JPH03284156A - 超電導回転電機 - Google Patents
超電導回転電機Info
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- JPH03284156A JPH03284156A JP2077122A JP7712290A JPH03284156A JP H03284156 A JPH03284156 A JP H03284156A JP 2077122 A JP2077122 A JP 2077122A JP 7712290 A JP7712290 A JP 7712290A JP H03284156 A JPH03284156 A JP H03284156A
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- Japan
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- refrigerant
- rotor
- superconducting
- rotating shaft
- supply pipe
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- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 abstract description 26
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 abstract description 26
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 18
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は超電導回転電機に関するものである。
（従来の技術）
近年、超電導線を回転子の界磁巻線として利用した、い
わゆる超電導回転電機が開発されている。
わゆる超電導回転電機が開発されている。
この超電導回転電機は例えば第３図（ここでは超電導発
電機を示す）に示すように構成され、回転子１はダンパ
ー機能を有する外筒２の内側にトルクチューブ３を設け
、このトルクチューブ３の内部に超電導界磁巻線４を収
納して構成されている。
電機を示す）に示すように構成され、回転子１はダンパ
ー機能を有する外筒２の内側にトルクチューブ３を設け
、このトルクチューブ３の内部に超電導界磁巻線４を収
納して構成されている。
上記トルクチューブ３の中心部には冷媒貯蔵部５が設け
られ、この冷媒貯蔵部５に貯蔵された冷媒としての液体
ヘリウムＬＨにより超電導界磁巻線４を極低温（４に程
度）に冷却している。また、トルクチューブ３と外筒２
との間には熱輻射シールド６が設けられ、この熱輻射シ
ールド６で外部からの侵入熱を防止している。
られ、この冷媒貯蔵部５に貯蔵された冷媒としての液体
ヘリウムＬＨにより超電導界磁巻線４を極低温（４に程
度）に冷却している。また、トルクチューブ３と外筒２
との間には熱輻射シールド６が設けられ、この熱輻射シ
ールド６で外部からの侵入熱を防止している。
一方、前記回転子１の外周には空間部を介して固定子７
が同心状に配置され、支持部材８によりハウジング９に
固定されている。また、回転子１の両端には回転軸１０
ａ、１０ｂが接続され、回転軸１０ａの端部には超電導
界磁巻線４に電流リード１１を通じて界磁電流を供給す
るコレクターリング１２が設けられていると共に、冷媒
給排装置としてのヘリウムトランスファーカップリング
１３が設けられている。また、回転軸１０ｂの端部には
図示しない発電タービンに接続されるフランジ１４が設
けられていると共に、冷媒貯蔵部５内の圧力が異常上昇
したときにガスヘリウムＧＨを緊急放出する安全弁１５
が設けられている。
が同心状に配置され、支持部材８によりハウジング９に
固定されている。また、回転子１の両端には回転軸１０
ａ、１０ｂが接続され、回転軸１０ａの端部には超電導
界磁巻線４に電流リード１１を通じて界磁電流を供給す
るコレクターリング１２が設けられていると共に、冷媒
給排装置としてのヘリウムトランスファーカップリング
１３が設けられている。また、回転軸１０ｂの端部には
図示しない発電タービンに接続されるフランジ１４が設
けられていると共に、冷媒貯蔵部５内の圧力が異常上昇
したときにガスヘリウムＧＨを緊急放出する安全弁１５
が設けられている。
上記ヘリウムトランスファーカップリング１３は回転軸
１０ａの中心部に設けられた冷媒供給管１６に接続して
おり、第４図に示すようにヘリウムトランスファーカッ
プリング１３のロータバイオネット１３ａから送り込ま
れた液体ヘリウムＬＨは冷媒供給管１６内を遠心力によ
ってその内壁に張り付きながら流れた後、冷媒供給管１
６の先端に設けられた半径方向供給管１７から冷媒貯蔵
部５に流れ込むようになっている。なお、冷媒貯蔵部５
で気化したガスヘリウムＧＨは冷媒排出管１８を通って
ヘリウムトランスファーカップリング］３から外部に排
出されるようになっている。
１０ａの中心部に設けられた冷媒供給管１６に接続して
おり、第４図に示すようにヘリウムトランスファーカッ
プリング１３のロータバイオネット１３ａから送り込ま
れた液体ヘリウムＬＨは冷媒供給管１６内を遠心力によ
ってその内壁に張り付きながら流れた後、冷媒供給管１
６の先端に設けられた半径方向供給管１７から冷媒貯蔵
部５に流れ込むようになっている。なお、冷媒貯蔵部５
で気化したガスヘリウムＧＨは冷媒排出管１８を通って
ヘリウムトランスファーカップリング］３から外部に排
出されるようになっている。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、このように構成される超電導回転電機では、
ヘリウムトランスファーカップリング１３から送り込ま
れた液体ヘリウムＬＨは冷媒供給管１６が直管であるた
め、その軸方向流れを促進する力としてはヘリウムトラ
ンスファーカップリング１３からの噴出力と、半径方向
供給管１７への遠心力による流れ込みによるもののみで
ある。
ヘリウムトランスファーカップリング１３から送り込ま
れた液体ヘリウムＬＨは冷媒供給管１６が直管であるた
め、その軸方向流れを促進する力としてはヘリウムトラ
ンスファーカップリング１３からの噴出力と、半径方向
供給管１７への遠心力による流れ込みによるもののみで
ある。
このため、冷媒供給管１６が比較的短い場合は従来構造
であっても問題はないが、回転電機の大容量化に伴い冷
媒供給管１６の長さが長くなった場ＬＨの送液能力が低
下し、超電導界磁巻線４を極低温に冷却するに十分な量
の液体ヘリウムＬＨを供給できなくなるという問題があ
った。
であっても問題はないが、回転電機の大容量化に伴い冷
媒供給管１６の長さが長くなった場ＬＨの送液能力が低
下し、超電導界磁巻線４を極低温に冷却するに十分な量
の液体ヘリウムＬＨを供給できなくなるという問題があ
った。
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、
超電導界磁巻線を極低温に冷却するに十分な量の冷媒を
供給することのできる超電導回転電機を提供することを
目的とする。
超電導界磁巻線を極低温に冷却するに十分な量の冷媒を
供給することのできる超電導回転電機を提供することを
目的とする。
［発明の構成〕
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するために本発明は、内部に超電導界磁
巻線を収納し該超電導界磁巻線を冷却する冷媒貯蔵部を
有する回転子と、この回転子の周囲に設けられた固定子
と、前記回転子を駆動する回転軸と、前記冷媒貯蔵部に
前記回転軸の端部側から冷媒を供給する冷媒供給管と、
前記冷媒貯蔵部で、気化した冷媒ガスを外部に排出する
冷媒排出管とを備えた超電導回転電機において、前記冷
媒供給管の管壁を前記回転軸の端部側から前記回転子側
に向かって前記回転軸の外径方向に傾斜させたものであ
る。
巻線を収納し該超電導界磁巻線を冷却する冷媒貯蔵部を
有する回転子と、この回転子の周囲に設けられた固定子
と、前記回転子を駆動する回転軸と、前記冷媒貯蔵部に
前記回転軸の端部側から冷媒を供給する冷媒供給管と、
前記冷媒貯蔵部で、気化した冷媒ガスを外部に排出する
冷媒排出管とを備えた超電導回転電機において、前記冷
媒供給管の管壁を前記回転軸の端部側から前記回転子側
に向かって前記回転軸の外径方向に傾斜させたものであ
る。
（作 用）
上記の構成によると、回転軸の端部側から送り込まれた
冷媒は冷媒供給管の管壁の傾斜角に応じた遠心力の分力
を受け、この分力の作用により冷媒供給管内を軸方向に
流れるので、冷媒の送液能力を高めることができる。
冷媒は冷媒供給管の管壁の傾斜角に応じた遠心力の分力
を受け、この分力の作用により冷媒供給管内を軸方向に
流れるので、冷媒の送液能力を高めることができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を第１図および第２図を参照して
説明する。なお、第３図および第４図に示したものと同
一部分には同一符号を付して説明する。
説明する。なお、第３図および第４図に示したものと同
一部分には同一符号を付して説明する。
第１図は本発明の第１実施例を示す図であり、この実施
例では冷媒供給管１６をその内径が回転軸１０ ｂの端
部から回転子１側に行くほど大きくなるようにテーパ形
状としである。
例では冷媒供給管１６をその内径が回転軸１０ ｂの端
部から回転子１側に行くほど大きくなるようにテーパ形
状としである。
このように冷媒供給管１６を回転軸１０ｂの端部から回
転子１方向にその内径が大きくなるようにテーパ形状と
することにより、ヘリウムトランスファーカップリング
１３のロータバイオネット１３ａから送り込まれた液体
ヘリウムＬ、Ｈは冷媒供給管１６の管壁のテーパ角をθ
としたときｔａｎθで表される遠心力の分力を受け、こ
の分力の作用により冷媒供給管１６内を軸方向に流れる
。したがって、冷媒供給管１５内を流れる液体ヘリウム
ＬＨの流速が増大し、液体ヘリウムＬＨの送液能力を高
めることができる。また、液体へリウムＬＨの管内流速
が増大することにより、冷媒供給管１６内における液体
ヘリウムＬＨの気化量も減少するので、単位時間当たり
の送液能力が増大し、冷媒貯蔵部５に超電導巻線４を極
低温に冷却するに十分な量の液体ヘリウムＬＨを供給す
ることができる。
転子１方向にその内径が大きくなるようにテーパ形状と
することにより、ヘリウムトランスファーカップリング
１３のロータバイオネット１３ａから送り込まれた液体
ヘリウムＬ、Ｈは冷媒供給管１６の管壁のテーパ角をθ
としたときｔａｎθで表される遠心力の分力を受け、こ
の分力の作用により冷媒供給管１６内を軸方向に流れる
。したがって、冷媒供給管１５内を流れる液体ヘリウム
ＬＨの流速が増大し、液体ヘリウムＬＨの送液能力を高
めることができる。また、液体へリウムＬＨの管内流速
が増大することにより、冷媒供給管１６内における液体
ヘリウムＬＨの気化量も減少するので、単位時間当たり
の送液能力が増大し、冷媒貯蔵部５に超電導巻線４を極
低温に冷却するに十分な量の液体ヘリウムＬＨを供給す
ることができる。
第２図は本発明の第２実施例を示す図であり、この実施
例では冷媒供給管］６を途中で２つの分岐管１６ａ、１
６ｂに分岐し、これらの分岐管１６ａ、１６ｂを回転軸
１０ｂの軸心線に対し回転子１側に行くほど離れるよう
に斜めに傾斜させている。
例では冷媒供給管］６を途中で２つの分岐管１６ａ、１
６ｂに分岐し、これらの分岐管１６ａ、１６ｂを回転軸
１０ｂの軸心線に対し回転子１側に行くほど離れるよう
に斜めに傾斜させている。
したがって、ヘリウムトランスファーカップリング１３
のロータバイオネット１３ａがら送り込まれた液体ヘリ
ウムＬＨは冷媒供給管１６内を流れて分岐管１６ａ、１
６ｂに流れ込み、これらの分岐管１６ａ、１６ｂの管壁
の傾斜角度に応じた遠心力の分力を受け、この分力の作
用により分岐管１６ａ、１６ｂ内を軸方向に流れるので
、第１実施例と同様に液体ヘリウムＬＨの送液能力を高
めることかでき、冷媒貯蔵部５に超電導巻線４を極低温
に冷却するに十分な量の液体ヘリウムＬＨを供給するこ
とができる。
のロータバイオネット１３ａがら送り込まれた液体ヘリ
ウムＬＨは冷媒供給管１６内を流れて分岐管１６ａ、１
６ｂに流れ込み、これらの分岐管１６ａ、１６ｂの管壁
の傾斜角度に応じた遠心力の分力を受け、この分力の作
用により分岐管１６ａ、１６ｂ内を軸方向に流れるので
、第１実施例と同様に液体ヘリウムＬＨの送液能力を高
めることかでき、冷媒貯蔵部５に超電導巻線４を極低温
に冷却するに十分な量の液体ヘリウムＬＨを供給するこ
とができる。
「発明の効果」
以上説明したように本発明は、内部に超電導界磁巻線を
収納し該超電導界磁巻線を冷却する冷媒貯蔵部を有する
回転子と、この回転子の周囲に設けられた固定子と、前
記回転子を駆動する回転軸と、前記冷媒貯蔵部に前記回
転軸の端部側から冷媒を供給する冷媒供給管と、前記冷
媒貯蔵部で気化した冷媒ガスを外部に排山する冷媒ガス
排出管とを備えた超電導回転電機において、前記冷媒供
給管の管壁を前記回転軸の端部側から前記回転子側に向
かって前記回転軸の外径方向に傾斜させたものである。
収納し該超電導界磁巻線を冷却する冷媒貯蔵部を有する
回転子と、この回転子の周囲に設けられた固定子と、前
記回転子を駆動する回転軸と、前記冷媒貯蔵部に前記回
転軸の端部側から冷媒を供給する冷媒供給管と、前記冷
媒貯蔵部で気化した冷媒ガスを外部に排山する冷媒ガス
排出管とを備えた超電導回転電機において、前記冷媒供
給管の管壁を前記回転軸の端部側から前記回転子側に向
かって前記回転軸の外径方向に傾斜させたものである。
したがって、回転軸の端部側から送り込まれた冷媒は管
壁の傾斜角に応じた遠心力の分力を受け、この分力の作
用により冷媒供給管内を軸方向に流れるので、冷媒の送
液能力を高めることができ、超電導界磁巻線を極低温に
冷却するに十分な量の冷媒を供給することができる。
壁の傾斜角に応じた遠心力の分力を受け、この分力の作
用により冷媒供給管内を軸方向に流れるので、冷媒の送
液能力を高めることができ、超電導界磁巻線を極低温に
冷却するに十分な量の冷媒を供給することができる。
第１図は本発明の第１実施例を示す回転子の部分断面図
、第２図は本発明の第２実施例を示す回転子の部分断面
図、第３図は超電導発電機の概略構成図、第４図は従来
の回転子の部分断面図である。 １・・・回転子、４・・・超電導巻線、５・・・冷媒貯
蔵部、７・・・固定子、１０ａ、１０ｂ・・・回転軸、
１３・・・ヘリウムトランスファーカップリング、１６
・・・冷媒供給管、１６ａ、１６ｂ・・・分岐管、１８
・・・冷媒排出管、ＬＨ・・・液体ヘリウム、ＧＨ・・
ガスヘリウム。
、第２図は本発明の第２実施例を示す回転子の部分断面
図、第３図は超電導発電機の概略構成図、第４図は従来
の回転子の部分断面図である。 １・・・回転子、４・・・超電導巻線、５・・・冷媒貯
蔵部、７・・・固定子、１０ａ、１０ｂ・・・回転軸、
１３・・・ヘリウムトランスファーカップリング、１６
・・・冷媒供給管、１６ａ、１６ｂ・・・分岐管、１８
・・・冷媒排出管、ＬＨ・・・液体ヘリウム、ＧＨ・・
ガスヘリウム。
Claims (1)
- 内部に超電導界磁巻線を収納し該超電導界磁巻線を冷却
する冷媒貯蔵部を有する回転子と、この回転子の周囲に
設けられた固定子と、前記回転子を駆動する回転軸と、
前記冷媒貯蔵部に前記回転軸の端部側から冷媒を供給す
る冷媒供給管と、前記冷媒貯蔵部で気化した冷媒を外部
に排出する冷媒排出管とを備えた超電導回転電機におい
て、前記冷媒供給管の管壁を前記回転軸の端部側から前
記回転子側に向かって前記回転軸の外径方向に傾斜させ
たことを特徴とする超電導回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077122A JP2638658B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超電導回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077122A JP2638658B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超電導回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03284156A true JPH03284156A (ja) | 1991-12-13 |
| JP2638658B2 JP2638658B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=13624993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2077122A Expired - Fee Related JP2638658B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 超電導回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2638658B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7207178B2 (en) | 2000-11-21 | 2007-04-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting device with a cooling-unit cold head thermally coupled to a rotating superconductive winding |
| US7285881B2 (en) | 2000-08-16 | 2007-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting device comprising a cooling unit for cooling a rotating, superconductive coil |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101273642B1 (ko) * | 2012-03-07 | 2013-06-17 | 현대중공업 주식회사 | 전도 냉각 방식 초전도 회전기 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51121701A (en) * | 1975-04-18 | 1976-10-25 | Toshiba Corp | Super electro-motive rotor |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2077122A patent/JP2638658B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51121701A (en) * | 1975-04-18 | 1976-10-25 | Toshiba Corp | Super electro-motive rotor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7285881B2 (en) | 2000-08-16 | 2007-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting device comprising a cooling unit for cooling a rotating, superconductive coil |
| US7207178B2 (en) | 2000-11-21 | 2007-04-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting device with a cooling-unit cold head thermally coupled to a rotating superconductive winding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2638658B2 (ja) | 1997-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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