JPS63161863A - 超電導巻線 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超電導発電機に用いる超電導巻線に係〔従来の
技術〕 超電導界磁巻線のワイヤモーションを抑えるのに樹脂を
含浸するが、冷却性、及び、含浸樹；ｆｆ１層のクラッ
ク発生の問題があり、界磁巻線の超電導性能を低下させ
る。これを解決する一例として特開昭５６−５４０１４
　号公報があるが、この例では樹脂層の補強のために超
電導線にガラステープを巻回して用い、樹脂層の゛クラ
ック発生を少なくする。

しかし、超電導線間及び界磁巻線表面にできる樹脂層の
厚い部分のクラック発生については考慮されていなかっ
た。

樹脂含浸巻線の冷却性の改善及びクラック発生を防止す
るため、モールド変圧器等では含浸樹脂にフィラーを混
入して用いることはよく知られている。しかし、粉末状
フィラー及び繊維状チョップフィラーを単独で樹脂に混
入して用いた例があるが、両フィラーを複合して用いた
例はない。粉末状フィラーを噴独で用いた場合は冷却性
及び熱収縮率は改善されるが、機械的な強度はほとんど
改善されない。また繊維状チョップフイラーを単独で用
いた場合は、界磁巻線のように密巻の場合は巻線導体間
ギャップが小さいためにフィラーが巻線内部まで侵入し
短く、巻線表面層にフィラーが多く分布する。このため
巻線表面の樹脂層の機械的な強度は改善されるが、巻線
内部樹脂層の熱収縮率はほとんど改善されない。

超電導界磁巻線のように大きな電磁力、遠心力及び熱収
縮力が加わるものは、フィラーを単独で用いたのではク
ラックの発生は十分に防止できなり１゜ 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は巻線樹脂層の熱収縮率及び機械的強度を
共に濶足するように考慮されておらず、クラック発生に
よる超電導界磁巻線のクエンチの問題があった。

本発明は巻線樹脂層のクラック発生低減を可能とした超
電導界磁巻線を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は超電導線を鞍形に巻回し、□エポキ
シ樹脂を含浸して成る超電導界磁巻線において、エポキ
シ樹脂にシリカ、アルミナ等の熱膨張係数の小さい粉末
状フィラーとガラス繊維等の繊維状チョップフィラーを
混合して用い、界磁巻線の内部に粉末状フィラーを分布
させ、また、界磁巻線の表面層にはｍ雄状チョップフィ
ラーと粉末状フィラーを分布させて樹脂層の補強と熱収
縮率の低減をはかり、上記目的は真空注入、及び。

加圧含浸によって達成される。

〔作用〕

界磁巻線の導体間に含浸されるシリカ等の粉末フィラー
は熱膨張係数が樹脂に比べて大幅に小さいために、導体
間に形成される樹脂層の熱収縮率は大幅に低減し、巻線
導体と樹脂層との熱収縮率差が大幅に小さくなるので熱
収縮応力は小さく、クラックは発生し歿くなろ。また、
界磁巻線の表面に形成される樹脂層は、巻線の導体間ギ
ャップが小さいために、繊維状チョップフィラーが導体
間を通って巻線内部まで侵入し薙く、巻線表面に繊維状
チョップフィラーと粉末状フィラーが多く分゛布する。

このため、樹脂と両フィラーがからみ合い、また、熱収
縮率が小さくなるのでクラック発生が起り難くなる。よ
ってクラック発生時の熱が巻線導体に伝導して起る超電
導界磁巻線のクエンチは大幅に低減できる。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図、第２図及び第３図には本発明の一実施例が示され
ている。本実施例ではエナメル絶縁された超電導線１を
用い、これを巻回して鞍形の超電導界磁巻線２Ａ、２Ｂ
を形成し、この巻線全体にシリカ粉末フィラー３とガラ
ス繊維チョップフィラー４を適当量混入したエポキシ樹
脂５を真空含浸して加圧モールドを行った。実施例では
シリカ粉末フィラーが１００μｍ径のものを、ガラス繊
維チョップフィラーは２０μｍ径の繊維を１ｍｍの長さ
に切断したものを用いた。樹脂への混入率は、シリカ粉
末フィラーが７３０重量％、ガラス繊維チョップフィラ
ーが１０ｍｆｆ１％である。

このように巻線を導体モールドすることにより、巻線２
Ａ、　２ｎの導体間６には主に熱膨張係数の小さいシリ
カ粉末フィラー３と、少量のガラス繊維チョップフィラ
ー４がエポキシ樹脂５とからみ合って介在する。巻線の
表面層には巻線導体間６のギャップが小さいためにガラ
ス繊維チョップフィラーが巻線表面に多く分布するよう
になり、多量混入したシリカ粉末状フィラーと共にエポ
キシ樹脂とからみ合った表面樹脂層７が形成される。

従って、巻線の内部樹脂層は熱収縮率が小さく、少量の
繊維状チョップフィラーと樹脂とがからみ合っているの
で、熱収縮応力が小さく機械的な強度は大きくクラック
発生が起り難い６巻線の表面樹脂層７は多量の繊維状チ
ョップフィラーと樹脂とのからみ合いによって機械的な
強度は強化され、シリカ粉末状フィラーも多量に分布し
ているので熱収縮率は小さく、クラック発生は起り難い
。このため界磁巻線に大きな電磁力及び遠心力が加わっ
てもこれらの力に耐えることができる。よって、超電導
界磁巻線はクエンチを大幅に低減できろ。

本実施例の効果を従来例と比較検討した結果が第：３図
に示されている。同図は縦１餉に従来例を１．０　とし
た場合のコイル電流密度をとり、横軸に従来例を１．０
　とした場合の磁界をとって、磁界とコイル電流密度と
の関係を示したものである。

同図から明らかなように１本実施例の超電導界磁巻線の
特性Ｐは、従来例の特性Ｑに比べてコイル電流密度が大
きく優れており、線材の特性Ｒに近い特性になっている
。すなわち、従来の超電導界磁巻線はコイル電流密度が
１パーユニツト（Ｐ、Ｕ）でクエンチを起すのに対し、
本実施例の超電導界磁巻線ではコイル電流密度が１．３
パーユニツトでクエンチを起すようになる。このように
本実施例の超電導界磁巻線の特性が向上したのは、含浸
するエポキシ樹脂に混入したシリカ粉末フィラーとガラ
ス繊維チョップフィラーの相乗効果によるものである。

なお、本実施例では粉末フィラーとしてシリカを用いた
が、これのみに限るものではなく、アルミナ、ガラス、
酸化マグネシウム及びジルコニア等を使用するようにし
てもよい。

また、本実施例では樹脂強化材としてガラス繊維チョッ
プフィラーを用いたが、これのみに限るものではなく、
ポリイミド繊維、ポリアミド繊維及びカーボン繊維等を
使用しても本実施例と同様の効果が得られろ。

将来、熱収縮率が超電導線数で接着力が大きく即乾性の
接続材ができたならば、超電導界磁巻線は第４図及び第
５図に示すように樹脂含浸を行わなくてもよく、巻線製
作時に接着材８を超電導線１に塗りながら巻線すれば超
電導線間には軸、径及び周方向にグーリングチャンネル
９を形成した冷却性の良い超電導界磁巻線を得ることが
できる。

巻線導体の電磁力及び遠心力による動きは、巻線導体の
接着間隔を短かくすることによりなくすことができる。

仮に微弱の動きが生じて摩擦熱が発生した場合でも、巻
線内部に形成されるクーリングチャンネル９を液体ヘリ
ウムが流れて摩擦熱を−速かに除去できるので、超電導
界磁巻線はクエン゛１ チｆを起さない。

−７＋ 〔発明の効果〕 本発明によれば、エポキシ樹脂層のクラック発生が低減
されるようになって、高い励磁性能をもつ超電導界磁巻
線を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超電導界磁巻線の・一実施例の斜視図
、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図は本発明
の超電導界磁巻線と従来例のコイル電流密度と磁界との
関係を示す特性図、第４図は本発明の他の実施例の超電
導界磁巻線の斜視図、第５図は第４図の■−■矢視断面
図である。 １・・・超電導線、２Ａ、２Ｂ・・・超電導巻線、３・
・・粉末状フィラー、４・・・繊維状チョップフィラー
、５・・・エポキシ樹脂、６・・・超電導線間、７・・
・巻線の表面樹脂層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超電導線と、前記超電導線の間にエポキシ樹脂を含
   浸した超電導巻線において、 前記超電導巻線の表面層に繊維状チヨツプフイラーと粉
   末状フイラーを分布した樹脂層を形成することを特徴と
   する超電導巻線。