JP2022539294A - 超電導機械における界磁コイル支持構造およびモジュール式界磁コイル設計 - Google Patents
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Abstract
Description
102 非回転環状界磁巻線アセンブリ、非回転界磁巻線アセンブリ、非回転超電導界磁巻線アセンブリ、非回転界磁巻線、非回転界磁アセンブリ
104 環状回転電機子アセンブリ
106 円筒形ハウジング
108 超電導巻線、非回転界磁巻線
110 半径方向
112 軸方向
114 電機子巻線、導電性巻線
116 導電性端部ターン、端部ターン接続部
120 エアギャップ
122 円筒形ヨーク
124 円形ディスク
126 回転円筒支持筒
128 環状軸受
130 非回転ベース管
132 界磁巻線支持ディスク
134 低温装置ハウジング
136 低温装置
138 断熱導管
140 再凝縮器
142 再凝縮器
144 内側熱シールド
146 断熱導管
150 界磁コイル支持構造
152 超電導コイル、超電導界磁コイル
154 中空凹部
156 支持柱
158 内側熱シールド
160 外側熱シールド
162 セグメント、熱シールド構造、アルミニウムシールド
Claims (20)
- 環状電機子アセンブリ(104)と、
前記電機子アセンブリ(104)と同軸であり、ギャップ(120)によって前記電機子アセンブリ(104)から隔てられた非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)と
を備え、
前記界磁巻線アセンブリ(102)は、界磁コイル支持構造(150)であって、前記界磁コイル支持構造(150)内に形成されて、前記界磁コイル支持構造(150)を巡って延びる凹部(154)の環状アレイを有する、界磁コイル支持構造(150)と、
複数の超電導コイル(152)であって、前記複数の超電導コイル(152)の各々が、前記凹部(154)の環状アレイのうちの一凹部(154)に配置されている、複数の超電導コイル(152)と
を備える、電気機械。 - 前記電機子アセンブリ(104)は、界磁コイル内側(FCI)構成を定めるように、前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)の周囲に形成されている、請求項1に記載の電気機械。
- 前記複数の超電導コイル(152)の各々は、競走場の形状の超電導コイル(152)である、請求項1に記載の電気機械。
- 前記複数の超電導コイル(152)の各々は、前記凹部(154)の環状アレイのそれぞれの凹部(154)においてスナップ式ジョイントを形成する、請求項1に記載の電気機械。
- 前記界磁コイル支持構造(150)は、熱膨張係数の小さい材料で形成される、請求項1に記載の電気機械。
- 前記界磁コイル支持構造(150)は、Invarで形成される、請求項5に記載の電気機械。
- 前記界磁コイル支持構造(150)は、Kovarで形成される、請求項5に記載の電気機械。
- 前記複数の超電導コイル(152)の周りに配置された少なくとも1つのセグメント化された熱シールド(160)と、前記少なくとも1つのセグメント化された熱シールド(160)を前記複数の超電導コイル(152)に対して支持するように配置された1つ以上の支持柱(156)とをさらに備える、請求項1に記載の電気機械。
- 環状電機子アセンブリ(104)と、
前記電機子アセンブリ(104)と同軸であり、ギャップ(120)によって前記電機子アセンブリ(104)から隔てられた非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)と
を備え、
前記界磁巻線アセンブリ(102)は、
無視し得る熱膨張係数を有する非収縮材料で形成された界磁コイル支持構造(150)と、
各々が前記界磁コイル支持構造(150)に対して配置された複数の超電導コイル(152)と
を備える、発電機(100)。 - 前記電機子アセンブリ(104)は、界磁コイル内側(FCI)構成を定めるように、前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)の周囲に形成されている、請求項9に記載の発電機(100)。
- 前記複数の超電導コイル(152)の各々は、競走場の形状の超電導コイル(152)である、請求項9に記載の発電機(100)。
- 前記複数の超電導コイル(152)の各々は、前記界磁コイル支持構造(150)に結合している、請求項9に記載の発電機(100)。
- 前記界磁コイル支持構造(150)は、前記界磁コイル支持構造(150)内に形成され、前記界磁コイル支持構造(150)を巡って延びる凹部(154)の環状アレイを含む、請求項9に記載の発電機(100)。
- 前記複数の超電導コイル(152)の各々は、前記凹部(154)の環状アレイのうちの一凹部(154)に配置されている、請求項13に記載の発電機(100)。
- 前記複数の超電導コイル(152)の各々は、前記凹部(154)の環状アレイのそれぞれの凹部(154)においてスナップ式ジョイントを形成する、請求項14に記載の発電機(100)。
- 前記複数の超電導コイル(152)の周りに配置された少なくとも1つのセグメント化された熱シールド(160)と、前記少なくとも1つのセグメント化された熱シールド(160)の各々を前記複数の超電導コイル(152)に対して支持するように配置された1つ以上の支持柱(156)とをさらに備える、請求項14に記載の発電機(100)。
- 前記界磁コイル支持構造(150)は、Invarで形成される、請求項9に記載の発電機(100)。
- 前記界磁コイル支持構造(150)は、Kovarで形成される、請求項9に記載の発電機(100)。
- 前記発電機(100)は10MW以上の出力を達成する、請求項9に記載の発電機(100)。
- 電力を発生させるための方法であって、
発電機(100)における非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)に磁場を発生させるステップであって、前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)は、
界磁コイル支持構造(150)内に形成され、前記界磁コイル支持構造(150)を巡って延びる凹部(154)の環状アレイと、
複数の超電導コイル(152)であって、前記複数の超電導コイルの各々は、前記凹部(154)の環状アレイのうちの一凹部(154)に配置されている複数の超電導コイル(152)とを備える、ステップと、
前記発電機(100)の電機子アセンブリ(104)を回転させるステップであって、前記電機子アセンブリ(104)が、前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)と同軸、かつ前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)に電磁気的に結合しており、前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)が、ギャップ(120)によって前記電機子アセンブリ(104)から隔てられている、ステップと
前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)の周りでの前記電機子アセンブリ(104)の回転によって、前記電機子アセンブリ(104)に電流を発生させるステップと、
前記複数の超電導コイル(152)を冷却するときに少なくとも部分的に気化する冷却液を使用して、前記複数の超電導コイル(152)を超電導状態に冷却するステップと
を含み、
前記界磁コイル支持構造(150)は、前記複数の超電導コイル(152)を前記超電導状態へと冷却する際に前記非回転環状界磁巻線アセンブリ(102)と前記電機子アセンブリ(104)との間の前記ギャップ(120)の寸法を維持するために、熱膨張係数の小さい材料で構成されている、方法。
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