JPH09322523A - 超電導回転電機の連続真空排気装置 - Google Patents
超電導回転電機の連続真空排気装置Info
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- JPH09322523A JPH09322523A JP8140183A JP14018396A JPH09322523A JP H09322523 A JPH09322523 A JP H09322523A JP 8140183 A JP8140183 A JP 8140183A JP 14018396 A JP14018396 A JP 14018396A JP H09322523 A JPH09322523 A JP H09322523A
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- H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】超電導回転電機の大形化に伴い必要となる冷媒
給排気量を十分確保できる冷媒給排気管を構成すること
を可能にする。 【解決手段】回転子の真空断熱層中に存する気体を真空
排気路を通して回転子端部軸に導き真空排気口より静止
部に回収する機構と、この回収機構の真空排気口部分の
回転軸と静止部との間隙に設けられ大気と真空部とを相
互に隔離する真空シール機構とを備えた超電導回転電機
の連続真空排気装置において、回転子内に連通する中心
孔に挿入され、且つ軸端面側の冷媒供給口29a から冷媒
を供給する冷媒注入管42と中心孔との間の空間部を回転
子の真空断熱層に連通する真空排気路30として形成し、
この真空排気路を通して回転子端部軸21に導かれた気体
を静止部に回収する真空排気口31を回転子端部軸21内に
回転子内部に連通させて形成された冷媒排出路23の冷媒
排気口22と冷媒供給口29a との間に設ける。
給排気量を十分確保できる冷媒給排気管を構成すること
を可能にする。 【解決手段】回転子の真空断熱層中に存する気体を真空
排気路を通して回転子端部軸に導き真空排気口より静止
部に回収する機構と、この回収機構の真空排気口部分の
回転軸と静止部との間隙に設けられ大気と真空部とを相
互に隔離する真空シール機構とを備えた超電導回転電機
の連続真空排気装置において、回転子内に連通する中心
孔に挿入され、且つ軸端面側の冷媒供給口29a から冷媒
を供給する冷媒注入管42と中心孔との間の空間部を回転
子の真空断熱層に連通する真空排気路30として形成し、
この真空排気路を通して回転子端部軸21に導かれた気体
を静止部に回収する真空排気口31を回転子端部軸21内に
回転子内部に連通させて形成された冷媒排出路23の冷媒
排気口22と冷媒供給口29a との間に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導回転電機の
連続真空排気装置に係り、特に大形化に伴うシール部の
外径によって受ける制約を解消して冷媒給排気管の配設
を可能とした超電導回転電機の連続真空排気装置に関す
るものである。
連続真空排気装置に係り、特に大形化に伴うシール部の
外径によって受ける制約を解消して冷媒給排気管の配設
を可能とした超電導回転電機の連続真空排気装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導線を用いた回転界磁巻線を備えた
超電導回転電機においては、超電導線の超電導性を保持
するために液体ヘリウム等の冷却媒体（以下冷媒と呼
ぶ）により冷却して極低温に保持されている。
超電導回転電機においては、超電導線の超電導性を保持
するために液体ヘリウム等の冷却媒体（以下冷媒と呼
ぶ）により冷却して極低温に保持されている。
【０００３】また、超電導回転電機の使用雰囲気は常温
であり、回転電機外部と回転子内の極低温に冷却された
超電導界磁巻線との間に真空断熱層を設けて外部からの
侵入熱を遮蔽するようにしている。
であり、回転電機外部と回転子内の極低温に冷却された
超電導界磁巻線との間に真空断熱層を設けて外部からの
侵入熱を遮蔽するようにしている。
【０００４】ところで、上記のような構成の超電導回転
電機には、回転子端部に真空断熱層の真空引きを回転子
の回転中に連続して行い得る連続真空排気装置が設置さ
れている。
電機には、回転子端部に真空断熱層の真空引きを回転子
の回転中に連続して行い得る連続真空排気装置が設置さ
れている。
【０００５】図５はかかる従来の超電導回転電機の冷媒
給排気装置の縦断面図を示すものである。この連続真空
排気装置は、超電導界磁巻線を極低温に冷却するための
冷媒を供給及び排気するための冷媒給排装置と別構造と
なっており、その配置構造としては回転子軸端より冷媒
供給、冷媒排気及び連続真空排気構造の順になってい
る。
給排気装置の縦断面図を示すものである。この連続真空
排気装置は、超電導界磁巻線を極低温に冷却するための
冷媒を供給及び排気するための冷媒給排装置と別構造と
なっており、その配置構造としては回転子軸端より冷媒
供給、冷媒排気及び連続真空排気構造の順になってい
る。
【０００６】以下その構造について説明する。図５にお
いて、１は図示しない超電導界磁巻線が収められた回転
子の端部軸（以下回転子端部軸と呼ぶ）で、この回転子
端部軸１は回転子内部に連通する中心孔を有し、且つ軸
外周に設けられた真空排気口２より回転子の真空断熱層
に連通する真空排気路３と真空排気口２に対して適宜の
間隔を存する位置の軸外周に設けられた冷媒排気口４よ
り回転子内部に連通する冷媒排出路５がそれぞれ形成さ
れている。
いて、１は図示しない超電導界磁巻線が収められた回転
子の端部軸（以下回転子端部軸と呼ぶ）で、この回転子
端部軸１は回転子内部に連通する中心孔を有し、且つ軸
外周に設けられた真空排気口２より回転子の真空断熱層
に連通する真空排気路３と真空排気口２に対して適宜の
間隔を存する位置の軸外周に設けられた冷媒排気口４よ
り回転子内部に連通する冷媒排出路５がそれぞれ形成さ
れている。
【０００７】上記真空排気口２に対応する部分には連続
真空排気装置６が設けられ、また冷媒排気口４に対応す
る部分には冷媒排気装置７が設けられる。ここで、連続
真空排気装置６は、真空排気口２に対応する位置に真空
排気孔８を有し、且つ内部の軸方向両側に軸受９を介し
て支持された真空排気用ケーシング１０と、この真空排
気用ケーシング１０内の軸受１１間に真空排気孔８を挟
んでそれぞれ設けられた一対のポールピース１１と、こ
れら一対のポールピース１１間に介挿されたマグネット
１２及び各ポールピース１１と回転子端部軸１との間隙
に挿入された磁性流体１３により構成されている。
真空排気装置６が設けられ、また冷媒排気口４に対応す
る部分には冷媒排気装置７が設けられる。ここで、連続
真空排気装置６は、真空排気口２に対応する位置に真空
排気孔８を有し、且つ内部の軸方向両側に軸受９を介し
て支持された真空排気用ケーシング１０と、この真空排
気用ケーシング１０内の軸受１１間に真空排気孔８を挟
んでそれぞれ設けられた一対のポールピース１１と、こ
れら一対のポールピース１１間に介挿されたマグネット
１２及び各ポールピース１１と回転子端部軸１との間隙
に挿入された磁性流体１３により構成されている。
【０００８】また、冷媒排気装置７は、冷媒排気口４に
対応する位置に冷媒排気孔１４を有し、且つ回転子端部
軸１の端面を覆うように設けらると共に、内部の軸方向
両側に軸受１５を介して支持された冷媒排気用ケース１
６と、この冷媒排気用ケース１６内の軸受１５間に冷媒
排気孔１４を挟んでそれぞれ設けられた磁性流体シール
１７により構成されている。
対応する位置に冷媒排気孔１４を有し、且つ回転子端部
軸１の端面を覆うように設けらると共に、内部の軸方向
両側に軸受１５を介して支持された冷媒排気用ケース１
６と、この冷媒排気用ケース１６内の軸受１５間に冷媒
排気孔１４を挟んでそれぞれ設けられた磁性流体シール
１７により構成されている。
【０００９】一方、回転子端部軸１の中心孔には冷媒供
給管１８が挿入されており、この冷媒供給管１８内に冷
媒注入管１９が冷媒排気用ケース１６外部より挿入され
るようになっている。
給管１８が挿入されており、この冷媒供給管１８内に冷
媒注入管１９が冷媒排気用ケース１６外部より挿入され
るようになっている。
【００１０】このような構成の超電導回転電機の連続真
空排気装置において、回転子の真空断熱層内の気体は、
超電導回転電機の回転子端部軸１内に形成された真空排
気路３を経由して真空排気口２より真空排気用ケース１
０に排出され、この真空排気用ケース１０の真空排気孔
８に接続された図示しない真空ポンプにより外部へ放出
される。
空排気装置において、回転子の真空断熱層内の気体は、
超電導回転電機の回転子端部軸１内に形成された真空排
気路３を経由して真空排気口２より真空排気用ケース１
０に排出され、この真空排気用ケース１０の真空排気孔
８に接続された図示しない真空ポンプにより外部へ放出
される。
【００１１】この場合、ポールピース１１と回転子端部
軸１の間に存する僅かな間隙に磁性流体が満たされ、マ
グネット１２の磁場により保持されているので、回転し
ている回転子端部軸１と静止しているポールピース１１
との間は真空シールされた状態にある。
軸１の間に存する僅かな間隙に磁性流体が満たされ、マ
グネット１２の磁場により保持されているので、回転し
ている回転子端部軸１と静止しているポールピース１１
との間は真空シールされた状態にある。
【００１２】一方、静止部から回転部への冷媒の供給
は、回転子端部軸１の中心孔に挿入された冷媒供給管１
９に冷媒排気ケーシング１６の外部より挿入された冷媒
注入管１９より冷媒が供給される。回転子内に移送され
た冷媒は超電導界磁巻線を冷却した後、冷媒排出路５を
経由して冷媒排気口より冷媒排気用ケース１６内に流入
し、冷媒排気孔１４より外部に排出される。
は、回転子端部軸１の中心孔に挿入された冷媒供給管１
９に冷媒排気ケーシング１６の外部より挿入された冷媒
注入管１９より冷媒が供給される。回転子内に移送され
た冷媒は超電導界磁巻線を冷却した後、冷媒排出路５を
経由して冷媒排気口より冷媒排気用ケース１６内に流入
し、冷媒排気孔１４より外部に排出される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成の超電導回転電機の連続真空排気装置において、
超電導回転電機を大形化を考えた場合、界磁巻線部及び
構造物の大形化に伴って超電導回転電機への熱侵入が増
大し、冷媒の供給量を増加させる必要がある。また、冷
媒の供給量の増加に伴い冷媒排気量も増大するため、冷
媒供給管の管径の増大が必要になる。従って、冷媒供給
管の管径が増大すると回転子端部軸の軸外径も増大しな
ければならない。
な構成の超電導回転電機の連続真空排気装置において、
超電導回転電機を大形化を考えた場合、界磁巻線部及び
構造物の大形化に伴って超電導回転電機への熱侵入が増
大し、冷媒の供給量を増加させる必要がある。また、冷
媒の供給量の増加に伴い冷媒排気量も増大するため、冷
媒供給管の管径の増大が必要になる。従って、冷媒供給
管の管径が増大すると回転子端部軸の軸外径も増大しな
ければならない。
【００１４】しかしながら、連続真空排気装置のシール
機構は、何ずれのシール機構においてもその機能上シー
ル部周速には制限があるため、回転軸の軸外径はある径
以上には大きくできない。このため、上記のような構造
を有する超電導回転電機の大形化は、連続真空排気装置
のシール部の外径によって制約を受けるという問題があ
った。
機構は、何ずれのシール機構においてもその機能上シー
ル部周速には制限があるため、回転軸の軸外径はある径
以上には大きくできない。このため、上記のような構造
を有する超電導回転電機の大形化は、連続真空排気装置
のシール部の外径によって制約を受けるという問題があ
った。
【００１５】本発明は上記のような問題を解決するため
なされたもので、超電導回転電機の大形化に伴って必要
となる冷媒給排気量を確保できる冷媒給排気管の構成が
可能な超電導回転電機の連続真空排気装置を提供するこ
とを目的とする。
なされたもので、超電導回転電機の大形化に伴って必要
となる冷媒給排気量を確保できる冷媒給排気管の構成が
可能な超電導回転電機の連続真空排気装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により超電導回転電機の連
続真空排気装置を構成するものである。請求項１に対応
する発明は、内部に超電導巻線を冷却する冷媒が収容さ
れ、且つ外周部に真空断熱層を形成してなる回転子の端
部軸の一端側に配設され、前記真空断熱層中に存する気
体を真空排気路を通して回転子端部軸に導いて真空排気
口より静止部に回収する機構と、この回収機構の真空排
気口部分の回転軸と静止部との間の間隙に設けられ大気
と真空部とを相互に隔離する真空シール機構とを備えた
超電導回転電機の連続真空排気装置において、前記回転
子内に連通する中心孔に挿入され、且つ軸端面側の冷媒
供給口から前記超電導巻線に冷媒を供給する冷媒注入管
と前記中心孔との間の空間部を前記回転子の真空断熱層
に連通する真空排気路として形成し、この真空排気路を
通して回転子端部軸に導かれた気体を静止部に回収する
真空排気口を前記回転子端部軸内に回転子内部に連通さ
せて形成された冷媒排気路の冷媒排気口と前記冷媒供給
口との間に設ける。
成するため、次のような手段により超電導回転電機の連
続真空排気装置を構成するものである。請求項１に対応
する発明は、内部に超電導巻線を冷却する冷媒が収容さ
れ、且つ外周部に真空断熱層を形成してなる回転子の端
部軸の一端側に配設され、前記真空断熱層中に存する気
体を真空排気路を通して回転子端部軸に導いて真空排気
口より静止部に回収する機構と、この回収機構の真空排
気口部分の回転軸と静止部との間の間隙に設けられ大気
と真空部とを相互に隔離する真空シール機構とを備えた
超電導回転電機の連続真空排気装置において、前記回転
子内に連通する中心孔に挿入され、且つ軸端面側の冷媒
供給口から前記超電導巻線に冷媒を供給する冷媒注入管
と前記中心孔との間の空間部を前記回転子の真空断熱層
に連通する真空排気路として形成し、この真空排気路を
通して回転子端部軸に導かれた気体を静止部に回収する
真空排気口を前記回転子端部軸内に回転子内部に連通さ
せて形成された冷媒排気路の冷媒排気口と前記冷媒供給
口との間に設ける。
【００１７】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明において、冷媒供給口と真空シール機構の回
転子冷媒供給口側との間に所定圧力で開放するリリーフ
弁と逆流を防止する逆止弁を設ける。
応する発明において、冷媒供給口と真空シール機構の回
転子冷媒供給口側との間に所定圧力で開放するリリーフ
弁と逆流を防止する逆止弁を設ける。
【００１８】請求項３に対応する発明は、請求項２に対
応する発明において、リリーフ弁と真空シール機構の冷
媒供給口側との間にシール機構を有し、このシール機構
と前記真空シール機構の冷媒供給口側との間に大気圧ま
たはそれ以下の圧力を維持できる空間部を形成する。
応する発明において、リリーフ弁と真空シール機構の冷
媒供給口側との間にシール機構を有し、このシール機構
と前記真空シール機構の冷媒供給口側との間に大気圧ま
たはそれ以下の圧力を維持できる空間部を形成する。
【００１９】請求項４に対応する発明は、請求項２に対
応する発明において、リリーフ弁と真空シール機構の冷
媒供給口側との間にシール機構を有し、このシール機構
と前記真空シール機構の冷媒供給口側との間に所定圧力
で開放するリリーフ弁と逆流を防止する逆止弁を設け
る。
応する発明において、リリーフ弁と真空シール機構の冷
媒供給口側との間にシール機構を有し、このシール機構
と前記真空シール機構の冷媒供給口側との間に所定圧力
で開放するリリーフ弁と逆流を防止する逆止弁を設け
る。
【００２０】請求項５に対応する発明は、請求項２に対
応する発明において、リリーフ弁と真空シール機構の冷
媒供給口側との間にシール機構を有し、このシール機構
と前記真空シール機構の冷媒供給口との間に任意に開閉
可能な弁を介して隔離された空間部を形成する。
応する発明において、リリーフ弁と真空シール機構の冷
媒供給口側との間にシール機構を有し、このシール機構
と前記真空シール機構の冷媒供給口との間に任意に開閉
可能な弁を介して隔離された空間部を形成する。
【００２１】請求項６に対応する発明は、請求項１に対
応する発明において、超電導巻線へ冷媒を供給する冷媒
供給管の断熱を真空排気路を利用して真空断熱する。従
って、請求項１乃至請求項６に対応する発明の超電導回
転電機の連続真空排気装置にあっては、回転子端部軸内
に回転子内部に連通する冷媒排気路を形成し、また冷媒
供給管の外周面と回転子端部軸の中空孔の内周面との間
に回転子の真空断熱層に連通する真空排気路を形成する
ことにより、冷媒排気装置が設置される部分の回転子端
部軸の外径寸法を連続真空排気装置が設置される回転子
端部軸の外径寸法よりも大きくすることができるので、
連続真空排気装置の真空シール部の軸外径の制約を受け
ることがなくなり、また冷媒供給管の管径の制約も従来
のものと比べて小さくすることができる。
応する発明において、超電導巻線へ冷媒を供給する冷媒
供給管の断熱を真空排気路を利用して真空断熱する。従
って、請求項１乃至請求項６に対応する発明の超電導回
転電機の連続真空排気装置にあっては、回転子端部軸内
に回転子内部に連通する冷媒排気路を形成し、また冷媒
供給管の外周面と回転子端部軸の中空孔の内周面との間
に回転子の真空断熱層に連通する真空排気路を形成する
ことにより、冷媒排気装置が設置される部分の回転子端
部軸の外径寸法を連続真空排気装置が設置される回転子
端部軸の外径寸法よりも大きくすることができるので、
連続真空排気装置の真空シール部の軸外径の制約を受け
ることがなくなり、また冷媒供給管の管径の制約も従来
のものと比べて小さくすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明による超電導回転電機
の連続真空排気装置の第１の実施の形態を示す縦断面図
である。
参照して説明する。図１は本発明による超電導回転電機
の連続真空排気装置の第１の実施の形態を示す縦断面図
である。
【００２３】図１において、２１は図示しない超電導界
磁巻線が収められた回転子の端部軸（以下回転子軸端部
と称する）で、この回転子端部軸２１は回転子内部に連
通する中心孔を有し、且つ軸方向の適宜位置の外径寸法
に対して、この位置から軸端面までの外径寸法を小さく
した小径部２１ａを形成したものである。
磁巻線が収められた回転子の端部軸（以下回転子軸端部
と称する）で、この回転子端部軸２１は回転子内部に連
通する中心孔を有し、且つ軸方向の適宜位置の外径寸法
に対して、この位置から軸端面までの外径寸法を小さく
した小径部２１ａを形成したものである。
【００２４】また、回転子端部軸２１にはその外周に設
けられた冷媒排気口２２より回転子内部に連通する冷媒
排出路２３が形成され、この冷媒排気口２２に対応する
部分に冷媒排気装置２４が設けられる。
けられた冷媒排気口２２より回転子内部に連通する冷媒
排出路２３が形成され、この冷媒排気口２２に対応する
部分に冷媒排気装置２４が設けられる。
【００２５】この冷媒排気装置２４は冷媒排気口２２に
対応する位置に冷媒排気孔２５を有し、内部の軸方向両
側に軸受２６を介して支持された冷媒排気用ケース２７
と、この冷媒排気用ケース２７内の軸受２６間に冷媒排
気孔２５を挟んでそれぞれ設けられた磁性流体シール２
８により構成されている。
対応する位置に冷媒排気孔２５を有し、内部の軸方向両
側に軸受２６を介して支持された冷媒排気用ケース２７
と、この冷媒排気用ケース２７内の軸受２６間に冷媒排
気孔２５を挟んでそれぞれ設けられた磁性流体シール２
８により構成されている。
【００２６】一方、回転子端部軸２１の中空孔には冷媒
供給管２９が挿入され、その端部を折返して中空孔の開
口端の外周部を塞ぐようにしてある。この冷媒供給管２
９の外周面と回転子端部軸２１の中空孔の内周面との間
に図示しない回転子の真空断熱層に連通する真空排気路
３０が形成される。
供給管２９が挿入され、その端部を折返して中空孔の開
口端の外周部を塞ぐようにしてある。この冷媒供給管２
９の外周面と回転子端部軸２１の中空孔の内周面との間
に図示しない回転子の真空断熱層に連通する真空排気路
３０が形成される。
【００２７】また、回転子端部軸２１の小径部２１ａに
は真空排気路３０に連通する真空排気口３１が設けら
れ、この真空排気口３１に対応する部分に連続真空排気
装置３２が設けられる。
は真空排気路３０に連通する真空排気口３１が設けら
れ、この真空排気口３１に対応する部分に連続真空排気
装置３２が設けられる。
【００２８】この連続真空排気装置３２は、真空排気口
３１に対応する位置に真空排気孔３３を有し、且つ回転
子端部軸２１の小径部２１ａの端面を覆うように設けら
ると共に、内部の軸方向両側に軸受３４を介して支持さ
れた真空排気用ケース３５と、この真空排気用ケース３
５内の軸受３４間に真空排気孔３３を挟んでそれぞれ設
けられた一対のポールピース３６と、これら一対のポー
ルピース３６間に介挿されたマグネット３７及び各ポー
ルピース３６と回転子端部軸２１の小径部２１ａとの間
隙に挿入された磁性流体３８により構成される。
３１に対応する位置に真空排気孔３３を有し、且つ回転
子端部軸２１の小径部２１ａの端面を覆うように設けら
ると共に、内部の軸方向両側に軸受３４を介して支持さ
れた真空排気用ケース３５と、この真空排気用ケース３
５内の軸受３４間に真空排気孔３３を挟んでそれぞれ設
けられた一対のポールピース３６と、これら一対のポー
ルピース３６間に介挿されたマグネット３７及び各ポー
ルピース３６と回転子端部軸２１の小径部２１ａとの間
隙に挿入された磁性流体３８により構成される。
【００２９】また、真空排気用ケース３５の軸端面側の
閉塞面に冷媒緊急排出口３９を設け、この冷媒緊急排出
口３９に接続された外部排出管４０にリリーフ弁及び逆
止弁４１が設けられる。
閉塞面に冷媒緊急排出口３９を設け、この冷媒緊急排出
口３９に接続された外部排出管４０にリリーフ弁及び逆
止弁４１が設けられる。
【００３０】さらに、冷媒供給管２９内には冷媒注入管
４２が冷媒排気用ケース３５の外部より挿入され、この
冷媒注入管４２を通して回転子の内部に冷媒が供給でき
るようになっている。
４２が冷媒排気用ケース３５の外部より挿入され、この
冷媒注入管４２を通して回転子の内部に冷媒が供給でき
るようになっている。
【００３１】次に上記のように構成された超電導回転電
機の連続真空排気装置の作用について述べる。回転子の
真空断熱層内の気体は、冷媒供給管２９の外周面と回転
子端部軸２１の中空孔との間に形成された真空排気路３
０を経由して小径部２１ａに設けられた真空排気口３１
より真空排気用ケース３５内に排出され、この真空排気
用ケース３５の真空排気孔３３に図示しない真空ホース
を介して接続された真空ポンプによりケース外部へ放出
される。
機の連続真空排気装置の作用について述べる。回転子の
真空断熱層内の気体は、冷媒供給管２９の外周面と回転
子端部軸２１の中空孔との間に形成された真空排気路３
０を経由して小径部２１ａに設けられた真空排気口３１
より真空排気用ケース３５内に排出され、この真空排気
用ケース３５の真空排気孔３３に図示しない真空ホース
を介して接続された真空ポンプによりケース外部へ放出
される。
【００３２】この場合、ポールピース３６と回転子端部
軸２１の小径部２１ａとの間に存する僅かな間隙に磁性
流体が満たされ、マグネット３７の磁場により保持され
ているので、回転している回転子端部軸２１と静止して
いるポールピース３６との間は真空シールされた状態に
ある。
軸２１の小径部２１ａとの間に存する僅かな間隙に磁性
流体が満たされ、マグネット３７の磁場により保持され
ているので、回転している回転子端部軸２１と静止して
いるポールピース３６との間は真空シールされた状態に
ある。
【００３３】また、静止部から回転部への冷媒の供給
は、回転子端部軸２１の中心孔に挿入された冷媒供給管
２９に真空排気用ケース３５の外部より挿入された冷媒
注入管４２より冷媒が供給される。回転子内に移送され
た冷媒は、超電導界磁巻線を冷却した後、冷媒排出路２
３を経由して冷媒排気口２２より冷媒排気用ケース２７
内に流入し、冷媒排気孔２５より回転子外部に排出され
る。
は、回転子端部軸２１の中心孔に挿入された冷媒供給管
２９に真空排気用ケース３５の外部より挿入された冷媒
注入管４２より冷媒が供給される。回転子内に移送され
た冷媒は、超電導界磁巻線を冷却した後、冷媒排出路２
３を経由して冷媒排気口２２より冷媒排気用ケース２７
内に流入し、冷媒排気孔２５より回転子外部に排出され
る。
【００３４】一方、超電導界磁巻線のクエンチ時に回転
子の内部の圧力が上昇し、冷媒供給管２９と冷媒注入管
４２との間の隙間部分を通して冷媒供給管２９の開口
端、つまり冷媒供給口２９ａから冷媒が流出することが
あり、このような場合連続真空排気部３３のポールピー
ス３６と回転子端部軸２１の小径部２１ａとの間に存す
る隙間に満たされた磁性流体３８による回転シール部に
かかる差圧が増大し、シールの信頼性が低下する恐れが
ある。
子の内部の圧力が上昇し、冷媒供給管２９と冷媒注入管
４２との間の隙間部分を通して冷媒供給管２９の開口
端、つまり冷媒供給口２９ａから冷媒が流出することが
あり、このような場合連続真空排気部３３のポールピー
ス３６と回転子端部軸２１の小径部２１ａとの間に存す
る隙間に満たされた磁性流体３８による回転シール部に
かかる差圧が増大し、シールの信頼性が低下する恐れが
ある。
【００３５】しかし、真空排気用ケース３５内の軸端面
側空間の圧力が高くなると、この圧力は軸端面閉塞部に
有する冷媒緊急排出口３９に接続された外部排出管４０
を通してリリーフ弁及び逆止弁４１に伝達され、所定圧
力になると動作してケース外部に放出されるので、回転
シール部にかかる差圧を大幅に小さくすることができ
る。
側空間の圧力が高くなると、この圧力は軸端面閉塞部に
有する冷媒緊急排出口３９に接続された外部排出管４０
を通してリリーフ弁及び逆止弁４１に伝達され、所定圧
力になると動作してケース外部に放出されるので、回転
シール部にかかる差圧を大幅に小さくすることができ
る。
【００３６】このように第１の実施の形態の超電導回転
電機の連続真空排気装置においては、回転子端部軸２１
内に回転子内部に連通する冷媒排気路２３を形成し、ま
た冷媒供給管２９の外周面と回転子端部軸２１の中空孔
の内周面との間に回転子の真空断熱層に連通する真空排
気路３１を形成することにより、冷媒排気装置２４が設
置される部分の回転子端部軸の外径寸法を連続真空排気
装置３２が設置される回転子端部軸２１の外径寸法より
も大きくすることができるので、連続真空排気装置の真
空シール部の軸外径の制約を受けることがなくなり、ま
た冷媒供給管の管径の制約も従来のものと比べて小さく
することができる。
電機の連続真空排気装置においては、回転子端部軸２１
内に回転子内部に連通する冷媒排気路２３を形成し、ま
た冷媒供給管２９の外周面と回転子端部軸２１の中空孔
の内周面との間に回転子の真空断熱層に連通する真空排
気路３１を形成することにより、冷媒排気装置２４が設
置される部分の回転子端部軸の外径寸法を連続真空排気
装置３２が設置される回転子端部軸２１の外径寸法より
も大きくすることができるので、連続真空排気装置の真
空シール部の軸外径の制約を受けることがなくなり、ま
た冷媒供給管の管径の制約も従来のものと比べて小さく
することができる。
【００３７】従って、超電導回転電機の大形化に伴い必
要となる冷媒給排気量を十分確保できる冷媒供給管及び
冷媒排気路を構成することができる。また、真空シール
部の回転子軸径を従来の構造に比べて小さくすることが
できるので、磁性流体シール部の周速を小さくでき、シ
ール部に対する信頼性を向上させることができる。
要となる冷媒給排気量を十分確保できる冷媒供給管及び
冷媒排気路を構成することができる。また、真空シール
部の回転子軸径を従来の構造に比べて小さくすることが
できるので、磁性流体シール部の周速を小さくでき、シ
ール部に対する信頼性を向上させることができる。
【００３８】図２は本発明による超電導回転電機の連続
真空排気装置の第２の実施の形態を示す縦断面図であ
り、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
真空排気装置の第２の実施の形態を示す縦断面図であ
り、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
【００３９】第２の実施の形態では、図２に示すように
連続真空排気装置３２のシール機構として、図１の構成
に加えて軸端面側に圧力室４３を存してさらに一対のポ
ールピース３６ａ、これら一対のポールピース３６ａ間
に介挿されたマグネット３７ａ及び各ポールピース３６
ａと回転子端部軸２１の小径部２１ａとの間隙に挿入さ
れた磁性流体３８ａからなるシール部を設け、上記圧力
室４３に対応する位置の真空排気用ケース３５に圧力開
放口４４を設けて大気圧に保つか、または大気圧以下に
保たれた冷媒ガスで満たす構造とするものである。
連続真空排気装置３２のシール機構として、図１の構成
に加えて軸端面側に圧力室４３を存してさらに一対のポ
ールピース３６ａ、これら一対のポールピース３６ａ間
に介挿されたマグネット３７ａ及び各ポールピース３６
ａと回転子端部軸２１の小径部２１ａとの間隙に挿入さ
れた磁性流体３８ａからなるシール部を設け、上記圧力
室４３に対応する位置の真空排気用ケース３５に圧力開
放口４４を設けて大気圧に保つか、または大気圧以下に
保たれた冷媒ガスで満たす構造とするものである。
【００４０】このような第２の実施の形態の超電導回転
電機の連続真空排気装置によれば、図１での冷媒供給側
の磁性流体シールが受持つ真空シール機能と供給冷媒シ
ール機能の二つの機能をそれぞれのシールに分割した構
造としたので、真空シール部は冷媒供給圧による圧力変
動の影響を受けるようなことがなく、またそれぞれのシ
ールの保持している圧力差は図１の冷媒供給側の真空シ
ールの圧力差よりも小さくなり、シール性能の向上を図
ることができる。
電機の連続真空排気装置によれば、図１での冷媒供給側
の磁性流体シールが受持つ真空シール機能と供給冷媒シ
ール機能の二つの機能をそれぞれのシールに分割した構
造としたので、真空シール部は冷媒供給圧による圧力変
動の影響を受けるようなことがなく、またそれぞれのシ
ールの保持している圧力差は図１の冷媒供給側の真空シ
ールの圧力差よりも小さくなり、シール性能の向上を図
ることができる。
【００４１】図３は本発明による超電導回転電機の連続
真空排気装置の第３の実施の形態を示す縦断面図であ
り、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
真空排気装置の第３の実施の形態を示す縦断面図であ
り、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
【００４２】第３の実施の形態では、図３に示すように
連続真空排気装置３２のシール機構として、図１の構成
に加えて真空排気用ケース３５の軸端面側に圧力室４５
を形成し、この圧力室４５の冷媒緊急排出口３９側に櫛
形シール部４６を設け、また圧力室４５に連通させて排
気管４７を設けると共に、この排気管４７に逆止弁及び
リリーフ弁４８を設ける構成とするものである。
連続真空排気装置３２のシール機構として、図１の構成
に加えて真空排気用ケース３５の軸端面側に圧力室４５
を形成し、この圧力室４５の冷媒緊急排出口３９側に櫛
形シール部４６を設け、また圧力室４５に連通させて排
気管４７を設けると共に、この排気管４７に逆止弁及び
リリーフ弁４８を設ける構成とするものである。
【００４３】この場合、圧力室４５には冷媒供給管２９
の開口端より洩れてきた冷媒ガスが貯えられ、この圧力
室４５の圧力が所定圧になると逆止弁及びリリーフ弁４
８の開放により冷媒ガスがケース外部ヘ放出されるよう
になっている。
の開口端より洩れてきた冷媒ガスが貯えられ、この圧力
室４５の圧力が所定圧になると逆止弁及びリリーフ弁４
８の開放により冷媒ガスがケース外部ヘ放出されるよう
になっている。
【００４４】このような第３の実施の形態の超電導回転
電機の連続真空排気装置によれば、冷媒供給管２９の開
口端、つまり冷媒供給口部分の冷媒圧力が急激に上昇し
た場合でも、櫛形シール部４６の流れ抵抗により、冷媒
ガスが急激に真空シールの存する圧力室４５に流れ込む
ことがないので、圧力室４５の冷媒ガス圧力は急激には
上昇せず、ゆっくりと上昇する。従って、圧力室４５が
所定圧力になるとリリーフ弁４８が動作するので、急激
な圧力上昇による真空シールの破壊の心配がなくなり、
シールの信頼性を向上させることができる。
電機の連続真空排気装置によれば、冷媒供給管２９の開
口端、つまり冷媒供給口部分の冷媒圧力が急激に上昇し
た場合でも、櫛形シール部４６の流れ抵抗により、冷媒
ガスが急激に真空シールの存する圧力室４５に流れ込む
ことがないので、圧力室４５の冷媒ガス圧力は急激には
上昇せず、ゆっくりと上昇する。従って、圧力室４５が
所定圧力になるとリリーフ弁４８が動作するので、急激
な圧力上昇による真空シールの破壊の心配がなくなり、
シールの信頼性を向上させることができる。
【００４５】図４は本発明による超電導回転電機の連続
真空排気装置の第４の実施の形態を示す縦断面図であ
り、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
真空排気装置の第４の実施の形態を示す縦断面図であ
り、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。
【００４６】第４の実施の形態では、図４に示すように
連続真空排気装置３２のシール機構として、図１の構成
に加えて真空排気用ケース３５の軸端面側に圧力室４５
を形成し、この圧力室４５の冷媒緊急排出口３９側に櫛
形シール部４６を設け、また圧力室４５に連通させて排
気管４７を設けると共に、この排気管４７に逆止弁及び
リリーフ弁４８を設け、且つ図１に示す冷媒緊急排出口
３９に接続された排気管４０とこの排気管４０に設けら
れたリリーフ弁４１に代えて真空排気用ケース３５のシ
ール機構側の閉塞面に冷媒排気孔を設け、この冷媒排気
孔にバッファタンク４９を接続すると共に、その接続間
に開閉弁５０を設ける構成とするものである。
連続真空排気装置３２のシール機構として、図１の構成
に加えて真空排気用ケース３５の軸端面側に圧力室４５
を形成し、この圧力室４５の冷媒緊急排出口３９側に櫛
形シール部４６を設け、また圧力室４５に連通させて排
気管４７を設けると共に、この排気管４７に逆止弁及び
リリーフ弁４８を設け、且つ図１に示す冷媒緊急排出口
３９に接続された排気管４０とこの排気管４０に設けら
れたリリーフ弁４１に代えて真空排気用ケース３５のシ
ール機構側の閉塞面に冷媒排気孔を設け、この冷媒排気
孔にバッファタンク４９を接続すると共に、その接続間
に開閉弁５０を設ける構成とするものである。
【００４７】このような第４の実施の形態の超電導回転
電機の連続真空排気装置によれば、冷媒供給管２９の開
口端、つまり冷媒供給口２９ａ部分の冷媒圧力が急激に
上昇した場合でも、この急激な圧力上昇を感知し、バッ
ファタンク４９につながる開閉弁５０を開くことで、冷
媒がバッファタンク４９に流れ込む。従って、冷媒供給
口部分の急激な冷媒圧力の上昇を抑えることができ、圧
力室４５の圧力上昇も図３に比べてさらにゆっくりと上
昇することになり、真空シール破棄の心配もさらに小さ
くなり、シールの信頼性を向上させることができる。
電機の連続真空排気装置によれば、冷媒供給管２９の開
口端、つまり冷媒供給口２９ａ部分の冷媒圧力が急激に
上昇した場合でも、この急激な圧力上昇を感知し、バッ
ファタンク４９につながる開閉弁５０を開くことで、冷
媒がバッファタンク４９に流れ込む。従って、冷媒供給
口部分の急激な冷媒圧力の上昇を抑えることができ、圧
力室４５の圧力上昇も図３に比べてさらにゆっくりと上
昇することになり、真空シール破棄の心配もさらに小さ
くなり、シールの信頼性を向上させることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上述べた本発明による超電導回転電機
の連続真空排気装置によれば、回転子端部軸内に回転子
内部に連通する冷媒排気路を形成し、また冷媒供給管の
外周面と回転子端部軸の中空孔の内周面との間に回転子
の真空断熱層に連通する真空排気路を形成することによ
り、冷媒排気装置が設置される部分の回転子端部軸の外
径寸法を連続真空排気装置が設置される回転子端部軸の
外径寸法よりも大きくすることが可能となり、連続真空
排気装置の真空シール部の軸外径の制約を受けることが
なくなり、また冷媒供給管の管径の制約も従来のものと
比べて小さくすることができる。
の連続真空排気装置によれば、回転子端部軸内に回転子
内部に連通する冷媒排気路を形成し、また冷媒供給管の
外周面と回転子端部軸の中空孔の内周面との間に回転子
の真空断熱層に連通する真空排気路を形成することによ
り、冷媒排気装置が設置される部分の回転子端部軸の外
径寸法を連続真空排気装置が設置される回転子端部軸の
外径寸法よりも大きくすることが可能となり、連続真空
排気装置の真空シール部の軸外径の制約を受けることが
なくなり、また冷媒供給管の管径の制約も従来のものと
比べて小さくすることができる。
【００４９】従って、超電導回転電機の大形化に伴い必
要となる冷媒給排気量を十分確保できる冷媒供給管及び
冷媒排気路を構成することができるので、超電導回転電
機の大形化に伴い必要となる冷媒給排気量を十分確保で
きる冷媒給排気管を構成することが可能となり、超電導
回転電機の大形化が容易になる。
要となる冷媒給排気量を十分確保できる冷媒供給管及び
冷媒排気路を構成することができるので、超電導回転電
機の大形化に伴い必要となる冷媒給排気量を十分確保で
きる冷媒給排気管を構成することが可能となり、超電導
回転電機の大形化が容易になる。
【００５０】また、真空シール部の回転軸外径は従来の
ものに比べて小さくすることができるので、真空シール
部の周速低減によるシール機構の信頼性を向上させるこ
とができる。
ものに比べて小さくすることができるので、真空シール
部の周速低減によるシール機構の信頼性を向上させるこ
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連続真空排気装
置の第１の実施の形態を示す縦断面図。
置の第１の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】本発明による超電導回転電機の連続真空排気装
置の第２の実施の形態を示す縦断面図。
置の第２の実施の形態を示す縦断面図。
【図３】本発明による超電導回転電機の連続真空排気装
置の第３の実施の形態における要部を示す縦断面図。
置の第３の実施の形態における要部を示す縦断面図。
【図４】本発明による超電導回転電機の連続真空排気装
置の第４の実施の形態における要部を示す縦断面図。
置の第４の実施の形態における要部を示す縦断面図。
【図５】従来の超電導回転電機の冷媒給排気装置と連続
真空排気装置の構成例を示す縦断面図。
真空排気装置の構成例を示す縦断面図。
２１……回転子端部軸 ２２……冷媒排気口 ２３……冷媒排出路 ２４……冷媒排気装置 ２５……冷媒排気孔 ２６……軸受 ２７……冷媒排気用ケース ２８……磁性流体シール ２９……冷媒供給管 ２９ａ……冷媒供給口 ３０……真空排気路 ３１……真空排気口 ３２……連続真空排気装置 ３３……真空排気孔 ３４……軸受 ３５……真空排気用ケース ３６……ポールピース ３７……マグネット ３８……磁性流体 ３９……冷媒緊急排出口 ４０……外部排出管 ４１……リリーフ弁及び逆止弁 ４２……冷媒注入管 ４３……圧力室 ４４……圧力開放口 ４５……圧力室 ４６……櫛形シール部 ４７……排気管 ４８……リリーフ弁及び逆止弁 ４９……バッファタンク ５０……開閉弁
Claims (6)
- 【請求項１】 内部に超電導巻線を冷却する冷媒が収容
され、且つ外周部に真空断熱層を形成してなる回転子の
端部軸の一端側に配設され、前記真空断熱層中に存する
気体を真空排気路を通して回転子端部軸に導いて真空排
気口より静止部に回収する機構と、この回収機構の真空
排気口部分の回転軸と静止部との間の間隙に設けられ大
気と真空部とを相互に隔離する真空シール機構とを備え
た超電導回転電機の連続真空排気装置において、 前記回転子内に連通する中心孔に挿入され、且つ軸端面
側の冷媒供給口から前記超電導巻線に冷媒を供給する冷
媒注入管と前記中心孔との間の空間部を前記回転子の真
空断熱層に連通する真空排気路として形成し、この真空
排気路を通して回転子端部軸に導かれた気体を静止部に
回収する真空排気口を前記回転子端部軸内に回転子内部
に連通させて形成された冷媒排気路の冷媒排出口と前記
冷媒供給口との間に設けたことを特徴とする超電導回転
電機の連続真空排気装置。 - 【請求項２】 冷媒供給口と真空シール機構の回転子冷
媒供給口側との間に所定圧力で開放するリリーフ弁と逆
流を防止する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１
記載の超電導回転電機の連続真空排気装置。 - 【請求項３】 リリーフ弁と真空シール機構の冷媒供給
口側との間にシール機構を有し、このシール機構と前記
真空シール機構の冷媒供給口側との間に大気圧またはそ
れ以下の圧力を維持できる空間部を形成したことを特徴
とする請求項２記載の超電導回転電機の連続真空排気装
置。 - 【請求項４】 リリーフ弁と真空シール機構の冷媒供給
口側との間にシール機構を有し、このシール機構と前記
真空シール機構の冷媒供給口側との間に所定圧力で開放
するリリーフ弁と逆流を防止する逆止弁を設けたことを
特徴とする請求項２記載の超電導回転電機の連続真空排
気装置。 - 【請求項５】 リリーフ弁と真空シール機構の冷媒供給
口側との間にシール機構を有し、このシール機構と前記
真空シール機構の冷媒供給口との間に任意に開閉可能な
弁を介して隔離された空間部を形成したことを特徴とす
る請求項２記載の超電導回転電機の連続真空排気装置。 - 【請求項６】 超電導巻線へ冷媒を供給する冷媒供給管
の断熱を真空排気路を利用して真空断熱することを特徴
とする請求項１記載の超電導回転電機の連続真空排気装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8140183A JPH09322523A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 超電導回転電機の連続真空排気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8140183A JPH09322523A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 超電導回転電機の連続真空排気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09322523A true JPH09322523A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15262840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8140183A Pending JPH09322523A (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 超電導回転電機の連続真空排気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09322523A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007089314A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 超電導回転電機の冷媒給排装置 |
| WO2009119176A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | イーグル工業株式会社 | ロータリジョイント |
| KR100938640B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2010-01-27 | 두산중공업 주식회사 | 초전도 회전기기의 진공 배기 장치 |
| JP2010178486A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 超伝導回転電機 |
| JP2011067006A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Aisin Seiki Co Ltd | 超電導回転電機 |
| JP5250852B2 (ja) * | 2008-04-03 | 2013-07-31 | イーグル工業株式会社 | ロータリジョイント |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP8140183A patent/JPH09322523A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007089314A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 超電導回転電機の冷媒給排装置 |
| KR100938640B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2010-01-27 | 두산중공업 주식회사 | 초전도 회전기기의 진공 배기 장치 |
| WO2009119176A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | イーグル工業株式会社 | ロータリジョイント |
| CN101981360A (zh) * | 2008-03-28 | 2011-02-23 | 伊格尔工业股份有限公司 | 旋转接头 |
| JP5325878B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-10-23 | イーグル工業株式会社 | ロータリジョイント |
| TWI426687B (zh) * | 2008-03-28 | 2014-02-11 | Eagle Ind Co Ltd | Rotate the connector |
| EP2258970A4 (en) * | 2008-03-28 | 2016-07-13 | Eagle Ind Co Ltd | ROTARY JOINT |
| US9695942B2 (en) | 2008-03-28 | 2017-07-04 | Eagle Industry Co., Ltd | Rotary joint |
| JP5250852B2 (ja) * | 2008-04-03 | 2013-07-31 | イーグル工業株式会社 | ロータリジョイント |
| JP2010178486A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-08-12 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 超伝導回転電機 |
| JP2011067006A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Aisin Seiki Co Ltd | 超電導回転電機 |
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