JPH10285905A - 超電導回転電機の回転子 - Google Patents
超電導回転電機の回転子Info
- Publication number
- JPH10285905A JPH10285905A JP9083843A JP8384397A JPH10285905A JP H10285905 A JPH10285905 A JP H10285905A JP 9083843 A JP9083843 A JP 9083843A JP 8384397 A JP8384397 A JP 8384397A JP H10285905 A JPH10285905 A JP H10285905A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- supply pipe
- refrigerant
- electric machine
- refrigerant supply
- 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
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
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】液体冷媒の撹拌ロスを低減すると共に、液体冷
媒の消費量を低減し、冷却効率の向上を図ることにあ
る。 【解決手段】液体ヘリウム２を貯える中心孔３を有し、
且つ界磁コイル４を収納する低温ロータ１、端部軸８に
取付けた集電環９と界磁コイル４とを接続する電流リー
ド10、ヘリウム給排装置13より液体ヘリウム２を低温ロ
ータ１に供給する冷媒供給管14、中心孔３内で気化した
ヘリウムを排出する排気管14を備えた超電導回転電機の
回転子において、電流リードの冷媒取入口の開口部が存
するヘリウム気相部21と排気管18の冷媒取入口の開口部
が存するヘリウム気相部19との間を隔壁22により仕切
り、冷媒供給管14の途中に冷媒供給管内部と電流リード
10の取入口が存するヘリウム気相部21とを連通させる経
路を設ける。
媒の消費量を低減し、冷却効率の向上を図ることにあ
る。 【解決手段】液体ヘリウム２を貯える中心孔３を有し、
且つ界磁コイル４を収納する低温ロータ１、端部軸８に
取付けた集電環９と界磁コイル４とを接続する電流リー
ド10、ヘリウム給排装置13より液体ヘリウム２を低温ロ
ータ１に供給する冷媒供給管14、中心孔３内で気化した
ヘリウムを排出する排気管14を備えた超電導回転電機の
回転子において、電流リードの冷媒取入口の開口部が存
するヘリウム気相部21と排気管18の冷媒取入口の開口部
が存するヘリウム気相部19との間を隔壁22により仕切
り、冷媒供給管14の途中に冷媒供給管内部と電流リード
10の取入口が存するヘリウム気相部21とを連通させる経
路を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体冷媒を蓄える
中心孔を有する低温ロータに冷媒供給管を通して供給さ
れる液体冷媒の必要供給量を低減可能な構成とした超電
導回転電機の回転子に関する。
中心孔を有する低温ロータに冷媒供給管を通して供給さ
れる液体冷媒の必要供給量を低減可能な構成とした超電
導回転電機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超電導回転電機の回転子として
は、図９に示すような構成のものがある。即ち、図９に
おいて、１は液体ヘリウム２を蓄える中心孔３を有する
低温ロータで、この低温ロータ１には液体ヘリウム２に
より冷却される超電導界磁コイル４が収納され、強固に
固定されている。
は、図９に示すような構成のものがある。即ち、図９に
おいて、１は液体ヘリウム２を蓄える中心孔３を有する
低温ロータで、この低温ロータ１には液体ヘリウム２に
より冷却される超電導界磁コイル４が収納され、強固に
固定されている。
【０００３】また、５は低温ロータ１の両端に形成され
たトルクチューブ（図では片側のみを示す）、６は低温
ロータ１の外周に同軸的に配設され、且つトクチューブ
５に支持された輻射シールドで、この輻射シールド６は
輻射熱をしゃ断するものである。７は輻射シールド６の
外周に配設された外筒を形成する常温ロータで、この常
温ロータ７はダンパ機能を有し、且つ真空容器を兼ねて
いる。
たトルクチューブ（図では片側のみを示す）、６は低温
ロータ１の外周に同軸的に配設され、且つトクチューブ
５に支持された輻射シールドで、この輻射シールド６は
輻射熱をしゃ断するものである。７は輻射シールド６の
外周に配設された外筒を形成する常温ロータで、この常
温ロータ７はダンパ機能を有し、且つ真空容器を兼ねて
いる。
【０００４】これら低温ロータ１、輻射シールド６はト
ルクチューブ５を介して軸端部８に取付けられ、また常
温ロータ７は直接端部軸８に取付けられている。さら
に、９は端部軸８の外周面に取付けられ集電環で、この
集電環９は端部軸８を貫通させて軸方向に設けられたパ
イプ状の電流リード１０及び導体１１を介して超電導界
磁コイル４に電気的に接続されている。この電流リード
１０は全長に渡って低温ロータ１や端部軸８とは絶縁物
（図示しない）によって電気的に絶縁されている。ま
た、低温ロータ１側の導体１１と電流リード１０との間
は電流リード１０の熱収縮を吸収するためのフレキシブ
ル銅帯１２により接続されている。
ルクチューブ５を介して軸端部８に取付けられ、また常
温ロータ７は直接端部軸８に取付けられている。さら
に、９は端部軸８の外周面に取付けられ集電環で、この
集電環９は端部軸８を貫通させて軸方向に設けられたパ
イプ状の電流リード１０及び導体１１を介して超電導界
磁コイル４に電気的に接続されている。この電流リード
１０は全長に渡って低温ロータ１や端部軸８とは絶縁物
（図示しない）によって電気的に絶縁されている。ま
た、低温ロータ１側の導体１１と電流リード１０との間
は電流リード１０の熱収縮を吸収するためのフレキシブ
ル銅帯１２により接続されている。
【０００５】一方、１３は端部軸８の端部に取付けられ
たヘリウム給排装置、１４は端部軸８及び低温ロータ１
を貫通させて軸方向に配設された冷媒供給管で、この冷
媒供給管１４の一端部はヘリウム給排装置１３に接続さ
れ、また他端部には低温ロータ１の中心孔３内で供給口
を外径方向に向けた曲げ部１５が形成してある。この場
合、冷媒供給管１４の他端部を複数に分岐させて外径方
向に向けた分岐管とする場合もある。
たヘリウム給排装置、１４は端部軸８及び低温ロータ１
を貫通させて軸方向に配設された冷媒供給管で、この冷
媒供給管１４の一端部はヘリウム給排装置１３に接続さ
れ、また他端部には低温ロータ１の中心孔３内で供給口
を外径方向に向けた曲げ部１５が形成してある。この場
合、冷媒供給管１４の他端部を複数に分岐させて外径方
向に向けた分岐管とする場合もある。
【０００６】さらに、ヘリウム給排装置１３には電流リ
ード１０に連通させて冷媒排出管１６が接続され、電流
リード１０の端部に設けられた低温ロータ１の中心孔３
内に連通する冷媒取入口１７より取入れたガス冷媒がヘ
リウム給排装置１３に導入される。
ード１０に連通させて冷媒排出管１６が接続され、電流
リード１０の端部に設けられた低温ロータ１の中心孔３
内に連通する冷媒取入口１７より取入れたガス冷媒がヘ
リウム給排装置１３に導入される。
【０００７】また、１８は低温ロータ１の中心孔３内の
ヘリウム気相部１９にガス冷媒の取入口を臨ませて配設
された排気管で、この排気管１８内に流入したヘリウム
ガスはトルクチューブ５内を廻り込みながら冷媒供給管
１４の外周部に形成されているガス排気路を通してヘリ
ウム給排装置１３に導入される。
ヘリウム気相部１９にガス冷媒の取入口を臨ませて配設
された排気管で、この排気管１８内に流入したヘリウム
ガスはトルクチューブ５内を廻り込みながら冷媒供給管
１４の外周部に形成されているガス排気路を通してヘリ
ウム給排装置１３に導入される。
【０００８】ここで、図示矢印はヘリウムの流れを示し
ている。また、液体ヘリウム２は遠心力によって低温ロ
ータ１の内周面に張り付き、円筒状の液面を形成してお
り、冷媒供給管１４の曲げ部１５の液体ヘリウム供給口
は液体ヘリウム２に浸漬されている。
ている。また、液体ヘリウム２は遠心力によって低温ロ
ータ１の内周面に張り付き、円筒状の液面を形成してお
り、冷媒供給管１４の曲げ部１５の液体ヘリウム供給口
は液体ヘリウム２に浸漬されている。
【０００９】従って、上記構成の超電導回転電機の回転
子にあっては超電導界磁コイル４を極低温に冷却するこ
とにより、超電導界磁コイル４を電気抵抗ゼロの超電導
状態として強力な磁界を発生させ、固定子（図示しな
い）に交流電力を発生させることができる。
子にあっては超電導界磁コイル４を極低温に冷却するこ
とにより、超電導界磁コイル４を電気抵抗ゼロの超電導
状態として強力な磁界を発生させ、固定子（図示しな
い）に交流電力を発生させることができる。
【００１０】ところで、このような構成の超電導回転電
機の回転子において、安定した超電導状態を実現、保持
するためには超電導界磁コイル４の冷却並びに液体ヘリ
ウム２が貯液される低温ロータ１のしゃ断構造が重要で
ある。このため、低温ロータ１の周囲を真空断熱した
り、トルクチューブ５や電流リード１０については、断
面積を最小とする上に低温ロータ１内で気化したガスヘ
リウムを流して冷却し、常温部から低温ロータへの侵入
熱の低減を図っている。
機の回転子において、安定した超電導状態を実現、保持
するためには超電導界磁コイル４の冷却並びに液体ヘリ
ウム２が貯液される低温ロータ１のしゃ断構造が重要で
ある。このため、低温ロータ１の周囲を真空断熱した
り、トルクチューブ５や電流リード１０については、断
面積を最小とする上に低温ロータ１内で気化したガスヘ
リウムを流して冷却し、常温部から低温ロータへの侵入
熱の低減を図っている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の超電導回転電機の回転子においては、図１０に示す
ように冷媒供給管１４内で液体ヘリウム２の一部が気化
してガスヘリウム２０となり、これが冷媒供給管１４の
先端より液体ヘリウム２中に放出され、一端外径側に廻
り込んだ後、ヘリウム気相部１９に集まる。この際、液
体ヘリウム２に撹拌によるロスが生じ、液体ヘリウム２
の気化量が増加するため、液体ヘリウムの必要供給量が
増加する。
成の超電導回転電機の回転子においては、図１０に示す
ように冷媒供給管１４内で液体ヘリウム２の一部が気化
してガスヘリウム２０となり、これが冷媒供給管１４の
先端より液体ヘリウム２中に放出され、一端外径側に廻
り込んだ後、ヘリウム気相部１９に集まる。この際、液
体ヘリウム２に撹拌によるロスが生じ、液体ヘリウム２
の気化量が増加するため、液体ヘリウムの必要供給量が
増加する。
【００１２】本発明は上記のような問題点を解決するた
めなされたもので、液体ヘリウムの必要供給量を低減
し、冷却効率の優れた超電導回転電機の回転子を提供す
ることを目的とする。
めなされたもので、液体ヘリウムの必要供給量を低減
し、冷却効率の優れた超電導回転電機の回転子を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【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回
転子を構成するものである。請求項１に対応する発明
は、軸端部にトルクチューブを介して取付けられ液体冷
媒を蓄える中心孔を有する低温ロータと、この低温ロー
タに巻装され前記液体冷媒により冷却される超電導コイ
ルと、前記軸端部より前記低温ロータ内の中心孔を通し
て設けられると共に、前記超電導コイルに電気的に接続
され且つ内部に前記液体冷媒が気化した気体冷媒を流通
させることにより冷却される管状の電流リードと、前記
軸端部側より前記低温ロータの中心孔内に連通させて軸
方向に設けられ、中心孔内に位置する端部を外径方向に
曲げてその先端の開口部が液体冷媒中に浸漬する曲げ部
を有する冷媒供給管と、前記低温ロータの中心孔内の冷
媒の気相部に開口部を臨ませ、且つ低温ロータの中心孔
内で気化した冷媒により前記トルクチューブを冷却して
低温ロータ外部へ排出する排気管とを備えた超電導回転
電機の回転子において、前記電流リードの冷媒取入口の
開口部が位置する電流リード側気相部と前記排気管の冷
媒取入れ口の開口部が位置する排気管側気相部との間を
仕切る隔壁を設け、前記冷媒供給管の途中に前記冷媒供
給管内部と前記電流リード側気相部とを連通させる経路
を設ける。
成するため、次のような手段により超電導回転電機の回
転子を構成するものである。請求項１に対応する発明
は、軸端部にトルクチューブを介して取付けられ液体冷
媒を蓄える中心孔を有する低温ロータと、この低温ロー
タに巻装され前記液体冷媒により冷却される超電導コイ
ルと、前記軸端部より前記低温ロータ内の中心孔を通し
て設けられると共に、前記超電導コイルに電気的に接続
され且つ内部に前記液体冷媒が気化した気体冷媒を流通
させることにより冷却される管状の電流リードと、前記
軸端部側より前記低温ロータの中心孔内に連通させて軸
方向に設けられ、中心孔内に位置する端部を外径方向に
曲げてその先端の開口部が液体冷媒中に浸漬する曲げ部
を有する冷媒供給管と、前記低温ロータの中心孔内の冷
媒の気相部に開口部を臨ませ、且つ低温ロータの中心孔
内で気化した冷媒により前記トルクチューブを冷却して
低温ロータ外部へ排出する排気管とを備えた超電導回転
電機の回転子において、前記電流リードの冷媒取入口の
開口部が位置する電流リード側気相部と前記排気管の冷
媒取入れ口の開口部が位置する排気管側気相部との間を
仕切る隔壁を設け、前記冷媒供給管の途中に前記冷媒供
給管内部と前記電流リード側気相部とを連通させる経路
を設ける。
【００１４】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管の回転中心軸位置に冷媒供給管内部と電流リード側
気相部とを連通させる小孔を設ける。
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管の回転中心軸位置に冷媒供給管内部と電流リード側
気相部とを連通させる小孔を設ける。
【００１５】請求項３に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管の途中に回転中心軸部分と電流リード側気相部との
間を連通させるパイプを取付ける。
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管の途中に回転中心軸部分と電流リード側気相部との
間を連通させるパイプを取付ける。
【００１６】請求項４に対応する発明は、請求項３に対
応する発明の超電導回転電機の回転子において、パイプ
の断面形状として、流れ抵抗の小さい流線形とする。請
求項５に対応する発明は、請求項１に対応する発明の超
電導回転電機の回転子において、冷媒供給管を低温ロー
タの中心孔内で外径方向に曲げる位置で管径を大きく
し、前記冷媒供給管の回転中心軸位置に冷媒供給管中心
部と電流リード側気相部とを連通させる小孔を設ける。
応する発明の超電導回転電機の回転子において、パイプ
の断面形状として、流れ抵抗の小さい流線形とする。請
求項５に対応する発明は、請求項１に対応する発明の超
電導回転電機の回転子において、冷媒供給管を低温ロー
タの中心孔内で外径方向に曲げる位置で管径を大きく
し、前記冷媒供給管の回転中心軸位置に冷媒供給管中心
部と電流リード側気相部とを連通させる小孔を設ける。
【００１７】請求項６に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管を低温ロータの中心孔内で外径方向に曲げる位置で
管径を大きくし、前記冷媒供給管の回転軸中心部分と電
流リード側気相部とを連通させるパイプを前記冷媒供給
管の途中に取付ける。
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管を低温ロータの中心孔内で外径方向に曲げる位置で
管径を大きくし、前記冷媒供給管の回転軸中心部分と電
流リード側気相部とを連通させるパイプを前記冷媒供給
管の途中に取付ける。
【００１８】請求項７に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管を途中から複数本に分岐させ、それぞれの回転中心
軸側の側面に冷媒供給管内部と電流リード側気相部との
間を連通させる小孔を設ける。
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管を途中から複数本に分岐させ、それぞれの回転中心
軸側の側面に冷媒供給管内部と電流リード側気相部との
間を連通させる小孔を設ける。
【００１９】請求項８に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管の端部を外径方向に曲げて液体冷媒中に浸漬する曲
げ部の先端をさらに液体冷媒中にて回転中心軸に平行に
なるように曲げる。
応する発明の超電導回転電機の回転子において、冷媒供
給管の端部を外径方向に曲げて液体冷媒中に浸漬する曲
げ部の先端をさらに液体冷媒中にて回転中心軸に平行に
なるように曲げる。
【００２０】従って、上記請求項１乃至請求項７に対応
する発明の超電導回転電機の回転子にあっては、冷媒供
給管内で気化した冷媒を低温ロータの中心孔内の液体冷
媒に到達する手前で中心孔内の気相部に放出するため、
気体冷媒による液体冷媒の撹拌が低減され、撹拌ロスに
よる液体冷媒の消費量が低減される。
する発明の超電導回転電機の回転子にあっては、冷媒供
給管内で気化した冷媒を低温ロータの中心孔内の液体冷
媒に到達する手前で中心孔内の気相部に放出するため、
気体冷媒による液体冷媒の撹拌が低減され、撹拌ロスに
よる液体冷媒の消費量が低減される。
【００２１】また、請求項４に対応する発明の超電導回
転電機の回転子にあっては、冷媒供給管内の液体冷媒の
流れる方向に対して垂直にパイプを配置することによっ
て生じる液体冷媒の撹拌量をパイプの断面形状を流れ抵
抗の小さい流線形とすることにより、最小限に抑えるこ
とができる。
転電機の回転子にあっては、冷媒供給管内の液体冷媒の
流れる方向に対して垂直にパイプを配置することによっ
て生じる液体冷媒の撹拌量をパイプの断面形状を流れ抵
抗の小さい流線形とすることにより、最小限に抑えるこ
とができる。
【００２２】さらに、請求項８に対応する発明の超電導
回転電機の回転子にあっては、冷媒供給管の冷媒出口部
分を回転軸と平行に曲げたことにより、液体冷媒が回転
軸と平行に放出される。これにより、冷媒供給管内で気
化した冷媒が若干液体冷媒中に放出された場合でも、気
体冷媒は放出口より外径側に廻り込むことなく、撹拌ロ
スを最小限に抑えることができる。
回転電機の回転子にあっては、冷媒供給管の冷媒出口部
分を回転軸と平行に曲げたことにより、液体冷媒が回転
軸と平行に放出される。これにより、冷媒供給管内で気
化した冷媒が若干液体冷媒中に放出された場合でも、気
体冷媒は放出口より外径側に廻り込むことなく、撹拌ロ
スを最小限に抑えることができる。
【００２３】
【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
の回転子の第１の実施例の要部を示すもので、図９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述べる。
参照して説明する。図１は本発明による超電導回転電機
の回転子の第１の実施例の要部を示すもので、図９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述べる。
【００２４】第１の実施例では、図１に示すように電流
リード１０の冷媒取入口１７の開口部が存するヘリウム
気相部２１（以下電流リード側気相部と呼ぶ）と排気管
１８の冷媒取入口の開口部が存するヘリウム気相部１９
（以下排気管側気相部と呼ぶ）との間を仕切る隔壁２２
を設け、また冷媒供給管１４の回転中心軸位置に冷媒供
給管１４の内部と電流リード側気相部２１との間を連通
する小孔２３を冷媒供給管１４の回転中心軸位置に設け
る構成とするものである。
リード１０の冷媒取入口１７の開口部が存するヘリウム
気相部２１（以下電流リード側気相部と呼ぶ）と排気管
１８の冷媒取入口の開口部が存するヘリウム気相部１９
（以下排気管側気相部と呼ぶ）との間を仕切る隔壁２２
を設け、また冷媒供給管１４の回転中心軸位置に冷媒供
給管１４の内部と電流リード側気相部２１との間を連通
する小孔２３を冷媒供給管１４の回転中心軸位置に設け
る構成とするものである。
【００２５】このような構成の超電導回転電機の回転子
において、冷媒供給管１４内のヘリウムは図１０に示し
たようにその一部が気化し、気液２相流となっている。
回転子の回転による遠心力により、密度の大きい液体は
外径側に、密度の小さい気体は回転中心に集まるため、
冷媒供給管１４の回転中心に設けた小孔２３の位置は気
体の領域となっている。
において、冷媒供給管１４内のヘリウムは図１０に示し
たようにその一部が気化し、気液２相流となっている。
回転子の回転による遠心力により、密度の大きい液体は
外径側に、密度の小さい気体は回転中心に集まるため、
冷媒供給管１４の回転中心に設けた小孔２３の位置は気
体の領域となっている。
【００２６】従って、小孔２３からガスヘリウム２を放
出することにより、冷媒供給管１４の曲げ部１５の先端
から排出されるガスヘリウムが減少するため、液体ヘリ
ウム２の撹拌量が低減されると共に撹拌によるロスが低
減し、液体ヘリウムの気化量が低減される。
出することにより、冷媒供給管１４の曲げ部１５の先端
から排出されるガスヘリウムが減少するため、液体ヘリ
ウム２の撹拌量が低減されると共に撹拌によるロスが低
減し、液体ヘリウムの気化量が低減される。
【００２７】ところで、上記の構成において、ロータ径
が大きく、且つ回転数の高い超電導発電機の場合、低温
ロータ１の中心孔内の排気管側気相部１９より排気管１
８に取込まれたガスヘリウムは、トルクチューブ５を冷
却した後、冷媒供給装置１３を通して外部へ排出される
が、この場合排気管１８内のポンプ効果（径方向の流れ
と、通風路内の冷媒温度勾配に基づく密度差によって生
じる）のため、排気管側気相部１９の圧力は大気圧より
低くなることがある。
が大きく、且つ回転数の高い超電導発電機の場合、低温
ロータ１の中心孔内の排気管側気相部１９より排気管１
８に取込まれたガスヘリウムは、トルクチューブ５を冷
却した後、冷媒供給装置１３を通して外部へ排出される
が、この場合排気管１８内のポンプ効果（径方向の流れ
と、通風路内の冷媒温度勾配に基づく密度差によって生
じる）のため、排気管側気相部１９の圧力は大気圧より
低くなることがある。
【００２８】一方、電流リード１０を冷却するガスヘリ
ウムの冷却流路には、径方向の流れがほとんどないた
め、ポンプ効果がなく、従って電流リード側気相部２１
の圧力は大気圧に対して電流リード１０の排気による圧
力損失分程度高いものとなる。このため、小孔２３は電
流リード側気相部２１に臨ませて設けなければならな
い。その理由は、小孔２３を排気管側気相部１９に臨ま
せて設けた場合、圧力の低い排気管側気相部１９に冷媒
供給管１４内のヘリウムが引込まれ、図示しない回転子
外部での送液量のコントロールが困難となるからであ
る。
ウムの冷却流路には、径方向の流れがほとんどないた
め、ポンプ効果がなく、従って電流リード側気相部２１
の圧力は大気圧に対して電流リード１０の排気による圧
力損失分程度高いものとなる。このため、小孔２３は電
流リード側気相部２１に臨ませて設けなければならな
い。その理由は、小孔２３を排気管側気相部１９に臨ま
せて設けた場合、圧力の低い排気管側気相部１９に冷媒
供給管１４内のヘリウムが引込まれ、図示しない回転子
外部での送液量のコントロールが困難となるからであ
る。
【００２９】図２は本発明による超電導回転電機の回転
子の第２の実施の形態の要部を示すものである。第２の
実施例では、図２に示すように冷媒供給管１４にその回
転中心軸近傍まで達する長さの一本以上のパイプ２４を
一端部が冷媒供給管１４内に連通するようにして取付け
て冷媒供給管１４内のヘリウム気相部２５（以下供給管
内気相部と呼ぶ）とを連通させるものである。
子の第２の実施の形態の要部を示すものである。第２の
実施例では、図２に示すように冷媒供給管１４にその回
転中心軸近傍まで達する長さの一本以上のパイプ２４を
一端部が冷媒供給管１４内に連通するようにして取付け
て冷媒供給管１４内のヘリウム気相部２５（以下供給管
内気相部と呼ぶ）とを連通させるものである。
【００３０】このような構成とすれば、冷媒供給管１４
内で気化した供給管内気相部２５をパイプ２４を通して
電流リード側気相部２１内に放出することにより、第１
の実施の形態と同様に液体ヘリウムの気化量が低減され
る。この場合、パイプ２４の断面形状を流線形とするこ
とにより、冷媒供給管１４内を流れる液体ヘリウムの撹
拌量を小さく抑えることができる。
内で気化した供給管内気相部２５をパイプ２４を通して
電流リード側気相部２１内に放出することにより、第１
の実施の形態と同様に液体ヘリウムの気化量が低減され
る。この場合、パイプ２４の断面形状を流線形とするこ
とにより、冷媒供給管１４内を流れる液体ヘリウムの撹
拌量を小さく抑えることができる。
【００３１】図３は本発明による超電導回転電機の回転
子の第３の実施の形態の要部を示すものである。第３の
実施例では、図３に示すように長手方向の中央位置に一
か所以上の小孔を設けたパイプ２４を冷媒供給管１４を
直交する方向に貫通させて取付けると共に、小孔を供給
管内気相部２５に連通させるようにしたものである。
子の第３の実施の形態の要部を示すものである。第３の
実施例では、図３に示すように長手方向の中央位置に一
か所以上の小孔を設けたパイプ２４を冷媒供給管１４を
直交する方向に貫通させて取付けると共に、小孔を供給
管内気相部２５に連通させるようにしたものである。
【００３２】このような構成とすれば、冷媒供給管１４
内で気化したガスヘリウムを小孔よりパイプ２４を通し
て電流リード側気相部２１内に放出することにより、第
１の実施の形態と同様に液体ヘリウムの気化量を低減す
ることができる。
内で気化したガスヘリウムを小孔よりパイプ２４を通し
て電流リード側気相部２１内に放出することにより、第
１の実施の形態と同様に液体ヘリウムの気化量を低減す
ることができる。
【００３３】図４は本発明による超電導回転電機の回転
子の第４の実施の形態の要部を示すものである。第４の
実施例では、図４に示すように冷媒供給管１４を外径方
向に曲げる位置で管の径を大きくした大径部２６を形成
し、冷媒供給管１４の回転中心軸位置に供給管内気相部
２５と電流リード側気相部２１とを連通させる小孔２７
を設けるものである。
子の第４の実施の形態の要部を示すものである。第４の
実施例では、図４に示すように冷媒供給管１４を外径方
向に曲げる位置で管の径を大きくした大径部２６を形成
し、冷媒供給管１４の回転中心軸位置に供給管内気相部
２５と電流リード側気相部２１とを連通させる小孔２７
を設けるものである。
【００３４】このような構成とすれば、冷媒供給管１４
の径の一部を大きくしてあるので、供給管側気相部２５
を広く確保することが可能となり、冷媒供給管１４内の
ガスヘリウムと液体ヘリウムとの分離が容易になる。
の径の一部を大きくしてあるので、供給管側気相部２５
を広く確保することが可能となり、冷媒供給管１４内の
ガスヘリウムと液体ヘリウムとの分離が容易になる。
【００３５】図５は本発明による超電導回転電機の回転
子の第５の実施の形態の要部を示すものである。第５の
実施例では、図５に示すように冷媒供給管１４を外径方
向に曲げる位置で管の径を大きくした大径部２６を形成
し、冷媒供給管１４の回転中心軸部分と電流リード側気
相部２１との間を連通させるパイプ２４を冷媒供給管１
４の途中に取付けるものである。
子の第５の実施の形態の要部を示すものである。第５の
実施例では、図５に示すように冷媒供給管１４を外径方
向に曲げる位置で管の径を大きくした大径部２６を形成
し、冷媒供給管１４の回転中心軸部分と電流リード側気
相部２１との間を連通させるパイプ２４を冷媒供給管１
４の途中に取付けるものである。
【００３６】このような構成としても、冷媒供給管１４
の径の一部を大きくし、パイプ２４により冷媒供給管１
４の回転中心軸部分と電流リード側気相部２１を連通さ
せてあるので、第４の実施例と同様に冷媒供給管１３内
のガスヘリウムと液体ヘリウムの分離が容易になると共
に、第１の実施の形態と同様に液体ヘリウムの気化量を
低減することができる。
の径の一部を大きくし、パイプ２４により冷媒供給管１
４の回転中心軸部分と電流リード側気相部２１を連通さ
せてあるので、第４の実施例と同様に冷媒供給管１３内
のガスヘリウムと液体ヘリウムの分離が容易になると共
に、第１の実施の形態と同様に液体ヘリウムの気化量を
低減することができる。
【００３７】図６は本発明による超電導回転電機の回転
子の第６の実施の形態の要部を示すものである。第６の
実施例では、図６に示すように冷媒供給管１４としてそ
の一部を２本以上のパイプ２４に分岐し、それぞれの回
転中心側の側面に小孔２７を設けるもののである。図７
は図６のＡ−Ａ線に沿う冷媒供給管の断面図である。
子の第６の実施の形態の要部を示すものである。第６の
実施例では、図６に示すように冷媒供給管１４としてそ
の一部を２本以上のパイプ２４に分岐し、それぞれの回
転中心側の側面に小孔２７を設けるもののである。図７
は図６のＡ−Ａ線に沿う冷媒供給管の断面図である。
【００３８】このような構成とすれば、冷媒供給管１４
のそれぞれが回転中心より偏心しているため、気化した
ヘリウムが冷媒供給管１４の中心でなく、回転中心側の
側面に集まるため、冷媒供給管１４内で気化したヘリウ
ムは小孔２７を通って電流リード側気相部２１側に送出
される。
のそれぞれが回転中心より偏心しているため、気化した
ヘリウムが冷媒供給管１４の中心でなく、回転中心側の
側面に集まるため、冷媒供給管１４内で気化したヘリウ
ムは小孔２７を通って電流リード側気相部２１側に送出
される。
【００３９】図８は本発明による超電導回転電機の回転
子の第７の実施の形態の要部を示すものである。第７の
実施例では、図８に示すように冷媒供給管１４を一旦外
径方向に曲げた後、再び回転軸中心と平行に曲げた折曲
部２８を設け、また冷媒供給管１４の回転中心には小孔
２７を設けるものである。
子の第７の実施の形態の要部を示すものである。第７の
実施例では、図８に示すように冷媒供給管１４を一旦外
径方向に曲げた後、再び回転軸中心と平行に曲げた折曲
部２８を設け、また冷媒供給管１４の回転中心には小孔
２７を設けるものである。
【００４０】このような構成とすれば、冷媒供給管１４
内で気化したヘリウムを小孔２７から電流リード側気相
部２１に排出する他、小孔２７から排出仕切れなかった
ガスヘリウムが冷媒供給管１４から液体ヘリウム２内に
排出された場合でも、冷媒供給管１４の配設される位置
より外径側に気泡が廻り込むことがなく、ヘリウムの撹
拌量を最小限に抑えることができる。
内で気化したヘリウムを小孔２７から電流リード側気相
部２１に排出する他、小孔２７から排出仕切れなかった
ガスヘリウムが冷媒供給管１４から液体ヘリウム２内に
排出された場合でも、冷媒供給管１４の配設される位置
より外径側に気泡が廻り込むことがなく、ヘリウムの撹
拌量を最小限に抑えることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、冷媒
供給管内で気化した冷媒を液体冷媒内を通すことなく、
事前に中心孔内の気相部に排出することにより、液体冷
媒の撹拌ロスを低減すると共に、液体冷媒の消費量を低
減し、冷却効率の優れた超電導回転電機の回転子を提供
できる。
供給管内で気化した冷媒を液体冷媒内を通すことなく、
事前に中心孔内の気相部に排出することにより、液体冷
媒の撹拌ロスを低減すると共に、液体冷媒の消費量を低
減し、冷却効率の優れた超電導回転電機の回転子を提供
できる。
【図１】本発明による超電導回転電機の回転子の第１の
実施の形態を示す断面図。
実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明の超電導回転電機の回転子の第２の実施
の形態の要部を示す断面図。
の形態の要部を示す断面図。
【図３】本発明の超電導回転電機の回転子の第３の実施
の形態の要部を示す断面図。
の形態の要部を示す断面図。
【図４】本発明の超電導回転電機の回転子の第４の実施
の形態の要部を示す断面図。
の形態の要部を示す断面図。
【図５】本発明の超電導回転電機の回転子の第５の実施
の形態の要部を示す断面図。
の形態の要部を示す断面図。
【図６】本発明の超電導回転電機の回転子の第６の実施
の形態の要部を示す断面図。
の形態の要部を示す断面図。
【図７】図７に示す冷媒管路のＡ−Ａ線に沿う矢視断面
図。
図。
【図８】本発明の超電導回転電機の回転子の第７の実施
の形態の要部を示す断面図。
の形態の要部を示す断面図。
【図９】従来の超電導回転電機の回転子の要部を示す軸
方向縦断面図。
方向縦断面図。
【図１０】図９の要部を拡大して示す断面図。
１……低温ロータ ２……液体ヘリウム ３……中心孔 ４……超電導界磁コイル ５……トルクチューブ ６……輻射シールド ７……常温ロータ ８……端部軸 ９……集電環 １０……電流リード １１……導体 １２……フレキシブル銅帯 １３……ヘリウム給排装置 １４……冷媒供給管 １５……曲げ部 １６……冷媒排出管 １７……冷媒取入口 １８……排気管 １９……排気管側気相部 ２０……ガスヘリウム ２１……電流リード側気相部 ２２……隔壁 ２３……小孔 ２４……パイプ ２５……供給管内気相部 ２６……大径部 ２７……小孔 ２８……冷媒供給管の折曲部
Claims (8)
- 【請求項１】 軸端部にトルクチューブを介して取付け
られ液体冷媒を蓄える中心孔を有する低温ロータと、こ
の低温ロータに巻装され前記液体冷媒により冷却される
超電導コイルと、前記軸端部より前記低温ロータ内の中
心孔を通して設けられると共に、前記超電導コイルに電
気的に接続され且つ内部に前記液体冷媒が気化した気体
冷媒を流通させることにより冷却される管状の電流リー
ドと、前記軸端部側より前記低温ロータの中心孔内に連
通させて軸方向に設けられ、中心孔内に位置する端部を
外径方向に曲げてその先端の開口部が液体冷媒中に浸漬
する曲げ部を有する冷媒供給管と、前記低温ロータの中
心孔内の冷媒の気相部に開口部を臨ませ、且つ低温ロー
タの中心孔内で気化した冷媒により前記トルクチューブ
を冷却して低温ロータ外部へ排出する排気管とを備えた
超電導回転電機の回転子において、前記電流リードの冷
媒取入口の開口部が位置する電流リード側気相部と前記
排気管の冷媒取入れ口の開口部が位置する排気管側気相
部との間を仕切る隔壁を設け、前記冷媒供給管の途中に
前記冷媒供給管内部と前記電流リード側気相部とを連通
させる経路を設けたことを特徴とする超電導回転電機の
回転子。 - 【請求項２】 請求項１記載の超電導回転電機の回転子
において、冷媒供給管の回転中心軸位置に冷媒供給管内
部と電流リード側気相部とを連通させる小孔を設けたこ
とを特徴とする超電導回転電機の回転子。 - 【請求項３】 請求項１記載の超電導回転電機の回転子
において、冷媒供給管の途中に回転中心軸部分と電流リ
ード側気相部との間を連通させるパイプを取付けたこと
を特徴とする超電導回転電機の回転子。 - 【請求項４】 請求項３記載の超電導回転電機の回転子
において、パイプの断面形状として、流れ抵抗の小さい
流線形としたことを特徴とする超電導回転電機の回転
子。 - 【請求項５】 請求項１記載の超電導回転電機の回転子
において、冷媒供給管を低温ロータの中心孔内で外径方
向に曲げる位置で管径を大きくし、前記冷媒供給管の回
転中心軸位置に冷媒供給管中心部と電流リード側気相部
とを連通させる小孔を設けたことを特徴とする超電導回
転電機の回転子。 - 【請求項６】 請求項１記載の超電導回転電機の回転子
において、冷媒供給管を低温ロータの中心孔内で外径方
向に曲げる位置で管径を大きくし、前記冷媒供給管の回
転軸中心部分と電流リード側気相部とを連通させるパイ
プを前記冷媒供給管の途中に取付けたことを特徴とする
超電導回転電機の回転子。 - 【請求項７】 請求項１記載の超電導回転電機の回転子
において、冷媒供給管を途中から複数本に分岐させ、そ
れぞれの回転中心軸側の側面に冷媒供給管内部と電流リ
ード側気相部との間を連通させる小孔を設けたことを特
徴とする超電導回転電機の回転子。 - 【請求項８】 請求項１記載の超電導回転電機の回転子
において、冷媒供給管の端部を外径方向に曲げて液体冷
媒中に浸漬する曲げ部の先端をさらに液体冷媒中にて回
転中心軸に平行になるように曲げたことを特徴とする超
電導回転電機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9083843A JPH10285905A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 超電導回転電機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9083843A JPH10285905A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 超電導回転電機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285905A true JPH10285905A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13813998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9083843A Pending JPH10285905A (ja) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | 超電導回転電機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10285905A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006068040A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導モータの冷却構造 |
| CN117674463A (zh) * | 2023-08-24 | 2024-03-08 | 比亚迪股份有限公司 | 一种初级组件、直线电机、电磁减振器及车辆 |
-
1997
- 1997-04-02 JP JP9083843A patent/JPH10285905A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006068040A1 (ja) * | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導モータの冷却構造 |
| US7667358B2 (en) | 2004-12-24 | 2010-02-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Cooling structure of superconducting motor |
| CN117674463A (zh) * | 2023-08-24 | 2024-03-08 | 比亚迪股份有限公司 | 一种初级组件、直线电机、电磁减振器及车辆 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100201126A1 (en) | Turbo generator and fuel cell system having the same | |
| US10931171B2 (en) | Method and apparatus for cooling a rotor assembly | |
| US7312544B2 (en) | Fluid transfer device and method for conveying fluid to a rotating member | |
| JP3538947B2 (ja) | モータの冷却装置 | |
| JPH10285905A (ja) | 超電導回転電機の回転子 | |
| CN209963910U (zh) | 一种电机定子及具有其的电机 | |
| JP2638658B2 (ja) | 超電導回転電機 | |
| JPH09233768A (ja) | 固定子の冷却装置 | |
| JP2005204492A (ja) | 超電導モータ装置 | |
| JP2644763B2 (ja) | 超電導回転機 | |
| JP2675030B2 (ja) | 超電導回転子 | |
| JPH10215561A (ja) | 超電導回転電機の回転子 | |
| CN217508444U (zh) | 一种电机的定子转子液冷装置 | |
| JPH01157261A (ja) | 超電導回転子 | |
| JPS5972958A (ja) | 超電導回転電機 | |
| US4368397A (en) | Arrangement for deep cooling a field winding in the rotor of an electric machine | |
| JPS5976147A (ja) | 超電導回転電機 | |
| JPH0446070B2 (ja) | ||
| JPH022385B2 (ja) | ||
| JP2024531485A (ja) | 超電導風力発電機用の冷却システム | |
| JPS59123459A (ja) | 超電導回転電機 | |
| JP3300707B2 (ja) | 超電導回転電機の回転子 | |
| JPS626410B2 (ja) | ||
| JPS58107062A (ja) | 超電導回転子 | |
| JPS63299765A (ja) | 超電導回転機 |