JP2779398B2 - 超電導回転電機用回転子 - Google Patents
超電導回転電機用回転子Info
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- JP2779398B2 JP2779398B2 JP4074545A JP7454592A JP2779398B2 JP 2779398 B2 JP2779398 B2 JP 2779398B2 JP 4074545 A JP4074545 A JP 4074545A JP 7454592 A JP7454592 A JP 7454592A JP 2779398 B2 JP2779398 B2 JP 2779398B2
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- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、計測リード線及び電
線管から侵入する熱量を低減することができる超電導回
転電機用回転子に関するものである。
線管から侵入する熱量を低減することができる超電導回
転電機用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６１−１８８４６
号公報及び特開昭５９−１１７４５７号公報に記載され
た従来の超電導回転電機用回転子を示す断面図である。
図５において、１は冷却液である液体ヘリウム（図示せ
ず）によって極低温（４Ｋ）に冷却される超電導界磁コ
イル、２は超電導界磁コイル１が取り付けられるコイル
取付軸、３はコイル取付軸２の両側に設けられ、トルク
を伝達する円筒形のトルクチューブ、４、５はトルクチ
ューブ３にそれぞれ接続された駆動側端部軸、反駆動側
端部軸、６は駆動側端部軸４、反駆動側端部軸５を軸支
する軸受、７はコイル取付軸２及びトルクチューブ３を
取り囲むように配置され、超電導回転電機用回転子の振
動を減衰させる常温ダンパ、８はコイル取付軸２と常温
ダンパ７との間に配置され、超電導回転電機用回転子の
振動を減衰させる低温ダンパである。
号公報及び特開昭５９−１１７４５７号公報に記載され
た従来の超電導回転電機用回転子を示す断面図である。
図５において、１は冷却液である液体ヘリウム（図示せ
ず）によって極低温（４Ｋ）に冷却される超電導界磁コ
イル、２は超電導界磁コイル１が取り付けられるコイル
取付軸、３はコイル取付軸２の両側に設けられ、トルク
を伝達する円筒形のトルクチューブ、４、５はトルクチ
ューブ３にそれぞれ接続された駆動側端部軸、反駆動側
端部軸、６は駆動側端部軸４、反駆動側端部軸５を軸支
する軸受、７はコイル取付軸２及びトルクチューブ３を
取り囲むように配置され、超電導回転電機用回転子の振
動を減衰させる常温ダンパ、８はコイル取付軸２と常温
ダンパ７との間に配置され、超電導回転電機用回転子の
振動を減衰させる低温ダンパである。
【０００３】９、１０はコイル取付軸２のそれぞれ外周
部、両側面部に配置され、ヘリウムを保持するためのヘ
リウム外筒、ヘリウム端板である。超電導界磁コイル
１、コイル取付軸２、ヘリウム外筒９及びヘリウム端板
１０によって極低温部が構成される。１１はトルクチュ
ーブ３に設けられ、輻射によって侵入する熱量を低減す
る穴あき円板形の側部輻射シールド、１２はトルクチュ
ーブ３に取り付けられ、トルクチューブ３を通してコイ
ル取付軸２に侵入する熱量を低減する熱交換器である。
トルクチューブ３の内部、常温ダンパ７と低温ダンパ８
との間、低温ダンパ８とヘリウム外筒９との間等は真空
部１３となっている。１４は超電導界磁コイル１に界磁
電流を供給するためのスリップリング、１５は超電導界
磁コイル１等に取り付けられた計測素子（図示せず）か
ら出力される電気信号を伝送する計測リード線である。
計測素子は極低温部の温度やコイル取付軸２の歪み等の
計測を行い、計測結果を電気信号として出力するもので
ある。１６は計測リード線１５が内部に通されて、これ
をコイル取付軸２から駆動側端部軸４の中空部に導く電
線管、１７は計測リード線１５が接続される気密端子、
１８は駆動側端部軸４の中空部をふさぐメクラブタであ
る。
部、両側面部に配置され、ヘリウムを保持するためのヘ
リウム外筒、ヘリウム端板である。超電導界磁コイル
１、コイル取付軸２、ヘリウム外筒９及びヘリウム端板
１０によって極低温部が構成される。１１はトルクチュ
ーブ３に設けられ、輻射によって侵入する熱量を低減す
る穴あき円板形の側部輻射シールド、１２はトルクチュ
ーブ３に取り付けられ、トルクチューブ３を通してコイ
ル取付軸２に侵入する熱量を低減する熱交換器である。
トルクチューブ３の内部、常温ダンパ７と低温ダンパ８
との間、低温ダンパ８とヘリウム外筒９との間等は真空
部１３となっている。１４は超電導界磁コイル１に界磁
電流を供給するためのスリップリング、１５は超電導界
磁コイル１等に取り付けられた計測素子（図示せず）か
ら出力される電気信号を伝送する計測リード線である。
計測素子は極低温部の温度やコイル取付軸２の歪み等の
計測を行い、計測結果を電気信号として出力するもので
ある。１６は計測リード線１５が内部に通されて、これ
をコイル取付軸２から駆動側端部軸４の中空部に導く電
線管、１７は計測リード線１５が接続される気密端子、
１８は駆動側端部軸４の中空部をふさぐメクラブタであ
る。
【０００４】次に、図５に示した従来の超電導回転電機
用回転子の動作について説明する。まず、ヘリウム容器
部（ヘリウム外筒９及びヘリウム端板１０から構成され
る）により保持される液体ヘリウムによって、超電導界
磁コイル１を極低温に冷却し、超電導界磁コイル１を電
気抵抗をゼロの状態にする。液体ヘリウムは反駆動側端
部軸５の中空部内に設けられた導入管（図示せず）を介
してヘリウム容器部に供給されている。この状態でスリ
ップリング１４を介して界磁電流を供給すれば、電気抵
抗ゼロの状態では励磁損失がなくなるため、超電導界磁
コイル１に強力な磁界を発生させることができる。この
とき、駆動側端部軸４にトルクを与えて回転させると、
固定子（図示せず）に設けられたコイルに交流電流が発
生する。なお、液体ヘリウムの排出管や、超電導回転電
機用回転子に設置されるヘリウム導入装置、ヘリウム排
出装置等の図示は省略されている。
用回転子の動作について説明する。まず、ヘリウム容器
部（ヘリウム外筒９及びヘリウム端板１０から構成され
る）により保持される液体ヘリウムによって、超電導界
磁コイル１を極低温に冷却し、超電導界磁コイル１を電
気抵抗をゼロの状態にする。液体ヘリウムは反駆動側端
部軸５の中空部内に設けられた導入管（図示せず）を介
してヘリウム容器部に供給されている。この状態でスリ
ップリング１４を介して界磁電流を供給すれば、電気抵
抗ゼロの状態では励磁損失がなくなるため、超電導界磁
コイル１に強力な磁界を発生させることができる。この
とき、駆動側端部軸４にトルクを与えて回転させると、
固定子（図示せず）に設けられたコイルに交流電流が発
生する。なお、液体ヘリウムの排出管や、超電導回転電
機用回転子に設置されるヘリウム導入装置、ヘリウム排
出装置等の図示は省略されている。
【０００５】次に、極低温部に侵入する熱量を低減する
ための構造について説明する。トルクチューブ３を通し
て侵入する熱量が少なくなるように、トルクチューブ３
は薄肉円筒形にされ、熱交換器１２が取り付けられてい
る。また、側面からの輻射によって侵入する熱量を低減
するために側部輻射シールド１１が設けられている。さ
らに、真空部１３が設けられ高真空に保たれている。
ための構造について説明する。トルクチューブ３を通し
て侵入する熱量が少なくなるように、トルクチューブ３
は薄肉円筒形にされ、熱交換器１２が取り付けられてい
る。また、側面からの輻射によって侵入する熱量を低減
するために側部輻射シールド１１が設けられている。さ
らに、真空部１３が設けられ高真空に保たれている。
【０００６】一方、常温ダンパ７及び低温ダンパ８は、
固定子からの高調波磁界をシールドすることにより超電
導界磁コイル１を保護するとともに、電力系統のじょう
乱に起因する回転子振動を減衰させる。さらに、常温ダ
ンパ７は真空部１３の外筒としての機能、低温ダンパ８
はヘリウム外筒９に対する輻射シールドとしての機能も
有している。
固定子からの高調波磁界をシールドすることにより超電
導界磁コイル１を保護するとともに、電力系統のじょう
乱に起因する回転子振動を減衰させる。さらに、常温ダ
ンパ７は真空部１３の外筒としての機能、低温ダンパ８
はヘリウム外筒９に対する輻射シールドとしての機能も
有している。
【０００７】また、計測素子が超電導界磁コイル１等に
取り付けられて、所定の計測を行っている。この計測素
子から出力される電気信号を伝送する計測リード線１５
は、電線管１６内の中空部に通されて、気密端子１７に
接続されている。このため、計測リード線１５及び電線
管１６は４Ｋの極低温部と約３００Ｋの常温部とを結ん
でいることになる。
取り付けられて、所定の計測を行っている。この計測素
子から出力される電気信号を伝送する計測リード線１５
は、電線管１６内の中空部に通されて、気密端子１７に
接続されている。このため、計測リード線１５及び電線
管１６は４Ｋの極低温部と約３００Ｋの常温部とを結ん
でいることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導回転電機
用回転子は、以上のように構成されており、計測素子に
接続される計測リード線１５及び計測リード線１５が通
される電線管１６を伝導して極低温部に熱が侵入してし
まう。このため、超電導界磁コイル１を冷却する液体ヘ
リウム消費量の増大を招くとともに、液体ヘリウムの気
化に起因するヘリウム容器部内の液体ヘリウムの液面変
動のために、超電導回転電機用回転子の信頼性が低下す
るという課題があった。
用回転子は、以上のように構成されており、計測素子に
接続される計測リード線１５及び計測リード線１５が通
される電線管１６を伝導して極低温部に熱が侵入してし
まう。このため、超電導界磁コイル１を冷却する液体ヘ
リウム消費量の増大を招くとともに、液体ヘリウムの気
化に起因するヘリウム容器部内の液体ヘリウムの液面変
動のために、超電導回転電機用回転子の信頼性が低下す
るという課題があった。
【０００９】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、計測リード線及び電線管を通し
て侵入する熱量を低減することにより、液体ヘリウム消
費量を少なくするとともに、信頼性の高い超電導回転電
機用回転子を得ることを目的とする。
ためになされたもので、計測リード線及び電線管を通し
て侵入する熱量を低減することにより、液体ヘリウム消
費量を少なくするとともに、信頼性の高い超電導回転電
機用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】この発明の請求項１に係
る超電導回転電機用回転子は、電線管内部の気体の移動
を妨げる仕切り板を電線管内部に設けたものである。
る超電導回転電機用回転子は、電線管内部の気体の移動
を妨げる仕切り板を電線管内部に設けたものである。
【００１１】
【作用】この発明の請求項１に係る超電導回転電機用回
転子においては、仕切り板を用いて電線管を対流が生じ
る区間に分割し、特に、極低温部と常温部との間で対流
が生じないようにして、極低温部に侵入する熱量を低減
させる。
転子においては、仕切り板を用いて電線管を対流が生じ
る区間に分割し、特に、極低温部と常温部との間で対流
が生じないようにして、極低温部に侵入する熱量を低減
させる。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の参考例を示す断面図であ
り、図１と同一または相当部分には同一符号を付し、そ
の説明は省略する。１９は先端部が電線管１６に接続さ
れ、液体ヘリウムの気化後の冷却ガスすなわちヘリウム
ガスを電線管１６に導く冷却ガス導入管、２０は先端部
が電線管１６に接続され、電線管１６からのヘリウムガ
スを超電導回転電機用回転子の外部に排出する冷却ガス
排出管である。
り、図１と同一または相当部分には同一符号を付し、そ
の説明は省略する。１９は先端部が電線管１６に接続さ
れ、液体ヘリウムの気化後の冷却ガスすなわちヘリウム
ガスを電線管１６に導く冷却ガス導入管、２０は先端部
が電線管１６に接続され、電線管１６からのヘリウムガ
スを超電導回転電機用回転子の外部に排出する冷却ガス
排出管である。
【００１３】次に、図１に示したこの発明の参考例の動
作について説明する。超電導界磁コイル１を冷却し気化
した後のヘリウムガスの一部を、冷却ガス導入管１９に
よって電線管１６に導く。導かれたヘリウムガスは、計
測リード線１５及び電線管１６を冷却し、これらを伝導
して極低温部に侵入する熱量を低減させる。伝導熱を吸
収して温度が上昇したヘリウムガスは、冷却ガス排出管
２０によって超電導回転電機用回転子の外部に排出され
る。なお、冷却ガス導入管１９に導入されるヘリウムガ
スは、もともと、超電導回転電機用回転子の外部に排出
される蒸発ガスの一部であり、ヘリウムガスを新たに必
要とはしない。
作について説明する。超電導界磁コイル１を冷却し気化
した後のヘリウムガスの一部を、冷却ガス導入管１９に
よって電線管１６に導く。導かれたヘリウムガスは、計
測リード線１５及び電線管１６を冷却し、これらを伝導
して極低温部に侵入する熱量を低減させる。伝導熱を吸
収して温度が上昇したヘリウムガスは、冷却ガス排出管
２０によって超電導回転電機用回転子の外部に排出され
る。なお、冷却ガス導入管１９に導入されるヘリウムガ
スは、もともと、超電導回転電機用回転子の外部に排出
される蒸発ガスの一部であり、ヘリウムガスを新たに必
要とはしない。
【００１４】実施例１． 図２はこの発明の実施例１を示す断面図であり、２１は
電線管１６内部の気体の移動を妨げるために、電線管１
６の内部に複数個設けられ電線管１６内の空間を軸方向
に区切る仕切り板である。図３(ａ)のように仕切り板が
無い場合、電線管１６内のヘリウムガスには、大きな遠
心力のために、常温部と極低温部との間での激しい対流
が生じる。このとき、ヘリウムガスは常温部で加熱され
て極低温部で熱を放出するため、電線管１６がヒートパ
イプのように作用することになる。
電線管１６内部の気体の移動を妨げるために、電線管１
６の内部に複数個設けられ電線管１６内の空間を軸方向
に区切る仕切り板である。図３(ａ)のように仕切り板が
無い場合、電線管１６内のヘリウムガスには、大きな遠
心力のために、常温部と極低温部との間での激しい対流
が生じる。このとき、ヘリウムガスは常温部で加熱され
て極低温部で熱を放出するため、電線管１６がヒートパ
イプのように作用することになる。
【００１５】そこで、図３(ｂ)のように仕切り板２１を
設けてヘリウムガスの軸方向の移動を妨げることにより
対流を各区間内に留まらせれば、ヘリウムガスの対流に
よって極低温部が加熱されるのを防止することができ
る。
設けてヘリウムガスの軸方向の移動を妨げることにより
対流を各区間内に留まらせれば、ヘリウムガスの対流に
よって極低温部が加熱されるのを防止することができ
る。
【００１６】実施例２． 図４はこの発明の実施例２を示す断面図であり、１９
ａ、２０ａは仕切り板２１によって区切られた区間毎に
１対設けられた冷却ガス導入管、冷却ガス排出管であ
る。実施例２では、仕切り板２１によって極低温部と常
温部との間での対流をなくしており、さらに、各区間に
導入されるヘリウムガスによって、計測リード線１５及
び電線管１６を伝導する熱を超電導回転電機用回転子の
外部に排出することができる。
ａ、２０ａは仕切り板２１によって区切られた区間毎に
１対設けられた冷却ガス導入管、冷却ガス排出管であ
る。実施例２では、仕切り板２１によって極低温部と常
温部との間での対流をなくしており、さらに、各区間に
導入されるヘリウムガスによって、計測リード線１５及
び電線管１６を伝導する熱を超電導回転電機用回転子の
外部に排出することができる。
【００１７】なお、実施例１及び２では、超電導回転電
機用回転子は発電機に用いられているとしたが、電動機
に用いられているとしてもよい。
機用回転子は発電機に用いられているとしたが、電動機
に用いられているとしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る超電導回転電機用回転子によれば、計測リード線及び
電線管を通して侵入する熱量を低減し、液体ヘリウム消
費量を少なくするとともに、信頼性が向上するという効
果がある。
る超電導回転電機用回転子によれば、計測リード線及び
電線管を通して侵入する熱量を低減し、液体ヘリウム消
費量を少なくするとともに、信頼性が向上するという効
果がある。
【図１】 この発明の参考例を示す断面図である。
【図２】 この発明の実施例１を示す断面図である。
【図３】 この発明の実施例１の説明図である。
【図４】 この発明の実施例２を示す断面図である。
【図５】 従来の超電導回転電機用回転子を示す断面図
である。
である。
１ 超電導界磁コイル、２ コイル取付軸、９ ヘリウ
ム外筒、１０ ヘリウム端板、１５ 計測リード線、１
６ 電線管、１９ 冷却ガス導入管、２０ 冷却ガス排
出管、２１ 仕切り板。
ム外筒、１０ ヘリウム端板、１５ 計測リード線、１
６ 電線管、１９ 冷却ガス導入管、２０ 冷却ガス排
出管、２１ 仕切り板。
Claims (1)
- 【請求項１】 冷却液によって極低温に冷却される極低
温部と、 この極低温部に配置され、計測を行い、計測結果を電気
信号として出力する計測素子と、 前記計測素子から出力される電気信号を伝送する計測リ
ード線と、 前記計測リード線が通される電線管と、 を有する超電導回転電機用回転子において、 前記電線管内部の気体の移動を妨げる仕切り板を前記電
線管内部に設けたことを特徴とする超電導回転電機用回
転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074545A JP2779398B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 超電導回転電機用回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074545A JP2779398B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 超電導回転電機用回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630552A JPH0630552A (ja) | 1994-02-04 |
| JP2779398B2 true JP2779398B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=13550336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074545A Expired - Fee Related JP2779398B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 超電導回転電機用回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2779398B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200490356Y1 (ko) * | 2017-02-28 | 2019-11-01 | 송유정 | 인쇄회로기판용 점퍼 와이어 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2865264B2 (ja) * | 1991-04-08 | 1999-03-08 | 株式会社東芝 | 超電導磁石装置 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4074545A patent/JP2779398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630552A (ja) | 1994-02-04 |
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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 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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