JP2020198777A - Rotary machine housing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転機用筐体に関する。 The present invention relates to a rotating machine housing.
近年、地球温暖化防止の観点からCO2排出の削減が広く求められるようになっている。例えば航空機についても例外ではなくCO2排出を削減する必要が生じている。 In recent years, there has been a widespread demand for reduction of CO 2 emissions from the viewpoint of preventing global warming. For example, aircraft are no exception, and there is a need to reduce CO 2 emissions.
航空機においてCO2排出の源はジェットエンジンであり、このジェットエンジンをモーターに置き換えることでCO2排出を削減することが検討されている。例えばH2を燃料として発電機を回し、この発電機からの電力を用いてモーターを回転させる構成とすれば、CO2排出フリーとできる。 The source of CO 2 emissions in aircraft is a jet engine, and it is being considered to reduce CO 2 emissions by replacing this jet engine with a motor. For example, if a generator is rotated by using H 2 as fuel and a motor is rotated by using the electric power from the generator, CO 2 emission can be made free.
航空機には飛行速度と航続距離とが求められることから、航空機に搭載される発電機やモーターには、軽量で高出力のもの(単位質量当たりの出力が高いもの)が求められる。このため、発電機やモーターといった回転機としては、超電導回転機(超電導発電機や超電導モーター)が用いられる。 Since aircraft are required to have flight speed and cruising range, generators and motors mounted on aircraft are required to be lightweight and have high output (high output per unit mass). Therefore, as a rotating machine such as a generator or a motor, a superconducting rotating machine (superconducting generator or superconducting motor) is used.
超電導回転機は、超電導を利用することで巻線等の抵抗が下がり、電流を大きくしても発熱の問題が生じ難くなる。このため、大電流を利用し易くなり、単位質量当たりの出力を高められる。 In a superconducting rotary machine, the resistance of windings and the like is lowered by using superconductivity, and the problem of heat generation is less likely to occur even if the current is increased. Therefore, it becomes easy to use a large current, and the output per unit mass can be increased.
超電導回転機で超電導特性を得るには、例えば液体窒素温度程度まで冷却を図る必要がある。断熱性の観点から、超電導回転機は、例えば回転機用筐体内に設置され、周囲を真空室で取り囲む(例えば特開2009−124886号公報参照)。このように超電導回転機を真空室で取り囲むことで上記真空室を断熱層として利用し、外部からの熱伝達を抑止している。 In order to obtain superconducting characteristics with a superconducting rotating machine, it is necessary to cool it to, for example, about the temperature of liquid nitrogen. From the viewpoint of heat insulation, the superconducting rotating machine is installed in, for example, a rotating machine housing and surrounded by a vacuum chamber (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-124886). By surrounding the superconducting rotating machine with a vacuum chamber in this way, the vacuum chamber is used as a heat insulating layer, and heat transfer from the outside is suppressed.
ところで、超電導回転機は固定されている以上、必ず真空室を構成する回転機用筐体との接続点が存在する。また、回転機用筐体には必ず外気と接する部分があるため、必然的に外気から上記接続点を介して超電導回転機に至る固体(例えば壁)で連結された熱伝達経路が存在する。このため、特に上記接続点と超電導回転機との熱伝達経路の距離が長くなるように真空室を構成するか、固体で温度差のある部材同士を極力接続しないことが求められる。しかし、熱伝達経路を長くすると、一般に真空室の厚みが増し、また真空室が大きくなり、回転機用筐体を重くすることにつながる。 By the way, as long as the superconducting rotating machine is fixed, there is always a connection point with the rotating machine housing constituting the vacuum chamber. Further, since the rotating machine housing always has a portion in contact with the outside air, there is inevitably a heat transfer path connected by a solid (for example, a wall) from the outside air to the superconducting rotating machine via the connection point. For this reason, it is particularly required to configure the vacuum chamber so that the distance between the connection point and the heat transfer path between the superconducting rotor is long, or to avoid connecting solid members having different temperatures as much as possible. However, if the heat transfer path is lengthened, the thickness of the vacuum chamber is generally increased, and the vacuum chamber is enlarged, which leads to a heavy rotating machine housing.
しかし、航空機への搭載を考える場合、回転機用筐体が大きく重たいと、飛行速度や航続距離への影響が大きい。このため、熱伝達経路の距離を長くとるために真空室を大きくすることが難しい。 However, when considering mounting on an aircraft, if the rotating machine housing is large and heavy, it has a large effect on flight speed and cruising range. Therefore, it is difficult to increase the size of the vacuum chamber in order to increase the distance of the heat transfer path.
また、メインテナンスのため格納される回転機に容易にアクセスできるよう回転機用筐体は開閉可能である必要がある。開閉する都度、真空引きすることは現実的ではないため、開閉部分で真空室を分断する必要がある。そうすると開閉部分に熱伝達経路が存在するようになり、さらに断熱性が阻害される。 In addition, the rotating machine housing needs to be openable and closable so that the rotating machine stored for maintenance can be easily accessed. Since it is not realistic to evacuate each time it opens and closes, it is necessary to divide the vacuum chamber at the opening and closing part. Then, a heat transfer path exists in the opening / closing portion, and the heat insulating property is further hindered.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、軽量で断熱性が高く、かつ回転機の反トルクに耐えられる回転機用筐体の提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotating machine housing that is lightweight, has high heat insulating properties, and can withstand the anti-torque of the rotating machine.
本発明の一態様は、円筒状の胴部と、この胴部の少なくとも一端を封止するキャップ部とを備える回転機用筐体であって、
上記胴部が同軸二重円筒をなし、これら円筒の端部を径方向に接続するリンク部を備え、上記リンク部と上記同軸二重円筒を気密に接続することで断熱真空槽を形成しており、上記リンク部の少なくともその一部が軸方向に折りたたまれて、径方向に離間する複数隔壁構造をなし、
上記キャップ部が少なくともドーム状の鏡板と上記胴部の端部開口を覆う底板と、上記底板から突出する環状の凸部とを有する。
One aspect of the present invention is a rotating machine housing provided with a cylindrical body portion and a cap portion that seals at least one end of the body portion.
The body portion forms a coaxial double cylinder, and a link portion for connecting the ends of these cylinders in the radial direction is provided, and the heat insulating vacuum chamber is formed by airtightly connecting the link portion and the coaxial double cylinder. At least a part of the link portion is folded in the axial direction to form a plurality of partition wall structures separated in the radial direction.
The cap portion has at least a dome-shaped end plate, a bottom plate covering the end opening of the body portion, and an annular convex portion protruding from the bottom plate.
当該回転機用筐体は、上記断熱真空槽の端部をなすリンク部が軸方向に折りたたまれ、複数の隔壁が径方向に離間しているので、当該回転機用筐体の熱伝達経路は、上記離間する複数隔壁を胴部の軸方向に迂回しながら胴部の径方向に向かう。このため、胴部の径が小さい小型の構造としながら断熱性の高い回転機用筐体とできる。
また、当該回転機用筐体は、上記離間する複数隔壁を胴部とキャップ部との嵌合部に設けることで、熱伝達経路を長く維持しつつ、容易に着脱可能な構成とすることができる。さらに、当該回転機用筐体は、胴部の径が小さい小型の構造とできるので、回転機の反トルクに耐え易くすることができる。
In the rotating machine housing, the link portion forming the end of the heat insulating vacuum chamber is folded in the axial direction, and the plurality of partition walls are separated in the radial direction. Therefore, the heat transfer path of the rotating machine housing is , The plurality of separated partition walls are bypassed in the axial direction of the body portion and directed in the radial direction of the body portion. Therefore, it is possible to obtain a rotating machine housing having high heat insulation while having a small structure having a small body diameter.
Further, the rotating machine housing can be easily attached and detached while maintaining the heat transfer path for a long time by providing the plurality of separated partition walls at the fitting portion between the body portion and the cap portion. it can. Further, since the rotating machine housing can have a small structure having a small body diameter, it can easily withstand the anti-torque of the rotating machine.
上記胴部の外面から上記胴部を径方向に通過して上記胴部の内面側で上記回転機に固定可能なテンションロッドを備えるとよい。上述のようなテンションロッドを備えることで、回転機の軸と当該回転機用筐体の軸を合わせ、回転機を安定して動作させることができる。 It is preferable to provide a tension rod that can be fixed to the rotating machine on the inner surface side of the body portion by passing through the body portion in the radial direction from the outer surface of the body portion. By providing the tension rod as described above, the shaft of the rotating machine and the shaft of the housing for the rotating machine can be aligned, and the rotating machine can be operated stably.
上記回転機が超電導モーター又は超電導発電機であるとよい。当該回転機用筐体は、回転機の格納部分を極低温に保つ必要がある超電導モーター又は超電導発電機に特に好適に用いることができる。 The rotating machine may be a superconducting motor or a superconducting generator. The rotating machine housing can be particularly preferably used for a superconducting motor or a superconducting generator that needs to keep the storage portion of the rotating machine at an extremely low temperature.
上記胴部及び上記キャップ部の主成分がTi又はTi合金であるとよい。このように上記胴部及び上記キャップ部の主成分をTi又はTi合金とすることで、強度を維持しつつ軽量化を図ることができる。 It is preferable that the main components of the body portion and the cap portion are Ti or Ti alloy. By using Ti or a Ti alloy as the main components of the body portion and the cap portion in this way, it is possible to reduce the weight while maintaining the strength.
以上説明したように、本発明の回転機用筐体は、軽量で断熱性が高く、かつ回転機の反トルクに耐えられ、加えて容易にメインテナンスを可能とする。 As described above, the rotating machine housing of the present invention is lightweight, has high heat insulating properties, can withstand the anti-torque of the rotating machine, and can be easily maintained.
以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しつつ詳説する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
図1及び図2に示すように、本発明の回転機用筐体1は、回転機を格納する筐体である。「回転機」とは軸を中心として回転する機械の総称である。上記回転機は超電導モーター又は超電導発電機であるとよい。当該回転機用筐体1は、回転機の格納部分を極低温に保つ必要がある超電導モーター又は超電導発電機に好適に用いることができる。また、当該回転機用筐体1は、小型でかつ断熱性の高い筐体が必要とされる超電導回転機を用いた航空機エンジンシステムに特に好適に用いることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating machine housing 1 of the present invention is a housing for storing the rotating machine. "Rotating machine" is a general term for machines that rotate around an axis. The rotating machine may be a superconducting motor or a superconducting generator. The rotating
以下、図2では超電導モーターXが格納されている。以下、超電導モーターXが格納されている例をとり説明するが、当該回転機用筐体1に格納される回転機が超電導モーターに限定されることを意味するものではない。
Hereinafter, in FIG. 2, the superconducting motor X is stored. Hereinafter, an example in which the superconducting motor X is stored will be described, but it does not mean that the rotating machine stored in the rotating
また、当該回転機用筐体1は、円筒状の胴部10と、胴部10の両端を封止する一対のキャップ部20と、テンションロッド30と、寒剤流路40とを備える。
Further, the
胴部10及びキャップ部20の主成分としては、Fe、Tiやこれらの合金、ステンレスなどの金属や強化樹脂(FRP)等とできるが、胴部10及びキャップ部20の主成分としては、Ti又はTi合金が好ましい。このように胴部10及びキャップ部20の主成分をTi又はTi合金とすることで、強度を維持しつつ軽量化を図ることができる。なお、上記Ti合金としては、例えばTiにAl、Sn、V、Cr等の1種又は2種以上を加えた合金が挙げられる。
The main components of the
以下、当該回転機用筐体1に格納される超電導モーターXと、当該回転機用筐体1の各構成要素である胴部10、一対のキャップ部20及びテンションロッド30とについて詳説する。
Hereinafter, the superconducting motor X housed in the rotating machine housing 1 and the
<超電導モーター>
超電導モーターXは、シャフトX1と、自身の回転によりシャフトX1を回転駆動するローターX2と、ローターX2の回転軸と同心に配置され、ローターX2を取り囲むステーターX3とを備える。また、シャフトX1は、例えば航空機エンジンのファンを駆動する。
<Superconducting motor>
The superconducting motor X includes a shaft X1, a rotor X2 that rotationally drives the shaft X1 by its own rotation, and a stator X3 that is arranged concentrically with the rotation shaft of the rotor X2 and surrounds the rotor X2. Further, the shaft X1 drives, for example, a fan of an aircraft engine.
ローターX2及びステーターX3のいずれか一方のみを超電導材料を用いて構成することも可能であるが、当該回転機用筐体1に格納する超電導モーターXとしては、ローターX2及びステーターX3を共に超電導材料とする、いわゆる全超電導モーターとすることが好ましい。
It is possible to configure only one of the rotor X2 and the stator X3 using a superconducting material, but as the superconducting motor X to be stored in the
<胴部>
胴部10は、円筒状であり、真空室11を有する。また、胴部10は、両端に全周にわたる環状の凹部12を有する。さらに、胴部10は、両端に設けられる一対の端部フランジ13と、胴部10の軸方向中央に設けられる中央フランジ14とを有する。
<Body>
The
胴部10の平均直径及び軸方向長さは、格納される超電導モーターXの大きさに応じて適宜決定される。
The average diameter and axial length of the
(真空室)
真空室11は、断熱層として機能し、胴部10の外部からの熱が当該回転機用筐体1内に格納される超電導モーターXに伝わることを抑止する。
(Vacuum chamber)
The
真空室11は、胴部10の全周にわたって設けられている。また、真空室11は胴部10の全長にわたって設けられている。このような真空室11は、円筒状の外筒10aと、外筒10aの内側と同軸に設けられる円筒状の内筒10bと、その両端部で外筒10aと内筒10bとを気密に塞ぎ、環状の凹部12を有するリンク部10cとを接合することで、その内部に構成することができる。
The
胴部10の真空室11は、図3に示すように、凹部12により胴部10の径方向の断面が二股に分けられている。具体的には、図3に示すように、環状の凹部12の外側周縁壁12aの径方向外側に外側真空室11aが接しており、凹部12の内側周縁壁12bの径方向内側に内側真空室11bが接している。つまり、胴部10は、外側から外筒10aと、外側周縁壁12aと、内側周縁壁12bと、内筒10bとが軸方向に折りたたまれて構成され、その一部が離間する複数隔壁構造を有している。
As shown in FIG. 3, the
外側真空室11a及び内側真空室11bは、凹部12の全周にわたって設けられている。また、外側真空室11aは、外側周縁壁12aの全長にわたって設けられていることが好ましく、内側真空室11bは、内側周縁壁12bの全長にわたって設けられていることが好ましい。このように外側真空室11a及び内側真空室11bを外側周縁壁12a及び内側周縁壁12bの全長にわたって設けることで、熱伝達経路を長くすることができるので、当該回転機用筐体1の断熱性を高められる。
The
真空室11を取り囲む外壁となる外筒10a、内壁となる内筒10b、及び端壁となる熱リンク部10cの平均厚さは、格納される超電導モーターXの大きさや内部の減圧に応じて適宜決定される。
The average thickness of the
(凹部)
凹部12の深さ(端部開口の端面と凹部12の底面との距離)の下限としては、胴部10の全長の1%が好ましく、5%がより好ましく、10%がさらに好ましい。一方、凹部12の深さの上限としては、20%が好ましく、30%がより好ましく、40%がさらに好ましい。凹部12の深さが上記下限未満であると、熱伝達経路が短くなり、当該回転機用筐体1の断熱性が低下するおそれがある。逆に、凹部12の深さが上記上限を超えると、凹部12を真空室11内に外側真空室11a及び内側真空室11bを確保しつつ固定することが困難となるおそれがある。
(Recess)
The lower limit of the depth of the recess 12 (the distance between the end surface of the end opening and the bottom surface of the recess 12) is preferably 1%, more preferably 5%, and even more preferably 10% of the total length of the
(端部フランジ)
一対の端部フランジ13は、胴部10の全周にわたって胴部10の外壁面から突出するように設けられている。
(End flange)
The pair of
端部フランジ13は、キャップ部20を胴部10に嵌合させた際に、後述するキャップ部20の端部フランジ23と接するように構成されている。胴部10の端部フランジ13とキャップ部20の端部フランジ23とが接する面には、例えばOリング等のシール材が設けられ、超電導モーターXを格納する領域を気密に保持できる。
The
(中央フランジ)
中央フランジ14は、胴部10の全周にわたって胴部10の外壁面から突出するように設けられている。中央フランジ14は、胴部10が撓むことを防止する。また、後述するテンションロッド30を設ける基台として使用される。
(Center flange)
The
<キャップ部>
キャップ部20は、真空室21を有する。キャップ部20は、胴部10の凹部12と全周にわたって嵌合可能な環状の凸部22を有する。さらに、キャップ部20は、凹部12と凸部22との嵌合時に胴部10の端部フランジ13に当接する端部フランジ23を有する。
またキャップ部は真空室21内で真空室21を概略軸方向に横断し、上記鏡板20aと上記底板20bとを接続する補強材部を有する。
<Cap part>
The
Further, the cap portion has a reinforcing material portion that crosses the
(真空室)
真空室21は、断熱層として機能し、キャップ部20の外部からの熱が当該回転機用筐体1内に格納される超電導モーターXに伝わることを抑制する。
(Vacuum chamber)
The
真空室21は、キャップ部20のうち超電導モーターXが格納される空間に対向する領域と接する面を覆うように設けられている。このような真空室21は、ドーム状の鏡板20aと、胴部10の端部開口を覆う底板20bと、その端部で鏡板20aと底板20bとを気密に塞ぎ、環状の凸部22を有するリンク部20cとを接合することで、その内部に構成することができる。
The
真空室21は、図3に示すように、凸部22内に入り込んでいる。つまり、図3に示すように、真空室21は、凸部22内に設けられる凸部真空室21aを含む。この凸部真空室21aを含むことで、凹部12と凸部22との嵌合時においても、胴部10の凹部12を構成する外側周縁壁12aと、内側周縁壁12bとが径方向に離間した状態を保つことができる。
As shown in FIG. 3, the
凸部真空室21aは、凸部22の全周にわたって設けられている。また、凸部真空室21aは、凸部22の全高にわたって設けられていることが好ましい。このように凸部真空室21aを凸部22の全高にわたって設けることで、熱伝達経路を長くすることができるので、当該回転機用筐体1の断熱性を高められる。
The convex
真空室21を取り囲む鏡板20a及び底板20bの平均厚さは、胴部10の真空室11を取り囲む外壁の平均厚さと同様とできる。
The average thickness of the
(凸部)
環状の凸部22は、底板20bから突出するように配設されている。つまり、キャップ部20は、ドーム状の鏡板20aと胴部10の端部開口を覆う底板20bと、底板20bから突出する環状の凸部22と、補強材部50を有する構成である。
(Convex part)
The annular
凸部22の高さ(キャップ部20の径方向の長さ)は、凹部12と嵌合可能であれば特に限定されないが、凹部12の深さと実質的に等しいことが好ましい。凸部22の高さを凹部12の深さと実質的に等しくすることで、熱伝達経路を長くできるので、当該回転機用筐体1の断熱性を高められる。
The height of the convex portion 22 (the radial length of the cap portion 20) is not particularly limited as long as it can be fitted with the
凸部22は凹部12と隙間なく嵌合してもよいが、後述する寒剤流路40から導入される寒剤が容易に流動しない程度の隙間、例えば0.5mm以下の隙間があってもよい。また、寒剤が漏れ出ることを抑止できる封止材が設けられているとよい。この封止材の位置としては、胴部10のリンク部10cと底板20bとが接し、かつ凹部12より内径側の位置が好ましい。上記封止材としては、低温でも使用できるメタルパッキン等を用いることができる。
(補強材部)
補強材部50は、真空室21内に配置され、鏡板20aと底板20bとを接続している。補強材部50があることでキャップ部20の真空部21を真空排気した際、底板20bが外気に押されて鏡板20aの方向へ撓むことを抑止し、リンク部20cの変形を防ぐことができる。すなわち真空室21を真空排気した後でもキャップ部20全体の形状を保ち、凸部22と凹部12の嵌合を容易にする効果をもつ。
また補強材部50は、キャップ部20を胴部10に接続する際、胴部10のリンク部10cと底板20bとを密着しやすくする効果をもつ。なぜなら、既に説明したように、キャップ部20の真空部21を真空排気した際、底板20bが軸方向外側へ撓むことを抑止することで、上記封止材の効果が低下しにくくできるからである。
また補強材部50は、熱伝導の低いFRP等で形成することが望ましい。これは鏡板20aと底板20bの温度に差があるため、超電導モーターXが格納される空間に筐体外部から熱が侵入しにくくするためである。
補強材部50は筐体の軸を中心に円筒状に形成する必要はなく、軸を中心として等間隔に配置するだけでよい。補強材部の筐体軸に垂直な断面の面積総計は、補強材部を通過して鏡板から底板へ入る熱侵入量と、キャップ部の変形を抑止する効果のバランスで逐次決定される。
The
(Reinforcing material part)
The reinforcing
Further, the reinforcing
Further, it is desirable that the reinforcing
The reinforcing
(端部フランジ)
端部フランジ23は、底板20bの外周から延出するように設けられている。この端部フランジ23は、上述のようにキャップ部20を胴部10に嵌合させた際に、胴部10の端部フランジ13と接し、固定される。これにより当該回転機用筐体1は、超電導モーターXを格納する領域を気密に保持できる。胴部10の端部フランジ13とキャップ部20の端部フランジ23との固定方法は特に限定されないが、例えばボルトで締め付ける方法を用いることができる。その際、胴部10の端部フランジ13とキャップ部20の端部フランジ23との間には、Oリング等の封止剤が挟まれているとよい。
(End flange)
The
<テンションロッド>
テンションロッド30は、図4に示すように、胴部10の外面から胴部10を径方向に通過して胴部10の内面側で回転機である超電導モーターXに固定可能である。上述のようなテンションロッド30を備えることで、超電導モーターXの軸と回転機用筐体1の軸を合わせ、超電導モーターXを安定して動作させることができる。
<Tension rod>
As shown in FIG. 4, the
テンションロッド30は、外筒10aと内筒10bとの間隔を一定に保つように構成される。このようなテンションロッド30の構成は特に限定されないが、例えば図4のように構成することができる。
The
図4に示すテンションロッド30は、外筒10aと内筒10bとの間に設けられる第1支持棒31と、内筒10bとステーターX3との間に設けられる第2支持棒32とを有する。このように支持棒を分離して設けることで、内筒10bを貫通しない構成とすることができるので、胴部10の真空室11の真空度を保持し易い。
The
第1支持棒31及び第2支持棒32の材質としては、硬質で可撓性の低いものであれば特に限定されないが、低熱伝導性と軽量性との観点から強化樹脂(FRP)が好ましい。
The material of the
第1支持棒31は、一端が胴部10の中央フランジ14の直下の外筒10aに連結され、他端が中央フランジ14の径方向直下の内筒10bに連結されるとよい。連結方法としては特に限定されないが、例えば図4に示すように、螺旋状の溝を有するネジ構造とすることができる。
It is preferable that one end of the
このとき、図4に示すように、内筒10bにはネジ溝用凸部33を設けることが好ましい。内筒10bは薄いため、このようにネジ溝用凸部33を設けることで強度が保たれ、精度よく外筒10aと内筒10bとの距離を制御することができる。また、中央フランジ14側に着脱可能な被覆部34を設け、この被覆部34から第1支持棒31の位置を調整可能とするよい。この構成により外筒10aと内筒10bとの距離を調整することができる。なお、被覆部34は着脱可能であるため、Oリング等により装着時の気密を確保するよう構成される。
At this time, as shown in FIG. 4, it is preferable that the
第1支持棒31の長さは、一定に保ちたい外筒10aと内筒10bとの距離より大きくされる。これにより外筒10aと内筒10bとの距離の調整代を稼ぐことができる。
The length of the
第2支持棒32は、一端が第1支持棒31の内筒10bの側端部と対向するように内筒10bの内面側に連結され、他端がこの連結位置の径方向直下のステーターX3に連結されるとよい。
One end of the
連結方法としては特に限定されず、第1支持棒31と同様に、例えば図4に示すように、螺旋状の溝を有するネジ構造とすることができる。具体的には、第2支持棒32は、ステーターX3の内側からステーターX3を貫通し、内筒10b側のネジ穴に嵌合する構成とできる。このとき、ステーターX3の内側に位置する第2支持棒32の一端がステーターX3の内周縁より内側に突出しない構造とするとよい。
The connecting method is not particularly limited, and like the
テンションロッド30は、1箇所のみに設けてもよいが、複数設けることが好ましく、例えば胴部10の径方向に対向する2箇所に設けたり、90°ずつ回転した位置4箇所に設けたりすることができる。
The
<寒剤流路>
寒剤流路40は、当該回転機用筐体1の外部から超電導モーターXを格納する領域に寒剤を導入するための配管である。
<Cooling bath flow path>
The freezing
寒剤流路40は、寒剤を供給する配管と排出する配管との一対で構成される。当該回転機用筐体1では、図2に示すように、寒剤流路40は、キャップ部20の鏡板20aから真空室21を貫通して底板20bで開口するように設けられているが、寒剤流路40の配設位置はこれに限定されるものではない。また、寒剤を供給する配管と排出する配管とは異なる位置に配設されてもよい。
The
寒剤流路40から導入される寒剤としては、超電導モーターXが必要とする冷却温度にもよるが、例えば液体窒素が用いられる。
As the cryogen introduced from the
<利点>
当該回転機用筐体1は、胴部10の一部が軸方向に折りたたまれ、複数の隔壁が離間しているので、当該回転機用筐体1の熱伝達経路は、上記離間する複数隔壁を胴部10の軸方向に迂回しながら胴部10の径方向に向かう。このため、胴部10の径が小さい小型の構造としながら断熱性の高い回転機用筐体1とできる。また、当該回転機用筐体1は、上記離間する複数隔壁を胴部10とキャップ部20との嵌合部に設けることで、熱伝達経路を長く維持しつつ、容易に着脱可能な構成とすることができる。さらに、当該回転機用筐体1は、胴部10の径が小さい小型の構造とできるので、回転機の反トルクに耐え易くすることができる。
<Advantage>
In the
[その他の実施形態]
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modifications and improvements in addition to the above-described embodiment.
上記実施形態では、胴部が外筒、内筒及びリンク部を接合されている構成を説明したが、胴部の構成はこれに限定されず、これとは異なる形状のパーツを組み合わせて構成することもできる。 In the above embodiment, the configuration in which the body portion is joined to the outer cylinder, the inner cylinder, and the link portion has been described, but the configuration of the body portion is not limited to this, and parts having a different shape are combined to form the body portion. You can also do it.
上記実施形態では、胴部が軸方向中央に設けられる中央フランジを有する構成を説明したが、この中央フランジに代えて、複数のフランジを軸方向に間隔を空けて設けてもよい。この場合、テンションロッドは全てのフランジに設けてもよいし、一部のフランジに設けてもよい。なお、上記間隔は、等間隔であることが好ましいが、等間隔に限定されるものではない。 In the above embodiment, the configuration in which the body portion has a central flange provided at the center in the axial direction has been described, but instead of the central flange, a plurality of flanges may be provided at intervals in the axial direction. In this case, the tension rod may be provided on all flanges or some flanges. The above intervals are preferably equal intervals, but are not limited to equal intervals.
上記実施形態では、回転機用筐体がテンションロッドを備える場合を説明したが、テンションロッドは必須の構成要素ではなく、省略することもできる。 In the above embodiment, the case where the rotating machine housing includes the tension rod has been described, but the tension rod is not an essential component and may be omitted.
上記実施形態では、一対のキャップ部が着脱可能である場合を説明したが、一対のキャップ部のいずれか一方、又は両方が着脱できない回転機用筐体も本発明の意図するところである。これらの構成であっても、一対のキャップ部が着脱可能である場合と同様の効果を奏することができる。 In the above embodiment, the case where the pair of cap portions are removable has been described, but it is also an object of the present invention to have a rotating machine housing in which either one or both of the pair of cap portions cannot be attached or detached. Even with these configurations, the same effect as when the pair of cap portions can be attached and detached can be obtained.
上記実施形態では、胴部の両端を封止する一対のキャップ部を備える場合を説明したが、胴部の一端を封止する1つのキャップ部を備える回転機用筐体も本発明の意図するところである。この場合、胴部は上記一端とは反対側の端部が閉塞されている有底筒状とされ、胴部の底部にも真空室が構成される。また、閉塞されている側の端部フランジは省略してもよい。 In the above embodiment, the case where a pair of cap portions for sealing both ends of the body portion is provided has been described, but a rotating machine housing provided with one cap portion for sealing one end of the body portion is also intended by the present invention. By the way. In this case, the body has a bottomed tubular shape in which the end opposite to one end is closed, and a vacuum chamber is also formed at the bottom of the body. Further, the end flange on the closed side may be omitted.
以上説明したように、本発明の回転機用筐体は、軽量で断熱性が高く、かつ回転機の反トルクに耐えられる。従って、本発明の回転機用筐体は、超電導回転機に好適に用いることができる。 As described above, the rotating machine housing of the present invention is lightweight, has high heat insulating properties, and can withstand the anti-torque of the rotating machine. Therefore, the rotating machine housing of the present invention can be suitably used for a superconducting rotating machine.
1 回転機用筐体
10 胴部
10a 外筒
10b 内筒
10c リンク部
11 真空室
11a 外側真空室
11b 内側真空室
12 凹部
12a 外側周縁壁
12b 内側周縁壁
13 端部フランジ
14 中央フランジ
20 キャップ部
20a 鏡板
20b 底板
20c リンク部
21 真空室
21a 凸部真空室
22 凸部
23 端部フランジ
30 テンションロッド
31 第1支持棒
32 第2支持棒
33 ネジ溝用凸部
34 被覆部
40 寒剤流路
X 超電導モーター
X1 シャフト
X2 ローター
X3 ステーター
1 Rotating
Claims (4)
上記胴部が少なくともその一部が軸方向に折りたたまれ、離間する複数隔壁構造を有し、
上記キャップ部が少なくともドーム状の鏡板と上記胴部の端部開口を覆う底板と、上記底板から突出する環状の凸部とを有する回転機用筐体。 A rotating machine housing including a cylindrical body portion and a cap portion that seals at least one end of the body portion.
The body portion has a plurality of partition wall structures in which at least a part thereof is folded in the axial direction and separated from each other.
A housing for a rotating machine having a cap portion having at least a dome-shaped end plate, a bottom plate covering an end opening of the body portion, and an annular convex portion protruding from the bottom plate.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019101795 | 2019-05-30 | ||
JP2019101795 | 2019-05-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020198777A true JP2020198777A (en) | 2020-12-10 |
Family
ID=73649472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020092679A Pending JP2020198777A (en) | 2019-05-30 | 2020-05-27 | Rotary machine housing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020198777A (en) |
-
2020
- 2020-05-27 JP JP2020092679A patent/JP2020198777A/en active Pending
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