JPH03240206A - 超電導コイルのクエンチ防止方法及びその方法を実現するために使用される巻枠 - 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〕 本発明は超電導コイルのクエンチ防止方法に関する。

〔従来の技術〕

超電導コイルは、周知のように、巻枠とこの巻枠の外周
に巻回された超電導材料からなるコイル巻線とを有する
。

超電導コイルでは、超電導状態を安定に継続するために
いくつかの重要な配慮を施す必要がある。

その１つにクエンチの発生を防止する必要がある。

このクエンチは、超電導コイルに大電流を流した場合に
起こる電磁力によってコイル巻線が移動する等して、巻
枠とコイル巻線との接触面に発生する摩擦熱によりコイ
ル巻線が昇温しで臨界電流値が低下するか、またはコイ
ル巻線が臨界温度以上に昇温した場合に発生する。この
クエンチの発生箇所は、この分野で良く知られているよ
うに、巻枠とコイル巻線とが接する箇所、すなわち、コ
イル巻層の最内数である。

クエンチの発生を防止する方法として、従来、以下に詳
述するような、■冷却法と■含浸法の２の方法が採用さ
れている。

■冷却法 上述したように、クエンチはコイル巻層の最内殻で発生
するので、クエンチの発生を防止するには、その最内殻
を冷却用冷媒で十分冷却すればよい。従来、第５図及び
第６図に示されるように、コイル巻線１２か巻回される
巻枠１１の外周に、冷却溝１５ａが形成された溝部材１
５を取付ける。

第７図に示されるように、液体ヘリウム等の冷却用冷媒
を冷却溝１５ａに沿って流すことにより、効率的に超電
導コイルを冷却する。

■含浸法 この方法は、コイル巻線が移動しないように、コイル巻
線を巻枠の外周に巻回した後に、樹脂等の含浸材でコイ
ル巻線を含浸することにより、コイル剛性を高める方法
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した含浸法と従来の冷却法とを併用することを考え
てみる。この場合、コイル巻線を含浸材で含浸すると、
冷却溝は含浸材で満たされるので、冷却を効果的に行う
ことができなくなる。従って、従来は、含浸法と冷却法
のいずれか一方の方法しか採用できない。しかしながら
、含浸法と冷却法の両方の方法を同時に実施することが
できれば、クエンチの発生をより効率よく防止すること
ができることは明らかである。

従って、本発明の目的は、含浸法と冷却法の両方の方法
を同時に実施することができる超電導コイルのクエンチ
防止方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による超電導コイルのクエンチ防止方法は、巻枠
と該巻枠の外周に巻回された超電導材料からなるコイル
巻線とを有する超電導コイルに発生するクエンチを防止
する方法であって、前記巻枠と前記コイル巻線とが接触
する接触面近傍の前記巻枠内に設けられた通路に前記コ
イル巻線を冷却するための冷却用冷媒を流す工程と、前
記コイル巻線を含浸材で含浸する工程とを含む。

上記クエンチ防止方法を実現するために使用される超電
導コイル用巻枠は、コイル巻線が巻回されるべき前記コ
イル巻線との接触面近傍の内部に冷却用冷媒を流すため
の通路が形成されている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図を参照すると、本発明によるクエンチ防止方法が
適用される超電導コイルは、巻枠１１とこの巻枠１１の
外周に巻回された超電導材料からなるコイル巻線１２と
を有する。巻枠１１内には、巻枠１１とコイル巻線１２
とが接触する接触面近傍に通路１３が形成されている。

本実施例の通路１３は、巻枠１１の軸方向に沿って形成
された複数の中空パイプからなる。コイル巻線１２の施
された部分を含浸用ケース１４で覆い、含浸用ケース１
４内を真空状態にし、含浸用ケース１４内に例えばエポ
キシ系樹脂からなる含浸材を注入して、コイル巻線１２
を含浸した後、含浸用ケース１４を取り外す。

中空パイプ１３に液体ヘリウム等の冷却用冷媒を流して
、コイル巻線１２を冷却する。

このように、本発明では、含浸法と冷却法の両方の方法
を同時に実施して、超電導コイルのクエンチの発生を防
止している。

次に、第２図乃至第４図を参照して、第１図に示された
巻枠１１の製造方法について説明する。

巻枠１１に通路１３を形成するには、巻枠１１に穴を形
成するための機械加工を施す必要がある。

しかし、この穴の直径が０．５〜１．０ｍｍより大きく
なると、巻枠１１の機械的強度が低下する。

一方、直径が０．５〜１．Ｏｍｍの穴を形成するために
機械加工する場合、深い穴を形成することは非常に難し
い。すなわち、概略５〜１０ｍｍの肉厚板に貫通孔を設
けるのが限界である。従って、５〜１０ｍｍより長い長
さをもつ通常の超電導コイルの巻枠１１に、軸方向に貫
通孔を一度に機械加工して形成することはできない。

そこで、第２図に示されるように、巻枠１１を貫通孔加
工が可能な肉厚５，０〜１０．ＣＩ＋ｍの複数の輪切板
１１ａに輪切り加工する。複数の輪切板１１ａの各々に
、直径０．５〜１．０ｍ＋ｅの穴１３ａを機城加工によ
り所定の個数形成する。

第３図を参照して、穴形成加工が終了した輪切板１１ａ
を互いの穴１３ａか重なるように必要枚数積み重ねて、
必要なコイル長に適合した厚みに組立てる。

第４図を参照して、この組立てられた巻枠１１の軸方向
の穴１３ａに中空パイプ１３を通して、熱間静水圧処理
（ＨＩＰ）して一体型の巻枠１１を作製する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、巻枠とコイル巻
線とが接触する接触面近傍の巻枠内に設けられた通路に
コイル巻線を冷却するための冷却用冷媒を流す冷却法と
コイル巻線を含浸材で含浸する含浸性との両方の方法を
同時に実施して、超電導コイルのクエンチの発生を効率
良く防止できるという効果がある。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるクエンチ防止方法を実
現するための超電導コイルの構成を示す断面図、第２図
乃至第４図は第１図に示された超電導コイルを構成する
巻枠の製造方法を説明するための図、第５図乃至第７図
は従来の冷却法によるクエンチ防止方法を説明するため
の図である。 １１・・・巻枠、ｌｌａ・・・輪切板、１２・・・コイ
ル巻線、１３・・・通路（中空パイプ）、１３ａ・・・
穴、１４・・・含浸用ケース。 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、巻枠と該巻枠の外周に巻回された超電導材料からな
   るコイル巻線とを有する超電導コイルに発生するクエン
   チを防止する方法であって、前記巻枠と前記コイル巻線
   とが接触する接触面近傍の前記巻枠内に設けられた通路
   に前記コイル巻線を冷却するための冷却用冷媒を流す工
   程と、前記コイル巻線を含浸材で含浸する工程とを含む
   超電導コイルのクエンチ防止方法。 ２、コイル巻線が巻回されるべき前記コイル巻線との接
   触面近傍の内部に冷却用冷媒を流すための通路が形成さ
   れてなる超電導コイル用巻枠。