JP2672894B2 - 超電導回転電機の回転子 - Google Patents
超電導回転電機の回転子Info
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- JP2672894B2 JP2672894B2 JP3040485A JP4048591A JP2672894B2 JP 2672894 B2 JP2672894 B2 JP 2672894B2 JP 3040485 A JP3040485 A JP 3040485A JP 4048591 A JP4048591 A JP 4048591A JP 2672894 B2 JP2672894 B2 JP 2672894B2
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- Japan
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- mounting shaft
- coil mounting
- end plate
- electric machine
- coil
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超電導コイルが取り
付けられるコイル取付軸の軸端部に端板を溶接すること
により、冷却液の液溜め部が形成されている超電導回転
電機の回転子に関するものである。
付けられるコイル取付軸の軸端部に端板を溶接すること
により、冷却液の液溜め部が形成されている超電導回転
電機の回転子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば特開昭５７−２０１６７号
公報に示された従来の超電導回転電機の回転子の断面図
である。図において、１はトルクチューブ、２はトルク
チューブ１の中央部を形成するコイル取付軸、３はコイ
ル取付軸の外周部に固定されている超電導コイル、４は
トルクチューブ１とコイル取付軸２とを囲繞する常温ダ
ンパ、５はこの常温ダンパ４とコイル取付軸２との間に
配設されている低温ダンパ、６はコイル取付軸２の外周
部に取り付けられた外筒、７はコイル取付軸２の軸端部
に取り付けられた端板である。
公報に示された従来の超電導回転電機の回転子の断面図
である。図において、１はトルクチューブ、２はトルク
チューブ１の中央部を形成するコイル取付軸、３はコイ
ル取付軸の外周部に固定されている超電導コイル、４は
トルクチューブ１とコイル取付軸２とを囲繞する常温ダ
ンパ、５はこの常温ダンパ４とコイル取付軸２との間に
配設されている低温ダンパ、６はコイル取付軸２の外周
部に取り付けられた外筒、７はコイル取付軸２の軸端部
に取り付けられた端板である。
【０００３】８及び９はそれぞれ駆動側及び反駆動側端
部軸、10はこれらの端部軸８，９を軸支する軸受、11は
界磁電流供給用のスリップリング、12はトルクチューブ
１に形成又は配置されている熱交換器、13は側部輻射シ
ールドである。また、14は真空部、15は外筒６及び端板
７によりコイル取付軸２に形成されている液溜め部であ
り、この液溜め部15には、冷却液である液体ヘリウムが
入れられる。
部軸、10はこれらの端部軸８，９を軸支する軸受、11は
界磁電流供給用のスリップリング、12はトルクチューブ
１に形成又は配置されている熱交換器、13は側部輻射シ
ールドである。また、14は真空部、15は外筒６及び端板
７によりコイル取付軸２に形成されている液溜め部であ
り、この液溜め部15には、冷却液である液体ヘリウムが
入れられる。
【０００４】上記のように構成された従来の超電導回転
電機の回転子においては、コイル取付軸２に配設されて
いる超電導界磁コイル３を極低温に冷却することによ
り、その電気抵抗を０の状態とする。これにより、超電
導コイル３に強力な磁界を発生させ、固定子（図示せ
ず）に交流電力を発生させる。
電機の回転子においては、コイル取付軸２に配設されて
いる超電導界磁コイル３を極低温に冷却することによ
り、その電気抵抗を０の状態とする。これにより、超電
導コイル３に強力な磁界を発生させ、固定子（図示せ
ず）に交流電力を発生させる。
【０００５】このように、超電導コイル３を極低温に冷
却し保持するため、従来の回転子では、反駆動側端部軸
９の中央部から導入管（図示せず）を通して液溜め部15
に液体ヘリウムを供給し、かつ回転子内部を真空部14に
より高真空に保っている。また、極低温のコイル取付軸
２及び超電導コイル３に回転トルクを伝えるトルクチュ
ーブ１を薄肉円筒にし、かつトルクチューブ１に熱交換
器12を設け、トルクチューブ１を通じて極低温部に侵入
する熱を極力減らすようにしている。さらに、側面から
の輻射により侵入する熱を低減するため、側部輻射シー
ルド13を設けている。
却し保持するため、従来の回転子では、反駆動側端部軸
９の中央部から導入管（図示せず）を通して液溜め部15
に液体ヘリウムを供給し、かつ回転子内部を真空部14に
より高真空に保っている。また、極低温のコイル取付軸
２及び超電導コイル３に回転トルクを伝えるトルクチュ
ーブ１を薄肉円筒にし、かつトルクチューブ１に熱交換
器12を設け、トルクチューブ１を通じて極低温部に侵入
する熱を極力減らすようにしている。さらに、側面から
の輻射により侵入する熱を低減するため、側部輻射シー
ルド13を設けている。
【０００６】また、常温ダンパ４及び低温ダンパ５は、
固定子からの高調波磁界をシールドし、超電導コイル３
を保護するとともに、電力系統の擾乱による回転子振動
を減衰する機能を持っている。加えて、常温ダンパ４は
真空外筒としての機能、低温ダンパ５はヘリウム容器
部、即ち液溜め部15への輻射シールドとしての機能を兼
ねている。
固定子からの高調波磁界をシールドし、超電導コイル３
を保護するとともに、電力系統の擾乱による回転子振動
を減衰する機能を持っている。加えて、常温ダンパ４は
真空外筒としての機能、低温ダンパ５はヘリウム容器
部、即ち液溜め部15への輻射シールドとしての機能を兼
ねている。
【０００７】次に、図６は図５の端板７のコイル取付軸
２への取付構造を示す断面図である。この図に示すよう
に、端板７はコイル取付軸２の軸端部の内側に嵌め込ま
れ、その接合面を溶接することにより、コイル取付軸２
に固定されており、これによりコイル取付軸２内に液溜
め部15が形成されている。
２への取付構造を示す断面図である。この図に示すよう
に、端板７はコイル取付軸２の軸端部の内側に嵌め込ま
れ、その接合面を溶接することにより、コイル取付軸２
に固定されており、これによりコイル取付軸２内に液溜
め部15が形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の超電導回転電機の回転子においては、厚肉のコ
イル取付軸２に薄肉の端板７を嵌め込んで溶接している
ので、溶接時の熱による変形や運転時の遠心力による変
形量が、コイル取付軸２と端板７とで異なり、従ってコ
イル取付軸２と端板７との溶接部16に熱や遠心力による
歪みが生じてしまう。この歪みが過大になると、溶接部
16に割れが生じて、真空部14と液溜め部15とが連通し、
真空部14による真空断熱の機能が失われてしまう。この
結果、ついには冷却不能となり、超電導破壊により回転
電機の運転停止に至る虞れがあるという問題点があっ
た。
た従来の超電導回転電機の回転子においては、厚肉のコ
イル取付軸２に薄肉の端板７を嵌め込んで溶接している
ので、溶接時の熱による変形や運転時の遠心力による変
形量が、コイル取付軸２と端板７とで異なり、従ってコ
イル取付軸２と端板７との溶接部16に熱や遠心力による
歪みが生じてしまう。この歪みが過大になると、溶接部
16に割れが生じて、真空部14と液溜め部15とが連通し、
真空部14による真空断熱の機能が失われてしまう。この
結果、ついには冷却不能となり、超電導破壊により回転
電機の運転停止に至る虞れがあるという問題点があっ
た。
【０００９】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、コイル取付軸
と端板との間の溶接部の歪みを抑え、これにより溶接部
の割れによる冷却機能の低下を防止し、超電導回転電機
の信頼性を向上させることができる超電導回転電機の回
転子を得ることを目的とする。
ることを課題としてなされたものであり、コイル取付軸
と端板との間の溶接部の歪みを抑え、これにより溶接部
の割れによる冷却機能の低下を防止し、超電導回転電機
の信頼性を向上させることができる超電導回転電機の回
転子を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る超電導回
転電機の回転子は、コイル取付軸及び端板の少なくとも
いずれか一方に、軸方向に延びる薄肉円筒部を設け、こ
の薄肉円筒部でコイル取付軸と端板とを溶接したもので
ある。
転電機の回転子は、コイル取付軸及び端板の少なくとも
いずれか一方に、軸方向に延びる薄肉円筒部を設け、こ
の薄肉円筒部でコイル取付軸と端板とを溶接したもので
ある。
【００１１】
【作用】この発明においては、薄肉円筒部が変形するこ
とにより、熱や遠心力により生じるコイル取付軸と端板
との変位差を吸収する。
とにより、熱や遠心力により生じるコイル取付軸と端板
との変位差を吸収する。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の第１実施例による超電導回転電機
の回転子の端板のコイル取付軸への取付部を拡大して示
す断面図である。図において、21は外周部に超電導コイ
ル３（図５）が取り付けられる厚肉円筒状のコイル取付
軸であり、このコイル取付軸21の軸端部には、軸方向に
延びる薄肉円筒部21ａが形成されている。また、この薄
肉円筒部21ａの内側に端板７が嵌め込まれ、その接合面
が溶接されている。なお、他の部分については、図５に
示したものと同様である。
る。図１はこの発明の第１実施例による超電導回転電機
の回転子の端板のコイル取付軸への取付部を拡大して示
す断面図である。図において、21は外周部に超電導コイ
ル３（図５）が取り付けられる厚肉円筒状のコイル取付
軸であり、このコイル取付軸21の軸端部には、軸方向に
延びる薄肉円筒部21ａが形成されている。また、この薄
肉円筒部21ａの内側に端板７が嵌め込まれ、その接合面
が溶接されている。なお、他の部分については、図５に
示したものと同様である。
【００１３】このような超電導回転電機の回転子におい
ては、運転時の遠心力によるコイル取付軸21の変形量
が、図２に示すように、コイル端板７の変形量よりも大
きく、これによる変位差ｄがコイル取付軸21の端部に生
じる。しかし、他の部分よりも剛性の小さい薄肉円筒部
21ａが変形することにより、変位差ｄは吸収され、溶接
部16の歪みが低減される。また、溶接時の熱歪みについ
ても同様であり、薄肉円筒部21ａが変形することによ
り、溶接部16の歪みが低減される。従って、溶接部16の
割れによる冷却機能の低下が防止され、全体の信頼性が
向上する。
ては、運転時の遠心力によるコイル取付軸21の変形量
が、図２に示すように、コイル端板７の変形量よりも大
きく、これによる変位差ｄがコイル取付軸21の端部に生
じる。しかし、他の部分よりも剛性の小さい薄肉円筒部
21ａが変形することにより、変位差ｄは吸収され、溶接
部16の歪みが低減される。また、溶接時の熱歪みについ
ても同様であり、薄肉円筒部21ａが変形することによ
り、溶接部16の歪みが低減される。従って、溶接部16の
割れによる冷却機能の低下が防止され、全体の信頼性が
向上する。
【００１４】なお、上記実施例ではコイル取付軸21に薄
肉円筒部21ａを設けたものを示したが、例えば図３に示
すように、端板22に薄肉円筒部22ａを設けてもよい。こ
の場合、外周部に断面Ｌ字状の薄肉円筒部22ａが設けら
れた端板22を、コイル取付軸２の内側に嵌め込み、この
後薄肉円筒部22ａとコイル取付軸２との間を溶接すれば
よい。また、例えば図４に示すように、コイル取付軸21
及び端板22の両方に薄肉円筒部21ａ，22ａを設けてもよ
い。さらに、上記実施例では冷媒として液体ヘリウムを
用いたものを示したが、他の冷媒を用いるものでもよ
い。
肉円筒部21ａを設けたものを示したが、例えば図３に示
すように、端板22に薄肉円筒部22ａを設けてもよい。こ
の場合、外周部に断面Ｌ字状の薄肉円筒部22ａが設けら
れた端板22を、コイル取付軸２の内側に嵌め込み、この
後薄肉円筒部22ａとコイル取付軸２との間を溶接すれば
よい。また、例えば図４に示すように、コイル取付軸21
及び端板22の両方に薄肉円筒部21ａ，22ａを設けてもよ
い。さらに、上記実施例では冷媒として液体ヘリウムを
用いたものを示したが、他の冷媒を用いるものでもよ
い。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の超電導
回転電機の回転子は、コイル取付軸及び端板の少なくと
もいずれか一方に、軸方向に延びる薄肉円筒部を設け、
この薄肉円筒部でコイル取付軸と端板とを溶接したの
で、薄肉円筒部が変形することにより、熱や遠心力によ
り生じるコイル取付軸と端板との変位差が吸収され、こ
れによりコイル取付軸と端板との間の溶接部の歪みが抑
えられ、この結果溶接部の割れによる冷却機能の低下を
防止し、超電導回転電機の信頼性を向上させることがで
きるという効果を奏する。
回転電機の回転子は、コイル取付軸及び端板の少なくと
もいずれか一方に、軸方向に延びる薄肉円筒部を設け、
この薄肉円筒部でコイル取付軸と端板とを溶接したの
で、薄肉円筒部が変形することにより、熱や遠心力によ
り生じるコイル取付軸と端板との変位差が吸収され、こ
れによりコイル取付軸と端板との間の溶接部の歪みが抑
えられ、この結果溶接部の割れによる冷却機能の低下を
防止し、超電導回転電機の信頼性を向上させることがで
きるという効果を奏する。
【図１】この発明の第１実施例による超電導回転電機の
回転子の端板のコイル取付軸への取付部を拡大して示す
断面図である。
回転子の端板のコイル取付軸への取付部を拡大して示す
断面図である。
【図２】図１の取付部が遠心力により変形した状態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】この発明の第２実施例を示す断面図である。
【図４】この発明の第３実施例を示す断面図である。
【図５】従来の超電導回転電機の回転子の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図６】図５の要部を拡大して示す断面図である。
２ コイル取付軸 ７ 端板 16 溶接部 21 コイル取付軸 21ａ 薄肉円筒部 22 端板 22ａ 薄肉円筒部
Claims (1)
- 【請求項１】 外周部に超電導コイルが取り付けられる
厚肉円筒状のコイル取付軸と、このコイル取付軸の軸端
部に溶接され、前記コイル取付軸内に冷却液の液溜め部
を形成する円板状の端板とを備えている超電導回転電機
の回転子において、前記コイル取付軸及び前記端板の少
なくともいずれか一方に、軸方向に延びる薄肉円筒部が
設けられており、この薄肉円筒部で前記コイル取付軸と
前記端板とが溶接されていることを特徴とする超電導回
転電機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3040485A JP2672894B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 超電導回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3040485A JP2672894B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 超電導回転電機の回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04351458A JPH04351458A (ja) | 1992-12-07 |
| JP2672894B2 true JP2672894B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=12581900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3040485A Expired - Fee Related JP2672894B2 (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | 超電導回転電機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672894B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007074503A1 (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Yoshihiro Shiotani | 真空パネル |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585583B2 (ja) * | 1977-06-24 | 1983-01-31 | 富士電機株式会社 | 超電導回転機 |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP3040485A patent/JP2672894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04351458A (ja) | 1992-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |