JPS6074959A - 超電導回転子 - Google Patents

超電導回転子

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JPS6074959A
JPS6074959A JP58182890A JP18289083A JPS6074959A JP S6074959 A JPS6074959 A JP S6074959A JP 58182890 A JP58182890 A JP 58182890A JP 18289083 A JP18289083 A JP 18289083A JP S6074959 A JPS6074959 A JP S6074959A
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pipe
tube
liquid helium
spiral
gas
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JP58182890A
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JPH05944B2 (ja
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Hiroe Yamamoto
山本 広衛
Naoki Maki
牧 直樹
Hiroshi Tomeoku
留奥 寛
Kiyoshi Yamaguchi
潔 山口
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は超電導回転子に係り、特に液体ヘリウムの蒸発
ガスが多量に発生した場合の異常蒸発ガス排出装置が設
けられている超電導回転子に関するものである。
〔発明の背景〕
超電導回転子は超電導線で巻回された超電導界磁巻線を
有し、この超電導界磁巻線を冷却する冷媒貯槽を備えた
特殊構造をしており、その複雑な構造の簡素化と電気的
特性の把握とが必要で、現在検討が行なわれている。
第1図および第2図には超電導回転子の従来例が示され
ている。同図に示されているように超電導回転子の回転
体1は、内径部に冷媒貯槽2およびその外周部に超電導
界磁巻線3を装着したトルクチューブ4と、この超電導
界磁巻線3の上部に装着したベッセル5と、このベッセ
ル5の外周部に真空断熱部6を介して配設した外ダンパ
ー7とから構成されている。
このように構成された回転体1には、その負荷側に一段
ジャーナル軸受8介した一段回転軸(負荷側回転軸)9
が固定され、反負荷側にはトルクチューブ4に接続管1
0を介して接続した中空回転軸11と外ダンパー7に直
結した外側中空回転軸11aとからなる二段回転軸(反
負荷側回転軸)12が固定されている。
そして上述のトルクチューブ4と外ダンパー7との間に
設けられた真空断熱部6の真空封じ切りは金属ベローズ
13で行なわれ、金属ベローズ13で封じ切られた真空
断熱部6の真空調節は、一段回転軸9側の回転体1側部
の真壁パルプ14で行なわれる。また接続管10に接続
した中空回転軸11上にはマイカ絶縁体15を介した励
磁スリップリング16が配設され、この中空回転軸11
の軸方向端部には超電導界磁巻線3を冷却するための液
体ヘリウムの供給と、冷却または貯蔵液体ヘリウムの蒸
発ガスを回へ固定側のへ、リウム給排装置17が設けら
れている。そしてまた中空回転軸11の内部にはヘリウ
ム供給管18から冷媒貯槽2に液体ヘリウムを移送する
ヘリウム移送管19や、冷媒貯槽2に注入した液体ヘリ
ウムの蒸発ガスをジャケット20の螺旋状ダクト21を
介して回収する螺旋状回収管22等が配設されている。
また冷媒貯槽2に貯蔵された液体ヘリウムの蒸発ガスが
急激に多量に発生した場合の対策として、異常蒸発ガス
排出装置が設けられているが、この装置は一段回転軸9
に固定された中間軸23の内径部に埋設された安全弁2
4と、この安全弁24に接続されたガス吐出口25とか
ら構成されておシ、蒸発ガスの圧力がある一定圧力以上
になると安全弁24、ガス吐出口25を介して直接機外
に放出するようにしである。なお同図において26はヘ
リウム給排装置17を中空回転軸11に装着するベアリ
ング、27は中空回転軸11とヘリウム給排装置17と
の間のガスシールを行なう磁性流体シール、28a、2
8bは一般回収口である。
このように構成された超電導回転子で超電導回転子とし
ての性能を発揮するためには、トルクチューブ4に装着
さnた超電導界磁巻線3を液体ヘリウムで十分よく冷却
することが必要であり、超電導界磁巻線3が十分よく冷
却され、すなわち性能がよく発揮できる4、2に近傍ま
で冷却されたなら励磁スリップリング16からパワーリ
ード29を介して超電導界磁巻線3を励磁する。このよ
うに超電導回転子では超電導界磁巻線3を液体ヘリウム
で約4.2Kまで冷却することが必要であるが、この間
予冷開始から完了まで長時間にわたシ予冷運転が実施さ
れる。このため冷媒貯槽2に貯蔵された液体ヘリウムは
常時蒸発ガスとなって放出されるが、この放出された蒸
発ガスはヘリウム給排装置17から連続して回収系(図
示せず)に回収され、これ以外の超電導界磁巻線3のク
エンチ時に発生する多量の異常蒸発ガスや液体ヘリウム
の初期注入時に発生する異常蒸発ガスは異常蒸発ガス排
出装置で排出していた。すなわち冷媒貯槽2の内部圧力
の低下まで一時的に中間軸23のガス吐出口25に設け
た安全弁24から放出していた。
ところでこのように回転中に長軸の回転体の一方から急
激にガス吐出を行なうと、ヘリウム給排装置17を装着
している中空回転軸11に異常個数が発生したり、中壁
回転軸11からヘリウム給排装置17へのガス通路にも
多大な吐出圧力のかかる欠点がある。このような欠点を
解消するため従来、運転中における安全弁24の吐出圧
力の調節が不可能であるので、ヘリウム給排装置17の
一般回収口28a、28bから大量に回収できるように
開閉弁30を設けて調節し、できるだけ安全弁24の動
作によるガス吐出を避けていた。しかし超電導界磁巻線
3のクイフチ時には非常に大量の液体ヘリウムが一度に
蒸発するため、安全弁24の動作は避けることができな
いのみならず、非常に低温のヘリウムガス全ヘリウム給
排装置17から大量に長時間回収すると、ガス回収系路
の一部となる螺旋状ダクト21を構成している接続管1
0およびジャケット20関係材料の塑性変形、あるいは
磁性流体シール27の破損、周辺接続部材の熱収縮の問
題等から通常のガス回収系路としている螺旋状回収管2
2側からの大量回収には限界がめった。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点に鑑みなされたものであシ、螺旋状回
収管側に悪影徘を与えずに異常蒸発ガスの排出を可(イ
ヒにした超電導回転子を提供することを目的とするもの
である。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は超電導界磁巻線、冷媒貯槽を備えたト
ルクチューブの反負荷側に螺旋状ダクトを内設した接続
管を介して接続した中空回転軸と、この中空回転軸の内
側に設けられ、かつ超電導界磁巻線を冷却する液体ヘリ
ウムを注入する液体ヘリウム供給管、液体ヘリウム移送
管および液体ヘリウムの蒸発ガスを回収する螺旋状回収
管と、中空回転軸内軸方向端部に設けられると共に、液
体ヘリウム供給管に成体ヘリウムを供給し、かつ螺旋状
回収・ばからの蒸発ガスを排出する固定側のヘリウム給
排装置〆と、蒸発ガスが大量に発生した場合にその大量
の異常蒸発ガスを排出する異常蒸発ガス排出装置とを有
している超電導回転子において、異常蒸発ガス排出装置
を、中空回転軸内に螺旋状回収dと並列に、かつ冷媒貯
槽に接続した直接回収管と、この直接回収管と連通ずる
ようにヘリウム給排装置の外部に設けた調節自在な緊急
安全弁とで形成したことを特徴とするものであム1析孜
箸 これによって緊急安全弁を調節しながら奔常蒸喘かみ鼻
轟鋏追から異常蒸発ガスが排出できるようになる。
〔発明の実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
3図から第5図には本発明の一実施例が示されている。
なお従来と同じ部品には同じ符号を付したので説明を省
略する。本実施列では異常蒸発jス排出装置を、中空回
転軸11内に螺旋状、回収管22と並列に、かつ冷媒貯
槽2に接続した直接回収管31と、この直接回収管31
と連通ずるようにヘリウム給排装置17の外部に設けた
調節自在な緊急安全弁32とで形成した。このようにす
ることによシ緊急安全弁32f:調節し乍ら真情蒸発ガ
スが排出できるようになって、螺旋状回収管22側に悪
形讐を与えずに異常蒸発ガスの排出を可能にした超電導
回転子を得ることができる。
すなわちヘリウム給排装置17の一般回収口28bに導
く螺旋状回収管22と並列に異常蒸発ガスの緊急放出用
として直接回収管31を設け、この直接回収管31の端
部と連通ずる緊急回収口33をヘリウム給排装置17の
内部に、この緊急回収口33と連通ずる緊急回収管34
および緊急回収管34に連結した緊急安全弁32をヘリ
ウム給排装置17の外部に設けた。そして直接回収管3
1内には、螺旋状回収管22側への対流による熱侵入防
止を図る対流防止板35を内設したガスピット36を設
けた。なお同図において37は螺旋状回収管22と直接
回収管31との間に設けたガス通路分岐部であシ、38
は直接回収管31の端部と緊急回収口33との間に設け
た直接回収口である。このようにすることにより超電導
界磁巻線3のクエンチ時や液体ヘリウムの初期注入時に
発生する大量の異常蒸発ガスは、緊急安全弁32を調節
して直接回収管31、直接回収口3B、緊急回収口33
、緊急回収管34および緊急安全弁32を介してリド出
できるようになって、従来のように異常蒸発ガス排出装
置の安全弁24の吐出圧力の調節が不可能で異常蒸発ガ
スの一部を螺旋状回収管22から一般回収ロ28a、2
8bを介して排出しなくてもよくなり、螺旋状回収管2
2に異常圧力がかからず、従って磁性流体シール27の
破損の懸念をなくすことができ、接続管lOおよびジャ
ケット20関係材料の塑性変形を防止することかできる
。また通常の蒸発ガスを回収する方向と同じ方向から異
常蒸発カスを排出するので、中正回転!1Il111の
異1さ側温の発生を防+)−することができる。
第6図には本発明の他の実施例が示されている。
本災施例では直接回収管31aを、液体ヘリウム移送管
19およびこの液体ヘリウム移送管19と直接回収管3
1aとの間に設けた真空断熱管39と一体に形成した。
そして螺旋状ダクト21を設けたジャケット20の内径
部に、冷媒貯槽2に設けたガス吐出口配設の穴付回収管
40を集合する回収管集合ビット41を設け、この回1
区管集合ビット41から中空回転軸11の直接回収口3
8までの部分を、上述の直接回収管31aX真空断熱管
39および液体ヘリウム移送管19を一体にした三重管
42でガス移送し、固定側から装着する一\リウム給排
装置17には複数個の軸方向緊急回収孔43と、これを
集合する集合ガスピット44とを設け、この集合ガスピ
ット44を介して緊急安全弁32をヘリ・給排装置17
の軸方整置した。なお同図において45は冷媒供給管、
46は冷媒供給時に外部大気からまたは集合ガスヒ:ッ
ト44周辺からの熱侵入を防止するだめの冷媒供給真空
断熱部である。この場合には緊急安全弁32をヘリウム
給排装置17の軸方向の外部に設けて異常蒸発ガスを軸
方向から排出するようにしたので、σIJ述の場合より
も異常蒸発ガスの排出を容易にすることができる。
〔発明の効果〕 上述のように本発明は異常蒸発ガスが緊急安全弁を調節
し乍ら直接回収管がら排出できるようになって、従来の
ように螺旋状回収管から大量の蒸発ガスを排出しなくて
もよくなり、螺旋状回収管1UIIに悪影響を与えずに
異常蒸発ガスの排出を可能にした超電導回転子を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超電導回転子の縦断側面図、第2図は第
1図のr−r線に沿うVfr面図、第3図は本発明の超
電導回転子の一実施例の反負荷側の縦Wr側面図、第4
図は第3図の■−■線に沿う断面図、第5図は第3図の
1■−川縁に沿う断面図、第6図は本発明の超電導回転
子の他の実施例の反負荷側の縦断0111面図である。 2・・・冷媒貯槽、3・・・超電導界磁巻線、4・・・
トルクチューブ、10・・・接続管、11・・・中空回
転軸、17・・・ヘリウム給排装置、18・・・液体ヘ
リウム供給管、19・・・液体ヘリウム移送管、21・
・・螺旋状ダクト、22・・・螺旋状回収管、31,3
18・・・直接回収管、32・・・緊急安全弁、33・
・・緊急回収口、38・・・直接回収口、39・・・真
空断熱管、42・・三重管、43・・・軸方向緊急回収
孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l、超電導界磁巻線、冷媒貯槽を備えたトルクチューブ
    の反負荷側に螺旋状ダクトを内設した接続管を介して接
    続した中空回転軸と、この中空回転軸の内側に設けられ
    、かつ前記超電導界磁巻線を冷却する液体ヘリウムを注
    入する液体ヘリウム供給管、液体ヘリウム移送管および
    前記液体ヘリウムの蒸発ガスを回収する螺旋状回収管と
    、前記中壁回転軸の軸方向端部に設けられると共に、前
    記液体ヘリウム供給管に前記液体ヘリウムを供給し、か
    ′)前記螺旋状回収管からの蒸発ガスを排出する固定側
    のヘリウム給排装置と、前記蒸発ガスが大量に発生した
    ノ易合にその大量の異常蒸発ガスを排出する異常蒸発ガ
    ス排出装置とを有している超電導回転子において、前記
    異常蒸発ガス排出装置を、@自己中空回転軸内に前記螺
    旋状回収管と並列に、かつ前記冷媒貯槽に接続した直接
    回収管と、この直接回収管と連通ずるように前記ヘリウ
    ム給排装置の外部に設けた調節自在な緊急安全弁とで形
    成したことを特徴とする超電導回転子。 2、前記直接回収管が、前記螺旋状回収管との間に対流
    防止板を内設したガスビットを設けて形成されたもので
    おる特許請求の範囲第1項記載の超電導回転子。 3、前記直接回収管が、前記液体ヘリウム移送管および
    この液体ヘリウム移送管と前記直接回収管との間に設け
    た真空断熱管と一体に形成されたものである特許請求の
    範囲第1項記載の超電導回転子。
JP58182890A 1983-09-29 1983-09-29 超電導回転子 Granted JPS6074959A (ja)

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JPS6074959A true JPS6074959A (ja) 1985-04-27
JPH05944B2 JPH05944B2 (ja) 1993-01-07

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020536476A (ja) * 2017-11-24 2020-12-10 インダストリー−アカデミック コオペレーション ファウンデーション ジェジュ ナショナル ユニバーシティ 高温超電導回転機用超伝導コイルの性能評価装置及び前記装置による超伝導コイルの性能評価方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5698355A (en) * 1979-12-29 1981-08-07 Fuji Electric Co Ltd Cooling apparatus for superconductive rotary machine

Patent Citations (1)

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Publication number Publication date
JPH05944B2 (ja) 1993-01-07

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