JPS6026459A - 超電導回転電機 - Google Patents

超電導回転電機

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JPS6026459A
JPS6026459A JP58133997A JP13399783A JPS6026459A JP S6026459 A JPS6026459 A JP S6026459A JP 58133997 A JP58133997 A JP 58133997A JP 13399783 A JP13399783 A JP 13399783A JP S6026459 A JPS6026459 A JP S6026459A
Authority
JP
Japan
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refrigerant
cylinder
chamber
torque
superconducting
Prior art date
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Pending
Application number
JP58133997A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Watanabe
裕 渡辺
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58133997A priority Critical patent/JPS6026459A/ja
Publication of JPS6026459A publication Critical patent/JPS6026459A/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1例えば、超電導発電1機のようなA4′」亀
導回転亀機に係り、特し、この超電導回転車機の超電導
回転子における冷却装陥に関する。
〔発明の技術的背景〕
既に提案されているこの種の超電導コイル5機は。
第11ヌ1に示されるようr%超電導電磁石(超電導コ
イルともいう)を1例えば、液体ヘリウムによる極圓温
冷媒(以下、単に冷媒という)によって冷却すると共に
、外部からの浸入する伝導熱を外筒、真空室及びシール
ド筒体によって遮断するように構成されている。
即ち、第1図に示されるように、固定子(ステータ)■
を内蔵したケーシング■の両軸受■には、一対の継シャ
フ)la、lbが回転自在に軸装されており、この両袖
シャフ)laとlbとの間には、常温シールド筒体を兼
ねる外筒2及び熱的力伸縮を調整するだめの輪板状をな
すフレキシブルサポート(可撓性の支持部材)3が実質
的に一体に介装されている。又、上記外筒2内には、真
空室4が形成されており、この真空室4内の上記支持部
材3とト記一方の継シャフ)laの内側との間には、螺
旋状の冷媒流路5a、6aを形成した一対の熱交換器5
,6及び超重1導盲、磁石(超電導コイル)7を内蔵し
たトルク筒体(トルクチューブともいう)8が実質的に
一体に固定して設けられている。さらに、このトルク筒
体8内には、冷媒室9が一対の仕切板toVCよって区
分して形成されており、この冷媒室9内には、例えば、
液体ヘリウムのような液冷媒11が、図示されない給・
排冷媒装置に接続した冷媒供給管121Cよって供給さ
れるようになっている。さらに父、上記トルク筒体8の
外がわの真空室4には、輻射熱シールド筒体13が真空
層14を形成するようVこすると共に、上記トルク筒体
8を囲むようにして設けられており。
上記超重導出磁石7の外がわにはシールド部材15が被
冠して設けられている。
一方、上記可熱交換器5と6には、上記冷媒室9に接続
した各冷媒管16.17が連結されており、18が上記
真空室4内を引通して接続されている。
さらに、十記両熱交換器5と6には各還流管(排気管)
19.20が上記継シャフ)la内を通って前記給・排
冷媒装置に連結されている。
従って、上述した超電導回転子における冷却装置は1回
転時、超醒導電磁石7を冷媒室9内に供給された液体ヘ
リウムによる液冷媒で極吐湛に冷却すると共に、他ツバ
上記冷媒室9で気化したヘリウムガスによるガス冷媒は
、各冷媒管16.17、冷媒連結管18と各熱交換器5
,6を移送するCとによって熱父換し、上記真空室4内
を冷却し、しかる後、ガス冷媒は、R流管19.20を
通して給・排冷媒裟腸、へ還流するようになっている。
このようにして、上述した超電導回転′亀機は、極吐渦
に冷却され、上記超電導電磁石7を電気抵抗直答になる
ようになっている。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上述した超*内回転車機rts、トルク
筒体8のダ(がわに−重の輻射熱シールド節体13で輻
射熱等を継断するように構成されている関係上、上記継
シャフ)l!1.lbの軸受皿や超電導電磁石7のリー
ド線等から熱伝導し、上記超電導電磁石7の電気抵抗直
答の状態に保持することは、液冷媒の消費を増大シ2.
シかも、長時間に司る運転効率を低下させるおそれがあ
る。
%に、上記トルク筒体8及び可熱交換器5,6を保持す
る可撓性の支持部材()Vキシプルサポート)3は、熱
伝導性のものである関係上、一方の熱交換器6の臨度が
他方の熱交換器5に比較して低くなり、冷媒ガヌを冷媒
管16.17、冷媒連結管18を通し1両熱交換器5,
6に供給すると、これらに霜が着霜し、これらを加熱し
て除霜することも余儀なくされ、しかも、折曲した長い
パイプを配管するために、多くの溶接部を必要とし、こ
れに起因して、溶接による欠陥部を生じるおそれもあり
、真空保持に問題を生じる。
〔発明の目的〕
本発明は、上述した$情に鑑みてなされたものであって
、冷媒の配′Q系統をIrl”l素化し、冷媒霞の溶接
箇所を極力少くし、冷媒のリーク発生を防止し、併せて
、放射シールド機能を備えた信頼性の高い超電導回転電
機を提供するものである。
〔発明の概豊〕
本発明は、給・排冷媒管を引き通すようにした継シヤフ
トと他の継シヤフトとの間に外筒を可撓性の支持部材を
介して、しかも、真空室を形成して設け、この支持部材
と上記一方の継シヤフトとの(&l′Iに一対の熱交換
器及び超電導電磁石を内蔵したトルク同体を殴り、この
トルク筒体内に冷媒室を形成し、このトルク筒体の外が
わに冷媒流路を形成した輻射熱シールド部材を同Ib的
に配設し、上記冷媒流路し上記可熱交換器を各連通管で
接続し、外がわから浸入する伝導熱を有効適切に普断し
得るように開成したものである。
〔発明の実施例〕
以丁、本発明を図示の一犬)ilj例について説明する
なお、本発明は、上述した具体例と同一構成部材には同
じ符号を附して説明する。
第2図及び第8図において、符号1a、lbは、一対の
軸受■に軸装された超電導回転子の継シヤフトであって
、この両袖シャフト1aと1bとの間には、常温シール
ド筒体を乗ねる外筒2及び熱的に伸縮自在な可撓性ケ有
する支持部材()7キシブルサポート)3が実質的に一
体に介装されている。父、上記外筒2内には、真空室4
が形成されており、この真空室4内の上記支持部材8と
継シャフ)laの内側との間には、螺旋状の冷媒流1#
1S5a、6aを形成した一対の熱交換器5,6反ひ超
電導電磁石(超電導コイル)7を内蔵したトルク筒体8
が実質的に一体に固足して設けられている。さらeこ、
このトルク筒体8内には、液冷媒の冷媒室9が一対の仕
切板IOによって区分して形成されており、この冷媒室
9内Vこは、液体ヘリウムのような液冷媒11が1図示
されない給・排冷媒装置に接続した冷媒供給前12によ
って供給されるようになっている。さらに又、上記トル
ク筒体8の外がわの真空室4には、冷媒流路2] aを
形成した二車円筒状の輻射熱シールド部材21が真空層
14を形成するようにすると共に、上記トルク筒体8を
凹むようにして同心的に設けられており、上記超電導電
磁石7の外がわには、シールド部材15が被冠して設け
られている。
なお、上記二重円筒状をなす輻射熱シールド部材21は
、一対の中空輸体に複数の連結溝を軸方向に形成して連
結したものである。
一方、上記面熱交換器5と6には、上記冷媒室9に接続
した各冷媒1116.17が連結されており、上記面熱
交換器5,6と上記輻射熱シールド部材21の冷媒流路
2]aとは、各連通122.23とによって接続されて
いる。さらに、上記一方の熱交換器5には還流前19が
上記継シャフトla内を辿って上記給・排冷媒装置に連
結されている。
従って1本発明は、回転時、超電導電磁石7を冷媒室9
内に供給された液体ヘリウムによる液冷媒で極低温に冷
却すると共に、他方、上記冷媒室9で気化したヘリウム
ガヌによるガス冷媒は、各冷媒管16.17を通して面
熱交換器5.6に供給され、ここで熱交換して、真空室
4を冷却し、しかる後、ガス冷媒は、還流管(排気管)
19を曲して給・排冷媒装置へ還流するようになってい
る。
特に、上記熱交換器6から上記連通管22を通して輻射
熱シールド部材21の一冷媒流路21 aに流入しだガ
ス冷媒は、ここで熱交換して、真空室゛4や真空層14
を輻射熱シールド部材2Jと共に冷却し、しかる後、他
の連通管23を通して上記熱交換器5、還流管■9へ流
入するようになっている。
このようにして、上記超電導電磁石7は極(比倫に保持
されるようになっている。
次に、褐4図及び第5図は、トルク部体(トルクチュー
ブ)8Vr−:Thける温度分布をフレキシブルサポー
ト(可撓性の支持部材)3がある場合とこれがない場合
とに分けて示したものである。
温度分布は、冷却ガヌヘリウム量の多少により。
変化するけれども、上記支持部材3による断熱効果のた
めに、冷却ガヌヘリウムのトルク筒体8の流出温度は、
約70に以トである。このため、上記支持部材3側のガ
ヌヘリウムは、十分に冷却効果を持っている。又、上記
輻射熱シールド部材2」への入熱は、上記外筒2の温度
を約800 K 、上記輻射熱シールド部材2Jの温度
をTRとすれば、Q−σεA (3004−TR4) 但し、e:等価放射率、σ:ボルツマン定数、八:面)
責 である。
今、仮に、g=0.02 、 A=15m 、 TR’
=10OKとしても、Q = 136 J/Sとなるが
、この1直は、冷却ガス流量が、 0,327g/sに
て(20に→ILIOK)吸収される。
このように、上記輻射熱シールド部材21は、上d己フ
レキシブルサポート31則のトルク筒体8を冷却した矛
のガヌヘリウムによって充分に冷却することができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明eこよ′れば、給・排冷媒管を
引き通すようにした継シヤフトlaと他の継シャツ)l
bとの間に外筒2を口]撓件の支持部材8を介し、しか
も、真空室4を形成して設け、この支持部材8と上記一
方の継シギフ)laとの1田に一対の熱交換器5,6及
び超重1導電磁石7を内蔵したトルク筒体8を設け、こ
のトルク筒体8内に冷媒室9な形成【7.このトルク筒
体8の外がわに冷媒流路21 aを形成した輻射熱シー
ルド部材21を同心的に配設し、上記冷媒流路211L
に上記内熱交換器5,6を各連通管22.23で接続し
であるので、冷却機能を向上することができるばかりで
なく5冷却の配管系統を簡素化できると共に、信頼性の
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、既に提案されている超電導回転電機の断面図
、第2図は、本発明による超電導回転電機の要部を示す
断面図、第8図は、上記超電導回転la機の回転子に組
込まれる輻射熱シールド部材の一部を示す拡大断面図、
434図及び第5図は本発明によるトルク節体の温度分
布を解説するための各図である。 la、lb・・・継シヤフト、2・・・外筒、8・・・
支持部材、4・・・真空室、5,6・・・熱交換器、7
・・・超電導1.s石、8・・・トルク筒体、9・・・
冷媒室、10・・・仕切板、12・・・冷媒供給管、 
16.17・・・冷媒管、 19・・・還流管、21・
・・輻射熱シールド部局、21 a・・・冷媒流路、2
2、23・・・連通管。 出願人代理人 猪 股 清 第1図 ■ 第2図 298 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 り給・排冷媒管を引きJ再すようにした継シヤフトと他
    の継シヤフトとの間に外筒を可撓性の支持部材を介し、
    しかも、真空室を形成して設け、この支持部材と上記一
    方の継シヤフトとの間に一対の熱交換器及び超亀導車磁
    石を内蔵したトルク節体を設け、このトルク筒体内に冷
    媒室を形成し、このトルク的体の外がわに冷媒流路を形
    成した輻射熱シールド部材を同心的に配設し。 上記冷媒流路に上記可熱交換器を各連通管で接続したこ
    とを特徴とする超電導回転子機。 λ輻射熱シールド部制を給・排気口をM(1えた二重円
    筒体r形成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の超電導回転車機。
JP58133997A 1983-07-22 1983-07-22 超電導回転電機 Pending JPS6026459A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009145835A3 (en) * 2008-04-02 2010-02-18 Carl Goodzeit Low heat leak, high torque power shaft for cryogenic machines
US7956503B2 (en) 2009-04-09 2011-06-07 Goodzeit Carl L Dual armature motor/generator with flux linkage
US8084909B2 (en) 2009-04-09 2011-12-27 Goodzeit Carl L Dual armature motor/generator with flux linkage

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009145835A3 (en) * 2008-04-02 2010-02-18 Carl Goodzeit Low heat leak, high torque power shaft for cryogenic machines
US7791229B2 (en) 2008-04-02 2010-09-07 Goodzeit Carl L Low heat leak, high torque power shaft for cryogenic machines
US7956503B2 (en) 2009-04-09 2011-06-07 Goodzeit Carl L Dual armature motor/generator with flux linkage
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