JPS5972958A - 超電導回転電機 - Google Patents
超電導回転電機Info
- Publication number
- JPS5972958A JPS5972958A JP57182166A JP18216682A JPS5972958A JP S5972958 A JPS5972958 A JP S5972958A JP 57182166 A JP57182166 A JP 57182166A JP 18216682 A JP18216682 A JP 18216682A JP S5972958 A JPS5972958 A JP S5972958A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- supply pipe
- tube
- stationary
- rotating
- electric machine
- 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
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Classifications
-
- 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〕
本発明は回転子へ冷媒を供給する静止供給管を改良した
超電導回転電機に関する。
超電導回転電機に関する。
タービン発電機のような大容量回転電機は、全体寸法の
小形化と重量低減及び回転子の界磁抵抗損を零にするた
め、超電導界磁コイルを用いた超電導回転電機にするこ
とが行なわれ始めた。界磁コイルは超電導状態を保つた
めに極低温４．２〜５．２°Ｋに冷却する必要があるの
で、通常冷媒として液体ヘリウムを回転子内部に供給し
ている。液体ヘリウムは通常反睨動機側の軸端中心部か
ら強制的に供給する。静止側から回転子内への供給部が
唯一の外部との取合部となり、液体ヘリウムの蒸発によ
る消費が多いところである。それ故、供給部のヘリウム
消費量を減少することは、全液体ヘリウム供給量を減少
させ、ひいては冷凍装置の小形化が可能となるものでお
る。
小形化と重量低減及び回転子の界磁抵抗損を零にするた
め、超電導界磁コイルを用いた超電導回転電機にするこ
とが行なわれ始めた。界磁コイルは超電導状態を保つた
めに極低温４．２〜５．２°Ｋに冷却する必要があるの
で、通常冷媒として液体ヘリウムを回転子内部に供給し
ている。液体ヘリウムは通常反睨動機側の軸端中心部か
ら強制的に供給する。静止側から回転子内への供給部が
唯一の外部との取合部となり、液体ヘリウムの蒸発によ
る消費が多いところである。それ故、供給部のヘリウム
消費量を減少することは、全液体ヘリウム供給量を減少
させ、ひいては冷凍装置の小形化が可能となるものでお
る。
この供給部からの液体ヘリウムの蒸発消費量の減少は、
回転供給管内に挿入される静止供給１奢長くすることと
、両者間のギャップを出来るだけ小さくすることが有効
である。従って、静止供給管の回転供給管内の挿入部を
長くし、そのギャップを小さくする努力が払われている
が、そうするど静止供給管の曲げ剛性が低下して、回転
供給管の内面と接触し、異常振動や、摩擦損による局部
加熱発生等の恐れが生ずる。
回転供給管内に挿入される静止供給１奢長くすることと
、両者間のギャップを出来るだけ小さくすることが有効
である。従って、静止供給管の回転供給管内の挿入部を
長くし、そのギャップを小さくする努力が払われている
が、そうするど静止供給管の曲げ剛性が低下して、回転
供給管の内面と接触し、異常振動や、摩擦損による局部
加熱発生等の恐れが生ずる。
又、静止供給管から回転供給管に比較的高速で液体ヘリ
ウムが注入された際、その部分で突如として液体ヘリウ
ムに回転力が与えられ、いわゆる乱流となり、流体損失
が大きくて液体ヘリウムの蒸発量を多くしていた。
ウムが注入された際、その部分で突如として液体ヘリウ
ムに回転力が与えられ、いわゆる乱流となり、流体損失
が大きくて液体ヘリウムの蒸発量を多くしていた。
本発明は静止供給管の剛性を大にし、回転供給管の中へ
長く挿入して、しかもそのギャップを小さくしても、両
者が接触することがないようにすると共に、液体冷媒を
静止供給管内で回転方向に回転する流れにして、回転供
給管への流入時の流体損失を少なくするようにした冷媒
供給装置を備えた超電導回転電機を提供することを目的
とする。
長く挿入して、しかもそのギャップを小さくしても、両
者が接触することがないようにすると共に、液体冷媒を
静止供給管内で回転方向に回転する流れにして、回転供
給管への流入時の流体損失を少なくするようにした冷媒
供給装置を備えた超電導回転電機を提供することを目的
とする。
〔発明の概要〕
本発明においては、超電導巻線を有する回転子の軸端部
から前記超電導巻線に液体冷媒を供給する軸方向の回転
供給管を設け、この回転供給管のを遊挿した冷媒供給装
置を備えた超電導回転電機において、静止供給管の内部
にその静止供給管の長手方向に渡シ回転子の回転方向に
向って捩れた補強仕切板を一体に設けることにょ）、静
止供給管の剛性を大にしながら静止供給管内で液体冷媒
を回転子の回転方向に回転する回転流として回転供給管
に流入させ、流体損失を減少させるものである。
から前記超電導巻線に液体冷媒を供給する軸方向の回転
供給管を設け、この回転供給管のを遊挿した冷媒供給装
置を備えた超電導回転電機において、静止供給管の内部
にその静止供給管の長手方向に渡シ回転子の回転方向に
向って捩れた補強仕切板を一体に設けることにょ）、静
止供給管の剛性を大にしながら静止供給管内で液体冷媒
を回転子の回転方向に回転する回転流として回転供給管
に流入させ、流体損失を減少させるものである。
以下、本発明の一嚢施例について、第１図ないし第４図
を参照して説明する。第１図は本実施例の超電導回転電
機の縦断面図である。固定子枠（１）内に電機子コイル
（２）の外方を磁気シールドして支持した鉄ヨーク（３
）が設けられている。電機子コイ／ｌ／（２）の内周側
には空隙を介して超電導巻線である界磁コイル（４）を
備えた回転子（５）が組込まれて、両側に設けられた軸
受（６）にょシ回転自在に支承されている。回転子（５
）の最外周は円筒状の常温ダンパー（６）が配設され、
その内側は真空に保たれている。
を参照して説明する。第１図は本実施例の超電導回転電
機の縦断面図である。固定子枠（１）内に電機子コイル
（２）の外方を磁気シールドして支持した鉄ヨーク（３
）が設けられている。電機子コイ／ｌ／（２）の内周側
には空隙を介して超電導巻線である界磁コイル（４）を
備えた回転子（５）が組込まれて、両側に設けられた軸
受（６）にょシ回転自在に支承されている。回転子（５
）の最外周は円筒状の常温ダンパー（６）が配設され、
その内側は真空に保たれている。
常温ダンパー（６）の内側にはラジエー７ョンシー〃ド
（力があシ、界磁コイル（４）を保持した保持環（８）
に、常温ダンパー （６）からの輻射熱が届かないよう
にしである。保持環（８）の外周面には１〜３關厚さの
低温ダンパー（９）が設けられている。保持環員）の軸
方向両側はトルクチューブＱＯを介して回転軸θυ、圓
に結合されている。冷媒である液体ヘリウムは軸端の給
排装置０階によシ矢印ａ、ｂのように給排され、軸中心
孔にある２重壁内を真空にした回転供給管Ｑ４）内を通
シ、立ち上シバイブｕｓ ｒｃよシ界磁コイル（４）
端部に導き、サーモサイフオンの作用を利用して界磁コ
イル（４）を冷却する構造としている。
（力があシ、界磁コイル（４）を保持した保持環（８）
に、常温ダンパー （６）からの輻射熱が届かないよう
にしである。保持環（８）の外周面には１〜３關厚さの
低温ダンパー（９）が設けられている。保持環員）の軸
方向両側はトルクチューブＱＯを介して回転軸θυ、圓
に結合されている。冷媒である液体ヘリウムは軸端の給
排装置０階によシ矢印ａ、ｂのように給排され、軸中心
孔にある２重壁内を真空にした回転供給管Ｑ４）内を通
シ、立ち上シバイブｕｓ ｒｃよシ界磁コイル（４）
端部に導き、サーモサイフオンの作用を利用して界磁コ
イル（４）を冷却する構造としている。
界磁コイル（４）部の軸中心部には遠心力の差によシガ
ス化したヘリウムが集められ、そのヘリウムガスは真空
断熱排気管α０を通って給排装置ａ３から矢印すのよう
に排出される構造としである。界磁コイル（４）への電
流の供給は、軸端のコレクターリングαＤにより行なわ
れ、界磁コイル（４）とコレクターリングα乃との接続
線（図示せず）は超電導から常電導へ移行するように、
界磁コイル（４）側は液体ヘリウムで冷却し、コレクタ
ーリングση側はヘリウムガスで冷却する構造としてい
る。
ス化したヘリウムが集められ、そのヘリウムガスは真空
断熱排気管α０を通って給排装置ａ３から矢印すのよう
に排出される構造としである。界磁コイル（４）への電
流の供給は、軸端のコレクターリングαＤにより行なわ
れ、界磁コイル（４）とコレクターリングα乃との接続
線（図示せず）は超電導から常電導へ移行するように、
界磁コイル（４）側は液体ヘリウムで冷却し、コレクタ
ーリングση側はヘリウムガスで冷却する構造としてい
る。
第２図は冷媒を供給する装置および排出する装置即ち給
排装置（１３１の要部縦断面図である。回転供給管αａ
端部内に、２重壁内を真空にした静止供給管α〜の先端
が遊挿され、静止供給管ａＦｊはアダプターσ印によシ
図示しない固定部に固定され、またアダプター０１は図
示しないヘリウム液化冷凍装置に接続されていて、液体
ヘリウムを静止供給管（１Ｂから回転供給管Ｉに供給す
る構造とする。回転供給管側の外周側には真空断熱排気
管α６）と連通ずる継シヤフト（イ）がアシ、この継シ
ヤフト（２０の軸方向端部に近い側面に排気孔０Ｉ）が
設けられている。排気孔ＣＩ）の軸方向両側にはガスシ
ール装置＠を配置し、ケーシング（ハ）で全体を覆って
いる。ケーシング（ハ）には排気７う／ジＩ２４）が取
付けられ、前記図示しないヘリウム液化冷凍装置に接続
されている。さらにケーシング（ハ）には調整穴（ハ）
が設けられ、ここからヘリウムガスで内部を加圧し、回
転供給管ａ荀と静止供給管α梯との隙間から液体ヘリウ
ムがガスシ−ル装置（２３を通して逃げるのを調整する
構造としである。
排装置（１３１の要部縦断面図である。回転供給管αａ
端部内に、２重壁内を真空にした静止供給管α〜の先端
が遊挿され、静止供給管ａＦｊはアダプターσ印によシ
図示しない固定部に固定され、またアダプター０１は図
示しないヘリウム液化冷凍装置に接続されていて、液体
ヘリウムを静止供給管（１Ｂから回転供給管Ｉに供給す
る構造とする。回転供給管側の外周側には真空断熱排気
管α６）と連通ずる継シヤフト（イ）がアシ、この継シ
ヤフト（２０の軸方向端部に近い側面に排気孔０Ｉ）が
設けられている。排気孔ＣＩ）の軸方向両側にはガスシ
ール装置＠を配置し、ケーシング（ハ）で全体を覆って
いる。ケーシング（ハ）には排気７う／ジＩ２４）が取
付けられ、前記図示しないヘリウム液化冷凍装置に接続
されている。さらにケーシング（ハ）には調整穴（ハ）
が設けられ、ここからヘリウムガスで内部を加圧し、回
転供給管ａ荀と静止供給管α梯との隙間から液体ヘリウ
ムがガスシ−ル装置（２３を通して逃げるのを調整する
構造としである。
第３図は静止供給管α的の拡大図であｐ１第４図は第３
図のさらに拡大した側面図である６靜止供給管α梯は外
筒０６）、内筒０７）を端部で結合して内部を真空部（
２ａｌとした２重管構造であシ、内筒０７）内に、横断
面を円弧状にした円弧状板■を略十字形に結合し、静止
供給管０槌の長手方向に渡シ回転子の回転方向（矢印Ｃ
で示すンに向って捩れだ補強仕切板Ｇυを内筒（２７）
と一体に設ける。
図のさらに拡大した側面図である６靜止供給管α梯は外
筒０６）、内筒０７）を端部で結合して内部を真空部（
２ａｌとした２重管構造であシ、内筒０７）内に、横断
面を円弧状にした円弧状板■を略十字形に結合し、静止
供給管０槌の長手方向に渡シ回転子の回転方向（矢印Ｃ
で示すンに向って捩れだ補強仕切板Ｇυを内筒（２７）
と一体に設ける。
次に作用について説明する。
静止供給管αω内には補強仕切板ＯＤを一体に設けたこ
とによシ剛性が大幅に向上し、静止供給管αＱを回転供
給管ａ４）の内部に深く挿入し、かつ、両者間のギャッ
プを極力小さくしても両者が接触するのを防止できる。
とによシ剛性が大幅に向上し、静止供給管αＱを回転供
給管ａ４）の内部に深く挿入し、かつ、両者間のギャッ
プを極力小さくしても両者が接触するのを防止できる。
従って、液体ヘリウムを静止供給管α印から回転供給管
ａ４）ＶＣ供給する際の蒸発消費量を少なくすることが
できる。さらに、補強仕切板Ｇυは静止供給管ａＱの長
手方向に渡シ回転子の回転方向に向って捩れているので
、液体ヘリウムは静止供給管ａＳ内を通る間にｍ４図矢
印ｄで示すように回転子の回転方向Ｃと同方向に回転さ
れて回転供給管（ｌ内に放出される。従って回転供給管
α優の回転に追従するから液体ヘリウムは、静止供給管
α樽から回転供給管（１４）へ移行するときに乱流とな
る率が少なく、液体ヘリウムの乱流による損失に基づく
蒸発消費量も少なくなる。
ａ４）ＶＣ供給する際の蒸発消費量を少なくすることが
できる。さらに、補強仕切板Ｇυは静止供給管ａＱの長
手方向に渡シ回転子の回転方向に向って捩れているので
、液体ヘリウムは静止供給管ａＳ内を通る間にｍ４図矢
印ｄで示すように回転子の回転方向Ｃと同方向に回転さ
れて回転供給管（ｌ内に放出される。従って回転供給管
α優の回転に追従するから液体ヘリウムは、静止供給管
α樽から回転供給管（１４）へ移行するときに乱流とな
る率が少なく、液体ヘリウムの乱流による損失に基づく
蒸発消費量も少なくなる。
尚、本発明は上記し、かつ図面に示した実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。
定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、
種々変形して実施できることは勿論である。
以上説明したように、本発明によれば、静止供給管内に
て液体冷媒に回転流を与える補強仕切板を静止供給管と
一体に設けたことによシ、静止供給管を回転供給管の内
部に小さなギャップで深く挿入可能となシ、かつ液体冷
媒の静止供給管から回転供給管への移行の際の乱流発生
が防止できるため、液体冷媒の蒸発消費量を減少した効
率の良い超電導回転電機を提供することができる。
て液体冷媒に回転流を与える補強仕切板を静止供給管と
一体に設けたことによシ、静止供給管を回転供給管の内
部に小さなギャップで深く挿入可能となシ、かつ液体冷
媒の静止供給管から回転供給管への移行の際の乱流発生
が防止できるため、液体冷媒の蒸発消費量を減少した効
率の良い超電導回転電機を提供することができる。
第１図は本発明の超電導回転電機の一実施例を示す縦断
面図、 ゛ ・ ・−−礫→→→→第２
図は第１図の給排装置を示す上半４・・・超電導巻線で
ある界磁コイル ５・・・回転子 １１．１２・・・回転軸１４
・・・回転供給管 １８・・・静止供給管３０・・
・円弧状板 ３１・・・補強仕切板代理人 弁理
士 井 上 −男 ３１５
面図、 ゛ ・ ・−−礫→→→→第２
図は第１図の給排装置を示す上半４・・・超電導巻線で
ある界磁コイル ５・・・回転子 １１．１２・・・回転軸１４
・・・回転供給管 １８・・・静止供給管３０・・
・円弧状板 ３１・・・補強仕切板代理人 弁理
士 井 上 −男 ３１５
Claims (2)
- （１）超電導巻線を有する回転子の軸端部から前記超電
導巻線に液体冷媒を供給する軸方向の回転供給管を設け
、この回転供給管の内部に静止部から液体冷媒を供給す
る静止供給管を遊挿した冷媒供給装置を備えた超電導回
転電機において、静止供給管の内部にその静止供給管の
長手方向に渡シ回転子の回転方向に向って捩れた補強仕
切板を一体に設けたことを特徴とする超電導回転電機。 - （２）補強仕切板は横断面を円弧状にした円弧状板を略
十字形に結合したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の超電導回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182166A JPS5972958A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 超電導回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182166A JPS5972958A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 超電導回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5972958A true JPS5972958A (ja) | 1984-04-25 |
Family
ID=16113499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57182166A Pending JPS5972958A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 超電導回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5972958A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010136419A2 (de) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlung supraleitender maschinen |
| KR101482570B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2015-01-16 | 두산중공업 주식회사 | 윅구조를 포함하는 초전도 회전기기 |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP57182166A patent/JPS5972958A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010136419A2 (de) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlung supraleitender maschinen |
| WO2010136419A3 (de) * | 2009-05-28 | 2011-05-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Kühlung supraleitender maschinen |
| CN102449889A (zh) * | 2009-05-28 | 2012-05-09 | 西门子公司 | 超导机械的冷却设备 |
| KR101482570B1 (ko) * | 2011-12-30 | 2015-01-16 | 두산중공업 주식회사 | 윅구조를 포함하는 초전도 회전기기 |
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