JPS58201557A - 超電導回転電機 - Google Patents
超電導回転電機Info
- Publication number
- JPS58201557A JPS58201557A JP57083837A JP8383782A JPS58201557A JP S58201557 A JPS58201557 A JP S58201557A JP 57083837 A JP57083837 A JP 57083837A JP 8383782 A JP8383782 A JP 8383782A JP S58201557 A JPS58201557 A JP S58201557A
- Authority
- JP
- Japan
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- phase refrigerant
- liquid phase
- liquid
- rotor
- gas
- 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.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K55/00—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
- H02K55/02—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
- H02K55/04—Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
-
- 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
- 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。
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〕
本発明は液相冷媒を回転子内部に供給・貯蔵し、内部の
巻線、構造物等を冷却した後、液相冷媒を気相の状態で
回転子外部に排出する構成を有する超電導回転電機の改
良に蘭するものである。
巻線、構造物等を冷却した後、液相冷媒を気相の状態で
回転子外部に排出する構成を有する超電導回転電機の改
良に蘭するものである。
従来の超電導回転電機においては、超電導界磁巻線等を
冷却する目的で、極低温の液相冷媒例えば液体ヘリウム
を回転子内部に供給して冷却するようにしている。また
、このような極低温の液相冷媒を回転子内に供給・貯蔵
して界磁巻線を効率よく冷却するために、従来より回転
子は真空層による断熱層、肉厚の薄い構造物の使用によ
る伝導熱の低減、輻射熱の侵入を防ぐ輻射熱シールド等
の熱対策と共に、液相で供給された冷媒を気相状態にし
て排出し、冷媒の気化熱を利用して冷却効果を向上させ
ること等が行なわれてきている。
冷却する目的で、極低温の液相冷媒例えば液体ヘリウム
を回転子内部に供給して冷却するようにしている。また
、このような極低温の液相冷媒を回転子内に供給・貯蔵
して界磁巻線を効率よく冷却するために、従来より回転
子は真空層による断熱層、肉厚の薄い構造物の使用によ
る伝導熱の低減、輻射熱の侵入を防ぐ輻射熱シールド等
の熱対策と共に、液相で供給された冷媒を気相状態にし
て排出し、冷媒の気化熱を利用して冷却効果を向上させ
ること等が行なわれてきている。
第１図は、この棟の従来の超電導発電機の概略構成を示
すものである。図において、液相冷媒は冷媒給排装置１
の液相冷媒供給管７１より供給路２に送られ、回転子内
に貯蔵される。この貯Ｒされた液相冷媒３は、トルクチ
ューブ４に設けられた通路を介して、超電導界磁巻線５
と貯蔵室の間を自然対流により循濃し界磁巻線５を冷却
する。これによ多温度の上昇した液体冷媒の一部は、回
転子の回転状態では遠心力で円筒状となる冷媒液面より
気化し、その気相冷媒は貯Ｒ富の中心部付近にたまり、
この貯蔵室Ｉ１１面に接ｌｌ１ｔされた配管より熱交換
器６を通してドルクチ、−１４の端部を冷却し、また、
低温シールドｒ、電滝リード８．常温シールド９等をも
冷却し、気相冷媒排気路１ｏを通って、常温で冷媒給排
装置１の気相冷媒排出ｖｔｌｂより排出される。
すものである。図において、液相冷媒は冷媒給排装置１
の液相冷媒供給管７１より供給路２に送られ、回転子内
に貯蔵される。この貯Ｒされた液相冷媒３は、トルクチ
ューブ４に設けられた通路を介して、超電導界磁巻線５
と貯蔵室の間を自然対流により循濃し界磁巻線５を冷却
する。これによ多温度の上昇した液体冷媒の一部は、回
転子の回転状態では遠心力で円筒状となる冷媒液面より
気化し、その気相冷媒は貯Ｒ富の中心部付近にたまり、
この貯蔵室Ｉ１１面に接ｌｌ１ｔされた配管より熱交換
器６を通してドルクチ、−１４の端部を冷却し、また、
低温シールドｒ、電滝リード８．常温シールド９等をも
冷却し、気相冷媒排気路１ｏを通って、常温で冷媒給排
装置１の気相冷媒排出ｖｔｌｂより排出される。
なお、第１図でｌｌは界磁′ｖＩＬｆＬ用集電壌、１２
は外筒、１ｓは磁気シールド鉄心、１４は電機子巻組、
１５は電樒子巻線支持円筒、Ｉ６はシャフト、Ｊ７はフ
レキシブル接続部、１８は真空部である。
は外筒、１ｓは磁気シールド鉄心、１４は電機子巻組、
１５は電樒子巻線支持円筒、Ｉ６はシャフト、Ｊ７はフ
レキシブル接続部、１８は真空部である。
とζろで、上述のような回転子内部で液相冷媒が気相冷
媒に変わる超電導回転電機においては、冷媒が液相と気
相の２相でおるためにいくつかの問題が生じるが、回転
電機の起動・停止にかかわる問題は重要である。
媒に変わる超電導回転電機においては、冷媒が液相と気
相の２相でおるためにいくつかの問題が生じるが、回転
電機の起動・停止にかかわる問題は重要である。
すなわち、回転子内の気相と液相の冷媒が同時に存在す
る空間では、回転子が回転している場合には遠心力によ
り、密度の小さい気相が回転軸からの半径の小さい所に
集まり液相は半径の大きい所に集まる。これに対し、回
転子が停止している場合に上記２相が存在すると、重力
により気相り沿直方向の上方に集ｔ！／液相は同じく下
方に集まるため、液相のある下部に位置する構造物のみ
が充分に冷却される。この結果、上部と下部の構造物の
熱伸縮に差が生じ、回転子の重量バランスが崩れる。ま
た、界磁巻線は冷却の充分な下部のみしか起電導状態と
ならないため、大きな界ｉｔ流は流せない。
る空間では、回転子が回転している場合には遠心力によ
り、密度の小さい気相が回転軸からの半径の小さい所に
集まり液相は半径の大きい所に集まる。これに対し、回
転子が停止している場合に上記２相が存在すると、重力
により気相り沿直方向の上方に集ｔ！／液相は同じく下
方に集まるため、液相のある下部に位置する構造物のみ
が充分に冷却される。この結果、上部と下部の構造物の
熱伸縮に差が生じ、回転子の重量バランスが崩れる。ま
た、界磁巻線は冷却の充分な下部のみしか起電導状態と
ならないため、大きな界ｉｔ流は流せない。
以上のような点から、液相冷媒は回転子が回転している
場合にのみ、回転子内に存在するのが望ましい・しかし
乍ら、回転電機を停止させる場合の回転子内の液相冷媒
の回収には時間がかかり、短時間で回転子の回転を停止
させるのは困難なのか現状である。
場合にのみ、回転子内に存在するのが望ましい・しかし
乍ら、回転電機を停止させる場合の回転子内の液相冷媒
の回収には時間がかかり、短時間で回転子の回転を停止
させるのは困難なのか現状である。
〔楯９Ｉｉの目的〕
本発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、そ
の目的は回転子内部の液相冷媒を短時間で除却して回転
子の回転を短時間で停止さぜることができる超電導回転
電機を提供することに：６る・ 〔発明のＩＩ費〕 上記目的を達成するために本発明では、液相冷媒を液相
冷媒供給管より回転子内部に供給・貯蔵し、内部の巻線
等を冷却した後上記液相冷媒を気相の状態で気相冷媒排
気管よ動画転子外部へ排出するように構成された超電導
回転電機において、 葎） 加熱装置により温ｆｉｌｌ整された気相冷媒を滅
相冷媒供給管から供給する （ｂ） 加熱装置によシ温度調整された気相冷媒を気
相冷媒排気管から供給し、且つ前記液相冷媒供給管から
液相または気相あるいは気液混合状態の冷媒を回収する （ｅ） Ｂ転子内部にヒータを有し、気相冷媒排気管
から気相冷媒を回収すると共に、液相冷媒供給管から液
相または気相あるいは気液混合状態の冷媒を回収する 如く構成し九液相冷媒強制除却装置を備え九ことを％黴
とする。
の目的は回転子内部の液相冷媒を短時間で除却して回転
子の回転を短時間で停止さぜることができる超電導回転
電機を提供することに：６る・ 〔発明のＩＩ費〕 上記目的を達成するために本発明では、液相冷媒を液相
冷媒供給管より回転子内部に供給・貯蔵し、内部の巻線
等を冷却した後上記液相冷媒を気相の状態で気相冷媒排
気管よ動画転子外部へ排出するように構成された超電導
回転電機において、 葎） 加熱装置により温ｆｉｌｌ整された気相冷媒を滅
相冷媒供給管から供給する （ｂ） 加熱装置によシ温度調整された気相冷媒を気
相冷媒排気管から供給し、且つ前記液相冷媒供給管から
液相または気相あるいは気液混合状態の冷媒を回収する （ｅ） Ｂ転子内部にヒータを有し、気相冷媒排気管
から気相冷媒を回収すると共に、液相冷媒供給管から液
相または気相あるいは気液混合状態の冷媒を回収する 如く構成し九液相冷媒強制除却装置を備え九ことを％黴
とする。
以下、本発明を図面に示す実施例について説明する＠
第２図は、本発明の第１の実施例による液相冷媒強制除
却装置の構成を示すものである。図において、超電導回
転電機が通常の運転を行なっている場合は、液相冷媒タ
ンク２ノより液相冷媒が弁ＪＯｔを通り、液相冷媒供給
管１＆を通って冷媒給排装置１へ送られ、また排出され
る気相冷媒は、気相冷Ｓ排気管１ｂを通って、気相冷媒
タンク、冷凍サイクル等３１へ戻る０これに対し、運転
を停止しようとする場合は、弁Ｊｏ＆を閉じて弁５ｏｂ
ｔ開き、気相冷媒タンク２２よ抄加熱装置１Ｌ２ Ｊｔ
通して温度調整された（暖められた）気相冷媒を、液相
冷媒供給管１ａから回転子内部に送如込んで、内部に貿
まり良濠相冷謀の気化を促進させ、気化した気相冷＃＆
を通常運転時と同様にして回収する。
却装置の構成を示すものである。図において、超電導回
転電機が通常の運転を行なっている場合は、液相冷媒タ
ンク２ノより液相冷媒が弁ＪＯｔを通り、液相冷媒供給
管１＆を通って冷媒給排装置１へ送られ、また排出され
る気相冷媒は、気相冷Ｓ排気管１ｂを通って、気相冷媒
タンク、冷凍サイクル等３１へ戻る０これに対し、運転
を停止しようとする場合は、弁Ｊｏ＆を閉じて弁５ｏｂ
ｔ開き、気相冷媒タンク２２よ抄加熱装置１Ｌ２ Ｊｔ
通して温度調整された（暖められた）気相冷媒を、液相
冷媒供給管１ａから回転子内部に送如込んで、内部に貿
まり良濠相冷謀の気化を促進させ、気化した気相冷＃＆
を通常運転時と同様にして回収する。
すなわち、本装置は加熱装置２３により温度間１１され
大気相冷媒を液相冷媒供給管１ａから供給する如く構成
した賜のである。
大気相冷媒を液相冷媒供給管１ａから供給する如く構成
した賜のである。
次に、第３図は本発明の第２の実施例による液相冷媒強
制除却装置の構成を示すものである。
制除却装置の構成を示すものである。
１１において、通常運転時は前述した第１の実施例と同
様で参る。これに対し、運転を停止しようとする場合は
、弁８０＊および弁３０ｃを閉じて、弁ｓｏｂおよび弁
８０ｄを開き、冷媒の流れが逆になるような形とする。
様で参る。これに対し、運転を停止しようとする場合は
、弁８０＊および弁３０ｃを閉じて、弁ｓｏｂおよび弁
８０ｄを開き、冷媒の流れが逆になるような形とする。
すなわち、気相冷媒タンク１２より加熱装置２３を通し
て暖められた気相冷Ｓｔ、逆に気相冷媒排出管１ｂから
回転子内に押し込み、その内部を暖めて液相を気化させ
ると同時に、内部の気相圧力を高めて液相冷媒を第１図
の液相冷媒供給路２に押し戻し、液相冷媒供給管ＩＩＬ
より回収する。この回収し九冷廐は気相液相混合状態で
あるため、気液分離器２４で気相と液相に分離して液相
は液相夕／り２１に戻し、気相は気相タンク、冷凍サイ
クル等Ｓ１へ戻す・ すなわち、本装置は加熱装置２Ｓにより温度調整された
気相冷媒を気相冷媒排気管１ｂから供給し、且つ液相冷
媒供給管１ａから液相または気相あるいは気液混合状態
の冷媒を回収する如く構成したものでおる。この第２の
実施例では、上記第１の実施例のような気化の促進効果
と共に、冷媒を液相状態で回収して回収時間の短縮と液
相冷媒の節約Ｏ効果が得られるものでめるＯ 次に、第４図は本発明の第３の実施例による液相冷媒強
制除却装置の構成を示すものである。
て暖められた気相冷Ｓｔ、逆に気相冷媒排出管１ｂから
回転子内に押し込み、その内部を暖めて液相を気化させ
ると同時に、内部の気相圧力を高めて液相冷媒を第１図
の液相冷媒供給路２に押し戻し、液相冷媒供給管ＩＩＬ
より回収する。この回収し九冷廐は気相液相混合状態で
あるため、気液分離器２４で気相と液相に分離して液相
は液相夕／り２１に戻し、気相は気相タンク、冷凍サイ
クル等Ｓ１へ戻す・ すなわち、本装置は加熱装置２Ｓにより温度調整された
気相冷媒を気相冷媒排気管１ｂから供給し、且つ液相冷
媒供給管１ａから液相または気相あるいは気液混合状態
の冷媒を回収する如く構成したものでおる。この第２の
実施例では、上記第１の実施例のような気化の促進効果
と共に、冷媒を液相状態で回収して回収時間の短縮と液
相冷媒の節約Ｏ効果が得られるものでめるＯ 次に、第４図は本発明の第３の実施例による液相冷媒強
制除却装置の構成を示すものである。
図において、通常運転時は前述の２つの実施例と同様で
ある。この場合、弁３ｏａｄ開、弁ＳＯａは閉となる。
ある。この場合、弁３ｏａｄ開、弁ＳＯａは閉となる。
これに対し、運転を停止しようとする場合は、弁３０ｍ
は閉、弁ＳＯａを開とじ一回転子内部に設けた図示しな
いヒータに通電して液相冷媒を加熱して気化を促進させ
ると共に、内部圧力を高めて第２０実施例と同様にして
液相冷媒供給管１ａよシ液相冷媒を回収すると同時に、
気相冷蟲を気相？ｖｉｌ排気管１ｂより回収する。
は閉、弁ＳＯａを開とじ一回転子内部に設けた図示しな
いヒータに通電して液相冷媒を加熱して気化を促進させ
ると共に、内部圧力を高めて第２０実施例と同様にして
液相冷媒供給管１ａよシ液相冷媒を回収すると同時に、
気相冷蟲を気相？ｖｉｌ排気管１ｂより回収する。
すなわち、本装置は回転子内部にヒータを有し、気相冷
媒排気管１ｂから気相冷媒を回収すると共に、滅相冷媒
供給管Ｊａから液相または気相あるいは気液混合状態の
冷ＩＩ＆を回収する如く榔成しえものである。こＯ第３
の実施例では、上記第２０＊施例と同様の効果が得られ
ること紘もち、ろんＯこと、気相冷媒排気管１ｂに続く
部分が簡単な構成となる。
媒排気管１ｂから気相冷媒を回収すると共に、滅相冷媒
供給管Ｊａから液相または気相あるいは気液混合状態の
冷ＩＩ＆を回収する如く榔成しえものである。こＯ第３
の実施例では、上記第２０＊施例と同様の効果が得られ
ること紘もち、ろんＯこと、気相冷媒排気管１ｂに続く
部分が簡単な構成となる。
冑、上記＃Ｉ２．第３の実施例において、内部圧力によ
って液相冷媒が、液相冷媒供給管１ａよ）押し展される
効果が小さい時は、弁３０ｄと気液分Ｓ器２４の間等に
ポンプを設けるようにすればよい。
って液相冷媒が、液相冷媒供給管１ａよ）押し展される
効果が小さい時は、弁３０ｄと気液分Ｓ器２４の間等に
ポンプを設けるようにすればよい。
その他、本発明は上述した実施例に限定される４０では
なく、その要旨を変更しない範囲で、種々に変形して実
施することができるものである。
なく、その要旨を変更しない範囲で、種々に変形して実
施することができるものである。
以上説明したように本発明によれば、液相冷媒の強制除
却装置を備えるようにしたので、回転子内部の液相冷媒
を短時間で除却して、回転子の回転を短時間で停止させ
ることができる極めて信頼性の高い超電導回転電機が提
供できる。
却装置を備えるようにしたので、回転子内部の液相冷媒
を短時間で除却して、回転子の回転を短時間で停止させ
ることができる極めて信頼性の高い超電導回転電機が提
供できる。
実施例を示す構成図である。
１・・・冷媒給排装置、Ｊａ・・・液相冷媒供給管、Ｊ
ｂ・・・気相冷媒排気管、２１・・・液相冷媒タンク、
２２・・・気相冷媒タンク、２Ｓ・・・加熱装置、２４
・・・気液分ｌｌ！器、３０鳳〜ｓｏｄ・・・弁、３ノ
・・・気相冷媒タンクまたは冷凍サイクル。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ３ ２５０− 第２図 第３図 ￥Ｓ４図
ｂ・・・気相冷媒排気管、２１・・・液相冷媒タンク、
２２・・・気相冷媒タンク、２Ｓ・・・加熱装置、２４
・・・気液分ｌｌ！器、３０鳳〜ｓｏｄ・・・弁、３ノ
・・・気相冷媒タンクまたは冷凍サイクル。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ３ ２５０− 第２図 第３図 ￥Ｓ４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 液相冷媒を液相冷媒供給管より回転子内部に
供給・貯蔵し、内部の巻線等を冷却した後前記液相冷媒
を気相の状態で気相冷媒排気管よ９回転子外部へ排出す
るように構成された超電導回転電機において、加熱装置
により温度調整され九気相冷媒を前記液相冷媒供給管か
ら、供給する如く構成した液相冷媒強制除却装置を備え
たことを％徴とする超電導回転電機・（２）液相冷媒を
液相冷媒供給管より回転子内部に供給・貯蔵し、内部の
巻線等を冷却した後前記液相冷媒を気相の状態で気相冷
媒排気管より回転子外部へ排出するように構成された超
電導回転電機において、加熱装置によシ温度調整された
気相冷媒を前記気相冷媒排気管から供給し、且つ前記液
相冷媒供給管から液相ま九は気相あるいは気液混合状態
の冷＃＆を回収する如く構成し九液相冷媒強制除却装置
を備えたことを特徴とする超電導回転電機。 （３） 液相冷ｍを液相冷媒供給管より回転子内部に
供給・貯蔵し、内部の巻線等を冷却した後前記液相冷媒
を気相の状態で気相冷媒排気管よ９回転子外部へ排出す
るように構成されｆＣ１ｌ！Ｉｉ電導回転電機において
、前記回転子内部にヒータを有し、前記気相冷媒排気管
から気相冷媒を回収すると共に、前記液相冷媒供給管か
ら液相ま九は気相あるいは気液混合状態の冷媒を回収す
る如く構成し九液相冷媒強制除却装置ｔ−ｉえたことを
特徴とする超電導回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083837A JPS58201557A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 超電導回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57083837A JPS58201557A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 超電導回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58201557A true JPS58201557A (ja) | 1983-11-24 |
| JPH0515147B2 JPH0515147B2 (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=13813811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57083837A Granted JPS58201557A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 超電導回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58201557A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129411A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-06 | Hitachi Ltd | Rotor of superconductive revolving armature |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57083837A patent/JPS58201557A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129411A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-06 | Hitachi Ltd | Rotor of superconductive revolving armature |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0515147B2 (ja) | 1993-02-26 |
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