JPH04179103A - 超電導コイル装置 - Google Patents

超電導コイル装置

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JPH04179103A
JPH04179103A JP30353690A JP30353690A JPH04179103A JP H04179103 A JPH04179103 A JP H04179103A JP 30353690 A JP30353690 A JP 30353690A JP 30353690 A JP30353690 A JP 30353690A JP H04179103 A JPH04179103 A JP H04179103A
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superconducting coil
fiber
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Masayuki Hoshino
昌幸 星野
Masanobu Nakano
中野 正允
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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】 〔発明の1」的〕 (産業−1−の利用分野) 本発明は極低湿に冷却して用いられる超電導コイル装置
に関する。
(従来の技術) 超電導コイル装置は超電導導体を巻枠に巻回し、層間に
スペーサを介在して形成されるが、主に交流あるいはパ
ルスを流す超電導コイル装置では、巻枠に過電流を発生
させないためにガラス繊維強化プラスチツタ(マトリツ
クスにエボ°キシ樹脂を使用)(以下G F RPと略
す)を用いている。
(発明が解決しようとする課題) 超電導コイルは超電導導体の微細な動きによって、常電
導転移(クエンチ)するため、超電導導体が巻回による
テンションによって巻枠に押えつけられ固定されなけれ
ばな−らない。しかし、GFRP製の巻枠はコイル層間
のスペーサも含めて第12図(a)、 (b)に示した
ソレノイド状コイルのムク1−ルの様に超電導コイルを
冷却することにより熱収縮し、さらに、超電導コイルは
励磁時には′電磁力により、超電導導体に沿う方向すな
わちベクトルAの方向に膨らみ、垂直な方向すなわちム
ク1−ルBの方向に縮むため、励磁状態では、超電導コ
イル(1)が巻枠(2)より浮き上がり、クエンチし易
いという問題があった。この時、巻枠(2)がスペーサ
も含めて冷却によって超電導導体に沿う方向に膨張し、
垂直方向に収縮することができれば、励磁後も超電導導
体が巻枠に強固に抑えつけることができ、クエンチし難
い超電導コイル装置を提供することができる。
本発明の目的は、冷却によって超電導導体に沿う方向に
膨張し、垂直な方向に収縮する巻枠およびスペーサを供
えたクエンチし難い超電導コイル装置を提供することに
ある。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明において第1f段と
しては、筒状の巻芯に超電導導体をソレノイド状に巻回
し極低温で使用する超電導コイル装置において、巻芯は
ポリエチレン繊維とガラス繊維、セラミック繊維等の無
機質繊維を混織した繊維強化プラスチックとする。
また第2の手段としては、層間にスペーサを介して超電
導感体をソレノイド状に巻回し極低湿で使用する超電導
コイル装置において、スペーサはポリエチレン繊維とガ
ラス繊維、セラミック繊維等の無機質繊維を混織した繊
維強化プラスチックとする。
(作 用) このようにすると、第2図(a)に示したソレノイド状
超電導コイル装置のバク1〜ルCの様に、冷却によって
、巻枠およびスペーサが超電導感体に沿う方向に膨張し
、バク1〜ルDの様に垂直方向に大きく収縮する。この
ため超電導導体は巻回後よりさらに強い力で巻枠および
スペーサに押しつけられ、第2図(b)に示したベクト
ルAの様に励磁によって超電導コイルが超電導導体方向
に膨張し、垂直方向に収縮しても、巻回後と同程度の力
によって強固に超電導感体を巻芯およびスペーサに押え
つけておくことができる。このため、クエンチの発生を
皆無にすることができる。
(実施例) 実施例1 以ド本発明の第1の実施例について第1図を参照して説
明する。
たて糸をポリエチレン繊維、よこ糸をガラス繊維どした
クロスをたて糸が円筒状巻芯(2a)の周方向になる様
に用いてエポキシ樹脂を71−リッグスとしてハンドレ
イアップ法により成型した円筒を巻芯とし、GFRP積
層板のフランジ(2b)を、円筒状巻芯(2a)の両側
に、接着剤を塗布しねじ込んで巻枠(2)を形成する。
この巻枠(2)の巻芯(2a)に超電導導体をコイル状
に複数層巻口して超電導コイル(1)を形成するのであ
るが、層間には巻芯と同様な構成で薄い織布状の繊維強
化プラスチックのスペーサ(3)を介在させる。巻枠(
2)と第1層の超電導コイル(+、)との間の絶縁板(
4)には図示しない極低温冷媒であるヘリウムの通路を
設ける。このヘリウム通路は従来から行なわれたもので
ある。
次に−1−記実施例1の作用を述べる。
この様にして形成された超電導コイル装置は、冷却する
ことによって、巻枠およびスペーサが、ポリエチレン繊
維に沿ったコイル周方向に膨張し、ポリエチレン繊維に
垂直な、コイル軸方向に大きく収縮する。この作用につ
いて第3図にGFRPとポリエチレン繊維強化プラスチ
ック (マトリックスエポキシ)の冷却による熱収縮率
を示す。ポリエチレン繊維強化プラスチックは、繊維に
沿う方向に熱膨張し、繊維に垂直な方向に熱収縮し、し
かも熱収縮率はGFHPに比べ非常に太きい。このため
、巻芯およびスペーサを超電導導体に沿う方向にポリエ
チレン繊維を入れたプラスチックによって製作すること
によって、超電導導体に沿う方向に膨張し、垂直な方向
に収縮する巻枠(2)およびスペーサ(3)を得ること
ができる。(尚、導体に垂直な方向の繊維はガラス繊維
又はセラミック繊維等の無機質の繊維を用いてもよい。
)このため超電導コイルが励磁時に、電磁力によって、
コイル周方向に膨張し、コイル軸方向に収縮しても、超
電導コイルが巻枠から浮き」−がることが無くなる。
このため、励磁状態においても超電導導体が強固に巻枠
に押えつけられているため、超′tM、専導体が微動さ
えできなくなり、そしてフランジ(26)をG F I
I Pにしたときは、巻枠(2)の強度が大になる効果
が得られる。従って、超電導コイルがクエンチすること
が皆無になるという信頼性の高い超電導コイル装置が得
られる。
また、横断面が円形でなく、長丸状の超電導コイル装置
にしてもよい。
そしてまた、巻枠(2)のフランジ(2b)は巻芯(2
a)と同一材料で、一体に形成してもよい。
実施例2 第4図および第5図は第2の実施例のスペーサ(3)を
示す。これは導体に沿った方向の繊維(つまりたて条)
にポリエチレン繊維(6)を主体にし、ガラス繊維(5
)を従にし、導体に垂直な方向にはその逆にして巻型(
7)に巻回し、エポキシ樹脂をマトリックスとして使用
した強化プラスチックの絶縁物(4)とスペーサ(3)
の場合であり、この場合も超電導コイルを更に強固に拘
束することが出来る。
他は実施例1と同様である。
実施例3 第6図ないし第8図は、それぞれ異なる織り方をしたス
ペーサ(3)を示す。
第6図は、たて糸、よこ糸共にポリエチレン繊維(6)
、ガラス繊維(5)をある間隔で織り込んだもので、ガ
ラス繊維(5)をポリエチレン繊維(6)の20〜35
%の本数にしたスペーサ(3)を作ると、大形の超電導
コイル装置に対して低温におけるポリエチレン繊維(f
3)の伸びとガラス繊維(5)の縮みによる一定の外力
として超電導コイルを拘束することが出来る。第7図お
よび第8図はたて糸をポリエチレン繊維(6)を主とし
、よこ糸をガラス繊維(5)を従として、クロスを繊り
込んだもので、この織物を超電導コイルの層間に巻込ん
で繊維強化プラスチツク状にする。
この場合にも冷却することによって、第3図のようにポ
リエチレン繊維(6)は伸び、ガラス繊維(5)は縮む
性質を有しているので、 ソレノイド状超電導コイルに
は内圧としてと、軸方向からの外圧として働きコイルを
拘束することになり、クエンチしにくくなる。また大形
超電導コイル装置では、巻枠(2)の大きさも大きく、
長さも長くなる=7− 傾向があるため、冷却すると変形址が大きくなる。
このために第7図、第8図のようにたて糸なポリエチレ
ン繊維(6)を主体とし、カラス繊維(5)を従とした
コンバイン1〜糸で、よこ糸も同しような組合せで伸び
縮みを調整して、コイルに加わる内外力を調整すること
も可能となる。このため、たて糸とよこ糸の配合比は一
般に初期張力の変化を残存させるためにも50%の張力
内に押えるべきである。
実施例4 第9図に第4の実施例を示す。
これは織り物の材料を変えた繊維強化プラスチックの第
1、第2のスペーサ(3a)、 (3b)を二重、(あ
るいは三重など多重)に重ねた場合であり、強化用の繊
維を変えた織物での組合せとしても低温での変形址を変
えることが出来る。
実施例5 また、−枚の繊維強化プラスチックでスペーサ(3)を
形成する場合には第10図、第11図のように第6図、
第715!l、第8図のような繊物を巻重ねるか、突き
合せて作ることが出来る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、超電導コイルの
冷却、励磁による変形を、請求項1においては巻芯、請
求項2においてはスペーサが冷却によって補うように変
形し、いずれも励磁状態において、超電導コイルを巻芯
やスペーサに強固に押えつけておくことができるので、
超電導導体の微動によるクエンチが皆無な超電導コイル
装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す縦断面図、第2図
(a)および(b)は第1図の作用を説明する説明図、
第3図はガラスおよびポリエチレンの繊維強化プラスチ
ックの繊維方向熱収縮率を示す曲線図、第4図および第
5図は第2の実施例を示す縦断面図および要部断面斜視
図、第6図ないし第8図は第3の実施例のそれぞれ異な
る織り方をしたスペーサの要部を示す平面図5第9図は
第4の実施例を示すスペーサの横断面図、第10図およ
び第11図は第5の実施例のそれぞれ異なるスペーサの
形状を示す横断面図、第12図(a)、 (b)は従来
例の超電導コイルと巻枠との間に隙間が出来る状態を示
す説明図である。 1・・−超電導コイル、   2a・・巻芯、2b・ 
フランジ、      2・・・巻枠、3・スペーサ、
     4・・・絶縁物、5・・・ガラス繊維、  
   6・・・ポリエチレン繊維。 代理人 弁理士 大 胡 典 夫 ! 、CD ヒ t →                        
   −第6図 第4図 第5図 3a        %2のス■−す 特開平4.−179103 (7) 第10図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)筒状の巻芯に超電導導体をソレノイド状に巻回し
    極低温で使用する超電導コイル装置において、巻芯はポ
    リエチレン繊維とガラス繊維、セラミック繊維等の無機
    質繊維を混織した繊維強化プラスチックとしたことを特
    徴とする超電導コイル装置。
  2. (2)層間にスペーサを介して超電導導体をソレノイド
    状に巻回し極低温で使用する超電導コイル装置において
    、スペーサはポリエチレン繊維とガラス繊維、セラミッ
    ク繊維等の無機質繊維を混織した繊維強化プラスチック
    としたことを特徴とする超電導コイル装置。
JP30353690A 1990-11-08 1990-11-08 超電導コイル装置 Expired - Lifetime JP2839698B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06126846A (ja) * 1992-10-20 1994-05-10 Toyobo Co Ltd 極低温繊維強化プラスチック材
FR2733347A1 (fr) * 1995-04-24 1996-10-25 Toyo Boseki Corps en matiere plastique renforcee par des fibres pour bobine supraconductrice
JP2008140900A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導コイル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06126846A (ja) * 1992-10-20 1994-05-10 Toyobo Co Ltd 極低温繊維強化プラスチック材
FR2733347A1 (fr) * 1995-04-24 1996-10-25 Toyo Boseki Corps en matiere plastique renforcee par des fibres pour bobine supraconductrice
JP2008140900A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導コイル

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