JPH06284697A - 超電導回転電機 - Google Patents

超電導回転電機

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JPH06284697A
JPH06284697A JP5069676A JP6967693A JPH06284697A JP H06284697 A JPH06284697 A JP H06284697A JP 5069676 A JP5069676 A JP 5069676A JP 6967693 A JP6967693 A JP 6967693A JP H06284697 A JPH06284697 A JP H06284697A
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JP
Japan
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refrigerant
pipe
liquid refrigerant
flange
fixed
Prior art date
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Pending
Application number
JP5069676A
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English (en)
Inventor
Hideo Mitai
日出男 三田井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
Original Assignee
Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai
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Publication date
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Publication of JPH06284697A publication Critical patent/JPH06284697A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】溶接継手部を低減し、真空に対する信頼性を高
め、液冷媒の出口となる冷媒給排装置の回転軸との干渉
発熱がなくなる超電導回転電機を得ることにある。 【構成】回転子の冷媒貯槽の内部の低温冷媒に浸漬する
ように配設された超電導界磁巻線と、回転子の端部に配
設され、中心穴8aを有する回転軸8が回転自在に支持
され、その軸方向に挿入穴を有する7,9と、中心穴8
aに非接触状態に挿通され、9に一端が固着され、他端
にシールフランジ11が固着された直線状の多重管5
と、11および5にガスが漏れないように一端が挿入さ
れ、かつ他端が固定部に設置された低温冷媒の貯溜容器
に接続された直線状の冷媒搬送管1と、一端が9の挿入
穴に挿入され、他端が11に固着された短管13と、1
3および9の外周側に配設された軸方向自在継手12を
具備した超電導回転電機である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転子の界磁巻線を低
温に冷却するための低温冷媒供給経路を改良した超電導
回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】超電導回転電機は、回転子に超電導界磁
巻線を内蔵し、該界磁巻線を囲むようにして極低温液冷
媒に浸漬できる冷媒貯槽を形成している。液冷媒は、該
冷媒貯槽内で一部気化してガス冷媒として回転子外部へ
排出されるため、補充供給を要し、しかも静止している
液冷媒貯槽容器から回転中の回転子内へ供給するため、
冷媒の給排装置が必須である。
【0003】図7は、これを説明するための従来の超電
導回転子の一例を示す図である。冷媒給排装置7と液冷
媒貯溜容器18からの液冷媒を搬送する管路となる液冷
媒搬送管19との間を仲介する液冷媒供給装置24も必
須となる。
【0004】この液冷媒供給装置24は、L字状に形成
されており、この冷媒給排装置7において、図示しない
回転子に直結する回転軸8の中心穴8a内にある間隙δ
を有して静止して同心位置に配置される液冷媒多重管2
0を一方に備え、他方は液冷媒搬送管19を挿入しやす
く、ガス封じ装置21により、ガス封じできるように管
状になっている。
【0005】そして、液冷媒供給装置24の一部にはフ
ランジ22が直角方向に固着され、このフランジ22は
保護筒15の端面に、ガス封じ部品16を介して固着さ
れている。さらに、保護筒15の内周面と回転軸8の外
周面の間に、ガス封じ機構23が配設されている。この
場合、液冷媒供給装置24、保護筒15、フランジ22
はいずれも極低温液冷媒の断熱保護構造をもって構成さ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかながら、液冷媒供
給装置24は、L字状に形成されているため、熱収縮の
吸収構造や、真空層形成と多重管20の溶接構成に溶接
継手部が増大し、真空容器としての信頼性が低下、また
は熱的変形が直角方向に発生するため、多重管20の一
部が回転軸8の内周面と干渉する等の欠点がある。
【0007】本発明は、溶接継手部を低減し、真空に対
する信頼性を高め、液冷媒の出口となる冷媒給排装置の
回転軸との干渉発熱がなくなる超電導回転電機を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1に対応する発明は、回転子のほぼ中央部に
形成された冷媒貯槽と、この冷媒貯槽の内部の低温冷媒
に浸漬するように配設された超電導界磁巻線と、前記回
転子の端部に配設され、中心穴を有する回転軸が回転自
在に支持され、その軸方向に挿入穴を有する静止部と、
前記回転軸の中心穴に非接触状態に挿通され、前記静止
部に一端が固着され、他端にシールフランジが固着され
た直線状の多重管と、
【0009】前記シールフランジおよび前記多重管内に
ガスが漏れないように一端が挿入され、かつ他端が固定
部に設置された低温冷媒の貯溜容器に接続された直線状
の冷媒搬送管と、を具備した超電導回転電機である。前
記目的を達成するため、請求項2に対応する発明は、回
転子のほぼ中央部に形成された冷媒貯槽と、
【0010】この冷媒貯槽の内部の低温冷媒に浸漬する
ように配設された超電導界磁巻線と、前記回転子の端部
に配設され、中心穴を有する回転軸が回転自在に支持さ
れ、その軸方向に挿入穴を有する静止部と、前記回転軸
の中心穴に非接触状態に挿通され、前記静止部に一端が
固着され、他端にシールフランジが固着された直線状の
多重管と、
【0011】前記シールフランジおよび前記多重管内に
ガスが漏れないように一端が挿入され、かつ他端が固定
部に設置された低温冷媒の貯溜容器に接続された直線状
の冷媒搬送管と、一端が前記静止部の挿入穴に挿入さ
れ、他端が前記シールフランジに固着された短管と、こ
の短管および前記静止部の外周側に配設された軸方向自
在継手とを具備した超電導回転電機である。
【0012】
【作用】請求項1に対応する発明によれば、液冷媒搬送
管と冷媒供給装置の多重管が直管構成となっているた
め、冷媒の搬送が円滑となり、多重管相互の熱的変形
(低温収縮による変形)も軸方向のみであり、短管が軸
方向に平行移動するため、軸直角方向変形が抑制され
る。従って、構成が簡単で小形化でき、重量が軽減され
るため、冷媒給排装置の軸系振動が低減する。
【0013】また、請求項2に対応する発明によれば、
短管の一部に、軸方向自在継手が設けられているので、
軸方向の熱的変形を吸収でき、かつ外側管の余長部は、
静止部の内周面に沿って平行移動することから、多重管
そのものの変形を抑制できる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明の概略構成を示す図であり、
超電導回転電機では図示しない回転界磁巻線を冷却して
超電導化するため、界磁巻線を液冷媒に浸漬する必要が
あり、このため回転子は界磁巻線を囲むように、冷媒貯
槽(図示せず)が形成されている。これに、液冷媒を供
給するには、貯溜容器18から液冷媒搬送管19を介し
て回転子端部に取り付けられた冷媒給排装置7の回転軸
8の中心穴8a内へ搬送、供給できるように構成されて
いる。
【0015】回転軸中心穴8aと液冷媒搬送管19は、
回転軸8が回転し、また液冷媒搬送管19が静止である
ため、ここに両者間を回転非接触で液冷媒の搬送を接続
するための液冷媒供給装置28を備えている。
【0016】以下、これについて説明する。液冷媒貯溜
容器18に一端が接続された液冷媒搬送管19の他端
は、液冷媒供給装置28の多重管25の一端にガス封じ
部品26を介して接続されている。多重管25のほぼ中
央部は、保護筒15の端部に固定されたフランジ27に
支持され、多重管25の他端は回転軸8の中心穴8aに
ある長さだけ非接触状態に挿入されている。
【0017】回転軸8の外周面に、ガス封じ機構23を
介して保護筒15が配設され、かつ回転軸8が回転自在
に支持されている。保護筒15の一端部には、フランジ
27インロウ部が嵌合され、フランジ27には、多重管
25の外周面が、ガス封じ構成となるように貫通固着さ
れている。
【0018】このように、液冷媒搬送管19と、冷媒給
排装置7間に配設される液冷媒供給装置28の液冷媒搬
送路29が直線状に形成されていることから、冷媒の搬
送が円滑となり、かつ構成が簡単になることから、溶接
個所が低減し、ひいては真空断熱層を形成している真空
室圧力の低下に寄与する。次に、具体的な実施例につい
て、図2〜図6を参照して説明する。
【0019】図2は、その第1の実施例を示すもので、
これは液冷媒供給装置17と冷媒給排装置7を備え、液
冷媒供給装置17は液冷媒搬送管1、パッキン2、シー
ルフランジ3、真空断熱層4、パッキン取付けフランジ
35、ボルトねじ39から構成されており、また冷媒給
排装置7は、多重管5、回転軸8、フランジ9、真空排
気金具11、軸方向自在継手12、短管13、保護筒1
5、ガス封じ部品16、ガス封じ機構23から構成され
ている。
【0020】以下、これらについて説明する。フランジ
3に形成された中心穴に、多重管構成であって一直線状
の液冷媒搬送管1の外周面1aが挿通され、フランジ3
のパッキン2によりガス封じできる面と液冷媒搬送管1
が交差する部分にパッキン2を設け、このパッキン2を
挟むようにパッキン取付けフランジ35を、これに有す
る中心穴を、液冷媒搬送管1の外周面1aに挿入させ、
ボルトねじ39によりパッキン取付けフランジ35およ
びシールフランジ3を一体に締結されている。保護筒1
5の内周面に、中心穴8aを有する回転軸8が回転自在
に支持され、回転軸8の外周面と保護筒15の間にガス
封じ機構23が配設されている。保護筒7の端面には、
中心部に貫通穴を有するフランジ9が、ガス封じ部品1
6を介して当接され、ボルトねじ38によりフランジ9
と保護筒15が締結されている。フランジ9の一部に
は、真空排気金具11が形成されている。回転軸8の中
心穴8aの内周面および液冷媒搬送管1の外周面の間に
は、一直線状の多重管5が挿入され、この多重管5の外
側管5aの端部がフランジ9に真空溶接10により固着
され、多重管5の内側管5bの端部がシールフランジ3
に真空溶接6により固着されている。フランジ9に有す
る貫通軸に短管13の一端が挿入され、短管13の他端
がシールフランジ3に固着され、短管13の外周側およ
びフランジ9の軸方向に延出する薄肉部にには軸方向自
在継手12が設けられている。このように短管13、多
重管5、フランジ9により形成される空間は、真空断熱
層4が構成されている。
【0021】多重管5は、一部がフランジ9により溶接
により固着され、冷媒給排装置7の回転軸8に設けられ
た中心穴8a内へ挿入され、この中心穴8aの内壁に対
して所定の間隙を介して回転軸8が回転自在に構成され
ている。
【0022】以上述べた第1の実施例によれば、液冷媒
供給装置17の液冷媒搬送管1が直管構成となっている
ため、液冷媒の搬送が円滑となり、多重管5相互の熱的
変形(低温収縮による変形)も軸方向のみであり、フラ
ンジ9の内周側面9bに沿って短管13が軸方向に平行
移動するため、軸直角方向変形が抑制される。従って、
構成が簡単で小形化でき、重量が軽減されるため、回転
子端部にしかもの距離をもって持ち出される冷媒給排装
置7の軸系振動が低減する。
【0023】また、多重管5の外周側の管の一部に、軸
方向自在継手12が設けられているので、軸方向の熱的
変形を吸収でき、かつ外側管の余長部は、フランジ9の
内周面に沿って平行移動することから、多重管5そのも
のの変形を抑制できる。
【0024】さらに、液冷媒搬送管1は、液冷媒供給装
置17の多重管5の内周面に沿って所定長さだけ挿入
し、液冷媒供給装置17のシールフランジ3とパッキン
2によりガス封じすることにより、液冷媒を回転子の冷
媒貯槽(図示せず)に供給することが可能であると共
に、構成が簡素化されることから、溶接継手個所が低減
し、真空圧力の向上に伴って、熱侵入を抑制できること
から、液冷媒の経済的な搬送が可能となる。
【0025】図3は、本発明の第2の実施例を示す断面
図であり、図2の第1の実施例のフランジ9に形成され
ている真空排気金具11をフランジ9に設けず、真空排
気金具11をシールフランジ3に設けた点のみが、図2
の第1の実施例とは異なる。図4は、本発明の第3の実
施例を示す断面図であり、回転軸9の端部とフランジ9
の端面との間に、ガス漏洩防止機構30を設けた点が、
図2の第1の実施例とは異なる。
【0026】図5は、本発明の第4の実施例を示す断面
図であり、シールフランジ3にパッキン取り付けフラン
ジ35をボルトねじ39により固定していたものを、ボ
ルトねじ39を設けずに、ボルトねじ39に比べて着脱
が容易な着脱金具31を用い、シールフランジ3とパッ
キン取り付けフランジ35を挟みつけるようにした点の
みが、図2の第1の実施例とは異なる。
【0027】図6は、本発明の第5の実施例を示す断面
図であり、多重管5の最内周側の内壁面に、液冷媒搬送
管1の端部の挿入位置決めを行う突起32を設け、この
突起32は液冷媒の搬送を阻害しないものである。この
点以外の構成は、図2の第1の実施例と同一である。以
上述べた第2〜第5の実施例であっても、前述の第1の
実施例と同様な効果が得られる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、溶接継手部を低減し、
真空に対する信頼性を高め、かつ構成が簡単で小形、軽
量化を図ることができ、液冷媒の出口となる冷媒給排装
置の回転軸との干渉発熱がなくなる超電導回転電機を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による超電導回転電機の概略構成を示す
図。
【図2】本発明による超電導回転電機の第1の実施例の
一部を示す断面図。
【図3】本発明による超電導回転電機の第2の実施例の
一部を示す断面図。
【図4】本発明による超電導回転電機の第3の実施例の
一部を示す断面図。
【図5】本発明による超電導回転電機の第4の実施例の
一部を示す断面図。
【図6】本発明による超電導回転電機の第5の実施例の
一部を示す断面図。
【図7】従来の超電導回転電機の一例を示す断面図。
【符号の説明】
1…液冷媒搬送管、1a…液冷媒搬送管外周、2…パッ
キン、3…シールフランジ、4…真空断熱層、5…多重
管、5a…外側管、6…真空溶接、7…冷媒給排装置、
8…回転軸、8a…中心穴、9…フランジ、9a…冷媒
給排装置側面、9b…フランジ内周側面、10…真空溶
接、11…真空排気金具、12…軸方向自在継手、13
…短管、14…真空溶接、15…保護筒、16…ガス封
じ部品、17…液冷媒供給装置、25…多重管、26…
ガス封じ装置、27…フランジ、28…液冷媒供給装
置、29…液冷媒搬送管、30…ガス漏洩防止機構、3
1…脱着金具、32…突起、35…パッキン取付け用フ
ランジ、38,39…ボルトねじ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転子のほぼ中央部に形成された冷媒貯
    槽と、 この冷媒貯槽の内部の低温冷媒に浸漬するように配設さ
    れた超電導界磁巻線と、 前記回転子の端部に配設され、中心穴を有する回転軸が
    回転自在に支持され、その軸方向に挿入穴を有する静止
    部と、 前記回転軸の中心穴に非接触状態に挿通され、前記静止
    部に一端が固着され、他端にシールフランジが固着され
    た直線状の多重管と、 前記シールフランジおよび前記多重管内にガスが漏れな
    いように一端が挿入され、かつ他端が固定部に設置され
    た低温冷媒の貯溜容器に接続された直線状の冷媒搬送管
    と、 を具備し、前記貯溜容器内の低温冷媒が前記冷媒搬送管
    および多重管を介して前記冷媒貯槽に供給されるように
    構成した超電導回転電機。
  2. 【請求項2】 回転子のほぼ中央部に形成された冷媒貯
    槽と、 この冷媒貯槽の内部の低温冷媒に浸漬するように配設さ
    れた超電導界磁巻線と、 前記回転子の端部に配設され、中心穴を有する回転軸が
    回転自在に支持され、その軸方向に挿入穴を有する静止
    部と、 前記回転軸の中心穴に非接触状態に挿通され、前記静止
    部に一端が固着され、他端にシールフランジが固着され
    た直線状の多重管と、 前記シールフランジおよび前記多重管内にガスが漏れな
    いように一端が挿入され、かつ他端が固定部に設置され
    た低温冷媒の貯溜容器に接続された直線状の冷媒搬送管
    と、 一端が前記静止部の挿入穴に挿入され、他端が前記シー
    ルフランジに固着された短管と、 この短管および前記静止部の外周側に配設された軸方向
    自在継手と、 を具備し、前記貯溜容器内の低温冷媒が前記冷媒搬送管
    および多重管を介して前記冷媒貯槽に供給されるように
    構成した超電導回転電機。
JP5069676A 1993-03-29 1993-03-29 超電導回転電機 Pending JPH06284697A (ja)

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