JPS6130430Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は超電導回転電機における回転子内に
ある配管の取付構造に関する。

回転界磁型超電導回転電機における回転子は超
電導界磁コイルと、これを収納して低温に保持す
るコイル容器と、熱交換部とで構成され、コイル
容器と熱交換部とは配管で接続されていて封入極
低温冷媒（たとえば液体ヘリウム）が循環して前
記超電導界磁コイルは冷却され、低温に保持され
る。またこれらは低温に保持されなければならな
いため断熱効果のある高真空中に配設され、また
短絡故障時などにおける交流磁界を打消す作用を
もつ導電性の薄肉円筒状のダンバーシールドが設
けられている。このような構造の超電導回転電機
の回転子は高速回転によつて生じる遠心力も大き
く前記配管がこの力を受け、配管の接合部分（溶
接部分）が破壊され、密閉が破れるという問題が
あつた。第１図は超電導回転機における回転子の
要部縦断面図、第２図は第１図におけるＰ，P′に
て示す部分の従来構造を示す縦断面図である。図
において１は回転軸、２は軸受で、回転軸１には
回転子部分３がつながつている。回転子部分３の
最も外側は常温ダンバーシールド４で真空部５を
隔てて内側に低温ダンバーシールド６があり、さ
らに真空部５を隔てて内側にコイル容器７があ
る。コイル容器７から回転トルクを回転軸１に伝
導するコイル取付軸８には中間にコイル取付軸８
からの熱伝導によるコイル容器７への熱侵入を少
なくするために熱交換部９が設けられている。コ
イル容器７と熱交換部９とは配管１０で接続さ
れ、極低温冷媒１２はコイル容器７→配管１０→
熱交換部９に到達し、ここで気化した極低温冷媒
は配管１１を介して軸端への戻り冷媒出口に導か
れる。コイル容器７に供給された極低温冷媒は通
流中にコイル容器７に収容された界磁コイル（図
にはない）を冷却する。この配管１０，１１は周
知の真空部５に対して密閉が保持されなければな
らない。ここで問題となる熱交換部９と配管１
０，１１との接合部分は第２図の縦断面図にて示
される。従来構造では熱交換部９の貫通孔に配管
１０，１１が差込まれ、その最先端は溶接部１３
にて密閉が保たれていた。この種の構造の場合は
回転子の回転時に配管１０，１１に生じる遠心力
はすべて溶接部１３にかかり、破壊する虞れがあ
る。もし破壊して極低温冷媒が真空部５に洩れる
と、周囲の真空度が落ち回転子としての役目を果
すことができなくなり致命傷となる。また溶接部
１３に充分な強度を持たせるために溶接の溶け込
み深さを深くしようとしても溶接時の熱によりコ
イル取付軸８に変形を起こし工作上不可能であ
る。

この考案は上記従来の欠点を除去して回転子に
おける配管接合部を強度的に強くし、かつ極低温
冷媒洩れのないより安定した信頼性の高い超電導
回転電機を提供することを目的とする。

この考案によれば上記の目的は熱交換部と配管
の端部との接合個所には配管が外側へ抜け出よう
とするのを阻止する接触面座を設けて当接し、回
転子の回転に伴い前記配管に生じる遠心力による
外周方向への力に耐える構造とすることにより達
せられる。

以下この考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第３図は第１図のＰ，P′部分におけるこの考
案の一実施例になる管接合部構造を示す縦断面図
である。この構造では配管１０Ａ，１１Ａの熱交
換部９の貫通孔に挿入される端部は外径を切削し
て元の配管外径との間に接触面座１４を設け、接
触面座１４を熱交換部９に支持させる構造とす
る。配管１０Ａ，１１Ａの最先端部は熱交換部９
に溶接され、この溶接部１３には機械的強度は分
担させず密閉保持のみ分担させる。

第４図ａはこの考案の他の実施例になる配管接
合部構造を示す縦断面図である。この構造では複
数枚の支持片１５を介して当接する構造である。
すなわち支持片１５は配管の先端部に設けられ符
号１３Ａにて示す一端で配管に溶接固定され（こ
の溶接は機械的強度を持たせるため溶け込みの深
さを深くしてよい）、この溶接部１３Ａと支持片
１５の他端の接触面座１４Ａが熱交換部９に当接
した部分とで機械的強度を分担させる。配管１
０，１１の最先端は熱交換部９に溶接し、この溶
接個所１３では密閉保持のみ分担させる。

第４図ｂはこの考案の別の実施例になる配管接
合部構造を示す縦断面図である。１５Ａは環状の
支持環で１３Ｂの一端で配管１０，１１に溶接固
定され、この溶接部１３Ｂと支持環１５Ａの他端
の接触面座１４Ｂが熱交換部９に当接した部分と
で機械的強度を分担させる。ガス配管１０，１１
の最先端は熱交換部９に溶接され、この溶接個所
１３では密閉個所のみ分担させる。

上述の構造は第１図Ｐ，P′個所のみならず、配
管に遠心力がかかる部位である配管とコイル容器
との接合部Ｑにも適用される。

上記による構造によれば機械的強度を持たせる
部分を密閉保持を分担せしめる部分とを分離した
構造であるので回転子における配管接合部を強度
的に強くすることができ、しかも極低温冷媒洩れ
を起こさず、より安定した信頼性の高い超電導回
転電機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超電導回転電機における回転子の要部
縦断面図、第２図は第１図のＰ，P′に示す部分の
従来構造縦断面図、第３図は同上部分のこの考案
の一実施例になる配管接合部構造を示す縦断面
図、第４図Ａは同上部分のこの考案の他の実施例
になる配管接合部構造を示す縦断面図、第４図Ｂ
は同上部分のこの考案の別の実施例になる配管接
合部構造を示す縦断面図である。 ３：回転子、７：コイル容器、８：コイル取付
軸、９：熱交換部、１０，１０Ａ，１１，１１
Ａ：配管、１４，１４Ａ，１４Ｂ：接触面座、１
５：支持片、１５Ａ：支持環。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 界磁コイルを収納して低温に保持するコイル
   容器と常温の回転軸との間のトルク伝達がコイ
   ル取付軸を介してなされ、該コイル取付軸から
   の熱伝導による熱侵入を少なくするために前記
   コイル容器の両側方に環状に設けられた熱交換
   部と前記コイル容器とを極低温冷媒通流用の配
   管で連通しかつ回転軸端の冷媒出口と前記熱交
   換部とを配管で連通せしめ、前記熱交換部およ
   びコイル容器に設けた前記配管挿入孔に対し、
   前記配管を回転子軸心側より挿入して配管最先
   端部を前記熱交換部およびコイル容器に夫々気
   密溶接せしめた超電導回転子において、前記配
   管の熱交換部およびコイル容器に挿入される端
   部に、前記熱交換部またはコイル容器の回転子
   軸心側面と当接する接触面座を設け、回転子の
   回転に伴い前記配管に生じる遠心力による回転
   子半径方向への力をこの当接した接触面座で支
   持する構造としたことを特徴とする超電導回転
   子。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の超電導
   回転子において、配管の端部は外径が細く切削
   されて熱交換部またはコイル容器の孔に差込ま
   れ、前記切削された部分の根元の部分が熱交換
   部またはコイル容器に当接する接触面座である
   ことを特徴とする超電導回転子。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の超電導
   回転子において、前記配管の先端部に支持片が
   設けられ、該支持片の一端は前記配管に溶接固
   定され、他端が熱交換部またはコイル容器に当
   接する接触面座であることを特徴とする超電導
   回転子。 ４ 実用新案登録請求の範囲第３項記載の超電導
   回転子において、配管に設けられる支持片は配
   管の外径に嵌り込む支持環であることを特徴と
   する超電導回転子。