JPS5855739B2 - 超電導回転子の動的バランス取り方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超電導回転機の回転子、即ち超電導コイルを備
えた回転子の動的バランス（以下単にバランスと称する
）をとる方法に関する。

第１図は一般的な超電導回転子の構造を示す縦断面図で
あり、初めにこの図面を参照し超電導回転子について説
明する。

１，１′は回転子の非駆動側、駆動側に夫々設けられた
軸受部であり、該軸受部１，１′には夫々内端に円板状
フランジ１ａ。

１ａを溶接によって取付け、この円板状フランジｌａ、
ｌａ間に後述の超電導コイル７を支持する内筒３が溶接
される。

内筒３の中央部には環状のコイル支持溝５が形成され夫
々ポール数に応じて図示しないスペーサで軸線に沿って
分割され、この等分されたコイル支持溝５の内部に鞍形
超電導コイル７が収納され、中央部にはトルク伝達用の
ポールピース９が内筒３と一体に形設されている。

コイル押え蓋１１はコイルを固定すると同時に環状のコ
イル支持溝５を閉塞する。

非駆動側軸受部１の軸受内方を通して冷媒供給管路の一
部である冷媒給送パイプ１３が延び、ここから液体ヘリ
ウム等の冷媒はパイプ１５を介してコイル支持溝５内に
送られ、運転中コイル７を４．２°Ｋに冷却する。

内筒３には回転子両端から伝導によって熱がコイルに侵
入することを減少する目的で大概の場合超電導コイル部
で昇温し、まだ低温にあるガスヘリウムによって侵入す
る熱を吸収するように、コイル支持溝５の両側に環状の
冷却溝１７を設けており、この場合、環状の冷却溝１７
はリング状蓋１８により封止され、超電導コイルの部分
で吸熱し、一部がガス化した冷媒は右方の冷却溝１７に
送られ次いで左方の冷却溝１７を介して、パイプ１９に
より冷媒給送パイプ１３の復帰側に戻され、運転中常時
強制循環されるように槽底される。

電機子反作用による交流磁界を打消す作用をすると共に
外方からの輻射熱を吸収する電気良導体である円筒状低
温ダンパーシールド２１が熱良導性のリング状蓋１８を
介して両端部で内筒３に固定される。

さらに常温ダンパーシールドとしての外筒２３が設けら
れ、液体ヘリウム冷媒を供給する前に外筒２３と内筒３
との間及び内筒３の内方は高度の真空度の真空層を形成
されている。

従来、このような超電導回転子のバランス取りは、回転
子の非駆動側と駆動側の軸受部を夫々バランサのローラ
で支持し回転子をローラにより回転させ、この支持部に
おける回転子の半径方向のふれがなくなるように、Ｓで
示すように当該軸受部又はそれに隣接した位置において
偏心量と対抗する位置につり合重り即ちバランスウェイ
トをとり付けることにより行われていた。

しかしながらこのように軸受部又はそれに隣接した位置
においてバランスをとると、例えば図示のように回転子
の中央において２Ｒの遠心力を生せしめるような偏心量
がある場合、夫々の軸受部近傍で前記偏心量と対抗する
位置に各々Ｒの遠心力が作用するようなバランスウェイ
トをつけることになる。

かかるバランス取り方法においては回転子全体としての
つり合はとれるが軸方向にみて支持点と偏心位置とがず
れるため回転子には曲げモーメントが働くことになる。

特に内筒３は超電導コイル７を取付けるため偏心量を生
ずる可能性が大きく、ざらに内筒はコイルへの熱の伝導
が極力小さくするため肉薄となっているため、曲げモー
メントが作用すると振動により破壊のおそれがある。

本発明は上述のような曲げモーメントが内筒に生ずるこ
とを有効に防止できるバランス取りの方法を提供するも
のである。

第２図は低温ダンパーシールド２１及び常温ダンパーシ
ールドとしての外筒２３をまだ取付けていない状態の回
転子を示す。

本発明においてはこの状態において、まづ、超電導コイ
ル７を取付けた状態の内筒のバランスがとられる。

バランスウェイトを取付けるバランスとり位置としては
Ｓｌで示されるようにコイル７の両側でそれに隣接した
位置を選ぶ。

リング状蓋１８は取付前でも取付後でもよい。

超電導コイル７を内筒３に取付けかつその周りに密封さ
れた空間を作るためには、図示以外の種々の構成とする
ことができるが、いずれの場合においても支持点は軸受
部１，１′であるがバランスウェイトを溶接する位置は
超電導コイルの支持溝５の両側に近接した部分とし、換
言すればこの部分でバランスをとり、超電導コイル取付
に併う偏心量を対抗するバランスウェイトによりなくす
るものである。

さらに、低温ダンパーシールド２１を内筒３を取囲むよ
うに固着した後に、第３図に８２で示す位置にバランス
ウェイトを取付けることにより低温ダンパーシールド２
１の両端部においてバランスをとる。

この場合、予め、低温ダンパーシールド２１を単体でバ
ランスとりをしてから内筒３に固着すれば内筒の曲げモ
ーメント発生を防止する効果はさらに高まる。

上述の如くバランスをとられた後常温ダンパーシールド
としての外筒２３が回転子の非駆動側軸受部１と駆動側
軸受部１′に固定された円板状フランジＩｂ、ｌｂに固
定されその後内外筒間が真空にされて回転子が完成する
。

完成した回転子は従来行われているのと同様にして両軸
受部１，１′あるいはそれに隣接した部分においてバラ
ンスがとられる。

以上の説明から明らかなように、本発明の方法によって
バランスをとられた回転子は、遠心力の不つり合によっ
て内筒に曲げモーメントが働く傾向が非常に小さく、そ
の為に生じる複雑な振動によって内筒破壊の危険性が解
消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な超電導回転子の内部構造を示す断面図
、第２図は本発明によるバランスとり方法の１つの工程
中にある回転子の断面図、第３図は本発明による他の工
程を示す回転子の断面図である。 ３・・・・・・内筒、７・・・・・・超電導コイル、９
・・・・・・ポールピース、１３・・・・・・冷媒給送
パイプ、１５．１９・・・・・・パイプ、２１・・・・
・・低温ダンパーシールド、２３・・・・・・常温ダン
パーシールドとしての外筒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中央部に超電導コイルを支持する内筒と、この内筒
   の外方を取囲む円筒状低温ダンパーシールドと、これら
   のさらに外方を取囲む常温ダンパーシールドとしての外
   筒とを備え前記内筒の両端をそれぞれ薄肉として非駆動
   側および駆動側軸受部の円板状フランジに固着してなる
   超電導回転機用回転子の動的バランス取り方法において
   、前記外筒および低温ダンパーシールドを取外した状態
   で前記内筒を超電導コイル支持部の両側部近傍にバラン
   スウェイトを取付けてバランス取りし、ついで内筒を取
   囲むように前記円筒状低温ダンパーシールドを固着した
   のち当該円筒状低温ダンパーシールドの両端部近傍にて
   バランスウェイトによりバランス取りし、その後前記外
   筒を取付けて外筒両端部近傍にてバランスウェイトによ
   り最終バランス取りを行うことを特徴とする超電導回転
   子の動的バランス取り方法。