JPS6147066B2 - - Google Patents

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JPS6147066B2
JPS6147066B2 JP53134684A JP13468478A JPS6147066B2 JP S6147066 B2 JPS6147066 B2 JP S6147066B2 JP 53134684 A JP53134684 A JP 53134684A JP 13468478 A JP13468478 A JP 13468478A JP S6147066 B2 JPS6147066 B2 JP S6147066B2
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JP
Japan
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outlet
rotor
coolant
inlet
cooling duct
Prior art date
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Expired
Application number
JP53134684A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5563568A (en
Inventor
Semenoichi Kutateradose Samuson
Oseroichi Rutoseto Maruku
Georugieuichi Kororukofu Anatorii
Sutepanoichi Hohofu Yuri
Fuirihoichi Fuirihofu Iojifu
Mihairoichi Futoretsukii Gari
Nikoraeuichi Uedens Yuri
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.)
INSUCHI TEPUROFUIJIKI SHIBIRUSUKOGO OTODERENIA AN SSSR
RENIN PUROIZUBODOSUTOBENNOE EREKUTOROMASHINOSUTOROITERUNOE OBIEDEINENIE EREKUTOROSHIRA IMENI ESU EMU KIROWA
SUPECHIARU KONSUTO ENERUGOHIMASHI
Original Assignee
INSUCHI TEPUROFUIJIKI SHIBIRUSUKOGO OTODERENIA AN SSSR
RENIN PUROIZUBODOSUTOBENNOE EREKUTOROMASHINOSUTOROITERUNOE OBIEDEINENIE EREKUTOROSHIRA IMENI ESU EMU KIROWA
SUPECHIARU KONSUTO ENERUGOHIMASHI
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Publication date
Application filed by INSUCHI TEPUROFUIJIKI SHIBIRUSUKOGO OTODERENIA AN SSSR, RENIN PUROIZUBODOSUTOBENNOE EREKUTOROMASHINOSUTOROITERUNOE OBIEDEINENIE EREKUTOROSHIRA IMENI ESU EMU KIROWA, SUPECHIARU KONSUTO ENERUGOHIMASHI filed Critical INSUCHI TEPUROFUIJIKI SHIBIRUSUKOGO OTODERENIA AN SSSR
Priority to JP13468478A priority Critical patent/JPS5563568A/en
Publication of JPS5563568A publication Critical patent/JPS5563568A/en
Publication of JPS6147066B2 publication Critical patent/JPS6147066B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気機器、より詳細には、原子力およ
び火力発電所、また輸送および航空の用途にも応
用可能な電動機および発電機を含む、極低温冷却
(cryogenic cooling)される電気機器に関する。
他の応用は宇宙電力装置、および回転可能な要
素、例えば超伝導回転パルスエネルギー蓄積器の
電気巻線、が極低温冷却により決定される条件に
維持される装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to electrical equipment, and more particularly to cryogenic cooling equipment, including electric motors and generators, which have application in nuclear and thermal power plants, and also in transportation and aviation applications. Regarding electrical equipment.
Other applications relate to space power devices and devices in which rotatable elements, such as the electrical windings of superconducting rotating pulse energy storage devices, are maintained at conditions determined by cryogenic cooling.

回転可能な電気巻線が極低温に冷却される非常
に多種の電気機器がある。これらの電気機器は以
下のように改良される。第1に、専門家は極低温
冷却に必要な電力の減少を達成することを追求
し、その結果機器の最大効率を得る。第2に、特
別の目的の設備として用意されたものでない極低
温装置と結合して使用されたときは通常低下する
機器全体の信頼性を上げるための努力がなされ
る。
There is a wide variety of electrical equipment in which rotatable electrical windings are cooled to cryogenic temperatures. These electrical devices are improved as follows. First, experts seek to achieve a reduction in the power required for cryogenic cooling, thus obtaining maximum efficiency of the equipment. Second, efforts are made to increase the overall reliability of the equipment, which typically decreases when used in conjunction with cryogenic equipment that is not intended for special purpose equipment.

しかしながら、第1の方法による改良は同じ電
力消費量における機器の動作の信頼性の増大を取
扱う改良に関するものであるということができ
る、というのは節約電力量は第2の場合において
超伝導巻線の温度を低下させるために使用できる
からである。
However, it can be said that the improvement according to the first method concerns an improvement that deals with an increase in the reliability of the operation of the equipment at the same power consumption, since the amount of power saved is in the second case superconducting windings. This is because it can be used to lower the temperature of

物理的には、回転子巻線の極低温冷却は、冷却
剤が巻線それ自体および巻線がその中に固定され
ている回転子の中央の円筒状部分を冷却し、回転
子の中央部分をベアリングの中に回転可能に設け
られたネツク部分と固定的に結合するのに役立つ
回転子の2個の漸縮部(reducer portion)を冷
却し、かつ電力導線および熱または電磁シールド
を冷却する間の手順である。
Physically, cryogenic cooling of the rotor windings involves cooling the windings themselves and the central cylindrical part of the rotor in which the windings are fixed, by cooling the central part of the rotor. cooling the two reducer portions of the rotor which serve to fixedly couple the rotor with a neck portion rotatably mounted in the bearing, and cooling power conductors and thermal or electromagnetic shielding. This is an intermediate step.

技術上知られた極低温冷却される電気機器(テ
イー・イー・ラスカリスによる記事参照、極低温
工学、1977年4月、17巻4号)においては、全体
としての極低温装置は回転子の外部に位置し、可
能なかぎり低温にされる冷却剤は冷却剤供給ダク
トを介して回転子の中に導入され、かつ最適温度
から相異する温度に回転子要素を冷却するために
使用され、該冷却剤は1個または2個の冷却剤放
出ダクトを介して放出される。
In cryogenically cooled electrical equipment known in the art (see article by T. E. Lascaris, Cryogenic Engineering, April 1977, Vol. 17, No. 4), the entire cryogenic device is external to the rotor. A coolant located at a temperature as low as possible is introduced into the rotor via a coolant supply duct and is used to cool the rotor elements to a temperature different from the optimum temperature. Coolant is discharged via one or two coolant discharge ducts.

電力消費およびしたがつて機器の最大効率の提
供に関して定義されたより最適の冷却装置とは、
それにより回転子の上記要素の各々の最適の冷却
が達成される装置である。これは各要素の冷却ダ
クトを通過する冷却剤は該要素に対して最適の温
度で独立的に消費されなければならないことを意
味する。もし極低温装置と回転子とが互に分離し
て設置されておれば、冷却剤は複数のダクトを通
して回転子に供給されかつ回転子から回収されな
ければならない。例えば、上記の4個の回転子の
要素は独立に4個の供給ダクトおよび4個の放出
ダクトにより供給されなければならない。
A more optimal cooling system defined in terms of power consumption and thus providing maximum efficiency of the equipment is:
It is a device by which optimal cooling of each of the above-mentioned elements of the rotor is achieved. This means that the coolant passing through the cooling ducts of each element must be consumed independently at the optimum temperature for that element. If the cryogen and rotor are installed separately from each other, coolant must be supplied to and recovered from the rotor through multiple ducts. For example, the four rotor elements mentioned above must be independently fed by four supply ducts and four discharge ducts.

そのような設計は複雑でありかつ組立が困難で
ある。より都合のよい極低温冷却を有する電気機
器が技術上知られており(英国特許第1320342
号、分類H2A参照)、該機器においてはほぼ最適
の冷却に供するため極低温装置の一部は回転子の
空胴内に配置され、また該機器においては回転子
に冷却剤を供給するために1つのダクトが使用さ
れ、かつ回転子から冷却剤を回収するためにもう
1つのダクトが使用されている。
Such designs are complex and difficult to assemble. Electrical equipment with more convenient cryogenic cooling is known in the art (UK Patent No. 1320342).
In this equipment, a part of the cryogenic device is placed inside the cavity of the rotor to provide near-optimal cooling, and in this equipment, a part of the cryogenic device is placed in the cavity of the rotor to provide coolant to the rotor. One duct is used and another duct is used to recover coolant from the rotor.

上述の機器においては、回転子は冷却ダクトを
有する超伝導巻線を具備し、該冷却ダクトの入口
と出口はそれぞれ回転子空胴内に配置された熱交
換器の第1の出口と第1の入口とに接続され、該
熱交換器は第2の入口と第2の出口が設けられ、
それぞれ回転子に冷却剤を供給する管と回転子か
ら冷却剤を回収する管に結合されており、該回転
子はまた熱または電磁シールドを具備し、該シー
ルドは超伝導巻線から放射状に位置する関係すな
わち放射状の真空ギヤツプを有するように配置さ
れ、かつ少くとも1個の冷却ダクトを備え、該ダ
クトの入口と出口はそれぞれ冷却剤供給管および
冷却剤放出管と接続され、また該回転子は電気的
に超伝導巻線と接続された2本の電力導線を具備
し、該電力導線の各々は少くとも1個の冷却ダク
トを備え、該ダクトはその入口と出口とがそれぞ
れ冷却剤供給管と冷却剤放出管とに結合され、そ
して該回転子は超伝導巻線と隣接して2個の漸縮
部を具備し、該漸縮部は超伝導巻線の両側に回転
子の軸にそつて連続的に配置され、かつ各々は少
くとも1個の冷却ダクトを有し、該ダクトは超伝
導巻線にきわめて接近し、かつ冷却剤供給管に結
合された入口を有し、また冷却剤放出管に結合さ
れた出口を有する。
In the device described above, the rotor comprises a superconducting winding with a cooling duct whose inlet and outlet are respectively a first outlet and a first outlet of a heat exchanger disposed within the rotor cavity. an inlet of the heat exchanger, the heat exchanger having a second inlet and a second outlet;
each coupled to a tube for supplying coolant to the rotor and a tube for recovering coolant from the rotor, the rotor also having a thermal or electromagnetic shield located radially from the superconducting windings. at least one cooling duct, the inlet and outlet of which are connected to a coolant supply pipe and a coolant discharge pipe, respectively, and the rotor comprises two power conductors electrically connected to a superconducting winding, each of the power conductors having at least one cooling duct, the inlet and outlet of which are respectively connected to a coolant supply. tube and a coolant discharge tube, and the rotor includes two constrictions adjacent to the superconducting windings, the constrictions extending from the axis of the rotor on either side of the superconducting windings. each having at least one cooling duct, the duct having an inlet in close proximity to the superconducting windings and coupled to the coolant supply tube; It has an outlet coupled to a coolant discharge tube.

回転子を空胴内にガス膨張により該ガスの冷却
を行なうエキスパンダーが配置され、該エキスパ
ンダーにおいては冷却剤供給管から導入される冷
却剤が冷却され、次に冷却剤供給管と結合されて
いる熱交換器の入口に運ばれる。回転子の空胴内
のエキスパンダーの存在は機器の信頼性を減ずる
傾向がある、というのは該エキスパンダーは機器
の故障の可能な数の増大の原因になる可動要素を
有するからである。
An expander is arranged in which the rotor is cooled by gas expansion in the cavity, and the expander cools the coolant introduced from the coolant supply pipe, and is then connected to the coolant supply pipe. transported to the inlet of the heat exchanger. The presence of an expander within the rotor cavity tends to reduce equipment reliability, since the expander has moving elements that increase the number of possible equipment failures.

本発明の目的はより高い信頼性を備える極低温
冷却される電気機器を提供することである。
The aim of the invention is to provide cryogenically cooled electrical equipment with higher reliability.

極低温冷却される電気機器が開示され、該電気
機器は冷却ダクトを有する超伝導巻線を備える回
転子を具備し、該冷却ダクトはそれぞれ回転子の
空胴内に配置された熱交換器の第1の出口および
第1の入口と接続された入口および出口を有し、
該熱交換器の第2の入口および第2の出口はそれ
ぞれ回転子に冷却剤を供給する管および回転子か
ら冷却剤を回収する管と結合されており、また該
電気機器は超伝導巻線から放射状に位置する関係
にあり、かつ少くとも1個の冷却ダクトが設けら
れた熱または電磁シールドを具備し、該冷却ダク
トはその入口および出口がそれぞれ冷却剤供給管
および冷却剤放出管と結合され、また該電気機器
は超伝導巻線と電気的に結合され、かつ各々少く
とも1個の冷却ダクトを備える2本の電力導線を
具備し、該冷却ダクトはその入口および出口はそ
れぞれ冷却剤供給管および冷却剤放出管と結合さ
れ、そして該電気機器は超伝導巻線に隣接する2
個の漸縮部を具備し、該漸縮部は超伝導巻線の両
側に回転子の軸にそつて連続的に配置され、かつ
その各々は少くとも1個の冷却ダクトを有し、該
冷却ダクトは超伝導巻線にきわめて接近して位置
し、かつ冷却剤供給管と結合された入口を有し、
そして冷却剤放出管と結合された出口を有してい
るが、該電気機器はさらに本発明に従い回転子の
空胴内に配置されたランクボルテツクス管
(Ranque vortex tube)を具備し、該ランクボル
テツクス管は冷却剤供給管と結合された接線入口
を有し、また漸縮部および電力導線の冷却ダクト
の入口と結合された中央出口を有し、そして熱ま
たは電磁シールドの冷却ダクトの入口と結合され
た周辺出口を有し、該冷却ダクトは漸縮部の少く
とも1個の冷却ダクトの付加的な入口と結合され
た出口を有する。なお、ランクボルテツクス管は
中空の静止した円筒を有し、その中で予め圧縮さ
れた気体が膨張され、かつ熱い流れと冷たい流れ
の2つの流れに分離されるものである。
A cryogenically cooled electrical device is disclosed, the electrical device comprising a rotor comprising a superconducting winding having cooling ducts, each of which is connected to a heat exchanger disposed within a cavity of the rotor. a first outlet and an inlet and an outlet connected to the first inlet;
A second inlet and a second outlet of the heat exchanger are respectively coupled to tubes supplying coolant to the rotor and tubes recovering coolant from the rotor, and the electrical equipment has superconducting windings. a thermal or electromagnetic shield in radial relation from the cooling duct and having at least one cooling duct coupled at its inlet and outlet with a coolant supply pipe and a coolant discharge pipe, respectively; and the electrical equipment includes two power conductors electrically coupled to the superconducting windings and each having at least one cooling duct, the cooling duct having an inlet and an outlet each connected to a coolant. is connected to a supply pipe and a coolant discharge pipe, and the electrical equipment has two adjacent superconducting windings.
a plurality of constrictions arranged successively along the axis of the rotor on both sides of the superconducting winding, each having at least one cooling duct; a cooling duct located in close proximity to the superconducting windings and having an inlet coupled to a coolant supply tube;
and an outlet coupled to a coolant discharge tube, the electrical equipment further comprising a Ranque vortex tube disposed within the cavity of the rotor according to the invention, The vortex tube has a tangential inlet combined with the coolant supply pipe and also has a central outlet combined with the condenser and the inlet of the cooling duct of the power conductor, and the inlet of the cooling duct of thermal or electromagnetic shielding. The cooling duct has an outlet connected to an additional inlet of at least one cooling duct of the constriction. The rank vortex tube has a hollow, stationary cylinder in which a precompressed gas is expanded and separated into two streams: a hot stream and a cold stream.

都合良くは、冷却剤放出管は2個のダクトを具
備する、即ち冷却剤放出管の側にある熱交換器の
出口が該ダクトの第1のダクトと結合され、かつ
漸縮部の冷却ダクトの出口が第2のダクトと結合
される。
Conveniently, the coolant discharge pipe comprises two ducts, i.e. the outlet of the heat exchanger on the side of the coolant discharge pipe is connected to the first of the ducts, and the cooling duct of the condensation section An outlet of the second duct is coupled to the second duct.

好ましくは、冷却剤放出管と結合された熱交換
器の出口は少くとも1個の漸縮部の冷却ダクトの
付加的な入口と結合される。
Preferably, the outlet of the heat exchanger connected to the coolant discharge pipe is connected to an additional inlet of the cooling duct of at least one condenser.

ランクボルテツクス管は熱交換器の中に設けら
れた空室(chamber)の中に配置されると都合が
良い。
Conveniently, the rank vortex tube is arranged in a chamber provided within the heat exchanger.

ランクボルテツクス管の接線入口は熱交換器の
付加的な出口と結合されると好都合である。
The tangential inlet of the rank vortex tube is advantageously combined with an additional outlet of the heat exchanger.

本発明を実例により添付の図面を参照して説明
する。
The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.

本発明による極低温冷却される電気機器は固定
子本体1(第1図)を具備し、該固定子本体中に
は固定子巻線2が堅く固定され、かつ、ベアリン
グ6の中に回転可能に保持された終端4および5
を有する中空の回転子3が組込まれている。該回
転子3の中央の円筒状の部分には冷却ダクト8
(便宜上1個のダクトのみが示されている)を有
する超伝導巻線7が設けられている。2つの漸縮
部9および10は超伝導巻線7に隣接しており、
かつ回転子3の軸にそつて超伝導巻線7の両側に
連続的に配置されている。漸縮部9および10の
各々には少くとも1個の冷却ダクト、即ち環状の
ダクト11および12がそれぞれ本発明の記述さ
れた具体化例に従つて設けられている。該環状ダ
クト11および12の入口は回転子3の超伝導巻
線7にきわめて近接して配置されている。
The cryogenically cooled electrical equipment according to the invention comprises a stator body 1 (FIG. 1) in which a stator winding 2 is rigidly fixed and rotatable in a bearing 6. Terminations 4 and 5 held at
A hollow rotor 3 is incorporated therein. A cooling duct 8 is provided in the central cylindrical portion of the rotor 3.
A superconducting winding 7 is provided with (only one duct is shown for convenience). The two constrictions 9 and 10 are adjacent to the superconducting winding 7;
The superconducting windings 7 are continuously arranged along the axis of the rotor 3 on both sides of the superconducting windings 7. Each of the constrictions 9 and 10 is provided with at least one cooling duct, namely an annular duct 11 and 12, respectively, according to the described embodiment of the invention. The inlets of the annular ducts 11 and 12 are arranged in close proximity to the superconducting windings 7 of the rotor 3.

回転子3はまた、超伝導巻線7から放射状に位
置する関係に配置された熱または電磁シールド1
3を具備する。該シールド13は漸縮部9および
10に堅く固定され、超伝導巻線7を共に固定子
巻線2により作られる熱放射および磁界の交流成
分から保護するよう設計されている。本発明の与
えられた具体化例に従い少くとも1個の冷却ダク
ト、即ち環状冷却ダクト14が該シールド13の
中に形成される。
The rotor 3 also includes a thermal or electromagnetic shield 1 arranged in radial relation from the superconducting winding 7.
3. The shield 13 is rigidly fixed to the constrictions 9 and 10 and is designed to protect the superconducting winding 7 both from the thermal radiation produced by the stator winding 2 and from the alternating current component of the magnetic field. According to the given embodiment of the invention, at least one cooling duct, namely an annular cooling duct 14, is formed in the shield 13.

回転子3の空胴15の中にはランクボルテツク
ス管16が収容され、該ボルテツクス管16の接
線入口は冷却剤を回転子3に供給するため、配管
17を介して、冷却剤供給アセンブリー18の回
転子3に固定された回転要素と通じており、該冷
却剤供給アセンブリー18は回転子3に冷却剤を
供給するため導管19と接続された固定要素を有
する。ランクボルテツクス管16の中央出口は配
管20を介して漸縮部9,10の環状冷却ダクト
11,12の入口にそれぞれ接続されている。ラ
ンクボルテツクス管16の周辺出口は配管21を
介してシールド13の環状冷却ダクト14の入口
と通じている。該環状冷却ダクト14の出口は少
くとも1つの漸縮部9の冷却ダクトの第2の入
口、即ち漸縮部9の環状冷却ダクト11の第2の
入口と通じている。
A rank vortex tube 16 is accommodated in the cavity 15 of the rotor 3, the tangential inlet of which is connected via a line 17 to a coolant supply assembly 18 for supplying coolant to the rotor 3. The coolant supply assembly 18 has a fixed element connected with a conduit 19 for supplying coolant to the rotor 3 . The central outlet of the rank vortex tube 16 is connected via a pipe 20 to the inlet of the annular cooling ducts 11, 12 of the constrictors 9, 10, respectively. The peripheral outlet of the rank vortex tube 16 communicates via a line 21 with the inlet of the annular cooling duct 14 of the shield 13. The outlet of the annular cooling duct 14 communicates with the second inlet of the cooling duct of at least one constriction 9 , ie with the second inlet of the annular cooling duct 11 of the constriction 9 .

ランクボルテツクス管は例えばA.P.Merkulov
“The Vortex Effect and Its Application in
Engineering”,Masluirostroenie,Moscow,
1969,pp.7〜11にも述べられているように構造
的には、中空の静止した円筒であり、その中で予
め圧縮された気体が膨張されかつ熱い流れと冷た
い流れの2つの流れに分離されるものである。分
離効果を達成するため、最初のガス流は該円筒の
中に接線方向に内側の横方向面に導入される。技
術的には、この形式のガス流は「接線入口」と称
され、したがつてこのガス流の対応速度は「接線
速度」(Wt)と称される。この形のすべての装置
における冷たいガス流は、中央出口と称される、
接線入口に最も近い端部における中空円筒の中心
から引き出される。熱いガス流は常に、技術的に
は「周辺出口」と称される、中央出口と反対側の
端部から引き出される。
Rank vortex tubes are e.g. AP Merkulov
“The Vortex Effect and Its Application in
Engineering”, Masluirostroenie, Moscow,
1969, pp. 7-11, it is structurally a hollow, stationary cylinder in which a precompressed gas is expanded and divided into two streams: a hot stream and a cold stream. It is something that is separated. To achieve a separation effect, a first gas stream is introduced into the cylinder tangentially on the inner transverse surface. Technically, this type of gas flow is referred to as "tangential inlet" and the corresponding velocity of this gas flow is therefore referred to as "tangential velocity" (W t ). The cold gas flow in all devices of this form is called the central outlet,
Extracted from the center of the hollow cylinder at the end closest to the tangential inlet. The hot gas stream is always withdrawn from the end opposite the central outlet, technically referred to as the "peripheral outlet."

環状冷却ダクト11,12は放射状ダクトを介
してガストラツプ(gas traaps)22,23とそ
れぞれ通じており、該ガストラツプは回転子3か
ら冷却剤を回収するため制御バルブ24を介して
導管25と接続されている。ガストラツプ22,
23は固定された装置でありその壁面と回転子3
との間のすき間はガスケツト(図示せず)の助け
により密封されている。
The annular cooling ducts 11, 12 communicate via radial ducts with gas traaps 22, 23, respectively, which are connected via a control valve 24 with a conduit 25 for recovering coolant from the rotor 3. ing. Gas trap 22,
23 is a fixed device, and its wall surface and rotor 3
The gap between them is sealed with the help of a gasket (not shown).

回転子3の空胴15はまた、本発明の与えられ
た具体化例に従つて、熱交換器即ち回復型熱交換
器(recuperative heat exchanger)26を収容
している。回復型熱交換器26は、例えば、一方
の熱媒体が流れる管の中に他方の熱媒体が流れる
管を通したものであり、両者の熱媒体間で対流お
よび管の熱伝導によつて熱交換を行なうものであ
る。該回復型熱交換器26は配管27を介して冷
却剤供給アセンブリ18の回転要素に接続された
第1の入口26a(熱放射側)を有し、該冷却剤
供給アセンブリは冷却剤供給管19に接続された
固定要素を有している。該回復型熱交換器26
は、絞り弁28および配管29を介して超伝導巻
線7の冷却ダクト8の入口に接続された第1の出
口28a(熱放射側)を有する。超伝導巻線7か
ら蒸発した冷却剤を回収するよう意図された配管
30がある。配管30は冷却ダクト8の出口を回
復型熱交換器26の第2の入口30a(熱吸収
側)と接続し、該回復型熱交換器は配管31を介
してガストラツプ22と接続され、かつ該ガスト
ラツプ22を介して冷却剤放出管25と接続され
た第2の出口26b(熱吸収側)を有する。な
お、回復型熱交換器26においては、配管29に
沿つたガス流は加熱されず、配管30に沿つて回
復型熱交換器26に供給されるより冷たい逆方向
のガス流によつて冷却される。超伝導巻嘗7のダ
クト8に直線接続された回復型熱交換器26の配
管29の終端にスロツトルバルブ28が設けられ
ている。なお冷却剤としてはヘリウム等が用いら
れ、その冷却剤は電気機器の動作状態(正常、過
熱、過冷)によつて気体および液体の状態とな
る。
The cavity 15 of the rotor 3 also houses a heat exchanger or recuperative heat exchanger 26, according to the given embodiment of the invention. In the recovery heat exchanger 26, for example, one heat medium passes through a tube through which the other heat medium flows, and heat is transferred between the two heat mediums by convection and heat conduction through the tubes. It is an exchange. The recuperative heat exchanger 26 has a first inlet 26a (thermal radiation side) connected via a line 27 to a rotating element of the coolant supply assembly 18, which coolant supply assembly is connected to the coolant supply line 19. It has a fixation element connected to. The recovery type heat exchanger 26
has a first outlet 28a (heat radiation side) connected to the inlet of the cooling duct 8 of the superconducting winding 7 via a throttle valve 28 and a pipe 29. There is a line 30 intended to recover the evaporated coolant from the superconducting winding 7. The pipe 30 connects the outlet of the cooling duct 8 to the second inlet 30a (heat absorption side) of the recovery heat exchanger 26, and the recovery heat exchanger is connected to the gas trap 22 via the pipe 31, and It has a second outlet 26b (heat absorption side) connected to the coolant discharge pipe 25 via the gas trap 22. Note that in the recuperative heat exchanger 26, the gas flow along the pipe 29 is not heated, but is cooled by the cooler opposite gas flow supplied to the recuperative heat exchanger 26 along the pipe 30. Ru. A throttle valve 28 is provided at the end of the piping 29 of the recovery heat exchanger 26 which is connected in a straight line to the duct 8 of the superconducting volume 7. Note that helium or the like is used as the coolant, and the coolant changes into a gas or liquid state depending on the operating state (normal, overheated, or overcooled) of the electrical equipment.

本発明の他の具体化例においては、冷却剤は回
転子3から回収され、極低温装置(図示せず)に
導かれる。この具体化例においては冷却剤放出管
25(第2,3図)は2つのダクト即ち配管32
および33を有する。配管31(第2図)は回復
型熱交換器26の出口を回転子3から冷却剤を回
収するためアセンブリ34を介して、かつ制御バ
ルブ35を介して配管32と接続する。漸縮部9
の環状ダクト11(第1図)および漸縮部10の
環状ダクト12は配管33(第2図)と接続され
ている。
In another embodiment of the invention, the coolant is withdrawn from the rotor 3 and directed to a cryogenic device (not shown). In this embodiment, the coolant discharge pipe 25 (FIGS. 2 and 3) is connected to two ducts or pipes 32.
and 33. A line 31 (FIG. 2) connects the outlet of the recuperative heat exchanger 26 via an assembly 34 for recovering coolant from the rotor 3 and via a control valve 35 with line 32. Gradual contraction part 9
The annular duct 11 (FIG. 1) and the annular duct 12 of the constriction section 10 are connected to a pipe 33 (FIG. 2).

相異なる温度の冷却剤の2つの流れを混合する
際に発生する熱力学的損失を減少させるために、
即ち1つは(高温である)回復型熱交換器26
(第1図)から流れてくるものであり、もう1つ
は漸縮部9の環状ダクト11を通過するものであ
るが、これらの流れを両方の流れが同じ温度を有
する環状ダクト11上の点で混合することは良い
方法である。このため、回復型熱交換器26(第
4図)の出口は配管36を介して少くとも1個の
漸縮部の冷却ダクトの第2の入口と接続されてい
る、即ち本発明の記述された具体化例に従い漸縮
部9の環状ダクト11の第2の入口と接続されて
いる。
In order to reduce the thermodynamic losses that occur when mixing two streams of coolant at different temperatures,
That is, one is the recuperative heat exchanger 26 (which is at high temperature).
(Fig. 1), and the other passes through the annular duct 11 of the condenser section 9. Mixing at points is a good method. For this purpose, the outlet of the recuperative heat exchanger 26 (FIG. 4) is connected via a line 36 to the second inlet of the cooling duct of at least one condenser, i.e. according to the invention described. According to the embodiment described above, it is connected to the second inlet of the annular duct 11 of the constriction section 9.

回転子3の軸方向の大きさを減少させるため
に、回復型熱交換器26をランクボルテツクス管
16と空間的に結合することが可能である。この
場合、回復型熱交換器26(第5図)は空室37
を有し、該空室37は回転子3の空胴15と通じ
ており、ランクボルテツクス管16は該空室37
の内部に配置されている。
In order to reduce the axial size of the rotor 3, it is possible to spatially connect the recuperative heat exchanger 26 with the rank vortex tube 16. In this case, the recovery type heat exchanger 26 (FIG. 5)
The cavity 37 communicates with the cavity 15 of the rotor 3, and the rank vortex tube 16 communicates with the cavity 37.
is located inside.

冷却剤供給アセンブリ18(第6図)の大なる
動作の信頼性を提供するため、冷却剤供給管19
における冷却剤の温度は流入側と流出側との間の
回復型熱交換器により上昇させることができる。
これはランクボルテツクス管16の接線入口が、
配管17を介して、熱放射側の第2の出口である
回復型熱交換器38の第3の出口と接続されてい
る配置により達成される。
To provide greater operational reliability of the coolant supply assembly 18 (FIG. 6), the coolant supply conduit 19
The temperature of the coolant at can be increased by means of a recuperative heat exchanger between the inlet and outlet sides.
This means that the tangential entrance of the rank vortex tube 16 is
This is achieved by an arrangement in which the third outlet of the recuperative heat exchanger 38, which is the second outlet on the heat radiation side, is connected via the pipe 17.

回転子3の超伝導巻線7(第1図)は電気的
に、各々少くとも1つの冷却ダクトを有する2つ
の電力導線39に接続されている。記述された具
体化例においては、電力導線39は共通冷却ダク
トの中に配置され、該共通冷却ダクトはその入口
がランクボルテツクス管16の中央出口16bに
接続され、その出口がガストラツプ23および制
御バルブ24を介して冷却剤放出管25と接続さ
れている配管40である。各々の電力導線39は
それぞれのスリツプリング41と接続されてい
る。
The superconducting winding 7 (FIG. 1) of the rotor 3 is electrically connected to two power conductors 39 each having at least one cooling duct. In the embodiment described, the power conductor 39 is arranged in a common cooling duct, which is connected at its inlet to the central outlet 16b of the rank vortex tube 16 and at its outlet to the gas trap 23 and the control A pipe 40 is connected to a coolant discharge pipe 25 via a valve 24. Each power conductor 39 is connected to a respective slip ring 41.

記述された具体化例においては、回転子3の空
胴15および固定子の空胴42は真空状態に維持
され、かつ空胴42はその目的のため耐真空のガ
スケツト43を有する。
In the embodiment described, the cavity 15 of the rotor 3 and the cavity 42 of the stator are maintained under vacuum, and the cavity 42 has a vacuum-proof gasket 43 for that purpose.

冷却剤が通過する方向は第1,2,4,5,6
図においてそれぞれの矢印で示されている。
The directions in which the coolant passes are 1st, 2nd, 4th, 5th, and 6th.
Indicated by respective arrows in the figure.

超伝導巻線7(第1図)の要求温度は以下の方
法で維持される。超伝導巻線7は液体冷却剤、例
えばヘリウム、により冷却され、一方気体状の冷
却剤は回転子3の以下の要素、即ち漸縮部9,1
0、電力導線39および熱または電磁シールド1
3、を冷却するために使用される。
The required temperature of the superconducting winding 7 (FIG. 1) is maintained in the following manner. The superconducting winding 7 is cooled by a liquid coolant, e.g. helium, while the gaseous coolant cools the following elements of the rotor 3, namely the condensers 9, 1.
0, power conductors 39 and thermal or electromagnetic shielding 1
3. Used for cooling.

低温設備における最大圧力に対応する圧力の冷
却剤は冷却剤供給管19から、冷却剤供給アセン
ブリ18を介し冷却剤の液化に供する温度で、回
復型熱交換器26および絞り弁28においてさら
に冷却されながら、回転子3に導かれる。回転子
3に導入されたとき冷却剤は第1,2,4,5図
に矢印で示されるように2つの流れに分割され
る。冷却剤の一方の流れは配管17を介してラン
クボルテツクス管16の接線入口16cに送ら
れ、他方は配管27を介して回復型熱交換器26
に流れ込む。ランクボルテツクス管16の接線入
口16cは該管16の円筒部の内部に該円筒部の
接線方向にガス流を導入するためのものである。
中央出口16bは該円筒部の中心軸の接線入口側
の端部に設けられ、周辺出口は中心出口の反対側
に設けられている。ランクボルテツクス管16に
おいては、流入する流れはさらに2つの流れに分
割される。このうち一方の流れはランクボルテツ
クス管16の接線入口における流れの温度よりも
低い温度に冷却され、中央出口16bおよび該中
央出口に接続された配管20を介し、漸縮部9,
10の環状冷却ダクト11,12および電力導線
39を収容する配管40に導入される。
The refrigerant at a pressure corresponding to the maximum pressure in the cryogenic facility is further cooled from the refrigerant supply pipe 19 via the refrigerant supply assembly 18 in a recuperative heat exchanger 26 and a throttle valve 28 at a temperature conducive to liquefaction of the refrigerant. while being guided to the rotor 3. When introduced into the rotor 3, the coolant is split into two streams as indicated by the arrows in FIGS. One stream of coolant is routed via line 17 to the tangential inlet 16c of rank vortex tube 16, and the other stream is routed via line 27 to recuperative heat exchanger 26.
flows into. The tangential inlet 16c of the rank vortex tube 16 is for introducing a gas flow into the interior of the cylindrical portion of the tube 16 in the tangential direction of the cylindrical portion.
The central outlet 16b is provided at the end on the tangential inlet side of the central axis of the cylindrical portion, and the peripheral outlet is provided on the opposite side of the central outlet. In the rank vortex tube 16, the incoming flow is further divided into two streams. One of these flows is cooled to a temperature lower than the temperature of the flow at the tangential inlet of the rank vortex tube 16, and is passed through the central outlet 16b and the piping 20 connected to the central outlet to the condenser section 9,
It is introduced into a pipe 40 which houses ten annular cooling ducts 11, 12 and a power conductor 39.

ランクボルテツクス管16において得られる第
2の流れは、該ボルテツクス管16において得ら
れる第1の流れの温度よりも大なる温度で、ラン
クボルテツクス管16の周辺出口16aおよび該
周辺出口に接続された配管21を介し、熱または
電磁シールド13の環状冷却14へと流れる。該
シールド13において熱せられた後、冷却剤は漸
縮部9の環状冷却ダクト11の第2の入口に送ら
れる。このように結合された冷却剤の流れは回転
子3からガストラツプ22(第1,2,4,6
図)に導かれ、一方漸縮部10の環状冷却ダクト
12(第1図)からおよび配管40からの流れは
ガストラツプ23に送られる。ガストラツプ2
2,23を通過した後、冷却剤は制御バルブ24
を介して冷却剤放出管25に入る。
A second stream obtained in the rank vortex tube 16 is connected to the peripheral outlet 16a of the rank vortex tube 16 and to the peripheral outlet at a temperature greater than the temperature of the first stream obtained in the vortex tube 16. It flows via a pipe 21 to the annular cooling 14 of the thermal or electromagnetic shield 13 . After being heated in the shield 13, the coolant is sent to the second inlet of the annular cooling duct 11 of the condenser 9. The thus combined coolant flow flows from the rotor 3 to the gas traps 22 (first, second, fourth, sixth
1), while the flow from the annular cooling duct 12 (FIG. 1) of the condenser 10 and from the line 40 is sent to the gas trap 23. gas trap 2
2, 23, the coolant passes through the control valve 24
It enters the coolant discharge pipe 25 via the coolant discharge pipe 25.

ランクボルテツクス管16が極低温冷却される
電気機器に結合されている方法は好都合である、
というのは該電気機器は熱または電磁シールド1
3を有しており、該シールドのためにその冷却剤
の流れが漸縮部9,10の冷却に使用される冷却
剤の流れの温度よりもより大なる温度を有する場
合に適切な熱力学的冷却が達成されるからであ
る。ランクボルテツクス管16はまさにこれら2
つの流れに対する冷却剤の要求される分割を行な
うのである。
The manner in which the rank vortex tube 16 is coupled to cryogenically cooled electrical equipment is advantageous.
This is because the electrical equipment has thermal or electromagnetic shielding.
3 and whose coolant flow has a temperature greater than the temperature of the coolant flow used to cool the condensers 9, 10 for said shield. This is because target cooling is achieved. The rank vortex tube 16 is exactly like these two.
This provides the required division of coolant into two streams.

冷却剤供給アセンブリ18から回復型熱交換器
に導入される冷却剤の流れは超伝導巻線7の冷却
ダクト8から送られる熱吸収流により冷却され
る。熱放射冷却剤の流れが絞り弁28を通過した
後に得られる気体と液体の混合物は回転子3の回
転から発生する遠心力の影響により気体と液体に
分離される。超伝導巻線7における気体と液体と
の混合物を分離する装置およびそれぞれのダクト
が図面に示されてない事を注目すべきである。気
体は配管30の中を通り、一方液体は超伝導巻線
7の冷却ダクト8の中に送られ、そして気体に変
換されやはり配管30に導入される。配管30を
通過した後、該気体は回復型熱交換器26に入
り、該熱交換器を通過し、それにより往きの冷却
剤が冷却され、かつ気体それ自身は熱せられる。
該気体は次に配管31を介してガストラツプ22
を通り、そして最後に冷却剤放出管25に入る。
The coolant stream introduced into the recuperative heat exchanger from the coolant supply assembly 18 is cooled by a heat absorbing stream directed from the cooling duct 8 of the superconducting winding 7. The gas-liquid mixture obtained after the flow of heat-radiating coolant passes through the throttle valve 28 is separated into gas and liquid under the influence of the centrifugal force generated from the rotation of the rotor 3. It should be noted that the device for separating the gas and liquid mixture in the superconducting winding 7 and the respective ducts are not shown in the drawing. The gas passes through the pipe 30, while the liquid is sent into the cooling duct 8 of the superconducting winding 7 and is converted to gas and introduced into the pipe 30 as well. After passing through line 30, the gas enters and passes through recuperative heat exchanger 26, thereby cooling the outgoing refrigerant and heating the gas itself.
The gas then passes through piping 31 to gas trap 22.
and finally enters the coolant discharge pipe 25.

回復型熱交換器26から冷却剤の流れが配管3
1および冷却剤放出アセンブリ34(第2図)を
介して冷却剤放出管25の配管32に導入された
ときに熱力学的により経済的である。この場合、
漸縮部9,10の環状冷却ダクト11,12から
ガストラツプ22,23(第1図)へ入る冷却剤
の流れは冷却剤放出管25の配管33(第2図)
に入る。その後、配管32,33からの上記冷却
剤の流れは極低温設備のそれぞれの外部段に入
る。
Coolant flow from the recovery heat exchanger 26 to the pipe 3
1 and into the piping 32 of the coolant discharge tube 25 via the coolant discharge assembly 34 (FIG. 2). in this case,
The flow of coolant from the annular cooling ducts 11, 12 of the constrictors 9, 10 into the gas traps 22, 23 (FIG. 1) is carried out by the pipe 33 of the coolant discharge pipe 25 (FIG. 2).
to go into. The coolant flow from lines 32, 33 then enters the respective external stage of the cryogenic facility.

冷却剤は好ましくは、超伝導電気機器のスター
ト条件を考慮に入れた場合にのみこの方法で放出
されるべきである。その理由は超伝導巻線を収容
するチエンバ内の液体ヘリウムの激しい蒸発よる
回復型熱交換器からの冷気流の過剰分によりガス
出口ユニツト22を含むすべての装置の正常な動
作が乱されるかも知れないからである。一方、冷
却剤を上述の方法、すなわち付加的な出口ユニツ
ト34および真空封止された配管32を介して、
回収することは超伝導電気機器を始動する極低温
設備に冷気を戻し該設備において冷気をより効率
的に利用することを可能にする。
The coolant should preferably be discharged in this way only if the starting conditions of the superconducting electrical equipment are taken into account. The reason for this is that due to the intense evaporation of liquid helium in the chamber containing the superconducting windings, the excess cold air flow from the recuperative heat exchanger may disturb the normal operation of all equipment, including the gas outlet unit 22. Because I don't know. On the other hand, the coolant is supplied in the manner described above, ie via an additional outlet unit 34 and vacuum-sealed piping 32.
Recovering allows the cold air to be returned to the cryogenic equipment that starts the superconducting electrical equipment and makes more efficient use of the cold air in that equipment.

回復型熱交換器26の出口を流れる熱吸収冷却
剤の温度は、回復型熱交換動作中における熱放射
流の影響により熱せられ、漸縮部9,10の環状
冷却ダクト11,12(第1図)から冷却剤放出
管25に送られる冷却剤流の温度と相当に異なる
かも知れない。相異なる温度に維持された流体を
混合すると極低温冷却装置において熱力学的損失
を生じ、従つて電気機器の能率を低下させる結果
となる。このことはもし機器の能率が、機器に関
する電力損失は超伝導巻線の極低温冷却により消
費される電力量を含むという仮定のもとで計算さ
れれば、あてはまる。
The temperature of the heat-absorbing coolant flowing at the outlet of the recuperative heat exchanger 26 is heated by the influence of the heat radiation flow during the recuperative heat exchange operation, and the temperature of the heat-absorbing coolant flowing at the outlet of the recuperative heat exchanger 26 is increased by the temperature of the annular cooling ducts 11, 12 (the first may differ considerably from the temperature of the coolant stream sent to the coolant discharge pipe 25 from FIG. Mixing fluids maintained at different temperatures results in thermodynamic losses in cryogenic cooling equipment, thus reducing the efficiency of electrical equipment. This is true if the efficiency of the device is calculated with the assumption that the power losses associated with the device include the amount of power dissipated by cryogenic cooling of the superconducting windings.

上記仮定に従えば、2つの流れを別々に放出す
ることにより極低温設備の冷却容量がより大きく
なり、より多量の液体冷却剤を発生しかつより低
温の冷却剤を発生する結果となり、それにより極
低温冷却される電気機器の動作の信頼性をより向
上させることが可能となる。
According to the above assumptions, discharging the two streams separately would result in a larger cooling capacity of the cryogenic facility, producing more liquid coolant and producing cooler coolant, thereby It becomes possible to further improve the reliability of operation of electrical equipment cooled at cryogenic temperatures.

冷却剤の熱吸収流は、回復型熱交換器26で加
熱された後に漸縮部9(第4図)の環状冷却ダク
ト11の中を通過させることができるが、この場
合は該熱吸収流は直接にガストラツプ22,23
(第1図)に入らない。これは、ガストラツプ2
2,23に直接放出するのと比較して、環状冷却
ダクト11に関しより多量の流れを提供し、かつ
漸縮部9,10により良好な冷却を提供する。さ
らに、このような具体化例は機器のより少数のガ
ストラツプを要するにすぎず、その結果全体とし
て機器の信頼性がより高くなる。
The heat-absorbing stream of coolant can be passed through the annular cooling duct 11 of the condenser section 9 (FIG. 4) after being heated in the recuperative heat exchanger 26, in which case the heat-absorbing stream is directly connected to gas traps 22, 23.
(Figure 1) does not fit. This is Gastrap 2
2, 23 provides a larger flow for the annular cooling duct 11 and provides better cooling to the constrictions 9, 10. Additionally, such an embodiment requires fewer gas traps of the equipment, resulting in higher reliability of the equipment as a whole.

ランクボルテツクス管(第5図)を回復型熱交
換器26と空間的に結合した配置を、電気機器の
極低温冷却装置における冷却剤の流れの分布を変
更することなく達成することができる。これは回
転子3(第1図)の支持体の間の距離を減少させ
ることにつながり、また機器のより高い信頼性を
保証する。
A spatially coupled arrangement of rank vortex tubes (FIG. 5) with recuperative heat exchangers 26 can be achieved without changing the coolant flow distribution in the cryogenic cooling system of electrical equipment. This leads to a reduction in the distance between the supports of the rotor 3 (FIG. 1) and also ensures higher reliability of the equipment.

回転子3に入る冷却剤の維持されるべき温度
は、回復型熱交換に関しては2段熱交換器として
取扱うことができる回復型熱交換器38(第6
図)の助けにより増加されることができる。冷却
剤供給管19における冷却剤の温度の増加は回復
型熱交換器38の(冷却剤の熱吸収流の方向にそ
つて見た)第2段階によつて提供される。この段
階はランクボルテツクス管16の接線入口と接続
された熱交換器38の第3の出口によつて得られ
る。
The temperature to be maintained of the coolant entering the rotor 3 is determined by the recuperative heat exchanger 38 (sixth
can be increased with the help of Figure). An increase in the temperature of the coolant in the coolant supply pipe 19 is provided by the second stage (looking along the direction of the heat-absorbing flow of coolant) of the recuperative heat exchanger 38. This stage is obtained by a third outlet of the heat exchanger 38, which is connected to the tangential inlet of the rank vortex tube 16.

冷却剤供給アセンブリ18を通る冷却剤の流れ
の温度上昇は該アセンブリ18のより高度の信頼
性を与え、代つて全体としての機器のより高度の
信頼性を保証する。
The increased temperature of the coolant flow through the coolant supply assembly 18 provides a higher reliability of the assembly 18, which in turn ensures higher reliability of the equipment as a whole.

回転子3(第1図)の要素間のおよび回転子3
と固定子との間の良好な熱絶縁性を提供するた
め、回転子3の空胴15および固定子の空胴42
は真空状態に維持される。真空は耐真空ガスケツ
ト43および連続的に運転される真空ポンプ(図
示せず)の助けにより維持される。冷却剤放出管
25における配管32(第2,3図)および配管
33もまた互に熱的に絶縁されなければならな
い。
Between the elements of the rotor 3 (FIG. 1) and the rotor 3
rotor 3 cavity 15 and stator cavity 42 in order to provide good thermal insulation between the rotor 3 and the stator.
is maintained under vacuum. Vacuum is maintained with the aid of a vacuum resistant gasket 43 and a continuously operated vacuum pump (not shown). Lines 32 (FIGS. 2 and 3) and lines 33 in the coolant discharge pipe 25 must also be thermally insulated from each other.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る極低温冷却される電気機
器の部分的縦断面図、第2図は本発明に係る極低
温冷却される電気機器の部分的縦断面図であり、
回転子から冷却剤を回収するための2つのダクト
を有する管、およびその管と回転子の冷却された
要素との結合を示す図、第3図は本発明に係る第
2図の電気機器の線−における断面図、第4
図は熱交換器が漸縮部の冷却ダクトの付加的な入
口と結合されている、本発明に係る極低温冷却を
有する電気機器の部分的縦断面図、第5図は本発
明に係る極低温冷却を有する電気機器の部分的縦
断面図であり、熱交換器とランクボルテツクス管
との空間的に結合された配置を示す図、そして第
6図は本発明に従い熱交換器の付加的な出口がラ
ンクボルテツクス管の入口と結合されている、極
低温冷却される電気機器の部分的縦断面図であ
る。 3……回転子、7……回転子3の超伝導巻線、
8……冷却ダクト、9,10……回転子3の漸縮
部、13……熱または電磁シールド、15……回
転子3の空胴、16……ランクボルテツクス管、
19……回転子3への冷却剤供給管、25……回
転子3からの冷却剤回収管、37……空室、39
……電力導線。
FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view of a cryogenically cooled electric device according to the present invention, and FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view of a cryogenically cooled electric device according to the present invention.
FIG. 3 shows a pipe with two ducts for recovering coolant from the rotor and its connection with the cooled elements of the rotor; FIG. Sectional view along line -, 4th
5 is a partial longitudinal sectional view of an electrical appliance with cryogenic cooling according to the invention, in which the heat exchanger is combined with an additional inlet of the cooling duct of the condensation section; FIG. 6 is a partial longitudinal sectional view of an electrical appliance with low-temperature cooling, showing the spatially coupled arrangement of a heat exchanger and a rank vortex tube, and FIG. FIG. 2 is a partial longitudinal section through a cryogenically cooled electrical device, the outlet of which is connected to the inlet of a rank vortex tube; 3... Rotor, 7... Superconducting winding of rotor 3,
8... Cooling duct, 9, 10... Contraction section of rotor 3, 13... Heat or electromagnetic shield, 15... Cavity of rotor 3, 16... Rank vortex tube,
19... Coolant supply pipe to rotor 3, 25... Coolant recovery pipe from rotor 3, 37... Vacant room, 39
...Power conductor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 極低温冷却される電気機器であつて、冷却ダ
クト8を有する超伝導巻線7を組み入れた回転子
3を具備し、該冷却ダクト8はその入口および出
口がそれぞれ該回転子3の空胴15内に配置され
た熱交換器の第1の出口28aおよび第2の入口
30aと通じており、該熱交換器の第1の入口2
6aおよび第2の出口26bはそれぞれ回転子3
に冷却剤を供給する管19および回転子から冷却
剤を回収する管25と結合されており、また該電
気機器は熱または電磁シールド13を具備し、該
シールド13は超伝導巻線から放射状の真空ギヤ
ツプを形成するように配置され、かつ少くとも1
個の冷却ダクトを備え、該冷却ダクトは回転子3
の空胴15内に配置されたランクボルテツクス管
16の周辺出口16aと結合する入口を有し、該
電気機器はまた電気的に超伝導巻線7に結合さ
れ、かつ各々は少くとも1個の冷却ダクトを有す
る2本の電力導線39を具備し、該冷却ダクトは
ランクボルテツクス管16の中央出口16bと結
合された入口を有し、かつ冷却剤放出管25と結
合された出口を有し、および該電気機器は超伝導
巻線7と隣接した2個の漸縮部9,10を具備
し、該漸縮部は超伝導巻線7の両側に回転子3の
軸にそつて連続的に配置され、かつ各々少くとも
1個の冷却ダクトを有し、該冷却ダクトは超伝導
巻線7に極めて接近して位置し、かつランクボル
テツクス管16の中央出口16bと結合された第
1の入口を有し、かつ冷却剤放出管25と結合さ
れた出口を有し、ランクボルテツクス管16の接
線入口16cは冷却剤供給管19と結合され、熱
または電磁シールド13の冷却ダクトの出口は少
くとも1個の漸縮部9の冷却ダクトの第2の入口
と結合されていることを特徴とする極低温冷却さ
れる電気機器。 2 特許請求の範囲第1項記載の電気機器であつ
て、冷却剤放出管25は2個のダクトを具備し、
冷却剤放出管25の側にある該熱交換器の出口は
該ダクトのうちの第1のダクトに結合され、かつ
漸縮部9,10の冷却ダクトの出口は該第2のダ
クトに結合されていることを特徴とする電気機
器。 3 特許請求の範囲第1項記載の電気機器であつ
て、冷却剤放出管25と通じている熱交換器の出
口は少くとも1個の漸縮部9の冷却ダクトの第2
の入口と結合されていることを特徴とする電気機
器。 4 特許請求の範囲第1項から第3項のいずれか
に記載の電気機器であつて、該ランクボルテツク
ス管16は熱交換器の中に設けられた空室37の
中に配置されていることを特徴とする電気機器。 5 特許請求の範囲第1項から第4項のいずれか
に記載の電気機器であつて、該ランクボルテツク
ス管16の接線入口は熱交換器の第3の出口に結
合されていることを特徴とする電気機器。
[Scope of Claims] 1. An electrical device cooled at a cryogenic temperature, comprising a rotor 3 incorporating a superconducting winding 7 having a cooling duct 8, the inlet and outlet of which are respectively It communicates with a first outlet 28a and a second inlet 30a of a heat exchanger arranged in the cavity 15 of the rotor 3, the first inlet 2 of the heat exchanger
6a and the second outlet 26b are respectively connected to the rotor 3
The electrical equipment is connected to a tube 19 for supplying coolant to the rotor and a tube 25 for recovering coolant from the rotor, and the electrical equipment is also provided with a thermal or electromagnetic shield 13, which shields radial radiation from the superconducting windings. arranged to form a vacuum gap, and at least one
The cooling duct includes a rotor 3 cooling duct.
each having an inlet coupled to a peripheral outlet 16a of a rank vortex tube 16 arranged in the cavity 15 of the electrical equipment, which is also electrically coupled to a superconducting winding 7 and each having at least one two power conductors 39 with a cooling duct having an inlet connected to the central outlet 16b of the rank vortex tube 16 and an outlet connected to the coolant discharge tube 25. and the electrical equipment comprises two constrictions 9, 10 adjacent to the superconducting winding 7, the constrictions being continuous along the axis of the rotor 3 on both sides of the superconducting winding 7. and each have at least one cooling duct which is located in close proximity to the superconducting winding 7 and connected to the central outlet 16b of the rank vortex tube 16. The tangential inlet 16c of the rank vortex tube 16 is connected to the coolant supply tube 19 and the cooling duct of the thermal or electromagnetic shield 13 has an inlet of Cryogenically cooled electrical equipment, characterized in that the outlet is connected to the second inlet of the cooling duct of at least one condenser 9. 2. The electrical device according to claim 1, wherein the coolant discharge pipe 25 includes two ducts,
The outlet of the heat exchanger on the side of the coolant discharge pipe 25 is connected to the first of the ducts, and the outlet of the cooling duct of the condenser section 9, 10 is connected to the second duct. Electrical equipment characterized by: 3. The electrical equipment according to claim 1, wherein the outlet of the heat exchanger communicating with the coolant discharge pipe 25 is connected to the second cooling duct of at least one condensing section 9.
An electrical device characterized in that it is combined with an inlet. 4. The electrical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the rank vortex tube 16 is arranged in a cavity 37 provided in a heat exchanger. An electrical device characterized by: 5. The electrical device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the tangential inlet of the rank vortex tube 16 is coupled to the third outlet of the heat exchanger. and electrical equipment.
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