JPS61276306A - 超電導コイル - Google Patents
超電導コイルInfo
- Publication number
- JPS61276306A JPS61276306A JP11912285A JP11912285A JPS61276306A JP S61276306 A JPS61276306 A JP S61276306A JP 11912285 A JP11912285 A JP 11912285A JP 11912285 A JP11912285 A JP 11912285A JP S61276306 A JPS61276306 A JP S61276306A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- winding
- under
- pancake
- 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
Links
Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、巻線後に超電導安定性高く巨り劣化などの
生じない強固な化合物系超電導コイルを、冷媒の通路を
ｔ分確保して提供する巻線構造に関するものである。
生じない強固な化合物系超電導コイルを、冷媒の通路を
ｔ分確保して提供する巻線構造に関するものである。
第３図は例えば文献、小泉他：析Ｎｂ５８ｎ線材による
高磁界マグネット（第２０回低温工学研究発表会Ａｌ−
１１％１９７８年５月、ｐ、１１）に示された従来のワ
インド・アンド・リアクト方式の超電導コイルを示す断
面図であり、図において、（１）ｒｉミコイル枠、（２
）はコイル巻枠（１）に巻かれた超電導コイルで、第４
図に示すように一般に線材（２１）の周囲には耐熱性を
、有する、例えばガラス繊維から成る絶縁（２２）を有
する。巻線後熱処理を施こして超電導体を生成させ、然
かる後樹脂（段を含浸させて強固なコイルに仕上げる。
高磁界マグネット（第２０回低温工学研究発表会Ａｌ−
１１％１９７８年５月、ｐ、１１）に示された従来のワ
インド・アンド・リアクト方式の超電導コイルを示す断
面図であり、図において、（１）ｒｉミコイル枠、（２
）はコイル巻枠（１）に巻かれた超電導コイルで、第４
図に示すように一般に線材（２１）の周囲には耐熱性を
、有する、例えばガラス繊維から成る絶縁（２２）を有
する。巻線後熱処理を施こして超電導体を生成させ、然
かる後樹脂（段を含浸させて強固なコイルに仕上げる。
次に工作法及びその効果について説明する。一般に化合
物系の超電導体、例えばＮｂ１ＳｎやＶＢＧａ等は極め
て處い材料であるために１電線に仕上げて巻線にするこ
とは極めて１鑑とされる。それは例えば文献、Ｐｒｏｃ
ｅｃｄｉｎｊａ ｏｆ ａ ＮＡＴＯＡｄｖａｎｃｅｄ
５ｔｕｄｙ工ｎｓｔ １ｔｕｔｅ ｏｎｔｈｅ ５ｃ
ｉｅｎｃｅ ａｎｄ ？ｅｃｈｎｄｏｇｙ ｏｆ ８ｕ
ｐｅｒｃｏｎｄｕｃｆｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ （
１９８０） 、ｐ、 ４７４ に示すように許容歪み
率が１％に満たないからである。そこで従来とられてい
る方法は化合物生成反応の起こらない、金属の複合物の
状態の線材（２１）を用いてその周囲に絶縁（２２）を
施こしたものと、コイル巻枠（１）に巻線加工する。絶
縁材料は後述の熱処理に耐えるように純度の高い耐熱ガ
ラス（所Ｉｓガラス）の繊維を用いるのが普通である。
物系の超電導体、例えばＮｂ１ＳｎやＶＢＧａ等は極め
て處い材料であるために１電線に仕上げて巻線にするこ
とは極めて１鑑とされる。それは例えば文献、Ｐｒｏｃ
ｅｃｄｉｎｊａ ｏｆ ａ ＮＡＴＯＡｄｖａｎｃｅｄ
５ｔｕｄｙ工ｎｓｔ １ｔｕｔｅ ｏｎｔｈｅ ５ｃ
ｉｅｎｃｅ ａｎｄ ？ｅｃｈｎｄｏｇｙ ｏｆ ８ｕ
ｐｅｒｃｏｎｄｕｃｆｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ （
１９８０） 、ｐ、 ４７４ に示すように許容歪み
率が１％に満たないからである。そこで従来とられてい
る方法は化合物生成反応の起こらない、金属の複合物の
状態の線材（２１）を用いてその周囲に絶縁（２２）を
施こしたものと、コイル巻枠（１）に巻線加工する。絶
縁材料は後述の熱処理に耐えるように純度の高い耐熱ガ
ラス（所Ｉｓガラス）の繊維を用いるのが普通である。
巻線加工完ｒ後、これを炉に入れて約８０θ℃近辺で焼
成して・金属間化合物を生成して始めて実用超電導体と
なる。Ｎｂ３ＳｎやＶ３Ｇａは、超電導でなくなる、所
謂遷移温度が龍の超電導体よりも高く、１８に近辺にあ
るために超電導の安定性Ｉ／ｉ極めて高いとされる。超
電導体生成後のままではコイル構造はルーズで使用に堪
えない。そのため樹脂含浸をト分に施して線材（２１）
の周囲にボイドなく樹脂（３）が存在するように注意深
く処理される。これはコイル構造がルーズなままでは線
材（２１）が動き、特に安定性マージンの少ない状態で
は容易に超電導性を失う（これはクエンチと呼ばれる）
からで、真空含浸が一般的である。この処理が完全であ
れば、コイル電ｔ、ｃは線材固有の臨界電流まで上げる
ことが可能である。
成して・金属間化合物を生成して始めて実用超電導体と
なる。Ｎｂ３ＳｎやＶ３Ｇａは、超電導でなくなる、所
謂遷移温度が龍の超電導体よりも高く、１８に近辺にあ
るために超電導の安定性Ｉ／ｉ極めて高いとされる。超
電導体生成後のままではコイル構造はルーズで使用に堪
えない。そのため樹脂含浸をト分に施して線材（２１）
の周囲にボイドなく樹脂（３）が存在するように注意深
く処理される。これはコイル構造がルーズなままでは線
材（２１）が動き、特に安定性マージンの少ない状態で
は容易に超電導性を失う（これはクエンチと呼ばれる）
からで、真空含浸が一般的である。この処理が完全であ
れば、コイル電ｔ、ｃは線材固有の臨界電流まで上げる
ことが可能である。
従来のワインド・アンド・リアクト方式の超電導コイル
は以上のように構成されている所から、コイル全体の冷
媒による冷却がｔ分でなく、たとえ裸の線材と同じ電流
値のコイル超電導臨界電流が得られたとしても、これＦ
ｉ極めて不安定なものとなる。超電導安定性のためには
部分の冷却か、電流密度を低下させるかいずれかしか方
法がなく、この場合は前者の条件が満されなくなるため
に後者の方法によることとなり、コイルが大形となった
りコストが増大するなどの問題点があった。
は以上のように構成されている所から、コイル全体の冷
媒による冷却がｔ分でなく、たとえ裸の線材と同じ電流
値のコイル超電導臨界電流が得られたとしても、これＦ
ｉ極めて不安定なものとなる。超電導安定性のためには
部分の冷却か、電流密度を低下させるかいずれかしか方
法がなく、この場合は前者の条件が満されなくなるため
に後者の方法によることとなり、コイルが大形となった
りコストが増大するなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電流密度を部分高くとることができるととも
に、コイルの小形化・コス・ト軽減の可能な超電導コイ
ルを得ること金目的とする。
たもので、電流密度を部分高くとることができるととも
に、コイルの小形化・コス・ト軽減の可能な超電導コイ
ルを得ること金目的とする。
この発明に係る超電導コイルは１巻線時に、超電導安定
性に必要な冷媒通路乃至スペースと与えながら工作する
ことにより、安定性の確保とコイルの小形化・コスト減
を実現したものである。
性に必要な冷媒通路乃至スペースと与えながら工作する
ことにより、安定性の確保とコイルの小形化・コスト減
を実現したものである。
この発明における巻線加工は、層巻きであれば層間に、
パンケーキ巻きであればパンケーキ間に必要な厚さと有
するスペースと押入しつつ実施することにより冷媒通路
が確保される。
パンケーキ巻きであればパンケーキ間に必要な厚さと有
するスペースと押入しつつ実施することにより冷媒通路
が確保される。
〔発明の実施例１
以ド、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）はコイル巻枠、（２）は超電導コイ
ル、（４）は冷媒の通路と形成するスペーサである。（
２３）は層巻きの場合で、各層エレメントを示す。第２
図はパンケーキ巻きの場合で、（２４〕は各パンケーキ
・エレメントである。超電導コイル（２）の詳細は第４
図に示すのと同じである。
図において、（１）はコイル巻枠、（２）は超電導コイ
ル、（４）は冷媒の通路と形成するスペーサである。（
２３）は層巻きの場合で、各層エレメントを示す。第２
図はパンケーキ巻きの場合で、（２４〕は各パンケーキ
・エレメントである。超電導コイル（２）の詳細は第４
図に示すのと同じである。
次に動作について説明する。例えば文献、超電導工学（
電気学会編、３．４節常電導部拡大の抑制ｐ、７３）に
よれば、超電導安定性は次式によるみ即ち、安定化電流
工として ρｎ ただしＡｒｉ導体（線材）断面積、Ｐは同単位長さ当り
の冷却面積、ｈは冷媒と導体表面との熱伝達関係敗、θ
ｔはその温度差、ρＱｒｉ常電導時（部）の抵抗率であ
る。
電気学会編、３．４節常電導部拡大の抑制ｐ、７３）に
よれば、超電導安定性は次式によるみ即ち、安定化電流
工として ρｎ ただしＡｒｉ導体（線材）断面積、Ｐは同単位長さ当り
の冷却面積、ｈは冷媒と導体表面との熱伝達関係敗、θ
ｔはその温度差、ρＱｒｉ常電導時（部）の抵抗率であ
る。
従って導体の亀流密変σ＝工／Ａは、ｈ、θｔ、ρ。の
条件が不変ならば σｔノ〒７τ となり、導体ができるだけ広い面積で冷媒に直接触れて
いることがコイルの小形化につながる。このためには巻
線加工中′に適当なスペーサを巻き込み乍ら巻線を施こ
すのがよい。巻線方法には、第１図のような層巻きと第
２図のようなパンケーキ巻きとがあり、層巻きの場合は
コイルの軸方向に層を形成するように、パンケーキ巻き
はコイルの半径方向に面を形成するように線材が巻き上
げられる。従って層巻きのときは各層（２３）の間にス
ペーサ（４）を入れることは容易であり、パンケーキ巻
きのときはパンケーキ（２４）の間にスペーサ（４）ヲ
入れることも極めて容易である。ワインド・アンド・リ
アクト方式で１１巻線後に熱処理を加える必要があるの
で、スペーサ（４）は耐熱性が必要である。
条件が不変ならば σｔノ〒７τ となり、導体ができるだけ広い面積で冷媒に直接触れて
いることがコイルの小形化につながる。このためには巻
線加工中′に適当なスペーサを巻き込み乍ら巻線を施こ
すのがよい。巻線方法には、第１図のような層巻きと第
２図のようなパンケーキ巻きとがあり、層巻きの場合は
コイルの軸方向に層を形成するように、パンケーキ巻き
はコイルの半径方向に面を形成するように線材が巻き上
げられる。従って層巻きのときは各層（２３）の間にス
ペーサ（４）を入れることは容易であり、パンケーキ巻
きのときはパンケーキ（２４）の間にスペーサ（４）ヲ
入れることも極めて容易である。ワインド・アンド・リ
アクト方式で１１巻線後に熱処理を加える必要があるの
で、スペーサ（４）は耐熱性が必要である。
熱赳理後、樹脂（３）を含浸すればコイル構造としても
強固な、理想的な超電導コイル（２）が得られる。
強固な、理想的な超電導コイル（２）が得られる。
耐熱性のあるスペーサ（４）の本実施例として、機械的
強度も部分あるところからセラミック材が適している。
強度も部分あるところからセラミック材が適している。
また、スペーサ（４）の押入法としては各層乃至各パン
ケーキを巻線する毎に押入するのが理想であるが、超電
導安定性、コイルの耐電圧などが許せば、複数の層毎に
、或は複数のパンケーキ毎にスペーサ（４）を入れて、
スペーサ（４）の押入工数を節減してもよい。更に、コ
イル構造としては層巻きとパンケーキ巻きの両者の混在
したものであってもよい。
ケーキを巻線する毎に押入するのが理想であるが、超電
導安定性、コイルの耐電圧などが許せば、複数の層毎に
、或は複数のパンケーキ毎にスペーサ（４）を入れて、
スペーサ（４）の押入工数を節減してもよい。更に、コ
イル構造としては層巻きとパンケーキ巻きの両者の混在
したものであってもよい。
［発明の効果］
以上のように、この発明によれば巻線中に耐熱性のある
スペーサを押入して冷媒に触れる面積を部分なものとし
たので、超電導コイルが小形で、安定性高く、コストも
安価なものが得られる効果がある。
スペーサを押入して冷媒に触れる面積を部分なものとし
たので、超電導コイルが小形で、安定性高く、コストも
安価なものが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による超電導コイルを示す
断面側面図、第２図はこの発明の也の実施例による超電
導コイルを示す断面側面図、第３図は従来の超電導コイ
ルと示す断面図、第４図は巻線部分の拡大図で、ａは、
線材が丸線の場合、ｂは角線の場合の例である。 図において、（１）はコイル巻枠、（２）は超電導コイ
／Ｉ／ 、（２３）は層巻き時の各層ニレメン）、（２
４）Ｆｉパンケーキ巻き時のパンケーキ・エレメント、
（３）は含浸初詣、（４）はスペーサである。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
断面側面図、第２図はこの発明の也の実施例による超電
導コイルを示す断面側面図、第３図は従来の超電導コイ
ルと示す断面図、第４図は巻線部分の拡大図で、ａは、
線材が丸線の場合、ｂは角線の場合の例である。 図において、（１）はコイル巻枠、（２）は超電導コイ
／Ｉ／ 、（２３）は層巻き時の各層ニレメン）、（２
４）Ｆｉパンケーキ巻き時のパンケーキ・エレメント、
（３）は含浸初詣、（４）はスペーサである。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）常温で巻線加工をなし、コイルの形状となつた後
で超電導体形成のための熱処理を施して樹脂含浸する超
電導コイルにおいて、巻線加工中に冷却媒体通路を確保
しつつ巻線を施工し、その後熱処理及び樹脂含浸をする
ことを特徴とする超電導コイル。 - （２）冷却媒体通路を作製するためにセラミックスペー
サを用いる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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11912285A JPS61276306A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11912285A JPS61276306A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 超電導コイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61276306A true JPS61276306A (ja) | 1986-12-06 |
Family
ID=14753479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11912285A Pending JPS61276306A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61276306A (ja) |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP11912285A patent/JPS61276306A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS61276305A (ja) | 超電導コイル | |
| JPH07142245A (ja) | 高温超電導マグネット、その設計方法および運転方法、並びに高温超電導テープ材の製造方法 | |
| US3333331A (en) | Method for producing a superconductive solenoid disc | |
| US3281737A (en) | Superconductive solenoid | |
| US3956724A (en) | Superconductive winding with cooling passages | |
| JPS6410887B2 (ja) | ||
| US3470508A (en) | Superconducting winding | |
| US3258828A (en) | Method of producing a superconductive solenoid disc | |
| US3408235A (en) | Method of manufacturing wound nb3sn-containing bodies | |
| US3504105A (en) | Electrically conductive tape of normally conductive metal with a superconductor therein | |
| JPS61276306A (ja) | 超電導コイル | |
| US4234861A (en) | Electrical windings | |
| JPH01100901A (ja) | セラミツクス系超電導電磁石及びその製造法 | |
| US6387525B1 (en) | Self insulating substrate tape | |
| JPS62214680A (ja) | 熱式永久電流スイツチ用超電導々体 | |
| JP2549695B2 (ja) | 超電導撚線およびその製造方法 | |
| JP3032771B2 (ja) | 超電導コイルの製造方法 | |
| JP2525016B2 (ja) | 超電導線 | |
| JP3286036B2 (ja) | 強制冷却型超電導導体 | |
| US5361056A (en) | Correction coil cable | |
| JPS629606A (ja) | 超電導コイル | |
| JPS6215803A (ja) | 超電導コイル | |
| GB1137459A (en) | Superconductor magnetic coils | |
| JPS63304606A (ja) | 酸化物超伝導２極マグネットコイル | |
| JPH0715844B2 (ja) | 超電導コイル |