JPS607367B2 - 超電導コイルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は極低温に冷却し電気抵抗が零になった状態で使
用する超電導コイルの製造方法に関するものである。

超電導コイルは極低温状態で効果を発揮するもので、コ
イル周辺の空間には冷媒（通常液体ヘリウム）を満たし
てコイルを冷却する構造としている。

また超電導コイルが励磁時に受ける力は相当大きな力で
あり、その力に見合った機械的強度が要求されている。
以上のようなことからコイルの構成、コイル絶縁の構成
等に種々工夫をしている。第１図は従来から用いられて
いるコイルの構造を示す図で、電気絶縁性を有する物質
を被覆した超電導線材１を所定の形状に巻線した後、熱
硬化性の電気絶縁ワニスを含浸処理し、一体化コイルに
形成し、このコイルを冷煤槽４内にコイルスベーサ３，
３′を介して収納する構造としコイルの冷却は、冷煤槽
４とコイルの間の空間５に冷媒として液体ヘリウム満た
して行なっていた。

ところが糠材同志が接触しないすき間は全て含浸処理さ
れた電気絶縁ワニス２がっまっている為、コイル中央部
は冷媒に直接さらされることなく冷却面Ａ，Ａ′からの
熱伝導で冷却され熱的外乱に対して蓮応できず良好な特
性が得られなかった。したがって、線材の許容電流値も
低く設定しなければならなかった。本発明は上記の点に
鑑み、冷却効果が良好でかつ十分な機械的強度を有する
超電導コイルを容易に得ることができる製造方法を提供
するものである。

以下本発明の一実施例について説明する。

第２図は本発明の一実施例を説明するための超電導コイ
ルの構造図で、超電導線材１に電気絶縁性を有する綿糸
、絹糸、ガラス繊維等の繊維資材料６を巻回した超電導
線を巻枠４′に絶縁シート７を介し所定のコイル形状に
巻上げ、上部の絶縁シ−トを介し押え板８を巻枠に溶接
止めしている。このようにして作ったコイルに電気絶縁
ワニスを含浸処理する。第４図は、当該ワニスの硬化処
理の状態を示した図で縦軸にワニスの温度と粘度、横軸
にワニスが硬化するまでの時間をとっている。一般に当
該ワニスは、温度上昇と共に粘度が低下し、温度上昇後
一定温度（ワニス硬化温度８２）に保てば、Ｔ２時間後
粘度がしだいに増しはじめさらに時間がたっと完全に硬
化される。上記のような電気絶縁ワニスの特性を利用し
て、コイルの含浸処理途中でワニスの粘度が低化した状
態にある時（Ｔ２時間内）に空気などの清浄なガス状物
質を吹き込むと、となりあう線材の接する部分以外のス
ペースに滞留するワニスが除去され、当該スペースに第
８図ａに示す如く空間９を設けることができる。また超
電導線材に巻回した繊維質材料６に残留したワニスは、
Ｔ３時間内は、表面張力により隣合う線材の繊維の間に
保持され、ｔ時間後には完全に硬化し、コイルを形成す
る各線材同志は、第３図ｂに示す如く強固に接着される
。

上述のような方法でワニス含浸処理した超電導コイルに
すれば、第２図でとなりあう線材の接する部分以外はほ
とんど空間となり、この空間９に超電導コイル冷却用の
冷媒を通せばコイル線材の近傍を強固な薄い絶縁層を介
して線材を冷却することができるので、コイルの冷却効
果が非常に良くなる。

一方となりあう線村に接する部分は、ワニスによって線
材同志が強固に接着されるので、例えば超電導コイル励
磁時に受ける電磁力に対し十分な機械的強度を付与する
ことができる。尚、上述した説明の中で、超電導コイル
を形成する超電導線材として、電気絶縁性繊維質材料を
巻回した超電導線材の代りに、エナメル等の電気絶縁性
物質を被覆した超電導線材を用いて、コイルを形成して
も、同等な効果が得られることは自明である。また、線
材の断面は、八角形等多角形であってもよい。また、電
気絶縁性繊維質材料の巻回作業は、超電導線材の応力除
去の為に行う熱処理前に行なっても良い。

ただしその場合、電気絶縁性繊維質材料は、熱処理の温
度、時間において変質しない材料を用いる必要がある。
以上のようにこの発明によれば冷却効果が良好でしかも
十分な機械的強度を有する超電導コイルを容易に得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来から用いられている超電導コイルの一例
を示す構造図、第２図は、本発明による超電導コイルの
一例を示す構造図、第３図ａ，ｂは本発明における超電
導線材とワニスとの状態を説明する図、第４図は、本発
明に係る電気絶縁ワニスの硬化特性を示したグラフであ
る。 尚図中同一符号は、同一もしくは相当部分を示す。 １・・・超電導線村、４′・・・巻枠、６・・・電気絶
縁性繊維質材料、９・・・空間。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気絶縁性物質を被覆した多数の超電導線材を所定
   の形状に巻線し熱硬化性の電気絶縁ワニスを含浸処理し
   乾燥硬化する際に、上記含浸された電気絶縁ワニスが粘
   度低下した状態で清浄なガス状物質を吹き込みとなり合
   う超電導線材の接する部分以外に滞留するワニスを除去
   し、残留したワニスを介して上記超電導線材同志を強固
   に接着すると共に、上記滞留するワニスを除去した空間
   を超電導コイル冷却用冷媒の通路として利用することを
   特徴とする超電導コイルの製造方法。 ２ 電気絶縁性物質として電気絶縁性繊維質材料を用い
   、該繊維材料を超電導線材の熱処理前に巻回したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導コイルの
   製造方法。 ３ 電気絶縁性繊維質材料が超電導線材の熱処理温度・
   時間において変質しない材料であることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の超電導コイルの製造方法。 ４ 電気絶縁性繊維質材料が、綿糸、絹糸またはガラス
   繊維であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の超電導コイルの製造方法。