KR20070090947A - 초전도 모터의 냉각 구조체 - Google Patents

초전도 모터의 냉각 구조체 Download PDF

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KR20070090947A
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도루 오카자키
신고 오하시
히데히코 스기모토
도시오 다케다
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스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

회전자(17)에 초전도 코일(22)을 부착한 초전도 모터의 냉각 구조로서, 회전자(17)에 관통 고정된 회전축(23)의 외면에 홈(24, 25, 26)이 오목하게 만들어져 있고, 해당 홈(24, 25, 26)에 삽입한 냉매 순환 파이프(33)에 냉매를 유통시켜서, 해당 냉매에 의해 초전도 코일(22)을 냉각하도록 구성되어 있다.

Description

초전도 모터의 냉각 구조{COOLING STRUCTURE OF SUPERCONDUCTING MOTOR}
본 발명은, 초전도 모터의 냉각 구조에 관한 것으로, 특히, 관청선이나 여객선과 같은 선박 등에 탑재되는 구동용 모터에 있어서, 회전자에 부착된 초전도 코일을 효율적으로 냉각하는 것이다.
최근, 가솔린 등의 연료자원의 고갈이나 배기 가스에 의한 환경악화를 개선하기 위해, 전기에 의해 모터를 구동해서 도항하는 선박 등의 개발이 진척되고 있다. 특히, 일본 특허공개 제 1994-6907 호(특허문헌 1)에 개시되어 있는 초전도 모터를 채용하면, 초전도 코일에서의 동손(銅損)이 없어져 고효율로 되는 동시에, 모터 자체를 소형화 및 고 출력화할 수 있다.
초전도 모터를 가동시키기 위해서는, 초전도 코일을 극저온(예컨대, 77 켈빈)으로 냉각할 필요가 있어, 냉각 수단이 매우 중요하므로, 효율적으로 냉각할 수 있는 간소한 냉각 구조가 요구되고 있다.
특히, 모터의 중앙에 배치되는 회전자에 부착할 수 있는 초전도 코일의 냉각은, 모터의 외부로부터의 냉각으로는 효율이 불량하여, 충분히 냉각하기 어렵다.
거기에서, 일본 특허공개 제 2002-58207 호(특허문헌 2)에 있어서, 모터의 회전축에 중공부를 마련하고, 해당 중공부에 냉매를 통과시켜서 회전자에 부착된 코일을 냉각하는 구조가 제공되고 있다. 해당 구조에 의하면, 회전자에 부착된 코일이 초전도 코일이여도 소요의 온도까지 효율적으로 냉각할 수 있다.
그러나, 특허문헌 2에서 개시되어 있는 구조로는, 회전축 중심을 드릴 등에 의해 굴착해서 중공부를 형성하지 않으면 안되고, 특히, 선박 등의 구동용에 사용되는 직렬 연결 동기형 등의 대형 모터에서는, 회전축이 길어, 이 회전축에 긴 중공부를 마련하는 것이 곤란하다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 제 1994-6907 호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 제 2002-58207 호 공보
발명의 요약
본 발명은 상기 문제에 비추어 행해진 것으로서, 회전자에 부착된 초전도 코일을 효율적으로 냉각할 수 있는 간단한 초전도 모터의 냉각 구조를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 회전자에 초전도 코일을 부착한 초전도 모터의 냉각 구조로서, 상기 회전자에 관통 고정된 회전축의 외면에 홈을 오목하게 만들어, 냉각 수단의 냉매 유통관을 상기 홈 내부에 삽입 배치하는 것을 특징으로 하는 초전도 모터의 냉각 구조를 제공하고 있다.
상기 구성에 의하면, 회전축의 중심에 중공부를 마련하는 것이 아니고, 회전축의 외면에 홈을 마련하고, 해당 홈에 냉매 유통관을 삽입하고 있기 때문에, 회전 축에 중공부를 마련할 경우와 비교하여 용이하게 냉각 구조를 마련할 수 있다.
모터가 대형화되는 만큼, 회전축도 길어져, 회전축의 중심에 긴 중공부를 형성하는 것이 곤란해지기 때문에, 특히 대형 초전도 모터에 본 발명의 냉각 구조가 적합하게 채용된다.
또한, 냉매 유통관을 회전축의 중심선 위에 마련하는 것보다도 홈 내부를 통해 외부로 노출시켜서, 회전자에 직접 냉매 유통관을 접촉할 수 있고, 또한, 회전자에 부착된 초전도 코일에 가까운 위치로 할 수 있으므로, 냉각 효과를 높일 수 있다.
또한, 초전도 코일의 재료로서는, 청연계나 이트륨계 등의 고온 초전도재 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 냉각 수단은 초전도 코일 냉각용 냉매의 공급원에 접속시킨 왕로(往路)부와 귀로(歸路)부를 구비한 제 1 파이프와, 상기 회전축의 축선 방향의 일단에 고정시키는 동시에 상기 제 1 파이프와 회전 가능하게 접속되어, 제 1 파이프의 왕로부와 귀로부에 각각 연통하는 왕로부와 귀로부를 갖는 제 2 파이프와, 상기 홈에 삽입되어, 상기 제 2 파이프의 왕로부와 귀로부에 양단이 연통되는 냉매 순환 파이프로 이루어지는 상기 냉매 유통관을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 초전도 코일 냉각용 냉매를 공급원으로부터 제 1 파이프의 왕로부, 제 2 파이프의 왕로부, 냉매 순환 파이프, 제 2 파이프의 귀로부, 제 1 파이프의 귀로부를 순차로 통과하여 순환시켜, 회전축의 홈에 삽입된 냉매 순환 파이프를 유통하는 냉매에 의해, 회전자에 부착된 초전도 코일을 냉각할 수 있다.
상기 냉매 순환 파이프를 삽입하는 회전축 외면의 홈은, 상기 회전자의 축선 방향의 전장에 따르는 동시에 대칭 위치에 오목하게 설치되고, 회전자의 선단 위치에서는 회전축의 외주면을 따르게 하여 형성한 홈에 절반부를 삽입해서 왕로부와 귀로부를 연속시키는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 회전축의 외주면에 홈 가공하고, 해당 홈에 냉매 순환 파이프를 통과시키는 것만으로 좋기 때문에 간단히 실시할 수 있고, 초전도 모터의 제조 효율이 향상하고, 저비용화할 수 있다.
또한, 더욱 냉각 효과를 높일 필요가 있을 경우에는, 냉매 순환 파이프를 삽입하는 홈을 회전축의 축선 방향뿐만 아니라 둘레 방향에도 나선형상으로 홈을 형성하고, 예를 들면 주름상자 형상의 굴곡 가능한 냉매 순환 파이프를 회전축에 둘러 감아 배치하면, 냉매 순환 파이프의 길이가 커지고, 초전도 코일을 둘레 방향으로 넓은 범위에서 효율적으로 냉각할 수 있다.
회전자 배치 영역 이외의 상기 제 1 파이프와 제 2 파이프는 냉매의 온도 상승을 방지하기 위해서, 그 외주면을 단열 수단으로 둘러싸는 것이 바람직하다.
상기 단열 수단은 예컨대, 제 1 파이프와 제 2 파이프를 외관으로 둘러싸고, 그 내부를 진공 단열층으로 하는 수단이 바람직하다. 또한, 단열재로 제 1 파이프와 제 2 파이프를 피복해도 좋다.
상기 제 1 파이프는 냉매 공급원에 접속되어 고정되는 한편, 제 2 파이프는 회전축측에 부착되어 회전된다. 따라서, 제 1 파이프와 제 2 파이프를 회전 가능하게 접합할 필요가 있다.
본 발명에서는 예컨대, 제 1 파이프와 제 2 파이프의 접합단에 각기 플랜지를 돌설하고, 이들 플랜지끼리를 서로 회전 가능하게 접촉시킴과 동시에, 접촉 방향에 힘을 부가하는 스프링 수단을 부설하고 있다.
상기 구성에 의해, 제 1 파이프와 제 2 파이프가 다소 위치가 어긋나도, 한쪽의 파이프의 위치가 어긋난 접합단 개구가 다른쪽의 파이프의 플랜지에 의해 폐쇄되기 때문에, 냉매 누설을 방지할 수 있다. 또한, 접촉시킨 플랜지를 스프링 수단에 의해 접촉 방향으로 가압하고 있기 때문에, 접촉시킨 플랜지 간의 간극을 없애 냉매 누설을 방지할 수 있다.
상기 초전도 코일의 냉각용 냉매로서, 액체 질소, 네온 또는 헬륨을 사용하는 것이 바람직하다.
액체 질소를 냉매로서 사용하면 초전도 코일이 초전도 상태가 되는 극저온까지 냉각할 수 있다.
초전도 코일의 냉각에 의해 승온한 액체 질소는, 다른 냉각 장치에 의해 냉각하여 냉매로서 재이용해도 좋고, 기화했을 경우에는 외부로 방출하여도 좋다.
상기 초전도 모터는 회전자의 축선 방향으로 고정자를 대향 배치하고, 초전도 코일의 자속 방향이 축선 방향을 향한 액시얼 형이라도 좋고, 단면 원환상의 고정자의 중공부에 회전자를 마련해서 초전도 코일의 자속 방향이 직경 방향을 향한 레이디얼 형이라도 좋다.
초전도 모터가 액시얼 형의 경우에는, 회전축의 외면의 홈에 삽입한 냉매 순환 파이프를 회전자 근방에서 홈 내부로부터 인출하여 회전자의 측면을 따르게 하 여, 해당 회전자에 부착된 초전도 코일의 근방에까지 연재시켜 배치할 수 있다. 이로써, 냉매 순환 파이프를 초전도 코일의 근방에 배치할 수 있으므로, 초전도 코일의 냉각 효과를 높일 수 있다.
발명의 효과
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 회전자에 부착된 초전도 코일을 냉각하기 위한 냉각 구조를 마련하기 위해서, 회전축의 중심에 중공부를 마련하는 것이 아니라, 회전축의 외면에 홈을 마련하고, 해당 홈에 냉매 유통관을 삽입하기 때문에, 회전축에 중공부를 마련할 경우와 비교해서 용이하게 냉각 구조를 형성할 수 있다.
또한, 냉매 유통관을 회전축의 외면에 노출시킨 것에 의해, 회전축의 중심선 위로 마련할 경우와 비교하여, 냉매를 회전자에 부착된 초전도 코일에 가까운 위치에 유통시킬 수 있어, 냉각 효과를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태의 초전도 모터의 개략 단면도,
도 2는 초전도 모터의 단면도,
도 3은 회전자로부터 연장한 회전축의 단면도,
도 4는 제 1 파이프와 제 2 파이프의 접합단을 도시하는 주요부 확대 단면도,
도 5는 제 1 실시 형태의 변형예를 개시하는 단면도,
도 6은 제 2 실시 형태의 초전도 모터의 단면도,
도 7은 제 2 실시 형태의 초전도 모터의 회전자를 도시한 도면면,
도 8은 제 2 실시 형태의 변형예의 초전도 모터의 회전자를 도시한 도면.
부호의 설명
10: 초전도 모터 16: 고정자
17: 회전자 19: 전기자 코일
22: 초전도 코일 23: 회전축
24, 25, 26: 홈 31: 제 1 파이프
31A: 왕로부 31A-1: 플랜지
31B: 귀로부 31B-1: 플랜지
32: 제 2 파이프 32A: 왕로부
32A-1: 플랜지 32B: 귀로부
32B-1: 플랜지 33: 냉매 순환 파이프
33A: 왕로부 33B: 귀로부
33C: 반환부
본 발명의 실시 형태를 도면을 참조해서 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제 1 실시 형태를 도시하며, 본 발명의 초전도 모터(10)는 선박의 추진용 모터로서 사용할 수 있는 것이다.
초전도 모터(10)는 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 고정자(16)와, 해당 고정자(16)의 중공부에 회전 가능하게 배치된 회전자(17)를 구비하고, 회전자(17)에 부착되는 초전도 코일(22)의 자속 방향이 직경 방향을 향한 레이디얼 형으로 하고 있다.
회전자(17)는 분말 자성체 등을 이용하여 원주 형상으로 형성되고, 그 중심에 회전축(23)을 관통 고정하고, 해당 회전축(23)은 베어링(18, 21)을 거쳐서 고정자(16)의 외부에 연장하고 있다
회전자(17)에는 초전도재로 이루어지는 초전도 코일(22; 계자 코일)을 고정하고 있다. 초전도재로서는, 청연계나 이트륨계 등의 고온 초전도재가 바람직하게 사용될 수 있다.
한편, 고정자(16)는 철분에 절연 코팅을 실시한 분말 자성체 등의 소재로 형성되어 있고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 단면 원환 형상으로 되어 있다. 그 내주면에는 둘레 방향으로 120도의 간격을 두고 통상의 전도재의 동선으로 이루어지는 전기자 코일(19)이 부착되어 있다. 해당 전기자 코일(19)에는 위상이 어긋난 3상 교류를 공급해서 회전자계를 발생시켜, 회전자(17)를 회전시키도록 구성하고 있다.
상기 회전축(23)의 외면에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전자(17)의 축선 방향의 전장을 따르는 동시에, 회전축(23)의 중심축에 대하여 대칭으로 한쌍의 홈(24, 25)을 오목하게 설치하고 있다. 한쌍의 홈(24, 25)은, 회전자(17)의 단부(도 1 내의 좌측)에 대응하는 위치에서 회전축(23)의 둘레 방향으로 오목하게 만들어진 홈(26)에 의해 연결되어 있다. 이들 홈(24, 25, 26)에, 액체 질소를 유통시키는 냉매 순환 파이프(33)로 이루어지는 냉매 유통관을 삽입하고 있다.
한쌍의 홈(24, 25)에는, 각각 냉매 순환 파이프(33)의 왕로부(33A), 귀로부(33B)를 삽입하고, 홈(24, 25)의 사이에 마련한 홈(26)에 냉매 순환 파이프(33)를 왕로부(33A)로부터 귀로부(33B)로 되돌리는 반환부(33C)를 삽입하고 있다. 이들 왕로부(33A), 귀로부(33B), 반환부(33C)로 이루어지는 연속한 냉매 순환 파이프(33)를 냉매인 액체 질소가 순환하는 것에 의해, 회전자(17)에 부착된 초전도 코일(22)이 냉각되도록 구성하고 있다.
상기 냉매 순환 파이프(33)와 함께 냉각 수단을 구성하는 파이프로서, 제 1 파이프(31)와, 해당 제 1 파이프(31)와 연통된 제 2 파이프(32)를 마련하고 있다.
제 1 파이프(31)는 왕로부(31A)와 귀로부(31B)를 구비하고, 해당 왕로부(31A)와 귀로부(31B)를 초전도 코일 냉각용 냉매(본 실시형태에서는 액체 질소)의 공급원인 액체 질소 탱크(11)에 접속하고 있다.
또한, 상기 초전도 코일 냉각용 냉매는 액체 질소에 한하지 않고, 네온이나 헬륨을 냉매로서 사용해도 좋다.
제 2 파이프(32)도 왕로부(32A)와 귀로부(32B)를 구비하고, 해당 왕로부(32A)와 귀로부(32B)를 제 1 파이프(31)의 왕로부(31A)와 귀로부(31B)에 각기 연통시켜 회전 가능하게 접속하고 있다. 또한, 제 2 파이프(32)는 회전축(23)의 축선 방향의 일단에 고정하며, 회전축(23)의 일단으로부터 회전자(17)까지 연재하는 제 2 파이프(32)는 도 3에 도시하는 바와 같이, 회전축(23)에 오목하게 만들어진 홈(24, 25)에 삽입하고 있다.
상기 제 1 파이프(31)와 제 2 파이프(32)는 그 외주면을 각각 진공 단열용 외관(34, 36)으로 둘러싸고, 진공 단열층(35, 37)을 구비한 단열 수단을 마련하고 있다.
상기와 같은 회전축(32)의 홈(24, 25, 26)에 삽입하는 냉매 순환 파이프(33)는 왕로부(33A)와 귀로부(33B)를 제 2 파이프의 왕로부(32A)와 귀로부(32B)에 각각 연통시키고 있다. 냉매 순환 파이프(33)에는, 단열 수단을 마련하고 있지 않고, 이 비 단열 부분에서 회전자(17)를 거쳐서 액체 질소의 냉열이 전달되어서 초전도 코일(22)을 냉각하고 있다.
제 1 파이프(31)의 제 2 파이프(32)와의 접합단은, 상세하게는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 왕로부(31A)가 회전축(23)의 중심선과 동일 선상에 배치되고, 해당 왕로부(31A)의 외주를 귀로부(31B)가 둘러싸고, 또한, 해당 귀로부(31B)의 외주를 진공 단열용 외관(34)이 둘러싸고 있다. 마찬가지로, 제 2 파이프(32)의 제 1 파이프(31)와의 접합단도 왕로부(32A)가 회전축(23)의 중심선과 동일 선상에 배치되고, 해당 왕로부(32A)의 외주를 귀로부(32B)가 둘러싸고, 또한, 해당 귀로부(32B)의 외주를 진공 단열용 외관(36)이 둘러싼다.
따라서, 제 1 파이프(31)와 제 2 파이프(32)의 접합단에 있어서, 제 1 파이프(31)의 왕로부(31A), 귀로부(31B)와 제 2 파이프(32)의 왕로부(32A), 귀로부(32B)가 각각 대향 배치된다. 이로써, 액체 질소탱크(11)로부터 유출한 액체 질소는, 제 1 파이프(31)의 왕로부(31A), 제 2 파이프(32)의 왕로부(32A), 냉매 순환 파이프(33), 제 2 파이프(32)의 귀로부(32B), 제 1 파이프(31)의 귀로부(31B)를 순차로 유통한다.
또한, 제 1 파이프(31)와 제 2 파이프(32)의 접합단에는, 외주측에 각각 플랜지(31A-1, 31B-l, 32A-1, 32B-1)가 돌설되어 있고, 플랜지(31A-1과 32A-1, 31B-1과32B-1)를 각각 접촉시키고 있다. 접촉시킨 플랜지(31B-1, 32B-1)를 커버(38)로 덮고, 해당 커버(38)내에 부착된 스프링(39)에 의해 플랜지(31B-1, 32B-1)를 양측에서 접촉 방향으로 힘을 부가하고 있다.
상기 구성에 의하면, 회전축(23)의 중심에 중공부를 마련하는 일 없이, 회전축(23)의 외면에 홈(24, 25, 26)을 마련하고, 해당 홈(24, 25, 26)에 냉매가 되는 액체 질소를 유통시키는 냉매 순환 파이프(33)를 삽입하고 있기 때문에, 회전축(23)에 중공부를 마련할 경우와 비교해서 용이하게 냉각 구조를 형성할 수 있다.
또한, 냉매 순환 파이프(33)를 회전축(23)의 중심선 위로 마련하는 것보다 외면 가까이에 마련하고 있기 때문에, 초전도 코일(22)에 가까운 위치에 배치할 수 있어, 냉각 효과를 높일 수 있다.
또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제 1 파이프(31)의 왕로부(31A)의 접합단에 돌설한 플랜지(31A-1)의 선단(31A-1a)과 제 2 파이프(32)의 왕로부(32A)의 접합단에 돌설한 플랜지(32A-1)의 선단(32A-la)을 회전자측으로 굴절하고, 한쪽의 플랜지(32A-1)의 선단(32A-la)을 다른쪽의 플랜지(31A-1)의 선단(31A-la)으로 덮는 구성으로 하면, 접합 위치에서의 냉매의 누설을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시 형태를 도시한다.
제 1 실시 형태와의 다른 점은, 회전자의 축선 방향에 고정자를 대향 배치하고, 초전도 코일의 자속 방향이 축선 방향을 향하는 액시얼 형이라는 점이다.
본 실시형태의 초전도 모터 장치(50)는 회전축(51)에 고정된 회전자(52)의 축선 방향의 양측에 소요의 공기 간극을 두고 한쌍의 고정자(53, 54)를 대향 배치하고 있는 회전자(52)는 축심에 관통 구멍(52a)을 마련하고, 해당 관통 구멍(52a)에 회전축(51)을 관통 고정하고, 회전자(52)와 회전축(51)을 같이 회전시키도록 구성하고 있다.
상기 회전자(52)에는 축선 주위의 둘레 방향으로 간격을 두고 계자체 부착 구멍(52b)을 마련하고, 이들 계자체 부착 구멍(52b)에 계자용 초전도 코일(55)을 내삽 고정시켜 부착하고, 자속 방향이 축선 방향을 향하도록 배치하고 있다.
서로 대칭 형상의 원반 형상인 고정자(53, 54)는 회전축(51)을 베어링을 거쳐서 관통시킴과 동시에, 회전자 대향면측에 축선 주위의 둘레 방향으로 간격을 두고 통상의 전도재(예컨대, 동선 등)로 이루어지는 복수의 전기자 코일(56, 57)의 일단을 접착제로 고정하고, 회전자(52)측에 축선 방향으로 돌출되어 있다.
회전축(51)의 외면에는, 제 1 실시 형태와 같이 축선 방향에, 또한 대칭 위치에 홈(58, 59)을 오목하게 만들고, 제 1 실시 형태와 같은 홈(58, 59)을 연결하는 둘레 방향의 홈은 마련하지 않고 있다. 홈(58, 59)에 삽입한 냉매 유통관의 냉매 순환 파이프(61)를 회전자(52)측의 홈단부에서 홈 내부로부터 인출하고, 회전자(52)의 측면을 따라 냉매 순환 파이프(61)를 배치하고 있다. 해당 냉매 순환 파이프(61)는 회전자(52)에 부착된 초전도 코일(55)의 외측[회전자(52)의 주연측]과 내측[회전축(51) 측]을 교대로 통과시켜서 초전도 코일(55)에 근접 배치하고 있다. 즉, 도 7에 도시하는 바와 같이, 냉매 순환 파이프(61)를 인접하는 초전도 코일(55)의 사이→ 초전도 코일(55)과 회전자(52)의 주연과의 사이→ 인접하는 초전도 코일(55)의 사이→ 초전도 코일(55)과 회전축(51) 사이로 순차로 통과시키고 있다. 해당 냉매 순환 파이프(61)는 회전자(52)의 측면에 접착제 등에 의해 부착하여도 좋고, 회전자(52)에 마련한 홈에 삽입해도 좋다.
상기 구성에 의하면, 액시얼 형 모터 장치에 있어서도, 회전축의 외면에 마련한 홈에 냉매 순환 파이프를 삽입해서 형성한 냉각 구조를 마련하고, 회전자에 부착된 초전도 코일을 냉각할 수 있다. 또한, 회전축(51)의 홈(58, 59)으로부터 냉매 순환 파이프(61)을 인출하고, 인출한 냉매 순환 파이프(61)를 초전도 코일(55)에 근접 배치하고 있기 때문에, 초전도 코일(55)의 냉각 효과를 높일 수 있다.
또한, 냉매 유통관의 제 1, 제 2 파이프나 그 밖의 구성은, 제 1 실시 형태로 같기 때문에 설명을 생략한다.
도 8은 제 2 실시 형태의 변형예를 개시한다.
본 변형예에서는, 초전도 코일(55)이 회전자(52)의 주연을 따라 부착할 수 있고, 회전축(51)의 홈(58, 59)으로부터 인출된 냉매 순환 파이프(61)는 초전도 코일(55)의 내측[회전축(51)측]을 따라 배치하고 있다.
상기 구성으로서도, 초전도 코일(55)에 냉매 순환 파이프(61)를 근접 배치하고 있기 때문에, 초전도 코일의 냉각 효과를 높일 수 있다.
본 발명의 모터 장치는, 고출력이 필요한 대형 선박 등의 동력원으로서 적합하게 사용할 수 있는 것이다. 특히, 도 6에 도시하는 바와 같이 액시얼 형 모터로서, 회전축에 고정자와 회전자를 교대로 적층 배치한 직렬 결합 동기형으로서 고정자와 회전자를 고밀도로 배치하고, 회전자에 고온 초전도 벌크(bulk) 자석을 부착하고, 회전축에 마련한 냉매 유통관 내의 냉매로 냉각하는 구성으로 하면, 고출력을 지속할 수 있어, 관청선, 객선 등의 대형 선박의 추진용 모터로서 바람직하게 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 회전자에 초전도 코일을 부착한 초전도 모터의 냉각 구조에 있어서,
    상기 회전자에 관통시켜 고정된 회전축의 외면에 홈이 오목하게 만들어지고, 냉각 수단의 냉매 유통관을 상기 홈 내부에 삽입 배치하는 것을 특징으로 하는
    초전도 모터의 냉각 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 수단은
    초전도 코일 냉각용 냉매의 공급원에 접속시킨 왕로(往路)부와 귀로(歸路)부를 구비한 제 1 파이프와, 상기 회전축의 축선 방향의 일단에 고정시키는 동시에 상기 제 1 파이프와 회전 가능하게 접속되어, 제 1 파이프의 왕로부와 귀로부에 각각 연통하는 왕로부와 귀로부를 갖는 제 2 파이프와,
    상기 홈에 삽입되어, 상기 제 2 파이프의 왕로부와 귀로부에 양단이 연통되는 냉매 순환 파이프로 이루어지는 상기 냉매 유통관을 구비하는
    초전도 모터의 냉각 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매 순환 파이프를 삽입하는 회전축 외면의 홈은 상기 회전자의 축선 방향의 전장을 따르는 동시에 대칭 위치에 오목하게 만들어지고, 회전자의 선단 위 치에서는 회전축의 외주면을 따르도록 형성한 홈에 절반부를 삽입해서 왕로부와 귀로부를 연속시키는
    초전도 모터의 냉각 구조.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 파이프와 제 2 파이프의 외주면을 단열 수단으로 둘러싸는
    초전도 모터의 냉각 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단열 수단은 제 1 파이프와 제 2 파이프를 둘러싸는 진공 단열용 외관(外管)인
    초전도 모터의 냉각 구조.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 파이프와 제 2 파이프의 접합단에 각각 플랜지가 돌출하여 마련되고, 이들 플랜지끼리를 서로 회전 가능하게 접촉시키는 동시에, 접촉 방향으로 가압하는 스프링 수단이 부설되어 있는
    초전도 모터의 냉각 구조.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초전도 코일의 냉각용 냉매로서 액체 질소, 네온 또는 헬륨을 사용하는
    초전도 모터의 냉각 구조.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초전도 모터는 액시얼 형 혹은 레이디얼 형인
    초전도 모터의 냉각 구조.
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