。

【００５５】従って、この実施形態によれば、上記実施
形態と同等の絶縁被覆層を超電導導体の周囲ではなく、
この超電導導体を支持する支持体側に形成した場合で
も、上記と略同様の効果を十分に発揮させることがで
き、例えば超電導コイルの設計における自由度を広げる
等の利点がある。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、超電導導体を覆う被覆層として２層以上の積層体
（金属層及び無機絶縁層から成る）を設けたため、有機
樹脂よりも熱伝導性に優れた金属層及び無機絶縁層の特
性を十分に発揮させることができると共に、、金属層を
媒体として無機絶縁層での貫通クラックの発生及び進展
を効果的に抑制し、クエンチや絶縁破壊電圧の低下を従
来よりも大幅に抑制した超電導コイル装置を提供でき
る。

【００５７】また、超電導体生成のための加熱時に同時
に金属層を軟化させることにより、無機絶縁層間、無機
絶縁層と導体間、あるいは導体間、導体とコイル支持体
間を金属層を介して固着して一体化された超電導コイル
を構築可能としたため、熱処理後の有機樹脂の含浸及び
硬化工程が必ずしも必要ではなく、含浸不良等に起因し
た品質劣化を防止できると共に、リアクト・アンド・ワ
インド方式による導体歪の制約を意識しないでワインド
・アンド・リアクト方式による熱処理で製造可能な絶縁
構成を構築でき、その結果、超電導導体の加工性を大幅
に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る超電導コイル装置を適用した第
１実施形態の超電導導体を説明する概略断面図。

【図２】積層テープを説明する概略断面図。

【図３】試験用の試料を説明する概略断面図。

【図４】この発明に係る超電導コイル装置を適用した第
１実施形態の全体構成を説明する概略断面図。

【図５】超電導導体を説明する概略図。

【図６】この発明に係る超電導コイル装置を適用した第
３実施形態の試験モデルを説明する概略断面図。

【図７】従来の超電導コイル装置の全体構成を示す概略
断面図。

【図８】図７中のＡ部を拡大した詳細図。

【図９】従来の無機絶縁層及び金属層を用いた超電導導
体の絶縁被覆を説明する概略断面図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ超電導導体２、２ａ絶縁被覆層３、３ａアルミナ（無機絶縁層）４、４ａアルミニウム合金（金属層）５、５ａ積層テープ（積層体）６、６ａ金属テープ（金属体）１０コイル巻線（超電導コイル）１１コイル支持体１２離型処理層２０支持体２０ａ、２０ｂ支持部材２１溝２２絶縁被覆層２３積層シート２４金属シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超電導導体及びこの超電導導体を覆う被
覆層を有し、この超電導導体及び被覆層を巻回して形成
した超電導コイル装置において、上記被覆層は、上記超電導導体の周囲を層状に覆う２層
以上の層状体を備え、この層状体を、金属層及び無機絶
縁層を互いに積層固定し且つ少なくとも上記超電導導体
側の面に上記金属層を配置した積層体で構成したことを
特徴とする超電導コイル装置。
【請求項２】前記超電導導体は、熱処理により超電導
体を生成可能な導体であり、この導体から上記超電導体
を生成するときの熱処理で前記金属層を軟化させること
により、その金属層を介して前記２層以上の積層体を互
いに固定し且つ当該積層体を上記超電導導体に固定した
請求項１記載の超電導コイル装置。
【請求項３】前記金属層の融点は、前記超電導導体の
熱処理温度よりも高い温度である請求項２記載の超電導
コイル装置。
【請求項４】前記積層体は積層テープで成り、この積
層テープを前記超電導導体の周囲に螺旋状に所定の間隔
で巻き付け且つ２層以上の積層テープの内の隣接する積
層テープを上記間隔が成す隙間を埋めるように互いに異
なる合わせ目で巻回した請求項１乃至３のいずれか１項
記載の超電導コイル装置。
【請求項５】前記被覆層は、前記２層以上の積層体を
覆う最外層を成す層状体を備え、この層状体を金属体で
構成すると共に、前記導体から超電導体を生成するとき
の熱処理で上記金属体を軟化させることにより、その金
属体を介して前記超電導導体の内の隣接する２つの超電
導導体を互いに固定した請求項２乃至４のいずれか１項
記載の超電導コイル装置。
【請求項６】前記超電導導体及び被覆層を支持するコ
イル支持体を備え、前記導体から超電導体を生成すると
きの熱処理で前記金属体を軟化させることにより、その
金属体を介して上記超電導導体及び被覆層を上記コイル
支持体に固定した請求項２乃至５のいずれか１項記載の
超電導コイル装置。
【請求項７】前記金属体の融点は、前記超電導導体の
熱処理温度よりも高い温度である請求項６記載の超電導
コイル装置。
【請求項８】前記金属体は金属テープである請求項５
乃至７のいずれか１項記載の超電導コイル装置。
【請求項９】超電導導体と、この超電導導体を支持す
るコイル支持体とを備えた超電導コイル装置において、
上記コイル支持体は、上記超電導導体側の表面に２層以
上の層状体を備え、この層状体を、金属層及び無機絶縁
層を互いに積層固定し且つ少なくとも一方の面に上記金
属層を配置した積層体で構成したことを特徴とする超電
導コイル装置。
【請求項１０】前記超電導導体は、強制冷却導体、モ
ノリシック導体、及び撚線導体のいずれか１つである請
求項１乃至９のいずれか１項記載の超電導コイル装置。
【請求項１１】前記超電導体は、化合物超電導体又は
酸化物高温超電導体である請求項２乃至９のいずれか１
項記載の超電導コイル装置。