JPS63299765A - 超電導回転機 - Google Patents
超電導回転機Info
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- JPS63299765A JPS63299765A JP62131219A JP13121987A JPS63299765A JP S63299765 A JPS63299765 A JP S63299765A JP 62131219 A JP62131219 A JP 62131219A JP 13121987 A JP13121987 A JP 13121987A JP S63299765 A JPS63299765 A JP S63299765A
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超電導回転界磁巻線を有する回転機に係り、
特に、液体窒素等の冷媒で冷却する超電導回転機に関す
る。
特に、液体窒素等の冷媒で冷却する超電導回転機に関す
る。
従来、超電導回転機の界磁巻線冷却に関しては多くの実
施例が示されている1例えば、特開昭55−83439
号公報において、液体ヘリウムを冷媒とした回転子の冷
却装置が論じられている。超電導回転子は外側回転子体
と超電導界磁巻線を内蔵する内側回転子体とから構成さ
れ、超電導界磁巻線は、内側回転子体と一緒に回転する
冷媒貯槽の液体ヘリウムの循環により冷却される。
施例が示されている1例えば、特開昭55−83439
号公報において、液体ヘリウムを冷媒とした回転子の冷
却装置が論じられている。超電導回転子は外側回転子体
と超電導界磁巻線を内蔵する内側回転子体とから構成さ
れ、超電導界磁巻線は、内側回転子体と一緒に回転する
冷媒貯槽の液体ヘリウムの循環により冷却される。
上記従来技術では、内側回転子体への外側回転子体から
の熱放射が、界磁巻線の外周の液体ヘリウムをあたため
、これが遠心力による浮力効果で界磁巻線中を通過して
内周側の冷媒貯槽に至る。
の熱放射が、界磁巻線の外周の液体ヘリウムをあたため
、これが遠心力による浮力効果で界磁巻線中を通過して
内周側の冷媒貯槽に至る。
したがって、温度の高い冷媒が界磁巻線の温度を上げ、
超電導特性を劣化させるという懸念があった。
超電導特性を劣化させるという懸念があった。
本発明の目的は、この点に鑑みてなされたもので、安定
な界磁巻線の特性を確保し、信頼性の高い超電導回転機
を得ることにある。
な界磁巻線の特性を確保し、信頼性の高い超電導回転機
を得ることにある。
上記目的は、内側回転子体の外壁と超電導界磁巻線との
間の空間に仕切り板を設け、仕切り板の外側には第1の
冷媒供給管及び、第1の冷媒戻り管を接続し、仕切り板
の内側に第2の冷媒供給管と第2の冷媒戻り管とを接続
し、第1及び第2の冷媒供給管が冷媒供給槽に、又第1
及び第2の冷媒戻の孔が冷媒貯槽につながり、さらに冷
媒供給槽と冷媒貯槽とを連通ずることにより達成される
。
間の空間に仕切り板を設け、仕切り板の外側には第1の
冷媒供給管及び、第1の冷媒戻り管を接続し、仕切り板
の内側に第2の冷媒供給管と第2の冷媒戻り管とを接続
し、第1及び第2の冷媒供給管が冷媒供給槽に、又第1
及び第2の冷媒戻の孔が冷媒貯槽につながり、さらに冷
媒供給槽と冷媒貯槽とを連通ずることにより達成される
。
内側回転子体の外壁に入射した放射熱、あるいは外部電
磁界により誘起された電流による発熱などは、仕切り板
の外側の空間の冷媒に伝えられ、自然循環により、第1
の冷媒供給管と第1の冷媒戻り孔で形成される流路中を
流れ、冷媒貯槽中で蒸発熱として放出される。一方、仕
切り板の内側の空間の冷媒は、第2の冷媒供給管、界磁
巻線中の冷却チャンネル、及び第2の冷媒戻り孔で流路
を形成し、前述の比較的温度の高い冷媒と隔離される。
磁界により誘起された電流による発熱などは、仕切り板
の外側の空間の冷媒に伝えられ、自然循環により、第1
の冷媒供給管と第1の冷媒戻り孔で形成される流路中を
流れ、冷媒貯槽中で蒸発熱として放出される。一方、仕
切り板の内側の空間の冷媒は、第2の冷媒供給管、界磁
巻線中の冷却チャンネル、及び第2の冷媒戻り孔で流路
を形成し、前述の比較的温度の高い冷媒と隔離される。
それにより、界磁巻線の温度上昇は避けられ、安定な超
電導特性が得られる。
電導特性が得られる。
以下、本発明の一実施例を第1図の超電導発電機により
説明する。1は中空円筒からなる外側回転子体で、銅や
銅合金を含む電磁じゃへい兼真空断熱容器である。2は
ステンレス鋼等からなる内側回転子体で、取付部3a及
び3bにより、外側回転子体1に取り付けられている。
説明する。1は中空円筒からなる外側回転子体で、銅や
銅合金を含む電磁じゃへい兼真空断熱容器である。2は
ステンレス鋼等からなる内側回転子体で、取付部3a及
び3bにより、外側回転子体1に取り付けられている。
外側回転子体1は軸4により図示されていない駆動源に
連結される。5は固定子ケースで、電機子6を内蔵し、
軸受7a、7bにより回転体を支承する。8は電機子リ
ード線口出である。9は超電導界磁巻線で内側回転子体
2の内周側、巻線支持体10の外側に配置され、これと
内側回転子体2の外壁11との間に仕切り板12が設け
である。仕切り板12の外側の空間31は、第1の冷媒
供給管13と取付部3a、3bの近傍に設けられた第1
の冷媒戻り孔14a及び14bに接続されている。
連結される。5は固定子ケースで、電機子6を内蔵し、
軸受7a、7bにより回転体を支承する。8は電機子リ
ード線口出である。9は超電導界磁巻線で内側回転子体
2の内周側、巻線支持体10の外側に配置され、これと
内側回転子体2の外壁11との間に仕切り板12が設け
である。仕切り板12の外側の空間31は、第1の冷媒
供給管13と取付部3a、3bの近傍に設けられた第1
の冷媒戻り孔14a及び14bに接続されている。
一方、仕切り板12の内側には界磁巻線9の外周に至る
熱絶縁体15で被覆された第2の冷媒供給管16が第1
の冷媒供給管13と同心関係で挿入されている。界磁巻
線9の中には多数の冷却チャンネル17が設けられ、そ
の内側には多数の第2の冷媒戻り孔18が設けである。
熱絶縁体15で被覆された第2の冷媒供給管16が第1
の冷媒供給管13と同心関係で挿入されている。界磁巻
線9の中には多数の冷却チャンネル17が設けられ、そ
の内側には多数の第2の冷媒戻り孔18が設けである。
これら第1及び第2の冷媒供給管ならびに第1及び第2
の冷媒戻り孔は周方向上に複数個設けるのが望ましい。
の冷媒戻り孔は周方向上に複数個設けるのが望ましい。
内側回転子体2において1巻線支持体10の内側空間は
冷媒貯槽を構成し、液相部19と気相部20よりなる。
冷媒貯槽を構成し、液相部19と気相部20よりなる。
また、液相部19には冷媒供給槽21が設置され、外部
から導入される冷媒の供給配管22が挿入されている。
から導入される冷媒の供給配管22が挿入されている。
23は界磁巻線9を励磁する電流リード線で給電用のス
リップリング24に接続されている1回転体内部の断熱
空間25は真空に保たれている。26は冷媒の給排機で
、空間27を真空に保った固定側冷媒供給管28を回転
する供給配管22中に挿入する。29a及び29bは気
化した冷媒を回収するための配管で、冷媒貯槽の気相部
20から引き出され、取付部3a及び3bを冷却して、
給排機26に付けられた回収管30と連通している。
リップリング24に接続されている1回転体内部の断熱
空間25は真空に保たれている。26は冷媒の給排機で
、空間27を真空に保った固定側冷媒供給管28を回転
する供給配管22中に挿入する。29a及び29bは気
化した冷媒を回収するための配管で、冷媒貯槽の気相部
20から引き出され、取付部3a及び3bを冷却して、
給排機26に付けられた回収管30と連通している。
第2図は、第1図におけるA−A’矢視図である。中心
部の筒32は、内側回転子体2の最内壁を形成し、配管
29b及び22の通路となる。
部の筒32は、内側回転子体2の最内壁を形成し、配管
29b及び22の通路となる。
次に、この実施例の作用を述べる。界磁巻線9用の超電
導体としては、酸化物セラミックスがある9例えば、イ
ツトリウム−バリウム−銅の3M構造酸化物YBazC
us○7±δ (δ=O−2)が、液体窒素を冷媒とし
て使用できる。この場合、液体ヘリウムを冷媒とした従
来の超電導機器のように超電導温度部分と室温部分との
間に熱放射シールドを使う必要がなく、本実施例に示す
ような単純な構成となる。ただし、外壁11への放射熱
は従来に比べてかなり大きくなり、冷媒の温度を上昇さ
せる。仕切り板12は、空間31の冷媒が界磁巻、11
19中に流入するのを防ぐ。仕切り板12の材料として
、熱伝導性の悪い材料又は真空断熱層を挿入した2重壁
を用いると、空間31の高温冷媒により、仕切り板12
の内側の冷媒を曖めることもない、取付部3A及び3b
付近に設けられた第1の冷媒戻り孔14a及びi4bで
は取付部3a、3bを経て熱伝導により室温部分から流
入する熱が冷媒の温度をさらに上昇させる。第1及び第
2の冷媒供給管は断熱されているので冷たく、この対に
なった放射状流路における冷媒の密度に差が生じ、浮力
の効果により自然循環が生ずる。
導体としては、酸化物セラミックスがある9例えば、イ
ツトリウム−バリウム−銅の3M構造酸化物YBazC
us○7±δ (δ=O−2)が、液体窒素を冷媒とし
て使用できる。この場合、液体ヘリウムを冷媒とした従
来の超電導機器のように超電導温度部分と室温部分との
間に熱放射シールドを使う必要がなく、本実施例に示す
ような単純な構成となる。ただし、外壁11への放射熱
は従来に比べてかなり大きくなり、冷媒の温度を上昇さ
せる。仕切り板12は、空間31の冷媒が界磁巻、11
19中に流入するのを防ぐ。仕切り板12の材料として
、熱伝導性の悪い材料又は真空断熱層を挿入した2重壁
を用いると、空間31の高温冷媒により、仕切り板12
の内側の冷媒を曖めることもない、取付部3A及び3b
付近に設けられた第1の冷媒戻り孔14a及びi4bで
は取付部3a、3bを経て熱伝導により室温部分から流
入する熱が冷媒の温度をさらに上昇させる。第1及び第
2の冷媒供給管は断熱されているので冷たく、この対に
なった放射状流路における冷媒の密度に差が生じ、浮力
の効果により自然循環が生ずる。
冷媒供給槽21は1回転軸に近い方で開口しており、液
相部19に浸漬されているため、第1図中の矢印のよう
な流れを継続的に発生することができる。
相部19に浸漬されているため、第1図中の矢印のよう
な流れを継続的に発生することができる。
一方、界磁巻II&9中の冷媒は、巻線部で生ずるわず
かな発熱をもとに、第2の冷媒供給管16と冷却チャン
ネル]7と第2の冷媒戻り孔18との間に形成される流
路中で自然循環する。二つの流路は液相部19で合流し
、温度の高い冷媒は、液相部19と気相部20の界面で
蒸発し、供給される冷媒と同一温度になって冷媒供給槽
21に入る。
かな発熱をもとに、第2の冷媒供給管16と冷却チャン
ネル]7と第2の冷媒戻り孔18との間に形成される流
路中で自然循環する。二つの流路は液相部19で合流し
、温度の高い冷媒は、液相部19と気相部20の界面で
蒸発し、供給される冷媒と同一温度になって冷媒供給槽
21に入る。
そして、再び、第1及び第2の冷媒供給管に分岐して放
射状に外側に冷媒が供給されることになる。
射状に外側に冷媒が供給されることになる。
蒸発したガスは、配管29a及び29bを経て取付部3
a、3bを冷却し、熱伝導によって侵入する熱の一部を
ガスの顕熱で奪い、低温部への侵入熱を減らす。
a、3bを冷却し、熱伝導によって侵入する熱の一部を
ガスの顕熱で奪い、低温部への侵入熱を減らす。
第3図は本発明の他の実施例を示すが、第1図とは、蒸
発したガスの流れ系統のみ相違するので。
発したガスの流れ系統のみ相違するので。
冷媒の流れを模式的に示した。32は回転軸で、33a
及び33bはそれぞれ回転体の軸受及び密封装置をまと
めて示したものである。@振子6も冷媒で冷却するため
、真空断熱槽34の中に収納され、冷媒は配管35から
供給され、気化ガスが配管36から片方の室37に放出
される。一方、回転子側から配管38aを経て導出され
たガスも室37に入り、配管36と合流したガスは回転
子と固定子間の隙間39を通って、反対側の室40に入
り、放出口41から大気中又は冷凍系に戻される。42
は1回転子に設けられたファンで、ガス室37から室3
9へ引き出すために使われる。
及び33bはそれぞれ回転体の軸受及び密封装置をまと
めて示したものである。@振子6も冷媒で冷却するため
、真空断熱槽34の中に収納され、冷媒は配管35から
供給され、気化ガスが配管36から片方の室37に放出
される。一方、回転子側から配管38aを経て導出され
たガスも室37に入り、配管36と合流したガスは回転
子と固定子間の隙間39を通って、反対側の室40に入
り、放出口41から大気中又は冷凍系に戻される。42
は1回転子に設けられたファンで、ガス室37から室3
9へ引き出すために使われる。
この実施例では、回転子及び固定子から出てくるガスが
、隙間38を流れる間に、外側回転子体1を冷却するの
に寄与する。また、ガスの回収管30が不要となり、特
に構造の複雑な給排機26を単純化し、信頼性を高めて
いる。
、隙間38を流れる間に、外側回転子体1を冷却するの
に寄与する。また、ガスの回収管30が不要となり、特
に構造の複雑な給排機26を単純化し、信頼性を高めて
いる。
本発明によれば、侵入熱又は発熱により温度の上がった
冷媒が、超電導界磁巻線中に流入しないような構造とな
ったので、安定な超電導特性を確保し、信頼性の高い超
電導回転機が得られるという効果がある。
冷媒が、超電導界磁巻線中に流入しないような構造とな
ったので、安定な超電導特性を確保し、信頼性の高い超
電導回転機が得られるという効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は第
1図のA−A’線矢視図、第3図は本発明の他の実施例
の要部を示す流れ系統の模式図である。 1・・・外側回転子体、2・・・内側回転子体、9・・
・超電導界磁巻線、12・・・仕切り板、13・・・第
1の冷媒供給管、16・・・第2の冷媒供給管、14a
、14b・・・第1の冷媒戻り孔、17・・・冷却チャ
ンネル、18・・・第2の冷媒戻り孔。
1図のA−A’線矢視図、第3図は本発明の他の実施例
の要部を示す流れ系統の模式図である。 1・・・外側回転子体、2・・・内側回転子体、9・・
・超電導界磁巻線、12・・・仕切り板、13・・・第
1の冷媒供給管、16・・・第2の冷媒供給管、14a
、14b・・・第1の冷媒戻り孔、17・・・冷却チャ
ンネル、18・・・第2の冷媒戻り孔。
Claims (1)
- 1、中空円筒状の外側回転子体と、これと熱絶縁して取
付られ、巻線支持体として用いられ、かつ前記外側回転
子体に対する取付部が冷却される内側回転子体と、この
内側回転子体の内周上に配置された超電導界磁巻線と、
前記内側回転子体と一緒に回転する冷媒貯槽と、この冷
媒貯槽内に設けられ、かつ内外をつなぐ連通口を有する
冷媒供給槽と、この冷媒供給槽に外部より導入された冷
媒を供給する配管が挿入され、前記冷媒貯槽の気相部か
ら気化した冷媒を回転子外へ取り出す配管を有する超電
導回転機において、前記内側回転子体の外壁と前記界磁
巻線の間の空間に仕切り板を設け、前記外壁と前記仕切
り板との間の空間には、前記冷媒供給槽から配管された
第1の冷媒供給管と、前記取付部近傍に設けられ前記冷
媒貯槽と連通する第1の冷媒戻り孔が接続され、前記仕
切り板と前記界磁巻線の間の空間には、前記冷媒供給槽
から配管された第2の冷媒供給管と、前記界磁管線部の
冷却チャンネルとが接続され、前記界磁巻線と前記冷媒
貯槽とが多数の第2の冷媒戻り孔で接続されたことを特
徴とする超電導回転機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62131219A JPS63299765A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 超電導回転機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62131219A JPS63299765A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 超電導回転機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63299765A true JPS63299765A (ja) | 1988-12-07 |
Family
ID=15052818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62131219A Pending JPS63299765A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 超電導回転機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63299765A (ja) |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62131219A patent/JPS63299765A/ja active Pending
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