JPS60102873A - 超電導発電機の冷媒搬送装置 - Google Patents

超電導発電機の冷媒搬送装置

Info

Publication number
JPS60102873A
JPS60102873A JP58209901A JP20990183A JPS60102873A JP S60102873 A JPS60102873 A JP S60102873A JP 58209901 A JP58209901 A JP 58209901A JP 20990183 A JP20990183 A JP 20990183A JP S60102873 A JPS60102873 A JP S60102873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
rotor
refrigerant
barrier
labyrinth
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
Application number
JP58209901A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Sato
和雄 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58209901A priority Critical patent/JPS60102873A/ja
Publication of JPS60102873A publication Critical patent/JPS60102873A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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] 本発明は超電導発電機、とくに静止部側から回転子側へ
冷媒を移送する超電導発電機の冷媒搬送装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 最近、超電2j4−腺を発電機の回転界忰巻純として利
用した超電導発電機が開発されている。超電導線を用い
た界磁巻線は、その超電心性を維持するために4°に程
度の極低温に冷却しなければならず、そのために冷却媒
体として液体ヘリウムを用いている。
第1図は、従来の超電導発電機のロータバイオネット、
回転子内の冷JAL搬送管を含むヘリウム・トランスフ
ァ・カッ“プリングの一部の概略断面図を示すものであ
る。同図に示すように、ロータバイオネット1の先端部
分で冷媒1f+’2送管2の内管3のfj〜11方向に
ラップした位14′に、絞り加工によってバリヤ3aが
4〜Ii成されている。この冷媒搬送管2は前記のよう
なバリヤ3aを持つ内1111管3と外0ill管4の
2型判から稍J戊でれており、この!IIi! %+の
間には真空部5が形成され断熱されている。址だ、内側
署・3の外側にはスーパーインシュレーション6が施さ
ノtている。
冷媒である71(体ヘリウム7はロータバイオネット1
の出口1で加圧されて開放キノジ、回転する内側管3の
バリヤ3aより回転子本体側へどη↑刈し、遠心力によ
り内壁[11に押されなが1つU、41中の矢印の如く
進む。気化したガスヘリウム8ね゛回転子本体側へ送り
込まれるが、その一部fiQ il!J、4ii・i送
管2とロータバイオネット1とのキャップ9〃−ら1ソ
1流する0 ところで、液体ヘリウムは届光市熱が20.4J/’g
−と非常に小さいため、超11電77 ’+6市、1:
Vのr゛τニド止10(;と回11!Li側か接触する
と、厚捏熱により、たソちに気化してしまう。したがっ
て、基本的に非接触のカップリングとなるように楢成さ
ね、ている。また静止側、回転側いずれも高温(當温)
側からの伝達による侵入熱を極力抑えるために、両方の
円筒共簿肉の円筒を用い、しかも両円筒のオーバシップ
する長さも数10〜歓100 iaと長くしている。さ
らに。
静止側のロータバイオネットと回転側の冷媒搬送管のそ
のオーバシップした部分におけるギャップでは対流によ
る侵入熱を低減させるため、ギャップ幅を0.1肱のオ
ーダにしている。
しかして、ヘリウム・トランスファ・カップリングの静
止(il+及び回転側は、当然のことながら摩号熱を発
生させては彦らないが、伝等熱、伝達熱をも考慮し、こ
れを最小限に抑える構成でなければならない。
このためには、ロータバイオネットと回転子内の冷媒搬
送管の肉厚を薄くシ、シかも各々真空断熱層を設けた上
で、互のギャップ幅を極力小さくする必要がある。しか
も、液体ヘリウムを回転子側の冷媒搬送管入口から回転
子本体へ円滑に郭がねはならない。そして、このことは
回転子の冷媒U、夕送管の開口端へ液体ヘリウムが流出
することを防止するような構成にすることになる。
そこで、従来に第1図に示すように回転子の冷媒搬送管
2のロータバイオネット1の先スヘ;シ附近に位1αす
る個F9[で、冷媒搬送管2の内仔を絞り込み、印tト
加工することによって円周状のバリヤ3aを形庁4L%
/’σ々1,34′、、;送′自゛のしf」ログ・11
への液イ本ヘリウムのπ(エムを抑えてきた。ここで、
進体ヘリウムはtJ争上止部側(15Kqf/d杓j 
lJ、i、]川圧されて回転子内の伶妓倖送管に込り込
冴ノするのでs 、 ?<i /J++・の軸方向の慣
性力は回転子本体イト11へとQ10いている。しかし
、回転子内の冷妊距送管に逆流抑制4病造を41しない
1恨り、回+1−子本体一\の搬送(8妃jIlを低丁
妊せることになるので、冷媒すなわち油体ヘリウムの1
1;)速効率を!、−しく ’、1!:下きせることに
なる。
一方、絞り加工による回転子内の?11稗、做送管に形
成したバリヤは堤防として作ノ[1する商さが十分にと
れないことおよびバリヤの4・11がdibh向になだ
らかとならざるを得ないことか1モ、かかるバリヤのみ
では気化したガスヘリウムの一部は第1図図示のように
冷媒搬送管2とロータバイオネット1とのギャップ9か
ら逆流するので、その逆流防止効果は十分得られないこ
とが分ってきた。また、絞り加工のときに生ずる回転子
内の冷媒搬送管の歪も無視することはできず、ロータバ
イオネットと1妾九虫しないように、バリヤを設けない
1局合よりもギャップを大きくするように設割する必要
が生じた。ところが、ギャップにおける熱伝達率の増加
はキャップ長の9乗に比例すると言われているから、キ
ャップ増により液体ヘリウムのヘリウム・トランス・フ
ァカップリング部における気化量ハ跪しく増加すること
になり、したがって、冷媒の搬送効率を低減せしめると
いう不具合が生ずる。
[発明の目的] 本光明は、上記φ1j−に鑑みてなされたもので、その
目的は回転子内の冷媒痩送管における液体ヘリウム及び
気化したガス−・リウム等の冷媒の逆流を抑制すること
により冷媒の搬送効率を向上させた超電導発電機の冷媒
ω送装置を提供するにある。
[発明の卵、喪] 本発明は、上記目的をλ・構成する介、めに、超’i(
1,尋発電機の静止側のロータバイオイツトと回転側の
冷々1.?搬送管とが(ロ)−バラツブして形成するギ
ャップ部分に、6ffij己冷稗作送管のEノ」側管の
一部を桐り又する多1扛耽゛:バリャをlii[貿1光
して冷iAIの逆流抑制作用をも1こせることによって
その(4・)込効率を高めるようにした超n・、#’7
1 ’l?; J’、 4Gの1311j、萌i C’
< % ftを()L1供するものである。そして前B
己内イ則Il″i’ FJ’ M(1゛:部1v)1の
枚υ問】繁゛と少くとも1 (+、!;Iの多Ji、j
 !i7円1hバリヤと回転子本体に接続される長中管
とを6″r接吟により一部に411)成している。1 
/C* ロータバイオネットの外’tllll ;?l
S分(二は少くとも1 (it;iのラビリンスな自己
設しても」:<、さらにバリヤの内1111部分及びラ
ビリンスは冷IL′♂、(破送管材料よりも栄かいふつ
l< KN l1ii又Ijニアルミニウム材で構成さ
れている。
[発明の実施例] 本発明の一実施例を図面を然1i(i して線引する。
第2図は、本発明の一実施1り11の陣j間図を示すも
ので、冷媒搬送管Hは内側管12と外側管13の2重管
で、その間は真空部14となって断熱構造を形成してお
り、さらに内側管12の外側にスーパーインシュレーシ
ョン]5が施されている。また、冷媒搬送%’llの内
側管12は、短軸管12aと回転子本体側の長軸管12
bの間に多重ゆりの円筒バリヤ12cがTlG又はEB
浴接等により一体化された構造となっており、他方、ロ
ータバイオネット10の先端部分(−はラビリンス19
が自己設婆れていて、ロータバイオネットIOと冷1j
!j、、搬送%′11との+g+のギャップ18をさら
に狭くしている。
また、冷媒である液体ヘリウム16はロータバイオネッ
ト10の出口まで加圧源れて開放され、回転する内側管
12の多重壁の円筒バリヤ12cより回転子本体側へと
流通し、3IA心力により内壁面に押されながら、図中
の矢印のように流れ、気化したガスヘリウム17は回転
子本体側へ送り込まれる。
上述したように本実施例によれば冷媒搬送管11の内1
1111管12に多重壁の円筒バリヤ12cを配設し、
またロータバイオネットIOの先端部分にラビリンス1
9を[1じ設し、かつこれら多重をの円筒バリヤ12c
およびラビリンスI9σ液体ヘリウムか逆ジ1゛シよう
とする方向に対して垂直に遮蔽する4、’13 愈とな
っている。したがって、ロータバイオネット川と冷媒シ
;1;送管11との間のギャップ18は従来のものに0
べて小さくすることができるので、液体ヘリウムのみで
なく、ガスヘリウムの鎧「が(、を抑制することができ
る。さらに冷媒伽νく管1]の内11111 ’i’j
 12の1111方向(二条コti<粘(の円筒バリヤ
12cをイ反咬H14自己品ンし、またロータバイオネ
ットtυの先端部分のラビリンス19を4N11方向に
多段に配設すると冷媒の逆流弁)Jl」作井1は一段と
向上させることができる。、”第3図は、本発明の他の
実Mn ’Iγ1」のバリヤ部分の拡大1つr曲回を示
すもので、第2し1と同−個1シ「には同一符号を印し
ている。i、+431;<lにボずよう(二、例えはス
テンレス<1X12aと12bの間に同じくステンレス
sMの内径にデーパネジを、イJする筒20を溶接し。
ふつ譲′(ト可月り又はエポキシ糸+6111?i 、
+11jい(・1′アルミニウムなどのステンレス鋼よ
りもa−かい杓S′1で外径を同じテーバネジ加工した
多重1q(をイ〕する外載体21を誓合させて多:il
j、’ i:+も円仁)バリヤ12dを4直1Jシフし
たものである。その他の第14成は第2図と同一である
のでその説明は省略するものとする。
このように低温に対して耐力かあり、しかもステンレス
鋼などに比べて柔かいふっ素樹脂の如き材料とステンレ
ス鋼の円筒と組合せた多重壁バリヤを用いると、ロータ
バイオネットと冷媒搬送管との間のギャップはさらに小
さくすることが可能である。またロータバイオネットに
配設したラビリンスもふっ素樹脂等で製作することもで
きる。
ところで、第1図の如き従来の冷媒搬送管の内径が例え
ば6〜81111で肉厚0.511+1の場合絞り加工
によるバリヤの活さく第1図のh)は05〜l asが
軸の真直度や真空性を保持する上で限度であったが、本
実施例による多乗壁H筒バリヤはその高さを従来のバリ
ヤの数倍にすることが可能となったので、液体ヘリウム
等の逆流抑制効果は着しく向上する。しかも、ロータバ
イオネット6111に配設したラビリンスと糺合せれば
ガスヘリウムの逆流抑制にも有効なものとなる。
さらにまた、冷媒搬送管のギャップをはソ0にして予め
ロータバイオネットもしくは冷1〜;、搬送管のわずか
の11;岩心分だけIhl Jp::によつ−Cラビリ
ンス(1111を消耗させるように自動調芯ずZ)と、
ロータバイオネットと冷11% j、’yy:送管で構
成τぎれるノIV小のギャップを達成することができる
さらに、連転中(ニロータバイオネットと冷媒1/Jζ
送管が接触する万一の事故に対しては、この柔かいラビ
リンスがプロテクタとなってJL窒臣丁S Ivyを形
hkする管u、′:が破(jlすることを防止する4Σ
を能を有する。
[つ6明の効果] 以上hシ己明したように、本か)明によれば、紹電嚇発
1[1,碌のM転子内の冷媒搬送官内をθft’、 ;
+liするン戊体ヘリウム及び気化したガスヘリウム等
の冷j111の逆流を抑?lil!することかできるの
でs (Sr 睨のj、i’、i速効率を同上させ7C
超1fi un ’1ili ′+r、 I* (1)
 ?’5h’jJ ]ay iZs +−f6−を91
+(することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従)((の超’ijj’ ?j〕・光重1機の
(、s /、li:j、’ Iブ1、込咬も夕のI、1
1面図、第2図標本発明の一実施例のに)? ’ff+
i図、633図は本発明の他の笑旅例のバリヤ部分の拡
大断1mメ1である。 10・・・ロータバイオネット11・・・冷々v−搬送
管12・・・内仰j管 ]、2G、12d・・・バリヤ
13・・・外側管 16・・・液体ヘリウム17・・・
ガスヘリウム [8・・・ギャップ19・・・ラビリン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超電導光1し機(lj靜止側のロータノくイオネ
    ットと回転側の冷媒搬送管とが71iり冶って形成する
    ギャップ部分に、前記冷奴(ΩJ2、〕Cfの内側管の
    一部を114成する多重板をイjするバリヤを配欝して
    なることを特徴とする超′亀尋発電4ブラの冷々lI!
    搬送装置。
  2. (2) 内側管は、端部側の知+lIH管と、少くとも
    1個の多5(j壁を有する円管状/クリヤと回転子本体
    に接続される長軸管とを溶接等により一体に41僅成し
    たことを特徴とする特=’[H1i求のルj1、囲第1
    万4i己載の1泊電心発電穢の冷媒搬送装置。
  3. (3)多’fLikを町するバリヤの内側部分はふっ素
    柄)[IT又はアルミニウム材のようff、 ff1i
    媒蛇送管材料よりも柔かい材料で構成されている特許請
    求の範囲第1狽釦叔の超電導発電(幾の冷媒(般送にモ
    t。
  4. (4) ロータバイオネットの外1i’lll r<1
    s分に少くとも1個のラビリンスを配設している’l’
    F i7f H古来の?1iij、囲27!1項記載の
    超電導発電(幾の冷媒搬送装置。
  5. (5) ラビリンスはふっ素梢脂又はアルミニウム材の
    ような冷媒搬送管材料よりも柔かい拐料で構成されてい
    る特許請求の範囲第4小記載の超電導発電機の冷媒搬送
    装置。
JP58209901A 1983-11-10 1983-11-10 超電導発電機の冷媒搬送装置 Pending JPS60102873A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58209901A JPS60102873A (ja) 1983-11-10 1983-11-10 超電導発電機の冷媒搬送装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58209901A JPS60102873A (ja) 1983-11-10 1983-11-10 超電導発電機の冷媒搬送装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60102873A true JPS60102873A (ja) 1985-06-07

Family

ID=16580518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58209901A Pending JPS60102873A (ja) 1983-11-10 1983-11-10 超電導発電機の冷媒搬送装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60102873A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119566A (ja) * 1988-10-27 1990-05-07 Toshiba Corp 超電導発電機の冷媒搬送装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119566A (ja) * 1988-10-27 1990-05-07 Toshiba Corp 超電導発電機の冷媒搬送装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10587170B2 (en) Generators with open loop active cooling
US5087176A (en) Method and apparatus to provide thermal isolation of process gas bearings
US4101793A (en) Rotating machine using a cooling fluid supplied by a rotating seal
US4740711A (en) Pipeline built-in electric power generating set
DE9215696U1 (de) Stromgewinnungsanlage
US4152609A (en) Rotor member for superconducting generator
US4204134A (en) Coolant loop for the rotor of a turbogenerator with a superconductive exciter winding
JP2006230191A (ja) 流体を回転部材に搬送するための流体移送装置及び方法
US20170237318A1 (en) Device And Method For Cooling An Energy Conversion Apparatus Having A Rotor And At Least One Turbine
JP5503929B2 (ja) 超電導回転機の冷媒給排装置、該冷媒給排装置を具備する超電導回転機
US4174483A (en) Cryogenically cooled electrical machine
JPS60102873A (ja) 超電導発電機の冷媒搬送装置
KR100243927B1 (ko) 선박의 프로펠러 샤프트에 대한 선미관 시일장치
JP3337440B2 (ja) 高温超電導磁気軸受装置及び高温超電導フライホイール装置
JPH01129766A (ja) 超電導回転子
CN220067132U (zh) 一种高速电机转子冷却结构
Bejan et al. Superconducting alternator test results
JPS6220388B2 (ja)
JP2644788B2 (ja) 冷媒供給装置
JPH04285463A (ja) 超電導回転子
JPH02119566A (ja) 超電導発電機の冷媒搬送装置
SU629600A1 (ru) Устройство дл ввода криогенного хладагента во вращающийс объект
JPH0474947B2 (ja)
BR102022009346A2 (pt) Dispositivo e método para enrolar e torcer material de fibra em quadros de fiação de anel ou de torção de anel
DE102014215649A1 (de) Kühlvorrichtung zur Kühlung einer elektrischen Maschine mit radialer Wärmeauskopplung