JPS63314163A - 超電導発電機 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導を利用した発電機に係り、特に回転部
に電流導入部を必要としない超電導発電機に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、例えば電気学会技術報告（■部）第１９
２号［超電導電力機器の開発動向ｊにも記載されている
ように回転子に超電導の界磁巻線が設けられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そのため、超電導巻線に回転による遠心力が加わり導体
が動くことによって、クエンチ（常電導転移）が生じや
すくなる、給電装置が複雑番こなる、給電部からの熱侵
入があるなどの問題があった・本発明の目的は、従来技
術の問題点を排除し、安定性の高い超電導発電機を提供
することにある・〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、界磁巻線及び電機子巻線のいずれをも対向
した固定子にそれぞれ設置し、且つ電機子巻線に鎖交す
る磁束を変化させる手段を付加することによって達成さ
れる。具体的には、界磁巻線と電機子巻線との間を断続
的に配置された超電導体を有する回転シールド体を移動
させることによって問題を解決した。

〔作用〕

界磁巻線の発生する磁場は一定で、且つ界磁巻線と電機
子巻線とも対向した固定子（回転しない部分）それぞれ
に巻回されるため、電機子巻線部分の磁界時間的変化は
無く、この構成自体で電機子巻線に電力を発生すること
はないが、前記した回転シールド体を界磁巻線と電機子
巻線との間で移動させると、超電導体が介在している瞬
間は、超電導体の反磁性によって、超電導体の背後にあ
る電機子巻線部分では磁場が極めて弱められる。

それに対し超電導体の無い部分が介在している瞬間は磁
場が弱められることはない。逆に超電導体によって、偏
らせられた磁束によって強められる。

このような回転シールド体を回転することによって電機
子巻線部分には時間的磁場変化が生じ電圧を発生する。

電機子巻線に負荷を接続するε一般の発電機と同様、電
機子反作用により、回転シールド体の移動が妨げられる
が、駆動力を法え、強引に回転させることで機械力が電
力に変換される。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。

第１図及び第２図において巻軸１に界磁巻線２が設けら
れ磁場発生用の電磁力が形成される。３は本発明特有の
構成要素である回転シールド体で超電導体３ｂとそれを
機械的に支持する支持体３ａからなり空隙４を介して界
磁用電磁石の外周に配される。支持体３ａは図示されて
いる部分の他に必要に応じて超電導体３ｂの内外周面に
も設けられ１機械的な補強の役目をする。また、回転シ
ールド体３には使用される超電導体の特性に合わせて、
図示しない適宜の冷却装置が取付けられる。

その場合でも回転シールド体へは通電する必要がなく、
電源供給用の装置は不要である。さらに回転シールド体
３の外周には電機子巻線５と磁心６が配される。電機子
巻線及び磁心は従来の超電導発電機における場合とほぼ
同様の構成で良い。このような構成で界磁巻線に電流を
流して磁場を発生させ、回転シールド体を回転させると
前記したような作用により電機子巻線に電圧が誘起され
る。

このような構成では、界磁巻線あるいは電機子巻線をも
超電導化しても、いずれも固定子であるため堅牢に製作
でき且つ遠心力が加わらないため、クエンチを生ずる懸
念は極めて低減される。しかしながら、このような構成
では第２図にも示されるように界磁用電磁石と回転シー
ルド体が片側支持とならざる得す１機械的に不安定にな
る懸念がある。この懸念も第２図に示されるように界磁
用電磁石と回転シールド体との間に軸受け８を設けるこ
とによって克服できる。回転シールド体は駆動軸９で回
転される。また、本発明は第３図に示されるように対向
して配置された界磁巻線１２と電機子巻線１５との間に
円板シールド体１３を回転させても達成される。円板シ
ールド体１３は断続した超電導体１３ｂとそれを機械的
に固定する支持体１３ａから成る。１９は円板シールド
体を回転させるための駆動軸である。界磁巻線、電機子
巻線には適宜磁心が設けられる。このような構成では円
板シールド体の外周近傍に沿って複数個の巻線対を設け
ることができる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、界磁巻線及び電機子巻線のいずれをも
固定子に設けることができるため、機械的に堅牢に製作
できる、巻線に遠心力が加わらないなどの利点があり、
超電導巻線を用いてもクエンチに対して極めて安定であ
る。また、回転部分であるシールド体には通電の必要が
無く、構造が簡単になるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超電導発電機の横断面図。 第２図は本発明の一実施例の縦断面図、第３図は本発明
の別の実施例を示す斜視図である。 １・・・巻軸、２・・・界磁巻線、３・・・回転シール
ド体、３ａ・・・支持体、３ｂ・・超電導体、４・・・
空隙、５・・・電機子巻線、６・・・磁心、７・・・ケ
ーシング、８・・・軸受け、９・・・駆動軸、１２・・
・界磁巻線、１３・・・円板シールド体、１５・・・電
機子巻線、１９・・・駆動軸。 茗／ｒｉｊＪＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、永久磁石あるいは電磁石などで構成される磁場発生
   手段とその磁場に鎖交する電機子巻線とを有し且つ該磁
   場発生手段と該電機子巻線間に超電導体が断続配置され
   て成る回転シールドと、この回転シールドを駆動する装
   置から成ることを特徴とした超電導発電機。 ２、特許請求の範囲第一項記載の超電導発電機において
   界磁巻線あるいは電機子巻線のいずれか一方を円柱状に
   構成し、その外周に残りの界磁巻線あるいは電機子巻線
   を円筒状に構成し、その二つで構成される間隙間に周方
   向に分割された超電導体を少なくとも一個有する円筒状
   の回転シールド体を有し、回転シールド体の駆動軸と軸
   方向逆側に内部の円柱状巻線部の支持部を設けたことを
   特徴とした超電導発電機。 ３、特許請求の範囲第二項記載の超電導発電機において
   、前記内部円柱状巻線部と前記回転シールド体の間に少
   なくとも１個以上の軸受けを設けたことを特徴とした超
   電導発電機。 ４、特許請求の範囲第一項記載の超電導発電機において
   、周方向に分割された超電導体を少なくとも１個以上有
   する円板状の回転シールド体とその上下にそれぞれ配置
   された界磁巻線と電機子巻線の対を少なくとも１個以上
   有したことを特徴とした超電導発電機。