JPH10257752A - 超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導発電装置 - Google Patents
超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導発電装置Info
- Publication number
- JPH10257752A JPH10257752A JP7436197A JP7436197A JPH10257752A JP H10257752 A JPH10257752 A JP H10257752A JP 7436197 A JP7436197 A JP 7436197A JP 7436197 A JP7436197 A JP 7436197A JP H10257752 A JPH10257752 A JP H10257752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- superconducting
- propeller
- rotor
- normal conducting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 船体の貫通孔が不要で、複雑なスラスト支持
機構も不要なプロペラ回転駆動装置を提供する。 【解決手段】 軸支された回転体２１Ａと、回転体に略
放射状に取り付けられたプロペラ羽根２２と、プロペラ
羽根の外縁部を略環状に連結する連結部材２３と、連結
部材に配設された複数の回転子コイル２４と、連結部材
の外側の固定位置に配設された複数の固定子コイル１２
と、スリップリング４１Ａ等を備え、固定子コイル及び
回転子コイルの一方を超電導コイルで構成するとともに
他方を常電導コイルで構成し、スリップリング４１Ａか
ら常電導コイルに電流を供給して固定子コイルと回転子
コイルとの間に電磁気力を発生させ、プロペラ羽根２２
を回転体２１Ａの中心軸のまわりに回転させる。
機構も不要なプロペラ回転駆動装置を提供する。 【解決手段】 軸支された回転体２１Ａと、回転体に略
放射状に取り付けられたプロペラ羽根２２と、プロペラ
羽根の外縁部を略環状に連結する連結部材２３と、連結
部材に配設された複数の回転子コイル２４と、連結部材
の外側の固定位置に配設された複数の固定子コイル１２
と、スリップリング４１Ａ等を備え、固定子コイル及び
回転子コイルの一方を超電導コイルで構成するとともに
他方を常電導コイルで構成し、スリップリング４１Ａか
ら常電導コイルに電流を供給して固定子コイルと回転子
コイルとの間に電磁気力を発生させ、プロペラ羽根２２
を回転体２１Ａの中心軸のまわりに回転させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超電導コイルと常
電導コイルとの間の電磁気力を利用してプロペラ羽根を
回転させる超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導コ
イルと常電導コイルとの間の電磁気的効果を利用して発
電を行う超電導発電装置に関するものである。
電導コイルとの間の電磁気力を利用してプロペラ羽根を
回転させる超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導コ
イルと常電導コイルとの間の電磁気的効果を利用して発
電を行う超電導発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、船舶等の推進装置として用いられ
るプロペラ羽根は、船舶内に設けられたエンジン又はモ
ータ等の回転駆動源からの回転駆動力を動力軸に伝達
し、動力軸の周囲にプロペラ羽根を取り付けるなどして
プロペラ羽根を回転していた。プロペラ羽根は、水中に
おいて回転し周囲の水を所定の方向へ押出すことにより
推進力を発生させる。したがって、大型の船舶において
は、船舶内の回転駆動源から船舶外のプロペラ羽根へ回
転力を伝達させるため、船体後尾付近などに貫通孔を設
け、この貫通孔内に動力軸を挿通し船舶外へ突出させて
いた。
るプロペラ羽根は、船舶内に設けられたエンジン又はモ
ータ等の回転駆動源からの回転駆動力を動力軸に伝達
し、動力軸の周囲にプロペラ羽根を取り付けるなどして
プロペラ羽根を回転していた。プロペラ羽根は、水中に
おいて回転し周囲の水を所定の方向へ押出すことにより
推進力を発生させる。したがって、大型の船舶において
は、船舶内の回転駆動源から船舶外のプロペラ羽根へ回
転力を伝達させるため、船体後尾付近などに貫通孔を設
け、この貫通孔内に動力軸を挿通し船舶外へ突出させて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のプロペラ回転方法では、船体に貫通孔を開設す
ることが不可欠であり、この貫通孔が構造上の弱点とな
っていた。また、プロペラ羽根の回転に伴いプロペラ羽
根の回転体には軸方向の変動力（スラスト力）が作用す
るため、このスラスト力を支持する必要があるが、スラ
スト力は軸半径方向の変動力を支持するベアリング等の
機構よりも複雑な機械的機構を用いる必要があった。
た従来のプロペラ回転方法では、船体に貫通孔を開設す
ることが不可欠であり、この貫通孔が構造上の弱点とな
っていた。また、プロペラ羽根の回転に伴いプロペラ羽
根の回転体には軸方向の変動力（スラスト力）が作用す
るため、このスラスト力を支持する必要があるが、スラ
スト力は軸半径方向の変動力を支持するベアリング等の
機構よりも複雑な機械的機構を用いる必要があった。
【０００４】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、船
体の貫通孔が不要で、複雑なスラスト支持機構も不要な
プロペラ回転駆動装置を提供することにある。
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、船
体の貫通孔が不要で、複雑なスラスト支持機構も不要な
プロペラ回転駆動装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る超電導プロペラ回転駆動装置は、軸支
された回転体と、前記回転体に略放射状に取り付けられ
たプロペラ羽根と、前記プロペラ羽根の外縁部を略環状
に連結する連結部材と、前記連結部材に配設された複数
の回転子コイルと、前記連結部材の外側の固定位置に配
設された複数の固定子コイルと、電流供給手段を備え、
前記固定子コイル及び前記回転子コイルの一方を超電導
コイルで構成するとともに他方を常電導コイルで構成
し、前記電流供給手段から前記常電導コイルに電流を供
給して前記固定子コイルと前記回転子コイルとの間に電
磁気力を発生させることにより前記プロペラ羽根を前記
回転体の中心軸のまわりに回転させることを特徴とす
る。
め、本発明に係る超電導プロペラ回転駆動装置は、軸支
された回転体と、前記回転体に略放射状に取り付けられ
たプロペラ羽根と、前記プロペラ羽根の外縁部を略環状
に連結する連結部材と、前記連結部材に配設された複数
の回転子コイルと、前記連結部材の外側の固定位置に配
設された複数の固定子コイルと、電流供給手段を備え、
前記固定子コイル及び前記回転子コイルの一方を超電導
コイルで構成するとともに他方を常電導コイルで構成
し、前記電流供給手段から前記常電導コイルに電流を供
給して前記固定子コイルと前記回転子コイルとの間に電
磁気力を発生させることにより前記プロペラ羽根を前記
回転体の中心軸のまわりに回転させることを特徴とす
る。
【０００６】上記において、好ましくは、前記回転子コ
イルは常電導コイルで構成され、かつ前記固定子コイル
は超電導コイルで構成される。
イルは常電導コイルで構成され、かつ前記固定子コイル
は超電導コイルで構成される。
【０００７】また、上記において、好ましくは、前記電
流供給手段は、前記回転子コイルに３相交流電流を供給
する。
流供給手段は、前記回転子コイルに３相交流電流を供給
する。
【０００８】また、上記において、好ましくは、前記電
流供給手段は、スリップリングである。
流供給手段は、スリップリングである。
【０００９】また、上記において、好ましくは、前記電
流供給手段は、高周波誘導により電力移送を行う集電手
段と、インバータを有する。
流供給手段は、高周波誘導により電力移送を行う集電手
段と、インバータを有する。
【００１０】また、上記において、好ましくは、前記常
電導コイルは、略８字状に形成され、前記回転体の中心
軸の方向に作用する変動力を支持する。
電導コイルは、略８字状に形成され、前記回転体の中心
軸の方向に作用する変動力を支持する。
【００１１】また、上記において、好ましくは、前記常
電導コイルのうち対角線位置にある１対の回転子コイル
は、対角ヌルフラックス接続され、前記回転体の中心軸
を中心とする半径の方向に作用する変動力を支持する。
電導コイルのうち対角線位置にある１対の回転子コイル
は、対角ヌルフラックス接続され、前記回転体の中心軸
を中心とする半径の方向に作用する変動力を支持する。
【００１２】また、上記において、好ましくは、前記プ
ロペラ羽根を船舶の水没部に配置することにより前記船
舶の推進力を発生させる。
ロペラ羽根を船舶の水没部に配置することにより前記船
舶の推進力を発生させる。
【００１３】また、上記において、好ましくは、液体を
移送する管路内に前記プロペラ羽根を配置することによ
り前記管路中における前記液体の移送力を発生させる。
移送する管路内に前記プロペラ羽根を配置することによ
り前記管路中における前記液体の移送力を発生させる。
【００１４】また、本発明に係る超電導発電装置は、軸
支された回転体と、前記回転体に略放射状に取り付けら
れたプロペラ羽根と、前記プロペラ羽根の外縁部を略環
状に連結する連結部材と、前記連結部材に配設された複
数の回転子コイルと、前記連結部材の外側の固定位置に
配設された複数の固定子コイルと、電流取出手段を備
え、前記固定子コイル及び前記回転子コイルの一方を超
電導コイルで構成するとともに他方を常電導コイルで構
成し、前記プロペラ羽根を前記回転体の中心軸のまわり
に回転させ前記固定子コイルと前記回転子コイルとの間
に電磁気的効果を発生させることにより前記電流取出手
段により前記常電導コイルから電流を取り出すことを特
徴とする。
支された回転体と、前記回転体に略放射状に取り付けら
れたプロペラ羽根と、前記プロペラ羽根の外縁部を略環
状に連結する連結部材と、前記連結部材に配設された複
数の回転子コイルと、前記連結部材の外側の固定位置に
配設された複数の固定子コイルと、電流取出手段を備
え、前記固定子コイル及び前記回転子コイルの一方を超
電導コイルで構成するとともに他方を常電導コイルで構
成し、前記プロペラ羽根を前記回転体の中心軸のまわり
に回転させ前記固定子コイルと前記回転子コイルとの間
に電磁気的効果を発生させることにより前記電流取出手
段により前記常電導コイルから電流を取り出すことを特
徴とする。
【００１５】上記において、好ましくは、前記回転子コ
イルは超電導コイルで構成され、かつ前記固定子コイル
は常電導コイルで構成される。
イルは超電導コイルで構成され、かつ前記固定子コイル
は常電導コイルで構成される。
【００１６】また、上記において、好ましくは、前記常
電導コイルは、略８字状に形成され、前記回転体の中心
軸の方向に作用する変動力を支持する。
電導コイルは、略８字状に形成され、前記回転体の中心
軸の方向に作用する変動力を支持する。
【００１７】また、上記において、好ましくは、前記常
電導コイルのうち対角線位置にある１対の回転子コイル
は、対角ヌルフラックス接続され、前記回転体の中心軸
を中心とする半径の方向に作用する変動力を支持する。
電導コイルのうち対角線位置にある１対の回転子コイル
は、対角ヌルフラックス接続され、前記回転体の中心軸
を中心とする半径の方向に作用する変動力を支持する。
【００１８】また、上記において、好ましくは、液体が
流動する管路内に前記プロペラ羽根を配置し前記流動す
る液体により前記プロペラ羽根を回転させる。
流動する管路内に前記プロペラ羽根を配置し前記流動す
る液体により前記プロペラ羽根を回転させる。
【００１９】
（１）第１実施形態 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態である
超電導プロペラ回転駆動装置の構成を示す縦断面図であ
り、図２は、図１に示す超電導プロペラ回転駆動装置の
構成を示す中央部付近の横断面図である。図１，２に示
すように、この超電導プロペラ回転駆動装置１０１は、
固定部１と、回転部２Ａと、支持部３と、電流供給部４
Ａを備えて構成されている。
詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態である
超電導プロペラ回転駆動装置の構成を示す縦断面図であ
り、図２は、図１に示す超電導プロペラ回転駆動装置の
構成を示す中央部付近の横断面図である。図１，２に示
すように、この超電導プロペラ回転駆動装置１０１は、
固定部１と、回転部２Ａと、支持部３と、電流供給部４
Ａを備えて構成されている。
【００２０】固定部１は、フレーム１１と複数の固定子
コイル１２を有している。フレーム１１は、ＦＲＰ（繊
維強化プラスチック）等の低磁性材料からなり、略環状
に形成されている。
コイル１２を有している。フレーム１１は、ＦＲＰ（繊
維強化プラスチック）等の低磁性材料からなり、略環状
に形成されている。
【００２１】固定子コイル１２は、フレーム１１の円周
に沿って配置されている。各固定子コイル１２の巻線
は、Ｎｂ−Ｔｉ，Ｎｂ3Ｓｎ 等の合金系超電導体やセラ
ミックス系高温超電導体等を含む超電導材料によって形
成されている。また、固定子コイル１２の巻線は、略
「ロ」字状のループをなすように形成されている。各固
定子コイル１２の巻線は、クライオスタット等の断熱容
器（図示せず）内に封入された液体ヘリウムや液体窒素
等の冷却剤（図示せず）内に配置され、超電導コイルと
して構成されている。
に沿って配置されている。各固定子コイル１２の巻線
は、Ｎｂ−Ｔｉ，Ｎｂ3Ｓｎ 等の合金系超電導体やセラ
ミックス系高温超電導体等を含む超電導材料によって形
成されている。また、固定子コイル１２の巻線は、略
「ロ」字状のループをなすように形成されている。各固
定子コイル１２の巻線は、クライオスタット等の断熱容
器（図示せず）内に封入された液体ヘリウムや液体窒素
等の冷却剤（図示せず）内に配置され、超電導コイルと
して構成されている。
【００２２】上記のような構成により、固定子コイル１
２の巻線は冷却剤によって冷却され超電導状態になって
おり、巻線にいったん電流を流すと、ほぼ永久的に電流
が流れるため、強力な磁界を発生させる永久磁石として
扱うことができる。この場合、隣接する固定子コイルご
とに通電方向を逆向きとし、磁極がＮ，Ｓ交互に並ぶよ
うに配置する。この固定子コイル１２は、固定側に配置
されているので、断熱容器内に封入する冷却剤の補充、
冷却装置の配置等は容易である。
２の巻線は冷却剤によって冷却され超電導状態になって
おり、巻線にいったん電流を流すと、ほぼ永久的に電流
が流れるため、強力な磁界を発生させる永久磁石として
扱うことができる。この場合、隣接する固定子コイルご
とに通電方向を逆向きとし、磁極がＮ，Ｓ交互に並ぶよ
うに配置する。この固定子コイル１２は、固定側に配置
されているので、断熱容器内に封入する冷却剤の補充、
冷却装置の配置等は容易である。
【００２３】また、回転部２Ａは、回転体２１Ａと、プ
ロペラ羽根２２と、連結部材２３と、回転子コイル２４
と、シャフト２５を有している。シャフト２５は、後述
する支持部３に軸支されており、このシャフト２５には
略円柱状の回転体２１Ａが同軸となるように取り付けら
れている。回転体２１Ａには、複数のプロペラ羽根２２
が略放射状に取り付けられている。プロペラ羽根２２の
面は、略螺旋面状にねじられており、回転することによ
り図の左右方向のいずれかの方向への推力を発生する。
ロペラ羽根２２と、連結部材２３と、回転子コイル２４
と、シャフト２５を有している。シャフト２５は、後述
する支持部３に軸支されており、このシャフト２５には
略円柱状の回転体２１Ａが同軸となるように取り付けら
れている。回転体２１Ａには、複数のプロペラ羽根２２
が略放射状に取り付けられている。プロペラ羽根２２の
面は、略螺旋面状にねじられており、回転することによ
り図の左右方向のいずれかの方向への推力を発生する。
【００２４】連結部材２３は、各プロペラ羽根２２の外
縁部を略環状に連結している。回転子コイル２４は、連
結部材２３上に複数個配設されている。この回転子コイ
ル２４の巻線は、銅等の常電導材料によって形成され、
回転子コイル２４は常電導コイルとして構成されてい
る。また、回転子コイル２４の巻線は、略「８」字状の
ループをなすように形成されている。
縁部を略環状に連結している。回転子コイル２４は、連
結部材２３上に複数個配設されている。この回転子コイ
ル２４の巻線は、銅等の常電導材料によって形成され、
回転子コイル２４は常電導コイルとして構成されてい
る。また、回転子コイル２４の巻線は、略「８」字状の
ループをなすように形成されている。
【００２５】支持部３は、保持部材３１と、受力部材３
２と、ベアリング３３を有している。保持部材３１は、
略支柱状の部材であり、フレーム１１に一端が接続され
るとともに、他端が受力部材３２に接続され、受力部材
３２をフレーム１１の略中央部に支持している。受力部
材３２内には、シャフト２５を収容する凹部が形成され
ており、シャフト２５は、この凹部内に収容され、ベア
リング３３により軸支される。
２と、ベアリング３３を有している。保持部材３１は、
略支柱状の部材であり、フレーム１１に一端が接続され
るとともに、他端が受力部材３２に接続され、受力部材
３２をフレーム１１の略中央部に支持している。受力部
材３２内には、シャフト２５を収容する凹部が形成され
ており、シャフト２５は、この凹部内に収容され、ベア
リング３３により軸支される。
【００２６】電流供給部４Ａには、スリップリング４１
Ａと、図示しないリード線を有している。スリップリン
グ４１Ａは、固定側端子（図示せず）と回転側端子（図
示せず）を有している。上記した各回転子コイル２４に
はリード線（図示せず）が接続しており、各リード線は
スリップリング４１Ａの回転側端子（図示せず）に接続
している。また、受力部材３２の凹部内には、スリップ
リング４１Ａの固定側端子（図示せず）が配置される。
スリップリング４１Ａは、固定側端子上を回転側端子が
摺動し、電流を供給したり、回路を構成するための機構
である。スリップリング４１Ａの固定側端子（図示せ
ず）には、リード線（図示せず）が接続され、このリー
ド線は受力部材３２と保持部材３１とフレーム１１の内
部を通って外部の電源に接続されている。
Ａと、図示しないリード線を有している。スリップリン
グ４１Ａは、固定側端子（図示せず）と回転側端子（図
示せず）を有している。上記した各回転子コイル２４に
はリード線（図示せず）が接続しており、各リード線は
スリップリング４１Ａの回転側端子（図示せず）に接続
している。また、受力部材３２の凹部内には、スリップ
リング４１Ａの固定側端子（図示せず）が配置される。
スリップリング４１Ａは、固定側端子上を回転側端子が
摺動し、電流を供給したり、回路を構成するための機構
である。スリップリング４１Ａの固定側端子（図示せ
ず）には、リード線（図示せず）が接続され、このリー
ド線は受力部材３２と保持部材３１とフレーム１１の内
部を通って外部の電源に接続されている。
【００２７】上記のような構成により、外部の電源か
ら、スリップリング４１Ａを介して、常電導コイルであ
る回転子コイル２４に３相交流電流を流す。これによ
り、回転子コイル２４側に回転する磁界を発生させるこ
とができる。このため、固定子コイル１２と回転子コイ
ル２４の間には電磁気力が発生し、シャフト２５がその
中心軸のまわりに回転する。したがって、固定子コイル
１２と回転子コイル２４は、一種の誘導電動機（インダ
クション・モータ）又は同期電動機（シンクロナス・モ
ータ）を構成している。シャフト２５の回転に伴い、プ
ロペラ羽根２２が回転する。
ら、スリップリング４１Ａを介して、常電導コイルであ
る回転子コイル２４に３相交流電流を流す。これによ
り、回転子コイル２４側に回転する磁界を発生させるこ
とができる。このため、固定子コイル１２と回転子コイ
ル２４の間には電磁気力が発生し、シャフト２５がその
中心軸のまわりに回転する。したがって、固定子コイル
１２と回転子コイル２４は、一種の誘導電動機（インダ
クション・モータ）又は同期電動機（シンクロナス・モ
ータ）を構成している。シャフト２５の回転に伴い、プ
ロペラ羽根２２が回転する。
【００２８】上記した第１実施形態の超電導プロペラ回
転駆動装置１０１においては、シャフト２５の中心軸の
延設方向への変動力（スラスト力）が磁気力によって支
持される。その原理について以下に説明する。
転駆動装置１０１においては、シャフト２５の中心軸の
延設方向への変動力（スラスト力）が磁気力によって支
持される。その原理について以下に説明する。
【００２９】回転子コイル２４は、図４に示すような略
「８」字状に形成されている。いま、固定子コイル１２
に、図に示すような電流ｉ1 が流れ、Φ1 に示すような
磁束が発生しているとする。この場合、固定子コイル１
２の図における下面側がＮ極となり、上面側がＳ極とな
っている。
「８」字状に形成されている。いま、固定子コイル１２
に、図に示すような電流ｉ1 が流れ、Φ1 に示すような
磁束が発生しているとする。この場合、固定子コイル１
２の図における下面側がＮ極となり、上面側がＳ極とな
っている。
【００３０】この状態で、シャフト２５が軸方向に変位
し、図におけるＤ1 の方向に変位したとすると、回転子
コイル２４も図のＤ1 方向へ動く。この場合には、回転
子コイル２４の図における右側の環状部分は、固定子コ
イル１２へ近付こうとし、回転子コイル２４から下方へ
向けて鎖交する磁束は増大しようとする。このため、こ
の変化を阻止しようとして、回転子コイル２４には誘導
電流ｉ2 が発生し、上向きの誘導磁束Φ2 が回転子コイ
ル２４の右側部分に発生する。
し、図におけるＤ1 の方向に変位したとすると、回転子
コイル２４も図のＤ1 方向へ動く。この場合には、回転
子コイル２４の図における右側の環状部分は、固定子コ
イル１２へ近付こうとし、回転子コイル２４から下方へ
向けて鎖交する磁束は増大しようとする。このため、こ
の変化を阻止しようとして、回転子コイル２４には誘導
電流ｉ2 が発生し、上向きの誘導磁束Φ2 が回転子コイ
ル２４の右側部分に発生する。
【００３１】一方、回転子コイル２４の図における左側
の環状部分は、固定子コイル１２から遠ざかろうとし、
回転子コイル２４から下方へ向けて鎖交する磁束は減少
しようとする。このため、この変化を阻止しようとし
て、回転子コイル２４には誘導電流ｉ2 が発生し、下向
きの誘導磁束Φ3 が回転子コイル２４の左側部分に発生
する。
の環状部分は、固定子コイル１２から遠ざかろうとし、
回転子コイル２４から下方へ向けて鎖交する磁束は減少
しようとする。このため、この変化を阻止しようとし
て、回転子コイル２４には誘導電流ｉ2 が発生し、下向
きの誘導磁束Φ3 が回転子コイル２４の左側部分に発生
する。
【００３２】これらの誘導磁束Φ2 ，Φ3 に伴い、回転
子コイル２４の右側部分の上面はＮ極となり、回転子コ
イル２４の左側部分の上面はＳ極となる。このため、回
転子コイル２４の右側部分は固定子コイル１２から斥力
を受けるとともに、回転子コイル２４の左側部分は固定
子コイル１２から吸引力を受け、回転子コイル２４には
Ｄ1 とは逆方向の磁気力が作用し、シャフト２５の変位
を元へ戻そうとする方向に力が働く。
子コイル２４の右側部分の上面はＮ極となり、回転子コ
イル２４の左側部分の上面はＳ極となる。このため、回
転子コイル２４の右側部分は固定子コイル１２から斥力
を受けるとともに、回転子コイル２４の左側部分は固定
子コイル１２から吸引力を受け、回転子コイル２４には
Ｄ1 とは逆方向の磁気力が作用し、シャフト２５の変位
を元へ戻そうとする方向に力が働く。
【００３３】上記の磁気力は、シャフト２５の回転数が
上がった時に作用する。したがって、この場合には、ス
ラスト力は磁気力で支持することができ、従来のような
ベアリング等の複雑な機構が不要となる。なお、回転子
コイル２４は、実際にはシャフト２５の中心軸の回りに
回転しており、図４における手前から奥に向かう方向
（又はその逆方向）に移動しているが、回転数が上がっ
た場合には、図４に示すような静止した系とみなすこと
ができる。
上がった時に作用する。したがって、この場合には、ス
ラスト力は磁気力で支持することができ、従来のような
ベアリング等の複雑な機構が不要となる。なお、回転子
コイル２４は、実際にはシャフト２５の中心軸の回りに
回転しており、図４における手前から奥に向かう方向
（又はその逆方向）に移動しているが、回転数が上がっ
た場合には、図４に示すような静止した系とみなすこと
ができる。
【００３４】（２）第２実施形態 次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３
は、本発明の第２実施形態である超電導プロペラ回転駆
動装置の構成を示す縦断面図である。図３に示すよう
に、この超電導プロペラ回転駆動装置１０２は、固定部
１と、回転部２Ｂと、電流供給部４Ｂを備えて構成され
ている。
は、本発明の第２実施形態である超電導プロペラ回転駆
動装置の構成を示す縦断面図である。図３に示すよう
に、この超電導プロペラ回転駆動装置１０２は、固定部
１と、回転部２Ｂと、電流供給部４Ｂを備えて構成され
ている。
【００３５】この第２実施形態の超電導プロペラ回転駆
動装置１０２が第１実施形態の超電導プロペラ回転駆動
装置１０１と異なる点は、回転部２Ａのかわりに回転部
２Ｂを有し、支持部を有しておらず、かつ電流供給部４
Ａのかわりに電流供給部４Ｂを有する点である。固定部
１の構成は、第１実施形態の場合とまったく同様である
ので、その説明は省略する。
動装置１０２が第１実施形態の超電導プロペラ回転駆動
装置１０１と異なる点は、回転部２Ａのかわりに回転部
２Ｂを有し、支持部を有しておらず、かつ電流供給部４
Ａのかわりに電流供給部４Ｂを有する点である。固定部
１の構成は、第１実施形態の場合とまったく同様である
ので、その説明は省略する。
【００３６】回転部２Ｂは、回転体２１Ｂと、プロペラ
羽根２２と、連結部材２３と、回転子コイル２４を有し
ている。回転部２Ｂには回転軸がなく、後述するよう
に、回転体２１Ｂは、固定子コイル１２と回転子コイル
２４との電磁気的効果によって支持される。回転体２１
Ｂには、複数のプロペラ羽根２２が略放射状に取り付け
られている。プロペラ羽根２２と連結部材２３と回転子
コイル２４の構成及び作用は、第１実施形態の場合とま
ったく同様である。ただし、連結部材２３の中心に対し
て対角位置となる回転子コイルどうしは、後述するよう
に、「対角ヌルフラックス接続」と呼ばれる特殊な結線
方式によって接続されている。
羽根２２と、連結部材２３と、回転子コイル２４を有し
ている。回転部２Ｂには回転軸がなく、後述するよう
に、回転体２１Ｂは、固定子コイル１２と回転子コイル
２４との電磁気的効果によって支持される。回転体２１
Ｂには、複数のプロペラ羽根２２が略放射状に取り付け
られている。プロペラ羽根２２と連結部材２３と回転子
コイル２４の構成及び作用は、第１実施形態の場合とま
ったく同様である。ただし、連結部材２３の中心に対し
て対角位置となる回転子コイルどうしは、後述するよう
に、「対角ヌルフラックス接続」と呼ばれる特殊な結線
方式によって接続されている。
【００３７】電流供給部４Ｂには、スリップリング４１
Ｂと、図示しないリード線を有している。スリップリン
グ４１Ｂは、固定側端子（図示せず）と回転側端子（図
示せず）を有している。上記した各回転子コイル２４に
はリード線（図示せず）が接続しており、各リード線は
スリップリング４１Ｂの回転側端子（図示せず）に接続
している。また、フレーム１１において回転子コイル２
４の近傍位置には、スリップリング４１Ｂの固定側端子
（図示せず）が配置される。スリップリング４１Ｂは、
固定側端子上を回転側端子が摺動し、電流を供給した
り、回路を構成するための機構である。スリップリング
４１Ｂの固定側端子（図示せず）には、リード線（図示
せず）が接続され、このリード線はフレーム１１の内部
を通って外部の電源に接続されている。
Ｂと、図示しないリード線を有している。スリップリン
グ４１Ｂは、固定側端子（図示せず）と回転側端子（図
示せず）を有している。上記した各回転子コイル２４に
はリード線（図示せず）が接続しており、各リード線は
スリップリング４１Ｂの回転側端子（図示せず）に接続
している。また、フレーム１１において回転子コイル２
４の近傍位置には、スリップリング４１Ｂの固定側端子
（図示せず）が配置される。スリップリング４１Ｂは、
固定側端子上を回転側端子が摺動し、電流を供給した
り、回路を構成するための機構である。スリップリング
４１Ｂの固定側端子（図示せず）には、リード線（図示
せず）が接続され、このリード線はフレーム１１の内部
を通って外部の電源に接続されている。
【００３８】上記のような構成により、外部の電源か
ら、スリップリング４１Ｂを介して、常電導コイルであ
る回転子コイル２４に３相交流電流を流す。これによ
り、第１実施形態の場合とまったく同様にして、回転子
コイル２４側に回転する磁界を発生させることができ、
固定子コイル１２と回転子コイル２４の間には電磁気力
が発生し、回転体２１Ｂがその中心軸のまわりに回転す
る。この回転体２１Ｂの回転に伴い、プロペラ羽根２２
が回転する。また、この際、第１実施形態の場合とまっ
たく同様にして、回転体２１Ｂの中心軸の延設方向への
変動力（スラスト力）は、固定子コイル１２と回転子コ
イル２４との間に発生する磁気力によって支持される。
ら、スリップリング４１Ｂを介して、常電導コイルであ
る回転子コイル２４に３相交流電流を流す。これによ
り、第１実施形態の場合とまったく同様にして、回転子
コイル２４側に回転する磁界を発生させることができ、
固定子コイル１２と回転子コイル２４の間には電磁気力
が発生し、回転体２１Ｂがその中心軸のまわりに回転す
る。この回転体２１Ｂの回転に伴い、プロペラ羽根２２
が回転する。また、この際、第１実施形態の場合とまっ
たく同様にして、回転体２１Ｂの中心軸の延設方向への
変動力（スラスト力）は、固定子コイル１２と回転子コ
イル２４との間に発生する磁気力によって支持される。
【００３９】上記した第２実施形態の超電導プロペラ回
転駆動装置１０２においては、シャフト２５の半径方向
の変動力（ラジアル力）も磁気力によって支持される。
その原理について以下に説明する。
転駆動装置１０２においては、シャフト２５の半径方向
の変動力（ラジアル力）も磁気力によって支持される。
その原理について以下に説明する。
【００４０】回転子コイル２４と２４′は、図５に示す
ように接続されている。以下、この接続方式を「対角ヌ
ルフラックス接続」という。いま、回転子コイル２４の
外側（図５における回転子コイル２４の右側）に固定子
コイルのＳ極（図示せず）があり、回転子コイル２４′
の外側（図５における回転子コイル２４′の左側）に固
定子コイルのＮ極（図示せず）があるものとする。
ように接続されている。以下、この接続方式を「対角ヌ
ルフラックス接続」という。いま、回転子コイル２４の
外側（図５における回転子コイル２４の右側）に固定子
コイルのＳ極（図示せず）があり、回転子コイル２４′
の外側（図５における回転子コイル２４′の左側）に固
定子コイルのＮ極（図示せず）があるものとする。
【００４１】上記の状態で、回転子コイル２４及び２
４′の回転軸が半径方向、例えば図における右側方向
（Ｄ2 方向）に変位したとすると、回転子コイル２４及
び２４′も図のＤ2 方向へ動く。この場合には、回転子
コイル２４はＳ極に近付こうとし、回転子コイル２４′
はＮ極から遠ざかろうとする。このため、この変化を阻
止しようとして、回転子コイル２４，２４′には誘導電
流ｉ3 が発生し、回転子コイル２４には左向きの誘導磁
束Φ4 が発生し、回転子コイル２４′には右向きの誘導
磁束Φ5 が発生する。
４′の回転軸が半径方向、例えば図における右側方向
（Ｄ2 方向）に変位したとすると、回転子コイル２４及
び２４′も図のＤ2 方向へ動く。この場合には、回転子
コイル２４はＳ極に近付こうとし、回転子コイル２４′
はＮ極から遠ざかろうとする。このため、この変化を阻
止しようとして、回転子コイル２４，２４′には誘導電
流ｉ3 が発生し、回転子コイル２４には左向きの誘導磁
束Φ4 が発生し、回転子コイル２４′には右向きの誘導
磁束Φ5 が発生する。
【００４２】これらの誘導磁束Φ4 ，Φ5 に伴い、回転
子コイル２４の外側（右側）の面はＳ極となり、回転子
コイル２４′の外側（左側）の面はＳ極となる。このた
め、回転子コイル２４の外側（右側）部分は対向する固
定子コイル（Ｓ極）から斥力を受けるとともに、回転子
コイル２４′の外側（左側）部分は対向する固定子コイ
ル（Ｎ極）から吸引力を受け、回転子コイル２４及び２
４′のそれぞれにはＤ2 とは逆方向の磁気力が作用し、
回転軸の変位を元へ戻そうとする方向に力が働く。
子コイル２４の外側（右側）の面はＳ極となり、回転子
コイル２４′の外側（左側）の面はＳ極となる。このた
め、回転子コイル２４の外側（右側）部分は対向する固
定子コイル（Ｓ極）から斥力を受けるとともに、回転子
コイル２４′の外側（左側）部分は対向する固定子コイ
ル（Ｎ極）から吸引力を受け、回転子コイル２４及び２
４′のそれぞれにはＤ2 とは逆方向の磁気力が作用し、
回転軸の変位を元へ戻そうとする方向に力が働く。
【００４３】上記の磁気力は、シャフト２５の回転数が
上がった時に作用する。したがって、この場合には、ラ
ジアル力は磁気力で支持することができる。したがっ
て、第１実施形態の超電導プロペラ回転駆動装置１０１
に設けられていたシャフト２５と軸支ベアリング３３と
受力部材３２は不要となる。なお、回転子コイル２４，
２４′は、実際には、図５において回転子コイル２４と
２４′の中間に位置し図の左右に延びる中心軸（図示せ
ず）のまわりに回転しているが、回転数が上がった場合
には、図のような中心軸回りに安定した系とみなすこと
ができる。
上がった時に作用する。したがって、この場合には、ラ
ジアル力は磁気力で支持することができる。したがっ
て、第１実施形態の超電導プロペラ回転駆動装置１０１
に設けられていたシャフト２５と軸支ベアリング３３と
受力部材３２は不要となる。なお、回転子コイル２４，
２４′は、実際には、図５において回転子コイル２４と
２４′の中間に位置し図の左右に延びる中心軸（図示せ
ず）のまわりに回転しているが、回転数が上がった場合
には、図のような中心軸回りに安定した系とみなすこと
ができる。
【００４４】なお、図５において、回転子コイル２４の
外側（図５における回転子コイル２４の右側）に固定子
コイルのＳ極（図示せず）があり、回転子コイル２４′
の外側（図５における回転子コイル２４′の左側）に固
定子コイルのＳ極（図示せず）があるようにしてもよ
い。その場合には、例えば、回転子コイル２４′におけ
る接続点Ｐ1 とＰ2 とを逆に接続すればよい。このよう
にすれば、上記と同様に、回転軸がＤ2 方向に変位した
場合に、回転子コイル２４に斥力が働き、回転子コイル
２４′に吸引力が働く。
外側（図５における回転子コイル２４の右側）に固定子
コイルのＳ極（図示せず）があり、回転子コイル２４′
の外側（図５における回転子コイル２４′の左側）に固
定子コイルのＳ極（図示せず）があるようにしてもよ
い。その場合には、例えば、回転子コイル２４′におけ
る接続点Ｐ1 とＰ2 とを逆に接続すればよい。このよう
にすれば、上記と同様に、回転軸がＤ2 方向に変位した
場合に、回転子コイル２４に斥力が働き、回転子コイル
２４′に吸引力が働く。
【００４５】（３）その他の実施形態 次に、本発明に係る超電導プロペラ回転駆動装置の他の
実施形態について説明する。図６は、図１，２に示す超
電導プロペラ回転駆動装置を利用した船舶推進装置の構
成を示す側面図である。例えば、船舶２００の後尾付近
に第１実施形態の超電導プロペラ回転駆動装置１０１を
配置すれば、回転軸を船内の駆動源から船外のプロペラ
に接続するために船体を貫通する開口を設ける必要がな
く、補強部材２０１を設ける程度で済む。したがって、
船体強度を大幅に向上させることが可能となる。また、
回転軸の軸方向、半径方向の変動力を磁気的に支持する
ことができる。
実施形態について説明する。図６は、図１，２に示す超
電導プロペラ回転駆動装置を利用した船舶推進装置の構
成を示す側面図である。例えば、船舶２００の後尾付近
に第１実施形態の超電導プロペラ回転駆動装置１０１を
配置すれば、回転軸を船内の駆動源から船外のプロペラ
に接続するために船体を貫通する開口を設ける必要がな
く、補強部材２０１を設ける程度で済む。したがって、
船体強度を大幅に向上させることが可能となる。また、
回転軸の軸方向、半径方向の変動力を磁気的に支持する
ことができる。
【００４６】図７は、図１，２に示す超電導プロペラ回
転駆動装置を利用した管路内ポンプ装置の構成を示す側
面図である。例えば、管路３００の内部に第２実施形態
の超電導プロペラ回転駆動装置１０２を配置すれば、従
来のように、管路をバイパスさせバイパス管路を貫通す
る開口を設けて動力伝達軸を配置する必要がなくなるう
え、プロペラ前後に支柱や動力軸等が配置されなくなる
ので、管路内を移送される水や石油等の液体の動きを妨
げることがなく液体の流れが非常にスムーズとなりエネ
ルギー損失を大幅に減少させることが可能となる。ま
た、回転軸の軸方向、半径方向の変動力を磁気的に支持
することができる。
転駆動装置を利用した管路内ポンプ装置の構成を示す側
面図である。例えば、管路３００の内部に第２実施形態
の超電導プロペラ回転駆動装置１０２を配置すれば、従
来のように、管路をバイパスさせバイパス管路を貫通す
る開口を設けて動力伝達軸を配置する必要がなくなるう
え、プロペラ前後に支柱や動力軸等が配置されなくなる
ので、管路内を移送される水や石油等の液体の動きを妨
げることがなく液体の流れが非常にスムーズとなりエネ
ルギー損失を大幅に減少させることが可能となる。ま
た、回転軸の軸方向、半径方向の変動力を磁気的に支持
することができる。
【００４７】したがって、上記した超電導プロペラ回転
駆動装置においては、 シャフト２５の回転力は歯車やチェーン等の伝動機
構を介さずに、直接プロペラに伝達できること、 このため、船舶用推進装置等に用いた場合には、動
力伝達軸を通すための船体貫通孔が不要となり、船体強
度が向上し、管路内移送装置に用いた場合には、管路を
バイパスさせる必要がなくなるうえ、プロペラ前後に流
体の動きを妨げる不要な部材等を配置する必要がなくな
ること、 常電導コイルの形状や接続方式を工夫することによ
り、回転軸に対し軸方向の変動力や半径方向の変動力を
磁気的に支持することができ、ベアリング等の支持機構
が不要となり、摩耗部分を最小限にとどめることができ
ること、 一般に電磁気的に動力を伝達する場合には効率を向
上させるためにモータを高速回転させ減速機等によって
減速させる必要があるが、本方式では超電導磁石により
強力な磁場を発生させるため、低い回転速度であっても
高効率を確保することができること、 超電導磁石を一種の永久磁石として用いることがで
き、通常のモータにおける磁性体等が不要となるため、
重量を非常に軽量化することができ、高速艇の推進装置
として好適であること 等の利点がある。
駆動装置においては、 シャフト２５の回転力は歯車やチェーン等の伝動機
構を介さずに、直接プロペラに伝達できること、 このため、船舶用推進装置等に用いた場合には、動
力伝達軸を通すための船体貫通孔が不要となり、船体強
度が向上し、管路内移送装置に用いた場合には、管路を
バイパスさせる必要がなくなるうえ、プロペラ前後に流
体の動きを妨げる不要な部材等を配置する必要がなくな
ること、 常電導コイルの形状や接続方式を工夫することによ
り、回転軸に対し軸方向の変動力や半径方向の変動力を
磁気的に支持することができ、ベアリング等の支持機構
が不要となり、摩耗部分を最小限にとどめることができ
ること、 一般に電磁気的に動力を伝達する場合には効率を向
上させるためにモータを高速回転させ減速機等によって
減速させる必要があるが、本方式では超電導磁石により
強力な磁場を発生させるため、低い回転速度であっても
高効率を確保することができること、 超電導磁石を一種の永久磁石として用いることがで
き、通常のモータにおける磁性体等が不要となるため、
重量を非常に軽量化することができ、高速艇の推進装置
として好適であること 等の利点がある。
【００４８】上記した超電導プロペラ回転駆動装置は、
さらに他の構成が可能である。例えば、上記各実施形態
においては、超電導プロペラ回転駆動装置の例として、
スリップリング４１Ａ，４１Ｂを介して回転子コイル
（常電導コイル）側に通電を行う例について説明した
が、本発明はこれには限定されず、他の通電方式、例え
ば、高周波誘導によって回転子コイルに電力移送を行
い、回転体２１Ａ，２１Ｂ内にインバータを配置するこ
とによって回転子コイルの回転力を発生させるように構
成してもよい。
さらに他の構成が可能である。例えば、上記各実施形態
においては、超電導プロペラ回転駆動装置の例として、
スリップリング４１Ａ，４１Ｂを介して回転子コイル
（常電導コイル）側に通電を行う例について説明した
が、本発明はこれには限定されず、他の通電方式、例え
ば、高周波誘導によって回転子コイルに電力移送を行
い、回転体２１Ａ，２１Ｂ内にインバータを配置するこ
とによって回転子コイルの回転力を発生させるように構
成してもよい。
【００４９】また、上記各実施形態とは逆に、回転子コ
イル２４を超電導コイルで構成し、固定子コイル１２を
常電導コイルで構成してもよい。この場合には、超電導
コイルの冷却剤を冷却するための冷凍装置（図示せず）
を回転体２１Ａ，２１Ｂ内又はプロペラ羽根２２内に設
けて作動させる必要がある。このため、高周波誘導集電
により回転部２Ａ，２Ｂ側に電力を移送する。あるい
は、回転部２Ａ，２Ｂ側には冷凍装置は設けず、冷却剤
供給管のみを設けておき、回転を停止させて冷却剤供給
管から冷却剤の補充を行うようにしてもよい。
イル２４を超電導コイルで構成し、固定子コイル１２を
常電導コイルで構成してもよい。この場合には、超電導
コイルの冷却剤を冷却するための冷凍装置（図示せず）
を回転体２１Ａ，２１Ｂ内又はプロペラ羽根２２内に設
けて作動させる必要がある。このため、高周波誘導集電
により回転部２Ａ，２Ｂ側に電力を移送する。あるい
は、回転部２Ａ，２Ｂ側には冷凍装置は設けず、冷却剤
供給管のみを設けておき、回転を停止させて冷却剤供給
管から冷却剤の補充を行うようにしてもよい。
【００５０】また、上記各実施形態では、超電導コイル
が略「ロ」字形状（レーストラック型）で、常電導コイ
ルが略「８」字状に形成された例について説明したが、
これは他の形状であってもよい。例えば、常電導コイル
を略「ロ」字形状（レーストラック型）とし、超電導コ
イルを略「８」字状に形成してもよい。また、スラスト
力の磁気支持を行わない場合には、両者ともレーストラ
ック形状とすることも可能である。また、ラジアル力の
磁気支持を行わない場合には、対角ヌルフラックス接続
を行わなくてもよい。
が略「ロ」字形状（レーストラック型）で、常電導コイ
ルが略「８」字状に形成された例について説明したが、
これは他の形状であってもよい。例えば、常電導コイル
を略「ロ」字形状（レーストラック型）とし、超電導コ
イルを略「８」字状に形成してもよい。また、スラスト
力の磁気支持を行わない場合には、両者ともレーストラ
ック形状とすることも可能である。また、ラジアル力の
磁気支持を行わない場合には、対角ヌルフラックス接続
を行わなくてもよい。
【００５１】さらに、上記した構成は、プロペラ回転駆
動装置ではなく、発電装置として利用することも可能で
ある。例えば、図７において、回転子コイル２４を超電
導コイルとし、固定子コイル１２を常電導コイルとし、
管路３００内に河川等からの水を流せば、水流によって
プロペラ２２が回転し、それに伴って回転子コイル２４
が回転する。これにより、回転子コイル２４と固定子コ
イル１２との間に磁気的効果が発生し、固定子コイル１
２に電流が流れるので、この電流を取り出せば、この装
置１０２を交流発電機として利用することができる。
動装置ではなく、発電装置として利用することも可能で
ある。例えば、図７において、回転子コイル２４を超電
導コイルとし、固定子コイル１２を常電導コイルとし、
管路３００内に河川等からの水を流せば、水流によって
プロペラ２２が回転し、それに伴って回転子コイル２４
が回転する。これにより、回転子コイル２４と固定子コ
イル１２との間に磁気的効果が発生し、固定子コイル１
２に電流が流れるので、この電流を取り出せば、この装
置１０２を交流発電機として利用することができる。
【００５２】あるいは、図７において、回転子コイル２
４を常電導コイルとし、固定子コイル１２を超電導コイ
ルとし、回転子コイル２４からスリップリング（図示せ
ず）によって電力を取り出す発電装置とすることも可能
である。
４を常電導コイルとし、固定子コイル１２を超電導コイ
ルとし、回転子コイル２４からスリップリング（図示せ
ず）によって電力を取り出す発電装置とすることも可能
である。
【００５３】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発
明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に
同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、い
かなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。
れるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発
明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に
同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、い
かなるものであっても本発明の技術的範囲に包含され
る。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る超電
導プロペラ回転駆動装置によれば、軸支された回転体
と、この回転体に略放射状に取り付けられたプロペラ羽
根と、プロペラ羽根の外縁部を略環状に連結する連結部
材と、連結部材に配設された複数の回転子コイルと、連
結部材の外側の固定位置に配設された複数の固定子コイ
ルと、電流供給手段を備え、固定子コイル及び回転子コ
イルの一方を超電導コイルで構成するとともに他方を常
電導コイルで構成し、電流供給手段から常電導コイルに
電流を供給して固定子コイルと回転子コイルとの間に電
磁気力を発生させるように構成したので、プロペラ羽根
を回転体の中心軸のまわりに回転させることができる。
また、本発明に係る超電導発電装置によれば、軸支され
た回転体と、この回転体に略放射状に取り付けられたプ
ロペラ羽根と、プロペラ羽根の外縁部を略環状に連結す
る連結部材と、連結部材に配設された複数の回転子コイ
ルと、連結部材の外側の固定位置に配設された複数の固
定子コイルと、電流取出手段を備え、固定子コイル及び
回転子コイルの一方を超電導コイルで構成するとともに
他方を常電導コイルで構成し、プロペラ羽根を回転体の
中心軸のまわりに回転させ固定子コイルと回転子コイル
との間に電磁気的効果を発生させるように構成したの
で、電流取出手段により常電導コイルから電流を取り出
すことができる。これにより、 回転力を伝動機構を介さずに直接プロペラに伝達で
きること、 船舶用推進装置等に用いた場合には、動力伝達軸を
通すための船体貫通孔が不要となり、船体強度が向上
し、管路内移送装置又は管路内発電装置に用いた場合に
は、管路をバイパスさせる必要がなくなるうえ、プロペ
ラ前後に流体の動きを妨げる不要な部材等を配置する必
要がなくなること、 常電導コイルの形状や接続方式を工夫することによ
り、回転軸に対し軸方向の変動力や半径方向の変動力を
磁気的に支持することができ、支持機構が不要で、摩耗
部分を最小限にとどめることができること、 超電導磁石により強力な磁場を発生させるため、低
い回転速度であっても高いモータ効率を確保することが
できること、 超電導磁石を一種の永久磁石として用いることがで
きるため、非常に軽量化することができること 等の利点がある。
導プロペラ回転駆動装置によれば、軸支された回転体
と、この回転体に略放射状に取り付けられたプロペラ羽
根と、プロペラ羽根の外縁部を略環状に連結する連結部
材と、連結部材に配設された複数の回転子コイルと、連
結部材の外側の固定位置に配設された複数の固定子コイ
ルと、電流供給手段を備え、固定子コイル及び回転子コ
イルの一方を超電導コイルで構成するとともに他方を常
電導コイルで構成し、電流供給手段から常電導コイルに
電流を供給して固定子コイルと回転子コイルとの間に電
磁気力を発生させるように構成したので、プロペラ羽根
を回転体の中心軸のまわりに回転させることができる。
また、本発明に係る超電導発電装置によれば、軸支され
た回転体と、この回転体に略放射状に取り付けられたプ
ロペラ羽根と、プロペラ羽根の外縁部を略環状に連結す
る連結部材と、連結部材に配設された複数の回転子コイ
ルと、連結部材の外側の固定位置に配設された複数の固
定子コイルと、電流取出手段を備え、固定子コイル及び
回転子コイルの一方を超電導コイルで構成するとともに
他方を常電導コイルで構成し、プロペラ羽根を回転体の
中心軸のまわりに回転させ固定子コイルと回転子コイル
との間に電磁気的効果を発生させるように構成したの
で、電流取出手段により常電導コイルから電流を取り出
すことができる。これにより、 回転力を伝動機構を介さずに直接プロペラに伝達で
きること、 船舶用推進装置等に用いた場合には、動力伝達軸を
通すための船体貫通孔が不要となり、船体強度が向上
し、管路内移送装置又は管路内発電装置に用いた場合に
は、管路をバイパスさせる必要がなくなるうえ、プロペ
ラ前後に流体の動きを妨げる不要な部材等を配置する必
要がなくなること、 常電導コイルの形状や接続方式を工夫することによ
り、回転軸に対し軸方向の変動力や半径方向の変動力を
磁気的に支持することができ、支持機構が不要で、摩耗
部分を最小限にとどめることができること、 超電導磁石により強力な磁場を発生させるため、低
い回転速度であっても高いモータ効率を確保することが
できること、 超電導磁石を一種の永久磁石として用いることがで
きるため、非常に軽量化することができること 等の利点がある。
【図１】本発明の第１実施形態である超電導プロペラ回
転駆動装置の構成を示す縦断面図である。
転駆動装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す超電導プロペラ回転駆動装置の構成
を示す中央部付近の横断面図である。
を示す中央部付近の横断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である超電導プロペラ回
転駆動装置の構成を示す縦断面図である。
転駆動装置の構成を示す縦断面図である。
【図４】図１，２に示す超電導プロペラ回転駆動装置に
おけるスラスト方向の磁気支持の原理を説明する概念図
である。
おけるスラスト方向の磁気支持の原理を説明する概念図
である。
【図５】図３に示す超電導プロペラ回転駆動装置におけ
る半径方向の磁気支持の原理を説明する概念図である。
る半径方向の磁気支持の原理を説明する概念図である。
【図６】図１，２に示す超電導プロペラ回転駆動装置を
利用した船舶推進装置の構成を示す側面図である。
利用した船舶推進装置の構成を示す側面図である。
【図７】図３に示す超電導プロペラ回転駆動装置を利用
した管路内ポンプ装置の構成を示す縦断面図である。
した管路内ポンプ装置の構成を示す縦断面図である。
１ 固定部 ２Ａ，２Ｂ 回転部 ３ 支持部 ４Ａ，４Ｂ 電流供給部 １１ フレーム １２ 固定子コイル ２１Ａ，２１Ｂ 回転体 ２２ プロペラ羽根 ２３ 連結部材 ２４，２４′ 回転子コイル ２５ 回転軸 ３１ 保持部材 ３２ 受力部材 ３３ 軸支ベアリング ４１Ａ，４１Ｂ スリップリング １０１，１０２ 超電導プロペラ回転駆動装置 ２００ 船舶 ２０１ 補強部材 ３００ 管路
Claims (14)
- 【請求項１】 軸支された回転体と、前記回転体に略放
射状に取り付けられたプロペラ羽根と、前記プロペラ羽
根の外縁部を略環状に連結する連結部材と、前記連結部
材に配設された複数の回転子コイルと、前記連結部材の
外側の固定位置に配設された複数の固定子コイルと、電
流供給手段を備え、前記固定子コイル及び前記回転子コ
イルの一方を超電導コイルで構成するとともに他方を常
電導コイルで構成し、前記電流供給手段から前記常電導
コイルに電流を供給して前記固定子コイルと前記回転子
コイルとの間に電磁気力を発生させることにより前記プ
ロペラ羽根を前記回転体の中心軸のまわりに回転させる
ことを特徴とする超電導プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載された超電導プロペラ回
転駆動装置において、 前記回転子コイルは常電導コイルで構成され、かつ前記
固定子コイルは超電導コイルで構成されることを特徴と
する超電導プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載された超電導プロペラ回
転駆動装置において、 前記電流供給手段は、前記回転子コイルに３相交流電流
を供給することを特徴とする超電導プロペラ回転駆動装
置。 - 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載された超電
導プロペラ回転駆動装置において、 前記電流供給手段は、スリップリングであることを特徴
とする超電導プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項５】 請求項２又は請求項３に記載された超電
導プロペラ回転駆動装置において、 前記電流供給手段は、高周波誘導により電力移送を行う
集電手段と、インバータを有することを特徴とする超電
導プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のうちのいずれ
か１項に記載された超電導プロペラ回転駆動装置におい
て、 前記常電導コイルは、略８字状に形成され、前記回転体
の中心軸の方向に作用する変動力を支持することを特徴
とする超電導プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のうちのいずれ
か１項に記載された超電導プロペラ回転駆動装置におい
て、 前記常電導コイルのうち対角線位置にある１対の回転子
コイルは、対角ヌルフラックス接続され、前記回転体の
中心軸を中心とする半径の方向に作用する変動力を支持
することを特徴とする超電導プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のうちのいずれ
か１項に記載された超電導プロペラ回転駆動装置におい
て、 前記プロペラ羽根を船舶の水没部に配置することにより
前記船舶の推進力を発生させることを特徴とする超電導
プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項９】 請求項１ないし請求項７のうちのいずれ
か１項に記載された超電導プロペラ回転駆動装置におい
て、 液体を移送する管路内に前記プロペラ羽根を配置するこ
とにより前記管路中における前記液体の移送力を発生さ
せることを特徴とする超電導プロペラ回転駆動装置。 - 【請求項１０】 軸支された回転体と、前記回転体に略
放射状に取り付けられたプロペラ羽根と、前記プロペラ
羽根の外縁部を略環状に連結する連結部材と、前記連結
部材に配設された複数の回転子コイルと、前記連結部材
の外側の固定位置に配設された複数の固定子コイルと、
電流取出手段を備え、前記固定子コイル及び前記回転子
コイルの一方を超電導コイルで構成するとともに他方を
常電導コイルで構成し、前記プロペラ羽根を前記回転体
の中心軸のまわりに回転させ前記固定子コイルと前記回
転子コイルとの間に電磁気的効果を発生させることによ
り前記電流取出手段により前記常電導コイルから電流を
取り出すことを特徴とする超電導発電装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載された超電導発電装
置において、 前記回転子コイルは超電導コイルで構成され、かつ前記
固定子コイルは常電導コイルで構成されることを特徴と
する超電導発電装置。 - 【請求項１２】 請求項１０又は請求項１１に記載され
た超電導発電装置において、 前記常電導コイルは、略８字状に形成され、前記回転体
の中心軸の方向に作用する変動力を支持することを特徴
とする超電導発電装置。 - 【請求項１３】 請求項１０ないし請求項１２のうちの
いずれか１項に記載された超電導発電装置において、 前記常電導コイルのうち対角線位置にある１対の回転子
コイルは、対角ヌルフラックス接続され、前記回転体の
中心軸を中心とする半径の方向に作用する変動力を支持
することを特徴とする超電導発電装置。 - 【請求項１４】 請求項１０ないし請求項１３のうちの
いずれか１項に記載された超電導発電装置において、 液体が流動する管路内に前記プロペラ羽根を配置し前記
流動する液体により前記プロペラ羽根を回転させること
を特徴とする超電導発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7436197A JPH10257752A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7436197A JPH10257752A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10257752A true JPH10257752A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=13544936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7436197A Pending JPH10257752A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10257752A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001178111A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-29 | Railway Technical Res Inst | 超電導アクチュエータ |
| WO2003019759A3 (de) * | 2001-08-30 | 2003-10-16 | Siemens Ag | Elektrische maschinen in supraleitungs-technik für marine (navy)-schiffe |
| JP2007228656A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Railway Technical Res Inst | 誘導反発吸引原理を利用した回転電機 |
| JP2007245948A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Ihi Corp | ウォータージェット推進装置 |
| JP2008138680A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-19 | General Electric Co <Ge> | ブレード先端電気機構 |
| JP2011509857A (ja) * | 2007-12-05 | 2011-03-31 | ショッテル ゲゼルシャフトミットベシュレンクターハフトゥング | ポンプジェットを有する船推進システム |
| JP2012510914A (ja) * | 2008-12-05 | 2012-05-17 | ショッテル ゲゼルシャフトミットベシュレンクターハフトゥング | ポンプ・ジェットを有する船推進力システム |
| KR101168266B1 (ko) * | 2010-05-04 | 2012-07-30 | 삼성중공업 주식회사 | 선박용 발전 장치 및 이를 포함하는 선박 |
| CN102803064A (zh) * | 2009-06-25 | 2012-11-28 | 川崎重工业株式会社 | 推力发生装置 |
| JP2014100004A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | フライホイール一体形誘導電動機・発電機 |
| EP2808247A1 (en) | 2013-05-29 | 2014-12-03 | ABB Technology AG | A propulsion unit with electric motor, whereby the stator is arranged in a ring around the propeller |
| JP2017109726A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-06-22 | ロッキード マーティン コーポレイションＬｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | プロペラ駆動式乗物用の複雑さを低減したリングモータ設計 |
| DE102016204304A1 (de) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Voith Patent Gmbh | Strahlantrieb insbesondere für ein Wasserfahrzeug und Verfahren zum Nachrüsten eines Strahlantriebs |
| CN115071936A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-09-20 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种独立驱动的三级水下推进器 |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP7436197A patent/JPH10257752A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001178111A (ja) * | 1999-12-10 | 2001-06-29 | Railway Technical Res Inst | 超電導アクチュエータ |
| WO2003019759A3 (de) * | 2001-08-30 | 2003-10-16 | Siemens Ag | Elektrische maschinen in supraleitungs-technik für marine (navy)-schiffe |
| US7061147B2 (en) | 2001-08-30 | 2006-06-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting electrical machines for use in navy ships |
| JP2007228656A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Railway Technical Res Inst | 誘導反発吸引原理を利用した回転電機 |
| JP4728139B2 (ja) * | 2006-02-21 | 2011-07-20 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 誘導反発吸引原理を利用した回転電機 |
| JP2007245948A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Ihi Corp | ウォータージェット推進装置 |
| JP2008138680A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-19 | General Electric Co <Ge> | ブレード先端電気機構 |
| JP2011509857A (ja) * | 2007-12-05 | 2011-03-31 | ショッテル ゲゼルシャフトミットベシュレンクターハフトゥング | ポンプジェットを有する船推進システム |
| JP2012510914A (ja) * | 2008-12-05 | 2012-05-17 | ショッテル ゲゼルシャフトミットベシュレンクターハフトゥング | ポンプ・ジェットを有する船推進力システム |
| CN102803064A (zh) * | 2009-06-25 | 2012-11-28 | 川崎重工业株式会社 | 推力发生装置 |
| KR101168266B1 (ko) * | 2010-05-04 | 2012-07-30 | 삼성중공업 주식회사 | 선박용 발전 장치 및 이를 포함하는 선박 |
| JP2014100004A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | フライホイール一体形誘導電動機・発電機 |
| EP2808247A1 (en) | 2013-05-29 | 2014-12-03 | ABB Technology AG | A propulsion unit with electric motor, whereby the stator is arranged in a ring around the propeller |
| CN104210633A (zh) * | 2013-05-29 | 2014-12-17 | Abb技术有限公司 | 推进装置 |
| RU2551050C1 (ru) * | 2013-05-29 | 2015-05-20 | Абб Текнолоджи Аг | Силовая установка |
| US9869320B2 (en) | 2013-05-29 | 2018-01-16 | Abb Schweiz Ag | Propulsion unit |
| JP2017109726A (ja) * | 2015-10-08 | 2017-06-22 | ロッキード マーティン コーポレイションＬｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | プロペラ駆動式乗物用の複雑さを低減したリングモータ設計 |
| DE102016204304A1 (de) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Voith Patent Gmbh | Strahlantrieb insbesondere für ein Wasserfahrzeug und Verfahren zum Nachrüsten eines Strahlantriebs |
| CN108778923A (zh) * | 2016-03-16 | 2018-11-09 | 福伊特专利有限公司 | 尤其用于船舶的喷射驱动装置和改装喷射驱动装置的方法 |
| CN115071936A (zh) * | 2021-03-15 | 2022-09-20 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种独立驱动的三级水下推进器 |
| CN115071936B (zh) * | 2021-03-15 | 2024-02-06 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种独立驱动的三级水下推进器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10257752A (ja) | 超電導プロペラ回転駆動装置、及び超電導発電装置 | |
| US7843094B2 (en) | Dual armature motor/generator with flux linkage between dual armatures and a superconducting field coil | |
| US8084909B2 (en) | Dual armature motor/generator with flux linkage | |
| US7732966B2 (en) | Superconducting homopolar inductor alternator for power applications | |
| EP1830457A1 (en) | Axial-gap superconducting motor | |
| CN101505076B (zh) | 水下球形电机推进器 | |
| US20050264118A1 (en) | Conical bearingless motor/generator | |
| JP2013505697A (ja) | 直接駆動式の電気機器 | |
| US5828148A (en) | Method and apparatus for reducing windage losses in rotating equipment and electric motor/generator employing same | |
| JP3463888B2 (ja) | フライホイール型電力貯蔵装置 | |
| EP3961884A1 (en) | Superconducting induction rotating machine, and superconducting drive force generating system using said superconducting induction rotating machine | |
| KR20010034298A (ko) | 기계, 특히 전기 기계, 특히 유동 유체 및 기체용 에너지변환기 | |
| US20060214525A1 (en) | Magnetic suspension and drive system for rotating equipment | |
| EP2309627A2 (en) | Methods and apparatus for assembling homopolar inductor alternators including superconducting windings | |
| JP4857442B2 (ja) | ポッド型推進器 | |
| JP2007060744A (ja) | 発電・駆動両用モータおよびそれを備えた車両 | |
| CA2467177C (en) | Methods and apparatus for assembling homopolar inductor alternators including superconducting windings | |
| CN101233672B (zh) | 轴向马达 | |
| JP2008001280A (ja) | 舶用推進装置 | |
| KR101444779B1 (ko) | 초전도 베어링을 적용한 초전도 회전기 및 초전도 베어링의 냉각시스템 | |
| JP2007245948A (ja) | ウォータージェット推進装置 | |
| Arkkio et al. | A 50 kW homopolar motor with superconducting field windings | |
| JP5076102B2 (ja) | アウターローター型同期機及び同期装置 | |
| JP5181091B2 (ja) | 超電導電動機 | |
| JPH11341708A (ja) | フライホイール式エネルギー貯蔵システム、及びフライホイールを用いたエネルギー貯蔵方法 |