JPH02166705A - 超電導コイルの製造方法 - Google Patents

超電導コイルの製造方法

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JPH02166705A
JPH02166705A JP32314988A JP32314988A JPH02166705A JP H02166705 A JPH02166705 A JP H02166705A JP 32314988 A JP32314988 A JP 32314988A JP 32314988 A JP32314988 A JP 32314988A JP H02166705 A JPH02166705 A JP H02166705A
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JP
Japan
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mixed resin
resin liquid
coil
winding
mixed
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JP32314988A
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English (en)
Inventor
Taku Umegaki
梅垣 卓
Tsutomu Kato
勉 加藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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〕 この発明は、超電導マグネット、超電導電機等に用いら
れる化合物系超電導線材を用いた超電導コイルの製造方
法に関する。
〔従来の技術〕
ニオブ3すず(Nb38n)、バナジウム3ガリウム(
V’3 Ga )等の細線を銅あるいはアルミニウム等
の安定化材で覆ってなる化合物系超電導線材は、未反応
の超電導線材を500ないし1000℃の高部、で熱処
理することKより細線部分に超電導化合物が生成し、超
電導線としての機能が生ずるものであるが、このようK
して生成した超電導化合物は機械的にもろく、巻線加工
等において線材に曲げ応力が加わることに、より細線が
破断したり、あるいは導電率が低下するなどの不都合を
生ずるために、未反応の超電導線材を用いてコイルを形
成し、しかる後熱処理を行なって超電導性を賦与する方
法が一般に知られている。
一方、近年電線ドラムに最小直径dで巻かれた状態で熱
処理された反応済み化合物系超電導線材を、その巻きぐ
せの方向に最小直径dより大きい径りなるコイル巻枠に
巻き取って筒状または環状の超電導コイルを形成する場
合には超電導化合物に損傷を与えることなく超電導コイ
ルを製作できることが知られるようになり、その実用化
が検討されている。
ところで、化合物系超電導線材は500℃を超える熱処
理に耐える無機質繊維1例えば石英ガラス繊維、セラミ
ックス繊維等の高価な耐熱繊維からなるテープを横巻き
するかあるいは編組した基材層を備え、これに樹脂含浸
を行い、加熱硬化することによシ所要の耐電圧性能およ
び伝熱性能が得られるものであるが、前記熱処理に耐え
る含浸樹脂が現状では得られないので、基材層を有する
熱処理済み超電導線材を巻線してコイルに形成した後、
基材層への樹脂含浸および含浸樹脂の加熱硬化処理が行
われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
熱処理済み超電導線材を巻線加工後樹脂含浸する従来方
法においては、熱処理に耐える基材層を必要とするとと
もに、巻枠に整列巻きされた超電導線相互の隙間を介し
ての無機質繊維間に含浸樹脂をくまなく含浸することは
極めて困難であシ、含浸かつ加熱硬化された絶縁被覆層
中に未含浸部分やボイドが残シ、この部分での熱伝導性
が阻害されることによって液体ヘリウムによる冷却性能
が低下し、局部的に超電導が破れるクエンチ発生の危険
性が高まるとともに、クエンチ発生にともなって生ずる
異常電圧にボイド等の欠陥を含む絶縁被覆層が耐えきれ
ず、コイルの短絡事故にまで進展することがあり、さら
に絶縁被覆の機械強度も低いために、その改善が求めら
れている。
この発明方法の目的は、高価な耐熱繊維からなる基材層
を用いずに導体表面に直接樹脂絶縁層を形成することに
よシ、ボイド等の欠陥を含まず耐電圧性能、冷却性能、
および機械的安定性のよいコイル絶縁を得ることにある
。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、この発明方法によれば、電
線ドラムに巻装された未反応の化合物系超1!導線材を
500℃以上の温度で反応させた後、その巻きぐせと同
方向にコイル巻枠に巻き取って前記電線ドラムへの巻き
径より大きい径の筒状あるいは環状の超電導コイルを製
造する方法において、反応ずみの化合物系超電導線材を
コイル巻枠に巻き取る過程で無機質充填材粉末を含む光
・加熱硬化併用形の混合樹脂液に浸漬して導体表面に混
合樹脂液を付層させ、余剰に付着した混合樹脂液を除去
して厚み調整を行った後、紫外線を照射して混合樹脂液
を半硬化処理する工程を径で前記コイル巻枠への巻き取
りを行い、しかる後半硬化樹脂膜を加熱硬化処理するこ
ととする。
〔作用〕
上記手段において、電線ドラムに巻かれた基材I傍を持
たない反応ずみ超電導線材をその巻きぐせ方向にコイル
巻枠に巻き取って超電導コイルを巻線する過程で、充填
材としての無機質粉末を含む元・加熱硬化併用形の混合
樹脂浴を通過させ、余剰に付着した樹脂をそぎ落して厚
み調整した後、紫外線照射槽を通して付着した混合樹脂
を半硬化処理するようにしたので、充填材の配合によっ
て粘度を増した混合樹脂は付着量調整後垂れ落ちること
なく薄く均一な厚みの半硬化膜を導体表面に直接形成す
るので、コイル巻枠に巻き取られる過程で半硬化膜によ
り絶縁間隔が均一に保持きれた超電導コイルを形成でき
る。
また、巻線されたコイルを加熱硬化する時点では半硬化
膜が相互に圧縮されて超電導線材の隙間を埋めるととも
に、無機質充填材粉末が間隔材として機能して導体相互
の間隔を保持するので、硬化時点では均一な組成の薄い
樹脂層によって一体化された超電導コイルが得られる。
また、得られた超電導コイルは無機質充填材の配合によ
って絶縁層の熱伝導率が向上して良好な冷却性能が得ら
れ、逆に熱膨張係数が小さくなって温度変化によって絶
縁層に生ずる熱応力が減るので、機械的。
熱的特性の安定性に優れ、したがってクエンチを生じ難
い超電導コイルを得ることができる。
〔実施fシリ〕
以下この発明を実施例方法に基づいて説明する。
第1図はこの発明の実施例方法を示す原理的な説明図、
第2図、第3図、および第4図は実施例製造方法の各製
造ステップにお′ける超電導線材の状態を示す断面図で
ある。第1図において、1は巻き芯径dなる金に4製の
電線ドラムであシ、未反応の化合物系超電導線材が整列
巻きされた状態で500℃を超える熱処理が行われ、第
2図にその断面図を示すよりに、安定化材10BK埋設
された細線部分10Aに超電導化合物が生成した裸の超
電導m材11Aがあらかじめ形成される。2は巻線機に
よシ図中矢印方向に回転駆動される超電導コイルの巻枠
であシ、その径はi線ドラム1の巻芯の径dよシ大きい
径りに形成されるとともに、超電導線材11Aをその巻
ぐせ方向に巻き取るよう電線ドラム1に対する回転方向
が決められる。
3は超電導線材11Aを混合樹脂浴4中に浸漬するため
のガイドローラであシ、混合樹脂液4Aとしては、ベー
ス樹脂としての光・加熱硬化併用樹脂100重量部に無
機充填材としての平均粒径30μmの石英粉末′f:例
えば100重量部配合したものが用いられ、ベース樹脂
としては旭電化社裂タイグES870(エポキシ系)、
東洋紡社製タイプES520(アクリル、エポキシ混合
系)などが用いられる。混合樹脂液4Aは石英粉末が配
合されることによって・粘度が増すので、混合樹脂液4
t−通過した超電導線材11Bの安定化材10Bの表面
には第6図に示すように混合樹脂液4Aが不均等な厚み
ながらむらなく多量に付着する。
厚み調整部5は例えばフェルト製の拭き取りバットから
なり、バットを介して線材に加える面圧により余剰に付
着した混合樹脂液4Aを絞り取り、例えば付着厚みが5
0μm程度の均一な厚みのむらのない混合樹脂液膜4B
を有する超電導線材11Cを紫外線照射装置5に向けて
連続して送り出し、混合樹脂液層4Bが常流における紫
外線照射によって表面の粘着性が失われる程度にゲル化
され、半硬化膜14が形成された超電導線材11Dがコ
イル巻枠2に巻き取られる。
このようにしてコイル巻枠2に巻き取られる超電導線材
11Dの半硬化膜14はゲル状であるために整列巻きに
よって加わる緊縛力によって相互に密着し、ざらにコイ
ル全体を例えば15f:l’c程度に加熱して半硬化膜
を加熱硬化する際相互に融着し、2時間程度の加熱処理
忙よって混合樹脂が硬化した時点ではターン間が混合樹
脂の硬化物で一体化された超電導コイルが得られる。な
お、加熱硬化する過程でターン間に加わる緊縛力等によ
って半硬化膜14はその厚みを減じ、その分ターン間の
隙間を埋めることになるが、厚み50μm程4度の混合
樹脂膜中に配合された平均粒径304℃程度の石英粉末
が間隔材として機能してターン間の絶縁距離を所定の寸
法に保つよう作用する。したがって、得られた超電導コ
イルは耐熱繊維からなる基材層を含まないものの、耐電
圧性能を得るための絶縁厚みを保持して隣接したターン
間が薄く均一な混合樹脂の硬化層により強固に固着して
一体化するとともに、熱伝導率が樹脂のそれよシ大きい
充填材の配合によってターン間の伝熱特性が向上して優
れた冷却性能を示すとともに、無機質充填材の配合によ
って混合樹脂硬化物の熱膨張係数が小さくなるので、コ
イルの温度変化によって生ずる熱応力も小さくなり、熱
的2機械的安定性に優れた超電導コイルを得ることがで
きる。
〔発明の効果〕
この発明方法は前述のように、充填材粉末を含む尤・加
熱硬化併用樹脂(混合樹脂液)を熱処理ずみの化合物超
電導線材の導体表面に直接被着し、厚み調整された半硬
化膜を形成、コイル巻枠に巻取った後加熱硬化するよう
構成した。その結果、充填材粉末の配合によって混合樹
脂液の粘度が上がシ、導体表面にむらなく多量の樹脂液
が付着し、これを厚み調整して半硬化処理することによ
り、コイル巻枠に巻装されたコイルのターン間には相互
に密着したゲル状の薄い樹脂層が形成され、加熱硬化処
理時には充填材粉末が間隔材として機能して所定の厚み
の混合樹脂硬化物で一体化σれた超電導コイルが形成さ
れるので、500℃を越える高温の熱処理に耐える高価
な耐熱繊維からなる基材層を必要とせずに所望の耐電圧
性能を有する超電導コイルを経済的に有利に提供するこ
とができる。また、基材層を用いないので従来方法にお
ける含浸性の問題点が排除され、ボイド等の欠陥の少い
絶縁層を形成できるとともに、充填材粉末の熱伝導率が
樹脂のそれよシ大きく逆に熱膨張係数が小さいという特
性を有するので、得られた超電導コイルは冷却性能およ
び極低温に冷却する際の機械的安定性に優れ、したがっ
てクエンチの発生確率の低い超電導コイルを提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例方法を示す原理的説明図、第
2図、第3図、および第4図は実施例方法における超電
導層材への混合樹脂液の付着状況を示す断面図である。 1・・・電線ドラム、2・・・コイル巻枠、3・・・ガ
イドローラ、4・・・混合樹脂浴、4A、4B・・・混
合樹脂液、5・・・厚み調整部、6・・・紫外線照射装
置、11A・・・NAt導線材(熱処理ずみ)、11B
・・・樹脂液が付着した超電導線材、11C・・・厚み
の薄い樹脂液膜を有する超電導線材、11D・・・半硬
化膜を有第1目 糟2図 ′83目 竿4目

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)電線ドラムに巻装された未反応の化合物系超電導線
    材を500℃以上の温度で反応させた後、その巻きぐせ
    と同方向にコイル巻枠に巻き取って前記電線ドラムへの
    巻き径より大きい径の筒状あるいは環状の超電導コイル
    を製造する方法において、反応ずみの化合物系超電導線
    材をコイル巻枠に巻き取る過程で無機質充填材粉末を含
    む光・加熱硬化併用形の混合樹脂液に浸漬して導体表面
    に混合樹脂液を付着させ、余剰に付着した混合樹脂液を
    除去して厚み調整を行った後、紫外線を照射して混合樹
    脂液を半硬化処理する工程を径て前記コイル巻枠への巻
    き取りを行い、しかる後半硬化樹脂膜を加熱硬化処理す
    ることを特徴とする超電導コイルの製造方法。
JP32314988A 1988-12-21 1988-12-21 超電導コイルの製造方法 Pending JPH02166705A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2436730A (en) * 2006-03-31 2007-10-03 Siemens Ag Superconducting magnet coil set in an ultraviolet settable epoxy resin
CN102364628A (zh) * 2011-07-19 2012-02-29 南通迪皮茜电子有限公司 变压器用线圈及其制造方法
JP2015165581A (ja) * 2015-04-10 2015-09-17 株式会社フジクラ 超電導コイルの製造方法および製造装置

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