JPS5836575B2 - チヨウデンドウカイテンデンキノ カイテンシニタイスル レイバイジユンカンカイロ - Google Patents

チヨウデンドウカイテンデンキノ カイテンシニタイスル レイバイジユンカンカイロ

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JPS5836575B2
JPS5836575B2 JP50106472A JP10647275A JPS5836575B2 JP S5836575 B2 JPS5836575 B2 JP S5836575B2 JP 50106472 A JP50106472 A JP 50106472A JP 10647275 A JP10647275 A JP 10647275A JP S5836575 B2 JPS5836575 B2 JP S5836575B2
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JP
Japan
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refrigerant
rotor
cooling
refrigerator
helium
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JP50106472A
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JPS5155902A (ja
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ベークハウプト エーリツヒ
ラムブレヒト デイートリツヒ
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Kraftwerk Union AG
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Kraftwerk Union AG
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Publication date
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Publication of JPS5155902A publication Critical patent/JPS5155902A/ja
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/193—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil with provision for replenishing the cooling medium; with means for preventing leakage of the cooling medium
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超電導励磁巻線を取囲みダンパ巻線を有する冷
却シールドと、励磁側軸端を取囲む冷媒接続ヘッドとを
有しここのヘッドを介して冷凍機から流出する冷媒を軸
方向の軸孔に供給し、軸を取囲む集合室を介して軸から
再び排出する回転電機の回転子に対する冷媒循環回路に
関する。
かかる冷媒循環回路は西ドイツ特許公開公報第２０２８
１５８号より公知である。
冷媒として使用されるヘリウムはその際回転子の外部で
圧縮機内にて圧縮され、冷凍機内で液化され、更に冷媒
接続ヘッドを介して軸方向軸孔に供給される。
超電導励磁巻線を通流し、冷却した後冷媒は軸を取囲む
冷媒集合室内に再び流出する。
冷媒の一部はその際回転子の内剖で分岐し、励磁巻線を
取囲むケースの冷却のために使われる。
冷却工程の実施の際に生ずる困難は必要な高い冷却出力
と冷凍機と圧縮機との比較的低い効率のために生ずる。
更にまた回転する回転軸へのヘリウムの給排及び回転子
の内部に多数のヘリウム給排溝を配置し構成することは
著しく困難とし、密封の問題な生ぜしめる。
本発明は一方では励磁巻線とこの巻線を被覆し、ダンパ
巻線を有する冷却シールドとを最適に冷却し、冷却工程
の効率を高めうる冷媒循環回路を提供するという課題に
基いている。
この課題の解決のために本発明によれば半径方向からみ
て内方に位置する励磁巻線と半径方向からみて外方に位
置する冷却シールドとの冷却溝が直列に接続され、同じ
冷媒により順次通流されることが提案される。
その際冷媒の案内によってかなりの固有輸送圧が発生し
、その結果機械の回転子は冷媒接続ヘッドを介して接続
した冷凍機の冷却ガス圧縮機を構成しうる。
冷媒のかかる案内と、冷媒循環回路のかかる構成とによ
って、さもなげればヘリウムを約２０バールの圧縮圧に
もたらすために必要とする全ての圧縮機配管が不要にな
る。
そのために冷却工程の出口温度レベルが８０〜１００Ｋ
で非常に低く維持されうるので、冷却ガス圧縮機として
の回転子によって冷凍機の高い効率とそのために著しい
設備費の低減が達成される。
以下に図に基いて本発明の一実施例を詳細に説明する。
図においてまず外気に対して真空引きされたドラム型回
転子１が線図的に示されている。
この回転子内部に超電導励磁巻線２とこの巻線と同心に
ダンパ巻線を有する冷却シールド３とが配置される。
励磁側の軸端５は冷媒接続ヘッド４によって取囲まれ、
このヘッドを介してヘリウムが回転子軸に供給され、そ
して回転子軸から再び排出される。
その際冷媒は冷凍機６から配管７を介して冷媒供給室８
に入り、ここから回転子軸５の軸方向軸孔９内に至る。
軸端５から半径方向孔１０を介して再び流出し、吸熱し
た冷媒は軸５を取囲む冷媒集合室１１内に集合し、配管
１２を介して冷媒機６に供給される。
かかる配置と冷媒の案内によって定格回転数で回転子が
回転する際次の経過と次の如き本質的利点とを持つ冷媒
の循環が生ずる。
冷媒として用いられるヘリウムは例えば約４．２Ｋ、圧
力１．０〜１．１バールで冷凍機６を出て、この状態で
配管７及び冷媒供給室８を介して軸５の軸方向入口溝９
内に達する。
ヘリウムはその場合液状又は僅かに２相状態で超電導巻
線２の接続点１３に供給される。
このヘリウムは超電導巻線２を多数の平行な溝１４で貫
流し、半径方向の接続配管１５を介して冷却シールド３
の冷却溝１６に供給され、その際この冷却シールド３は
励磁巻線２と冷却技術的に直列に接続される。
ヘリウムは冷却シールド３の冷却溝１６内に入る場合接
続部１７で温度は約５Ｋ，圧力は回転子の回転と冷却シ
ールドの半径方向位置のために約２３バールになる。
冷却シールド３の冷却溝１６内ではヘリウムは完全にガ
ス状態に移行する。
この相変化は外方から熱配管を通して侵入した熱のため
の高い冷却能力によって行われる。
冷却シールド３の端部出口部１８においてはヘリウム温
度は約８０〜１００Ｋであり、ヘリウム圧は冷却溝１６
内の流動抵抗のために約２１バールに降下している。
配管１９を介してヘリウムガスは軸方向軸孔９を取りま
く排出口２０に達する。
接続部１７における状態と比べてガスの低密度のために
配管１９内に半径方向に戻る場合僅かの回転排圧しか生
じない。
ガスのγ効果及び幾伺学的回転子形状によっても影響さ
れて、回転子出口１０において温度約８０〜ＩＯＯＫの
温度で約２０バールの回転子の固有輸送圧が冷凍機に対
して与えられる。
この輸送圧は本質的には冷却シールド３０半径方向位置
、換言すれば、出口部と出口点１０の半径方向間隔、入
口部１７と入口点８との半径方向間隔及びこれらの両位
置間のヘリウムの比重量の差によって定まる。
回転する回転子のこの固有輸送作用によって冷凍機に対
する特別な圧縮機は不要になる。
なぜなら必要な圧縮圧は回転子の回転だけで生じるから
でありそれによって著しい節約と付加的に良好な工程効
率が得られる。
冷媒供給室８内においてはごく僅かの予圧しか生じない
が、冷媒集合室１１内のガス圧はいちじるしく高い。
この圧力に抗して両側で密封すべきである。
この理由からこの場合非接触で摩耗しない液体パッキン
２１を冷媒集合室１１０両側に配置するとよい。
その場合パッキン材として圧油又はヘリウムに適した特
別な液体が考慮される。
本発明による冷媒循環回路の機能的説明は運転状態にし
か及んでいない。
即ち、その際回転子出口において利用される輸送圧はヘ
リウムの集合状態に依存する。
かかる発電機の静止からの始動はそれ故図に線図的に示
されたヘリウム断熱容器２２によって可能であり、この
容器２２は始動前に既に液体ヘリウムで充たされている
。
【図面の簡単な説明】
図は本発明装置の一例断面略図を示す。 図において、２は超電導励磁巻線、３はダンパ巻線を有
する冷却シールド、４は冷媒接続ヘッド、５は回転子軸
、６は冷凍機、１４．１６は冷却溝を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 回転子の内径側に位置された超電導励磁巻線とこの
    巻線を取り囲み回転子の外径側に位置された冷却シール
    ドと回転子の軸端を取り囲む冷媒接続ヘッドとを有し、
    このヘッドを介して冷凍機から液体冷媒を軸方向軸孔に
    供給し軸を取り囲む集合室からガス冷媒を冷凍機に返送
    するものにおいて、超電導励磁巻線の冷媒通路と冷却シ
    ールドの冷媒通路とが直列に接続されて順次同じ冷媒が
    通流するようにされ、この冷媒は超電導励磁巻線の冷媒
    通路内ではほぼ液体状態に保たれ冷却シールドの冷媒通
    路内でガス状態に移行するようにされたことを特徴とす
    る超電導回転電機の回転子に対する冷媒循環回路。
JP50106472A 1974-09-04 1975-09-02 チヨウデンドウカイテンデンキノ カイテンシニタイスル レイバイジユンカンカイロ Expired JPS5836575B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2442277A DE2442277A1 (de) 1974-09-04 1974-09-04 Kuehlmittelkreislauf fuer den laeufer einer elektrischen maschine mit supraleitender erregerwicklung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5155902A JPS5155902A (ja) 1976-05-17
JPS5836575B2 true JPS5836575B2 (ja) 1983-08-10

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ID=5924819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50106472A Expired JPS5836575B2 (ja) 1974-09-04 1975-09-02 チヨウデンドウカイテンデンキノ カイテンシニタイスル レイバイジユンカンカイロ

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JP (1) JPS5836575B2 (ja)
CH (1) CH597711A5 (ja)
DE (1) DE2442277A1 (ja)
FR (1) FR2284209A1 (ja)
GB (1) GB1480669A (ja)

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Also Published As

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