JPS63305746A - 超電導回転機の回転子 - Google Patents
超電導回転機の回転子Info
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- JPS63305746A JPS63305746A JP13918587A JP13918587A JPS63305746A JP S63305746 A JPS63305746 A JP S63305746A JP 13918587 A JP13918587 A JP 13918587A JP 13918587 A JP13918587 A JP 13918587A JP S63305746 A JPS63305746 A JP S63305746A
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- superconducting
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- Pending
Links
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- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 7
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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〕
この発明は、超電導発電機などの回転機の回転子（以下
、超電導回転子と称す）に関するもので、特に超１！４
界嬢コイルの冷却方式の改良に関するものである。
、超電導回転子と称す）に関するもので、特に超１！４
界嬢コイルの冷却方式の改良に関するものである。
第２図は例えば三菱電機技報（ＶｏＬ５２．Ｎａ１ｌ。
’ ７Ｂ 、 Ｐ２Ｓ５）に示された従来の超電導回転
子の内部構造を示す断面図である。図において、（１）
は超電導界磁コイル、Ｃ２）はこの超電導界磁コイルを
収納するＨｅ回転容器、（３１は駆動側の端部軸Ａ、＋
４１は反駆動側の端部軸Ｂ、＋５１は端部軸Ａ（３）と
Ｈｅ回転容器の一端を中継する薄肉円筒で構成したトル
ク・チューブＡ％［６１は反駆動側に同様に設けたトル
ク・チューブＢである。（７）はＨｅ回転容器（２）の
外側にある一定の間隔を保持し端部軸Ａ（３）と端部軸
Ｂ（４１の外周部とをそれぞれ塔接一体化し断熱真空部
Ｓを形成するように設けた円筒すなわち常温ダンパ、（
８）は端部軸Ｂ（４）の回転中心軸部を貫通してＨｅ回
転容器（２）に液体ヘリウムを供給するＨｅ供給管、（
９）はＨｅ供給管の同心位置に熱的に隔離させて環状流
路を形成し、Ｈｅ回転容器（２）の蒸発ヘリウムガスを
排出するＨｅガス排出管、ｆｉｏ＋はトルクチューブＡ
（５）の管壁を上記蒸発ヘリウムガスを循環して冷却す
るように設けた熱交換器Ａ、ｆｉｌ＋はトルクチューブ
Ｂ（６）を同様に冷却する熱交換器Ｂである。ａ２１ｔ
ａトルクチューブＡ（６）およびＢ（６）上の適当な位
置にそれぞれ両端を固定し超電導界磁コイルｉｌ＋を包
囲するように設けた液溜ダンパ、（１３）は超電導界磁
コイル１１）に通′成するための電流リード、α葡は端
部軸Ａ（６）を支持する軸受Ａ％０ωは端部軸Ｂ（６）
を支持する軸受Ｂである。
子の内部構造を示す断面図である。図において、（１）
は超電導界磁コイル、Ｃ２）はこの超電導界磁コイルを
収納するＨｅ回転容器、（３１は駆動側の端部軸Ａ、＋
４１は反駆動側の端部軸Ｂ、＋５１は端部軸Ａ（３）と
Ｈｅ回転容器の一端を中継する薄肉円筒で構成したトル
ク・チューブＡ％［６１は反駆動側に同様に設けたトル
ク・チューブＢである。（７）はＨｅ回転容器（２）の
外側にある一定の間隔を保持し端部軸Ａ（３）と端部軸
Ｂ（４１の外周部とをそれぞれ塔接一体化し断熱真空部
Ｓを形成するように設けた円筒すなわち常温ダンパ、（
８）は端部軸Ｂ（４）の回転中心軸部を貫通してＨｅ回
転容器（２）に液体ヘリウムを供給するＨｅ供給管、（
９）はＨｅ供給管の同心位置に熱的に隔離させて環状流
路を形成し、Ｈｅ回転容器（２）の蒸発ヘリウムガスを
排出するＨｅガス排出管、ｆｉｏ＋はトルクチューブＡ
（５）の管壁を上記蒸発ヘリウムガスを循環して冷却す
るように設けた熱交換器Ａ、ｆｉｌ＋はトルクチューブ
Ｂ（６）を同様に冷却する熱交換器Ｂである。ａ２１ｔ
ａトルクチューブＡ（６）およびＢ（６）上の適当な位
置にそれぞれ両端を固定し超電導界磁コイルｉｌ＋を包
囲するように設けた液溜ダンパ、（１３）は超電導界磁
コイル１１）に通′成するための電流リード、α葡は端
部軸Ａ（６）を支持する軸受Ａ％０ωは端部軸Ｂ（６）
を支持する軸受Ｂである。
なお、端部軸Ｂ（６）の軸端部には回転軸シールを備え
たヘリウム吸入排出装置が取り付けられるが、ここでは
省略している。
たヘリウム吸入排出装置が取り付けられるが、ここでは
省略している。
以上のように構成された超電導回転子の冷却はりぎのよ
うにして行われる。ヘリ９ム液化機（図示しない）など
から冷媒である液体ヘリウムが、Ｈｅ供給管（８）を通
ってＨｅ回転容器（２）に供給される。
うにして行われる。ヘリ９ム液化機（図示しない）など
から冷媒である液体ヘリウムが、Ｈｅ供給管（８）を通
ってＨｅ回転容器（２）に供給される。
Ｈｅ回転容器（２１内には一定量の液体Ｈｅを保有し、
超電導界磁コイルｆｉ＋は所定の温度以下に冷却保持さ
れる。一方、Ｈ＠回転容器（２）はトルクチューブＡ（
６）およびＢ（６）を介して室温の端部軸Ａ（３）およ
びＢ（４）からの熱伝導と常轍ダンパ（６）からの輻射
による熱侵入があり、Ｈｅ回転容器１２）に供給された
液体ヘリウムの一部が蒸発する。この蒸発Ｈｅガスは、
熱交換器Ａ （ＩｌｌおよびＢ （＋２１を循環しトル
クチューブＡ（６）およびＢ（６）と対向流的に熱交換
が行われる。そして、高温に加熱された蒸発ヘリウムガ
スはＨｅガス排出管（９）から上述のヘリウム液化機に
帰還し、液化されて再度供給される。
超電導界磁コイルｆｉ＋は所定の温度以下に冷却保持さ
れる。一方、Ｈ＠回転容器（２）はトルクチューブＡ（
６）およびＢ（６）を介して室温の端部軸Ａ（３）およ
びＢ（４）からの熱伝導と常轍ダンパ（６）からの輻射
による熱侵入があり、Ｈｅ回転容器１２）に供給された
液体ヘリウムの一部が蒸発する。この蒸発Ｈｅガスは、
熱交換器Ａ （ＩｌｌおよびＢ （＋２１を循環しトル
クチューブＡ（６）およびＢ（６）と対向流的に熱交換
が行われる。そして、高温に加熱された蒸発ヘリウムガ
スはＨｅガス排出管（９）から上述のヘリウム液化機に
帰還し、液化されて再度供給される。
定常状態では、はぼ一定の熱負荷になり、相当分の液体
ヘリウムの循環冷却が行われる。
ヘリウムの循環冷却が行われる。
従来の超電導回転子は以上のように構成されているので
、回転子の内部に冷媒の循環回路を形成する必要があり
、配管が複雑で、しかも強固な構造をとりにくいという
問題点があった。
、回転子の内部に冷媒の循環回路を形成する必要があり
、配管が複雑で、しかも強固な構造をとりにくいという
問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、冷却構造が簡単で強固な超電導発電機の回転
子を得ることを目的としている。
たもので、冷却構造が簡単で強固な超電導発電機の回転
子を得ることを目的としている。
この発明に係る超電導回転機の回転子は、円筒、この円
筒の両端部にそれぞれ設けられ上記円筒内に真空部を形
成する端部軸、この端部軸に断熱的に支持されて上記真
空部に配置される超電導界磁コイル、および一方は上記
超電導界磁コイルに熱的に接触し、他方は上記真空部か
ら上記端部軸を貫通して真空部外に突出する伝熱部材を
備え、上記伝熱部材の突出部を冷却するととだより上記
超電導界磁コイルを冷却するように構成したものである
。
筒の両端部にそれぞれ設けられ上記円筒内に真空部を形
成する端部軸、この端部軸に断熱的に支持されて上記真
空部に配置される超電導界磁コイル、および一方は上記
超電導界磁コイルに熱的に接触し、他方は上記真空部か
ら上記端部軸を貫通して真空部外に突出する伝熱部材を
備え、上記伝熱部材の突出部を冷却するととだより上記
超電導界磁コイルを冷却するように構成したものである
。
この発明における伝熱部材は、その熱伝導作用により突
出部を冷却することにより被冷却体である超電導界磁コ
イルを間接的に冷却するので、冷却構造が簡単で、強固
な構造とすることが可能である。
出部を冷却することにより被冷却体である超電導界磁コ
イルを間接的に冷却するので、冷却構造が簡単で、強固
な構造とすることが可能である。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、αｅは超電導界磁コイルｆｉ＋を固定する
コイル取付軸であり、超電導界磁コイルｉｌ＋とは熱的
にも接触している。０７１バ一端がコイル取付軸（＋６
１を介して超電導界磁コイルｔｌ＋に熱的に接触し、他
端は断熱真空部Ｓから端部軸（４）を貫通して真空部外
に突出する伝熱部材であり、この例では例えば銅やアル
ミニウムなどの熱良導性の複数本の棒状伝熱部材がコイ
ル取付軸αｅの適当箇所に設けた孔に挿入されている。
図において、αｅは超電導界磁コイルｆｉ＋を固定する
コイル取付軸であり、超電導界磁コイルｉｌ＋とは熱的
にも接触している。０７１バ一端がコイル取付軸（＋６
１を介して超電導界磁コイルｔｌ＋に熱的に接触し、他
端は断熱真空部Ｓから端部軸（４）を貫通して真空部外
に突出する伝熱部材であり、この例では例えば銅やアル
ミニウムなどの熱良導性の複数本の棒状伝熱部材がコイ
ル取付軸αｅの適当箇所に設けた孔に挿入されている。
Ｑ７１は伝熱部材の突出部であり、熱交換能を高めるた
めに放熱フィンが設けられている。（１８１Ｈ伝熱部材
（ｌηと端部軸（４）とを熱的に離間させるように設け
た熱絶縁のための真空断熱継手である。また、伝熱部材
の突出部（１７ａ）は適当なジャケット（図示せず）に
より断熱的に包囲されている。
めに放熱フィンが設けられている。（１８１Ｈ伝熱部材
（ｌηと端部軸（４）とを熱的に離間させるように設け
た熱絶縁のための真空断熱継手である。また、伝熱部材
の突出部（１７ａ）は適当なジャケット（図示せず）に
より断熱的に包囲されている。
上記のように構成された超電導回転子では、超電導界磁
コイル（１）をつぎのようにして冷却する。
コイル（１）をつぎのようにして冷却する。
すなわち、伝熱部材０７１の冷却端すなわち突出部（１
７ａ）を例えば低温液化ガスを噴霧状にして吹きつける
ことにより一定の温度に冷却保持する。このとき、超電
導界磁コイル＋１１の熱はコイル取付軸αφから伝熱部
材０７）を経由して冷媒に奪い去られる。
７ａ）を例えば低温液化ガスを噴霧状にして吹きつける
ことにより一定の温度に冷却保持する。このとき、超電
導界磁コイル＋１１の熱はコイル取付軸αφから伝熱部
材０７）を経由して冷媒に奪い去られる。
コイル取付軸００部への侵入熱・発熱などに伴う熱負荷
に対し、伝熱部材Ｑ７１の熱流束を十分大きくとれるよ
うにしておけば、超電導界磁コイル＋１１にほぼ冷媒配
置に冷却保持することが可能となる。
に対し、伝熱部材Ｑ７１の熱流束を十分大きくとれるよ
うにしておけば、超電導界磁コイル＋１１にほぼ冷媒配
置に冷却保持することが可能となる。
なお、冷媒は超電導界磁コイルｆｌ＋に用いられる線材
の臨界温間等によって決められ、例えば液体窒素などの
低湿液化ガスなどである。
の臨界温間等によって決められ、例えば液体窒素などの
低湿液化ガスなどである。
なお、上記実施例では棒状の伝熱部材（１７）を複数本
並列に配したが、円筒状のものにしてもよい。
並列に配したが、円筒状のものにしてもよい。
また、上記実施例でに伝熱部材（ｌηに熱良導金属を用
いたが、冷媒ガスを封入したヒート・パイプを構成して
もよく、この場合、銅に較べ１０倍以上の熱流束がとれ
る。したがって超電導界磁コイル（１）に定常負荷を上
回る熱負荷が突発的に加わるような場合、冷却安定化に
非常に有効となる。
いたが、冷媒ガスを封入したヒート・パイプを構成して
もよく、この場合、銅に較べ１０倍以上の熱流束がとれ
る。したがって超電導界磁コイル（１）に定常負荷を上
回る熱負荷が突発的に加わるような場合、冷却安定化に
非常に有効となる。
以上のようにこの発明によれば、円筒、この円尚の両端
部にそれぞれ設けられ上記円筒内に真空部を形成する端
部軸、この端部軸に断熱的に支持されて上記真空部に配
置される超電導界磁コイル、および一方に上記超電導界
磁コイルに熱的に接触し、他方に上記真空部から上記端
部軸を貫通して真空部外に突出する伝熱部材を備え、上
記伝熱部材の突出部を冷却することにより上記超電導界
磁コイルを冷却するように構成したので、構造が簡単で
強固な超電導回転機の回転子が得られる効果がある。
部にそれぞれ設けられ上記円筒内に真空部を形成する端
部軸、この端部軸に断熱的に支持されて上記真空部に配
置される超電導界磁コイル、および一方に上記超電導界
磁コイルに熱的に接触し、他方に上記真空部から上記端
部軸を貫通して真空部外に突出する伝熱部材を備え、上
記伝熱部材の突出部を冷却することにより上記超電導界
磁コイルを冷却するように構成したので、構造が簡単で
強固な超電導回転機の回転子が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による超電導回転機の回転
子を示す断面図、第２図は従来の超電導回転機の回転子
を示す断面図である。 図において、（ｌ）は超電導界磁コイル、＋３１ 、
＋４１は端部軸、（７）ハ円尚、（８）はＨｅ供給管、
（９）はＨａ排出管、（１槌はコイル取付軸、 ９７１
は伝熱部材、（１７ａ）は突出部である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示すも
のとする。 第２図
子を示す断面図、第２図は従来の超電導回転機の回転子
を示す断面図である。 図において、（ｌ）は超電導界磁コイル、＋３１ 、
＋４１は端部軸、（７）ハ円尚、（８）はＨｅ供給管、
（９）はＨａ排出管、（１槌はコイル取付軸、 ９７１
は伝熱部材、（１７ａ）は突出部である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示すも
のとする。 第２図
Claims (4)
- （１）円筒、この円筒の両端部にそれぞれ設けられ上記
円筒内に真空部を形成する端部軸、この端部軸に断熱的
に支持されて上記真空部に配置される超電導界磁コイル
、および一方は上記超電導界磁コイルに熱的に接触し、
他方は上記真空部から上記端部軸を貫通して真空部外に
突出する伝熱部材を備え、上記伝熱部材の突出部を冷却
することにより上記超電導界磁コイルを冷却するように
構成した超電導回転機の回転子。 - （２）伝熱部材は棒状である特許請求の範囲第１項記載
の超電導回転機の回転子。 - （３）伝熱部材は円筒形状である特許請求の範囲第１項
記載の超電導回転機の回転子。 - （４）伝熱部材が冷媒ガスを封入したヒートパイプ構造
を有する特許請求の範囲第１項ないし第３項の何れかに
記載の超電導回転機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13918587A JPS63305746A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超電導回転機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13918587A JPS63305746A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超電導回転機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305746A true JPS63305746A (ja) | 1988-12-13 |
Family
ID=15239540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13918587A Pending JPS63305746A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超電導回転機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63305746A (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP13918587A patent/JPS63305746A/ja active Pending
Cited By (4)
| 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 |
| US8084909B2 (en) | 2009-04-09 | 2011-12-27 | Goodzeit Carl L | Dual armature motor/generator with flux linkage |
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