JP5367393B2

JP5367393B2 - Superconducting device

Info

Publication number: JP5367393B2
Application number: JP2009018888A
Authority: JP
Inventors: 義正大橋; 暢朗奥村; 秀年久須美
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010178518A

Description

本発明は電極をもつ超電導装置に関する。 The present invention relates to a superconducting device having electrodes.

従来、臨界温度以下において超電導現象を示す超電導部と、超電導部を断熱状態に収容する基体と、容器内の超電導部が臨界温度以下となるように超電導部を冷却させるための冷却部と、超電導部に電気的に接続され超電導部に給電する電極とを有する超電導装置が知られている（特許文献１，２）。このものによれば、超電導部をこれの臨界温度以下に冷却させれば、超電導部の超電導現象が得られ、電気エネルギが節約される。 Conventionally, a superconducting part that exhibits a superconducting phenomenon below a critical temperature, a base that accommodates the superconducting part in an adiabatic state, a cooling part that cools the superconducting part so that the superconducting part in the container is below the critical temperature, and superconducting There is known a superconducting device having an electrode electrically connected to a part and an electrode for feeding power to the superconducting part (Patent Documents 1 and 2). According to this, if the superconducting part is cooled below its critical temperature, the superconducting phenomenon of the superconducting part can be obtained and the electrical energy can be saved.

特開２００７−８９３４５号公報JP 2007-89345 A 特開２００８−１５９８２８号公報JP 2008-159828 A

上記した超電導装置によれば、使用時には、超電導部がこれの臨界温度以下の極低温に冷却されるため、電極もその影響で冷却される。そして、電極が空気雰囲気に晒されていると、空気に含まれる気相状の水蒸気に起因して、結露が電極の表面に発生したりする。電極の表面が更に低温になると、着霜が電極の表面に発生したりするおそれがある。具体的には、電極付近の空気が飽和蒸気圧となる温度まで冷却されると、電極または基体の表面において結露がはじまる。更に電極の表面温度が０℃以下となると、結露水が氷結したり、空気に含まれている気相状の水蒸気が電極または基体の表面において着霜したりするおそれがある。このような場合、超電導装置の使用に制限がかかることがある。ここで、着霜は、空気中に含まれる気相状の水分が冷却されて霜を形成する現象をいう。結露は、空気中に含まれる気相状の水分が冷却されて凝縮水を形成する現象をいう。更には氷結した水分が融解・凝固を繰り返すと、水分の凝固は体積膨脹を発生させるため、電極付近において機械的な損傷が誘発されるおそれがある。 According to the above-described superconducting device, the superconducting part is cooled to a cryogenic temperature lower than or equal to the critical temperature at the time of use, so that the electrode is also cooled by the influence. When the electrode is exposed to an air atmosphere, condensation occurs on the surface of the electrode due to vapor-phase water vapor contained in the air. If the surface of the electrode is further cooled, frost formation may occur on the surface of the electrode. Specifically, when the air near the electrode is cooled to a temperature at which the saturated vapor pressure is reached, dew condensation starts on the surface of the electrode or the substrate. Further, when the surface temperature of the electrode is 0 ° C. or lower, the dew condensation water may freeze, or vapor phase water vapor contained in the air may form frost on the surface of the electrode or the substrate. In such a case, use of the superconducting device may be restricted. Here, frost formation refers to a phenomenon in which gas phase moisture contained in the air is cooled to form frost. Condensation refers to a phenomenon in which vapor-phase moisture contained in the air is cooled to form condensed water. Furthermore, when the frozen water is repeatedly melted and solidified, the solidification of the water causes volume expansion, which may cause mechanical damage in the vicinity of the electrode.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、電極付近における着霜や結露を抑制させるのに貢献できる超電導装置を提供するにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a superconducting device that can contribute to suppressing frost formation and dew condensation in the vicinity of an electrode.

本発明に係る超電導装置は、臨界温度以下において超電導現象を示す超電導部と、超電導部を収容する基体と、基体に収容されている超電導部がこれの臨界温度以下となるように超電導部を冷却させるための冷却部と、超電導部または電気機器に給電すると共に冷却部による冷却の影響を受ける電極と、電極を基体に固定する固定部と、電極および／または固定部に熱エネルギを与えて電極および／または固定部の表面を着霜温度または結露温度以上に維持することにより、結露および／または着霜を抑制する電極温度調整要素とを具備し、電極温度調整要素は、電極および／または固定部に熱エネルギを与える熱交換媒体が供給される熱交換室と、前記換室に前記熱交換媒体を供給するための熱交換媒体供給部とを備え、冷却部はコンプレッサを備えており、電極温度調整要素の熱交換媒体供給部は、冷却部に設けられているコンプレッサを熱交換媒体で冷却させる熱交換媒体循環通路と、熱交換媒体循環通路の熱交換媒体を熱交換室に供給するための搬送源とを備えていることを特徴とする。 The superconducting device according to the present invention cools the superconducting part so that the superconducting part exhibiting a superconducting phenomenon below the critical temperature, the base that contains the superconducting part, and the superconducting part that is contained in the base are below the critical temperature. A cooling part for supplying the electric power to the superconducting part or the electric device, an electrode affected by the cooling by the cooling part, a fixing part for fixing the electrode to the base, and an electrode by applying thermal energy to the electrode and / or the fixing part And / or an electrode temperature adjusting element that suppresses dew condensation and / or frost formation by maintaining the surface of the fixing part at a temperature higher than the frosting temperature or the dew condensation temperature, and the electrode temperature adjusting element is an electrode and / or a fixed electrode. A heat exchange chamber for supplying a heat exchange medium for supplying heat energy to the unit, and a heat exchange medium supply unit for supplying the heat exchange medium to the exchange chamber. The heat exchange medium supply part of the electrode temperature adjusting element includes a heat exchange medium circulation path for cooling the compressor provided in the cooling part with the heat exchange medium, and a heat exchange medium in the heat exchange medium circulation path. It characterized that you have a conveying source for supplying the heat exchange chamber.

電極は、超電導部または電気機器に電気的に接続されており、超電導部または電気機器に給電する。電気機器としては超電導部以外の電気機器が挙げられる。固定部は電極を基体に固定するものである。冷却部により超電導部がこれの臨界温度以下に維持されていると、超電導部が超電導状態を示す。冷却部の冷却の影響を受けて、電極が冷却されると共に、電極を固定する固定部も冷却される。電極および／または固定部の表面が結露温度または着霜温度未満に過剰に冷却されると、電極および／または固定部の表面において、結露または着霜が発生するおそれがある。 The electrode is electrically connected to the superconducting part or the electric device and supplies power to the superconducting part or the electric device. Examples of the electric device include electric devices other than the superconducting portion. The fixing part fixes the electrode to the base. When the superconducting part is maintained below the critical temperature by the cooling part, the superconducting part exhibits a superconducting state. Under the influence of the cooling of the cooling part, the electrode is cooled and the fixing part for fixing the electrode is also cooled. If the surface of the electrode and / or fixing part is excessively cooled below the condensation temperature or frosting temperature, condensation or frosting may occur on the surface of the electrode and / or fixing part.

電極温度調整要素は、電極および／または固定部に熱エネルギを与える。このため電極および／または固定部の表面を結露温度または着霜温度以上に維持することができる。これにより電極および／または固定部近傍の空気雰囲気が水蒸気を含むときであっても、結露または着霜が抑制される。 The electrode temperature adjusting element provides thermal energy to the electrode and / or the fixed part. For this reason, the surface of an electrode and / or a fixing | fixed part can be maintained more than dew condensation temperature or frosting temperature. Thereby, even when the air atmosphere in the vicinity of the electrode and / or the fixed portion contains water vapor, dew condensation or frost formation is suppressed.

超電導部に給電する電極温度調整要素は、超電導部が冷却部により冷却されて過剰に低温とされるとき、電極および／または固定部に熱エネルギを与え、電極および／または固定部の表面を結露温度または着霜温度以上に維持する。これにより電極および／または固定部の近傍の空気雰囲気が水蒸気を含むときであっても、結露および／または着霜が抑制される。 The electrode temperature adjusting element that supplies power to the superconducting part gives thermal energy to the electrode and / or the fixing part when the superconducting part is cooled by the cooling part and is excessively cooled, and the surface of the electrode and / or the fixing part is condensed. Maintain above temperature or frosting temperature. Thereby, even when the air atmosphere in the vicinity of the electrode and / or the fixing portion contains water vapor, dew condensation and / or frost formation is suppressed.

参考例１に係り、超電導装置を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on the reference example 1 and shows a superconducting apparatus. 参考例１に係り、超電導装置の電極付近を拡大して示す断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating the vicinity of an electrode of a superconducting device according to Reference Example 1; 参考例２に係り、超電導装置の電極付近を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on the reference example 2, and expands and shows the electrode vicinity of a superconducting apparatus. 参考例３に係り、超電導装置の電極付近を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the electrode vicinity of a superconducting device concerning the reference example 3. 参考例４に係り、超電導装置の電極付近を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the electrode vicinity of a superconducting apparatus concerning the reference example 4. 参考例５に係り、超電導装置の電極付近を拡大して示す断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of an electrode of a superconducting device according to Reference Example 5; 実施例１に係り、超電導装置を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Example 1 and shows a superconducting apparatus. 実施例２に係り、超電導装置を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Example 2 and shows a superconducting device. 実施例３に係り、超電導装置を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Example 3 and shows a superconducting apparatus. 実施例４に係り、超電導装置を示す断面図である。It is sectional drawing which concerns on Example 4 and shows a superconducting apparatus.

超電導部は、これの臨界温度以下に冷却されると、超電導状態を示すものであり、形状および構造を問わない。更に、冷却部は、超電導部材の超電導状態を維持するために超電導部をこれの臨界温度以下の低温に維持するものである。低温は極低温が好ましい。極低温とは、超電導部の超電導状態を維持できる温度域以下とすることができる。従って、超電導部を構成する超電導材料の臨界温度または組成によって、極低温状態の温度域は相違する。極低温状態とは、実用的には、窒素ガスの液化温度（７７Ｋ）以下よりも低温であることが好ましい。但し、極低温状態とは、超電導部材の組成によっては１００Ｋ以下、１５０Ｋ以下でよい場合がある。冷却部は冷凍機を含む構造であっても良いし、あるいは、冷凍機からの低温を超電導部側に伝熱させる伝熱機構でも良いし、あるいは、冷凍機を搭載せずに、極低温の冷媒（例えば液化ヘリウム、液化窒素、液化酸素）を断熱保持する機構でも良い。 When the superconducting part is cooled below the critical temperature, the superconducting part exhibits a superconducting state and can be of any shape and structure. Furthermore, the cooling unit maintains the superconducting part at a low temperature below its critical temperature in order to maintain the superconducting state of the superconducting member. The low temperature is preferably a very low temperature. Cryogenic temperature can be below the temperature range which can maintain the superconducting state of a superconducting part. Therefore, the temperature range in the cryogenic state differs depending on the critical temperature or composition of the superconducting material constituting the superconducting portion. Practically, the cryogenic state is preferably lower than the liquefaction temperature of nitrogen gas (77K) or lower. However, the cryogenic state may be 100K or less and 150K or less depending on the composition of the superconducting member. The cooling unit may have a structure including a refrigerator, or may be a heat transfer mechanism for transferring the low temperature from the refrigerator to the superconducting unit, or a cryogenic unit without a refrigerator. A mechanism that adiabaticly holds a refrigerant (for example, liquefied helium, liquefied nitrogen, or liquefied oxygen) may be used.

電極温度調整要素は、電極および／または固定部に熱エネルギを与え、電極および／または固定部の表面を結露温度または着霜温度以上に維持するものである。結露温度は降温により結露が開始される温度である。着霜温度は降温により着霜が開始される温度である。電極温度調整要素は、電極および／または固定部に熱交換媒体の熱エネルギを供給する方式を採用することが好ましい。熱交換媒体は気体、液体のいずれでも良い。気体は空気、窒素ガス、窒素富化ガス、アルゴンガス等が挙げられる。気体であれば、電極と熱交換した後にそのまま大気に放出することもできる。液体としては水（電気絶縁性が高い純水を含む）、オイル、不凍液があげられる。液体であれば、熱交換量を増加できる。 The electrode temperature adjusting element applies thermal energy to the electrode and / or the fixed portion, and maintains the surface of the electrode and / or the fixed portion at a condensation temperature or a frosting temperature or higher. The condensation temperature is a temperature at which condensation starts when the temperature falls. The frosting temperature is a temperature at which frosting starts when the temperature falls. The electrode temperature adjusting element preferably employs a method of supplying the heat energy of the heat exchange medium to the electrode and / or the fixed part. The heat exchange medium may be either gas or liquid. Examples of the gas include air, nitrogen gas, nitrogen-enriched gas, and argon gas. If it is a gas, it can be directly discharged into the atmosphere after heat exchange with the electrodes. Examples of the liquid include water (including pure water having high electrical insulation), oil, and antifreeze. If it is a liquid, the amount of heat exchange can be increased.

本発明の一視点によれば、好ましくは、電極温度調整要素は、電極および／または固定部に熱エネルギを与える熱交換媒体が供給される熱交換室と、熱交換室に熱交換媒体を供給するための熱交換媒体供給部とを備えている。電極の温度調整を考慮すると、熱交換室は電極に隣設されていることが好ましい。 According to an aspect of the present invention, preferably, the electrode temperature adjusting element supplies a heat exchange chamber to which a heat exchange medium that gives thermal energy to the electrode and / or the fixed portion is supplied, and supplies the heat exchange medium to the heat exchange chamber. And a heat exchange medium supply unit. Considering the temperature adjustment of the electrode, it is preferable that the heat exchange chamber is adjacent to the electrode.

本発明の一視点によれば、好ましくは、熱交換室と超電導部との間には、真空断熱室が配置されている。この場合、熱交換室に熱エネルギが与えられても、真空断熱室により熱交換室から超電導部に熱侵入することが抑制される。 According to one aspect of the present invention, preferably, a vacuum heat insulating chamber is disposed between the heat exchange chamber and the superconducting portion. In this case, even if thermal energy is given to the heat exchange chamber, the vacuum heat insulation chamber prevents the heat intrusion from the heat exchange chamber to the superconducting portion.

本発明の一視点によれば、冷却部がコンプレッサを搭載している場合には、好ましくは、電極温度調整要素は、冷却部に設けられているコンプレッサを熱交換媒体で冷却させる熱交換媒体循環通路と、熱交換媒体循環通路の熱交換媒体を熱交換室に供給するための搬送源とを備えている。搬送源としては、熱交換媒体の種類に応じてポンプ、ファン、ブロア、コンプレッサが例示される。 According to one aspect of the present invention, when the cooling unit is equipped with a compressor, the electrode temperature adjustment element is preferably a heat exchange medium circulation that cools the compressor provided in the cooling unit with a heat exchange medium. A passage and a conveyance source for supplying the heat exchange medium in the heat exchange medium circulation passage to the heat exchange chamber are provided. Examples of the conveyance source include a pump, a fan, a blower, and a compressor according to the type of the heat exchange medium.

本発明の一視点によれば、電極温度調整要素により電極および／または固定部に熱エネルギを与え、電極および／または固定部の表面を着霜温度または結露温度以上に維持することにより、着霜または結露を抑制するモードと、電極温度調整要素が電極および／または固定部に熱エネルギを与えることを抑えるモードとを切り替える切替要素が設けられていることができる。 According to one aspect of the present invention, frost formation is achieved by applying thermal energy to the electrode and / or the fixed portion by the electrode temperature adjusting element, and maintaining the surface of the electrode and / or the fixed portion at or above the frost temperature or the dew condensation temperature. Or the switching element which switches the mode which suppresses dew condensation, and the mode which suppresses that an electrode temperature adjustment element gives a thermal energy to an electrode and / or a fixing | fixed part can be provided.

（参考例１）
図１および図２は参考例１を示す。本参考例は、あくまでも本発明の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本参考例は超電導装置の代表例である磁場発生装置の一例として超電導モータ装置に適用している。図１は、本例に係る超電導モータ装置１を示す。超電導モータ装置１は、車載用、定置用、産業用等に利用できるものであり、磁場発生部として機能する超電導モータ２と、冷却部として機能する極低温発生部３と、基体として機能する容器４とを有する。 (Reference Example 1)
1 and 2 show Reference Example 1. FIG. This reference example is merely an example of the present invention, and is not limited thereto. This reference example is applied to a superconducting motor device as an example of a magnetic field generator that is a typical example of a superconducting device. FIG. 1 shows a superconducting motor device 1 according to this example. The superconducting motor device 1 can be used for in-vehicle use, stationary use, industrial use, and the like, and includes a superconducting motor 2 that functions as a magnetic field generation unit, a cryogenic generation unit 3 that functions as a cooling unit, and a container that functions as a substrate. 4.

ここで、超電導モータ２は、位相が１２０度ずつそれぞれ相違する三相の交流電流を給電するモータを形成する。超電導モータ２は、これの軸心Ｐ１の回りを１周する円筒形状をなす固定子２０と、固定子２０に対して回転可能な可動子として機能する回転子２７とを有する。回転子２７は、超電導モータ２の軸心Ｐ１の回りで回転可能に支持された回転軸２８と、回転軸２８の外周部にこれの周方向に間隔を隔てて配置された複数個の永久磁石部２９とを有する。永久磁石部２９は公知の永久磁石で形成できる。 Here, the superconducting motor 2 forms a motor that supplies three-phase alternating currents having phases different from each other by 120 degrees. The superconducting motor 2 includes a cylindrical stator 20 that makes a round around the axis P <b> 1 thereof, and a rotor 27 that functions as a movable element that can rotate with respect to the stator 20. The rotor 27 includes a rotating shaft 28 that is rotatably supported around the axis P1 of the superconducting motor 2, and a plurality of permanent magnets arranged on the outer peripheral portion of the rotating shaft 28 at intervals in the circumferential direction thereof. Part 29. The permanent magnet portion 29 can be formed of a known permanent magnet.

固定子２０は、透磁ヨークとして機能する透磁率が高い材料で形成された円筒形状をなす固定鉄心２１と、固定鉄心２１を構成するティース部２１０に巻回されて保持された超電導部として機能する超電導コイル２２とを有する。ティース部２１０は、径内方向に均等な間隔を隔てて複数個配置されている。なお、図１において、超電導コイル２２において、ティース部２１０を挟むコイル線２２ｘとコイル線２２ｙとは、互いに逆向きに電流を流す。 The stator 20 functions as a cylindrical fixed iron core 21 made of a material having high magnetic permeability that functions as a magnetically permeable yoke, and a superconducting part that is wound and held around a tooth portion 210 that constitutes the fixed iron core 21. And a superconducting coil 22. A plurality of teeth 210 are arranged at equal intervals in the radial direction. In FIG. 1, in the superconducting coil 22, the coil wire 22 x and the coil wire 22 y sandwiching the tooth portion 210 flow currents in opposite directions.

超電導コイル２２は三相の交流電流を通電できるように３個に分割されている。超電導コイル２２は公知の超電導材料で形成されている。超電導コイル２２は、固定鉄心２１の内周部に形成されたスロットル溝２１ａ内に配置されている。三相の交流電流が超電導コイル２２に流れると、固定子２０の回りつまり軸心Ｐ１の回りを回転する回転磁場が発生する。回転磁場により回転子２７がこれの軸心Ｐ１の回りで回転し、モータ機能が得られる。 The superconducting coil 22 is divided into three so that a three-phase alternating current can be passed. Superconducting coil 22 is made of a known superconducting material. The superconducting coil 22 is disposed in a throttle groove 21 a formed in the inner peripheral portion of the fixed iron core 21. When a three-phase alternating current flows through the superconducting coil 22, a rotating magnetic field that rotates around the stator 20, that is, around the axis P1 is generated. The rotor 27 is rotated around its axis P1 by the rotating magnetic field, and a motor function is obtained.

極低温発生部３は、超電導コイル２２の超電導状態を維持するために超電導コイル２２を極低温に維持するものである。極低温発生部３で得られる極低温の温度領域は、超電導コイル２２を構成する超電導材料の材質に応じて選択されるが、窒素液化温度以下にでき、例えば、例えば０〜１５０Ｋ、殊に１〜１００Ｋ、１〜８０Ｋとすることができる。但し、超電導材料の材質によってはこれらに限定されるものではない。極低温発生部３は、極低温をコールドヘッド３２において発生させる冷凍機３０を有する。冷凍機３０としては、パルス管冷凍機、スターリング冷凍機、ギホードマクマホン冷凍機、ソルベイ冷凍機、ヴィルマイヤー冷凍機等といった公知の冷凍機を例示できる。 The cryogenic temperature generator 3 maintains the superconducting coil 22 at a cryogenic temperature in order to maintain the superconducting state of the superconducting coil 22. The cryogenic temperature range obtained by the cryogenic generator 3 is selected according to the material of the superconducting material constituting the superconducting coil 22, but can be made lower than the nitrogen liquefaction temperature, for example, 0 to 150 K, especially 1 -100K, 1-80K. However, it is not limited to these depending on the material of the superconducting material. The cryogenic temperature generation unit 3 includes a refrigerator 30 that generates an extremely low temperature in the cold head 32. Examples of the refrigerator 30 include known refrigerators such as a pulse tube refrigerator, a Stirling refrigerator, a Gifod McMahon refrigerator, a Solvay refrigerator, a Villemeier refrigerator, and the like.

冷凍機３０のコールドヘッド３２と超電導モータ２の固定子２０の固定鉄心２１とを伝熱可能に繋ぐ伝熱材料を基材とする熱伝導部３３が設けられている。熱伝導部３３は、コールドヘッド３２で低温に冷却されるヘッド３３ｈをもつ。熱伝導部３３は、高い伝熱性を有する材料（例えば、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金）等で形成されている。 A heat conducting portion 33 is provided that uses a heat transfer material as a base material that connects the cold head 32 of the refrigerator 30 and the fixed iron core 21 of the stator 20 of the superconducting motor 2 so as to allow heat transfer. The heat conducting unit 33 has a head 33 h that is cooled to a low temperature by the cold head 32. The heat conducting portion 33 is formed of a material having high heat conductivity (for example, copper alloy, aluminum, aluminum alloy) or the like.

図１に示すように、容器４は容器状をなしており、超電導コイル２２を断熱させる断熱室として機能する減圧断熱室として機能する真空断熱室４０を形成する。真空とは、大気圧よりも断熱を維持できる程度の減圧状態であることを意味し、大気圧よりも減圧されていればよく、例えば１０−１Ｐａ以下、１０−２Ｐａ以下、あるいは１０−５Ｐａ以下とすることができる。容器４の真空断熱室４０は、固定子２０に巻回されて保持されている超電導コイル２２の外周側（外側）を固定子２０の外周側（外側）と共に包囲する外側真空断熱室４１（例えば１０−１Ｐａ以下，１０−２Ｐａ以下）と、超電導コイル２２の内周側（内側）を固定子２０の内周側（内側）と共に包囲する内側真空断熱室４２（圧力：例えば１０−１Ｐａ以下，１０−２Ｐａ以下）とを有する。なお、真空断熱室４０は出荷時に高真空状態（大気圧よりも減圧されている状態）に維持されているが、メンテナンス等により長期にわたり高真空状態に維持されることが好ましい。 As shown in FIG. 1, the container 4 has a container shape, and forms a vacuum heat insulating chamber 40 that functions as a vacuum heat insulating chamber that functions as a heat insulating chamber for insulating the superconducting coil 22. The vacuum means that the pressure is reduced so as to maintain heat insulation from the atmospheric pressure, and it is sufficient that the pressure is reduced from the atmospheric pressure, for example, 10-1 Pa or less, 10-2 Pa or less, or 10-5 Pa or less. It can be. The vacuum heat insulating chamber 40 of the container 4 is an outer vacuum heat insulating chamber 41 (for example, surrounding the outer peripheral side (outside) of the superconducting coil 22 wound around the stator 20 together with the outer peripheral side (outer side) of the stator 20. 10-1 Pa or less, 10-2 Pa or less) and an inner vacuum insulation chamber 42 (pressure: for example, 10-1 Pa or less, which surrounds the inner peripheral side (inner side) of the superconducting coil 22 together with the inner peripheral side (inner side) of the stator 20. 10-2 Pa or less). The vacuum heat insulation chamber 40 is maintained in a high vacuum state (a state where the pressure is reduced from the atmospheric pressure) at the time of shipment, but it is preferable that the vacuum heat insulation chamber 40 be maintained in a high vacuum state for a long time by maintenance or the like.

この場合、超電導コイル２２は外側真空断熱室４１と内側真空断熱室４２とで包囲されているため、超電導コイル２２は極低温状態に維持され、ひいては超電導状態が維持される。図１に示すように、外側真空断熱室４１は、固定子２０の外周部を包囲する第１断熱室部分４１ａと、熱伝導部３３のヘッド部３３ｈおよびコールドヘッド３２の外側を包囲する第２断熱室部分４１ｃとを有する。第２断熱室部分４１ｃは、熱伝導部３３およびコールドヘッド３２を包囲しており、これらの低温を維持する。 In this case, since the superconducting coil 22 is surrounded by the outer vacuum heat insulating chamber 41 and the inner vacuum heat insulating chamber 42, the superconducting coil 22 is maintained in an extremely low temperature state, and thus the superconducting state is maintained. As shown in FIG. 1, the outer vacuum heat insulating chamber 41 includes a first heat insulating chamber portion 41 a that surrounds the outer peripheral portion of the stator 20, and a second outer portion that surrounds the outside of the head portion 33 h and the cold head 32 of the heat conducting portion 33. And a heat insulating chamber portion 41c. The second heat insulating chamber portion 41c surrounds the heat conducting section 33 and the cold head 32, and maintains these low temperatures.

図１に示すように、容器４は、外側から内側にかけて、同軸的に配置された第１容器４３、第２容器４４、第３容器４５、第４容器４６を有する。第１容器４３および第２容器４４は、外側真空断熱室４１を形成するように、固定鉄心２１の径方向において互いに対面する。第３容器４５および第４容器４６は、内側真空断熱室４２を形成するように、固定鉄心２１の径方向において互いに対面する。 As shown in FIG. 1, the container 4 includes a first container 43, a second container 44, a third container 45, and a fourth container 46 that are arranged coaxially from the outside to the inside. The first container 43 and the second container 44 face each other in the radial direction of the fixed iron core 21 so as to form the outer vacuum heat insulation chamber 41. The third container 45 and the fourth container 46 face each other in the radial direction of the fixed iron core 21 so as to form the inner vacuum heat insulation chamber 42.

第４容器４６で区画される円筒形状の空間４７には、回転子２７が回転可能に配置されている。空間４７は大気に連通している。回転子２７は回転作動体に連結されている。なお、超電導モータ装置１が自動車等の車両に搭載される場合には、回転作動体は走行用のホィール等が例示される。従って、回転子２７が回転すると、ホィールが回転することができる。 A rotor 27 is rotatably disposed in a cylindrical space 47 defined by the fourth container 46. The space 47 communicates with the atmosphere. The rotor 27 is connected to a rotary operating body. In addition, when the superconducting motor device 1 is mounted on a vehicle such as an automobile, the rotary operating body is exemplified by a traveling wheel or the like. Therefore, when the rotor 27 rotates, the wheel can rotate.

図１に示すように、第１容器４３は、超電導モータ２の外周部を包囲する筒状の第１包囲部４３１と、超電導コイル２２に給電する３相用の電流導入線５６を案内する案内室４３２を形成する筒状をなす案内部４３３と、コールドヘッド３２および熱伝導部３３を覆うように第２包囲部４３４と、冷凍機３０の冷媒ガスを圧縮させるコンプレッサ３０ａのフランジ３０ｃを取り付けるための取付フランジ部４３５とを有する。図１に示すように、案内部４３３は、第１容器４３のうち超電導モータ２を包囲する第１包囲部４３１から突設されている。なお、第１容器４３の外側は大気開放とすることができるが、これに限定されるものではない。第１容器４３の外側は断熱材で覆われていても良い。 As shown in FIG. 1, the first container 43 guides a cylindrical first surrounding portion 431 that surrounds the outer periphery of the superconducting motor 2 and a three-phase current introduction line 56 that feeds the superconducting coil 22. To attach a cylindrical guide part 433 forming the chamber 432, a second surrounding part 434 so as to cover the cold head 32 and the heat conducting part 33, and a flange 30c of the compressor 30a for compressing the refrigerant gas of the refrigerator 30. Mounting flange portion 435. As shown in FIG. 1, the guide portion 433 protrudes from the first surrounding portion 431 that surrounds the superconducting motor 2 in the first container 43. In addition, although the outer side of the 1st container 43 can be open | released to air | atmosphere, it is not limited to this. The outside of the first container 43 may be covered with a heat insulating material.

第１容器４３を構成する材料としては、漏れ磁束を透過させないか、あるいは、透過させにくいこと、強度を有することが好ましい。このような材料としては、透磁率が低い非磁性等の金属材料（例えばオーステナイト系等のステンレス鋼等の合金鋼）が例示される。第２容器４４，第３容器４５，第４容器４６を構成する材料としては、磁束の変化に基づく渦電流を抑制すべく、電気抵抗が高い材料が好ましい。このような材料としては、樹脂、補強材強化樹脂、セラミックス等が例示される。補強材強化樹脂の補強材はガラス、セラミックス等の無機物が例示される。補強材は補強繊維が好ましく、ガラス繊維、セラミックス繊維等の無機繊維が例示される。樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも良い。 As a material constituting the first container 43, it is preferable that the leakage magnetic flux is not transmitted or is difficult to transmit and has strength. Examples of such a material include non-magnetic metal materials having a low magnetic permeability (for example, alloy steel such as austenitic stainless steel). As a material constituting the second container 44, the third container 45, and the fourth container 46, a material having a high electric resistance is preferable in order to suppress an eddy current based on a change in magnetic flux. Examples of such materials include resins, reinforcing material reinforced resins, ceramics, and the like. Examples of the reinforcing material of the reinforcing material-reinforced resin include inorganic substances such as glass and ceramics. The reinforcing material is preferably a reinforcing fiber, and examples thereof include inorganic fibers such as glass fibers and ceramic fibers. The resin may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

図１に示すように、第１容器４３に部分的に突設されている筒形状をなす案内部４３３の先端部には、プレート状の固定部７０が固定されている。固定部７０は、電気的および熱的に絶縁性が高い材料、および／または、磁束を透過させにくい材料で形成されていることが好ましい。例えば、透磁率が低い非磁性，常磁性等の金属材料（例えばオーステナイト系）、樹脂、繊維強化樹脂、セラミックスが例示される。案内室４３２は外側真空断熱室４１に連通しているため、超電導モータ２の駆動時には真空断熱状態（減圧断熱状態）とされ、断熱機能を発揮することができる。従って電極５はできるだけ低温に維持されやすい。 As shown in FIG. 1, a plate-like fixing portion 70 is fixed to the distal end portion of a cylindrical guide portion 433 projecting partially from the first container 43. The fixing portion 70 is preferably formed of a material that is electrically and thermally highly insulating and / or a material that hardly transmits magnetic flux. For example, nonmagnetic and paramagnetic metal materials (for example, austenite type), resin, fiber reinforced resin, and ceramics having low magnetic permeability are exemplified. Since the guide chamber 432 communicates with the outer vacuum heat insulation chamber 41, the superconducting motor 2 is driven to be in a vacuum heat insulation state (reduced pressure heat insulation state) and can exhibit a heat insulation function. Therefore, the electrode 5 is easily maintained as low as possible.

図１に示すように、複数（３個）の電極５は、超電導コイル２２に電流導入線５６を介して電気的に接続されており、超電導コイル２２に給電する導電材料を基材とする端子である。電極５は、固定部７０から離間する方向に固定部７０から突出する突出部５５を有する。電極５は、第１容器４３の案内部４３３の先端部の固定部７０に固定状態に保持されている。なお、電極５を形成する材料としては導電材料であれば特に限定されず、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、銀、銀合金等が例示されるが、これらに限定されるものではなく、要するに導電性を有するものであれば良い。 As shown in FIG. 1, a plurality (three) of electrodes 5 are electrically connected to the superconducting coil 22 via a current introduction wire 56, and are terminals based on a conductive material that supplies power to the superconducting coil 22. It is. The electrode 5 has a protruding portion 55 that protrudes from the fixed portion 70 in a direction away from the fixed portion 70. The electrode 5 is held in a fixed state by the fixing portion 70 at the distal end portion of the guide portion 433 of the first container 43. The material for forming the electrode 5 is not particularly limited as long as it is a conductive material, and examples thereof include copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, iron, iron alloy, silver, and silver alloy, but are not limited thereto. What is necessary is just to have electroconductivity instead of what.

さて本参考例によれば、超電導コイル２２に電極５から給電しているときには、超電導コイル２２は極低温状態に冷却されている。このため超電導コイル２２の低温の影響を電極５が受け、電極５付近の空気の着霜温度や結露温度以下に電極５が冷却されるおそれがある。この点について本参考例によれば、図１に示すように、熱交換媒体の熱エネルギを電極５および／または固定部７０に与え、電極５および／または固定部７０の表面を着霜温度および／または結露温度以上に維持する電極温度調整要素１００が設けられている。この電極温度調整要素１００は、電極５および固定部７０に熱エネルギを与える熱交換媒体が供給される電極温度調整室として機能する熱交換室１０２と、熱交換室１０２に熱交換媒体を供給するための熱交換媒体供給部１０４とを備えている。熱交換媒体は液体でも、気体でも、気相および液相が混在するミストでも良い。液体としては、水（電気絶縁性が高い純水を含む）、不凍液、オイル（シリコンオイル、エンジンオイル等）が例示される。気体としては、空気、窒素ガス、窒素富化ガス、アルゴンガス等が例示される。熱交換媒体供給部１０４は、着霜温度および／または結露温度よりも高い温度をもつ熱交換媒体（０℃を超える温度）を熱交換室１０２に供給できるポンプ機能をもつ。熱交換媒体供給部１０４は、熱交換室１０２の入口１０２ｉおよび出口１０２ｐに連通する通路１０６をもつ。 Now, according to this reference example, when the superconducting coil 22 is fed from the electrode 5, the superconducting coil 22 is cooled to a cryogenic state. For this reason, the electrode 5 is affected by the low temperature of the superconducting coil 22, and the electrode 5 may be cooled below the frosting temperature or the dew condensation temperature of the air near the electrode 5. In this regard, according to the present reference example, as shown in FIG. 1, the heat energy of the heat exchange medium is applied to the electrode 5 and / or the fixing portion 70, and the surface of the electrode 5 and / or the fixing portion 70 is subjected to the frosting temperature and An electrode temperature adjusting element 100 that maintains the dew condensation temperature or higher is provided. The electrode temperature adjustment element 100 supplies a heat exchange chamber 102 that functions as an electrode temperature adjustment chamber to which a heat exchange medium that supplies thermal energy to the electrode 5 and the fixing unit 70 is supplied, and a heat exchange medium to the heat exchange chamber 102. And a heat exchange medium supply unit 104. The heat exchange medium may be liquid, gas, or mist in which a gas phase and a liquid phase are mixed. Examples of the liquid include water (including pure water having high electrical insulation), antifreeze, and oil (silicon oil, engine oil, etc.). Examples of the gas include air, nitrogen gas, nitrogen-enriched gas, and argon gas. The heat exchange medium supply unit 104 has a pump function that can supply a heat exchange medium (temperature exceeding 0 ° C.) having a temperature higher than the frosting temperature and / or the dew condensation temperature to the heat exchange chamber 102. The heat exchange medium supply unit 104 has a passage 106 that communicates with the inlet 102 i and the outlet 102 p of the heat exchange chamber 102.

図２に示すように、熱交換室１０２は、容器４の第１容器４３に設けられており、固定部７０と、熱交換室１０２の室空間を介して固定部７０に対面する仕切盤１１０と、電気絶縁材料で形成された筒体１１２とを備えている。筒体１１２は、電極５を嵌合する嵌合孔１１２ａを有すると共に、電極５の外壁面５ｓを同軸的に包囲する。電気絶縁性が高い筒体１１２により、熱交換室１０２、固定部７０および仕切盤１１０等に対して、電極５は電気的に絶縁されている。図２に示すように、筒体１１２の一端部１１２ｅは、固定部７０の貫通孔７０ｍにシール部７０ｋでシールされつつ挿入されている。筒体１１２の他端部１１２ｆは、仕切盤１１０の貫通孔１１０ｍにシール部１１０ｋでシールされつつ挿入されている。シールにより熱交換媒体の漏れが防止されている。シール部７０ｋ，１１０ｋは、高いシール性および高い電気絶縁性を有する。 As shown in FIG. 2, the heat exchange chamber 102 is provided in the first container 43 of the container 4, and the partition plate 110 facing the fixed portion 70 and the fixed portion 70 through the chamber space of the heat exchange chamber 102. And a cylinder 112 made of an electrically insulating material. The cylindrical body 112 has a fitting hole 112 a for fitting the electrode 5 and coaxially surrounds the outer wall surface 5 s of the electrode 5. The electrode 5 is electrically insulated from the heat exchange chamber 102, the fixed portion 70, the partition plate 110, and the like by the cylindrical body 112 having high electrical insulation. As shown in FIG. 2, the one end 112 e of the cylindrical body 112 is inserted into the through hole 70 m of the fixing portion 70 while being sealed by the seal portion 70 k. The other end portion 112f of the cylindrical body 112 is inserted into the through hole 110m of the partition plate 110 while being sealed by the seal portion 110k. The seal prevents the heat exchange medium from leaking. The seal portions 70k and 110k have high sealing performance and high electrical insulation.

仕切部材として機能する仕切盤１１０は、案内室４３２に隣設している。従って熱交換室１０２と超電導コイル２２との間には、断熱性が高い案内室４３２（真空断熱室）が介在している。このため熱交換室１０２の熱エネルギは超電導コイル２２に伝達されにくくなり、電極５を温度調整しつつも、超電導コイル２２を低温状態に維持させるのに有利である。上記した筒体１１２は、セラミックス、樹脂等の電気絶縁性が高い材料で形成されている。セラミックスとしては、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化硅素、炭化硅素、ムライト、窒化アルミニウム、ベリリア、窒化硼素などが例示される。樹脂としては、熱交換媒体を吸収しにくい材質が好ましい。なお案内室４３２は高真空状態であるため、水蒸気を含んでおらず、結露や着霜の不具合は抑えられている。 The partition plate 110 that functions as a partition member is provided adjacent to the guide chamber 432. Therefore, between the heat exchange chamber 102 and the superconducting coil 22, a guide chamber 432 (vacuum heat insulating chamber) with high heat insulation is interposed. For this reason, the heat energy in the heat exchange chamber 102 is hardly transmitted to the superconducting coil 22, which is advantageous for maintaining the superconducting coil 22 at a low temperature while adjusting the temperature of the electrode 5. The above-described cylindrical body 112 is formed of a material having high electrical insulation such as ceramics or resin. Examples of the ceramic include alumina, silica, magnesia, silicon nitride, silicon carbide, mullite, aluminum nitride, beryllia, and boron nitride. As the resin, a material that hardly absorbs the heat exchange medium is preferable. In addition, since the guide chamber 432 is in a high vacuum state, it does not contain water vapor, and defects of condensation and frost formation are suppressed.

配置関係の一例としては、固定部７０は上側に、仕切盤１１０は下側に配置することができる。この場合、熱交換媒体供給部１０４の作動が停止し、熱交換媒体の流れが停止しているとき、熱交換室１０２内の対流により、相対的に温度が低い熱交換媒体が下側の仕切盤１１０側に滞留するため、仕切盤１１０の温度を低めにでき、案内室４３２側への熱侵入量が抑制される。但し、固定部７０および仕切盤１１０の位置関係は、これに限定されるものではなく、逆でも良く、更には、固定部７０および仕切盤１１０は鉛直方向に沿っていても良い。 As an example of the arrangement relationship, the fixing unit 70 can be arranged on the upper side, and the divider 110 can be arranged on the lower side. In this case, when the operation of the heat exchange medium supply unit 104 is stopped and the flow of the heat exchange medium is stopped, the heat exchange medium having a relatively low temperature is separated from the lower partition by the convection in the heat exchange chamber 102. Since it stays on the board 110 side, the temperature of the partition board 110 can be lowered, and the amount of heat penetration into the guide chamber 432 side is suppressed. However, the positional relationship between the fixed portion 70 and the partition plate 110 is not limited to this, and may be reversed. Further, the fixed portion 70 and the partition plate 110 may be along the vertical direction.

さて、超電導モータ２が駆動されるときには、図略の切替スイッチがオンされると、外部の電源に繋がる電極５に三相の交流が給電される。ひいては超電導コイル２２に給電される。この結果、超電導モータ２において回転磁場が軸心Ｐ１の回りで発生し、回転子２７が軸心Ｐ１の回りで回転する。これにより超電導モータ２が駆動される。ここで、磁束は第３容器４５，内側真空断熱室４２，第４容器４６を透過し、回転子２７の永久磁石部２９に吸引および反発作用を発生させ、回転子２７が回転する。このように超電導モータ２が回転駆動されるとき、極低温発生部３が発生する極低温により超電導コイル２２および固定鉄心２１は、極低温状態に良好に維持される。故に、超電導コイル２２がこれの臨界温度以下に良好に維持され、超電導モータ２は良好に回転駆動する。なお、超電導コイル２２の電気抵抗は０かあるいは著しく低いため、超電導モータ２０の出力は高い。なお本参考例によれば、第４容器４６の内周面で形成される空間４７は、大気に連通する。このため第４容器４６は第３容器４５よりも高温側とされている。 When the superconducting motor 2 is driven, a three-phase alternating current is supplied to the electrode 5 connected to an external power source when a changeover switch (not shown) is turned on. As a result, power is supplied to the superconducting coil 22. As a result, a rotating magnetic field is generated around the axis P1 in the superconducting motor 2, and the rotor 27 rotates around the axis P1. Thereby, the superconducting motor 2 is driven. Here, the magnetic flux passes through the third container 45, the inner vacuum heat insulation chamber 42, and the fourth container 46, causes the permanent magnet portion 29 of the rotor 27 to be attracted and repelled, and the rotor 27 rotates. Thus, when the superconducting motor 2 is rotationally driven, the superconducting coil 22 and the fixed iron core 21 are well maintained in the cryogenic state due to the cryogenic temperature generated by the cryogenic temperature generating unit 3. Therefore, the superconducting coil 22 is well maintained below its critical temperature, and the superconducting motor 2 is driven to rotate well. Since the electric resistance of the superconducting coil 22 is 0 or extremely low, the output of the superconducting motor 20 is high. Note that, according to this reference example, the space 47 formed by the inner peripheral surface of the fourth container 46 communicates with the atmosphere. For this reason, the fourth container 46 is on the higher temperature side than the third container 45.

以上説明したように本参考例によれば、超電導コイル２２に電極５から給電しているとき、超電導コイル２２は超電導状態を示すべく、極低温状態に維持されている。このため、その影響を受け、電極５や固定部７０は、電極５の突出部５５付近の空気の結露温度以下または着霜温度以下に冷却されるおそれがある。この場合、電極５の突出部５５の表面、あるいは、固定部７０の表面などにおいて、結露水が発生したり、着霜が発生したりするおそれがある。この点について本参考例によれば、結露または着霜が発生するおそれがあるとき、あるいは、発生しているとき、電極温度調整要素１００は、熱交換媒体の熱エネルギを電極５に与え、電極５および／または固定部７０の表面を着霜温度および／または結露温度以上に維持する。ここで、電極温度調整要素１００は、電極５および／または固定部７０に熱エネルギを与える熱交換媒体が供給される熱交換室１０２と、熱交換室１０２に熱交換媒体を供給するための熱交換媒体供給部１０４とを備えている。 As described above, according to the present reference example, when power is supplied from the electrode 5 to the superconducting coil 22, the superconducting coil 22 is maintained in a cryogenic state so as to indicate a superconducting state. For this reason, under the influence, the electrode 5 and the fixed part 70 may be cooled below the condensation temperature of the air near the protrusion 55 of the electrode 5 or below the frosting temperature. In this case, condensed water or frost formation may occur on the surface of the protruding portion 55 of the electrode 5 or the surface of the fixed portion 70. In this regard, according to this reference example, when there is a possibility that condensation or frost formation may occur or when it occurs, the electrode temperature adjusting element 100 gives the heat energy of the heat exchange medium to the electrode 5, 5 and / or the surface of the fixed part 70 is maintained at a temperature equal to or higher than the frosting temperature and / or the dew condensation temperature. Here, the electrode temperature adjusting element 100 includes a heat exchange chamber 102 to which a heat exchange medium that gives thermal energy to the electrode 5 and / or the fixing unit 70 is supplied, and heat for supplying the heat exchange medium to the heat exchange chamber 102. And an exchange medium supply unit 104.

熱交換媒体供給部１０４は、着霜温度または結露温度よりも高い温度をもつ熱交換媒体を熱交換室１０２に供給できる。これにより、電極５の突出部５５、固定部７０の表面における温度調整が実施され、電極５および／または固定部７０の過剰低温化が抑制される。従って、電極５の突出部５５および／または固定部７０が空気に触れる環境であっても、空気に含まれる水蒸気が電極５および／または固定部７０の表面において、結露したり、着霜したりすることが効果的に抑制される。従って、結露や着霜の影響を抑えつつ、電極５から超電導コイル２２に良好に給電できる。 The heat exchange medium supply unit 104 can supply a heat exchange medium having a temperature higher than the frosting temperature or the dew condensation temperature to the heat exchange chamber 102. Thereby, the temperature adjustment in the surface of the protrusion part 55 of the electrode 5 and the fixing | fixed part 70 is implemented, and the excessive low temperature of the electrode 5 and / or the fixing | fixed part 70 is suppressed. Therefore, even in an environment where the protruding portion 55 and / or the fixing portion 70 of the electrode 5 is in contact with air, water vapor contained in the air may form condensation or frost on the surface of the electrode 5 and / or the fixing portion 70. Is effectively suppressed. Therefore, it is possible to satisfactorily supply power from the electrode 5 to the superconducting coil 22 while suppressing the influence of condensation and frost formation.

更に本参考例によれば、電気絶縁性が高い電気絶縁部材として機能する筒体１１２により、熱交換室１０２、固定部７０および仕切盤１１０等に対して、電極５は充分に絶縁されている。このため、水等のような導電性を有する熱交換媒体を熱交換室１０２に供給したとしても、別段の支障がない。加えて本参考例によれば、熱交換室１０２の流路断面積は、通路１０６の流路断面積よりも大きい。このため、熱交換室１０２を流れる熱交換媒体の流速は、通路１０６の流速よりも低めとなる。従って、熱交換室１０２を流れる熱交換媒体と電極５との熱交換時間が確保され、電極５の温度調整が良好に実施される。 Furthermore, according to the present reference example, the electrode 5 is sufficiently insulated from the heat exchange chamber 102, the fixed portion 70, the partition plate 110, and the like by the cylindrical body 112 that functions as an electrical insulating member having high electrical insulation. . For this reason, even if a heat exchange medium having conductivity such as water is supplied to the heat exchange chamber 102, there is no particular problem. In addition, according to this reference example, the channel cross-sectional area of the heat exchange chamber 102 is larger than the channel cross-sectional area of the passage 106. For this reason, the flow rate of the heat exchange medium flowing through the heat exchange chamber 102 is lower than the flow rate of the passage 106. Therefore, the heat exchange time between the heat exchange medium flowing through the heat exchange chamber 102 and the electrode 5 is ensured, and the temperature of the electrode 5 is adjusted well.

本参考例によれば、熱交換媒体供給部１０４を作動させて熱交換媒体を熱交換室１０２に供給させるタイミングとしては、特に限定されないが、冷凍機３０が作動開始する前、作動開始と同時に、作動開始後でも良く、電極５および／または固定部７０付近において結露または着霜が発生する前が好ましい。但し、結露または着霜が発生した後において、熱交換媒体供給部１０４の作動を開始させて熱交換媒体を熱交換室１０２に供給させることにしても良い。 According to this reference example, the timing at which the heat exchange medium supply unit 104 is operated to supply the heat exchange medium to the heat exchange chamber 102 is not particularly limited, but before the start of the operation of the refrigerator 30, It may be after the start of the operation, and is preferably before condensation or frost formation occurs near the electrode 5 and / or the fixed portion 70. However, after condensation or frost formation has occurred, the heat exchange medium supply unit 104 may be started to supply the heat exchange medium to the heat exchange chamber 102.

更に本参考例によれば、図１に示すように、熱交換室１０２と超電導コイル２２との間には、断熱性が高い真空断熱室である案内室４３２が介在している。このため熱交換室１０２内を流れる熱交換媒体の熱エネルギは、超電導コイル２２側に伝達されにくくなる。従って、超電導コイル２２を低温状態に維持させるのに有利であり、超電導コイル２２の超電導状態が良好に維持される。更に、仕切盤１１０が金属であれば、仕切盤１１０から案内室４３２に向かう輻射熱も抑制できる。なお、電磁波が可視光波長領域である場合には、熱輻射の放射率および吸収率については、金属は樹脂やセラミックスと大差がないもの、電磁波が赤外線波長領域である場合には、熱輻射の放射率および吸収率については、金属は樹脂やセラミックスに比較してかなり小さい。 Furthermore, according to this reference example, as shown in FIG. 1, a guide chamber 432, which is a vacuum heat insulating chamber having a high heat insulating property, is interposed between the heat exchange chamber 102 and the superconducting coil 22. For this reason, the heat energy of the heat exchange medium flowing in the heat exchange chamber 102 is hardly transmitted to the superconducting coil 22 side. Therefore, it is advantageous for maintaining the superconducting coil 22 in a low temperature state, and the superconducting state of the superconducting coil 22 is well maintained. Furthermore, if the partition plate 110 is a metal, the radiant heat which goes to the guide chamber 432 from the partition plate 110 can also be suppressed. Note that when the electromagnetic wave is in the visible light wavelength region, the emissivity and absorption rate of the heat radiation are not much different from those of resin and ceramics, and when the electromagnetic wave is in the infrared wavelength region, the heat radiation Regarding emissivity and absorptance, metals are considerably smaller than resins and ceramics.

（参考例２）
図３は参考例２を示す。本参考例は基本的には参考例１と同様の構成および作用効果を有するため、図１を準用する。図３に示すように、電極５の突出部５５や固定部７０の表面に着霜または結露が発生したことを検知するセンサ３００が設けられている。センサ３００は、発光部３０１と受光部３０３とを有する。着霜または結露が電極５に発生していないときには、発光部３０１からの光は電極５の表面近くを透過し、受光部３０３で良好に受光される。これに対して、着霜または結露が電極５および／または固定部７０に発生しているときには、発光部３０１からの光は霜や結露水により反射され、受光部３０３で受光され無いか、あるいは、受光されにくい。このため着霜または結露が制御装置３５０により検知される。 (Reference Example 2)
FIG. 3 shows Reference Example 2. Since this reference example basically has the same configuration and operational effects as those of Reference Example 1, FIG. 1 is applied mutatis mutandis. As shown in FIG. 3, a sensor 300 that detects that frost or dew condensation has occurred on the surface of the protruding portion 55 or the fixed portion 70 of the electrode 5 is provided. The sensor 300 includes a light emitting unit 301 and a light receiving unit 303. When frost or condensation does not occur on the electrode 5, the light from the light emitting unit 301 passes near the surface of the electrode 5 and is well received by the light receiving unit 303. On the other hand, when frost or condensation occurs on the electrode 5 and / or the fixing unit 70, the light from the light emitting unit 301 is reflected by frost or condensed water and is not received by the light receiving unit 303, or It is difficult to receive light. For this reason, frost formation or condensation is detected by the control device 350.

従って、着霜または結露がセンサ３００により検知されていないときには、制御装置３５０は電極温度調整要素１００の熱交換媒体供給部１０４を作動させず、従って、熱エネルギを与える熱交換媒体を熱交換室１０２に供給しない。これに対して着霜または結露が制御装置３５０により検知されたら、制御装置３５０は電極温度調整要素１００の熱交換媒体供給部１０４を作動させ、熱エネルギを与える熱交換媒体を熱交換室１０２に供給することができる。 Therefore, when frost formation or condensation is not detected by the sensor 300, the control device 350 does not operate the heat exchange medium supply unit 104 of the electrode temperature adjustment element 100. 102 is not supplied. On the other hand, when frost formation or dew condensation is detected by the control device 350, the control device 350 operates the heat exchange medium supply unit 104 of the electrode temperature adjustment element 100 to transfer the heat exchange medium that gives thermal energy to the heat exchange chamber 102. Can be supplied.

勿論、着霜または結露がセンサ３００により検知されていないときであっても、制御装置３５０は電極温度調整要素１００の熱交換媒体供給部１０４を作動させ、熱エネルギを与える熱交換媒体を熱交換室１０２に供給することにしても良い。センサ３００の方式は光式に限定されず、導電式、視覚式でも良い。 Of course, even when frost formation or dew condensation is not detected by the sensor 300, the control device 350 operates the heat exchange medium supply unit 104 of the electrode temperature adjusting element 100 to exchange heat with the heat exchange medium that provides thermal energy. It may be supplied to the chamber 102. The method of the sensor 300 is not limited to the optical type, and may be a conductive type or a visual type.

（参考例３）
図４は参考例３を示す。本参考例は基本的には参考例１と同様の構成および作用効果を有する。電極５に熱エネルギを与える乾燥気体（例えば乾燥空気）で形成された熱交換媒体が供給される熱交換室１０２が設けられている。着霜温度または結露温度よりも高い温度をもつ乾燥気体で形成された熱交換媒体が、入口１０２ｉから熱交換室１０２に供給され、出口１０２ｐから吐出される。これにより電極５の温度調整が熱交換室１０２において実施される。従って電極５の突出部５５が空気に触れる環境であっても、空気に含まれる水蒸気が電極５の表面において、結露したり、着霜したりすることが抑制される。更に熱交換室１０２には、水ではなく、乾燥気体が熱交換媒体として供給されるため、電極５の外壁面５ｓは、電気絶縁性が高い筒体により被覆されておらず、熱交換室１０２に直接対面しているため、外壁面５ｓにおける熱交換効率を高め得る。なお、電極５は、固定部７０に対してシール部７０ｗでシールされており、仕切盤１１０に対してシール部１１０ｗでシールされている。シール部７０ｗ，１１０ｗは電気絶縁性を有することが好ましい。 (Reference Example 3)
FIG. 4 shows Reference Example 3. This reference example basically has the same configuration and operational effects as the reference example 1. A heat exchange chamber 102 to which a heat exchange medium formed of a dry gas (for example, dry air) that gives heat energy to the electrode 5 is supplied is provided. A heat exchange medium formed of a dry gas having a temperature higher than the frosting temperature or the dew condensation temperature is supplied from the inlet 102i to the heat exchange chamber 102 and discharged from the outlet 102p. As a result, the temperature of the electrode 5 is adjusted in the heat exchange chamber 102. Therefore, even in an environment where the protruding portion 55 of the electrode 5 is in contact with air, water vapor contained in the air is prevented from condensing or frosting on the surface of the electrode 5. Further, since dry gas is supplied to the heat exchange chamber 102 instead of water as a heat exchange medium, the outer wall surface 5s of the electrode 5 is not covered with a highly electrically insulating cylinder, and the heat exchange chamber 102 is not covered. Therefore, the heat exchange efficiency in the outer wall surface 5s can be increased. The electrode 5 is sealed with the sealing portion 70w with respect to the fixed portion 70, and is sealed with the sealing portion 110w with respect to the partition plate 110. The seal portions 70w and 110w preferably have electrical insulation.

（参考例４）
図５は参考例４を示す。本参考例は基本的には参考例１と同様の構成および作用効果を有する。熱交換媒体供給部１０４Ｄは、着霜温度および／または結露温度よりも高い温度をもつ熱交換媒体を供給できるポンプ機能をもち、電極５のうち固定部７０よりも突出する突出部５５の外壁面に非接触（図５では非接触）でまたは接触させてスパイラル状に巻回された熱交換室として機能する通路１０６Ｄを形成するスパイラル管１０９をもつ。スパイラル管１０９の通路１０６Ｄを流れる液状または気体状の熱交換媒体により、電極５は温度調整される。スパイラル管１０８は、金属パイプ管で形成されていても良いし、あるいは、図示しないものの、金属パイプ管の外壁面に電気絶縁層が被覆されていても良い。 (Reference Example 4)
FIG. 5 shows Reference Example 4. This reference example basically has the same configuration and operational effects as the reference example 1. The heat exchange medium supply unit 104 </ b> D has a pump function capable of supplying a heat exchange medium having a temperature higher than the frosting temperature and / or the dew condensation temperature, and the outer wall surface of the protruding portion 55 protruding from the fixed portion 70 of the electrode 5. And a spiral tube 109 that forms a passage 106D functioning as a heat exchange chamber wound in a spiral shape in a non-contact manner (non-contact manner in FIG. 5). The temperature of the electrode 5 is adjusted by a liquid or gaseous heat exchange medium flowing through the passage 106D of the spiral tube 109. Spiral tube 108 may be formed of a metal pipe tube, or an outer wall surface of the metal pipe tube may be covered with an electrical insulating layer (not shown).

（参考例５）
図６は参考例５を示す。本参考例は基本的には参考例１と同様の構成および作用効果を有する。図６に示すように、固定部７０は仕切盤１１０の上側に配置されている。固定部７０は、電極５の突出部５５から下降傾斜する傾斜面７０ｔをもつ。従って万一、電極５の突出部５５および／または固定部７０で着霜した霜が解凍されて水が発生したときであっても、水を傾斜面７０ｔに沿って流下させ得るため、水を電極５の突出部５５から離間させることができる。なお、送風機能のほかにヒータ機能を有する乾燥促進装置により、電極５の突出部５５および／または固定部７０付近を乾燥させることが好ましい。 (Reference Example 5)
FIG. 6 shows Reference Example 5. This reference example basically has the same configuration and operational effects as the reference example 1. As shown in FIG. 6, the fixing portion 70 is disposed on the upper side of the partition board 110. The fixed portion 70 has an inclined surface 70 t that is inclined downward from the protruding portion 55 of the electrode 5. Therefore, even if the frost formed at the protrusion 55 and / or the fixing portion 70 of the electrode 5 is thawed and water is generated, the water can flow down along the inclined surface 70t. It can be separated from the protrusion 55 of the electrode 5. In addition, it is preferable to dry the protrusion part 55 and / or the fixing | fixed part 70 vicinity of the electrode 5 with the drying acceleration | stimulation apparatus which has a heater function other than a ventilation function.

（実施例１）
図７は実施例１を示す。本実施例は基本的には参考例１と同様の構成および作用効果を有する。図７に示すように、電極温度調整要素１００は、冷却部としての極低温発生部３に設けられている冷凍機３０のコンプレッサ３０ａを熱交換媒体（冷却液）で冷却させる熱交換媒体循環通路１３１と、熱交換媒体循環通路１３１の熱交換媒体を熱交換室１０２に供給するための搬送源として機能するポンプ１３３とを備えている。更に、熱交換媒体循環通路１３１を流れる熱交換媒体をラジエータとして機能する放熱させる放熱器１３５が、熱交換媒体循環通路１３１において熱交換室１０２の上流に設けられている。通路１３１、ポンプ１３３、放熱器１３５は、冷凍機３０のコンプレッサ３０ａを冷却させるために従来より搭載されている。本実施例は、従来から搭載されている通路１３１、ポンプ１３３、放熱器１３５を有効利用している。 Example 1
FIG. 7 shows the first embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as those of Reference Example 1. As shown in FIG. 7, the electrode temperature adjusting element 100 includes a heat exchange medium circulation passage that cools the compressor 30 a of the refrigerator 30 provided in the cryogenic temperature generation unit 3 as a cooling unit with a heat exchange medium (coolant). 131 and a pump 133 that functions as a conveyance source for supplying the heat exchange medium in the heat exchange medium circulation passage 131 to the heat exchange chamber 102. Further, a radiator 135 that dissipates heat that functions as a radiator of the heat exchange medium flowing through the heat exchange medium circulation passage 131 is provided upstream of the heat exchange chamber 102 in the heat exchange medium circulation passage 131. The passage 131, the pump 133, and the radiator 135 are conventionally mounted to cool the compressor 30a of the refrigerator 30. In the present embodiment, the passage 131, the pump 133, and the radiator 135 that are conventionally mounted are effectively used.

ここで、ポンプ１３３が駆動すると、熱交換媒体循環通路１３１に熱交換媒体が循環する。ここで、熱交換媒体は、コンプレッサ３０ａと熱交換してコンプレッサ３０ａを冷却させると共に加熱される。加熱された熱交換媒体は、放熱器１３５で放熱されて冷却された後に、入口１０２ｉから熱交換室１０２に供給され、出口１０２ｐから吐出される。このため熱交換媒体により電極５は温度調整される。これにより電極５および／または固定部７０付近は、着霜温度および／または結露温度以上に維持される。従って電極５の突出部５５が空気に触れている環境であっても、空気に含まれる水蒸気が電極５および／または固定部７０の表面に着霜したり、結露したりすることが抑制される。従って電極５から超電導コイル２２に良好に給電できる。 Here, when the pump 133 is driven, the heat exchange medium circulates in the heat exchange medium circulation passage 131. Here, the heat exchange medium exchanges heat with the compressor 30a to cool the compressor 30a and is heated. The heated heat exchange medium is radiated by the radiator 135 and cooled, and then supplied from the inlet 102i to the heat exchange chamber 102 and discharged from the outlet 102p. For this reason, the temperature of the electrode 5 is adjusted by the heat exchange medium. Thereby, the vicinity of the electrode 5 and / or the fixed portion 70 is maintained at a temperature equal to or higher than the frosting temperature and / or the dew condensation temperature. Therefore, even in an environment where the protruding portion 55 of the electrode 5 is in contact with air, water vapor contained in the air is prevented from frosting or condensing on the surface of the electrode 5 and / or the fixed portion 70. . Therefore, it is possible to feed power from the electrode 5 to the superconducting coil 22 satisfactorily.

ところで、電極５の温度が過剰に高温になると、着霜や結露は防止できるものの、電極５から電流導入線５６を介して超電導コイル２２側に熱侵入するおそれがある。この点本実施例によれば、放熱器１３５で放熱されて一旦冷却された後の熱交換媒体を熱交換室１０２に供給し、電極５を温度調整することにしている。このため、電極５や固定部７０の温度が過剰に高温になることが抑制される。従って電極５や固定部７０から超電導コイル２２への熱侵入量が抑えられる。 By the way, when the temperature of the electrode 5 becomes excessively high, frost formation and dew condensation can be prevented, but there is a possibility that heat enters from the electrode 5 to the superconducting coil 22 side through the current introduction line 56. In this regard, according to the present embodiment, the heat exchange medium after being radiated by the radiator 135 and once cooled is supplied to the heat exchange chamber 102 to adjust the temperature of the electrode 5. For this reason, it is suppressed that the temperature of the electrode 5 or the fixing | fixed part 70 becomes high temperature too much. Therefore, the amount of heat penetration from the electrode 5 or the fixed portion 70 into the superconducting coil 22 can be suppressed.

本実施例によれば、コンプレッサ３０ａと熱交換してコンプレッサ３０ａを冷却させる熱交換媒体は、コンプレッサ３０ａの上流に位置する熱交換室１０２において電極５との熱交換により冷却される。このためコンプレッサ３０ａに流れる直前の熱交換媒体の温度を低下させて熱交換媒体の冷却能力を高めることが期待される。この場合、コンプレッサ３０ａを効果的に冷却できる。場合によっては放熱器１３５を廃止しても良い。 According to the present embodiment, the heat exchange medium that cools the compressor 30a by exchanging heat with the compressor 30a is cooled by heat exchange with the electrode 5 in the heat exchange chamber 102 located upstream of the compressor 30a. For this reason, it is expected that the temperature of the heat exchange medium immediately before flowing into the compressor 30a is lowered to increase the cooling capacity of the heat exchange medium. In this case, the compressor 30a can be effectively cooled. In some cases, the radiator 135 may be eliminated.

（実施例２）
図８は実施例２を示す。本実施例は基本的には実施例１と同様の構成および作用効果を有する。図８に示すように、電極温度調整要素１００は、冷却部としての極低温発生部３に設けられているコンプレッサ３０ａを熱交換媒体で冷却させる熱交換媒体循環通路１３１と、熱交換媒体循環通路１３１の熱交換媒体を熱交換室１０２に供給するための搬送源として機能するポンプ１３３とを備えている。更に、熱交換媒体循環通路１３１を流れる熱交換媒体を放熱させる放熱器１３５が、熱交換媒体循環通路１３１に設けられている。熱交換媒体循環通路１３１は、熱交換室１０２を迂回する迂回路１３８と、迂回路１３８の入口に設けられた三方弁で形成された切替弁１３９（切替要素）とを有する。切替弁１３９は、熱交換室１０２に供給する熱交換媒体の単位時間あたりの流量を連続的にまたは断続的に可変に調整できる。 (Example 2)
FIG. 8 shows a second embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. As shown in FIG. 8, the electrode temperature adjusting element 100 includes a heat exchange medium circulation passage 131 that cools the compressor 30a provided in the cryogenic temperature generation section 3 as a cooling section with a heat exchange medium, and a heat exchange medium circulation passage. And a pump 133 that functions as a conveyance source for supplying the heat exchange medium 131 to the heat exchange chamber 102. Furthermore, a heat radiator 135 that dissipates the heat exchange medium flowing through the heat exchange medium circulation passage 131 is provided in the heat exchange medium circulation passage 131. The heat exchange medium circulation passage 131 includes a bypass 138 that bypasses the heat exchange chamber 102 and a switching valve 139 (switching element) formed by a three-way valve provided at the inlet of the bypass 138. The switching valve 139 can variably adjust the flow rate per unit time of the heat exchange medium supplied to the heat exchange chamber 102 continuously or intermittently.

電極５および／または固定部７０に着霜または結露が発生しているとき、あるいは、発生するおそれがあるときには、切替弁１３９が切り替えられ、熱交換媒体循環通路１３１を流れる熱媒体が熱交換室１０２に多量に供給され、電極５および／または固定部７０が温度調整される。ここで、電極５および／または固定部７０における着霜または結露は、センサ３００により検知される。これに対して、着霜または結露が発生していないとき、発生するおそれがないときには、切替弁１３９が切り替えられ、熱交換媒体は迂回路１３８に流れるものの、熱交換室１０２に供給されない。あるいは、熱交換室１０２に流れる熱交換媒体の単位時間あたりの流量が小さくなる。このように熱交換媒体が熱交換室１０２に供給されないか、熱交換室１０２に供給されることが制限される。この結果、ポンプ１３３の駆動エネルギを節約できるばかりか、熱交換媒体の熱エネルギが熱交換室１０２から電極５に与えられることが抑制される。故に、電極５および／または固定部７０の過剰昇温が抑制され、電極５から超電導コイル２２への熱侵入量が抑制される。このように切替弁１３９は、着霜または結露の防止のために電極５を温度調整するモードと、電極５を温度調整しないモードとに切り替える切替要素として機能する。 When frost or condensation is generated on the electrode 5 and / or the fixing portion 70, or when there is a possibility that it will occur, the switching valve 139 is switched, and the heat medium flowing through the heat exchange medium circulation passage 131 is transferred to the heat exchange chamber. A large amount is supplied to 102, and the temperature of the electrode 5 and / or the fixing portion 70 is adjusted. Here, frost formation or dew condensation on the electrode 5 and / or the fixed portion 70 is detected by the sensor 300. On the other hand, when frost or condensation does not occur and when there is no possibility of occurrence, the switching valve 139 is switched and the heat exchange medium flows to the bypass 138 but is not supplied to the heat exchange chamber 102. Alternatively, the flow rate per unit time of the heat exchange medium flowing in the heat exchange chamber 102 is reduced. As described above, the heat exchange medium is not supplied to the heat exchange chamber 102 or supplied to the heat exchange chamber 102 is restricted. As a result, not only can the driving energy of the pump 133 be saved, but the heat energy of the heat exchange medium is suppressed from being applied to the electrode 5 from the heat exchange chamber 102. Therefore, the excessive temperature rise of the electrode 5 and / or the fixing part 70 is suppressed, and the amount of heat penetration from the electrode 5 into the superconducting coil 22 is suppressed. In this way, the switching valve 139 functions as a switching element that switches between a mode in which the temperature of the electrode 5 is adjusted to prevent frost formation or condensation and a mode in which the temperature of the electrode 5 is not adjusted.

（実施例３）
図９は実施例３を示す。本実施例は基本的には実施例１，２と同様の構成および作用効果を有する。図９に示すように、電極５の突出部５５および／または固定部７０（結露場所または着霜場所）に向けて気体状の熱交換媒体（例えば空気等）を送風するファンを有する乾燥促進装置４００が設けられている。これにより万一、着霜または結露が電極５および／または固定部７０に発生したときであっても、霜が溶けた水または結露水を送風により早期に乾燥させることを期待できる。乾燥促進装置４００は送風機能のほかにヒータ機能を有していても良い。 (Example 3)
FIG. 9 shows a third embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first and second embodiments. As shown in FIG. 9, the drying accelerating device having a fan that blows a gaseous heat exchange medium (for example, air) toward the protruding portion 55 and / or the fixing portion 70 (condensation place or frosting place) of the electrode 5. 400 is provided. As a result, even if frost or dew condensation occurs on the electrode 5 and / or the fixed part 70, it can be expected that the water or dew water in which the frost has melted will be quickly dried by blowing air. The drying promoting device 400 may have a heater function in addition to the air blowing function.

（実施例４）
図１０は実施例４を示す。本実施例は基本的には参考例５と同様の構成および作用効果を有する。エンジン４００を有する車両に車載用として適用した場合である。図１０に示すように、電極温度調整要素１００Ｅは、エンジン４００を熱交換媒体（エンジン冷却液）で冷却させる熱交換媒体循環通路１３１Ｅと、熱交換媒体循環通路１３１Ｅの熱交換媒体を循環させると共に熱交換室１０２に供給するための搬送源として機能するポンプ１３３とを備えている。更に、熱交換媒体循環通路１３１を流れる熱交換媒体の熱を外部に放出させる放熱器１３５がラジエータとして熱交換媒体循環通路１３１に熱交換室１０２の下流に設けられている。ポンプ１３３が駆動すると、熱交換媒体循環通路１３１に熱交換媒体が循環する。ここで、熱交換媒体は、エンジン４００と熱交換してエンジン４００を冷却させると共に加熱される。加熱された熱交換媒体は、放熱器１３５に至り、放熱器１３５で放熱されて冷却された後に、放熱器１３５の下流に位置する入口１０２ｉから熱交換室１０２に供給され、出口１０２ｐから吐出される。このため熱交換室１０２の熱交換媒体により電極５の温度調整は実施される。これにより電極５付近は、着霜温度および／または結露温度以上に維持される。従って水蒸気が電極５の表面に着霜したり、結露したりすることが抑制される。 Example 4
FIG. 10 shows a fourth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as those of Reference Example 5. This is a case where the present invention is applied to a vehicle having the engine 400 for in-vehicle use. As shown in FIG. 10, the electrode temperature adjusting element 100E circulates the heat exchange medium circulation passage 131E for cooling the engine 400 with a heat exchange medium (engine coolant) and the heat exchange medium in the heat exchange medium circulation passage 131E. And a pump 133 that functions as a conveyance source for supplying the heat exchange chamber 102. Further, a radiator 135 for releasing the heat of the heat exchange medium flowing through the heat exchange medium circulation passage 131 to the outside is provided in the heat exchange medium circulation passage 131 downstream of the heat exchange chamber 102 as a radiator. When the pump 133 is driven, the heat exchange medium circulates in the heat exchange medium circulation passage 131. Here, the heat exchange medium heats the engine 400 to cool the engine 400 and is heated. The heated heat exchange medium reaches the radiator 135, is radiated and cooled by the radiator 135, is supplied to the heat exchange chamber 102 from the inlet 102i located downstream of the radiator 135, and is discharged from the outlet 102p. The For this reason, the temperature of the electrode 5 is adjusted by the heat exchange medium in the heat exchange chamber 102. As a result, the vicinity of the electrode 5 is maintained at a temperature equal to or higher than the frosting temperature and / or the dew condensation temperature. Therefore, water vapor is prevented from frosting or dew condensation on the surface of the electrode 5.

電極５および固定部７０の温度が過剰に高温になると、着霜や結露は防止できるものの、電極５から電流導入線５６を介して超電導コイル２２側に熱侵入するおそれがある。この点本実施例によれば、エンジン４００を冷却した後に放熱器１３５で放熱されて一旦冷却された熱交換媒体を熱交換室１０２に供給し、電極５を温度調整することにしている。このため、電極５および／または固定部７０を温度調整する熱交換媒体の温度が過剰に高温になることが抑制されている。故に、熱交換室１０２内の電極５および／または固定部７０の温度が過剰に高温になることが抑制されている。従って電極５から超電導コイル２２への熱侵入量ができるだけ抑えられる。 If the temperature of the electrode 5 and the fixed portion 70 becomes excessively high, frost formation and condensation can be prevented, but there is a risk of heat entering from the electrode 5 to the superconducting coil 22 side through the current introduction line 56. In this regard, according to the present embodiment, the temperature of the electrode 5 is adjusted by supplying the heat exchange medium radiated by the radiator 135 and cooled once after cooling the engine 400 to the heat exchange chamber 102. For this reason, it is suppressed that the temperature of the heat exchange medium which adjusts the temperature of the electrode 5 and / or the fixing | fixed part 70 becomes high temperature too much. Therefore, it is suppressed that the temperature of the electrode 5 and / or the fixing | fixed part 70 in the heat exchange chamber 102 becomes high temperature too much. Therefore, the amount of heat penetration from the electrode 5 into the superconducting coil 22 is suppressed as much as possible.

本実施例によれば、図１０から理解できるように、エンジン４００と熱交換してエンジン４００を冷却させるエンジン冷却水で形成された熱交換媒体は、エンジン４００の上流に位置する熱交換室１０２において電極５と熱交換して冷却される。このためエンジン４００に流れる直前の熱交換媒体の温度を低下させることができる。ひいては、エンジン４００に流れる直前の熱交換媒体の冷却能力を高めることが期待される。この場合、エンジン４００を効果的に冷却できる。更に、万一、着霜または結露が電極５の突出部５５および／または固定部７０付近に発生したときであっても、霜が溶けた水または結露水を、送風機能をもつ乾燥促進装置４００からの送風により早期に乾燥させることが期待できる。 According to the present embodiment, as can be understood from FIG. 10, the heat exchange medium formed by the engine cooling water that exchanges heat with the engine 400 to cool the engine 400 is the heat exchange chamber 102 located upstream of the engine 400. In this case, heat is exchanged with the electrode 5 for cooling. For this reason, the temperature of the heat exchange medium immediately before flowing into the engine 400 can be lowered. As a result, it is expected to increase the cooling capacity of the heat exchange medium immediately before flowing into the engine 400. In this case, engine 400 can be effectively cooled. Furthermore, even if frost formation or dew condensation occurs in the vicinity of the protruding portion 55 and / or the fixed portion 70 of the electrode 5, the drying accelerating device 400 having a blowing function is used for the frost-melted water or dew condensation water. It can be expected to dry quickly by blowing air from.

（参考例６）
上記した参考例６によれば、回転子２７は、軸心Ｐ１の回りで回転可能に支持された回転軸２８と、回転軸２８の外周部にこれの周方向に間隔を隔てて配置された複数個の永久磁石部２９とを有する。しかしこれに限らず、固定子２０側に永久磁石部が設けられており、回転子２７側に超電導コイル２２が設けられていても良い。上記した参考例１によれば、車載用の超電導モータ装置１に適用しているが、車載用に限らず、定置用でも良い。上記した参考例によれば、超電導モータ装置１は回転タイプであるため、可動子は回転子２７とされているが、可動子を直動させる直動タイプのリニアモータでも良い。この場合、固定子２０は一方向に延設された形状となり、可動子を直動させる可動磁場を発生させる。超電導モータ装置１は三相モータであるが、これに限らず、二相モータでも良い。上記した参考例によれば、回転子２７が永久磁石部２９を有し、固定子２０は、固定鉄心２１と、固定鉄心２１に巻回されて保持された超電導コイル２２とを有するが、これに限られるものではない。固定子が永久磁石部を有し、回転子が超電導コイルを有する構造でも良い。固定部７０はプレート状とされているが、これに限定されるものではなく、アーム状、柱状でも良い。参考例１では、固定鉄心２１は筒形状とされているが、周方向に複数に分割された分割体を周方向に組み付けて筒体としても良い。ある実施例及び参考例に特有の構造および機能は他の実施例にも適用できる。例えば、結露または着霜を検知するセンサ３００を全実施例に適用しても良い。その他、本発明は上記した実施形態および実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。 (Reference Example 6)
According to the reference example 6 described above, the rotor 27 is disposed so as to be rotatable around the axis P1 and on the outer peripheral portion of the rotary shaft 28 with a gap in the circumferential direction thereof. A plurality of permanent magnet portions 29. However, the present invention is not limited thereto, and the permanent magnet portion may be provided on the stator 20 side, and the superconducting coil 22 may be provided on the rotor 27 side. According to the reference example 1 described above, it is applied to the in-vehicle superconducting motor apparatus 1, but it is not limited to in-vehicle use, but may be stationary. According to the reference example described above, since the superconducting motor device 1 is a rotary type, the movable element is the rotor 27. However, a linear motion type linear motor that linearly moves the movable element may be used. In this case, the stator 20 has a shape extending in one direction, and generates a movable magnetic field that moves the mover linearly. The superconducting motor device 1 is a three-phase motor, but is not limited thereto, and may be a two-phase motor. According to the reference example described above, the rotor 27 has the permanent magnet portion 29, and the stator 20 has the fixed iron core 21 and the superconducting coil 22 wound around the fixed iron core 21. It is not limited to. The stator may have a permanent magnet portion and the rotor may have a superconducting coil. The fixing portion 70 is plate-shaped, but is not limited to this, and may be an arm shape or a column shape. In Reference Example 1, the fixed iron core 21 has a cylindrical shape. However, a plurality of divided bodies divided in the circumferential direction may be assembled in the circumferential direction to form a cylindrical body. Structures and functions specific to certain embodiments and reference examples can be applied to other embodiments. For example, the sensor 300 that detects condensation or frost formation may be applied to all the embodiments. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.

本発明は例えば産業用、車載用、医療用等の超電導装置に利用することができる。 The present invention can be used for, for example, superconducting devices for industrial use, in-vehicle use, medical use, and the like.

１は超電導モータ装置（超電導装置）、２は超電導モータ、２０は固定子、２１は固定鉄心、２２は超電導コイル（超電導部）、２７は回転子（可動子）、３は極低温発生部（冷却部）、３０は冷凍機、３０ａはコンプレッサ、３２はコールドヘッド、３３は熱伝導部、４は容器（基体）、４１は外側真空断熱室、４２は内側真空断熱室、４３は第１容器、４３２は案内室（真空断熱室）、４４は第２容器、４５は第３容器、４６は第４容器、４１は外側真空断熱室、４２は内側真空断熱室、１００は電極温度調整要素、１０２は熱交換器、１０４は熱交換媒体供給部、１０６は通路、１１０は仕切壁、１１２は筒体、１３１は熱交換媒体循環通路、１３３はポンプ（搬送源）、１３５は放熱器、１３８は迂回路、１３９は切替弁を示す。 1 is a superconducting motor device (superconducting device), 2 is a superconducting motor, 20 is a stator, 21 is a fixed iron core, 22 is a superconducting coil (superconducting portion), 27 is a rotor (movable element), 3 is a cryogenic generator ( (Cooling unit), 30 is a refrigerator, 30a is a compressor, 32 is a cold head, 33 is a heat conduction unit, 4 is a container (base), 41 is an outer vacuum heat insulation chamber, 42 is an inner vacuum heat insulation chamber, and 43 is a first container. 432 is a guide chamber (vacuum heat insulation chamber), 44 is a second container, 45 is a third container, 46 is a fourth container, 41 is an outer vacuum heat insulation chamber, 42 is an inner vacuum heat insulation chamber, 100 is an electrode temperature adjusting element, Reference numeral 102 denotes a heat exchanger, 104 denotes a heat exchange medium supply unit, 106 denotes a passage, 110 denotes a partition wall, 112 denotes a cylinder, 131 denotes a heat exchange medium circulation passage, 133 denotes a pump (conveyance source), 135 denotes a radiator, 138 Indicates a bypass and 139 indicates a switching valve.

Claims

A superconducting part exhibiting a superconducting phenomenon below a critical temperature;
A base that accommodates the superconducting portion;
A cooling part for cooling the superconducting part so that the superconducting part accommodated in the base body is below its critical temperature;
An electrode that feeds power to the superconducting part or electrical equipment and is affected by cooling by the cooling part;
A fixing portion for fixing the electrode to the substrate;
Electrode temperature adjustment that suppresses dew condensation and / or frost formation by applying thermal energy to the electrode and / or the fixed portion to maintain the surface of the electrode and / or the fixed portion at or above the frost formation temperature or the dew condensation temperature. Comprising elements ,
The electrode temperature adjusting element includes a heat exchange chamber to which a heat exchange medium for applying heat energy to the electrode and / or the fixed portion is supplied, and a heat exchange medium supply for supplying the heat exchange medium to the heat exchange chamber With
The cooling unit includes a compressor,
The heat exchange medium supply unit of the electrode temperature adjusting element includes a heat exchange medium circulation passage for cooling the compressor provided in the cooling unit with the heat exchange medium, and the heat exchange medium in the heat exchange medium circulation passage. superconducting device according to claim that you have a conveying source for supplying to the heat exchange chamber.

2. The superconducting device according to claim 1 , wherein a vacuum heat insulating chamber is disposed between the heat exchange chamber and the superconducting portion.