專利名稱：超導(dǎo)線圈裝置、超導(dǎo)裝置和制造超導(dǎo)線圈裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)線圈裝置和一種超導(dǎo)裝置，具體地，涉及一種包括將超導(dǎo)線圈容納在其中的容器的超導(dǎo)線圈裝置并且涉及一種包括所述超導(dǎo)線圈的超導(dǎo)裝置。本發(fā)明還涉及一種制造超導(dǎo)線圈裝置的方法。
背景技術(shù)：
通過成螺旋形地纏繞超導(dǎo)線而形成的超導(dǎo)線圈被用在非常低的溫度。因此，在包括超導(dǎo)線圈的超導(dǎo)裝置、例如馬達(dá)中，超導(dǎo)線圈在被保持在一個(gè)容器中的同時(shí)被使用。通過將例如液氮的冷卻劑提供到容器中而在冷卻狀態(tài)下使用超導(dǎo)線圈。例如日本未審專利申請公開第2007-35835號(專利文獻(xiàn)1)描述了一種現(xiàn)有的制造低溫保持器的內(nèi)容器的方法，其中所述低溫保持器用于存儲(chǔ)具有非常低溫度的冷卻劑并且將超導(dǎo)線圈保持在其中。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題在日本未審專利申請公開第2007-35835號中描述的制造低溫保持器的方法如下所述。首先，準(zhǔn)備由纖維加強(qiáng)塑料(FRP)制成的框體。FRP是通過使用熱固性樹脂浸漬例如玻璃纖維或碳纖維的加強(qiáng)纖維并使熱固性樹脂熱固化而制成的加強(qiáng)材料。將由類似于FRP 的材料制成的被稱為預(yù)浸料坯的未固化物質(zhì)貼附于框體。然后，將已經(jīng)貼附有預(yù)浸料坯的框體熱固化，并由此將預(yù)浸料坯形成為容器的側(cè)表面。因此，形成了低溫保持器的內(nèi)容器。由于室溫與非常低的溫度之間的熱循環(huán)，所以要求用于保持具有非常低溫度的冷卻劑的容器、例如低溫保持器由抵抗熱膨脹和熱收縮的材料制成。不具有加強(qiáng)纖維的樹脂不夠堅(jiān)固以抵擋這樣的熱循環(huán)。因此，優(yōu)選地容器由例如FRP的纖維加強(qiáng)樹脂制成。另外， 通過使用例如FRP的不導(dǎo)電物質(zhì)作為容器的材料，抑制了由于電流流經(jīng)容器時(shí)所產(chǎn)生的焦耳熱而將容器中的冷卻劑加熱的現(xiàn)象的發(fā)生。然而，當(dāng)使用將成層的預(yù)浸料坯貼附于框體外側(cè)的方法、例如在日本未審專利申請公開第2007-35835號中描述的方法時(shí)，被貼附的預(yù)浸料坯具體地在框體的具有階梯結(jié)構(gòu)的區(qū)域中不能跟隨框體的階梯形狀。因此，在預(yù)浸料坯與框體之間、具體地在框體的由框體的臺(tái)階形成的角部附近形成間隙?？諝獾鹊热菀自陂g隙中積聚，并且當(dāng)具有間隙的容器經(jīng)受熱循環(huán)時(shí)，積聚的空氣向殼體的周圍部分施加熱應(yīng)力。結(jié)果，可能在容器中產(chǎn)生破損故障，例如從角部生長的裂縫?？紤]到上述問題而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種超導(dǎo)線圈裝置， 所述超導(dǎo)線圈裝置包括用于超導(dǎo)線圈的容器，通過改善所述容器的框體與形成所述容器的側(cè)表面的樹脂材料之間的填充精度能夠改善密封性能，并且本發(fā)明提供一種包括所述超導(dǎo)線圈裝置的超導(dǎo)裝置。解決問題的技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)線圈裝置包括超導(dǎo)線圈和將所述超導(dǎo)線圈保持在其中的容器。 所述容器由纖維加強(qiáng)塑料制成，并且在所述容器的角部形成密封加強(qiáng)部，所述密封加強(qiáng)部沿著所述角部延伸并且由樹脂制成。本發(fā)明的有益效果在根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)線圈裝置中，將超導(dǎo)線圈保持在其中的容器的角部(其可以是從沿著執(zhí)行浸漬樹脂的方向看時(shí)具有凸形的“邊緣”，或者從沿著執(zhí)行浸漬樹脂的方向看時(shí)具有凹形的“角部”)填充有密封加強(qiáng)部。因此，抑制了在容器的各部件之間的接合處、例如在角部產(chǎn)生間隙。因此，能夠改善容器的密封性能。此外，即使在容器經(jīng)受熱循環(huán)時(shí)，也能夠抑制由于在角部的間隙中產(chǎn)生的大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致容器的破損故障。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的超導(dǎo)裝置的示意圖。圖2是沿線II-II截取的示意性截面圖。圖3是圖1和2的轉(zhuǎn)子的示意性透視圖。圖4是圖1和2的定子的示意性透視圖。圖5是示出將超導(dǎo)線圈保持在其中的內(nèi)容器的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖6是示出圍繞圖5的內(nèi)容器的外容器的結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖7是沿圖5的線VII-VII截取的示意性截面圖。圖8是圖2的一部分的詳細(xì)放大圖，示出了外容器和內(nèi)容器的內(nèi)側(cè)。圖9是由圖8中的虛線圓“IX”包圍的區(qū)域的示意性放大圖。圖10是由圖7中的虛線圓“X”包圍的區(qū)域的示意性放大圖。圖11是示出制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的超導(dǎo)線圈容器的過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。在實(shí)施方式中，具有相同功能的元件將由相同的附圖標(biāo)記表示，并且除非必要，將省略對它們的描述。附圖中的尺寸比例不必與說明書中的相同。在圖1中示出的超導(dǎo)馬達(dá)100是根據(jù)實(shí)施方式的超導(dǎo)裝置的一個(gè)例子。超導(dǎo)馬達(dá) 100包括被用作轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子30和被用作定子的定子20。圖1是超導(dǎo)馬達(dá)100的示意圖。 為了便于繪畫，僅示出了轉(zhuǎn)子30的一些部件，并且省略了定子20的部件。轉(zhuǎn)子30和定子 20的部件在作為截面圖的圖2以及在圖3至6中更詳細(xì)地示出。在下文中，將參考圖1至 6描述超導(dǎo)馬達(dá)100。超導(dǎo)馬達(dá)100的轉(zhuǎn)子30包括轉(zhuǎn)子鐵芯13和作為成螺旋形地纏繞在轉(zhuǎn)子鐵芯13 周圍的超導(dǎo)線的超導(dǎo)線圈10。從外部將電流供應(yīng)至超導(dǎo)線圈10，從而在轉(zhuǎn)子鐵芯13中產(chǎn)生與電流方向一致的磁力。優(yōu)選地如圖1、3和4所示，超導(dǎo)線圈10是跑道形線圈。關(guān)于定子20，在定子鐵芯23中產(chǎn)生與流經(jīng)纏繞在定子鐵芯23周圍的超導(dǎo)線圈10的電流的方向一致的磁力。轉(zhuǎn)子30通過利用轉(zhuǎn)子鐵芯13的磁力和定子鐵芯23的磁力之間的吸引和排斥而繞轉(zhuǎn)子軸16旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)經(jīng)過連接至負(fù)載的輸出軸18而被傳遞到外部，其中轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)輸出至負(fù)載。輸出軸18由軸承35以可旋轉(zhuǎn)方式支撐。
因?yàn)槊總€(gè)超導(dǎo)線圈10都由超導(dǎo)線形成，所以需要使用例如液氮的冷卻劑17冷卻超導(dǎo)線圈10，從而操作超導(dǎo)線圈10。因此，將超導(dǎo)線圈10保持在容器中。該容器填充有冷卻劑17，由此將超導(dǎo)線圈10冷卻并使超導(dǎo)線圈10變得可操作。這里，容器是用于容納超導(dǎo)線圈10的超導(dǎo)線圈容器。如圖2所示，每個(gè)超導(dǎo)線圈容器包括直接將超導(dǎo)線圈10保持在其中的內(nèi)容器50，和設(shè)置為圍繞內(nèi)容器50的外周的外容器60。超導(dǎo)線圈裝置由超導(dǎo)線圈10、將超導(dǎo)線圈10保持在其中的內(nèi)容器50和圍繞內(nèi)容器50的外周的外容器60構(gòu)成。為轉(zhuǎn)子30和定子20的每個(gè)超導(dǎo)線圈10提供內(nèi)容器50 和外容器60。注意到在圖1、3和4中沒有示出內(nèi)容器50和外容器60。因?yàn)槿萜骶哂袃?nèi)容器50，所以超導(dǎo)線圈10能夠被冷卻并穩(wěn)定地操作。因?yàn)槿萜骶哂型馊萜?0，所以容器通過防止將冷卻劑保持在其中的內(nèi)容器50接觸具有室溫的外部空氣而作為絕熱容器。因此，優(yōu)選地內(nèi)容器50和外容器60由具有良好絕熱性能的材料制成。例如，優(yōu)選地內(nèi)容器50和外容器60可以由纖維加強(qiáng)塑料(FRP)制成。因?yàn)镕RP具有非常高的強(qiáng)度和絕熱性能，所以FRP能夠抑制容器內(nèi)部和外部之間的溫差，能夠抑制由于在操作超導(dǎo)馬達(dá) 100的時(shí)候和在不操作超導(dǎo)馬達(dá)100的時(shí)候之間容器中的溫差導(dǎo)致的熱應(yīng)力而產(chǎn)生的破損故障，并且能夠抑制在使用冷卻劑冷卻超導(dǎo)線圈10的過程中效率的降低。然而，取代FRP， 內(nèi)容器50和外容器60也可以由包含無機(jī)填充劑的塑料或陶瓷制成。圖5和6示出了用于定子20的內(nèi)容器的例子和外容器的例子。如圖5所示，內(nèi)容器50包括具有例如柱形的FRP殼體。在內(nèi)容器50的柱形部分中，作為內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52的兩個(gè)柱形殼體設(shè)置為使得它們的圓形底面的中心大致相互一致，并且形成大致的同心圓。超導(dǎo)線圈10被放置在內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52之間的區(qū)域中。為了允許定子鐵芯23和轉(zhuǎn)子鐵芯13延伸經(jīng)過超導(dǎo)線圈10中的中空區(qū)域，在內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52的側(cè)表面(柱形側(cè)部分)中形成開口部53。即，將超導(dǎo)線圈 10的中空區(qū)域、定子鐵芯23和轉(zhuǎn)子鐵芯13設(shè)置在開口部53中。相鄰超導(dǎo)線圈10的超導(dǎo)線設(shè)置在相鄰開口部53之間的區(qū)域中。如圖5所示，每個(gè)開口部53可以通過在內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52的側(cè)表面中形成例如矩形孔，而形成為沿著與內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52的側(cè)表面相交的方向從內(nèi)容器外殼體51延伸至內(nèi)容器內(nèi)殼體52。然而，例如，當(dāng)從內(nèi)容器50的側(cè)表面的外側(cè)(內(nèi)側(cè))看時(shí)，開口部53可以通過僅在內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52中的一個(gè)中形成矩形孔，而形成為凹部。由FRP制成的開口部側(cè)表面M密封開口部53的側(cè)面。每一個(gè)都具有凸緣形狀并且由FRP制成的末端殼體55和56設(shè)置在內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52的底面(柱形的末端)附近。因此，在內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52之間的區(qū)域成為封閉空間， 由此形成內(nèi)容器50。用于供應(yīng)和排出例如液氮的冷卻劑17的冷卻劑供應(yīng)管和冷卻劑排出管(參見圖幻連接至該區(qū)域。如圖5所示，用于分配冷卻劑的兩個(gè)管狀部件從末端殼體55 突出。一個(gè)管狀部件(管狀部件57)是用于將冷卻劑17供應(yīng)到內(nèi)容器50中的冷卻劑供應(yīng)管，并且另一個(gè)管狀部件(管狀部件58)是用于將冷卻劑17從內(nèi)容器50內(nèi)部排出的冷卻劑供應(yīng)管。因?yàn)楣軤畈考哂邢嗤慕Y(jié)構(gòu)，所以將兩個(gè)管狀部件共同稱為冷卻劑供應(yīng)管。作為絕熱容器的外容器60設(shè)置為圍繞如上所述的內(nèi)容器50。具體地說，如圖2所示，外容器外殼體61放置在內(nèi)容器50的內(nèi)容器外殼體51外側(cè)從而面向內(nèi)容器外殼體51， 并且外容器內(nèi)殼體62放置在內(nèi)容器內(nèi)殼體52內(nèi)側(cè)從而面對內(nèi)容器內(nèi)殼體52。內(nèi)容器50 放置在外容器外殼體61和外容器內(nèi)殼體62之間的區(qū)域中(即，在外容器60內(nèi)部)。如圖 6所示，在外容器外殼體61和外容器內(nèi)殼體62中形成開口部63，使開口部63與開口部53 重疊。超導(dǎo)線圈10的中空區(qū)域、定子鐵芯23和轉(zhuǎn)子鐵芯13設(shè)置在開口部63與開口部53 重疊的區(qū)域中(參見圖幻。在每個(gè)開口部63的側(cè)面上形成開口部側(cè)表面64并且提供末端殼體65和66，由此外容器60的內(nèi)側(cè)形成封閉空間。S卩，容器的圓形底面的直徑以下列順序減小外容器外殼體61、內(nèi)容器外殼體51、 內(nèi)容器內(nèi)殼體52以及外容器內(nèi)殼體62。開口部63小于開口部53。內(nèi)容器50和外容器60設(shè)置為使得內(nèi)容器50和外容器60關(guān)于其圓形底面的徑向不相互接觸。即，如圖2所示，在內(nèi)容器50的內(nèi)容器外殼體51與外容器60的外容器外殼體61之間有確定的間隙。對于內(nèi)容器50的內(nèi)容器內(nèi)殼體52和外容器60的外容器內(nèi)殼體 62來說也是同樣的。即，間隙作為例如圖2所示的間隙21而存在，并且圍繞內(nèi)容器50的外周。由于存在間隙21，增加了在使用冷卻劑17冷卻內(nèi)容器50內(nèi)部的過程中的效率，并且限制了內(nèi)容器50內(nèi)部的溫度受外容器60外部的室溫的影響。因此，外容器60作為絕熱部件，用于便于控制內(nèi)容器50內(nèi)部的溫度。在圖6中示出的外管設(shè)置在外容器60上，從而覆蓋管狀部件57。在圖6中示出的外管68設(shè)置在外容器60上，從而覆蓋管狀部件58。兩個(gè)外管與管狀部件57和58 —樣地從末端殼體65突出。一個(gè)外管圍繞用于將冷卻劑17供應(yīng)到內(nèi)容器50中的管狀部件57，另一個(gè)外管圍繞用于將冷卻劑17從內(nèi)容器50內(nèi)部排出的管狀部件58。圍繞管狀部件57的外管被稱為外管67，并且圍繞管狀部件58的外管被稱為外管68。這里，將這兩個(gè)管都稱為外管。如圖6所示，與開口部53 —樣地，每個(gè)開口部63可以通過在外容器外殼體61和外容器內(nèi)殼體62的側(cè)表面中形成例如矩形孔，而形成為沿著與外容器外殼體61和外容器內(nèi)殼體62的側(cè)表面相交的方向從外容器外殼體61延伸至外容器內(nèi)殼體62。然而，例如，當(dāng)從外容器60的側(cè)表面的外側(cè)(內(nèi)側(cè))看時(shí)，開口部63可以通過僅在外容器外殼體61和外容器內(nèi)殼體62中的一個(gè)中形成矩形孔，而形成為凹部。如上所述，如圖2和5所示，將超導(dǎo)線圈10放置在內(nèi)容器50中。該結(jié)構(gòu)在圖7的截面圖中示出。用于將電流供應(yīng)至超導(dǎo)線圈10的超導(dǎo)線的端子連接至超導(dǎo)線圈10。該結(jié)構(gòu)在圖7中示出。端子41包括殼體固定端子43、端子元件45和導(dǎo)線固定端子47。在圖7 中，為了易于制造，端子41由殼體固定端子43、端子元件45和導(dǎo)線固定端子47這三個(gè)部件構(gòu)成。然而，端子41可以由單個(gè)部件構(gòu)成。如圖8所示，內(nèi)容器50的內(nèi)容器外殼體51和內(nèi)容器內(nèi)殼體52中的每一個(gè)包括基體1和設(shè)置為圍繞基體1的外周的加強(qiáng)纖維3。對于外容器60的外容器外殼體61和外容器內(nèi)殼體62來說也是同樣的。因?yàn)榛w1是內(nèi)容器50和外容器60的框體，所以優(yōu)選地基體1由FRP、包含無機(jī)填充劑的塑料、或陶瓷制成，由這些材料如上所述地制成內(nèi)容器50和外容器60。為了加強(qiáng)具有容器狀形狀的基體1的各部件之間的連接，將加強(qiáng)纖維3設(shè)置為覆蓋基體1的整個(gè)表面(以便包裹基體1的整個(gè)表面)。加強(qiáng)纖維3由例如由加強(qiáng)材料組成的材料制成，例如是使用例如環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂的熱固性樹脂浸漬玻璃纖維(玻璃布等等)或碳纖維。即，加強(qiáng)纖維3與基體1 一樣地由例如FRP制成。在基體1的邊緣71處形成密封加強(qiáng)部2。在圖8和5中示出的邊緣71和在圖5 中示出的角72被共同地稱為角部。每個(gè)邊緣71是當(dāng)從內(nèi)容器50和外容器60的外側(cè)看時(shí)， 基體1的各部件之間的接合處彎曲為形成凸形的位置。每個(gè)角72是當(dāng)從內(nèi)容器50和外容器60的外側(cè)看時(shí)，基體1的各部件之間的接合處彎曲為形成凹形的位置。密封加強(qiáng)部2由與在加強(qiáng)纖維3中包括的熱固性樹脂的材料相同的樹脂材料制成。密封加強(qiáng)部2設(shè)置為在基體1的邊緣71和角72 (角部)延伸的方向(垂直于圖8的平面的方向)上延伸。即，密封加強(qiáng)部2設(shè)置為從內(nèi)容器50和外容器60的外側(cè)覆蓋延伸的邊緣71和角72。如圖9所示，加強(qiáng)纖維3設(shè)置為覆蓋內(nèi)容器50的基體1的外周。作為片狀部件的加強(qiáng)纖維3設(shè)置為緊密地接觸基體1的表面。因此，加強(qiáng)纖維3和基體1相互成為一體，由此為內(nèi)容器50和外容器60的表面提供具體地抵抗由于室溫與非常低的溫度之間的熱循環(huán)而產(chǎn)生的熱應(yīng)力的強(qiáng)度。這歸功于加強(qiáng)纖維3的加強(qiáng)材料，例如玻璃纖維材料或碳纖維。然而，加強(qiáng)纖維3可以不緊密地接觸基體1的表面，由此可以在基體1與加強(qiáng)纖維 3之間、例如在沿圖9中的垂直方向延伸的部件與沿圖9中的水平方向延伸的部件的接合處的邊緣71附近、形成間隙。這是因?yàn)楫?dāng)使用加強(qiáng)纖維3包裹基體1的表面時(shí)，加強(qiáng)纖維3 難以在邊緣71處變形以便跟隨基體1的表面形狀(大致直角交叉的形狀)。即，如圖9所示，在邊緣71附近的加強(qiáng)纖維3與基體1的邊緣71相比以相對圓的角度彎曲。因此，在加強(qiáng)纖維3的彎曲部分與基體1的邊緣71之間容易形成間隙。因?yàn)槔邕吘?1的角部是多個(gè)部件的接合處，所以如果各部件不適當(dāng)?shù)叵嗷ソ雍希瑒t可能在接合處形成間隙。當(dāng)各部件之間在接合處的結(jié)合強(qiáng)度不夠時(shí)，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生這樣的間隙。如果在邊緣71處產(chǎn)生間隙并且加強(qiáng)纖維3設(shè)置為不緊密接觸該間隙，則可能在間隙處形成從內(nèi)容器50和外容器60的內(nèi)部延伸至外部的孔。當(dāng)形成這樣的孔時(shí)，內(nèi)容器50和外容器60的內(nèi)部空間的密封性能降低。具體地說，用于冷卻被保持在內(nèi)容器50中的超導(dǎo)線圈10的冷卻劑17(參見圖2)可能泄漏到內(nèi)容器50外部。當(dāng)在外容器60的內(nèi)部與外部之間發(fā)生例如空氣的氣體的微小泄漏時(shí)，難以維持外容器60內(nèi)部的真空狀態(tài)。即，外容器60對于內(nèi)容器50的絕熱性能可能降低，并且使用冷卻劑17冷卻內(nèi)容器50內(nèi)部的效率可能減少。即使在角部形成如上所述地這樣的孔，密封加強(qiáng)部2設(shè)置為覆蓋該孔。即，密封加強(qiáng)部2通過封閉角部處的孔而改善內(nèi)容器50和外容器60的密封性能。當(dāng)孔由密封加強(qiáng)部 2封閉時(shí)，抑制了在內(nèi)容器50和外容器60的內(nèi)部與外部之間的氣體或冷卻劑的泄漏，由此能夠增加超導(dǎo)線圈10的性能。當(dāng)基體1與加強(qiáng)纖維3之間的間隙填充有由樹脂制成的密封加強(qiáng)部2時(shí)，能夠降低例如空氣的氣體保留在基體1與加強(qiáng)纖維3之間的區(qū)域中的可能性。如果空氣保留在基體1與加強(qiáng)纖維3之間從而沿著邊緣71延伸，則由于基體1的各部件之間的接合處的熱應(yīng)力可能產(chǎn)生裂縫，并且裂縫可能生長，由此增加了基體1經(jīng)受破損故障的可能性。相反，如果基體1與加強(qiáng)纖維3之間的區(qū)域填充有由樹脂材料(密封加強(qiáng)部2、，則即使在基體1的各部件之間的接合處形成裂縫，也容易由密封加強(qiáng)部2覆蓋該裂縫(裂縫的內(nèi)部填充有密封加強(qiáng)部幻，所以降低了裂縫生長并且基體1經(jīng)受破損故障的可能性。如上所述并且如圖8所示，密封加強(qiáng)部2形成在內(nèi)容器50的側(cè)表面中的開口部 53 (外容器60的側(cè)表面中的開口部63)的角部(邊緣71)。開口部53和63是作為通過連接基體1的各部件而形成容器狀框體的結(jié)果而形成的中空區(qū)域，使得基體1的各部件不設(shè)置在開口部53和63中。因此，在開口部53和63中存在基體1的各部件之間的多個(gè)接合處。因此，優(yōu)選地將密封加強(qiáng)部2設(shè)置在開口部53和63的邊緣71 (角部)處。因此，能夠可靠地抑制真空泄漏的發(fā)生以及開口部53和63中的超導(dǎo)線圈裝置的密封性能的降低。圖10是示出用于將電功率從外側(cè)供應(yīng)至超導(dǎo)線圈10并且用于從超導(dǎo)線圈10輸出電功率的端子設(shè)置為延伸經(jīng)過內(nèi)容器50的末端殼體55的區(qū)域的放大截面圖。在圖10 中，末端殼體陽的左側(cè)是內(nèi)容器50的內(nèi)部，并且末端殼體55的右側(cè)是內(nèi)容器50的外部。 因?yàn)槟┒藲んw陽是內(nèi)容器50的一部分，所以與圖8中所示的內(nèi)容器外殼體51等等一樣地， 末端殼體55也是基體1。在延伸經(jīng)過基體1的端子41的各部件中，端子元件45設(shè)置在處于內(nèi)容器50外部并且最接近基體1的區(qū)域中。端子元件45用于保持例如基體1和端子41，以及將要相互固定的基體1和端子41。如圖10所示，加強(qiáng)纖維3設(shè)置為覆蓋末端殼體55 (基體1)的表面，換句話說，加強(qiáng)纖維3設(shè)置為緊密地接觸末端殼體55 (基體1)的表面。然而，如圖10所示，經(jīng)常發(fā)生加強(qiáng)纖維3不設(shè)置為緊密地接觸角72，該角72是基體1與端子元件45相交的角部，并且在基體1與端子元件45之間形成間隙。這是因?yàn)槿缟纤?，加?qiáng)纖維3難以變形成跟隨角72 的角度，該角度大致為直角。S卩，如圖10所示，在角72附近的加強(qiáng)纖維3與在邊緣71處的基體1的形狀相比，以圓角度彎曲。因此，在加強(qiáng)纖維3的彎曲部分與基體1的角72之間容易形成間隙。優(yōu)選地將密封加強(qiáng)部2設(shè)置為使得間隙填充有密封加強(qiáng)部2。因此，與上述圖8和 9的情況一樣，在末端殼體55與端子41相交的區(qū)域中(角7 產(chǎn)生的孔覆蓋或填充有密封加強(qiáng)部2，增加了密封內(nèi)容器50內(nèi)部的性能。此外，即使在孔附近的基體1中產(chǎn)生裂縫，因?yàn)樵摿芽p填充有密封加強(qiáng)部2，所以降低了裂縫生長并且導(dǎo)致內(nèi)容器50的破損故障的可能性。如上所述并且如圖10所示，密封加強(qiáng)部2形成在內(nèi)容器50的側(cè)表面(例如末端殼體55的壁部)與延伸經(jīng)過該側(cè)表面的端子41之間的接合處的角部(角7 處。因?yàn)樵搮^(qū)域中具有基體1與端子41之間的接合處，所以優(yōu)選地將密封加強(qiáng)部2設(shè)置在接合處的角 72 (角部)處。因此，能夠更可靠地抑制真空泄漏的發(fā)生以及超導(dǎo)線圈裝置在角72處的密封性能的下降。在圖5、6和7中，端子41、管狀部件57和58、以及外管67和68設(shè)置為延伸經(jīng)過末端殼體55。然而，這些部件可以設(shè)置為延伸經(jīng)過內(nèi)容器50和外容器60的側(cè)表面(設(shè)置為延伸經(jīng)過與開口部53和63類似的中空空間，該中空空間延伸經(jīng)過內(nèi)容器50和外容器60 的側(cè)表面)。接下來，將描述制造上述超導(dǎo)線圈裝置的方法。如圖11的流程圖所示，首先執(zhí)行準(zhǔn)備超導(dǎo)線圈的步驟(SlO)。這是形成上述超導(dǎo)線圈10的步驟。超導(dǎo)線圈10的超導(dǎo)線具有帶狀形狀，并且可以是鉍(Bi)基超導(dǎo)線或薄膜超導(dǎo)線。優(yōu)選地將超導(dǎo)線成螺旋形地纏繞以形成鞍形跑道線圈。接下來，執(zhí)行準(zhǔn)備容器基體的步驟(S20)。這是形成作為內(nèi)容器50和外容器60的框體的基體1的步驟。在形成內(nèi)容器50的基體1時(shí)，優(yōu)選地將已經(jīng)在步驟(SlO)中準(zhǔn)備的超導(dǎo)線圈10保持在基體1內(nèi)部。在形成外容器60的基體1時(shí)，優(yōu)選地將外容器60形成為覆蓋內(nèi)容器50的外表面。優(yōu)選地內(nèi)容器50和外容器60的基體1由具有高強(qiáng)度和良好絕熱性能的部件、例如由FRP制成的部件形成。然而，因?yàn)閮?nèi)容器50和外容器60具有復(fù)雜的形狀，所以難以通過使用模具等等整體地形成內(nèi)容器50和外容器60。因此，優(yōu)選地通過準(zhǔn)備多個(gè)用于形成基體1的部件，然后將各部件接合在一起，來形成基體1。接下來，執(zhí)行設(shè)置纖維的步驟(S30)。具體地說，這是設(shè)置用于形成加強(qiáng)纖維3的作為纖維部件的片狀部件、使其覆蓋基體1的外周(外表面)的步驟。作為片狀部件，例如，優(yōu)選地準(zhǔn)備由加強(qiáng)材料制成的纖維部件、例如在加強(qiáng)纖維3 中包括的玻璃布或其他玻璃纖維材料或者碳纖維。這些材料作為增加樹脂強(qiáng)度的加強(qiáng)材料，使用樹脂浸漬這些材料。通過將片狀部件放置為緊密地接觸基體1的外表面，增加了所形成的加強(qiáng)纖維3的強(qiáng)度。這里，優(yōu)選地將片狀部件設(shè)置為緊密地接觸基體1的外表面，并且例如，將片狀部件設(shè)置為盡可能緊密地接觸基體的角部。接下來，如圖11所示，執(zhí)行設(shè)置在模具中的步驟(S40)。即，具體地說，將基體1設(shè)置在模具中的步驟，所述模具用于利用樹脂浸漬已經(jīng)在步驟(S30)中被設(shè)置在基體1上的片狀部件的內(nèi)部。然后，執(zhí)行利用樹脂浸漬片狀部件的步驟(S50)。這里，將例如環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂的熱固性樹脂傾倒到模具中。因此，使用熱固性樹脂浸漬片狀部件(纖維部件) 的內(nèi)部，其中片狀部件覆蓋被放置在模具中的基體1的外周。如果例如在基體1與片狀部件之間形成間隙，則基體1與片狀部件之間的間隙填充有樹脂。在該狀態(tài)下，執(zhí)行固化的步驟(S60)。這里，具體地說，優(yōu)選地將基體1在模具中在50°C至200°C范圍內(nèi)的溫度加熱2至48小時(shí)范圍內(nèi)的時(shí)間。因此，已經(jīng)使用樹脂浸漬的片狀部件被熱固化以形成由FRP材料制成的加強(qiáng)纖維3，并且加強(qiáng)纖維3設(shè)置為與基體1 成為整體，由此形成超導(dǎo)線圈裝置的容器。因此，進(jìn)一步增加了內(nèi)容器50和外容器60的強(qiáng)度和絕熱性能。此時(shí)，在步驟(S60)中的加熱過程中將樹脂材料形成為密封加強(qiáng)部2，其中的樹脂材料已經(jīng)在步驟(S50)中被設(shè)置為使用所述樹脂材料填充基體1與片狀部件之間的間隙， 并且使用其中的密封加強(qiáng)部2填充基體1與片狀部件(加強(qiáng)纖維3)之間的空間，如圖9和 10所示。在制造上述根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)線圈裝置的方法中，當(dāng)在形成內(nèi)容器50和外容器 60的基體1外部形成加強(qiáng)纖維3時(shí)，首先設(shè)置由在加強(qiáng)纖維3中包括的纖維部件構(gòu)成的片狀部件，然后供應(yīng)在加強(qiáng)纖維3中包括的樹脂材料。因此，即使在將片狀部件設(shè)置在基體上時(shí)在基體與片狀部件之間形成間隙，也能夠使用稍后供應(yīng)的樹脂材料填充基體與片狀部件之間的間隙。因此，在最終被熱固化之后，使用由固化的樹脂構(gòu)成的密封加強(qiáng)部2填充加強(qiáng)纖維3與基體1之間的間隙。即，即使在作為基體1的各部件之間的接合處的角部或作為基體1與端子41之間的接合處的角部中形成間隙，也能夠使用由在已經(jīng)提供片狀部件之后供應(yīng)的樹脂(用于浸漬)所形成的密封加強(qiáng)部2填充該間隙，由此能夠改善將要形成的超導(dǎo)線圈裝置的容器的密封性能。在形成加強(qiáng)纖維3時(shí)，如果例如在將包括加強(qiáng)纖維3的纖維材料和樹脂材料的片狀部件設(shè)置在基體1的表面上之后執(zhí)行熱固化，則在基體1與片狀部件之間形成的間隙保持原樣。因?yàn)樵谄瑺畈考邪ǖ臉渲牧喜豢赡軡B出以填充基體1與片狀部件之間的間隙，所以在基體1與片狀部件之間的接觸不充分的區(qū)域中形成間隙。因此，如果間隙形成在基體1的角部并且如果各部件之間的接合在間隙處不充分，則很可能由于該間隙而降低容器的密封性能或者可能發(fā)生容器的破損故障。應(yīng)該理解這里描述的實(shí)施方式在各方面是示例性的，而不限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不在上述實(shí)施方式中表示，而是在權(quán)利要求中表示，并且意圖包括在權(quán)利要求的范圍及其等同形式內(nèi)的所有改進(jìn)形式。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明作為用于改善保持超導(dǎo)裝置的超導(dǎo)線圈的容器的密封性能的技術(shù)是極好的。附圖標(biāo)記列表1 基體2密封加強(qiáng)部3加強(qiáng)纖維10超導(dǎo)線圈13轉(zhuǎn)子鐵芯16轉(zhuǎn)子軸17冷卻劑18輸出軸20 定子21 間隙23定子鐵芯30 轉(zhuǎn)子35 軸承41 端子43殼體固定端子45端子元件47導(dǎo)線固定端子50內(nèi)容器51內(nèi)容器外殼體52內(nèi)容器內(nèi)殼體53、63 開口部54、64開口部側(cè)表面55、56、65、66 末端殼體
57、58管狀部件60外容器61外容器外殼體62外容器內(nèi)殼體67、68 外管71 邊緣72 角100超導(dǎo)馬達(dá)引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本未審專利申請公開第2007-35835號
1權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)線圈裝置，包括 超導(dǎo)線圈和容器，所述容器將所述超導(dǎo)線圈保持在其中， 其中，所述容器由纖維加強(qiáng)塑料(FRP)制成，并且其中，在所述容器的角部形成有密封加強(qiáng)部，所述密封加強(qiáng)部沿著所述角部延伸并且由樹脂制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線圈裝置，其中，在位于所述容器的所述角部處的所述密封加強(qiáng)部的外側(cè)還設(shè)置有加強(qiáng)纖維層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)線圈裝置，其中，在所述容器的側(cè)表面中形成有開口部，并且其中，所述密封加強(qiáng)部設(shè)置在所述開口部的角部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)所述的超導(dǎo)線圈裝置，進(jìn)一步包括所述容器和設(shè)置為延伸經(jīng)過所述容器的壁部的端子，其中，所述密封加強(qiáng)部設(shè)置在位于所述容器的壁部與所述端子之間的接合處的角部。
5.一種超導(dǎo)裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線圈裝置。
6.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線圈裝置的方法，包括 制備所述超導(dǎo)線圈的步驟；制備所述容器的基體的步驟，所述容器將所述超導(dǎo)線圈保持在其中； 將纖維部件設(shè)置為覆蓋所述基體的外周的步驟；利用樹脂來浸漬設(shè)置在所述基體的外周周圍的所述纖維部件的步驟；以及通過使所述纖維部件固化而形成所述容器的步驟。
全文摘要
披露了一種超導(dǎo)線圈裝置和使用所述超導(dǎo)線圈裝置的超導(dǎo)裝置，其中，所述超導(dǎo)線圈裝置設(shè)置有超導(dǎo)線圈(10)，將超導(dǎo)線圈(10)保持在其中的內(nèi)容器(50)以及外容器(60)，其中，內(nèi)容器(50)和外容器(60)由FRP制成。在內(nèi)容器(50)和外容器(60)的角部(71)，由樹脂制成的密封加強(qiáng)部(2)形成為沿著角部(71)延伸。開口部(53)和(63)形成在內(nèi)容器(50)和外容器(60)的側(cè)表面中。密封加強(qiáng)部(2)設(shè)置在開口部(53)和(63)的角部(71)，由此能夠改善容器的密封性能。
文檔編號H02K55/00GK102422514SQ20108002018
公開日2012年4月18日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者尾山仁, 新里剛 申請人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社