JPS6013466A - 超電導回転子 - Google Patents

超電導回転子

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JPS6013466A
JPS6013466A JP58117138A JP11713883A JPS6013466A JP S6013466 A JPS6013466 A JP S6013466A JP 58117138 A JP58117138 A JP 58117138A JP 11713883 A JP11713883 A JP 11713883A JP S6013466 A JPS6013466 A JP S6013466A
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JP
Japan
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cylinder
inner cylinder
cylinders
heat exchange
rotor
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Pending
Application number
JP58117138A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Watanabe
裕 渡辺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6013466A publication Critical patent/JPS6013466A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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〕 本発明はトルクチューブの熱交換部の構造を改良した超
電導回転子(=関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
最近、超電導電磁石を回転子界磁巻線(二側用した超電
導回転電機が開発されている。この回転電機の超電導回
転子は界磁巻線の超電導性を維持するために、界磁巻線
を液体ヘリウム温度に冷却する必要がある。そして界磁
巻線への外部からの侵入熱を効果的(二遮断するためC
二、極低温部である界磁巻線の外周部は回転子中央部(
二真空断熱層を介して保持される。室温である回転子外
側と、極低温の界磁巻線部とを軸方向C:接続するのは
薄肉円筒状のトルクチューブである。トルクチューブを
伝導C:より伝わる熱が極低温部へ侵入するのを防ぐた
めに、界磁巻線部(二て蒸発した低温のガス冷媒である
ガスヘリウムをトルクチューブ(−沿って流してやり、
ガスヘリウムの冷却作用(二より侵入熱を室温部へ還流
させる。
第1図は従来および本発明の第1の実施例の超電導回転
子の共通した概略構造を示す縦断面図である。図中(1
)はトルクチューブの熱交換部であって、従来は円筒状
部分の内側に図示しないガスヘリウムを流す銅パイプを
溶接したり、或は実開昭55−79671号公報に見ら
れるよう(二、らせん状の溝を外周面(二設けた内筒を
、円筒状部分内に焼嵌め、圧入などによって装着し、ら
せん状のガスヘリウム流路を形成させるものがあった。
しかし、銅パイプを円筒状部分に溶接するものは、溶接
作業が困難であるうえ、熱的接触が不十分で侵入熱が大
であるし、らせん状の溝を外周面(二設けた内筒な円筒
状部分内(二焼嵌め或いは圧入するものは、製造作業が
困難で内筒と外側の円筒状部分との接触が均−C二なら
ず、両端がきつく、中央部がゆるくなり易い。また超電
導回転子を組立てるには、各部分に焼嵌め部分が多く、
従って焼嵌め作業を何回も繰返すと、先に焼嵌めされた
内筒のらせん状部分の山の先端が塑性変形を生じ易い。
このようにゆるくなったり、塑性変形を生じたりして隙
間が生ずると、ガスヘリウムはその部分をショートサー
キットして、熱交換部の冷却が不均一になり超電導回転
子が熱変形(=よる振動を発生し運転不可能となること
もある。又、熱交換部(1)の円筒状部分は、熱侵入防
止のため(−は肉厚を薄くしたいのであるが、トルクを
伝達するためには、肉厚を薄くできないという相反する
問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明は正確なガス冷媒通路を簡単容易(二形成できて
十分な熱交換性能を持ち、しかもトルク伝達も十分に可
能なトルクチューブの熱交換部を有する超電導回転子を
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、界磁巻線部への熱侵入をガス冷媒で
冷却して防ぎガから駆動トルクを伝達するトルクチュー
ブの熱交換部を有する超電導回転子(=おいて、前記熱
交換部を2重円筒(二し、両円筒の対向面(:それぞれ
ねじ山を設け、両ねじ山をそれぞれ片面(二て当接させ
、当接部反対側にらせん状のガス冷媒流路を形成し、内
筒先端部をテーパ状(−すると共(:外筒に前記テーパ
と同心のテーパ孔を設けて両円筒を係合し、内筒の基部
は外筒とほぼ同心(二なるよう(:嵌合させ、内筒の両
端を外筒(−溶接結合(二て一体化すること;:特徴を
有するもので、内筒を外筒(=ねじ込み、先端テーパ部
がテーパ孔に係合してねじ込みが進行しなぐ力ったとき
(=、両ねじ山がそれぞれ片面にて当接し、当接部反対
側にらせん状のガス冷媒流路が簡単容易C二形成される
ものである。そして内筒先端のテーパと外筒のテーパ孔
とは同心であり、内筒の基部も外筒とほぼ同心であるか
ら、らせん状のガス冷媒流路は正確に均一(二形成され
る。そして内筒の両端を外筒に溶接結合(二て一体化す
るから、トルクチューブの熱交換部は非常に強固(二な
り、十分な熱交換性を持ちながら、トルク伝達も十分(
:可能なものとなるものである。
〔発明の実施例〕
実施例1 以下、本発明の第1の実施例について、第1図および第
2図を参照して説明する。(1)は発明の技術的背景の
説明の際に説明した通り、トルクチューブの熱交換部で
ある。超電導回転子の全体構成は、内部(二液体ヘリウ
ム(2)を保持し、超電導界磁巻線(3)を装着して保
護管(4)で覆った回転子内筒(5)と、その外方を囲
う回転子外筒(6)とから成り、回転子内筒(5)Vi
、その両端(−位置するトルクチューブの熱交換部(1
)を介して、−万は回転子外筒(6)に強固C二例えば
ねじ等により固定される。そして他方は温度差1:よる
熱膨張差を吸収するため、フレキシブル力端板(7)を
介して取付けられる。回転子内筒(5)内への液体ヘリ
ウムの供給は、図示しない回転子端部のヘリウム給排装
置を用い、液体ヘリウム供給管(8)を介して行々われ
るように構成する。
(9)は真空断熱層である。
トルクチューブの熱交換部(1)の詳細は第2図(;示
すよう(=、外筒(11の内周面(二は一定のピッチで
断面3角形のねじ山←υを有する雌ねじが設けられてい
る。雌ねじの谷底αりは平坦(二しである。内筒α騰の
外周面(=は雌ねじと同じピッチの断面3角形のねじ山
θaを有する雄ねじが設けられている。雄ねじの谷底(
[5)は平坦にしである。内筒時の先端はテーパ(le
状にすると共に外筒員に前記テーパaOと同心のテーパ
孔(L7)を設けて、両円筒αω、α句を係合させる。
内筒(13のテーパ(1eの内側に雄ねじの谷底σQと
同一内径の環状の入口チャンバ0槌を設ける。
内筒0階のテーパσe反対側の基部α匂は外筒aQの基
部(イ)とほぼ同心を保ち、かつ摺動できる程度のゆる
さの嵌合とする。内筒αJの基部C19の内側に雄ねじ
の谷底(IQと同一内径の環状の出ロチャンパ(21)
を設ける。内筒時を外筒(l(IQ内にねじ込み、テー
パσQ部がテーパ孔任ηに係合した位置で更(二内筒(
13のねじ込みを続けようとすると、雌ねじのねじ山(
LDと雄ねじのねじ山α4の対向面が押付けられて隙間
が無くなり、当接部反対側にらせん状のガスヘリウム流
路@が形成される。この状態で、内筒(13の両端を溶
接部(ハ)として溶接し、両円筒a9.(へ)を一体化
スル。入ロチャンパ0にはガスヘリウムを導入する供給
パイプ(財)を取付け、出ロチャンパ(2Dにはガスヘ
リウムを排出する排出パイプ(ハ)を取付ける。
供給パイプ(財)と排出パイプ(ハ)とを合せて給排パ
イプ(ハ)と称することにする。
次に作用C二ついて説明する。
真空断熱層(9)を通じての輻射入熱や、内部発熱。
トルクチューブの熱交換部(1)や液体ヘリウム供給管
(8)および図示しない電流リード等を通じての伝導入
熱は、液体ヘリウム(2)の蒸発を誘起する。これによ
り発生するガスヘリウムは、一部は電流リードを通り、
他は供給パイプ(財)からトルクチューブの熱交換部(
1)の入ロチャンバα樽C二人り、らせん状のガスヘリ
ウム流路(社)を通って出ロチャンパ(21)C:出る
。そして排出パイプ(ハ)から排出される。このとき、
外筒(IQと内筒(13とは同心状態を保持し、ねじ山
αυ、(ロ)は押し付けられて密着しており、か ・つ
内筒αJの両端は外筒α@に溶接されているから、らせ
ん状のガスヘリウム流路(イ)はガス漏れする部分がな
く、はぼ正確に均一に形成されている。従ってトルクチ
ューブの熱交換部(1)は円周方向ζ二均−に冷却され
、超電導回転子が熱変形(=よる振動発生というような
事故を起す恐れが外い。そしてトルクチューブの熱交換
部(1)は外筒α〔と内筒0階とから成る2重円筒が溶
接により強固に一体(ニなっているから、各円筒(1G
 、 a3の肉厚を薄くして熱侵入を効率よく防ぎなが
ら、所望のトルク伝達の強度を保持できる。しかも上記
構成は従来のような銅パイプの溶接とか、或いは、らせ
ん状の溝を設けた内筒な円筒状部分(上記実施例の外筒
(l呻に相当する)r:、燐源め、圧入などを行なう困
難な作業を要しなく、簡単容易(:製造することができ
る。
尚、ねじ山αυ、α4は複数条C二してもよい。
実施例2 第3図C二第2の実施例の要部を示す。この実施例はね
じ山αυ、α尋の断面を矩形にしたもので、他は実施例
・lと同様である。
このよう(ニジても実施例1と同様の作用効果が得られ
る。
実施例3 第4図に第3の実施例の要部を示す。この実施例は雄ね
じのねじ山α4の断面を3角形Cニし、断面矩形の雌ね
じのねじ山(11)への当接面側(:両円筒C1l。
α騰より軟い材料の軟質部材(5)を付着させたもので
、他は実施例1と同様である。
とのよう(=すると両ねじ山αυ、 (14)間のシー
ルが一層確実になるほか、実施例1と同様の作用効果が
得られる。軟質部材(財)は極低温にても弾性を失なわ
ないことが望ましく、テフロン、ウレタン。
鉛、銅等を使用したが良好な結果を得た。
〔発明の効果〕
以上説明したよう(=、本発明によればねじ山同志の圧
着で正確ならせん状のガス冷媒通路を2重円筒間区二簡
単容易に形成できて十分力熱交換性能を持ち、しかも一
体化した2重円筒であるからトルク伝達も十分C二可能
なトルクチューブの熱交換部を有する超電導回転子を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来および本発明の第1の実施例の超電導回転
子の共通した概略構造を示す縦断面図、第2図は本発明
の超電導回転子の第1の実施例の要部を示す上半部縦断
立面図、第3図および第4図は第2および53の実施例
の要部を示す縦断面図である。 1・・・トルクチューブの熱交換部 2・−・ガス冷媒とiる以前の液体冷媒である液体ヘリ
ウム 10・・・外筒 11・・・雌ねじのねじ山13・・・
内筒 14・・・雄ねじのねじ山16・・・テーパ部 
17・−・テーパ孔18・・・入ロチャンパ 19・・
・内筒の基部冗・・・外筒の基部 21・−・出ロチャ
ンパ汐・・・ガス冷媒流路であるガスヘリウム流路n・
・・溶接部 別・・・供給パイプ 5・−・排出パイプ 3・・・給排パイプn・・・軟質
部材 代理人 弁理士 井 上 −男 島 ね 第3図 tZ tl tt) t’2

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)界磁巻線部への熱侵入をガス冷媒で冷却して防ぎ
    ながら駆動トルクを伝達するトルクチューブの熱交換部
    を有する超電導回転子において、前記熱交換部を2重円
    筒(二し、両円筒の対向面C二それぞれねじ山を設け、
    両ねじ山をそれぞれ片面にて当接させ、当接部反対側(
    二らせん状のガス冷媒流路を形成し、内筒先端部をテー
    パ状(二すると共C二外筒に前記テーパと同心のテーパ
    孔を設けて両円筒を係合し、内筒の基部は外筒とほぼ同
    心に々るように嵌合させ、内筒の両端を外筒に溶接結合
    C二て一体化したことを特徴とする超電導回転子。
  2. (2)ねじ山は複数条と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子。
  3. (3) らせん状流路の両端部(二円環状のチャンバを
    設け、このチャンバCニガス冷媒の給排パイプを接続し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の超電導回転子。
  4. (4)ねじ山の当接部にテフロン、ウレタン、鉛。 銅などの軟質部材を付着させたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項力いし第3項いずれか(一記載の超電導
    回転子。
JP58117138A 1983-06-30 1983-06-30 超電導回転子 Pending JPS6013466A (ja)

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JP58117138A JPS6013466A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 超電導回転子

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JP58117138A JPS6013466A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 超電導回転子

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JPS6013466A true JPS6013466A (ja) 1985-01-23

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ID=14704391

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JP58117138A Pending JPS6013466A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 超電導回転子

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JP (1) JPS6013466A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6291280A (ja) * 1985-08-15 1987-04-25 ダイアモンド ウオルナッツ グロワーズ,インコーポレイテッド 選別装置
JPS62282256A (ja) * 1986-05-31 1987-12-08 Kirin Brewery Co Ltd プラスチツク製容器の材質選別装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6291280A (ja) * 1985-08-15 1987-04-25 ダイアモンド ウオルナッツ グロワーズ,インコーポレイテッド 選別装置
JPH0349630B2 (ja) * 1985-08-15 1991-07-30 Daiamondo Uorunatsutsu Gurowaazu Inc
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