JPS61272903A - 鞍形超電導界磁巻線 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は超電導発電機に使用する鞍形超電導界磁巻線に
係り、特に、支持及び冷却を改良した高電流密度の鞍形
超電導界磁巻線に関する。

〔発明の背景〕

第３図に超電導発電機に組込まれた超電導回転子の従来
例を示す、超電導回転子は円筒状トルクチューブ１、鞍
形超電導界磁巻線２Ａ、２Ｂ、ヘリウム容器３．ダンパ
４および、回転軸５Ａ。

５Ｂから構成される、これら回転軸５Ａ、５Ｂは軸受６
Ａ、６Ｂにより、それぞれ、支承されている。そして、
反駆動側軸端には液体ヘリウム導入ロア、ガスヘリウム
排出口８が設けられ、液体ヘリウム導入ロアより供給さ
れる液体ヘリウム９により鞍形超電導界磁巻線２Ａ、２
Ｂは冷却されて、約４．２”　Ｋの極低温状態に維持さ
れる。この鞍１１Ｂを介して直流電源１２から電流が供
給されて行われる。なお、１３は固定子巻線、１４は固
定子鉄心、１５はフレームである。鞍形超電導界磁巻線
２Ａ、２Ｂは第４図及び第５図に示すように、円筒状ト
ルクチューブ１の外周側に設けられた鞍形の溝に挿入さ
れ、その挿入された鞍形超電導界磁巻線２Ａ’、２Ｂの
外周上にはバインド線１６が巻付けられ、このバインド
線の外周上には。

同心内のＦＲＰ層１７が設けられ、この外周上に補強円
筒（図示せず）が焼嵌められる。鞍形超電導界磁巻線２
Ａ、２Ｂの冷却は、トルクチューブｌの内周側に充填さ
れている液体ヘリウム９が遠心力で鞍形超電導界磁巻線
の方へ押しやられ、鞍形超電導界磁巻線の内周側に設け
られたクーリングチャンネル１８を流れて行われる。

超電導界磁巻線２Ａ、２Ｂには、第６図に示すように、
超電導線が鞍形に巻回され、巻線全体にエポキシ樹脂が
含浸されている。このため、巻線導体の動きを抑えるこ
とはできるが、巻線外周面しか冷却できないので、冷却
性が悪くなる欠点がある。第６図および第７図で、超電
導線１９間に含浸されたエポキシ樹脂２０は、加熱硬化
時に収縮して歪が発生し歪応力として残る。この超電導
界磁巻線２Ａ、２Ｂを回転子に取付け、液体ヘリウムで
冷却して回転励磁を行うと、超電導界磁巻線には熱収縮
応力、電磁応力及び遠心応力が加わり、含浸エポキシ樹
脂２０の歪は局部的に開放されてクラック２１を発生す
ることがある。エポキシ樹脂は分子間の結合力が大きい
ため、クラッチ発生エネルギも大きく、クラック発生時
には、超電導界磁巻線をクエンチさせるのに十分な熱を
発生する。このクエンチ発生熱は巻線の冷却性が悪いた
め、超電導線１９に伝導し、局部的に温度上昇してクエ
ンチを起す、このため、巻線の電流密度を十分に大きく
できない欠点がある。

このように、樹脂含浸巻線は冷却性及びクラック発生の
問題があるので、巻線の動きはある程度犠牲にしても、
樹脂を含浸しないで冷却性をよくする方法も採用されて
いる０例えば、米国特許３．８１６，７８０のように、
トルクチューブの外周上に超電導線を鞍形に巻回して一
層ごとにバンドで締付ける方法がある。この方法による
と。

鞍形に巻線す際に十分な張力をかけることができず、巻
線に弛みが生じ易い、このため、巻線導体は電磁力及び
遠心力で動き易く、摩擦熱及びうず電流積の発生により
、超電導界磁巻線の性能は低下する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、巻線の動きを少なくシ、冷却性をよく
して安定性のある高電流密度な鞍形超電導界磁巻線を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、エポキシ樹脂含浸セミキュアテープを
巻線導体間に縫うように挿入してレーストラック状超電
導巻線を形成し、これを半円柱及び半円筒型を使用して
プレスにより鞍形巻線とし、この鞍形巻線をトルクチュ
ーブに複数個積み重ねてバインド支持により鞍形超電導
界磁巻線を形成することにある。

〔発明の実施例〕

第１図、第２図及び第８図ないし第１２＠に本発明の一
実施例を示す。

第８図はレーストラック状の超電導巻線で、この巻線か
ら本発明の鞍形超電導巻線を形成する。

巻線はダブルパンケーキ巻線方式で行ない１巻線部体１
９間にはエポキシ樹脂を含浸して半硬化させたセミキュ
アガスチーブ２２を巻線の導体間を縫うように挿入して
巻線導体１９を抑え、接続部なしの複数列で二層のレー
ストラック状超電導巻線２３を製作する。断面部で、セ
ミキュアテープ２２が挿入されていない所は空間２４が
形成され、セミキュアテープ２２を挿入した所は、巻線
導体間を縫うように挿入されている。このように形成さ
れたレーストラック状巻線を第１１図に示すように半円
柱状の型台２５に乗せ、レーストラック状巻線２３の上
側に半円筒状の型２６を乗せて上方向（矢印）より力を
加えてプレスを行ない、同時に、プレス状態でセミキュ
アガラステープを加熱硬化することにより、弛みのない
鞍形超電導巻線を形成することができる。レーストラッ
ク状の巻線し易く、緊密に巻けること、及び、プレスに
より鞍形を形成する時に、巻線のコーナ部が曲げられて
巻線全体が緊密に締るので、前述のような、鞍形巻線を
製作するのには好適である。前述の鞍形超電導巻線２７
を第１図に示す、セミキュアテープは上・下巻線とも巻
回方向にある間隔をあけて多数列挿入されている。第２
図の断面部では上層巻線の導体間にセミキュアガラステ
ープ２２が巻線導体間を縫う−ように二列隣接して挿入
されており、その−列目と二列目のセミキュアガラステ
−プ２２は巻線導体１９を一本ずらして挿入されている
。このため１巻線導体１９はセミキュアガラステープ２
２によって組込まれるようになって良く抑えられ、前述
の方法で巻線をプレスした時に列から飛び出すことはな
い、上層巻線及び下層巻線とも、セミキュアガラステー
プの挿入しないところは、空間２４が形成される。この
ようにして形成した鞍形超電導巻線のトルクチューブへ
の支持を第１２図に示す、複数列、二層に巻回した鞍形
超電導巻線２７Ａ、２７Ｂをトルクチューブの鞍形スロ
ットに複数個積み重ねてバンド２８をかけ、鞍形超電導
界磁巻線２Ａ、２Ｂの形成する。鞍形超電導界磁巻線２
Ａ、２Ｂの側面とトルクチューブ１との間の隙間には接
着剤２９を詰めて巻線の動きをなくす、このように構成
することにより、鞍形超電導界磁巻線２Ａ、２Ｂは電磁
力及び遠心力が加わってもほとんど動かなくなる０巻線
内部の空間２４は液体ヘリウムの通るクーリングチャン
ネルとなるので冷却性が非常によく１巻線の微小の動き
による発生熱を速やかに除去できる効果がある。

（発明の効果〕 本発明によれば、回転励磁による電磁力及び遠心力で巻
線導体に微小な動きがあっても摩擦等の発生熱は速やか
に除去されるので巻線の超電導性は安定する。

【図面の簡単な説明】

第゛１図は本発明の一実施例の鞍形超電導巻線の斜視図
、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視断面図、第３図は従来の
超電導回転子を使用した超電導発電機の縦断面図、第４
図は第３図のＭ枠部の斜視図。 第５図は第４図の■−■矢視断面図、第６図は従来の鞍
形超電導界磁巻線の斜視図、第７図は第６図の■−■断
面図、第８図は本発明の鞍形超電導巻線を形成する前の
レーストラック状超電導巻線の平面図、第９図は第８図
の［−１に、矢視断面図。 第１０図は第８図のＸ−Ｘ矢視断面図、第１１図は本０
発明の鞍形超電導巻線を形成方法の斜視図。 第１２図は本発明の鞍形超電導巻線を複数個積み重ねて
形成した鞍形超電導界磁巻線の斜視図である。 ２Ａ、２Ｂ・・・鞍形超電導界磁巻線ｔ１９・・・巻線
導体、２２・・・樹脂含浸セミキュアガラステープ、第
１５２］ 第２５２］ ２４　　　ＩＱ 第３図 第４図 第５１２１ 第　ｂ　口 ＺＡ・ＺＦ３ 第７１ｉＪ 第６回 第９　図 ２卒 第１ｏ口 寮ＩＺ団

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超電導線を鞍形状に複数例および複数段巻回して成
   る鞍形超電導界磁巻線において、 樹脂含浸セミキュアテープを巻線導体間に挿入して網込
   んだ複数列のレーストラック状の超電導巻線をプレスし
   て鞍形に形成し、この鞍形超電導巻線を複数個積み重ね
   て形成し、この鞍形超電導巻線を複数個積み重ねて形成
   することを特徴とする鞍形超電導界磁巻線。