专利名称：超导线圈的浸渍方法
技术领域：
本发明涉及超导线圈的浸溃方法。
背景技术：
一般，缠绕有超导线材的超导线圈在励磁时，在通电电流和自生磁场的相互作用下，有时超导线材会发生物理运动。如果超导线材这样运动，则有因摩擦热等使超导线材的温度上升，产生从超导状态转移到通常导电状态的阻封现象的问题。因此，进行利用环氧树脂等树脂将超导线材之间粘合的措施。作为上述利用环氧树脂等树脂将超导线材之间粘合的方法，有如专利文献I所记载的那样一边缠绕超导线材，一边在超导线材上涂抹树脂等的方法。 在这样地一边缠绕超导线材一边在超导线材上涂抹树脂等的情况下，的确可通过调整树脂的涂敷量，没有过量和不足地使树脂填充、粘合在超导线材上。因此，能够在超导线材与设在超导线圈中的凸缘之间不容易形成由多余树脂形成的桥，可防止阻封现象的发生。但是，在一边缠绕超导线材一边在超导线材上涂膜树脂等时，有时在树脂中产生气孔(空隙)。而且，当冷却约束热应力和励磁时的电磁力等应力集中在该空隙中时，在超导线材之间粘合的树脂中将会发生裂缝。通过这样在树脂中发生的裂缝，使超导线材的电阻急速上升，有引起从超导状态转移到通常导电状态的阻封现象的问题。针对这一点，为了尽量减少超导线材内的残留气孔，在专利文献2中记载了真空浸溃法。该真空浸溃法通过在真空中将树脂浸溃在超导线材上，来抑制超导线材内的气体混入，防止树脂中产生气孔。专利文献I :特开2001-006922号公报 专利文献2 :特开2007-234692号公报。可是，专利文献2所记载的方法，由于在把超导线圈浸溃在树脂溶液中的状态下使树脂固化，所以在超导线圈周围粘合的树脂中会产生余料。而且，该树脂的余料在超导线材与设在超导线圈中的凸缘之间形成桥等，成为阻封现象的原因。为了不形成这样的桥等而一旦要除去粘合在超导线圈的周围而凝固的树脂的余料，则耗费工时。
发明内容
因此，本发明就是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于提供一种能够用比较简单的方法在超导线圈整体上均匀浸溃树脂、并且防止在树脂中产生气孔，从而防止阻封现象的发生的超导线圈的浸溃方法、以及能够用比较简单的方法除去在超导线圈上依附的多余树脂、并且防止在树脂中产生气孔、从而防止阻封现象的发生的超导线圈的浸溃方法。用于解决上述课题的第I发明是一种超导线圈的浸溃方法，是使环氧树脂浸溃在在圆筒状的卷框上缠绕超导线材而成的超导线圈中的超导线圈的浸溃方法，其特征在于，包括抽真空工序，将放入了上述超导线圈的容器内抽真空；树脂注入工序，向被抽真空的上述容器注入液状的环氧树脂；和旋转加热工序，一边使从被注入了上述环氧树脂的上述容器取出的上述超导线圈在使上述卷框的轴方向为大致水平的状态下以上述卷框的轴为中心旋转，一边进行加热。根据上述的工序，通过经过抽真空工序，可除去在超导线圈上附着的多余的水分。而且，在树脂注入工序中，由于向保持真空状态的容器注入环氧树脂，所以可防止环氧树脂内的气孔的发生。由此，可防止因环氧树脂中的气孔导致的阻封现象的发生。并且，通过经过旋转加热工序，可在超导线圈整体上均匀浸溃环氧树脂。由此，能够在超导线材与超导线圈的卷框之间不容易形成由多余的环氧树脂形成的桥，从而可防止因该桥导致的阻封现象的发生。另外，第2发明是一种超导线圈的浸溃方法，在第I发明的超导线圈的浸溃方法中，其特征在于，在上述旋转加热工序中，将上述超导线圈载置在多个辊上，通过使该多个 辊旋转，使上述超导线圈旋转。根据上述的工序，只需将超导线圈载置在多个辊上，即可比较简单地使超导线圈旋转。由此，能够用比较简单的方法，在超导线圈整体上均匀浸溃环氧树脂。另外，第3发明是一种超导线圈的浸溃方法，在第2发明的超导线圈的浸溃方法中，其特征在于，将在设在上述卷框上的凸缘上安装了圆板的上述超导线圈载置在多个辊上，通过使该多个辊旋转，使上述超导线圈旋转。根据上述的工序，可以将在设在卷框上的凸缘上安装了圆板的超导线圈载置在多个辊上，通过使该多个辊旋转，使超导线圈旋转。由此，可可靠地防止超导线圈的超导线材的部分与棍接触。另外，第4发明是一种超导线圈的浸溃方法，在第I发明的超导线圈的浸溃方法中，其特征在于，在上述旋转加热工序中，在上述卷框的中空空间中插入旋转部件，使上述超导线圈旋转。根据上述的工序，通过在卷框的中空空间中插入旋转部件，可以使超导线圈旋转。由此，可以只利用卷框的中空空间部分使超导线圈旋转。例如，在不希望超导线圈的外部与辊等接触的情况下等，是有效的。用于解决上述课题的第5发明是一种超导线圈的浸溃方法，是使环氧树脂浸溃在在圆筒状的卷框上缠绕超导线材而成的超导线圈中的超导线圈的浸溃方法，其特征在于，包括抽真空工序，将放入了上述超导线圈的容器内抽真空；树脂注入工序，向上述容器注入液状的环氧树脂；取出工序，从上述容器取出上述超导线圈;第I加热工序，对上述超导线圈进行加热；加热中断工序，在浸溃在上述超导线圈中的上述环氧树脂半固态形状化的阶段，中断加热；除去工序，除去在上述超导线圈的外周附着的多余的上述半固态形状的环氧树脂；和第2加热工序，再次加热直到浸溃在上述超导线圈中的上述环氧树脂固化。根据上述的工序，通过经过抽真空工序，可除去在超导线圈上附着的多余的水分。而且，在树脂注入工序中，由于向保持真空状态的容器注入环氧树脂，所以可防止环氧树脂内的气孔的发生。由此，可防止因环氧树脂中的气孔导致的阻封现象的发生。并且，通过在经过加热中断工序后经过除去工序，可除去在超导线圈的外周附着的多余的半固态形状的环氧树脂。由此，当环氧树脂是半固态形状时，由于是比较柔软的状态，所以可容易除去多余的环氧树脂。由此，能够在超导线材与超导线圈的卷框之间不容易形成由多余的环氧树脂形成的桥，从而可防止因该桥导致的阻封现象的发生。而且，如果容易从超导线圈除去环氧树脂，则可缩短超导线圈的浸溃所需的时间。另外，第6发明在第5发明的超导线圈的浸溃方法中，其特征在于，上述容器至少侧面用树脂或金属的薄片形成，在上述抽真空工序以及上述树脂注入工序之后，执行上述第I加热工序，然后，经过上述加热中断工序，在上述取出工序中，从半固态形状化的环氧树脂将上述容器剥离而取出上述超导线圈，然后，执行上述除去工序和上述第2加热工序。根据上述的工序，可连同注入了环氧树脂的容器将超导线圈加热。而且，在取出工序中，可从半固态形状化的环氧树脂将容器的侧面剥离而取出超导线圈。由此，能够容易从容器取出被半固态形状化而增加了粘性的环氧树脂覆盖的超导线圈。另外，第7发明在第5发明的超导线圈的浸溃方法中，其特征在于，上述容器收容有放入了上述超导线圈的包袋，在上述抽真空工序后的上述树脂注入工序中向上述包袋注入了上述液状的环氧树脂后，执行上述第I加热工序，然后，经过上述加热中断工序，在上述取出工序中，从上述容器取出上述超导线圈和上述包袋，从上述超导线圈将上述包袋剥离，然后，执行上述除去工序和上述第2加热工序。根据上述的方法，由于超导线圈在被放入包袋中的状态下，被收纳在容器中，所以可形成包袋容易从容器的内壁上分离的状态。因此，在取出工序中，可顺利地从容器将放入了超导线圈的包袋取出。并且，在从包袋中取出在外周依附了半固态形状化的环氧树脂的状态的超导线圈时，可以从超导线圈如剥离密封件那样剥下包袋。由此，可从包袋容易取出被半固态形状化而增加了粘性的环氧树脂覆盖的超导线圈。而且，由于使用了包袋，所以还能实现容器的再利用。另外，第8发明在第5 7发明的超导线圈的浸溃方法中，其特征在于，上述第I加热工序中的加热温度比上述第2加热工序中的加热温度低。根据上述的工序，通过使第I加热工序中的加热温度比第2加热工序中的加热温度低，能够在浸溃在超导线圈中的环氧树脂半固态形状化后，在某种程度上容易保持半固态形状体。由此，在除去工序中，可在某种程度上确保多余的环氧树脂的除去作业时间。另外，第9发明在第5发明的超导线圈的浸溃方法中，其特征在于，在上述第I加热工序中，一边使上述超导线圈旋转，一边进行加热。根据上述的工序，能够在超导线圈整体上均匀浸溃树脂。由此，能够在超导线材与超导线圈的卷框之间不容易形成由多余的环氧树脂形成的桥，从而可防止因该桥造成的阻封现象的发生。可提供一种能够用比较简单的方法在超导线圈整体上均匀浸溃树脂、并且防止在环氧树脂中产生气孔、从而防止阻封现象的发生的超导线圈的浸溃方法、以及能够用比较简单的方法除去在超导线圈上依附的多余的树脂、并且防止在树脂中产生气孔、从而防止阻封现象的发生的超导线圈的浸溃方法。
图I是表示环氧树脂的随着时间经过的粘度变化的曲线图。 图2是表示环氧树脂的随着温度变化的粘度变化的曲线图。
图3是说明第I实施方式的抽真空工序的说明图。图4是说明第I实施方式的树脂注入工序的说明图。图5是说明第I实施方式的取出工序和第I清理的说明图。图6是说明第I实施方式的旋转加热工序的说明图。图7是说明第I实施方式的第2清理的说明图。图8是说明第I实施方式的再加热工序的说明图。图9是说明第2实施方式中的旋转加热工序的说明图。
图10是说明第3实施方式中的旋转加热工序的说明图。图11是说明第4实施方式的抽真空工序的说明图。图12是说明第4实施方式的树脂注入工序的说明图。图13是说明第4实施方式的取出工序和擦拭清理的说明图。图14是说明第4实施方式的第I加热工序的说明图。图15是说明第4实施方式的除去工序的说明图。图16是说明第4实施方式的第2加热工序的说明图。图17是说明第5实施方式的树脂注入工序的说明图。图18是说明第5实施方式中的取出工序、除去工序和第2加热工序的说明图。图19是说明第6实施方式中的超导线圈的浸溃方法的第I说明图。图20是说明第6实施方式中的超导线圈的浸溃方法的第2说明图。图21是说明其它实施方式2的超导线圈的浸溃方法的第I说明图。图22是说明其它实施方式2的超导线圈的浸溃方法的第2说明图。
具体实施例方式(第I实施方式)
下面，参照附图，对用于实施本发明的第I实施方式进行说明。本发明作为在超导线圈上浸溃环氧树脂的方法来实现。首先，参照图I和图2，对在本实施方式中使用的环氧树脂的特性进行说明。图I是表示环氧树脂的随着时间经过的粘度变化的曲线图。图2是表示环氧树脂的随着温度变化的粘度变化的曲线图。本实施方式的向超导线圈I的超导线材3的浸溃中使用的环氧树脂8，如图I所示，具有随着时间经过而粘度发生变化的特性。这里，图I中的横轴表示从环氧树脂和固化促进剂的化学反应开始的经过时间(h)。而且，图I中的纵轴表示环氧树脂的粘度(mPa *s)0另外，把呈现了图I的特性的环氧树脂保持在50°C的状态，开始了环氧树脂和固化促进剂的化学反应。另外，在随着时间经过的粘度变化中，具有在环氧树脂的温度高时，粘度变高的速度也快的性质。而且，具有通过固化促进剂的含有量使环氧树脂的粘度变高的速度也变快的性质。并且，可在浸溃中使用的粘度最高为1500 mPa· s的值，如果超过该值，则成为不适合浸溃的粘度。而且，在本实施方式中，如图I所示，作为达到1500 mPa*s的经过时间的9小时是环氧树脂能够在浸溃中使用的罐装时间。接着，参照图2，说明在本实施方式中使用的环氧树脂的随着温度变化的粘度变化。这里，图2中的横轴表示环氧树脂的温度(°C)。此外，图2中的纵轴表示环氧树脂的粘度(mPa · S)。另外，呈现了图2的特性的环氧树脂，使用开始了环氧树脂和固化促进剂的化学反应的时间点(图I的“Oh”时间点)的环氧树脂。S卩，如图2所示那样，在50°C时呈现70mPa · s的值。如果观察图2，则可知环氧树脂的温度上升时，粘度下降，环氧树脂的温度下降时，粘度上升。例如，当环氧树脂的温度上升到80°C时，粘度下降到20 mPa*s，成为哗啦哗啦的液状。另外，当环氧树脂的温度下降到10°C时，粘度上升为1600 mPa · S，不能在浸溃中使用。如上所述，环氧树脂的随着时间经过的粘度变化是非可逆的，环氧树脂的随着温度变化的粘度变化是可逆的。但是，在经过了某种程度的时间固化的环氧树脂中，几乎不产生随着温度变化的粘度变化。因此，基本上，从环氧树脂与固化促进剂的化学反应开始起，随着时间经过，环氧树脂从液状向半固态形状，从半固态形状向固态形状逐渐固化。(超导线圈的浸溃方法)
接着，对本实施方式的超导线圈I的浸溃方法进行说明。在本实施方式的超导线圈I 上，经过下面的工序，浸溃具有以上说明的特性的环氧树脂8。图3是说明抽真空工序的说明图。图4是说明树脂注入工序的说明图。图5是说明取出工序和第I清理的说明图。图6是说明旋转加热工序的说明图。图7是说明第2清理的说明图。图8是说明再加热工序的说明图。首先，把圆筒状的卷框2作为卷芯，施加张力缠绕超导线材3。然后如图3所示，把在卷框2上缠绕了超导线材3的状态的超导线圈I置入金属制的容器5内，并在此状态下收容在真空加热炉6中。接着，如图3所示，把真空加热炉6内的温度加热到100°C左右，同时使用真空泵7将真空加热炉6内抽真空(抽真空工序)。然后，保持真空加热炉6内的真空状态，将真空加热炉6内的温度下降到60°C。如果经过上述抽真空工序，则可通过蒸发而除去附着在被缠绕在卷框2上的超导线材3之间的水分。另一方面，在超导线圈I的浸溃中使用的液状的环氧树脂8在储槽9内与固化促进剂混合，被加热到50°C 70°C，并且进行搅拌和抽真空，将溶解在液状的环氧树脂8内的空气等脱泡。接着，如图4所示，从储槽9向保持为真空的真空加热炉6内的容器5中流入液状的环氧树脂8，使环氧树脂8浸透到超导线圈I的超导线材3内以及超导线材3之间(树脂注入工序)。这里，在本实施方式中，把适于向容器5中流入液状的环氧树脂8的粘度设定为大致100 mPa· S0因此，可以向容器5流入液状的环氧树脂8的时间，如图I所示，成为使从环氧树脂和固化促进剂的化学反应开始起的经过时间(h)达到5小时(粘度达到IOOmPa *s的时间)。而且，为了在该5小时以内完成通过环氧树脂8的良好的浸溃，根据需要，反复进行加压和除压。然后，一边将真空加热炉6内的温度降低到10°C 20°C的程度，一边等待到环氧树脂8的粘度为大致1500 mPa · s以上。当环氧树脂8的粘度为1500 mPa · s左右时，环氧树脂8不会在短时间内从超导线圈I流出。另外，在此阶段，要求环氧树脂8的粘度在1500mPa · s以上、10000 mPa · s以下的范围内。只要是上述范围的粘度，在下面的段落中说明的第I清理中，可利用布10等充分擦除。反之如果粘度超过10000 mPa *s,则不能用布10等简单擦除。
接着，如图5所示，将超导线圈I从容器5和真空加热炉6中取出(取出工序)。然后，如图5所示，用布10等擦除在取出的超导线圈I上依附的多余的环氧树脂8 (第I清理)。另外，在取出的超导线圈I上依附的环氧树脂8的粘度在1500 mPa · s以上、10000mPa · s以下的范围内，但只要是这种程度的粘度，便可用布10等充分擦除。接着，如图6所示，将超导线圈I横放，以成为使卷框2的轴方向A大致水平的状态。接着，将超导线圈I载置在加热炉12中收纳的旋转辊11上，使超导线圈I的凸缘4a、4b与旋转辊11 (辊)的外周接触。接着，如图6所示，使旋转辊11旋转，使超导线圈I以其卷框2的轴为中心进行旋转。此时，超导线圈I旋转的旋转速度被设定为随时消除超导线圈I的超导线材3内部的环氧树脂8液体在重力的影响下洒落的程度的速度。例如，只要依附在取出的超导线圈I上的环氧树脂8的粘度为1500 mPa *s，把超导线圈I旋转的旋转速度设定为2rpnT20rpm的程度即可。另外，虽然未图示，但对于旋转辊11，使用旋转马达作为旋转的动力源。
然后，如图6所示，在加热炉12内，一边使超导线圈I在旋转辊11上旋转，一边在600C 90°C前后加热(旋转加热工序)。此时，由于根据图2所示的环氧树脂的随着温度变化的粘度变化，浸溃在超导线圈I的超导线材3内的环氧树脂8液体有可能流出，所以，只要适当调整超导线圈I的旋转速度即可(在本实施方式中，例如将旋转速度从2rpm上升到6rpm等)。然后，进行加热，直到浸溃在超导线圈I的超导线材3内的环氧树脂8半固态形状化。这里，在环氧树脂8半固态形状化时，看上去是粘液状或糊状，是达到在性质上增加了粘接性，在粘度上具有从500000 mPa-s (500Pa · s)到马上固态形状化之前的粘度的阶段的状态。一旦环氧树脂8半固态形状化后，浸溃在超导线圈I的超导线材3内的环氧树脂8便不会流出。这里，环氧树脂8半固态形状化，看上去成为粘液状或糊状，是“凝固之前的煤焦油”或“粘虫胶”那样的状态。然后，浸溃在超导线圈I的超导线材3内的环氧树脂8半固态形状化后，停止加热和旋转辊11的旋转，从而停止超导线圈I的加热和旋转。然后，如图7所示，使用圆头刮刀15等刮剥在超导线圈I上依附的多余的环氧树脂8 (第2清理)。另外，由于在第I清理中充分除去了多余量的环氧树脂8，所以，在第2清理中，除去的环氧树脂8的量、范围较小就可以。即，成为修整在超导线材3外周浸溃的环氧树脂8的形状的程度的作业。另外，也可以省略第2清理。另外，在旋转加热工序中，环氧树脂8即使在超过了半固态形状化的粘液状或糊状而成为了凝胶状的情况下，也能进行第2清理。在该情况下，如果用刮板等剥取，则可简单地将凝胶状化的环氧树脂8除去。这里，所谓凝胶状，是比半固态形状化的粘液状或糊状进一步固形化的状态，并且是没有强度，用刮板等可简单剥取的状态。接着，如图8所示，把超导线圈I在加热炉12内再次进行加热(再加热工序)。此时的加热温度被设定为比上述旋转加热工序中的加热温度60°C 90°C高。具体而言，在IOO0C 150°c的温度下，加热12 24小时。由此，可以使浸溃在超导线圈I的超导线材3中的环氧树脂8固化，形成固态形状。即，可以对环氧树脂8赋予充分的强度。经过以上的工序，在超导线圈I中浸溃了环氧树脂8。根据上述说明的超导线圈I的浸溃方法，通过经过抽真空工序，可除去附着在超导线圈I上的多余的水分。而且，在树脂注入工序中，由于在保持真空状态的容器5内注入环氧树脂8，所以可防止环氧树脂8内的气孔的发生。由此，可防止因环氧树脂8中的气孔而造成的阻封现象的发生。并且，通过经过旋转加热工序，能够在超导线圈I整体上均匀浸溃环氧树脂8。由此，能够在超导线材3与超导线圈I的卷框2之间不容易形成由多余的环氧树脂8形成的桥，从而可防止因该桥导致的阻封现象的发生。另外，在旋转加热工序中，只需将超导线圈I载置在两个旋转辊11上，即可简单地使超导线圈I旋转。由此，能够用比较简单的方法，在超导线圈I整体上均匀浸溃环氧树脂8。(第2实施方式)
下面，参照附图，对用于实施本发明的第2实施方式的超导线圈的浸溃方法进行说明。另外，对于与第I实施方式相同的部位省略说明，以不同的结构为中心进行说明。图9(a)、 图9 (b)是说明第2实施方式中的旋转加热工序的说明图。在上述第I实施方式中，是把超导线圈I载置在旋转辊11上，使超导线圈I的凸缘4a、4b与旋转辊11的外周接触，如图6所示那样，使旋转辊11旋转，使超导线圈I旋转。但是，在第2实施方式中，如图9所示那样，在设在卷框2上的凸缘4a、4b上分别安装圆板20a、20b，然后把超导线圈I载置在旋转辊11上。在第2实施方式的超导线圈的浸溃方法中，把在设在卷框2上的凸缘4a、4b上安装了圆板20a、20b的超导线圈1，载置在旋转辊11上，通过使该旋转辊11旋转，能够使超导线圈I旋转。由此，可可靠地防止超导线圈I的超导线材3的部分与旋转辊11接触。而且，在被缠绕在卷框2上的超导线材3的从卷框2到超导线材3的外周的高度比凸缘4a、4b从卷框2的突出高度高的情况下，把圆板20a、20b安装在凸缘4a、4b上，可收到效果。(第3实施方式)
下面，参照附图，对用于实施本发明的第3实施方式的超导线圈的浸溃方法进行说明。另外，对于与第I实施方式或第2实施方式相同的部位省略说明，以不同的结构为中心进行说明。图10 (a)、图10 (b)是说明第3实施方式中的旋转加热工序的说明图。在上述第I和第2实施方式中，采用了使旋转辊11旋转而使超导线圈I旋转的结构。但是，在第3实施方式中，如图10 (b)所示那样，构成为在超导线圈30中的圆筒状的卷框的中空空间插入从旋转装置31突出的旋转部件33，使超导线圈30旋转的结构。而且，构成为在把旋转部件33插入超导线圈30后，通过把被安装在旋转部件33的前端的止动件34向外侧放倒，把超导线圈30固定在旋转部件33上的结构(参照图10 (a))。在第3实施方式的超导线圈的浸溃方法中，如图10 (b)所示，通过在超导线圈30的卷框的中空空间内插入旋转部件33，可以使超导线圈30旋转。由此，只利用圆筒状的卷框的中空空间部分即可使超导线圈30旋转。例如，在不希望设置在超导线圈30的卷框上的多个凸缘32a、32b、32c、32d与旋转辊等接触的情况下等，是有效的。(第4实施方式)
下面，参照附图，对用于实施本发明的第4实施方式进行说明。本发明作为在超导线圈中浸溃环氧树脂的方法来实现。(超导线圈201的浸溃方法)
下面，对本实施方式中的超导线圈201的浸溃方法进行说明。在本实施方式的超导线圈201中，经过下面的工序，浸溃具有以上说明的特性的环氧树脂208。图11是说明抽真空工序的说明图。图12是说明树脂注入工序的说明图。图13是说明取出工序和擦拭清理的说明图。图14是说明第I加热工序的说明图。图15是说明除去工序的说明图。图16是说明第2加热工序的说明图。首先，把圆筒状的卷框202作为卷芯，施加张力而缠绕超导线材203。然后，如图11所示，把在卷框202上缠绕了超导线材203的状态的超导线圈201置入金属制的容器205内，并在此状态下收容在真空加热炉206中。然后，如图11所示，把真空加热炉206内的温度加热到100°C左右，同时使用真空泵207将真空加热炉206内抽真空(抽真空工序)。然后，保持真空加热炉206内的真空状态，将真空加热炉206内的温度下降到60°C。如果经过上述抽真空工序，则可通过蒸发而除去附着在被缠绕在卷框202上的超导线材203之间的水分。另一方面，在超导线圈201的浸溃中使用的液状的环氧树脂208在储槽209内与 固化促进剂混合，被加热到50°C 70°C，并且进行搅拌和抽真空，将溶解在液状的环氧树脂208内的空气等脱泡。接着，如图12所示，从储槽208向保持真空状态的真空加热炉206内的容器205中流入液状的环氧树脂208，使环氧树脂208浸透到超导线圈201的超导线材203内以及超导线材203之间(树脂注入工序)。这里，在本实施方式中，把适于向容器205中流入液状的环氧树脂208的粘度设定为大致100 mPa · S。因此，可以向容器205流入液状的环氧树脂208的时间，如图I所示，成为使从环氧树脂和固化促进剂的化学反应开始起的经过时间(h)达到5小时(粘度达到IOOmPa *s的时间)。而且，为了在该5小时以内完成通过环氧树脂208的良好的浸溃，根据需要，反复进行加压和除压。然后，一边将真空加热炉206内的温度降低到10°C 20°C的程度，一边等待到环氧树脂208的粘度为大致1500 mPa-s以上。当环氧树脂208的粘度为1500 mPa *s左右时，环氧树脂208不会在短时间内从超导线圈201流出。另外，在此阶段，要求环氧树脂208的粘度在1500 mPa *s以上、10000 mPa*s以下的范围内。只要是上述范围内的粘度，在下面的段落中说明的擦拭清理中，可利用布210等充分擦除。反之如果粘度超过10000 mPa *s,则不能用布210等简单擦除。接着，如图13所示，将超导线圈201从容器205和真空加热炉206中取出(取出工序)，然后，如图13所示，用布210等擦除在取出的超导线圈201上依附的多余的环氧树脂208(擦拭清理)。另外，在取出的超导线圈201上依附的环氧树脂208的粘度在1500 mPa-s以上、10000 mPa* s以下的范围内，只要是这种程度的粘度，便可用布210等充分擦除。接着，如图14所示，将超导线圈201横放，以成为使卷框202的轴方向A为大致水平的状态。接着，将超导线圈201载置在加热炉212中收纳的旋转辊211上，使超导线圈201的凸缘204a、204b与旋转辊211 (辊)的外周接触。接着，如图14所示，使旋转辊211旋转，使超导线圈201以其卷框202的轴为中心进行旋转。此时，超导线圈201旋转的旋转速度被设定为随时消除超导线圈201的超导线材203内部的环氧树脂208液体在重力的影响下洒落的程度的速度。例如，如果附着在被取出的超导线圈201上的环氧树脂208的粘度为1500 mPa · s,则把超导线圈201旋转的旋转速度设定为2rpnT20rpm的程度即可。另夕卜，虽然未图示，但对于旋转辊211，使用旋转马达作为旋转的动力源。
然后，如图14所示，在加热炉212内，一边使超导线圈201在旋转辊211上旋转，一边在60°C 90°C前后加热(第I加热工序)。此时，由于根据图2所示的环氧树脂的随着温度变化的粘度变化，浸溃在超导线圈201的超导线材203内的环氧树脂208液体有可能流出，所以，只要适当调整超导线圈201的旋转速度即可(在本实施方式中，例如将旋转速度从2rpm上升到6rpm等)。然后，进行加热，直到浸溃在超导线圈201的超导线材203内的环氧树脂208半固态形状化。这里，在环氧树脂208半固态形状化时，看上去是粘液状或糊状，是达到在性质上增加了粘接性，在粘度上具有从500000 mPa · s (500Pa · s)到马上固态形状化之前的粘度的阶段的状态。一旦环氧树脂208半固态形状化后，浸溃在超导线圈201的超导线材203内的环氧树脂208便不能流出。这里，将环氧树脂208半固态形状化，看上去成为粘液状或糊状，是“凝固之前的煤焦油”或“粘虫胶”那样的状态。然后，浸溃在超导线圈201的超导线材203内的环氧树脂208成为半固态形状化后，停止加热和旋转辊211的旋转，从而停止超导线圈201的加热和旋转(加热中断工序)。然后，如图15所示，使用圆头刮刀215等刮剥在超导线圈201上依附的多余的环氧树脂208(除去工序)。另外，由于在上述的擦拭清理中充分除去了多余量的环氧树脂208，所以，在除 去工序中，除去的环氧树脂208的量、范围较小就可以。即，成为修整在超导线材203外周浸溃的环氧树脂208的形状的程度的作业。接着，如图16所示，把超导线圈201在加热炉212内再次进行加热(第2加热工序)。此时的加热温度被设定为比上述第I加热工序中的加热温度60°C 90°C高。具体而言，在100°C 150°C的温度下，加热12 24小时。由此，可以使在超导线圈201的超导线材203中浸溃的环氧树脂208固化，形成固态形状。即，可以对环氧树脂208赋予充分的强度。经过以上的工序，在超导线圈201中浸溃了环氧树脂208。根据上述说明的超导线圈201的浸溃方法，通过经过抽真空工序，可除去附着在超导线圈201上的多余的水分。而且，在树脂注入工序中，由于在保持真空状态的容器205内注入环氧树脂208，所以可防止环氧树脂内的气孔的发生。由此，可防止因环氧树脂中的气孔而造成的阻封现象的发生。并且，通过在经过了加热中断工序后经过除去工序，能够除去附着在超导线圈201外周上的多余的半固态形状的环氧树脂208。由此，当环氧树脂208为半固态形状时，由于是比较柔软的状态，所以可容易除去多余的环氧树脂208。由此，能够在超导线材203与超导线圈201的卷框202之间不容易形成由多余的环氧树脂208形成的桥，从而可防止因该桥导致的阻封现象的发生。而且，如果容易从超导线圈201除去环氧树脂208，则可缩短超导线圈201的浸溃所需要的时间。另外，通过把第I加热工序中的加热温度设定为比第2加热工序中的加热温度低，在浸溃在超导线圈201内的环氧树脂208半固态形状化后，可在某种程度上容易保持半固态形状体。由此，在除去工序中，能够在某种程度上确保多余的环氧树脂208的除去作业时间。另外，在第I加热工序中，通过一边使超导线圈201旋转，一边对其加热，可在超导线圈201整体上均匀浸溃环氧树脂208。由此，能够在超导线材203与超导线圈201的卷框202之间不容易形成由多余的环氧树脂208形成的桥，从而可防止因该桥导致的阻封现象的发生。(第5实施方式)
下面，参照附图，对用于实施本发明的第5实施方式的超导线圈的浸溃方法进行说明。另外，对于与第4实施方式相同的部位省略说明，以不同的结构为中心进行说明。图17是说明第5实施方式中的树脂注入工序的说明图。图18是说明第5实施方式中的取出工序、除去工序、以及第2加热工序的说明图。在上述第4实施方式中，使用金属制的容器205，按抽真空工序、树脂注入工序、取出工序、第I加热工序、加热中断工序、除去工序、第2加热工序的顺序，在超导线圈201中浸溃环氧树脂208。但是，在第5实施方式中，使用侧面用PET薄片253形成的容器251，在抽真空工序、树脂注入工序后，执行第I加热工序，然后，经过加热中断工序，在取出工序中，从半固态形状化的环氧树脂208将容器251的PET薄片253部分剥离，取出超导线圈250，然后，经过除去工序和第2加热工序，在超导线圈250中浸溃环氧树脂208。下面，对第 5实施方式的超导线圈25的浸溃方法进行具体说明。首先，把在卷框202上缠绕了超导线材203的状态的超导线圈250，以置入容器251内的状态收容在真空加热炉206中。这里，容器251的底板用铝板252形成，在其侧面上卷有树脂制的PET薄片253。另外，铝板252与PET薄片253的连接处，用敛缝材料254密封。另外，容器251的底面也可以是铁板。而且，容器251的侧面如果能简单地从固化的环氧树脂208剥离，也可以用薄的铝板。另外，容器251的容积只要是接近超导线圈250的容积的大小即可。在这种情况下，可减少环氧树脂208的使用量，降低成本。然后，与第4实施方式同样，执行抽真空工序。然后，保持真空加热炉206内的真空状态，将真空加热炉206内的温度设为60°C左右。另一方面，在超导线圈250的浸溃中使用的液状的环氧树脂208与第4实施方式同样在储槽209内与固化促进剂混合，被加热到50°C 70°C，并且进行搅拌和抽真空，将溶解在液状的环氧树脂208内的空气等脱泡。接着，如图17所示，从储槽209向保持为真空的真空加热炉206内的容器251中流入液状的环氧树脂208，使环氧树脂208浸透到超导线圈250的超导线材203内以及超导线材203之间(树脂注入工序)。而且，为了完成通过环氧树脂208的良好的浸溃，根据需要，反复进行加压和除压。然后，一边将真空加热炉206内的温度加热到60°C 90°C的程度，一边等待到浸溃到超导线圈250的超导线材203内的环氧树脂208半固态形状化(第I加热工序)。这里，在环氧树脂208半固态形状化时，是看上去为粘液状或糊状，是达到在粘度上具有从500000mPa · s (500Pa · s)到马上固态形状化之前的粘度的阶段的状态。一旦环氧树脂208半固态形状化后，浸溃在超导线圈250的超导线材203内的环氧树脂208便不会流出。然后，在浸溃在超导线圈250的超导线材203内的环氧树脂208半固态形状化后，停止加热(加热中断工序)。接着，如图18 (a)所示，把置入了超导线圈250的容器251从真空加热炉206中取出。然后，如图18 (b)所示，从附着了半固态形状化的环氧树脂208的超导线圈250上拆下容器251、即PET薄片253和铝板252 (取出工序)。此时，容器251的侧面的PET薄片253如果如剥离密封件那样进行剥取，则可完全地剥离。另外，如果在PET薄片253上预先形成不漏液状的环氧树脂208的程度的缝纫孔，则可更简单地剥离PET薄片253。然后，如图18 (C)所示，使用圆头刮刀215等刮剥在超导线圈250上依附的多余的环氧树脂208 (除去工序)。由此，超导线圈250的超导线材203的外周被整齐地修整。接着，如图18 (d)所示，把超导线圈250在加热炉212内再次加热(第2加热工序)。此时的加热温度设定为比上述的第I加热工序中的加热温度60°C 90°C高。具体而言，在100°C 150°C的温度下加热12 24小时。由此，可提高浸溃在超导线圈250的超导线材203内的环氧树脂208的强度，可对浸溃在超导线材203中的环氧树脂208赋予充分的强度。经过上述的工序，在第5实施方式的超导线圈250内浸溃了环氧树脂208。在第5实施方式中的超导线圈的浸溃方法中，可连同注入了的环氧树脂208的容器251加热超导线圈250。而且，在取出工序中，在从依附了半固态形状化的环氧树脂208的超导线圈250拆下容器251时，能够如剥离密封件那样将容器251的侧面的PET薄片253 剥下。由此，能够容易地将被半固态形状化而增加了粘性的环氧树脂208覆盖的超导线圈250从容器251中取出。(第6实施方式)
下面，参照附图，对用于实施本发明的第6实施方式的超导线圈的浸溃方法进行说明。另外，对于与第4实施方式和第5实施方式相同的部位省略说明，以不同的结构为中心进行说明。图19是说明第6实施方式中的超导线圈的浸溃方法的第I说明图。图20是说明第6实施方式中的超导线圈的浸溃方法的第2说明图。在第6实施方式中，在向超导线圈350浸溃环氧树脂308的工序中，使用聚乙烯制的袋状的包袋360。把放入了超导线圈350的包袋360收容在容器370中，然后在抽真空工序后的树脂注入工序中，在包袋中注入液状的环氧树脂，然后执行第I加热工序。然后，经过加热中断工序，在取出工序中，从容器370中取出放入了超导线圈350的包袋360，从超导线圈350上剥离包袋360，取出在外周依附有半固态形状化的环氧树脂308的状态的超导线圈350。然后，经过除去工序和第2加热工序，在超导线圈350中浸溃了环氧树脂308，下面，对第6实施方式的超导线圈350的浸溃方法进行具体说明。首先，如图19所示，在金属制的中空状的容器370内覆盖聚乙烯制的袋状的包袋360。此时，形成用包袋360完全覆盖容器370的内壁370a的状态。然后，把在卷框302上缠绕了超导线材303的状态的超导线圈350放入包袋360中(收纳工序)。由此，成为放入了超导线圈350的包袋360被收纳在容器370中的状态。另外，在本实施方式中，使用聚乙烯制的包袋360，但也可以使用聚丙烯、聚酯等树脂制的包袋。另外，在本实施方式中，是将包袋360的形状设为袋状，但也可以是薄片状的包袋。在使用该薄片状的包袋的情况下，在用薄片状的包袋覆盖容器370的内壁370a时，需注意不要形成间隙。另外，在本实施方式中，在容器370中覆盖了包袋360后，将超导线圈350放入包袋360中，但不限于此，也可以先把超导线圈350放入包袋360中，然后将放入了超导线圈350的包袋360放入容器370中。接着，把收纳了放入了超导线圈350的包袋360的容器370，收容到真空加热炉306 中。接着，与第4实施方式同样，一边把真空加热炉306内的温度加热到100°C左右，一边使用真空泵307将真空加热炉306内抽真空(抽真空工序)。然后,保持真空加热炉306内的真空状态，使真空加热炉306内的温度下降到60V。另一方面，在超导线圈350的浸溃中使用的液状的环氧树脂308与第4实施方式同样在储槽309内与固化促进剂混合，被加热到50°C 70°C，并且进行搅拌和抽真空，将溶解在液状的环氧树脂308内的空气等脱泡。接着，如图19所示，从储槽309向被保持为真空状态的真空加热炉306内的容器370中收纳的包袋360流入液状的环氧树脂308，使环氧树脂308浸透到超导线圈350的超导线材303内以及超导线材303之间(树脂注入工序)。而且，为了达到通过环氧树脂308的良好的浸溃，根据需要，反复进行加压和除压。然后，与第4实施方式同样，一边将真空加热炉306内的温度加热到60°C、0°C的程度，一边等待到浸溃在超导线圈350的超导线材303内的环氧树脂308半固态形状化(第I加热工序)。一旦环氧树脂308半固态形状化，则浸溃在超导线圈350的超导线材303内 的环氧树脂308便不会流出。然后，在浸溃在超导线圈350的超导线材303内的环氧树脂308半固态形状化后，停止加热(加热中断工序)。接着，如图20 (a)所示，从容器370中取出放入有超导线圈350的包袋360。然后，如图20 (b)所示，从超导线圈350将包袋360剥离，取出呈在外周依附有半固态形状化的环氧树脂308的状态的超导线圈350 (取出工序)。此时，包袋360如剥离密封件那样被完全剥离。另外，如果在包袋350上形成不漏液状的环氧树脂308的程度的缝纫孔，则可更简单地剥离包袋360。然后，如图20 (C)所示，使用圆头刮刀315等刮剥在超导线圈350上依附的多余的环氧树脂308 (除去工序)。由此，超导线圈350的超导线材303的外周被整齐地修整。接着，如图20( d)所示，把超导线圈350在加热炉312内再次加热(第2加热工序)。此时的加热温度设定为比在上述第I加热工序中的加热温度60°C 90°C高。具体而言，在IOO0C 150°C的温度下加热12 24小时。由此，可提高在超导线圈350的超导线材303中浸溃的环氧树脂308的强度，可对浸溃在超导线材303中的环氧树脂308赋予充分的强度。经过以上的工序，在第6实施方式的超导线圈350中浸溃了环氧树脂308。在第6实施方式的超导线圈的浸溃方法中，由于超导线圈350以被放入聚乙烯制的袋状的包袋360中的状态，被收纳在容器370中，所以，能够形成包袋360容易从容器370的内壁370a分离的状态。因此，在取出工序中，可顺利地从容器370中取出放入了超导线圈350的包袋360。并且，在从包袋360中取出在外周依附有半固态形状化的环氧树脂308的状态的超导线圈350时，能够从超导线圈350如剥离密封件那样剥下包袋360。由此，可容易地从包袋360中取出被半固态形状化而增加了粘性的环氧树脂308覆盖的超导线圈350。而且，由于使用了聚乙烯制的袋状的包袋360，所以比较廉价，并且也能够进行容器的再利用。(其它实施方式I)
在上述第I实施方式的超导线圈的浸溃方法中，对把从注入了环氧树脂8的容器5取出的超导线圈1，以使卷框2的轴方向A为大致水平的状态，一边以卷框2的轴为中心旋转，一边进行加热的旋转加热工序进行了详细说明，但在该旋转加热工序中，也可以包含加热超导线圈I的第I加热工序、在浸溃在超导线圈I中的环氧树脂8半固态形状化的阶段中断加热的加热中断工序、除去依附在超导线圈I的外周的多余的上述半固态形状的环氧树脂8的除去工序、再次加热直到在浸溃在超导线圈I中的环氧树脂8固化的第2加热工序。具体而言，在图6所示的第I实施方式的旋转加热工序中，首先，在加热炉12内，一边使超导线圈I在旋转辊11上旋转，一边在60°c 90°C前后加热(旋转加热工序的第I加热工序)。然后，将浸溃在超导线圈I的超导线材3内的环氧树脂8加热到半固态形状化。然后，当浸溃在超导线圈I的超导线材3内的环氧树脂8半固态形状化后，停止加热和旋转辊11的旋转，从而停止超导线圈I的加热和旋转(旋转加热工序的加热中断工序)。然后，如图7所示，使用圆头刮刀15等刮剥在超导线圈I上依附的多余的环氧树脂8 (旋转加热工序的除去工序)。最后，如图8所示，把超导线圈I在加热炉12内再次加热(第2加热工序)。经过以上的工序，在超导线圈I中浸溃了环氧树脂8。上述结构可以是一种超导线圈的浸溃方法，是使环氧树脂浸溃在在圆筒状的卷框 上缠绕超导线材而成的超导线圈中的超导线圈的浸溃方法，其特征在于，包括抽真空工序，将放入了上述超导线圈的容器内抽真空；树脂注入工序，向被抽真空的上述容器内注入液状的环氧树脂；和旋转加热工序，使从被注入了上述环氧树脂的上述容器取出的上述超导线圈一边在使上述卷框的轴方向呈大致水平的状态下以上述卷框的轴为中心旋转，一边进行加热；在上述旋转加热工序中，包括第I加热工序，对上述超导线圈进行加热；加热中断工序，在浸溃在上述超导线圈中的上述环氧树脂半固态形状化的阶段，中断加热；除去工序，除去在上述超导线圈的外周附着的多余的上述半固态形状的环氧树脂；和第2加热工序，再次加热直到在上述超导线圈中浸溃的上述环氧树脂固化。根据上述结构，可提供一种能够用比较简单的方法在超导线圈整体上均匀浸溃环氧树脂、并且防止在环氧树脂中产生气孔、从而防止阻封现象的发生的超导线圈的浸溃方法、以及能够用比较简单的方法除去在超导线圈上附着的多余树脂、并且防止在树脂中产生气孔、从而防止阻封现象的发生的超导线圈的浸溃方法。(其它实施方式2)
在上述第6实施方式的超导线圈的浸溃方法中，使用了一般的超导线圈350、以及金属制的中空状的容器370，但不限于此，也适用于例如如图21和图22所示那样，在具有比较大的中空空间402b的超导线圈450中浸溃环氧树脂408的情况。具体而言，如图21所示，超导线圈450的卷框402形成为具有比较大的中空空间402b的管形状，在该卷框402的外周具有缠绕超导线材的两个槽402c、402d。而且，在该槽402c、402d内缠绕有超导线材403。在容器470中，设有可收纳超导线圈450的环状的中空空间470b ο而且，在收纳工序中，首先，如图22所示，在金属制的容器470的中空空间470b上覆盖聚乙烯制的袋状的包袋460。此时，覆盖为，成为用包袋460完全覆盖了与中空空间470b相接的容器470的内壁470a的状态。然后，把具有中空空间402b的超导线圈450放入用包袋460覆盖的环状的中空空间470b中。此时，超导线圈450的卷框402进入到环状的中空空间470b中。由此，成为放入了超导线圈450的包袋460被收纳在容器470中的状态。另外，与第6实施方式同样，包袋450的形状是袋状，但也可以是薄片状的包袋。然后，通过经过与第6实施方式相同的工序，在超导线圈450中浸溃了环氧树脂408。在以上的详细说明中，为了能够容易地理解本发明，以特征部分为中心进行了说明，但本发明不限于在以上的详细说明中记载的实施方式，也可以在其它实施方式中应用，其应用范围应尽可能宽地解释。另外，在本说明书中使用的用语和语法，是为了准确地说明本发明所使用，而非用于限制本发明的解释。而且，认为如果是本领域技术人员，则根据本说明书中所记载的发明的概念，容易推想出在本发明的概念中包含的其它结构、系统、方法等。因此，权利要求书的记载应被看作为在不超出本发明的技术思想的范围内包含均等的结构。而且，为了充分理解本发明的目的和本发明的效果，最好充分参考已经公开的文献
坐寸ο附图标记说明
I超导线圈 2卷框 3超导线材 5容器 8环氧树脂 11旋转辊 A卷框的轴方向。
权利要求
1.一种超导线圈的浸溃方法，是使环氧树脂浸溃在在圆筒状的卷框上缠绕超导线材而成的超导线圈中的超导线圈的浸溃方法，其特征在于，包括 抽真空工序，将放入了上述超导线圈的容器内抽真空； 树脂注入工序，向被抽真空的上述容器注入液状的环氧树脂；和旋转加热工序，一边使从被注入了上述环氧树脂的上述容器取出的上述超导线圈在使上述卷框的轴方向为大致水平的状态下以上述卷框的轴为中心旋转，一边进行加热。
2.根据权利要求I所述的超导线圈的浸溃方法，其特征在于， 在上述旋转加热工序中，将上述超导线圈载置在多个辊上，通过使该多个辊旋转，使上述超导线圈旋转。
3.根据权利要求2所述的超导线圈的浸溃方法，其特征在于， 将在设在上述卷框上的凸缘上安装了圆板的上述超导线圈载置在多个辊上，通过使该多个辊旋转，使上述超导线圈旋转。
4.根据权利要求I所述的超导线圈的浸溃方法，其特征在于， 在上述旋转加热工序中，在上述卷框的中空空间中插入旋转部件，使上述超导线圈旋转。
5.一种超导线圈的浸溃方法，是使环氧树脂浸溃在在圆筒状的卷框上缠绕超导线材而成的超导线圈中的超导线圈的浸溃方法，其特征在于，包括 抽真空工序，将放入了上述超导线圈的容器内抽真空； 树脂注入工序，向上述容器注入液状的环氧树脂； 取出工序，从上述容器取出上述超导线圈； 第I加热工序，对上述超导线圈进行加热； 加热中断工序，在浸溃在上述超导线圈中的上述环氧树脂半固态形状化的阶段，中断加热； 除去工序，除去在上述超导线圈的外周附着的多余的上述半固态形状的环氧树脂；和 第2加热工序，再次加热直到浸溃在上述超导线圈中的上述环氧树脂固化。
6.根据权利要求5所述的超导线圈的浸溃方法，其特征在于， 上述容器至少侧面用树脂或金属的薄片形成， 在上述抽真空工序以及上述树脂注入工序之后，执行上述第I加热工序， 然后，经过上述加热中断工序， 在上述取出工序中，从半固态形状化的环氧树脂将上述容器剥离而取出上述超导线圈， 然后，执行上述除去工序和上述第2加热工序。
7.根据权利要求5所述的超导线圈的浸溃方法，其特征在于， 上述容器收容有放入了上述超导线圈的包袋， 在上述抽真空工序后的上述树脂注入工序中向上述包袋注入了上述液状的环氧树脂后，执行上述第I加热工序， 然后，经过上述加热中断工序， 在上述取出工序中，从上述容器取出上述超导线圈和上述包袋，从上述超导线圈将上述包袋剥离，然后，执行上述除去工序和上述第2加热工序。
8.根据权利要求5 7中任意一项所述的超导线圈的浸溃方法，其特征在于，上述第I加热工序中的加热温度比上述第2加热工序中的加热温度低。
9.根据权利要求5所述的超导线圈的浸溃方法，其特征在于，在上述第I加热工序中，一边使上述超导线圈旋转，一边进行加热。
全文摘要
一种使环氧树脂(8)浸渍在在圆筒状的卷框(2)上缠绕超导线材(3)而成的超导线圈(1)中的超导线圈(1)的浸渍方法，其中采用了将放入了超导线圈(1)的容器(5)内抽真空的抽真空工序；向被抽真空的容器(5)注入液状的环氧树脂(8)的树脂注入工序；和一边使从被注入了环氧树脂(8)的容器(5)取出的超导线圈(1)在使卷框(2)的轴方向(A)为大致水平的状态下以卷框(2)的轴为中心旋转，一边进行加热的旋转加热工序。
文档编号H01F6/06GK102667973SQ201180003854
公开日2012年9月12日 申请日期2011年2月21日 优先权日2010年2月22日
发明者永浜恭秀 申请人:日本超导体技术公司