CN102577056B - 超导旋转电机的冷媒给排装置和具备该冷媒给排装置的超导旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超导旋转电机的冷媒给排装置和具备该冷媒给排装置的超导旋转电机，其包含互不接触的静止侧部件和旋转侧部件，从而防止因静止侧部件与旋转侧部件的接触引起的装置维护成本的增加或冷却气体温度的上升。为了抵制经圆筒体20与第二双管部件14的内管14b之间的圆筒状空间流出的氦气，在圆筒体20的外周面部分形成沿轴向规则或不规则间隔的环状槽或凹部，或者沿轴向连续或不连续延伸的螺旋槽或凹部，结果，能够控制来自圆筒状空间的氦气泄漏量。

Description

超导旋转电机的冷媒给排装置和具备该冷媒给排装置的超导旋转电机

技术领域

本发明涉及超导旋转电机的冷媒给排装置和具备该冷媒给排装置的超导旋转电机，其中冷媒给排装置设置在超导旋转电机与制冷机之间，用于向超导旋转电机供应冷媒，以将超导旋转电机的超导线圈冷却至保持超导状态的温度，以及使冷媒从超导旋转电机返回至制冷机。

背景技术

常规地，已经公开了一种用于将超导旋转电机的超导线圈冷却至保持超导状态的温度的冷媒给排装置。该装置包括设置在超导旋转电机的转子与供应例如氦气等极低温冷媒的供应源之间的、用于将冷媒供应至超导旋转电机的接头(例如，参照专利文献1)。

该接头包括在转子内围绕转子的纵向轴线布置的入口冷却管和出口冷却管。入口冷却管具有流体连接至极低温冷媒供应源、用于接收来自供应源的冷却气体的入口。出口冷却管具有用于使冷却气体从转子返回至供应源的流体连接的出口。入口和出口通过固定的密封相互分隔，以防止否则将流向返回气体的低压区的、入口冷却气体的泄漏，并且避免从供应源供应的冷却能力的浪费。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4064721号公报(图9)

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1中公开的冷媒给排装置包括用于防止入口冷却气体的泄漏的、固定于静止侧部件的静止侧密封和固定于旋转侧部件的旋转侧密封。在转子旋转过程中，此种结构可引起静止侧密封与旋转侧密封之间的摩擦接触，从而使密封的耐久性恶化，并且增加了装置的维护成本。

而且，由静止侧密封与旋转侧密封的摩擦接触引起的热可使冷却气体的温度上升。

因此，本发明要解决上述问题，并且本发明的目的在于使入口冷却气体的泄漏量最小化，并且防止静止侧部件与旋转侧部件之间的接触，从而提供能够防止由静止侧部件与旋转侧部件之间的接触引起的的装置维护成本的增加和冷却气体的温度上升的超导旋转电机的冷媒给排装置和具备该冷媒给排装置的超导旋转电机。

解决问题的手段

为了冷却超导旋转电机的超导线圈和保持冷却的超导线圈的超导状态，将冷媒从制冷机供应至超导旋转电机并且使冷媒从超导旋转电机返回至制冷机的冷媒给排装置包括以非旋转状态支撑的固定管和随超导旋转电机的旋转而旋转的旋转管。固定管布置在旋转管的内侧或外侧，通过连接固定管的内部与旋转管的内部而形成冷媒通道，并且在固定管与旋转管之间形成沿周向连续延伸的环状间隙。与旋转管相对的固定管的外周面部分或者与固定管相对的旋转管的外周面部分具有沿周向分布的凹部。

而且，为了冷却超导旋转电机的超导线圈和保持冷却的超导线圈的超导状态，将冷媒从制冷机供应至超导旋转电机并且使冷媒从超导旋转电机返回至制冷机的冷媒给排装置包括以非旋转状态支撑的固定管和随超导旋转电机的旋转而旋转的旋转管。固定管布置在旋转管的内侧，通过连接固定管的内部与旋转管的内部而形成冷媒通道，并且在固定管与旋转管之间形成沿周向连续延伸的环状间隙。固定管的末端具有渐缩部和渐缩管(reducer)，渐缩管具有中央缩径部和位于中央缩径部两侧的渐缩部和渐扩部，渐缩管与固定管的末端邻近布置且部分重叠，从而形成连接固定管的内部与外部的开口。

此外，为了冷却超导旋转电机的超导线圈和保持冷却的超导线圈的超导状态，将冷媒从制冷机供应至超导旋转电机并且使冷媒从超导旋转电机返回至制冷机的冷媒给排装置包括以非旋转状态支撑的固定管和随超导旋转电机的旋转而旋转的旋转管。固定管布置在旋转管的内侧，通过连接固定管的内部与旋转管的内部而形成冷媒通道，并且在固定管与旋转管之间形成沿周向连续延伸的环状间隙。固定管的末端具有渐缩喷管(reducer nozzle)，该渐缩喷管具有向下游侧渐缩的渐缩部，设置在渐缩部的下游侧并且向下游侧渐扩的渐扩部，位于渐缩部与渐扩部之间的缩径部，以及形成于缩径部以便流体连接固定管的内部与外部的开口。

另外，为了冷却超导旋转电机的超导线圈和保持冷却的超导线圈的超导状态，将冷媒从制冷机供应至超导旋转电机并且使冷媒从超导旋转电机返回至制冷机的冷媒给排装置包括以非旋转状态支撑的固定管和随超导旋转电机的旋转而旋转的旋转管。固定管布置在旋转管的内侧或外侧，通过连接固定管的内部与旋转管的内部而形成冷媒通道。当假设固定管和旋转管中布置于内侧的一个为内侧管，而固定管和旋转管中布置于内侧管的外侧的另一个为外侧管，内侧管插入外侧管的部分的长度为L并且内侧管的内径为D时，L和D具有L≥5D的关系，并且内侧管与外侧管之间的环状间隙为内侧管内径的1/100至2/100。

发明的效果

根据本发明，入口冷却气体的泄漏量被最小化。而且，因为在静止侧部件与旋转侧部件之间不发生接触，所以消除了由于静止侧部件与旋转侧部件之间的接触引起的装置维护成本的增加或冷却气体温度的上升。

附图说明

图1是示出超导电动机的整个系统的示意图。

图2是示出根据本发明的实施例的冷媒给排装置的详细结构的纵向截面图。

图3是示出圆筒体插入冷媒供应管的实施例的纵向截面图。

图4是冷媒给排装置的实施例的纵向截面图，其中冷媒供应管的末端渐缩，并且两端渐缩渐扩部件布置于供应管末端的前方。

图5是冷媒给排装置的实施例的纵向截面图，该装置包括冷媒供应管的缩径部和在缩径部中形成的开孔。

图6是示出具有两种不同槽的圆筒体的侧视图。

图7是示出不使用圆筒体控制氦气的泄漏量的冷媒给排装置的另一实施例的图。

图8是示出冷媒供应管与第二双管部件的内管之间的间隙为0.1至0.2毫米时，泄漏量与该间隙之间的关系的图。

附图标记说明

1  旋转部

2  固定部

10 电动机轴

11 连接器

12 圆筒状旋转轴

13 第一双管部件

14 第二双管部件

20 圆筒体

21 冷媒供应管

22 外管

23 双管部件

24 壳体

25 轴承

26 磁流体密封机构

27 排气室

28 磁流体密封机构

T  冷媒给排装置

具体实施方式

以下，将参照附图说明根据本发明的超导旋转电机的冷媒给排装置。在以下说明中，用语“近端”、“远端”和包括这些用语的其他用语的使用是为了更好地理解本发明，而不应由这些用语限定本发明的技术范围。

而且，在本说明书中，邻近制冷机的位置被称为“近端”或“近端侧”，而邻近超导电动机的位置被称为“远端”或“远端侧”。

图1是示出超导电动机的总体结构的示意图，图2是示出根据本发明的实施例的冷媒给排装置的详细结构的纵向截面图。

1.冷媒给排装置的结构

如图1中所示，根据本发明的实施例的冷媒给排装置T设置在超导电动机的转子轴与制冷机之间，该冷媒给排装置T将由制冷机冷却至特定温度的极低温冷媒通过冷媒供应管供应至转子铁芯，由该冷媒冷却整个转子铁芯，而且通过传导冷却将超导线圈冷却至大约30K，之后将热交换后的冷媒通过冷媒排气管返回至制冷机。在本实施例中，氦气被用作冷媒，并且必要时在以下说明中使用氦气取代“冷媒”。

接下来，将对根据本实施例的冷媒给排装置T的详细结构进行说明。如图2中所示，不同于图1，右侧示出邻近超导电动机的部分，而左侧示出邻近制冷机的部分，冷媒给排装置T包括旋转部1和固定部2。

旋转部1包含在纵轴上连续设置的电动机轴10、连接器11和旋转轴12。旋转轴12内设置有第一双管部件13和第二双管部件14。

电动机轴10由沿纵轴向超导电动机延伸的基本圆筒状的管构成。电动机轴10具有中央腔体，其中设置有冷媒供应管和沿冷媒供应管延伸的冷媒排气管(图中示出一部分)。冷媒供应管和冷媒排气管流体连接至超导电动机的转子铁芯(图2中未示出)。冷媒排气管在其近端支撑固定至板100的环状排气集管(header)101，排气集管101通过软管211流体连接至后述的排气通道，使得从超导电动机返回的热交换后的氦气收集在排气集管101中，然后通过软管211排入排气通道。

连接器11包含连接小径凸缘与大径凸缘的远端圆筒部11a和连接外向凸缘与内向凸缘的近端圆筒部11b。远端圆筒部11a的大径凸缘与近端圆筒部11b的外向凸缘具有相同的外径。近端圆筒部11b的内向凸缘的径向延伸的远端面形成台阶部111。

如图2中所示，远端圆筒部11a的小径凸缘与电动机轴10的近端通过螺栓等固定装置牢固地连接。远端圆筒部11a的大径凸缘与近端圆筒部11b的外向凸缘通过螺栓等固定装置牢固地连接。圆筒状旋转轴12从连接器11的内部向制冷机延伸。

圆筒状旋转轴12包含凸缘12a，其具有由径向向外延伸的近端面形成的台阶部121。通过台阶部111与121相互嵌合，旋转轴12牢固地连接至连接器11，并且由固定部2的轴承25支撑旋转。

在旋转轴12的内侧设置有由同轴布置的外管13a和内管13b构成的第一双管部件13，和由同轴布置的外管14a和内管14b构成的第二双管部件14，从而在第一双管部件13与第二双管部件14之间形成环状空间。

如图中所示，在旋转轴12的内周面12b与第一双管部件13的外管13a之间形成的环状空间由闭塞部件120封闭。在第一双管部件13中形成的通道的近端侧由闭塞部件130封闭，而远端侧向腔室110开放。

在第一双管部件13的内管13b与第二双管部件14的外管14a之间形成的圆筒状空间在近端侧开放而在远端侧由环状闭塞部件131封闭。软管211穿过闭塞部件131连接至圆筒状空间，使得圆筒状空间形成通过软管211连接至环状排气集管101的氦气返回通道F2。

第二双管部件14在近端侧由环状闭塞部件140封闭。在远端侧，内管14b封闭，并且外管14a形成与腔室110流通的开口。此外，内管14b的内部连接至软管210。这使得第二双管部件14的内管14b的内部形成连接至氦气供应源的氦气供应通道F1。

如图中所示，旋转轴12和第一双管部件13具有流体连接至未示出的真空排气装置的排气口270，从而形成在旋转轴12的内周面12b与第一双管部件13的外周面之间，以及在第一双管部件13的外管13a与内管13b之间形成的环状真空绝热层。这使得在与排气口270流体连接的腔室110中，以及与腔室110流体连接的、第二双管部件14的外管14a与内管14b之间的环状空间中产生真空。

接着，将对固定部2进行说明。如图2中所示，固定部2相对于旋转部1保持静止，并且包含与旋转部1同轴设置的圆筒体20、冷媒供应管21、外管22、双管部件23、壳体24、轴承25、磁流体密封机构26、排气室27、和设置在排气室27内的磁流体密封机构28。

圆筒体20具有比第二双管部件14的内径稍小的外径。例如，圆筒体20被设计成当圆筒体20插入第二双管部件14内并与其重叠时，在圆筒体20与第二双管部件14的内管14b之间形成厚度约为0.1毫米的环状间隙。圆筒体20的外表面具有在轴向上按规则间隔布置的多个环状槽200。多个环状槽200可在轴向上按不规则间隔布置。

优选地，圆筒体20由例如Dyneema(注册商标)或Spectra(Honeywell公司制造)的超高分子量聚乙烯纤维构成。这些纤维各自具有高机械强度和导热性，并且通过在制造过程中调整纤维缠绕的角度，能够具有负的线膨胀系数。这确保圆筒体20由于氦气的冷却作用而在径向膨胀，因而即使在如图3中所示圆筒体20插入第二双管部件14的内管14b中的情况下，也可防止圆筒体20从内管14b中脱落。

尽管在本实施例中，圆筒体20设置在固定部2的冷媒供应管21的远端侧，然而不限于此，并且替换性地，圆筒体20可设置在第二双管部件14的近端侧。替换性地，圆筒体20可设置在旋转部1的第一双管部件的近端侧或固定部2的第二双管部件的远端侧。

冷媒供应管21流体连接至圆筒体20，从而形成从未示出的氦气供应源到超导电动机的氦气供应通道。

外管22设置在冷媒供应管21的外侧，从而在二者之间留有环状空间，该外管22的远端侧由环状部件220密封。由外管23a和内管23b构成的双管部件23设置在外管22的外侧，从而在二者之间留有环状空间，该双管部件23的远端侧由环状部件230密封。

如图中所示，双管部件23设置在第一双管部件13的外侧并与第一双管部件13重叠。尽管未详细说明，然而冷媒供应管21的外周面与外管22的内周面之间的环状空间，以及双管部件23的外管23a与内管23b之间的环状空间形成真空绝热层。

壳体24固定至双管部件23的外管23a，并且内装由两个轴承25支撑以相对于壳体24旋转的旋转轴12，和密封旋转轴12与壳体24之间的环状间隙的磁流体密封机构26。此外，与未示出的真空排气装置连通的排气室27包含密封旋转轴12周围的排气口270的磁流体密封机构28。同时，旋转部1的旋转轴12的圆周速度被适当设计成使得磁流体中的油不会因磁流体的内部粘性导致的发热而散逸。

2.冷媒给排装置的操作

接着，将参照图2说明本实施例的冷媒给排装置T的操作。

如图2中所示，由未示出的制冷机冷却至预定的极低温度的氦气，从图2的左侧经冷媒供应管21、圆筒体20、供应通道F1和软管210，流入电动机轴10内部。

然后，氦气被送入设置在图2的右侧的未示出的超导电动机中，从而冷却设置在超导电动机中的整个转子铁芯，随后通过传导冷却将保持在转子铁芯上的超导线圈冷却至大约30K的温度，以保持超导线圈的超导状态。

在将超导线圈冷却至预定温度的热交换后的氦气被送回至电动机轴10，并收集在排气集管101中。然后，收集的氦气经过软管211、返回通道F2、和在外管22的外周面与双管部件23的内管23b之间形成的环状空间被送往制冷机。

根据本实施例的冷媒给排装置T，在旋转部1的第二双管部件14的旋转过程中，通过圆筒体20的布置，使从圆筒体20与第二双管部件14的内管14b之间的环状间隙泄漏的氦气量受到限制。

而且，本实施例的冷媒给排装置T避免了常规结构中由旋转侧密封部件与固定侧密封部件之间的接触引起的装置维护成本的增加和冷却气体温度的上升。

此外，根据本实施例的冷媒给排装置T，旋转部1和固定部2在轴向上部分重叠，从而能够提供更加简单和紧凑的冷媒给排装置。

3.圆筒体的变型

圆筒体20可由例如Dyneema(注册商标)或Spectra(Honeywell公司制造)以外的聚乙烯纤维增强塑料构成。替代性地，圆筒体20可由包含有机填充材料的聚四氟乙烯构成。在这种情况下，在圆筒体20中不会发生低温脆化断裂。而且，即使第二双管部件14的内管14b被加工成负尺寸公差，圆筒体20也与内管14b很好地配合。此外，圆筒体20的外表面与内管14的内表面之间的接触不会对超导线圈的冷却造成不利影响。

而且，圆筒体20上的环状槽200可部分填充聚四氟乙烯，使得剩余的槽以不规则间隔排列。

此外，槽200可由在轴向上连续或不连续延伸的螺旋槽形成。螺旋槽可设计成使得槽中的气体通过第二双管部件14的旋转而被推出并进入供应通道F1。

只要能够获得上述优势，圆筒体20的外表面上的槽可具有宽度长于高度的矩形截面。槽可不均匀地分布在圆筒体20的外周面上。可对槽做出各种更改。例如，槽可相对于纵轴倾斜地形成。

而且，如图6中所示，圆筒体20可在近端侧区域形成规则间隔的环状槽200，且在远端侧区域形成将槽中滞留的气体推回至未示出的供应通道的螺旋槽201。

尽管为了控制经过圆筒体20的外周面与第二双管部件14的内管14b之间的环状间隙泄漏的氦气量，在圆筒体20的外周面上形成规则或不规则间隔的环状槽或凹部，或者连续或不连续的螺旋槽或凹部，然而本发明不限于这些实施例。例如，可在与圆筒体20相对的第二双管部件14的内管14b上形成凹部。替代性地，可在与旋转部1的第一双管部件13相对的固定部2的双管部件23的外周面上，或者在与双管部件23相对的双管部件13的外周面上形成凹部。

4.不具有圆筒体的冷媒给排装置的实施例

尽管前述实施例中说明的各冷媒给排装置T包含圆筒体20，然而可不使用圆筒体20实现本发明的目的。将参照图4、5和7说明其具体实施例。

如图4中所示，固定部2的冷媒供应管21可被设计成具有比旋转部1的第二双管部件14的内径稍小的外径，和位于远端侧的渐缩部。冷媒供应管21的渐缩部211插入第二双管部件14的内管14b中。设置有包含中央缩径部215b和离开中央缩径部215b渐扩的部分215a、215c的渐缩管215。渐缩管215固定至第二双管部件14的内管14b，使得其一个渐扩部与渐缩部211的末端部分地重叠。

通过此布置，从冷媒供应管21的渐缩部211高速喷出氦气He1，从而在渐缩部211与渐缩管215之间的通道fp中产生低压区。这导致双管部件14的内管14b与渐缩管215之间的氦气被吸入通道fp内，然后通道fp中的氦气He2由氦气He1伴随。结果，经过环状间隙泄漏的氦气被运送至电动机，从而使氦气的泄漏量最小化。优选地，冷媒供应管21的渐缩部211的内径与渐缩管215的缩径部215b的内径相同。由发明者进行的实验显示，当渐缩部211的内径和缩径部215b的内径减少至冷媒供应管21的内径的40％，并且渐缩部211的外表面与渐扩部215a的内表面之间的间隙被设定为缩径部215b的内径的10％时，泄漏量减少至小于大约10％。

如图5中所示，冷媒供应管21可形成有渐缩喷管部和在周向上间隔开的多个开孔21a，其中渐缩喷管部具有向下游侧渐缩的第一部分和向下游侧渐扩并且位于第一部分的下游侧的第二部分。由开孔的孔径和数量确定的开孔的总面积被设定为冷媒供应管21的外周面与第二双管部件14的内管14b的内周面之间的环状间隙的面积的20-40％。

根据该布置，从渐缩部高速喷出的氦气He1在缩径部周围的空间内产生真空，从而引起氦气He2的循环流，其中氦气经过冷媒供应管21的外周面与第二双管部件14的内管14b的内周面之间的环状间隙，和缩径部周围的空间被吸入开孔21a。结果，与图4中所示的冷媒给排装置T相似，氦气被确实地供应至电动机，从而使氦气的泄漏量最小化。

如图7中所示，通过将冷媒供应管21插入第二双管部件14的内管14b中，并且调整冷媒供应管21的外周面与第二双管部件14的内管14b的内周面之间的间隙d，能够将氦气的泄漏量减少至大约10％。具体地，将冷媒供应管21的插入长度L和直径D设定成L等于或大于5D(L≥5D)，同时间隙d为冷媒供应管21的内径的1/100至1/200。优选地，间隙d为冷媒供应管21的内径的1/200。图8是示出第二双管部件14的内管14b的内径为20毫米时间隙d与泄漏量之间的关系的实验结果。该结果清楚地示出当间隙d为0.2毫米时，泄漏量减少至大约10％。而且实验示出，根据本实施例，当固定部2的冷媒供应管21布置在旋转部1的第二双管部件14的外围时，获得了相同结果。

上述实施例仅为示例，并不限制本发明。本发明旨在不仅涵盖权利要求所限定的主体，而且涵盖其等价物。

Claims (11)

1.一种冷媒给排装置，设置在超导旋转电机与制冷机之间，为了冷却所述超导旋转电机的超导线圈和保持冷却的超导线圈的超导状态，将气体冷媒从所述制冷机供应至所述超导旋转电机，并且将所述气体冷媒从所述超导旋转电机返回至所述制冷机，其包括：

相对于所述制冷机以非旋转状态支撑的第一固定管(20、21)；和

随所述超导旋转电机的旋转而旋转的第二旋转管(14)；

其中，所述第一固定管(20、21)的所述超导旋转电机侧的端部布置在所述第二旋转管(14)的所述制冷机侧的端部的内侧或外侧，形成将所述第一固定管(20、21)的内部空间与所述第二旋转管(14)的内部空间连通的、用于将所述气体冷媒从所述制冷机送往所述超导旋转电机的内侧冷媒通道(F1)，

所述冷媒给排装置还具备布置在所述第一固定管(20、21)和所述第二旋转管(14)的外侧的第三管(13)，

所述第三管(13)在所述第一固定管(20、21)和所述第二旋转管(14)的外侧形成有用于将所述气体冷媒从所述超导旋转电机送往所述制冷机的外侧冷媒通道(F2)，

在所述第一固定管(20、21)与所述第二旋转管(14)之间形成将所述内侧冷媒通道(F1)与所述外侧冷媒通道(F2)连通的沿周向连续延伸的环状间隙，

其中，在所述第一固定管(20、21)和所述第二旋转管(14)中的配置在内侧的管的外周面、与所述第一固定管(20、21)和所述第二旋转管(14)中的配置在外侧的管相对的部分，具有沿周向分布的凹部(200)，

所述第二旋转管(14)是由内管(14b)和外管(14a)构成的双管部件，在该内管(14b)与外管(14a)之间形成有环状空间，所述第二旋转管(14)的环状空间的位于所述制冷机一侧的端部被封闭，所述第二旋转管(14)的环状空间的位于所述超导旋转电机一侧的端部与形成于所述超导旋转电机的腔室(110)连接，

所述第三管(13)是由内管(13b)和外管(13a)构成的双管部件，在该内管(13b)与外管(13a)之间形成有环状空间，所述第三管(13)的环状空间的位于所述制冷机一侧的端部被封闭，所述第三管(13)的环状空间的位于所述超导旋转电机一侧的端部与形成于所述超导旋转电机的腔室(110)连接，

所述第三管(13)的外管(13a)具有真空排气口(270)，

所述第三管(13)的真空排气口(270)与真空排气装置连接，所述第二旋转管(14)的环状空间和所述第三管(13)的环状空间作为真空绝热层发挥作用。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述凹部是沿轴向规则间隔或不规则间隔的环状槽。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述凹部是沿轴向连续延伸或不连续延伸的螺旋槽。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述螺旋槽被设计成通过所述第二旋转管的旋转，将所述螺旋槽中滞留的所述气体冷媒推回至所述第二旋转管的内部。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述凹部具有环状槽和在轴向上布置于所述环状槽的一侧的螺旋槽。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述凹部具有矩形横截面。

7.根据权利要求1所述的装置，其中与所述第二旋转管相对的所述第一固定管的外周面部分或者与所述第一固定管相对的所述第二旋转管的外周面部分中的至少一部分由具有负的线膨胀系数的超高分子量聚乙烯纤维增强复合材料构成。

8.根据权利要求1所述的冷媒给排装置，其中，假设所述第一固定管和第二旋转管中布置在内侧的一个为内侧管，而所述第一固定管和第二旋转管中布置在所述内侧管的外侧的另一个为外侧管，所述内侧管插入所述外侧管的部分的长度为L并且所述内侧管的内径为D，则L和D具有L≥5D的关系，并且所述内侧管与外侧管之间的环状间隙为所述内侧管的内径的1/100至2/100。

9.一种冷媒给排装置，为了冷却超导旋转电机的超导线圈和保持冷却的超导线圈的超导状态，将冷媒从制冷机供应至所述超导旋转电机，并且将冷媒从所述超导旋转电机返回至所述制冷机，其包括：

以非旋转状态支撑的第一固定管；和

随所述超导旋转电机的旋转而旋转的第二旋转管；

其中，所述第一固定管布置在所述第二旋转管的内侧，通过连接所述第一固定管的内部与所述第二旋转管的内部而形成冷媒通道，并且在所述第一固定管与所述第二旋转管之间形成沿周向连续延伸的环状间隙，

其中，所述第一固定管的末端具有渐缩部和渐缩管，所述渐缩管具有中央缩径部和位于所述中央缩径部两侧的渐扩部，所述渐缩管与所述第一固定管的末端重叠，从而形成连接所述第一固定管的内部与外部的开口。

10.一种冷媒给排装置，为了冷却超导旋转电机的超导线圈和保持冷却的超导线圈的超导状态，将冷媒从制冷机供应至所述超导旋转电机，并且将冷媒从所述超导旋转电机返回至所述制冷机，其包括：

以非旋转状态支撑的第一固定管；和

随所述超导旋转电机的旋转而旋转的第二旋转管；

其中，所述第一固定管布置在所述第二旋转管的内侧，通过连接所述第一固定管的内部与所述第二旋转管的内部而形成冷媒通道，并且在所述第一固定管与所述第二旋转管之间形成沿周向连续延伸的环状间隙，

其中，所述第一固定管的末端具有渐缩喷管，所述渐缩喷管具有向下游侧渐缩的渐缩部，设置在所述渐缩部的下游侧并且向下游侧渐扩的渐扩部，位于所述渐缩部与渐扩部之间的缩径部，以及形成于所述缩径部以便流体连接所述第一固定管的内部与外部的开口。

11.一种超导旋转电机，其包含根据权利要求1所述的冷媒给排装置。