JPS58116041A - 超電導回転子 - Google Patents

超電導回転子

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JPS58116041A
JPS58116041A JP56214915A JP21491581A JPS58116041A JP S58116041 A JPS58116041 A JP S58116041A JP 56214915 A JP56214915 A JP 56214915A JP 21491581 A JP21491581 A JP 21491581A JP S58116041 A JPS58116041 A JP S58116041A
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rotor
pipe
chamber
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liquid refrigerant
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JP56214915A
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Mikio Kumagai
熊谷 幹夫
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K55/00Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
    • H02K55/02Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
    • H02K55/04Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は超電導回転子にか\わり、特に冷媒ガス循環系
の改嵐に関するものである。
発明の接衝的背景 周知のように超電導回転子は効率向上、小型軽量化が可
能である九めにモータや発電機に用いられる。
その特徴は回転子巻線が極低温に保たれ、これによって
電気抵抗が零の状態になることである。
ところで、極低温に保持する次めには種々の機能が要求
される。
まず第1図により従来の超電導回転子の概要【説明する
。図においてlは回転子巻線であり、この回転子巻線1
は筒状のトルクチューブ容器2に納められている。この
トルクチューブ容器2における回転子巻線1の収納部は
仕切壁2aにより気密構造に形成されており、紋収納部
の回転子巻線1配設位置の内側には隔壁4が形成されて
いる。この隔壁4には孔4aが複数個穿設されている。
前記トルクチューブ容器2は前記仕切壁2aが設けられ
ている結果、その両端側はスリーブ状のそで部2bとな
っており、この両そで部2b側には回転子軸となる継ぎ
シャフト3&。
Jbが設けられている。そして、継ぎシャフト31はそ
で部2bに端面1m合させて固定され、tたそで部2に
’側は例えばベローズの如きフレキシブル接続体5【介
して継ぎシャット2b’端面に接合させる。
更に継ぎシャツ)Jb、jb’間には筒状の外筒−が嵌
合接続され、外筒6内の空間部に前記トルクチューブ容
器2が納められた状態となっている。また、トルクチュ
ーブ容器2の外側には内鍔を両端に突設して成る筒状の
熱輻射シールド1が嵌合されていて、これにより熱輻射
シールドVの表面により外来の熱【反射し、ま間に形成
される空間により熱伝導を抑制して断熱構造【形成して
いる。
ま几、継ぎνヤフ)Jbにはその細心に両端面に通ずる
貫通孔3cが形成されており、この貫通孔je1に通し
てトルクチューブ容器2のそでWl、zb’側より仕切
壁を貫通させ、トルクチューブ容器2内部に至る二重管
構造の液体冷媒供給パイプ8が配管しである。ま九、ト
ルクチューブ容器2の前記両仕切壁にはそれぞれ気化し
た冷媒の排出用のパイプ9,1oが接続されている。そ
して、各々のパイプ9,1oはそで部zb、zb’内壁
面に沿って螺旋状に配管され次後、前記継ぎシャツ)J
bの貫通孔Jei介して機外に導出される。
このような構成の従来の超電導回転子は継ぎシャフト3
&、jbJi軸受により保持して回転させるが、回転子
巻線1【極低温に保っ^め、液体冷媒供給パイプ8に介
して機外より例えば液体ヘリウムなどの如き冷媒11を
トルクチューブ容器2内に送る。
この冷媒は回転子が回転することにより、その遠心力に
よりトルクデユープ容器2の室内隔maにはり付くよう
な形となり、この隔壁4に形成された孔41L’i通っ
て冷媒11は回転子巻線1に浸透し、回転子巻線1の熱
【奪って極低温に冷却する。
冷媒11は熱を奪うことにより気化するが、この気化に
より生じた蒸気はパイプ9 、101i介して機外に導
出され、冷却液化された後、再び液体冷媒供給パイプ8
を介してトルクチューブ容器z内に送り込む。前記気化
による蒸気はバイツク。10t−通る間にこのパイプ9
,10に接しているトルクチューブ容器2のそで部jb
、Jb’t−冷却し、この部分よりトルクチューブ容器
2に外部から01#4が伝導するのt防ぐ。tx外筒I
内は真空に保たれて断熱化されており、トルクチューブ
容器2の温度上昇【抑えている。また、トルクチューブ
容lI2の外周に設けた熱輻射シールドrは外部からの
輻射熱【しゃ断し、トルクチューブ容器2内の液体冷媒
J1の蒸発量【抑える。また、外筒6は回転子内部の断
熱用真空室部分の真空保持用の他、更に、ダンパーとし
ての作用も有する。
このように液体冷媒により回転子巻線ikm接的に冷却
し、極低温に保って電力損失を抑える。
背景技術の問題点 ところで、上述の如き構造の超電導回転子は液体冷媒供
給パイプや冷媒蒸気排出用のパイプ弊配管の数が多く、
特にこれらのパイプが電力の継ぎシャフトより、その中
心に設けた孔を通して配設されるために狭い孔内に多数
のパイプを配設しなければならず、その配設位置や配管
時の作業性に問題があった。
また、従来装置において外筒6内は真空憲にしてあり、
この真空室は外筒6と継1シャフト3% 、Jbにより
気密構造として真空【保つようにしである。そして、液
体冷媒供給パイプ8も熱吸収【防ぐために二重管構造と
して真空層【設けており、気密構造や真空引きすべき箇
所が多数にわたる構成では作業をい友ずらに繁雑にする
ばかりでなく、信頼性tも下げることになる。
発明の目的 本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、構造を簡略
化し、継ぎシャフトの貫通孔内の配管数と回転子内部の
気密箇所を少なくシ、且つ作業性の^いところで真空引
きを図ることができるようにして作業性と信頼性の向上
を図った超電導回転子【提供すること【目的とするO発
明O概畳 即ち、本発明は上記目的を達成するために真空室【形成
した回転子の該真空富内に回転子巻締を収納する気密構
造の収納室を有する筒状の容sr回転子の軸線に沿って
配設すると共に前記収納室にはその室内に連通す、ゐ二
重管構造の液体冷媒供給パイプ及び前記容器内壁【冷却
するように壁面に沿って敷設された前記収納室内の気化
冷媒導出用の複数の排出/(イブを接続し、これらバイ
ブ10記回転子にその軸線に沿って設は次頁通孔を通し
て外部に導出し、外部より冷媒の給排【行って前記収納
室内の回転子巻線の冷却【行うようにし次層電導回転子
において、前記回転子内に前記排出パイプを集合接続す
るヘッダーを設け、また、前記貫通孔にはこのヘッダー
に接続される主パイプを設け、また、前記液体冷媒供給
パイプはこの主パイプ内を経て前記収納室に接続すると
共に液体冷媒供給パイプの外管内は前記真空室に連通さ
せる構造とし、真空引きtこの外管を利用して一度に行
うことができるようにして組み立て作業を容易とし、ま
た貫通孔を通すパイプは主パイプと液体冷媒供給パイプ
のみとすることにより貫通孔が狭くとも済むようにし、
更に真空化すべき部分1一体化することにより気密構造
の信頼性を高めるようにするものである。
発明の実施例 以下、本発明の一実施例について第2図〜第4図を参照
しながら説明する。
第2因は本装置の正面断面図、第3図は要部断面図、第
4図は貫通)(イブ部分の拡大断面図である。図におい
て、21は固定子巻線、221iトルクチユーブ容器で
あり、このトルクチューブ容器22は筒状を成し且つ中
央部は軸に直角な方向に仕切@zx*、xxbにより仕
切られていて、この仕切られて形成され九部分1ま固定
子巻線zzvc収納する収納室23となってb)る。
そして、この収納室23は気密構造となって(0る。こ
の収納′1M23の内周面側には前記固定子巻線21が
設けられている。収納室230両側はスリーブ状のそで
部22a、224となっており、このそで部211c、
22dの端面にそれぞれ端面t−!iLで継ぎシャフト
24*、24bが接合されている。そして、トルクチュ
ーブ容量22【囲んで筒状の外筒25を設け、この外筒
25の両端部【それぞれ前記継ぎシャフト24&、1!
4bの端部に接合し、外筒25内を気密構造とするO更
にトルクチューブ容@22には前記収納ii j 3 
k覆う位置に筒状の熱輻射シールド、tgt−設けであ
る0 また、前記継ぎシャフトJ4aにはその軸心に沿って貫
通孔24eが形成され、更にこの継ぎシャフト241L
には前記貫通孔24cの前記トルクチューブ容器22@
部分に小室即ちヘッダー・271’(形成しである0そ
して、このヘッダー27に至る継ぎシャフト24&の貫
通孔24cには主パイプ28が貫通孔J4eとの間で二
重管構造となるように接合配設され、またこの主パイプ
28内及び前記へツタ−27會貫通して前記トルクチュ
ーブ容器22の前記収納室23に至る二重管構造の液体
冷媒供給〕くイブ29が主パイプ28と同心的に設けら
れる0 そして、液体冷媒供給パイプ29はその外側の管の前記
へツタ−27の側端tこのヘッダ−27の外壁面に可撓
継手、例えばベローズ30を介して気密に接続される。
これにより、液体冷媒供給パイプ29が冷却されて収縮
し友際、それta収できるotた、前記トルクチューブ
容@22(D前記収納室23會形成している仕切壁22
*、21b間には回転子の軸線を中心とする対称位置に
それぞれ貫通パイプ31a。
jobが接続され、また各仕切壁21m、22bにはそ
れぞれ前記収納室23内の冷媒の気化によるガスを導出
するための排出パイプ32a。
!!、’ 、 J j b 、 job’が接続されて
いる。これらのうち排出パイプsz*、s;t*’はト
ルクチューブ容器22のそで部Jjdの内壁に沿ってそ
れぞれ例えば螺旋状に敷設した後、第4図O如く前記貫
通パイプ31*、31m’f通して前記へツタ−2rに
接続しである。この様子を第3図に示To1次、排出パ
イプ32b。
32b′はトルクチューブ容器2jのそで部22cの内
壁に沿ってそれぞれ例えば螺旋状に敷設した後、前記へ
ツタ−21に接続しである。
前記主パイプ2#はヘッダ−21より冷媒ガスを機外に
導出するためのもので、継ぎシャフト24aに対して断
熱【行う几めに継ぎシャフト24aの内壁面より浮かし
てあり、この空間を保持するために第3図に示すように
主パイプ28の端部にはスペーf33【溶接しである。
本装置においてはこのスペーサ33を溶接後、シャフト
34を継ぎシャフト24mの端面側に接続する構成とし
である。
このような構成の本装置は液体冷媒供給パイプ29より
液体冷媒tトルクチューブ容器22の前記収納!23内
に供給する。
回転子は回転するので、収納l!23内の液体冷媒は3
4で示す如く遠心力の作用により、収納g2sの回転子
巻線21側にはり付くような状態となり、回転子巻線2
11/f冷却する。そして、回転子巻線21の熱を奪う
ことによって気化し、ガス体となるが、この冷媒ガスは
収納室23の内部より排出パイプJJa # Jja’
 。
32 b 、82b”i経てヘッダ−27に至り、この
ヘッダ−27より主パイプ28を通って機外に送り出さ
れ次後、液化され、再び液体冷媒供給パイプ29を通っ
てトルクチューブ容器22内に送り込まれる。
このようにして冷媒は循環され、回転子巻線21は極低
温に保たれることになる。
まり、トルクチューブ容器22は断熱用の熱輻射シール
ド26が設けられて外来の輻射熱をし中断し、tた排出
パイプ3:J*、:1Bg’。
j J b 、 31b’lff通る冷媒ガスによりそ
で部22c、22df冷やすことによりトルクチューブ
容器22の前記収納室23内の液体冷媒の気化を抑える
ようにしている0 ところで、冷却原理としては基本的には従来のものと変
りはないが、本発明装置においては構造を従来のものに
比べ簡単化している0即ち、断熱構造とするために外筒
25内及び液体冷媒供給パイプ29の内管と外管の間は
真空とする必要があるが、本装置では主ノ(イブ28の
先にヘラター21t−設け、この主)(イブ2#及びヘ
ッターzry1貫通させて液体冷媒供給パイプ29【配
設しであるOそして、液体冷媒供給バーブ29の外管は
ベローズset介してヘッダ−21の外壁に接続し、こ
れによって液体冷媒供給パイプ29の外管内側はトルク
チューブ容器22のそで部22c、22d及び外筒25
内と連通構造となる。即ち、七で部22dとは貫通パイ
プ31* 、31 bt−介して連通され、またそで部
22C,2:2dの端面と継ぎシャフト24&、24b
の接合面は気密構造としないことによりそれぞれ連通す
る。更に熱輻射シールド26とトルクチューブ容器22
の接触部も気密構造としなければ熱輻射シールド26内
も連通状態となる。
従って、例えば液体冷媒供給パイプ29の先端よりその
内管と外管の間隙部分に真空ポンプを接続して真空引き
すれば前記そで部22c。
22d及び外筒25内側、熱輻射シールド26内が一度
に真空化できる。そして真空引きが終了し次後は液体冷
媒供給パイプ29の外管と内管の間【スペー935でシ
ールするなどすれば作業は終了し真空引きに要する手間
は大幅に減る0 これにより、真空引きする手間が一度で済む他、トルク
チューブ容@22の収納室23内は真空層で囲まれるこ
とにより断熱効果が良くなる0 更に排出パイプ:12g、32a’、32b。
32b′はへツタ−21に連結され、ヘッダ−27に接
続された主パイプxgy<通して冷媒ガスは排出される
構成であり、また液体冷媒供給パ、イブ29は主パイプ
28とへツタ−xr5買通し主パイプ28に同心状に配
設される構造であるからこの部分の配管構造は極めて簡
単となり狭い貫通孔28【効率的に利用できるようにな
る。
以上の構造とした結果 (1)  へツタ−【設けることにより継ぎシャフトの
貫通孔に敷設されるパイプの本数が大幅に減少するので
この貫通孔の径を小さくすることができシャフト径も小
さくできる。
(2)また配管の作業性も良くなる。
(3)真空室となる部分はすべて連通するので従来のよ
うに分散することによる個々の気密の問題がなくなり、
全体としての気密を保つことができれば良いから結果的
に気密箇所が少なくなり、信頼性が向上する。
(4)  また液体冷媒供給パイプの真空層と本体の真
空室は連通しているので、一箇所で真空引きすれば、真
空化すべき箇所は一度に真空化でき、作業の簡単化を図
ることができる。
(51?:に液体冷媒供給パイプはその内管と外管t−
別体とし、外管の先端のベローズをへツタ−に固定した
後に内管及び外管の間隙より真空引きし、その後に内管
と外管との間をスペーサにて封止することにより二重管
構造とし且つ全体の真空化を図るようにするので、組立
ては作業性の良い状態で行うことができる。
などの利点が得られる。
尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものである。
発明の効果 以上詳述したように本発明は真空室を形成した回転子の
該真空室内に回転子巻線を収納する気密構造の収納室を
有する筒状の容器を回転子の軸心に沿って配設すると共
に前記収納室にはその室内に連通ずる二重管構造の液体
冷媒供給パイプ及び前記容器内11ケ冷却するように壁
面に沿って敷設された前記収納室内の気化冷媒を導出す
る複数の排出パイプ?接続し、これらパイプを前記回転
子にその軸心に沿って設は次頁通孔を通して外部に導出
し、外部より冷媒の給排を行って前記回転子巻線の冷却
を行うようにし次層電導回転子において、前記回転子内
に前記排出パイプを集合接続するヘラターを設け、ま次
、前記貫通孔にはこのヘラターに接続される主パイプを
設け、また前記液体冷媒供給バイ  4プはこの主パイ
プ内を経て前記収納室に接続すると共に液体冷媒供給パ
イプの外管内は前記真空室に連通させるようにしたので
、真空部分はすべて一体となり、従って組み立て完了後
に液体冷媒供給パイプの内、外管の隙間部分より真空引
きし、その後にこの部分をシールすれば一度に真空化で
き、従来のように真空部分の分散による各々の真空引き
と気密化の必要がなく、作業性と信頼性の向上【図るこ
とができる他、回転子内にヘラター?設けて排出パイプ
をこのヘラターに集結させ回転子外にはへツタ−と接続
される主パイプを用いて連絡させると共にこの主パイプ
内に液体冷媒供給パイプを通す構造通孔は狭くとも済み
、従って回転子細径r小さくできるなど高信頼性で作業
効率も高くしかも不動化の可能な超電導回転子を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来構造ヶ示す正面断面図、第2図は本発明の
一実施例を示す正面断面図、第3図はへツタ一部分近傍
の禍造r示す断面内、第4図はトルクチューブ容器の収
納室部分における排出パイプ引出し構造會示す凶である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 真空mk影形成次回転子の骸真空室内に回転子巻線を収
    納する気密構造の収納室【有する筒状の容器【回転子の
    軸線に沿って配設すると共に前記収納室にはその室内に
    連通ずる二重管構造の液体冷媒供給パイプ及び前記容器
    内壁【冷却するようにその壁部に沿って敷設され前記収
    納室内の気化冷媒導出用の複数の、排出パイプ【接続し
    、これらパイプを前記回転子にその軸線に沿って設けた
    孔を通して外部に導出し、外部より冷媒の給排【行って
    前記収納室内の回転子巻線の冷却を行うようにした超電
    導回転子において、前記回転子内に前記排出パイプを集
    合接続するヘラターを設けまた前記孔にはこのヘッダー
    に接続される主パイプを設け、ま九前記液体冷媒供給パ
    イプはこの主パイプ内【経て前記収納11に接続すると
    共に液体冷媒供給パイプの外管内は前記真空室に連通さ
    せる構造とすること【特徴とする超電導回転子0
JP56214915A 1981-12-26 1981-12-26 超電導回転子 Granted JPS58116041A (ja)

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JPH022385B2 JPH022385B2 (ja) 1990-01-17

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04112132A (ja) * 1990-08-31 1992-04-14 Taisho Pharmaceut Co Ltd 物品の搬送用複式昇降バケットコンベアー
JPH0761551A (ja) * 1993-08-30 1995-03-07 Kikusui Seisakusho:Kk 昇降バケットコンベア

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5681077A (en) * 1979-12-04 1981-07-02 Hitachi Ltd Superconductive rotor

Patent Citations (1)

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