JPH0638368B2 - 超電導コイル - Google Patents
超電導コイルInfo
- Publication number
- JPH0638368B2 JPH0638368B2 JP60150371A JP15037185A JPH0638368B2 JP H0638368 B2 JPH0638368 B2 JP H0638368B2 JP 60150371 A JP60150371 A JP 60150371A JP 15037185 A JP15037185 A JP 15037185A JP H0638368 B2 JPH0638368 B2 JP H0638368B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting wire
- superconducting
- coil
- reinforcing
- wound
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Insulating Of Coils (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、核融合・電力貯蔵等に使用される大容量超
電導コイルに関するものである。
電導コイルに関するものである。
第４図は例えば特開昭５９−２９４０４号公報に示され
た従来の超電導コイルに使用される絶縁導体の斜視図で
あり、図において(1)は超電導線、(2)は超電導線(1)に
巻回された絶縁材、(3)は超電導線(1)と絶縁材(2)との
間に巻回された絶縁スペーサ、(4)は超電導線(1)の表面
に開放された冷却通路である。
た従来の超電導コイルに使用される絶縁導体の斜視図で
あり、図において(1)は超電導線、(2)は超電導線(1)に
巻回された絶縁材、(3)は超電導線(1)と絶縁材(2)との
間に巻回された絶縁スペーサ、(4)は超電導線(1)の表面
に開放された冷却通路である。
次に動作について説明する。超電導線(1)の表面に絶縁
スペーサ(3)を巻回し、さらにこの上に絶縁シート(2)を
巻回する。この超電導線(1)をコイル状に巻線し、冷媒
（一般に、温度4.2Ｋの液体ヘリウム）中に漬すと、冷
却通路(4)を通じて、冷媒が超電導線(1)の表面を冷却
し、超電導状態が保持される。
スペーサ(3)を巻回し、さらにこの上に絶縁シート(2)を
巻回する。この超電導線(1)をコイル状に巻線し、冷媒
（一般に、温度4.2Ｋの液体ヘリウム）中に漬すと、冷
却通路(4)を通じて、冷媒が超電導線(1)の表面を冷却
し、超電導状態が保持される。
従来の超電導コイルは以上のように、超電導線(1)の表
面に絶縁スペーサ(3)や絶縁材(2)を巻回しているので、
化合物系の超電導線(1)のように、超電導線の熱処理温
度が高温に達し、絶縁材(2)の機能を劣化させたり、熱
処理後歪を与えると著しく超電導特性が劣化するような
場合には、絶縁材(2)や冷却通路(4)を設けるためには特
別な処理が必要で、また、作業性が悪く、製作コストが
高くなるなどの問題点があった。
面に絶縁スペーサ(3)や絶縁材(2)を巻回しているので、
化合物系の超電導線(1)のように、超電導線の熱処理温
度が高温に達し、絶縁材(2)の機能を劣化させたり、熱
処理後歪を与えると著しく超電導特性が劣化するような
場合には、絶縁材(2)や冷却通路(4)を設けるためには特
別な処理が必要で、また、作業性が悪く、製作コストが
高くな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、超電導線に有害な歪を与えることなく電気絶
縁を実施できるとともに、必要な冷却通路を安価に製作
できる超電導コイルを得ることを目的とする。
たもので、超電導線に有害な歪を与えることなく電気絶
縁を実施できるとともに、必要な冷却通路を安価に製作
できる超電導コイルを得ることを目的とする。
この発明に係る超電導コイルは、補強基材に絶縁スペー
サを空隙をおいて巻回し、これらからなる補強材が、補
強材が外径側になるように複数本の超電導線と組み合わ
されて超電導線とともに巻回されたものである。
サを空隙をおいて巻回し、これらからなる補強材が、補
強材が外径側になるように複数本の超電導線と組み合わ
されて超電導線とともに巻回されたものである。
この発明における一本の超電導線の代わりに超電導線を
複数本を用いてこれと同じ断面積になるように構成して
剛性を低くし、巻回時に有害な歪みが発生しないように
している。さらに、補強材に所定の張力を与えながら電
導線を一緒にに巻込んでいけるので、超電導線には張力
を加えなくとも良く、超超電導線が巻回時に有害な歪み
を受けることを防止しながら超電導線を堅固に巻回する
ことができる。また、補強材２６は巻回された超電導線
に通電されたときに発生する電磁力を超電導線の外径側
から強固に支持する。なお、補強基材に巻回された絶縁
スペーサの間隙は超電導線の冷媒通路を形成する。
複数本を用いてこれと同じ断面積になるように構成して
剛性を低くし、巻回時に有害な歪みが発生しないように
している。さらに、補強材に所定の張力を与えながら電
導線を一緒にに巻込んでいけるので、超電導線には張力
を加えなくとも良く、超超電導線が巻回時に有害な歪み
を受けることを防止しながら超電導線を堅固に巻回する
ことができる。また、補強材２６は巻回された超電導線
に通電されたときに発生する電磁力を超電導線の外径側
から強固に支持する。なお、補強基材に巻回された絶縁
スペーサの間隙は超電導線の冷媒通路を形成する。
以下、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、(21)は熱処理により成生されたNb3Sn等の
化合物超電導材を含む超電導線、(22)はステンレス等の
補強基材、(23)は補強基材(22)に例えばカプトンテープ
を1/2重巻きにした絶縁材、(24)は絶縁材(23)の上に空
隙をおいて巻回された絶縁スペーサ、(25)は絶縁スペー
サ(24)の空隙が作る冷却通路、(26)はこれらを絶縁処理
して形成された補強材である。
図において、(21)は熱処理により成生されたNb3Sn等の
化合物超電導材を含む超電導線、(22)はステンレス等の
補強基材、(23)は補強基材(22)に例えばカプトンテープ
を1/2重巻きにした絶縁材、(24)は絶縁材(23)の上に空
隙をおいて巻回された絶縁スペーサ、(25)は絶縁スペー
サ(24)の空隙が作る冷却通路、(26)はこれらを絶縁処理
して形成された補強材である。
第１図の構成からなる超電導線(21)および補強材(26)の
巻線方法を説明する。第２図において、(31)は超電導線
(21)を供給する超電導線巻取ドラム、(32)は補強材(26)
を供給する補強材巻取ドラム、(33)は超電導線(21)補強
材(26)を巻きあげるコイルボビンである。第３図は以上
のコイル巻線により製作される超電導コイルの説明図で
ある。(41)はコイル層間スペーサである。
巻線方法を説明する。第２図において、(31)は超電導線
(21)を供給する超電導線巻取ドラム、(32)は補強材(26)
を供給する補強材巻取ドラム、(33)は超電導線(21)補強
材(26)を巻きあげるコイルボビンである。第３図は以上
のコイル巻線により製作される超電導コイルの説明図で
ある。(41)はコイル層間スペーサである。
まず、銅，ニオブ，銅−スズ合金等からなる熱処理前の
複合材を超電導線巻取ドラム(31)に巻回し所定の熱処理
を行う。この結果出来上がるのが化合物系の超電導線(2
1)である。次に、電磁力に対してコイル巻線を強固にす
るため、例えばステンレス製の補強基材(22)の表面に例
えば補強基材(22)の板厚に対して非常に薄いポリイミド
フイルムテープを1/2重巻にしてコイルターン間の電気
的絶縁を行うのが絶縁材(23)である。さらにこの表面に
空隙をおいて、例えばアラミド紙テープなどをらせん状
に巻きつけ、絶縁スペーサ(24)とする。この絶縁スペー
サ(24)により、超電導線(21)及び補強材(26)との間に
は、液体ヘリウムの通る冷却通路(25)が形成される。以
上を用いてコイル巻線を第２図に示すごとく行うと、超
電導線(21)は剛性を低くするために一本の超電導線を用
いる代わりに複数本にて同じ断面積になるように構成さ
れており、また超電導線(21)には張力を加えず、補強材
(26)に所定の張力Ｔを加えながら超電導線(21)と一緒に
それぞれ超電導線巻取ドラム(31)及び補強材巻取ドラム
(32)からコイルボビン(33)に巻回していくことにより、
超電導線(21)は有害な歪みを受けることなくコイルボビ
ン(33)に強固に巻回されるため、超電導特性劣化の少な
い超電導コイルが製作可能となる。
複合材を超電導線巻取ドラム(31)に巻回し所定の熱処理
を行う。この結果出来上がるのが化合物系の超電導線(2
1)である。次に、電磁力に対してコイル巻線を強固にす
るため、例えばステンレス製の補強基材(22)の表面に例
えば補強基材(22)の板厚に対して非常に薄いポリイミド
フイルムテープを1/2重巻にしてコイルターン間の電気
的絶縁を行うのが絶縁材(23)である。さらにこの表面に
空隙をおいて、例えばアラミド紙テープなどをらせん状
に巻きつけ、絶縁スペーサ(24)とする。この絶縁スペー
サ(24)により、超電導線(21)及び補強材(26)との間に
は、液体ヘリウムの通る冷却通路(25)が形成される。以
上を用いてコイル巻線を第２図に示すごとく行うと、超
電導線(21)は剛性を低くするために一本の超電導線を用
いる代わりに複数本にて同じ断面積になるように構成さ
れており、また超電導線(21)には張力を加えず、補強材
(26)に所定の張力Ｔを加えながら超電導線(21)と一緒に
それぞれ超電導線巻取ドラム(31)及び補強材巻取ドラム
(32)からコイルボビン(33)に巻回していくことにより、
超電導線(21)は有害な歪みを受けることなくコイルボビ
ン(33)に強固に巻回されるため、超電導特性劣化の少な
い超電導コイルが製作可能となる。
さらに、以上のごとく製作されたコイルでは、絶縁材の
機能も充分に保持されるために電気的にも安全なコイル
となる。以上のようにこの発明における絶縁処理及び冷
却通路用テーピングは、補強材(26)単独に施工できる。
これにより、絶縁テープは高耐熱性の無機材料である必
要がなくなり、従来の加工性の良い有機材料を用いるこ
とが可能になる。さらに、熱処理後の超電導線(21)をコ
イル状に巻線する場合には、超電導特性を劣化させる工
程や繁雑な電気絶縁及び冷却通路施工工程が不要にな
る。
機能も充分に保持されるために電気的にも安全なコイル
となる。以上のようにこの発明における絶縁処理及び冷
却通路用テーピングは、補強材(26)単独に施工できる。
これにより、絶縁テープは高耐熱性の無機材料である必
要がなくなり、従来の加工性の良い有機材料を用いるこ
とが可能になる。さらに、熱処理後の超電導線(21)をコ
イル状に巻線する場合には、超電導特性を劣化させる工
程や繁雑な電気絶縁及び冷却通路施工工程が不要にな
る。
なお、上記実施例では、化合物系の超電導線(21)につい
て示したが、ニオブチタン等の合金系超電導線(21)であ
つてもよい。
て示したが、ニオブチタン等の合金系超電導線(21)であ
つてもよい。
また、上記実施例では撚線状の超電導線(21)について図
示したが、モノリス状の超電導線(21)であつてもよい。
示したが、モノリス状の超電導線(21)であつてもよい。
また、上記実施例では、絶縁材(23)を用いたが、冷媒及
び絶縁スペーサ(24)が電気絶縁材として機能するなら
ば、なくてもよい。
び絶縁スペーサ(24)が電気絶縁材として機能するなら
ば、なくてもよい。
また、上記実施例第３図ではパンケーキ巻型の超電導コ
イルを示したが、他の巻線型であつてもよい。
イルを示したが、他の巻線型であつてもよい。
以上のようにこの発明によれば、補強基材に絶縁スペー
サを空隙をおいて巻回し、その空隙を冷却通路とし、こ
れらからなる補強材が、補強材が外径側になるように複
数本の超電導線と組み合わされて巻回されているので、
通電時に発生する電磁力を強固に支持できるとともに、
補強材と超電導線とが組み合わされて巻回されるので超
電導線に有害な歪みを発生させるおそれがなく堅固に巻
回することができ、超電導特性の優れた強固な超電導コ
イルが得られる。もちろん、補強材に巻回された絶縁ス
ペーサの間隙が形成する冷媒通路により、超電導線が効
率よく冷却され、この点からも超電導特性の安定性が向
上する。
サを空隙をおいて巻回し、その空隙を冷却通路とし、こ
れらからなる補強材が、補強材が外径側になるように複
数本の超電導線と組み合わされて巻回されているので、
通電時に発生する電磁力を強固に支持できるとともに、
補強材と超電導線とが組み合わされて巻回されるので超
電導線に有害な歪みを発生させるおそれがなく堅固に巻
回することができ、超電導特性の優れた強固な超電導コ
イルが得られる。もちろん、補強材に巻回された絶縁ス
ペーサの間隙が形成する冷媒通路により、超電導線が効
率よく冷却され、この点からも超電導特性の安定性が向
上する。
第１図はこの発明の一実施例による超電導コイルの斜視
図、第２図はこの発明に係る巻線方法を説明する概念
図、第３図はこの発明に係る実施超電導コイルの実施例
を示す斜視図、第４図は従来の超電導コイルを示す斜視
図である。 図において、(21)は超電導線、(22)は補強基材、(24)は
絶縁スペーサ、(25)は冷却通路、(26)は補強材である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
図、第２図はこの発明に係る巻線方法を説明する概念
図、第３図はこの発明に係る実施超電導コイルの実施例
を示す斜視図、第４図は従来の超電導コイルを示す斜視
図である。 図において、(21)は超電導線、(22)は補強基材、(24)は
絶縁スペーサ、(25)は冷却通路、(26)は補強材である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−90905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−76598（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−163812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−53692（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−120614（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−120613（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】補強基材とこの補強基材に冷媒流路を形成
するように間隔をおいてら線状に巻かれた絶縁スペーサ
とを有する補強材と、複数本の超電導線とが、上記補強
材が上記複数本の超電導線の外径側になるように組み合
わされて巻回された超電導コイル。 - 【請求項２】補強基材は絶縁されて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 |
|---|---|---|---|
| JP60150371A JPH0638368B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 超電導コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60150371A JPH0638368B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 超電導コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629606A JPS629606A (ja) | 1987-01-17 |
| JPH0638368B2 true JPH0638368B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15495527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60150371A Expired - Lifetime JPH0638368B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 超電導コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638368B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8724126D0 (en) * | 1987-10-14 | 1987-11-18 | Evetts J E | Superconducting structures |
| CN102592774B (zh) * | 2012-03-06 | 2014-02-12 | 中国科学院电工研究所 | 一种高温超导无感线圈间隔层 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5990905A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-25 | Hitachi Cable Ltd | 絶縁超電導線 |
-
1985
- 1985-07-08 JP JP60150371A patent/JPH0638368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS629606A (ja) | 1987-01-17 |
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