JP6008696B2 - Stator cooling structure of superconducting rotating machine - Google Patents

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Description

本発明は、超電導回転機の固定子冷却構造に関する。   The present invention relates to a stator cooling structure for a superconducting rotating machine.

超電導現象が生じる超電導巻線を使用する超電導回転機(superconducting rotating machine)は、一般的に、固定子(stator)と、回転子（rotor）と、該回転子及び該固定子を支持する筐体(housing)とから成る電動機又は発電機である。なお、超電導回転機以外の回転機としては、超電導現象が生じない常電導巻線を使用する常電動回転機（normal conducting rotating machine）が挙げられる。超電導回転機は、通常、回転子を超電導化（超電導界磁巻線）し、固定子を常電導化（常電導電機子巻線）したラジアルギャップ(radial gap)型の構造を呈している。   A superconducting rotating machine using a superconducting winding in which a superconducting phenomenon occurs generally includes a stator, a rotor, and a casing that supports the rotor and the stator. (housing) is a motor or generator. Examples of rotating machines other than the superconducting rotating machine include a normal conducting rotating machine that uses a normal conducting winding that does not cause a superconducting phenomenon. The superconducting rotating machine usually has a radial gap structure in which the rotor is superconducting (superconducting field winding) and the stator is conducting normally (normal conducting armature winding).

常電動回転機の固定子は、鉄等の強磁性材料の鉄芯と、該鉄芯に設けられたスロットと呼ばれる凹状の溝に配置された固定子巻線とにより構成されている。鉄芯は、例えば、磁気ヒステリシスが小さく且つ飽和磁化の高い電磁鋼板などの合金綱を積層化して形成されている。このように鉄芯を設けることにより、回転子からの磁束が鉄芯内に収束し、磁場強度ひいては回転力を高めている。   The stator of a normal electric rotating machine is composed of an iron core made of a ferromagnetic material such as iron, and a stator winding disposed in a concave groove called a slot provided in the iron core. The iron core is formed, for example, by laminating alloy ropes such as electromagnetic steel sheets having a small magnetic hysteresis and a high saturation magnetization. By providing the iron core in this way, the magnetic flux from the rotor converges in the iron core, and the magnetic field strength and thus the rotational force is increased.

一方、超電導回転機の固定子は、鉄芯を設けない空芯構造を採用している。なぜならば、超電導回転機の場合、磁束密度が高いので、鉄芯を使用すると飽和磁束状態に達しやすくなり、ひいては鉄芯部において渦電流損が生じやすくなるからである。例えば、特許文献１には、前述した通常の構造とは異なり、回転子及び固定子を共に超電導化した所謂全超電導回転機の構造ではあるものの、円筒状の固定子の内面に空芯の超電導巻線を円周方向に並べることが開示されている。   On the other hand, the stator of the superconducting rotating machine employs an air core structure without an iron core. This is because, in the case of a superconducting rotating machine, the magnetic flux density is high, and therefore, when an iron core is used, a saturated magnetic flux state is likely to be reached, and eddy current loss is likely to occur in the iron core portion. For example, Patent Document 1 discloses a so-called all-superconducting rotating machine structure in which a rotor and a stator are both superconducting, unlike the above-described normal structure, but an air-core superconductivity is formed on the inner surface of a cylindrical stator. It is disclosed that the windings are arranged in the circumferential direction.

但し、超電導回転機の固定子は、鉄芯を設けない空芯構造を採用したとしても、常電動回転機の固定子と同様に、その主な損失として銅損と渦電流損とを有することが知られている。銅損は、固定子巻線への通電電流により電気抵抗発熱となって発現するものである。一方、渦電流損は、磁束線周りに発生する渦電流に起因した電気抵抗発熱となって発現するものである。したがって、これらの電気抵抗発熱を冷却する冷却構造が必要である。   However, even if the stator of a superconducting rotating machine adopts an air core structure without an iron core, it has copper loss and eddy current loss as its main loss, like the stator of a normal electric rotating machine. It has been known. Copper loss is manifested as heat generated by electric resistance due to an energization current to the stator winding. On the other hand, the eddy current loss is manifested as electric resistance heat generation caused by eddy current generated around the magnetic flux lines. Therefore, a cooling structure for cooling these electric resistance heat generation is necessary.

鉄芯が設けられる常電導回転機の固定子向けの冷却構造としては、特許文献２の図６ に開示された冷却構造が例に挙げられる。特許文献２の図６に示す冷却構造では、固定子鉄芯は電磁鋼板が固定子軸方向に積層されて成っており、この固定子鉄芯の適宜な積層厚み毎に間隔片が挿入されることで通風流路が形成されている。この構造において、冷却媒体は、固定子鉄芯の外周部から通風流路に導かれ、固定子鉄芯の電気抵抗発熱を冷却しながら固定子の内周部のエアギャップに向かって排出される。   An example of a cooling structure for a stator of a normal conduction rotating machine provided with an iron core is the cooling structure disclosed in FIG. In the cooling structure shown in FIG. 6 of Patent Document 2, the stator iron core is formed by laminating electromagnetic steel plates in the stator axial direction, and spacing pieces are inserted for each appropriate lamination thickness of the stator iron core. Thus, a ventilation channel is formed. In this structure, the cooling medium is guided from the outer peripheral portion of the stator core to the ventilation channel, and is discharged toward the air gap in the inner peripheral portion of the stator while cooling the electric resistance heat generation of the stator core. .

さらに、特許文献２の図６に開示された固定子鉄芯のティース部を固定子の軸方向に貫通する複数の通風穴が該ティース部に形成されている。これにより、固定子の外周部からの冷却媒体の一部はエアギャップへ排出されずに固定子の枠端部に排出されるので、該エアギャップにおける固定子から排出される冷却媒体と回転子から排出される冷却媒体との衝突を避けることができる。   Further, a plurality of ventilation holes are formed in the teeth portion that penetrate the teeth portion of the stator iron core disclosed in FIG. 6 of Patent Document 2 in the axial direction of the stator. Accordingly, a part of the cooling medium from the outer peripheral portion of the stator is discharged to the frame end portion of the stator without being discharged to the air gap, so that the cooling medium and the rotor discharged from the stator in the air gap Collision with the cooling medium discharged from the can be avoided.

特開２００５−１７６５７８号公報JP 2005-176578 A 特開２００３−１８７７２号公報JP 2003-18772 A

特許文献２の冷却構造は、冷却媒体が固定子の外周部から通風流路に導かれて固定子鉄芯の電気抵抗発熱を冷却しながら固定子と回転子との間のエアギャップに排出されるように、構成されている。このため、エアギャップにおいて固定子から排出される冷却媒体と回転子から排出される冷却媒体との衝突に伴い圧力損失が生じるという課題がある。また、特許文献２の冷却構造は、固定子鉄芯のティース部に複数の通風穴が形成されている。ここで、ティース部を効率良く冷却するためには、固定子の外周部からエアギャップへと向かう冷却媒体の一部がティース部の複数の通風穴に導かれるように、通風流路を通過する冷却媒体の流速を調整する必要があるが、このような調整は困難であるという課題がある。   In the cooling structure of Patent Document 2, the cooling medium is guided from the outer peripheral portion of the stator to the ventilation passage and is discharged into the air gap between the stator and the rotor while cooling the electric resistance heat generation of the stator iron core. It is configured so that. For this reason, there exists a subject that a pressure loss arises with the collision with the cooling medium discharged | emitted from a stator and the cooling medium discharged | emitted from a rotor in an air gap. In the cooling structure of Patent Document 2, a plurality of ventilation holes are formed in the teeth portion of the stator core. Here, in order to efficiently cool the teeth portion, the cooling medium that passes from the outer peripheral portion of the stator toward the air gap passes through the ventilation passage so that a part of the cooling medium is guided to the plurality of ventilation holes of the teeth portion. Although it is necessary to adjust the flow rate of the cooling medium, there is a problem that such adjustment is difficult.

加えて、特許文献２の冷却構造は鉄芯が設けられる常電導回転機の固定子向けのものであるところ、超電導回転機の固定子は、鉄芯を設けない空芯構造を採用しており、常電導回転機の固定子と比べて磁束密度が高いという特性がある。このため、特許文献２の冷却構造を超電導回転機の固定子向けに単純に採用することは困難である。   In addition, the cooling structure of Patent Document 2 is for a stator of a normal conducting rotator provided with an iron core, and the stator of a superconducting rotator adopts an air core structure without an iron core. The magnetic flux density is higher than that of the stator of a normal conduction rotating machine. For this reason, it is difficult to simply employ the cooling structure of Patent Document 2 for the stator of a superconducting rotating machine.

例えば、通風流路の断面積が大きい場合や通風流路の配置間隔が短い場合には、磁束の漏れによる渦電流損失が生じやすくなる。一方、通風流路の断面積が小さい場合や通風流路の配置間隔が長い場合には、通風流路に冷却媒体が流れにくくなるので圧力損失が増加し、これに伴って冷却能力が低下する。したがって、磁束の漏れの抑制と圧力損失の低減とをバランス良く達成すべく、通風流路の幅及び配置間隔を決定する必要があるが、特許文献２の冷却構造は、通風流路の幅及び配置間隔の大きさについて言及していない。   For example, when the cross-sectional area of the ventilation channel is large or when the arrangement interval of the ventilation channels is short, eddy current loss is likely to occur due to leakage of magnetic flux. On the other hand, when the cross-sectional area of the ventilation channel is small or the arrangement interval of the ventilation channels is long, the cooling medium becomes difficult to flow through the ventilation channel, so the pressure loss increases and the cooling capacity decreases accordingly. . Therefore, in order to achieve a good balance between suppressing magnetic flux leakage and reducing pressure loss, it is necessary to determine the width and arrangement interval of the ventilation channel. It does not mention the size of the arrangement interval.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、回転子を超電導化し且つ固定子を常電導化し、該固定子に配置される固定子巻線を空芯としたラジアルギャップ型の超電導回転機の該固定子を効率よく冷却することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and the object thereof is to make the rotor superconducting and make the stator normal conducting, and the stator winding disposed in the stator as an air core. It is to efficiently cool the stator of the radial gap type superconducting rotating machine.

前記目的を達成するために、本発明のある形態に係る超電導回転機の固定子冷却構造は、超電導線材を用いた複数の界磁巻線が周方向に配置された回転子の周囲を取り囲むように配置されている超電導回転機の固定子の冷却構造であって、前記固定子は、全体として筒状に形成され、その軸方向において複数の分割片(section)に分割されたバックヨークと、前記バックヨークの各分割片の内周面に該バックヨークの中心軸に向けて延びるように該バックヨークの周方向に間隔を有して配設された複数のティースと、前記バックヨークの各分割片の内周面において隣り合う前記ティースの間に配置された固定子巻線と、を備え、前記冷却構造は、前記バックヨークの外周に、該バックヨークの軸方向に延在するように該バックヨークの周方向に形成された複数の給気流路及び複数の排気流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記給気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気バックヨーク流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記排気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気バックヨーク流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記給気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気ティース流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記排気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気ティース流路と、前記給気ティース流路と、前記排気ティース流路とを連通するように、前記ティースを前記バックヨークの軸方向に貫通するティース穴と、を備えて成り、前記超電導回転機の固定子冷却構造において、前記固定子は、隣り合う前記ティースの間に前記固定子巻線を保持するように隣り合う前記ティースの間に架設されたウエッジをさらに備え、前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路は、前記固定子と前記回転子との間のエアギャップに至るように延びており、該エアギャップと前記ティース流路との間が非連通となるように、前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路が前記ウエッジによって閉鎖されている、ものである。 In order to achieve the above object, a stator cooling structure for a superconducting rotating machine according to an embodiment of the present invention surrounds the periphery of a rotor in which a plurality of field windings using superconducting wires are arranged in the circumferential direction. A superconducting rotating machine stator cooling structure disposed in the stator, wherein the stator is formed in a cylindrical shape as a whole and divided into a plurality of sections in the axial direction thereof, and A plurality of teeth disposed on the inner peripheral surface of each of the divided pieces of the back yoke with an interval in the circumferential direction of the back yoke so as to extend toward the central axis of the back yoke; A stator winding disposed between the adjacent teeth on the inner peripheral surface of the split piece, and the cooling structure extends on the outer periphery of the back yoke in the axial direction of the back yoke. Shaped in the circumferential direction of the back yoke The plurality of air supply passages, the plurality of exhaust passages, and the back yoke adjacently separated from each other, pass through the back yoke, and one end of each is connected to the corresponding air supply passage. Further, a plurality of air supply back yoke passages arranged in the circumferential direction of the back yoke and the back yoke between the adjacent divided pieces of the back yoke, each one end of the exhaust flow corresponding to the back yoke. A plurality of exhaust back yoke flow paths arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to be connected to the respective paths, and two groups of teeth respectively arranged on adjacent divided pieces of the back yoke. A plurality of teeth arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to extend from the proximal end of the teeth toward the distal end and to connect the respective proximal ends to the corresponding supply air back yoke flow paths. Between the air supply tooth flow path and the two groups of teeth respectively disposed on the adjacent divided pieces of the back yoke, the exhaust extends from the base end of the tooth toward the front end, and each base end corresponds to the corresponding exhaust. A plurality of exhaust tooth passages arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to be connected to the respective back yoke passages, the supply teeth passage, and the exhaust teeth passage so as to communicate with each other. Ri formed provided with a tooth holes through the teeth in the axial direction of the back yoke, the stator cooling structure of the superconducting rotating machine, the stator, the stator winding between the teeth adjacent A wedge extending between the teeth adjacent to each other so that the air supply tooth passage and the exhaust tooth passage are provided between the stator and the rotor. The supply tooth passage and the exhaust tooth passage are closed by the wedge so that the air gap and the tooth passage are disconnected from each other. It is.

前記構成によれば、まず、外部の冷却媒体供給装置から送られ給気流路内を流れる冷却媒体は、給気バックヨーク流路へと導かれて、この給気バックヨーク流路内を流れる。これにより、バックヨークが冷却される。   According to the above configuration, first, the cooling medium sent from the external cooling medium supply device and flowing in the supply air flow path is guided to the supply air back yoke flow path and flows in the supply air back yoke flow path. Thereby, the back yoke is cooled.

そして、給気バックヨーク流路から排出された冷却媒体は、給気ティース流路へと導かれて、この給気ティース流路内を流れる。これにより、ティースと隣り合うティース間に配置された固定子巻線が冷却される。   And the cooling medium discharged | emitted from the air supply back yoke flow path is guide | induced to the air supply teeth flow path, and flows through this air supply teeth flow path. Thereby, the stator winding | coil arrange | positioned between the teeth adjacent to the teeth is cooled.

そして、給気ティース流路内を流れる冷却媒体は、ティースに形成された複数のティース穴へと導かれる。なお、ティース穴は、給気ティース流路と排気ティース流路とを連通するように形成されている。したがって、給気ティース流路内を流れる冷却媒体は、ティース穴を介して排気ティース流路へと流れ込む。これにより、ティースはさらに冷却される。   Then, the cooling medium flowing in the air supply tooth flow path is guided to a plurality of tooth holes formed in the teeth. Note that the tooth hole is formed so as to communicate the supply tooth passage and the exhaust tooth passage. Therefore, the cooling medium flowing in the supply air tooth passage flows into the exhaust tooth passage through the tooth hole. Thereby, the teeth are further cooled.

なお、排気ティース流路に導かれた冷却媒体は、この排気ティース流路と連結されている排気バックヨーク流路へと導かれる。つまり、冷却媒体は、排気ティース流路内及び排気バックヨーク流路内を流れる。   Note that the cooling medium guided to the exhaust tooth flow path is guided to the exhaust back yoke flow path connected to the exhaust tooth flow path. That is, the cooling medium flows in the exhaust tooth passage and in the exhaust back yoke passage.

そして、排気バックヨーク流路から排出された冷却媒体は、この排気バックヨーク流路と連結された排気流路へと導かれて、この排気流路内を流れる。以上のような冷却媒体の経路が形成されることで、固定子のバックヨーク、ティース、及び固定子巻線を効率よく冷却することが可能となる。また、このように固定子の冷却効率が向上したことに伴って、外部の冷却媒体供給装置の必要流量及び必要静圧を低減することができる。
また、上述の超電導回転機の固定子冷却構造において、給気ティース流路及び排気ティース流路が、固定子と回転子との間のエアギャップに至るように延びている場合、給気ティース流路を流れる冷却媒体の一部はエアギャップを通って隣り合う排気ティース流路に流入する。従って、給気ティース流路及び排気ティース流路はエアギャップに連通していても構わない。しかし、前記構成によれば、給気ティース流路のエアギャップ側の開口部はウエッジによって閉鎖されているため、給気ティース流路内を流れる冷却媒体は、エアギャップへと排出されずに、ティースに形成された複数のティース穴へと導かれる。これにより、ティースの冷却効率をさらに向上することができる。
また、排気ティース流路のエアギャップ側の開口部についてもウエッジによって閉鎖されているので、給気ティース流路からティース穴を介して排気ティース流路に導かれた冷却媒体は、エアギャップに向けて排出されずに、この排気ティース流路と連結されている排気バックヨーク流路へと導かれる。これにより、エアギャップにおいて固定子から排出される冷却媒体と回転子から排出される冷却媒体とが衝突することがなくなり固定子の冷却効率を向上することができる。 The cooling medium discharged from the exhaust back yoke flow path is guided to the exhaust flow path connected to the exhaust back yoke flow path, and flows through the exhaust flow path. By forming the cooling medium path as described above, the back yoke, teeth, and stator windings of the stator can be efficiently cooled. Further, as the cooling efficiency of the stator is improved as described above, the required flow rate and the required static pressure of the external cooling medium supply device can be reduced.
Further, in the above-described stator cooling structure for a superconducting rotating machine, when the air supply tooth flow path and the exhaust tooth flow path extend to reach the air gap between the stator and the rotor, the air supply teeth flow Part of the cooling medium flowing through the passage flows into the adjacent exhaust tooth passage through the air gap. Accordingly, the air supply tooth passage and the exhaust tooth passage may communicate with the air gap. However, according to the above configuration, the air gap side opening of the air supply tooth flow path is closed by the wedge, so that the cooling medium flowing in the air supply tooth flow path is not discharged into the air gap, It is led to a plurality of teeth holes formed in the teeth. Thereby, the cooling efficiency of teeth can further be improved.
Further, since the opening on the air gap side of the exhaust tooth passage is also closed by the wedge, the cooling medium led from the supply tooth passage through the tooth hole to the exhaust tooth passage is directed toward the air gap. Without being discharged, the air is guided to the exhaust back yoke flow path connected to the exhaust tooth flow path. Thereby, the cooling medium discharged from the stator and the cooling medium discharged from the rotor do not collide with each other in the air gap, and the cooling efficiency of the stator can be improved.

前記超電導回転機の固定子冷却構造において、前記給気バックヨーク流路及び前記排気バックヨーク流路における前記バックヨークの軸方向の長さであるバックヨーク流路幅と、前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路における前記バックヨークの軸方向の長さであるティース流路幅とは、次式が成立するように決定される、としてもよい。   In the stator cooling structure of the superconducting rotating machine, a back yoke flow path width that is an axial length of the back yoke in the air supply back yoke flow path and the exhaust back yoke flow path, and the air supply teeth flow path The tooth flow path width, which is the axial length of the back yoke in the exhaust tooth flow path, may be determined so that the following equation is satisfied.

ｔ２＝｛（Ｂ１×ｔ１＋４×Ａｈ）÷（４×Ｂ２) ｝×α
但し、ｔ１はバックヨーク流路幅、ｔ２はティース流路幅、Ｂ１はバックヨーク流路における筐体の周方向の長さ、Ｂ２はティース流路における筐体の周方向の長さ、Ａｈはティース穴１個あたりの面積、αは０．９〜１．１の比例係数である。 t2 = {(B1 × t1 + 4 × Ah) ÷ (4 × B2)} × α
However, t1 is the back yoke channel width, t2 is the teeth channel width, B1 is the circumferential length of the housing in the back yoke channel, B2 is the circumferential length of the housing in the teeth channel, and Ah is The area per tooth hole, α, is a proportionality coefficient of 0.9 to 1.1.

前記構成によれば、給気並びに排気バックヨーク流路、給気並びに排気ティース流路、及びティース穴をそれぞれ通過する冷却媒体の急激な変化を抑制することができ、この結果として、圧力損失を低減することができる。   According to the above configuration, it is possible to suppress a sudden change in the cooling medium passing through the air supply and exhaust back yoke flow path, the air supply and exhaust tooth flow path, and the tooth hole, respectively. Can be reduced.

前記超電導回転機の固定子冷却構造において、前記バックヨーク流路幅は６ｍｍ、前記ティース流路幅は１２ｍｍ、前記バックヨークの軸方向における前記給気バックヨーク流路及び前記排気バックヨーク流路の配置間隔、及び前記バックヨークの軸方向における前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路の配置間隔はともに１００ｍｍである、としてもよい。   In the stator cooling structure of the superconducting rotating machine, the back yoke channel width is 6 mm, the teeth channel width is 12 mm, and the supply back yoke channel and the exhaust back yoke channel in the axial direction of the back yoke The arrangement interval and the arrangement interval of the air supply tooth passage and the exhaust tooth passage in the axial direction of the back yoke may both be 100 mm.

従来の常電導回転機の固定子冷却構造は、一般的に、流路幅１０ｍｍの通風流路を固定子の軸方向に５０ｍｍの流路間隔で配置している。したがって、バックヨークにおける筐体の軸方向の所定間隔及びティースにおける筐体の軸方向の所定間隔は、従来の常電導回転機の流路間隔の２倍であり、バックヨーク流路幅は従来の常電導回転機の流路幅の６０％である。これにより、磁束の漏れに伴う渦電流損失の低減化を図ることができる。さらに、ティース流路幅は、バックヨーク流路幅の２倍であるため、冷却媒体の圧力損失の低減化を図ることができる。なお、超電導回転機の固定子は空芯構造であるため、ティース流路幅を従来の常電導回転機の流路幅よりも大きくしても、固定子巻線において発生する渦電流損への影響はない。   In a conventional stator cooling structure for a normal conduction rotating machine, a ventilation channel having a channel width of 10 mm is generally arranged at a channel interval of 50 mm in the axial direction of the stator. Therefore, the predetermined interval in the axial direction of the casing in the back yoke and the predetermined interval in the axial direction of the casing in the teeth are twice the flow interval of the conventional normal conduction rotating machine, and the back yoke flow width is It is 60% of the flow path width of the normal conduction rotating machine. Thereby, reduction of the eddy current loss accompanying magnetic flux leakage can be achieved. Furthermore, since the tooth flow path width is twice the back yoke flow path width, the pressure loss of the cooling medium can be reduced. Since the stator of the superconducting rotator has an air-core structure, even if the teeth channel width is larger than the channel width of the conventional normal conduction rotator, the eddy current loss that occurs in the stator winding is reduced. There is no effect.

また、本発明の他の形態に係る超電導回転機の固定子冷却構造は、超電導線材を用いた複数の界磁巻線が周方向に配置された回転子の周囲を取り囲むように配置されている超電導回転機の固定子の冷却構造であって、前記固定子は、全体として筒状に形成され、その軸方向において複数の分割片(section)に分割されたバックヨークと、前記バックヨークの各分割片の内周面に該バックヨークの中心軸に向けて延びるように該バックヨークの周方向に間隔を有して配設された複数のティースと、前記バックヨークの各分割片の内周面において隣り合う前記ティースの間に配置された固定子巻線と、を備え、前記冷却構造は、前記バックヨークの外周に、該バックヨークの軸方向に延在するように該バックヨークの周方向に形成された複数の給気流路及び複数の排気流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記給気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気バックヨーク流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記排気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気バックヨーク流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記給気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気ティース流路と、前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記排気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気ティース流路と、前記給気ティース流路と、前記排気ティース流路とを連通するように、前記ティースを前記バックヨークの軸方向に貫通するティース穴と、を備えて成り、前記超電導回転機の固定子冷却構造において、前記給気バックヨーク流路及び排気バックヨーク流路に位置する前記固定子巻線の径方向外側の面には、前記バックヨークの軸方向に延在し、且つ該径方向外側に出っ張った断面形状を有する整流体が配置されている、ものである。 Moreover, the stator cooling structure for a superconducting rotating machine according to another embodiment of the present invention is disposed so as to surround the periphery of the rotor in which a plurality of field windings using superconducting wires are disposed in the circumferential direction. A cooling structure for a stator of a superconducting rotating machine, wherein the stator is formed in a cylindrical shape as a whole and divided into a plurality of sections in the axial direction thereof, and each of the back yokes A plurality of teeth arranged at intervals in the circumferential direction of the back yoke so as to extend toward the central axis of the back yoke on the inner circumferential surface of the divided piece, and the inner circumference of each divided piece of the back yoke A stator winding disposed between the teeth adjacent to each other on the surface, and the cooling structure is arranged on the outer periphery of the back yoke so as to extend in the axial direction of the back yoke. Multiple airflows formed in the direction And the plurality of exhaust passages and the back yoke so as to pass through the back yoke between adjacent pieces of the back yoke and to connect one end of the back yoke to the corresponding air supply passage. A plurality of air supply back yoke channels arranged in the direction and adjacent split pieces of the back yoke so as to pass through the back yoke and have one end connected to the corresponding exhaust channel. Further, between the plurality of exhaust back yoke flow paths arranged in the circumferential direction of the back yoke and the two groups of teeth respectively arranged on the adjacent divided pieces of the back yoke, the base end of the teeth extends from the base end to the front end. A plurality of air supply teeth passages arranged in the circumferential direction of the back yoke such that each of the base ends is connected to the corresponding air supply back yoke passage. Between the two groups of teeth respectively disposed on the adjacent divided pieces of the back yoke, the teeth extend from the base end to the front end, and each base end is connected to the corresponding exhaust back yoke flow path. As described above, the teeth are connected to the back yoke so that the plurality of exhaust tooth passages arranged in the circumferential direction of the back yoke, the air supply tooth passage, and the exhaust tooth passage are communicated with each other. And a teeth hole penetrating in the axial direction, and in the stator cooling structure of the superconducting rotating machine, radially outside the stator windings located in the air supply back yoke flow path and the exhaust back yoke flow path the surface extends in the axial direction of the back yoke, and the straightening member having a bulged section shape該径outward are disposed, is intended.

前記構成によれば、バックヨーク流路からティース流路に向かう冷却媒体の流れをスムーズにすることができるので、バックヨーク、ティース、及び固定子巻線をさらに効率よく冷却することが可能となる。   According to the above configuration, the flow of the cooling medium from the back yoke channel to the teeth channel can be made smooth, so that the back yoke, the teeth, and the stator winding can be more efficiently cooled. .

前記超電導回転機の固定子冷却構造において、１つの前記バックヨークの分割片に配設された１群の前記ティースを挟む前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路は、各前記ティースの両側に前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路の２種類の流路の中で互いに異なる種類の流路がそれぞれ位置するように配置され、該互いに異なる種類の流路が前記ティース孔によってそれぞれ連通している、としてもよい。   In the stator cooling structure of the superconducting rotating machine, the supply tooth passage and the exhaust tooth passage sandwiching a group of the teeth disposed on one piece of the back yoke are arranged on both sides of each tooth. Are arranged so that different types of flow paths are positioned in the two types of flow paths, the supply air flow path and the exhaust tooth flow path, and the different types of flow paths are respectively defined by the teeth holes. It may be in communication.

本発明によれば、回転子を超電導化し且つ固定子を常電導化し、該固定子に配置される固定子巻線を空芯としたラジアルギャップ型の超電導回転機の該固定子を効率よく冷却することができる。   According to the present invention, the stator of a radial gap type superconducting rotating machine having a rotor made superconducting and a stator made normal conducting, and a stator winding disposed on the stator as an air core is efficiently cooled. can do.

図１は本発明の実施の形態に係る超電導回転機の外観例とその内部構造例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an external appearance example and an internal structure example of a superconducting rotating machine according to an embodiment of the present invention. 図２は本発明の実施の形態に係る超電導回転機の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of the superconducting rotating machine according to the embodiment of the present invention. 図３は図２に示す隣り合うティースとこれらの間のスロットに配置される固定子巻線の断面図の一例である。FIG. 3 is an example of a cross-sectional view of the adjacent teeth shown in FIG. 2 and a stator winding disposed in a slot between them. 図４は本発明の実施の形態１に係る超電導回転機の固定子冷却構造の断面例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross-sectional example of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine according to Embodiment 1 of the present invention. 図５は図４に示す超電導回転機の固定子冷却構造のＡ−Ａ線断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line AA of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine shown in FIG. 図６は図４に示す超電導回転機の固定子冷却構造のＣ−Ｃ線断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line CC of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine shown in FIG. 図７は図４に示す超電導回転機の固定子冷却構造のＤ−Ｄ線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line DD of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine shown in FIG. 図８は図４に示すバックヨーク流路及びティース流路それぞれの幅の決定方法を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method of determining the widths of the back yoke channel and the tooth channel shown in FIG. 図９は図８に示すバックヨーク入口面積とティース入口面積とティース穴面積との関係を説明するためのグラフである。FIG. 9 is a graph for explaining the relationship among the back yoke inlet area, the tooth inlet area, and the tooth hole area shown in FIG. 図１０は本発明の実施の形態２における整流体を設置したことによるバックヨーク流路からティース流路に向かう冷却媒体の流れを表す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the flow of the cooling medium from the back yoke flow path toward the tooth flow path due to the installation of the rectifying body in the second embodiment of the present invention. 図１１は本発明の実施の形態２における整流体を設置しない場合のバックヨーク流路からティース流路に向かう冷却媒体の流れを表す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing the flow of the cooling medium from the back yoke flow path toward the tooth flow path when the rectifying body in Embodiment 2 of the present invention is not installed. 図１２Ａは本発明の実施の形態２における整流体の一例を示す模式図である。FIG. 12A is a schematic diagram illustrating an example of a rectifier in Embodiment 2 of the present invention. 図１２Ｂは、本発明の実施の形態２における整流体のその他の例を示す模式図である。FIG. 12B is a schematic diagram illustrating another example of the rectifying body according to Embodiment 2 of the present invention.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description thereof is omitted.

[超電導回転機の構造例]
図１は本発明の実施の形態１に係る超電導回転機の外観例とその内部構造例を示す図である。図２は本発明の実施の形態１に係る超電導回転機の構成例を模式的に示す断面図である。なお、図２に示す超電導回転機は６相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）、６極（永久磁石界磁）、且つスロット数が７２個の場合である。なお、超電導回転機の相数及び極数が任意であるのは言うまでもない。 [Example structure of superconducting rotating machine]
FIG. 1 is a diagram showing an external appearance example and an internal structure example of a superconducting rotating machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a sectional view schematically showing a configuration example of the superconducting rotating machine according to the first embodiment of the present invention. The superconducting rotating machine shown in FIG. 2 has 6 phases (for example, U phase, V phase, W phase, X phase, Y phase, Z phase), 6 poles (permanent magnet field), and 72 slots. Is the case. Needless to say, the number of phases and the number of poles of the superconducting rotating machine are arbitrary.

図１に示す超電導回転機１０は、回転子１６を超電導化（超電導界磁巻線）して固定子１８を常電導化（常電導電機子巻線）したラジアルギャップ型の構造を呈している。超電導回転機１０は、後述の給気流路及び排気流路と一体的に形成された筒状の筐体１２ と、回転子１６と、回転子１６の周囲を取り囲むように筐体１２の内部に配設された固定子１８とを有する。また、超電導回転機１０は、固定子１８向けの冷却構造を有するが、該冷却構造の説明については後述する。   The superconducting rotating machine 10 shown in FIG. 1 has a radial gap type structure in which the rotor 16 is superconductive (superconducting field winding) and the stator 18 is normal conducting (normal conductive armature winding). . The superconducting rotating machine 10 includes a cylindrical housing 12 formed integrally with an air supply passage and an exhaust passage, which will be described later, a rotor 16, and an interior of the housing 12 so as to surround the rotor 16. And an arranged stator 18. Moreover, although the superconducting rotating machine 10 has a cooling structure for the stator 18, the description of the cooling structure will be described later.

回転子１６は、中心軸１４を有し、筐体１２によって回転自在に支持されたロータシャフト（rotor shaft) ２０を有する。ロータシャフト２０は、中心軸１４を中心とする内側円筒体であるロータコア(rotor core)２２と外側円筒体であるケーシング２４とを支持している。ロータコア２２とケーシング２４との間には筒状の真空断熱空間が構築されており、この真空断熱空間内にはその周方向に沿って等間隔に複数の磁極対を成した無鉄芯型の超電導コイル２８が配置されている。図２には、６極の場合として、３つの磁極対を有する超電導コイル２８の配置が示されている。また、回転子１６は、図示しないが、前述の真空断熱空間内に配置された超電導コイル２８を冷却するための冷却構造が設けられている。この冷却構造において使用される超電導コイル２８を冷却するための冷媒としては例えばへリウムガスを採用することができる。ロータコア２２は、非磁性材料で低温特性に優れた材料、例えば、ＳＵＳ３１６から成る中実円柱体の鍛造材料を切削加工して形成することが好ましい。ケーシング２４は、低温に対する断熱性が優れた一又は複数の断熱材層を備えていることが好ましい。   The rotor 16 has a central shaft 14 and a rotor shaft 20 that is rotatably supported by the housing 12. The rotor shaft 20 supports a rotor core 22 that is an inner cylindrical body around the central axis 14 and a casing 24 that is an outer cylindrical body. A cylindrical vacuum heat insulation space is constructed between the rotor core 22 and the casing 24, and in the vacuum heat insulation space, a coreless core type in which a plurality of magnetic pole pairs are formed at equal intervals along the circumferential direction. A superconducting coil 28 is arranged. FIG. 2 shows an arrangement of superconducting coils 28 having three magnetic pole pairs as a case of six poles. Further, although not shown, the rotor 16 is provided with a cooling structure for cooling the superconducting coil 28 disposed in the above-described vacuum heat insulating space. As a coolant for cooling the superconducting coil 28 used in this cooling structure, for example, helium gas can be employed. The rotor core 22 is preferably formed by cutting a non-magnetic material having excellent low-temperature characteristics, for example, a solid cylindrical forged material made of SUS316. The casing 24 preferably includes one or a plurality of heat insulating material layers having excellent heat insulating properties against low temperatures.

固定子１８は、固定子１８の中心軸（ロータシャフト２０の中心軸でもある）１４と平行な軸方向に円環形状の複数の電磁鋼板（例えば、珪素鋼板）を積層し、全体として筒状に形成されたバックヨーク(back yoke)３２を有する。なお、バックヨーク３２は、その軸方向において所定の積層間隔の厚みを有した複数の分割片（section）に分割されている。バックヨーク３２の各分割片の内周面にバックヨーク３２の中心軸１４（ロータシャフト２０の中心軸でもある）に向けて延びるように、バックヨーク３２の周方向に間隔を有して配設されたティース３４が備えられている。バックヨーク３２の各分割片の内周面においてバックヨーク３２の周方向で互いに隣り合うティース３４の間には、固定子１８ の中心軸１４と平行な方向に略長方形断面のスロット３６（凹状の溝）が延設されている。   The stator 18 is formed by laminating a plurality of annular electromagnetic steel plates (for example, silicon steel plates) in an axial direction parallel to the center axis 14 of the stator 18 (which is also the center axis of the rotor shaft 20), and is cylindrical as a whole. The back yoke 32 is formed in the back. The back yoke 32 is divided into a plurality of sections having a thickness of a predetermined stacking interval in the axial direction. Arranged at intervals in the circumferential direction of the back yoke 32 so as to extend toward the central axis 14 of the back yoke 32 (which is also the central axis of the rotor shaft 20) on the inner peripheral surface of each divided piece of the back yoke 32. The teeth 34 are provided. Between the teeth 34 adjacent to each other in the circumferential direction of the back yoke 32 on the inner circumferential surface of each divided piece of the back yoke 32, a slot 36 (concave shape) having a substantially rectangular cross section in a direction parallel to the central axis 14 of the stator 18. Groove) is extended.

ティース３４は、非磁性材料、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの高い機械的強度を有する剛性樹脂材料により形成されている。この他に、ティース３４は、非磁性金属、例えばステンレスにより形成されてもよい。なお、材料に拘らずに、ティース３ ４は、固定子１８の中心軸１４と平行な方向に複数の非磁性な薄板を積層して形成されている。このように、ティース３４が非磁性材料により形成されることで、回転子１６の回転に伴う磁界の移動によってティース３４の内部に渦電流が発生することを回避でき、これに伴い、ティース３４の冷却構造が不要となる。また、ティース３４の径方向内側端部（回転子１６に対向する端部）に磁束が集中することも回避できる。   The teeth 34 are made of a non-magnetic material, for example, a rigid resin material having high mechanical strength such as fiber reinforced plastic (FRP). In addition, the teeth 34 may be formed of a nonmagnetic metal such as stainless steel. Regardless of the material, the teeth 34 are formed by laminating a plurality of nonmagnetic thin plates in a direction parallel to the central axis 14 of the stator 18. As described above, the teeth 34 are formed of a nonmagnetic material, so that it is possible to avoid the generation of eddy currents in the teeth 34 due to the movement of the magnetic field accompanying the rotation of the rotor 16. No cooling structure is required. Further, it is possible to avoid the magnetic flux from concentrating on the radially inner end of the teeth 34 (the end facing the rotor 16).

各スロット３６には、各々を識別するためのスロット番号が付与されている。図２には、スロット数が７２個の場合のスロット番号の付与方法が示されている。そして、各スロット３６には、筐体１２の径方向外側領域及び径方向内側領域それぞれに、互いに同相である固定子巻線４０の単位巻線対が配置されている。なお、バックヨーク３２の軸方向一端側から見て、径方向外側領域には単位巻線対の一端（始端）が出現し、径方向内側領域には単位巻線対の他端（終端）が出現する。したがって、固定子巻線４０の単位巻線の総数はスロット数と同じ７２本である。以下では、各スロット３６に配置される固定子巻線４０の単位巻線を４０（１），４０（２），・・・，４０（７２）の符号を用いて識別するとともに、各スロット３６を３６（１），３６（２），・・・，３６（７２）の符号を用いて説明する。   Each slot 36 is given a slot number for identifying each slot. FIG. 2 shows a method of assigning slot numbers when the number of slots is 72. In each slot 36, a pair of unit windings of the stator winding 40 that are in phase with each other are arranged in the radially outer region and the radially inner region of the housing 12. As viewed from one axial end of the back yoke 32, one end (starting end) of the unit winding pair appears in the radially outer region, and the other end (termination) of the unit winding pair appears in the radially inner region. Appear. Therefore, the total number of unit windings of the stator winding 40 is 72, which is the same as the number of slots. In the following, the unit windings of the stator windings 40 arranged in the slots 36 are identified using the symbols 40 (1), 40 (2),... Will be described using reference numerals 36 (1), 36 (2),..., 36 (72).

固定子巻線４０は、例えば、互いに位相が１２０°異なるＵ相巻線、Ｖ相巻線、及びＷ相巻線から成る第１のＹ（スター）結線と、互いに位相が１２０°異なり且つ第１のＹ結線の各相巻線とは位相が６０°ずれて配置されるＸ相巻線、Ｙ相巻線、及びＺ相巻線から成る第２のＹ（スター）結線とを有し、さらに、第１のＹ結線の中性点と第２のＹ結線の中性点とが互いに接続されている。例えば、Ｕ相巻線は、互いに隣り合う連番のスロット対であり、且つ１２個のスロット間隔で現れるスロット対それぞれに配置される。具体的には、Ｕ相巻線は、スロット番号１、２、１３、１４、２５、２６、３７、３８、４９、５０、６１、６２の各スロット３６（１）、３６（２）、３６（１３）、３６（１４）、３６（２５）、３６（２７）、３６（３７）、３６（３８）、３６（４９）、３６（５０）、３６（６１）、３６（６２）に配置される。つまり、Ｕ相巻線は、１２本の単位巻線４０（１）、４０（２）、４０（１３）、４０（１４）、４０（２５）、４０（２６）、４０（３７）、４０（３８）、４０（４９）、４０（５０）、４０（６１）、４０（６２）を直列に接続して構成される。   The stator winding 40 is different from the first Y (star) connection composed of, for example, a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding that are 120 ° out of phase with each other and 120 ° out of phase with each other. Each phase winding of one Y connection has a second Y (star) connection consisting of an X-phase winding, a Y-phase winding, and a Z-phase winding that are arranged out of phase by 60 °, Further, the neutral point of the first Y connection and the neutral point of the second Y connection are connected to each other. For example, the U-phase winding is a slot pair of serial numbers adjacent to each other, and is disposed in each of the slot pairs that appear at intervals of 12 slots. Specifically, the U-phase winding includes slots 36 (1), 36 (2), 36 of slot numbers 1, 2, 13, 14, 25, 26, 37, 38, 49, 50, 61, 62. (13), 36 (14), 36 (25), 36 (27), 36 (37), 36 (38), 36 (49), 36 (50), 36 (61), 36 (62) Is done. That is, the U-phase winding includes 12 unit windings 40 (1), 40 (2), 40 (13), 40 (14), 40 (25), 40 (26), 40 (37), 40 (38), 40 (49), 40 (50), 40 (61), 40 (62) are connected in series.

図３は、図２に示す隣り合うティース３４とこれらの間のスロット３６に配置される固定子巻線４０の断面図の一例である。   FIG. 3 is an example of a cross-sectional view of the stator winding 40 disposed in the adjacent teeth 34 shown in FIG. 2 and the slot 36 therebetween.

図３に示すように、隣り合うティース３４間に設定されたスロット３６は、固定子巻線４０の配置領域として、筐体１２の径方向に沿う一対の長辺を有し、固定子１８の周方向に沿う一対の短辺を有した長方形の断面形状を有した直方体領域（６２ａ，６２ｂ，６０ ａ，６０ｂ）を有している。また、この直方体領域（６２ａ, ６２ｂ, ６０ａ, ６０ｂ）は筐体１２の径方向外側領域（６２ａ，６２ｂ）と径方向内側領域（６０ａ，６０ｂ）とに区画されている。さらに、径方向外側領域（６２ａ，６２ｂ）は、筐体１２の径方向から見て、固定子１８の周方向一方側（時計回り側）領域６２ａと周方向他方側（反時計回り側）領域６２ｂとに区画されている。同様に、径方向内側領域（６０ａ，６０ｂ）は、筐体１２の径方向から見て、固定子１８の周方向一方側領域６０ａと周方向他方側領域６ ０ｂとに区画されている。径方向外側領域（６２ａ，６２ｂ）にはスロット番号Ｋ（１＜ Ｋ＜７２）のスロット３６に配置されるある相巻線の一部である単位巻線４０（Ｋ）が配置され、径方向内側領域（６０ａ，６０ｂ）には単位巻線４０（Ｋ）と同じ相巻線の一部である単位巻線４０（Ｋ−１２）（Ｋ＞１２の場合）若しくは単位巻線４０（Ｋ＋６０）（Ｋ＜１２の場合）が配置される。   As shown in FIG. 3, the slot 36 set between the adjacent teeth 34 has a pair of long sides along the radial direction of the housing 12 as an arrangement region of the stator winding 40. It has a rectangular parallelepiped region (62a, 62b, 60a, 60b) having a rectangular cross-sectional shape having a pair of short sides along the circumferential direction. The rectangular parallelepiped regions (62a, 62b, 60a, 60b) are partitioned into a radially outer region (62a, 62b) and a radially inner region (60a, 60b) of the housing 12. Further, the radially outer region (62a, 62b) is a circumferential one side (clockwise side) region 62a and the other circumferential side (counterclockwise side) region of the stator 18 when viewed from the radial direction of the housing 12. 62b. Similarly, the radially inner region (60a, 60b) is partitioned into a circumferential one side region 60a and a circumferential other side region 60b of the stator 18 when viewed from the radial direction of the housing 12. In the radially outer region (62a, 62b), a unit winding 40 (K) which is a part of a certain phase winding disposed in the slot 36 of the slot number K (1 <K <72) is disposed, and the radial direction In the inner region (60a, 60b), a unit winding 40 (K-12) (when K> 12) or a unit winding 40 (K + 60), which is a part of the same phase winding as the unit winding 40 (K). (When K <12) is arranged.

図３に示す単位巻線４０（Ｋ）は、例えば、複数の絶縁導体素線４１を有し、複数の絶縁導体素線４１それぞれの矩形の断面がマトリクス状に配置されるよう複数の絶縁導体素線４１を束ねて構成されている。なお、行方向は筐体１２の径方向に対応し、列方向は固定子１８の周方向に対応する。図３に示す例では、４２本の絶縁導体素線４１が７行６列に配置されて成る単位巻線４０ (Ｋ）の断面が示されている。   The unit winding 40 (K) shown in FIG. 3 has, for example, a plurality of insulated conductor wires 41, and a plurality of insulated conductors such that each rectangular cross section of the plurality of insulated conductor strands 41 is arranged in a matrix. It is configured by bundling the strands 41. The row direction corresponds to the radial direction of the housing 12, and the column direction corresponds to the circumferential direction of the stator 18. In the example shown in FIG. 3, a cross section of a unit winding 40 (K) in which 42 insulated conductor wires 41 are arranged in 7 rows and 6 columns is shown.

絶縁導体素線４１は、素線導体と該素線導体の外周を閉鎖する絶縁材とから成り、該絶縁材によって他の絶縁導体素線４１とは電気的に絶縁されている。また、各絶縁導体素線４１は、行方向に沿う一対の長辺と列方向に沿う一対の短辺とを有した長方形の断面形状を有する平角導線である。このような平角導線を各絶縁導体素線４１として採用することで、単位巻線４０（Ｋ）の細分化により素線内渦電流が抑制されるとともに、長方形の断面形状を有する径方向外側領域（６２ａ，６２ｂ）に配置される単位巻線４０（Ｋ）の高密度化が図られる。なお、絶縁導体素線４１は、長方形の断面形状に限らず、正方形、円形、又は三角形などの種々の断面形状であってもよい。但し、高密度化の観点からは長方形や正方形などの矩形の断面形状であることが好ましい。   The insulated conductor wire 41 includes a strand conductor and an insulating material that closes the outer periphery of the strand conductor, and is electrically insulated from the other insulated conductor wires 41 by the insulating material. Each insulated conductor wire 41 is a rectangular conducting wire having a rectangular cross-sectional shape having a pair of long sides along the row direction and a pair of short sides along the column direction. By adopting such a rectangular conducting wire as each insulated conductor wire 41, the eddy current in the strand is suppressed by subdivision of the unit winding 40 (K), and the radially outer region having a rectangular cross-sectional shape The unit winding 40 (K) arranged at (62a, 62b) can be densified. The insulated conductor wire 41 is not limited to a rectangular cross-sectional shape, and may have various cross-sectional shapes such as a square, a circle, or a triangle. However, from the viewpoint of higher density, a rectangular cross-sectional shape such as a rectangle or a square is preferable.

[固定子の冷却構造例]
図４は本発明の実施の形態に係る超電導回転機の固定子冷却構造の断面例を示す模式図である。図５は図４に示す超電導回転機の固定子冷却構造のＡ−Ａ線断面図である。図６は図４に示す超電導回転機の固定子冷却構造のＣ−Ｃ線断面図である。図７は図４ に示す超電導回転機の固定子冷却構造のＤ−Ｄ線断面図である。 [Example of stator cooling structure]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross-sectional example of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine according to the embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine shown in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line CC of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along the line DD of the stator cooling structure of the superconducting rotating machine shown in FIG.

バックヨーク３２の外周を取り囲むように、バックヨーク３２の軸方向にそれぞれ延設される給気通風カバー５２と排気通風カバー５３とが固定子１８の周方向に交互に形成されている。給気通風カバー５２及び排気通風カバー５３は機内と機外とを仕切って冷却媒体の通風路を形成するための部材である。なお、給気通風カバー５２及び排気通風カバー５３は固定子１８の周方向に交互に形成されていなくてもよく、給気通風カバー５２と排気通風カバー５３とが固定子１８の周方向に形成されてさえすればよい。   Air supply ventilation covers 52 and exhaust ventilation covers 53 extending in the axial direction of the back yoke 32 are alternately formed in the circumferential direction of the stator 18 so as to surround the outer periphery of the back yoke 32. The supply air ventilation cover 52 and the exhaust ventilation cover 53 are members for partitioning the inside of the machine from the outside of the machine and forming a ventilation path for the cooling medium. The air supply ventilation cover 52 and the exhaust ventilation cover 53 may not be alternately formed in the circumferential direction of the stator 18, and the air supply ventilation cover 52 and the exhaust ventilation cover 53 are formed in the circumferential direction of the stator 18. It only has to be done.

また、超電導回転機１０が設置される底面から垂直方向の固定子１８の中心線上に位置する給気通風カバー５２であって、その給気通風カバー５２におけるバックヨーク３２の軸方向一端側には、給気口５０が配置されている。また、超電導回転機１０が設置される底面から垂直方向の固定子１８の中心線上に位置する排気通風カバー５３であって、その排気通風カバー５３におけるバックヨーク３ ２の軸方向他端側には、排気口５１が配置されている。給気通風カバー５２と固定子１８ のバックヨーク３２との間の空間（通風路）には給気通風カバー５２と対向するように給気流路５５がバックヨーク３２の軸方向に延設されている。また、排気通風カバー５３ と固定子１８のバックヨーク３２との間の空間には排気通風カバー５３と対向するように排気流路５６がバックヨーク３２の軸方向に延設されている。   Further, the air supply ventilation cover 52 is located on the center line of the stator 18 in the vertical direction from the bottom surface on which the superconducting rotating machine 10 is installed, and the air supply ventilation cover 52 has an axial end on one end side of the back yoke 32. The air supply port 50 is arranged. Further, the exhaust ventilation cover 53 is located on the center line of the stator 18 in the vertical direction from the bottom surface on which the superconducting rotating machine 10 is installed, and the exhaust ventilation cover 53 has an axial end on the other end side of the back yoke 32. The exhaust port 51 is arranged. An air supply passage 55 extends in the axial direction of the back yoke 32 so as to face the air supply / ventilation cover 52 in a space (air passage) between the air supply / ventilation cover 52 and the back yoke 32 of the stator 18. Yes. An exhaust passage 56 extends in the axial direction of the back yoke 32 so as to face the exhaust ventilation cover 53 in the space between the exhaust ventilation cover 53 and the back yoke 32 of the stator 18.

要するに、バックヨーク３２の外周に、バックヨーク３２の軸方向に延在するようにバックヨーク３２の周方向に形成された複数の給気流路（本実施の形態では、給気通風カバー５２、バックヨーク３２及び給気口５０によって形成される通風路）及び複数の排気流路（本実施の形態では、排気通風カバー５３、バックヨーク３２及び排気口５１によって形成される通風路）が備えられている。   In short, a plurality of air supply passages formed in the circumferential direction of the back yoke 32 so as to extend in the axial direction of the back yoke 32 (in this embodiment, the air supply ventilation cover 52, the back A ventilation path formed by the yoke 32 and the air supply port 50) and a plurality of exhaust channels (in this embodiment, a ventilation path formed by the exhaust ventilation cover 53, the back yoke 32 and the exhaust port 51). Yes.

バックヨーク３２の前述の積層間隔（以下、バックヨーク流路間隔という）毎に、言い換えるとバックヨーク３２の隣り合う分割片の間に、バックヨーク３２を貫通するバックヨーク流路３１が形成されている。バックヨーク流路３１は、バックヨーク流路間隔毎に間隔片５４を介挿することにより形成される。バックヨーク３ ２の軸方向一端側から軸方向他端側に向けてバックヨーク３２の軸方向に配列されている複数のバックヨーク流路３１は、給気流路５５と排気流路５６と交互に連通されている。   A back yoke channel 31 penetrating the back yoke 32 is formed at each of the above-described stacking intervals of the back yoke 32 (hereinafter referred to as a back yoke channel interval), in other words, between adjacent divided pieces of the back yoke 32. Yes. The back yoke channel 31 is formed by inserting a spacing piece 54 at every back yoke channel interval. The plurality of back yoke channels 31 arranged in the axial direction of the back yoke 32 from the one end side in the axial direction of the back yoke 32 toward the other end side in the axial direction are alternately provided with the air supply channel 55 and the exhaust channel 56. It is communicated.

ティース３４には、バックヨーク流路間隔と同じ長さであるティース３４の所定の積層間隔（以下、ティース流路間隔という）毎に、言い換えると、バックヨーク３２の隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティース３４の間に、ティース３４の基端から先端に向けて延びるティース流路３７が形成されている。ティース流路３７は、ティース流路間隔毎に間隔片（図示せず）を介挿することにより形成される。さらに、バックヨーク３２の軸方向一端側から軸方向他端側に向けてバックヨーク３２の軸方向に配列されている複数のティース流路３７は、給気流路５５に連通されたバックヨーク流路３１（以下、給気バックヨーク流路３１ａという）と排気流路５６に連通されたバックヨーク流路３１（以下、排気バックヨーク流路３１ｂという）と交互に連通されている。言い換えると、複数の給気バックヨーク流路３１ａは、それぞれの一端がその対応する給気流路（給気通風カバー５２、バックヨーク３２及び給気口５０によって形成される通風路）にそれぞれ接続されるようにしてバックヨーク３２の周方向に配置されている。また 複数の排気バックヨーク流路３１ｂは、それぞれの一端がその対応する排気流路（排気通風カバー５３、バックヨーク３２及び排気口５１によって形成される通風路）にそれぞれ接続されるようにして該バックヨーク３２の周方向に複数の給気バックヨーク流路３１aと交互に配置されている。   The teeth 34 are arranged at predetermined stacking intervals (hereinafter referred to as teeth channel intervals) of the teeth 34 having the same length as the back yoke channel interval, in other words, on the adjacent divided pieces of the back yoke 32. Between the two groups of teeth 34, a tooth channel 37 extending from the base end of the tooth 34 toward the tip end is formed. The teeth flow path 37 is formed by inserting an interval piece (not shown) at every tooth flow path interval. Further, the plurality of teeth flow paths 37 arranged in the axial direction of the back yoke 32 from one axial end side of the back yoke 32 toward the other axial end side are back yoke flow paths communicated with the air supply flow path 55. 31 (hereinafter referred to as an air supply back yoke flow path 31a) and a back yoke flow path 31 (hereinafter referred to as an exhaust back yoke flow path 31b) communicated with the exhaust flow path 56 alternately. In other words, one end of each of the plurality of air supply back yoke channels 31a is connected to the corresponding air supply channel (the air flow path formed by the air supply ventilation cover 52, the back yoke 32, and the air supply port 50). In this way, they are arranged in the circumferential direction of the back yoke 32. The plurality of exhaust back yoke flow paths 31b are connected to the corresponding exhaust flow paths (ventilation paths formed by the exhaust ventilation cover 53, the back yoke 32, and the exhaust port 51). A plurality of air supply back yoke channels 31 a are alternately arranged in the circumferential direction of the back yoke 32.

固定子１８と回転子１６との間にはラジアルエアギャップ（radial air gap) ３９が設けられているが、ティース流路３７とラジアルエアギャップ３９との間を非連通とするように、ティース流路３７がウエッジ(wedge)３８によって閉鎖されている。なお、ウエッジ３８とは、バックヨーク３２の内周面において周方向で隣り合うティース３４の間のスロット３６内に固定子巻線４０を保持するように該隣り合うティース３４の間に架設されたくさび部材である。   Although a radial air gap 39 is provided between the stator 18 and the rotor 16, the teeth flow is set so that the teeth flow path 37 and the radial air gap 39 are not in communication with each other. The passage 37 is closed by a wedge 38. The wedge 38 is installed between the adjacent teeth 34 so as to hold the stator winding 40 in the slot 36 between the teeth 34 adjacent in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the back yoke 32. It is a wedge member.

給気バックヨーク流路３１ａと連結されたティース流路３７（以下、給気ティース流路３７ａという）と、排気バックヨーク流路３１ｂと連結されたティース流路３７（以下、排気ティース流路３７ｂという）との間を連通するように、ティース３４をバックヨーク３２の軸方向に貫通する複数のティース穴３５が形成されている。言い換えると、複数の給気ティース流路３７ａは、それぞれの基端がその対応する給気バックヨーク流路３１ａにそれぞれ接続されるようにしてバックヨーク３２の周方向に配置されている。また、複数の排気ティース流路３７ｂは、それぞれの基端がその対応する排気バックヨーク流路３１ｂにそれぞれ接続されるようにしてバックヨーク３２の周方向に複数の給気ティース流路３７ａと交互に配置されている。   A tooth channel 37 (hereinafter referred to as an air supply tooth channel 37a) connected to the air supply back yoke channel 31a and a tooth channel 37 (hereinafter referred to as an exhaust tooth channel 37b) connected to the exhaust back yoke channel 31b. A plurality of teeth holes 35 penetrating the teeth 34 in the axial direction of the back yoke 32 are formed so as to communicate with each other. In other words, the plurality of air supply teeth channels 37a are arranged in the circumferential direction of the back yoke 32 so that the respective base ends are connected to the corresponding air supply back yoke channels 31a. Further, the plurality of exhaust tooth passages 37b alternate with the plurality of air supply teeth passages 37a in the circumferential direction of the back yoke 32 so that the base ends thereof are respectively connected to the corresponding exhaust back yoke passages 31b. Is arranged.

以上のような固定子１８の冷却構造において、冷却媒体はつぎのような経路を流れる。   In the cooling structure of the stator 18 as described above, the cooling medium flows through the following path.

まず、所定の冷却媒体供給装置（図示せず）から給気口５０に送られた冷却媒体は、給気通風カバー５２とバックヨーク３２との間の給気流路５５の入口開口部へと導かれて、給気流路５５内をバックヨーク３２の軸方向に向けて流れる。その過程で、給気流路５５内の冷却媒体は、給気バックヨーク流路３１ａの入口開口部へと導かれて、この給気バックヨーク流路３１ａ内を筐体１２の径方向に向けて流れる。これにより、バックヨーク３２が冷却される。   First, the cooling medium sent from a predetermined cooling medium supply device (not shown) to the air supply port 50 is guided to the inlet opening portion of the air supply passage 55 between the air supply ventilation cover 52 and the back yoke 32. As a result, the air flows in the supply passage 55 in the axial direction of the back yoke 32. In the process, the cooling medium in the air supply passage 55 is guided to the inlet opening of the air supply back yoke passage 31a, and the inside of the air supply back yoke passage 31a is directed in the radial direction of the housing 12. Flowing. Thereby, the back yoke 32 is cooled.

そして、給気バックヨーク流路３１ａの出口開口部から排出された冷却媒体は、給気ティース流路３７ａの入口開口部へと導かれて、この給気ティース流路３７ａ内を筐体１２の径方向に向けて流れる。これにより、ティース３４と隣り合うティース３４間のスロット３６内に配置された固定子巻線４０が冷却される。   Then, the cooling medium discharged from the outlet opening of the air supply back yoke passage 31a is guided to the inlet opening of the air supply teeth passage 37a, and the inside of the air supply teeth passage 37a passes through the inside of the casing 12. Flows in the radial direction. Thereby, the stator winding 40 disposed in the slot 36 between the teeth 34 adjacent to the teeth 34 is cooled.

そして、給気ティース流路３７ａの出口開口部はウエッジ３８によって閉鎖されているため、給気ティース流路３７ａ内を流れる冷却媒体は、ラジアルエアギャップ３９へと排出されずに、ティース３４に形成された複数のティース穴３５の入口開口部へと導かれる。なお、ティース穴３５は、前述のとおり、給気ティース流路３７ａと排気ティース流路３７ｂとを連通するように、ティース３４をバックヨーク３２の軸方向に貫通するように形成されている。したがって、給気ティース流路３７ａ内を流れる冷却媒体は、ティース穴３５を介して、給気ティース流路３７ａから排気ティース流路３７ｂへと流れる。これにより、ティース３４はさらに冷却される。   Since the outlet opening of the supply air flow passage 37a is closed by the wedge 38, the cooling medium flowing in the supply air flow passage 37a is not discharged into the radial air gap 39 but formed in the teeth 34. The plurality of teeth holes 35 are guided to the inlet openings. As described above, the tooth hole 35 is formed so as to penetrate the tooth 34 in the axial direction of the back yoke 32 so as to communicate the air supply tooth passage 37a and the exhaust tooth passage 37b. Therefore, the cooling medium flowing through the supply air flow path 37 a flows from the supply air flow path 37 a to the exhaust tooth flow path 37 b through the tooth hole 35. Thereby, the teeth 34 are further cooled.

給気ティース流路３７ａの出口開口部と同様に、排気ティース流路３７ｂの出口開口部はウエッジ３８によって閉鎖されている。したがって、排気ティース流路３７ｂに導かれた冷却媒体は、ラジアルエアギャップ３９に向けて排出されずに、この排気ティース流路３７ｂの出口開口部と連結されている排気バックヨーク流路３１ｂの入口開口部へと導かれる。つまり、冷却媒体は、排気ティース流路３７ｂ内及び排気バックヨーク流路３１ｂ内を筐体１２の径方向に向けて流れる。   Similarly to the outlet opening of the supply air tooth passage 37 a, the outlet opening of the exhaust tooth passage 37 b is closed by a wedge 38. Therefore, the cooling medium guided to the exhaust tooth flow path 37b is not discharged toward the radial air gap 39, but the inlet of the exhaust back yoke flow path 31b connected to the outlet opening of the exhaust tooth flow path 37b. Guided to the opening. That is, the cooling medium flows in the radial direction of the housing 12 in the exhaust tooth passage 37b and the exhaust back yoke passage 31b.

そして、排気バックヨーク流路３１ｂの出口開口部から排出された冷却媒体は、この排気バックヨーク流路３１ｂと連結された排気流路５６へと導かれて、この排気流路５６内をバックヨーク３２の軸方向に向けて流れる。そして、冷却媒体は、排気流路５６の終端（軸方向他端側）に配置された排気口５１から外部に排出される。   Then, the cooling medium discharged from the outlet opening of the exhaust back yoke passage 31b is guided to the exhaust passage 56 connected to the exhaust back yoke passage 31b, and the inside of the exhaust passage 56 is passed through the back yoke. It flows toward 32 axial directions. Then, the cooling medium is discharged to the outside from the exhaust port 51 disposed at the terminal end (the other end side in the axial direction) of the exhaust flow path 56.

以上のような冷却媒体の経路が形成されることで、固定子１８のバックヨーク３２、ティース３４、及び固定子巻線４０を効率よく冷却することが可能となる。また、このように固定子１８の冷却効率が向上したことに伴って、外部の冷却媒体供給装置の必要流量及び必要静圧を低減することができる。   By forming the cooling medium path as described above, the back yoke 32, the teeth 34, and the stator winding 40 of the stator 18 can be efficiently cooled. Further, as the cooling efficiency of the stator 18 is improved as described above, the required flow rate and required static pressure of the external cooling medium supply device can be reduced.

[バックヨーク流路幅とティース流路幅との関係]
図８及び図９を用いて、バックヨーク流路３１の入口開口部の軸方向の長さであるバックヨーク流路幅と、ティース流路３７の入口開口部の軸方向の長さであるティース流路幅との間で成立すべき関係を説明する。なお、図８は、図４に示すバックヨーク流路３１及びティース流路３７それぞれの幅の決定方法を説明するための模式図である。図９は、図８に示すバックヨーク入口面積とティース入口面積とティース穴面積との関係を説明するためのグラフである。 [Relationship between back yoke channel width and teeth channel width]
8 and 9, the back yoke channel width which is the axial length of the inlet opening of the back yoke channel 31 and the teeth which are the axial length of the inlet opening of the teeth channel 37 are used. The relationship that should be established with the channel width will be described. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method for determining the width of each of the back yoke channel 31 and the teeth channel 37 shown in FIG. FIG. 9 is a graph for explaining the relationship among the back yoke inlet area, the tooth inlet area, and the tooth hole area shown in FIG.

なお、図８及び図９は、ティース３４に４個のティース穴３５が形成される場合を表している。また、バックヨーク流路３１の入口開口部に関して、その周方向の長さをＢ１ と表し、その軸方向の長さ（バックヨーク流路幅）をｔ１と表している。同様に、ティース流路３７の入口開口部に関して、その周方向の長さの２分の１をＢ２と表し、その軸方向の長さ（ティース流路幅）をｔ２と表している。また、バックヨーク流路３１の入口開口部の面積をＡｂと表し、ティース流路３７の入口開口部の面積の２分の１をＡｔと表し、ティース穴３５の１個あたりの面積をＡｈと表している。   8 and 9 show a case where four tooth holes 35 are formed in the tooth 34. FIG. Further, regarding the inlet opening portion of the back yoke flow path 31, the circumferential length is denoted by B1, and the axial length (back yoke flow path width) is denoted by t1. Similarly, with respect to the inlet opening of the tooth flow path 37, one half of the circumferential length is represented as B2, and the axial length (tooth flow path width) is represented as t2. Further, the area of the inlet opening of the back yoke channel 31 is denoted by Ab, half of the area of the inlet opening of the teeth channel 37 is denoted by At, and the area per one of the tooth holes 35 is denoted by Ah. Represents.

バックヨーク流路幅ｔ１及びティース流路幅ｔ２は、上記のとおり、バックヨーク流路幅ｔ１がティース流路幅ｔ２よりも小さくなるように決定される。さらに、バックヨーク流路幅ｔ１及びティース流路幅ｔ２は、バックヨーク流路３１、ティース流路３７、およびティース穴３５をそれぞれ通過する際の冷却媒体の急激な変化を避けるように、つぎのように決定される。   As described above, the back yoke channel width t1 and the tooth channel width t2 are determined so that the back yoke channel width t1 is smaller than the teeth channel width t2. Further, the back yoke flow path width t1 and the tooth flow path width t2 are set as follows so as to avoid a sudden change of the cooling medium when passing through the back yoke flow path 31, the tooth flow path 37, and the tooth hole 35, respectively. To be determined.

まず、バックヨーク流路入口面積Ａｂ及びティース流路入口面積（２×Ａｔ）は、それぞれ次式により表される。   First, the back yoke channel inlet area Ab and the teeth channel inlet area (2 × At) are respectively expressed by the following equations.

Ａｂ＝Ｂ１×ｔ１ ・・・（１−１）
２×Ａｔ＝２×Ｂ２×ｔ２ ・・・（１−２）
つぎに、ティース流路入口面積（２×Ａｔ）は、次式のとおり、バックヨーク流路入口面積Ａｂとティース穴面積（４×Ａｈ）とを平均した面積に比例係数α（＝０．９〜１．１）を乗じたものとする。 Ab = B1 × t1 (1-1)
2 × At = 2 × B2 × t2 (1-2)
Next, the tooth channel inlet area (2 × At) is proportional to the area obtained by averaging the back yoke channel inlet area Ab and the tooth hole area (4 × Ah), as shown in the following equation. To 1.1).

２×Ａｔ＝｛（Ａｂ＋４×Ａｈ）÷２｝×α ・・・（２）
以上の３つの式を整理すると次式が成立する。 2 × At = {(Ab + 4 × Ah) ÷ 2} × α (2)
If the above three formulas are arranged, the following formula is established.

ｔ２＝｛（Ａｂ＋４×Ａｈ）÷（４×Ｂ２）｝×α
＝｛（Ｂ１×ｔ１＋４×Ａｈ）÷（４×Ｂ２）｝×α ・・・（３）
したがって、ティース流路幅ｔ２及びバックヨーク流路幅ｔ１は、上式が成立するように決定すればよい。これにより、バックヨーク流路３１、ティース流路３７、及びティース穴３５をそれぞれ通過する際の冷却媒体の急激な変化を抑制することができ、この結果として、圧力損失を低減することができる。 t2 = {(Ab + 4 × Ah) ÷ (4 × B2)} × α
= {(B1 × t1 + 4 × Ah) ÷ (4 × B2)} × α (3)
Therefore, the teeth flow path width t2 and the back yoke flow path width t1 may be determined so that the above equation is satisfied. Thereby, the rapid change of the cooling medium when passing through the back yoke flow path 31, the tooth flow path 37, and the tooth hole 35 can be suppressed, and as a result, the pressure loss can be reduced.

[バックヨーク流路幅及び間隔とティース流路幅及び間隔との数値例]
従来の常電導回転機の固定子冷却構造は、一般的に、流路幅１０ｍｍの通風流路を固定子の軸方向に５０ｍｍの流路間隔で配置している。これに対し、超電導回転機１０の固定子１８の冷却構造は、超電導回転機特有の磁東密度の高さに伴う磁束の漏れを低減するために、バックヨーク３２の軸方向におけるバックヨーク流路３１の配置間隔（バックヨーク流路間隔）及びティース３４のバックヨーク３２の軸方向におけるティース流路３７の配置間隔（ティース流路間隔）は、従来の常電導回転機の流路間隔５０ｍｍを２倍した１００ｍｍとする。さらに、バックヨーク流路３１の矩形状の断面におけるバックヨーク３２の軸方向の長さ（以下、バックヨーク流路幅という）を従来の常電導回転機の流路幅１０ｍｍの６０％である６ｍｍ とする。 [Numerical example of back yoke channel width and interval and teeth channel width and interval]
In a conventional stator cooling structure for a normal conduction rotating machine, a ventilation channel having a channel width of 10 mm is generally arranged at a channel interval of 50 mm in the axial direction of the stator. On the other hand, the cooling structure of the stator 18 of the superconducting rotating machine 10 has a back yoke flow path in the axial direction of the back yoke 32 in order to reduce magnetic flux leakage due to the magnetic east density specific to the superconducting rotating machine. The arrangement interval of 31 (back yoke flow interval) and the arrangement interval of teeth flow passage 37 in the axial direction of the back yoke 32 of the teeth 34 (tooth flow interval) are 2 times the flow interval 50 mm of the conventional normal conduction rotating machine. Doubled to 100 mm. Furthermore, the axial length of the back yoke 32 in the rectangular cross section of the back yoke channel 31 (hereinafter referred to as the back yoke channel width) is 6 mm, which is 60% of the channel width 10 mm of the conventional normal rotating machine. And

一方、ティース流路３７の矩形状の断面におけるバックヨーク３２の軸方向の長さ（以下、ティース流路幅という）は、バックヨーク流路幅として決定した６ｍｍを２ 倍した１２ｍｍとする。なぜならば、バックヨーク流路間隔及びティース流路間隔を従来の常電導回転機の流路間隔よりも長くし、且つバックヨーク流路幅を従来の常電導回転機の流路幅よりも小さくしたことに伴って、冷却媒体の圧力損失を低減する必要があるからである。なお、超電導回転機１０の固定子１８は空芯構造であるため、ティース流路幅を従来の常電導回転機の流路幅よりも大きくしても、固定子巻線４０ において発生する渦電流損への影響はない。   On the other hand, the length in the axial direction of the back yoke 32 in the rectangular cross section of the tooth passage 37 (hereinafter referred to as the tooth passage width) is 12 mm, which is twice the 6 mm determined as the back yoke passage width. This is because the back yoke channel interval and the teeth channel interval are longer than the channel interval of the conventional normal conducting rotator, and the back yoke channel width is smaller than the channel width of the conventional normal conducting rotator. This is because it is necessary to reduce the pressure loss of the cooling medium. Since the stator 18 of the superconducting rotating machine 10 has an air-core structure, eddy currents generated in the stator winding 40 1 even if the teeth channel width is larger than the channel width of the conventional normal conducting rotor. There is no impact on loss.

なお、バックヨーク流路間隔及びティース流路間隔、バックヨーク流路幅、及びティース流路幅の以上の数値例はあくまで一例にすぎず、従来の常電導回転機の流路幅及び流路間隔の数値に基づいて決定される。例えば、バックヨーク流路間隔及びティース流路間隔は従来の常電導回転機の流路間隔の２倍、バックヨーク流路幅は従来の常電導回転機の流路幅の６０％、ティース流路幅はバックヨーク流路幅の２倍として決定することができる。但し、バックヨーク流路幅及びティース流路幅は、前述したとおり、バックヨーク流路３１、ティース流路３７、およびティース穴３５をそれぞれ通過する際の冷却媒体の急激な変化を避けるように決定する必要がある。   The above numerical examples of the back yoke channel spacing and the tooth channel spacing, the back yoke channel width, and the tooth channel width are merely examples, and the channel width and channel spacing of the conventional normal conduction rotating machine. Determined based on the numerical value of. For example, the back yoke channel interval and the tooth channel interval are twice the channel interval of the conventional normal conducting rotator, the back yoke channel width is 60% of the channel width of the conventional normal conducting rotator, and the tooth channel. The width can be determined as twice the back yoke channel width. However, as described above, the back yoke flow path width and the tooth flow path width are determined so as to avoid a sudden change in the cooling medium when passing through the back yoke flow path 31, the tooth flow path 37, and the tooth hole 35, respectively. There is a need to.

[変形例]
ティース流路３７とラジアルエアギャップ３９との間を非連通とするようにティース流路３７の径方向内側の出口開口部が固定子巻線４０のウエッジ３８によって閉鎖されなくてもよい。この場合であっても、給気ティース流路３７ａ内を流れる冷却媒体の一部が、ティース３４に形成された複数のティース穴３５の入口開口部へと導かれるので、ティース３４及び固定子巻線４０を効率よく冷却することが可能である。 [Modification]
The exit opening on the radially inner side of the teeth flow path 37 may not be closed by the wedge 38 of the stator winding 40 so that the tooth flow path 37 and the radial air gap 39 are not communicated with each other. Even in this case, a part of the cooling medium flowing in the supply air flow passage 37a is guided to the inlet openings of the plurality of tooth holes 35 formed in the teeth 34, so the teeth 34 and the stator winding It is possible to cool the wire 40 efficiently.

（実施の形態２)
本発明の実施の形態２は、バックヨーク流路３１の出口開口部から排出される冷却媒体をティース流路３７に向けてスムーズに流れ込ませるための整流体に関するものである。以下では、図１０、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂを用いて本実施の形態２における整流体を説明する。なお、図１０は、本発明の実施の形態２における整流体を設置したことによる給気バックヨーク流路から給気ティース流路に向かう冷却媒体の流れを表す模式図である。図１１は、本発明の実施の形態２における整流体を設置しない場合の給気バックヨーク流路から給気ティース流路に向かう冷却媒体の流れを表す模式図である。図１２Ａは、本発明の実施の形態２における整流体の一例を示す模式図である。図１２Ｂは、本発明の実施の形態２における整流体のその他の例を示す模式図である。 (Embodiment 2)
The second embodiment of the present invention relates to a rectifier for smoothly flowing the cooling medium discharged from the outlet opening of the back yoke channel 31 toward the teeth channel 37. Hereinafter, the rectifying body according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10, 11, 12A, and 12B. FIG. 10 is a schematic diagram showing the flow of the cooling medium from the air supply back yoke flow path toward the air supply teeth flow path by installing the rectifier in Embodiment 2 of the present invention. FIG. 11 is a schematic diagram showing the flow of the cooling medium from the air supply back yoke flow path toward the air supply tooth flow path when the rectifying body in Embodiment 2 of the present invention is not installed. FIG. 12A is a schematic diagram showing an example of a rectifier in Embodiment 2 of the present invention. FIG. 12B is a schematic diagram illustrating another example of the rectifying body according to Embodiment 2 of the present invention.

給気バックヨーク流路３１ａ及び排気バックヨーク流路３１ｂに位置する固定子巻線４０の径方向外側の面には、バックヨーク３２の軸方向に延在し、且つ固定子巻線４０ の径方向外側に出っ張った断面形状を有する整流体９０が備えられている。なお、図１２ Ａに示す整流体９０は、バックヨーク３２の軸方向一端側から見て正三角形の断面形状を有する三角柱体である。この三角柱体の３つの側面のうち１つの側面が固定子巻線４０の径方向外側の面と接合され、残りの２つの側面がバックヨーク流路３１内の冷却媒体の流れる方向に適合した傾斜を持ってバックヨーク流路３１と向き合っている。以下では、図１２Ａに示す整流体９０を用いて説明を進めるが、図１２Ａに示す整流体９０の形状に限られない。例えば、図１２Ｂに示すように、バックヨーク３２の軸方向一端側から見て半円形の断面形状を有する半円柱体の整流体９２であってもよい。あるいは、不等辺三角形や二等辺三角形の断面形状を有する三角柱体であってもよいし、半楕円の断面形状を有する半楕円柱体であってもよい。   A radially outer surface of the stator winding 40 located in the supply back yoke flow path 31a and the exhaust back yoke flow path 31b extends in the axial direction of the back yoke 32 and has a diameter of the stator winding 40. A rectifying body 90 having a cross-sectional shape protruding outward is provided. 12A is a triangular prism body having a regular triangular cross-sectional shape when viewed from one axial end side of the back yoke 32. The rectifying body 90 shown in FIG. One of the three side surfaces of the triangular prism body is joined to the radially outer surface of the stator winding 40, and the remaining two side surfaces are inclined in accordance with the flow direction of the cooling medium in the back yoke channel 31. And facing the back yoke flow path 31. Hereinafter, the description will be given using the rectifying body 90 illustrated in FIG. 12A, but is not limited to the shape of the rectifying body 90 illustrated in FIG. 12A. For example, as shown in FIG. 12B, it may be a rectifier 92 of a semi-cylindrical body having a semicircular cross-sectional shape when viewed from one axial end side of the back yoke 32. Alternatively, it may be a triangular prism having an unequal triangular or isosceles triangular cross section, or a semi-elliptical cylinder having a semi-elliptical cross section.

整流体９０の材質は、熱伝導性が高く且つ電気抵抗が大きい材質であればよい。熱伝導性が高い材質が好ましいとした理由は、整流体９０と固定子巻線４０との接合部は冷却媒体が当たらないので、整流体９０の熱伝導によって該接合部を冷却する必要があるからである。また、電気抵抗が大きい材質が好ましいとした理由は、整流体９０と固定子巻線４ ０とを接合したことに伴い、整流体９０において生じ得る渦電流損失を低減する必要があるからである。これらの要求を満足するような材質としては、真銃などの金属が挙げられる。   The material of the rectifying body 90 may be a material having high thermal conductivity and high electrical resistance. The reason why a material having high thermal conductivity is preferable is that the junction between the rectifying body 90 and the stator winding 40 is not exposed to the cooling medium, and thus the junction needs to be cooled by the heat conduction of the rectifying body 90. Because. The reason why a material having a large electric resistance is preferable is that it is necessary to reduce eddy current loss that may occur in the rectifier 90 due to the joining of the rectifier 90 and the stator winding 40. . Examples of materials that satisfy these requirements include metals such as true guns.

まず、図１１に示すように、整流体９０を設置しない場合には、互いに隣り合う間隔片５４により仕切られた給気バックヨーク流路３１ａの出口開口部から排出される冷却媒体は、固定子巻線４０の径方向外側の面に衝突して、固定子巻線４０の径方向外側の面のティース３４側の縁部において剥離する。このように、給気バックヨーク流路３１ａから給気ティース流路３７ａに向けて冷却媒体がスムーズに流れ込まないので、圧力損失を改善する余地がある。   First, as shown in FIG. 11, when the rectifying body 90 is not installed, the cooling medium discharged from the outlet opening of the air supply back yoke channel 31 a partitioned by the adjacent spacing pieces 54 is the stator. It collides with the radially outer surface of the winding 40 and peels off at the edge on the teeth 34 side of the radially outer surface of the stator winding 40. As described above, since the cooling medium does not smoothly flow from the air supply back yoke flow path 31a toward the air supply tooth flow path 37a, there is room for improving the pressure loss.

これに対し、図１０に示すように、整流体９０を設置すれば、互いに隣り合う間隔片５ ４により仕切られた給気バックヨーク流路３１ａの出口開口部から排出される冷却媒体は、整流体９０の径方向外側縁部から２つの側面に分岐されて、整流体９０が備えられた固定子巻線４０の両側にある給気ティース流路３７ａへとスムーズに流れ込む。このように、給気バックヨーク流路３１ａから排出される冷却媒体が整流されることにより、ティース３４及び固定子巻線４０の冷却効果が促進される。   On the other hand, as shown in FIG. 10, when the rectifying body 90 is installed, the cooling medium discharged from the outlet opening of the supply back yoke channel 31a partitioned by the adjacent spacing pieces 54 is adjusted. The fluid 90 is branched into two side surfaces from the radially outer edge of the fluid 90, and smoothly flows into the air supply tooth flow passage 37a on both sides of the stator winding 40 provided with the rectifier 90. Thus, the cooling effect of the teeth 34 and the stator winding 40 is promoted by rectifying the cooling medium discharged from the air supply back yoke flow path 31a.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。   From the foregoing description, many modifications and other embodiments of the present invention are obvious to one skilled in the art. Accordingly, the foregoing description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The details of the structure and / or function may be substantially changed without departing from the spirit of the invention.

本発明は、回転子を超電導化し且つ固定子を常電導化し、該固定子に配置される固定子巻線を空芯としたラジアルギャップ型の超電導回転機にとって有益である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a radial gap type superconducting rotating machine in which a rotor is superconducting and a stator is normally conducting, and a stator winding disposed in the stator is an air core.

１０・・・超電導回転機
１２・・・筐体
１４・・・中心軸
１６・・・回転子
１８・・・固定子
２０・・・ロータシャフト
２２・・・ロータコア
２４・・・ケーシング
２８・・・超電導コイル
３１・・・バックヨーク流路
３１ａ・・・給気バックヨーク流路
３１ｂ・・・排気バックヨーク流路
３２・・・バックヨーク
３４・・・ティース
３５・・・ティース穴
３６・・・スロット
３７・・・ティース流路
３７ａ・・・給気ティース流路
３７ｂ・・・排気ティース流路
３８・・・ウエッジ
３９・・・ラジアルエアギャップ
４０・・・固定子巻線
４１・・・絶縁導体素線
５０・・・給気口
５１・・・排気口
５２・・・給気通風カバー
５３・・・排気通風カバー
５４・・・間隔片
５５・・・給気流路
５６・・・排気流路
６０ａ・・・径方向内側領域
６０ｂ・・・径方向内側領域
６２ａ・・・径方向外側領域
６２ｂ・・・径方向外側領域
９０, ９２・・・整流体
Ａｂ・・・バックヨーク流路入口面積
Ａｔ・・・ティース流路の入口開口部の面積の２分の１
Ａｈ・・・ティース穴１個あたりの面積
ｔ１・・・バックヨーク流路幅
ｔ２・・・ティース流路幅
Ｂ１・・・バックヨーク流路の周方向の長さ
Ｂ２・・・ティース流路の周方向の長さ
α・・・０.９〜１.１ の比例係数 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Superconducting rotating machine 12 ... Case 14 ... Center axis 16 ... Rotor 18 ... Stator 20 ... Rotor shaft 22 ... Rotor core 24 ... Casing 28 ... · Superconducting coil 31 ··· Back yoke channel 31a · Supply back yoke channel 31b · Exhaust back yoke channel 32 · Back yoke 34 · Teeth 35 · Teeth hole 36 ··· · Slot 37 ··· Teeth channel 37a ··· Air supply tooth channel 37b · Exhaust tooth channel 38 · · · Wedge 39 · · · Radial air gap 40 · · · Stator winding 41 ··· Insulated conductor wire 50 ... Air supply port 51 ... Exhaust port 52 ... Air supply ventilation cover 53 ... Exhaust ventilation cover 54 ... Interval piece 55 ... Air supply channel 56 ... Exhaust Channel 60a ... radially inner region 6 b: radially inner region 62a ... radially outer region 62b ... radially outer region 90, 92 ... rectifier Ab ... back yoke channel inlet area At ... teeth channel 1/2 the area of the entrance opening
Ah: Area t1 per tooth hole ... Back yoke flow path width t2: Teeth flow path width B1 ... Circumferential length B2 of back yoke flow path: Teeth flow path Circumferential length α ... proportional coefficient of 0.9 to 1.1

Claims (5)

超電導線材を用いた複数の界磁巻線が周方向に配置された回転子の周囲を取り囲むように配置されている超電導回転機の固定子の冷却構造であって、
前記固定子は、
全体として筒状に形成され、その軸方向において複数の分割片に分割されたバックヨークと、
前記バックヨークの各分割片の内周面に該バックヨークの中心軸に向けて延びるように該バックヨークの周方向に間隔を有して配設された複数のティースと、
前記バックヨークの各分割片の内周面において隣り合う前記ティースの間に配置された固定子巻線と、
を備え、
前記冷却構造は、
前記バックヨークの外周に、該バックヨークの軸方向に延在するように該バックヨークの周方向に交互に形成された複数の給気流路及び複数の排気流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記給気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気バックヨーク流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記排気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気バックヨーク流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記給気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気ティース流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記排気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気ティース流路と、
前記給気ティース流路と、前記排気ティース流路とを連通するように、前記ティースを前記バックヨークの軸方向に貫通するティース穴と、
を備えて成り、
前記固定子は、隣り合う前記ティースの間に前記固定子巻線を保持するように隣り合う前記ティースの間に架設されたウエッジをさらに備え、
前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路は、前記固定子と前記回転子との間のエアギャップに至るように延びており、該エアギャップと前記ティース流路との間が非連通となるように、前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路が前記ウエッジによって閉鎖されている、超電導回転機の固定子冷却構造。 A superconducting rotor stator cooling structure in which a plurality of field windings using superconducting wires are arranged to surround the circumference of a rotor arranged in the circumferential direction,
The stator is
A back yoke formed as a whole in a cylindrical shape and divided into a plurality of divided pieces in the axial direction;
A plurality of teeth disposed at intervals in the circumferential direction of the back yoke so as to extend toward the central axis of the back yoke on the inner peripheral surface of each divided piece of the back yoke;
A stator winding disposed between the adjacent teeth on the inner peripheral surface of each divided piece of the back yoke;
With
The cooling structure is
A plurality of air supply passages and a plurality of exhaust passages alternately formed in the circumferential direction of the back yoke so as to extend in the axial direction of the back yoke on the outer periphery of the back yoke;
A plurality of supply pipes arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to penetrate the back yoke between adjacent divided pieces of the back yoke and to connect one end of the back yoke to the corresponding supply air flow path. Air back yoke flow path,
A plurality of exhausts arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to pass through the back yoke between adjacent divided pieces of the back yoke and to connect one end of the back yoke to the corresponding exhaust passage. A back yoke channel;
Between the two groups of teeth respectively arranged on the adjacent split pieces of the back yoke, the teeth extend from the base end toward the front end, and the base ends of the teeth respectively correspond to the corresponding air supply back yoke flow paths. A plurality of air supply teeth flow paths arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to be connected;
Between the two groups of teeth respectively disposed on the adjacent divided pieces of the back yoke, the teeth extend from the base end to the front end, and each base end is connected to the corresponding exhaust back yoke flow path. A plurality of exhaust teeth flow paths arranged in the circumferential direction of the back yoke,
A tooth hole penetrating the teeth in the axial direction of the back yoke so as to communicate the air supply tooth flow path and the exhaust tooth flow path;
Ri formed with a,
The stator further includes a wedge constructed between the adjacent teeth so as to hold the stator winding between the adjacent teeth,
The air supply tooth passage and the exhaust tooth passage extend so as to reach an air gap between the stator and the rotor, and the air gap and the tooth passage are not in communication. The stator cooling structure for a superconducting rotating machine , wherein the air supply tooth flow path and the exhaust tooth flow path are closed by the wedge . 前記給気バックヨーク流路及び前記排気バックヨーク流路における前記バックヨークの軸方向の長さであるバックヨーク流路幅と、前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路における前記バックヨークの軸方向の長さであるティース流路幅とは、次式が成立するように決定される、請求項１に記載の超電導回転機の固定子冷却構造。
ｔ２＝｛（Ｂ１×ｔ１＋４×Ａｈ）÷（４×Ｂ２）｝×α
但し、ｔ１はバックヨーク流路幅、ｔ２はティース流路幅、Ｂ１はバックヨーク流路における筐体の周方向の長さ、Ｂ２はティース流路における筐体の周方向の長さ、Ａｈはティース穴１個あたりの面積、αは０.９〜１.１の比例係数である。 A back yoke flow path width that is an axial length of the back yoke in the air supply back yoke flow path and the exhaust back yoke flow path, and a back yoke flow width in the air supply teeth flow path and the exhaust tooth flow path. 2. The stator cooling structure for a superconducting rotating machine according to claim 1, wherein the tooth flow path width, which is the length in the axial direction, is determined so that the following expression is established.
t2 = {(B1 × t1 + 4 × Ah) ÷ (4 × B2)} × α
However, t1 is the back yoke channel width, t2 is the teeth channel width, B1 is the circumferential length of the housing in the back yoke channel, B2 is the circumferential length of the housing in the teeth channel, and Ah is The area per tooth hole, α, is a proportional coefficient of 0.9 to 1.1. 前記バックヨーク流路幅は６ｍｍ 、
前記ティース流路幅は１２ｍｍ 、
前記バックヨークの軸方向における前記給気バックヨーク流路及び前記排気バックヨーク流路の配置間隔、及び前記バックヨークの軸方向における前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路の配置間隔はともに１００ｍｍ である、
請求項２に記載の超電導回転機の固定子冷却構造。 The back yoke channel width is 6 mm,
The teeth channel width is 12 mm,
The arrangement interval of the air supply back yoke channel and the exhaust back yoke channel in the axial direction of the back yoke, and the arrangement interval of the air supply tooth channel and the exhaust tooth channel in the axial direction of the back yoke are both 100mm,
The stator cooling structure for a superconducting rotating machine according to claim 2. 超電導線材を用いた複数の界磁巻線が周方向に配置された回転子の周囲を取り囲むように配置されている超電導回転機の固定子の冷却構造であって、
前記固定子は、
全体として筒状に形成され、その軸方向において複数の分割片に分割されたバックヨークと、
前記バックヨークの各分割片の内周面に該バックヨークの中心軸に向けて延びるように該バックヨークの周方向に間隔を有して配設された複数のティースと、
前記バックヨークの各分割片の内周面において隣り合う前記ティースの間に配置された固定子巻線と、
を備え、
前記冷却構造は、
前記バックヨークの外周に、該バックヨークの軸方向に延在するように該バックヨークの周方向に交互に形成された複数の給気流路及び複数の排気流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記給気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気バックヨーク流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片の間に該バックヨークを貫通し且つそれぞれの一端がその対応する前記排気流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気バックヨーク流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記給気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の給気ティース流路と、
前記バックヨークの隣り合う分割片にそれぞれ配設された２群のティースの間に該ティースの基端から先端に向けて延び且つそれぞれの基端がその対応する前記排気バックヨーク流路にそれぞれ接続されるように、該バックヨークの周方向に配置された複数の排気ティース流路と、
前記給気ティース流路と、前記排気ティース流路とを連通するように、前記ティースを前記バックヨークの軸方向に貫通するティース穴と、
を備えて成り、
前記給気バックヨーク流路及び排気バックヨーク流路に位置する前記固定子巻線の径方向外側の面には、前記バックヨークの軸方向に延在し、且つ該径方向外側に出っ張った断面形状を有する整流体が配置されている、超電導回転機の固定子冷却構造。 A superconducting rotor stator cooling structure in which a plurality of field windings using superconducting wires are arranged to surround the circumference of a rotor arranged in the circumferential direction,
The stator is
A back yoke formed as a whole in a cylindrical shape and divided into a plurality of divided pieces in the axial direction;
A plurality of teeth disposed at intervals in the circumferential direction of the back yoke so as to extend toward the central axis of the back yoke on the inner peripheral surface of each divided piece of the back yoke;
A stator winding disposed between the adjacent teeth on the inner peripheral surface of each divided piece of the back yoke;
With
The cooling structure is
A plurality of air supply passages and a plurality of exhaust passages alternately formed in the circumferential direction of the back yoke so as to extend in the axial direction of the back yoke on the outer periphery of the back yoke;
A plurality of supply pipes arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to penetrate the back yoke between adjacent divided pieces of the back yoke and to connect one end of the back yoke to the corresponding supply air flow path. Air back yoke flow path,
A plurality of exhausts arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to pass through the back yoke between adjacent divided pieces of the back yoke and to connect one end of the back yoke to the corresponding exhaust passage. A back yoke channel;
Between the two groups of teeth respectively arranged on the adjacent split pieces of the back yoke, the teeth extend from the base end toward the front end, and the base ends of the teeth respectively correspond to the corresponding air supply back yoke flow paths. A plurality of air supply teeth flow paths arranged in the circumferential direction of the back yoke so as to be connected;
Between the two groups of teeth respectively disposed on the adjacent divided pieces of the back yoke, the teeth extend from the base end to the front end, and each base end is connected to the corresponding exhaust back yoke flow path. A plurality of exhaust teeth flow paths arranged in the circumferential direction of the back yoke,
A tooth hole penetrating the teeth in the axial direction of the back yoke so as to communicate the air supply tooth flow path and the exhaust tooth flow path;
Comprising
A cross section that extends in the axial direction of the back yoke and protrudes outward in the radial direction on the radially outer surface of the stator winding located in the supply back yoke flow path and the exhaust back yoke flow path rectifier having a shape that is arranged, the stator cooling structure of the superconducting rotating machine. １つのバックヨークの分割片に配設された１群のティースを挟む前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路は、各前記ティースの両側に前記給気ティース流路及び前記排気ティース流路の２種類の流路の中で互いに異なる種類の流路がそれぞれ位置するように配置され、該互いに異なる種類の流路が前記ティース孔によってそれぞれ連通している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超電導回転機の固定子冷却構造。 The air supply teeth passage and the exhaust teeth passage sandwiching a group of teeth disposed on one piece of the back yoke are provided on both sides of each of the teeth. two flow paths different types of channels in the are arranged so as to be located respectively, the type of flow path different該互physicians are communicated respectively by the tooth hole, any one of claims 1 to 4 The stator cooling structure of the superconducting rotating machine according to Item 1.
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