JPH04207964A - Horizontal superconducting motor - Google Patents
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- JPH04207964A JPH04207964A JP2330121A JP33012190A JPH04207964A JP H04207964 A JPH04207964 A JP H04207964A JP 2330121 A JP2330121 A JP 2330121A JP 33012190 A JP33012190 A JP 33012190A JP H04207964 A JPH04207964 A JP H04207964A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ステータ側に超電導マグネットを有する横置
き超電導モータにおけるクライオ部の支持に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to support of a cryo section in a horizontal superconducting motor having a superconducting magnet on the stator side.
従来、電気自動車に搭載可能なコンパクトな超電導モー
タの実現か期待されているか、その現状は次のよってあ
る。The current status of whether a compact superconducting motor that can be mounted on an electric vehicle is expected to be realized is as follows.
超電導モータのステータ部のコイルとして超電導コイル
を用いた場合に、このモータを起動させると超電導コイ
ルに大きな力が発生する。そのために、この超電導コイ
ルを何らかの方法で超電導モータのケースに支持し、固
定しなければならないが、この超電導モータのケースは
室温空間に存在するので、超電導モータのケースの室温
部から支持部材を通じて侵入し、超電導コイルの存在す
る液体ヘリウム温度部に熱か侵入することになる。When a superconducting coil is used as a coil in the stator section of a superconducting motor, a large force is generated in the superconducting coil when the motor is started. For this purpose, this superconducting coil must be supported and fixed to the superconducting motor case in some way, but since this superconducting motor case exists in a room temperature space, it is impossible for the superconducting coil to enter from the room temperature part of the superconducting motor case through the support member. However, heat will enter the liquid helium temperature area where the superconducting coil is located.
超電導コイルの超電導状態を維持するためには、侵入す
る熱が、液体ヘリウム温度部へ到達することを防かなく
てはならない。さらに、いったん極低温領域に侵入した
熱を室温空間に排出するためには、莫大なエネルギーを
必要とするので、このためにも液体ヘリウム温度部への
熱の侵入を防かなければならない。従来、一般的に超電
導状態を維持するための技術として、超電導コイルか浸
されている液体ヘリウム槽の周囲を液体窒素槽か包囲す
るようにして断熱する構造、いわゆるクライオスタット
か知られている。In order to maintain the superconducting state of the superconducting coil, it is necessary to prevent the invading heat from reaching the liquid helium temperature section. Furthermore, it is necessary to prevent heat from entering the liquid helium temperature area because a huge amount of energy is required to discharge the heat that has entered the cryogenic region to the room temperature space. Conventionally, as a technology for maintaining a superconducting state, a so-called cryostat is generally known, which is a structure in which a liquid nitrogen tank surrounds and insulates a liquid helium tank in which a superconducting coil is immersed.
このように、超電導維持温度部、例えば、液体ヘリウム
温度部は中間温度部、例えば、液体窒素温度部によって
取り囲まれており、本発明ではこの超電導維持温度部と
これを取り囲む中間温度部の断熱構造部分をクライオ部
という。このクライオ部を支持するのに、その支持部材
を通して、外部からの熱侵入の問題がある。また、この
クライオ部を支持固定するのに、ロータとステータを分
ける薄肉円筒シリンダ状の隔壁は強度的にも弱く、熱的
にも熱容量か小さ(、しかも超電導コイルに極近接して
いるので、熱的な影響を及はす。そこで、本発明は、前
記クライオ部を超電導モータのケースに確実に支持固定
するとともに、その組付は性を容易にし、また、その支
持部材によって外部から侵入する熱を超電導温度部へ到
達することを防ぐ超電導モータを提供することを目的と
する。In this way, the superconducting maintaining temperature section, for example, the liquid helium temperature section, is surrounded by the intermediate temperature section, for example, the liquid nitrogen temperature section, and in the present invention, the superconducting maintaining temperature section and the surrounding intermediate temperature section have an insulating structure. This part is called the cryo part. In order to support this cryo section, there is a problem of heat intrusion from the outside through the support member. In addition, in order to support and fix this cryo section, the thin cylindrical partition wall that separates the rotor and stator is weak in strength and has a small thermal capacity (and since it is located extremely close to the superconducting coil, Therefore, the present invention securely supports and fixes the cryo section to the case of a superconducting motor, makes its assembly easy, and also prevents intrusion from the outside by using the supporting member. An object of the present invention is to provide a superconducting motor that prevents heat from reaching a superconducting temperature section.
この発明は、上記問題点を解決するために、固定子に超
電導マグネットを有する横置き超電導モータにおいて、
超電導モータのケースの2つの側壁の両側面の一側で、
断熱支持台をケース側壁と隔壁とでサンドイッチ構造で
固定し、他側で別の断熱支持台をスプライン結合により
ケース側壁と結合し、各々の断熱支持台に固定した支持
部材でクライオ部を支持したものである。In order to solve the above problems, the present invention provides a horizontal superconducting motor having a superconducting magnet in the stator.
On one side of both sides of the two side walls of the superconducting motor case,
A heat insulating support was fixed in a sandwich structure between the case side wall and the partition wall, another heat insulating support was connected to the case side wall on the other side by spline connection, and the cryo section was supported by support members fixed to each heat insulating support. It is something.
本発明のクライオ部を支持するだめの支持部材のケース
への固定は、支持部材を固定した2つの断熱支持台をケ
ースに固定することによって行なわれており、一方の断
熱支持台は、ケース側壁と隔壁てサンドイッチされ、ボ
ルトによって締めつけ固定されたものであるので、確実
なケースへの固定かおこなえる。また、他方の断熱支持
台はケースにスプライン結合されているから、組付は性
か良く、しかも応力を吸収することかできる。The support member for supporting the cryo section of the present invention is fixed to the case by fixing to the case two heat-insulating supports to which the support members are fixed. Since it is sandwiched between the bulkhead and the bulkhead and fixed with bolts, it can be securely fixed to the case. Further, since the other heat-insulating support base is spline-coupled to the case, assembly is easy and stress can be absorbed.
第1図は本発明の実施例の横置き超電導モータの軸心方
向の垂直断面図、第2図は同しく軸心方向の水平断面図
、第3図は第1図への部分の拡大図、第4図は第1図の
B−Bの断面図、第5図は本発明の実施例の模式図をを
それぞれ示す。FIG. 1 is a vertical sectional view in the axial direction of a horizontal superconducting motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a horizontal sectional view in the axial direction, and FIG. 3 is an enlarged view of the portion shown in FIG. 1. , FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 5 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention.
本発明の超電導モータにおける、超電導維持温度部の冷
却支持構造を第1図〜第5図に基づいて説明する。The cooling support structure of the superconducting maintenance temperature section in the superconducting motor of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 5.
lは超電導モータの外側のケースを示す。ケース1の内
部空間の中心近傍であるが若干下方に偏心して位置する
、モータの回転を伝えるソヤフト15か、ベアリングに
よって回転自在にケース1に固定されており、そのシャ
フト15を中心にしてロータ8が固定されている。そし
てそのロータ8はロータ巻線部9をその先端に有し、ベ
アリングにより回転自在に固定されている。l indicates the outer case of the superconducting motor. A soya shaft 15 that transmits the rotation of the motor is located near the center of the internal space of the case 1 but slightly eccentrically downward, and is rotatably fixed to the case 1 by a bearing.The rotor 8 is rotated around the shaft 15. is fixed. The rotor 8 has a rotor winding portion 9 at its tip, and is rotatably fixed by a bearing.
ステータ部は、ロータ8の存在するロータ部の周囲を取
り巻くように、薄肉円筒シリンダ状の隔壁6てロータ部
と隔てられ、隔壁6とケース1とによって真空に保たれ
ている。ステータ部には、隔壁6に極近接して隔壁6を
取り囲むように超電導維持温度部である、液体ヘリウム
槽3か存在する。その液体ヘリウム槽3内には超電導コ
イルを用いた超電導マグネット10か液体ヘリウムに完
全に浸されて、隔壁6に極近接するように固定されてい
る。The stator section is separated from the rotor section by a thin cylindrical partition wall 6 so as to surround the rotor section where the rotor 8 is present, and is kept in a vacuum by the partition wall 6 and the case 1. In the stator section, there is a liquid helium tank 3, which is a superconductivity maintaining temperature section, in close proximity to the partition wall 6 and surrounding the partition wall 6. In the liquid helium tank 3, a superconducting magnet 10 using a superconducting coil is completely immersed in liquid helium and fixed in close proximity to the partition wall 6.
前記隔壁6と液体ヘリウム槽3との間には第3図(第1
図のA部分)で示すように、輻射シールド薄板7が空間
を保って極近接して配置されている。前記液体ヘリウム
槽3の周囲には中間温度部である液体窒素温度部か取り
囲んでおり、該液体窒素温度部は、液体窒素槽2、輻射
シールド薄板7、輻射シールド厚板20、肉盛り部4、
輻射シールド板19から構成されている。絶対温度77
にの液体窒素槽2か、熱伝導性の良いアルミニウム等で
作成された前記輻射シールド薄板7、輻射シールド厚板
20、肉盛り部4、輻射シールド板19と熱的に結合し
て、これらの液体窒素温度部を77Kに保っている。ま
た、これらの輻射ソールト薄板7、輻射ソールト厚板2
0、肉盛り部4、輻射シールド板19は、ケース1から
侵入してきた輻射熱をシールドする機能を有し、輻射熱
を内部の液体ヘリウム槽3へ通さない。Between the partition wall 6 and the liquid helium tank 3, there is a
As shown in part A) of the figure, the radiation shield thin plates 7 are arranged very close to each other with a space maintained between them. The liquid helium tank 3 is surrounded by a liquid nitrogen temperature part which is an intermediate temperature part, and the liquid nitrogen temperature part includes the liquid nitrogen tank 2, the radiation shield thin plate 7, the radiation shield thick plate 20, and the built-up part 4. ,
It is composed of a radiation shield plate 19. absolute temperature 77
The liquid nitrogen tank 2 of The liquid nitrogen temperature section is maintained at 77K. In addition, these radiant sole thin plates 7 and radiant sole thick plates 2
0, the built-up portion 4 and the radiation shield plate 19 have a function of shielding radiant heat that has entered from the case 1, and do not allow the radiant heat to pass through to the liquid helium tank 3 inside.
さらに、前記超電導維持温度部である液体ヘリウム槽3
と前記中間温度部である液体窒素槽2との間に断熱をす
るためのスーパーインシュレーンヨン11が設けられて
いる。スーパーインシュレーション11には、例えば、
輻射熱の反射を行なうためにガラス繊維をアルミ箔で包
囲したものか用いられる。Furthermore, a liquid helium tank 3 which is the superconductivity maintenance temperature section
A super insulation layer 11 for heat insulation is provided between the liquid nitrogen tank 2 and the intermediate temperature section. For example, the super insulation 11 includes:
Glass fibers surrounded by aluminum foil are used to reflect radiant heat.
次に、超電導維持温度部の冷却支持構造を説明する。Next, the cooling support structure of the superconducting maintenance temperature section will be explained.
横置き超電導モータのケース102個の側壁の一方の内
側の液体窒素部には液体窒素槽2か存在し、該液体窒素
槽2は、液体窒素温度部の外側に設けた断熱支持材21
および断熱支持台23によって、断熱的にケースIに固
定支持されている。A liquid nitrogen tank 2 exists in the liquid nitrogen section inside one of the 102 side walls of the case of the horizontal superconducting motor, and the liquid nitrogen tank 2 has a heat insulating support material 21 provided outside the liquid nitrogen temperature section.
It is fixedly supported to the case I in adiabatic manner by a heat insulating support stand 23.
例えば断熱支持材21はスポークで構成さており、該ス
ポークの一端は、ケース】とスプライン結合された断熱
支持台23と引張力によって固定されており、また、該
スポークの他端は液体窒素槽2に設けた円周鍔にスポー
クの半径方向の引張力によって固定されているので、結
局のところ、該液体窒素槽2はケース1にスポークによ
って吊り下げ固定されていることになる。For example, the heat insulating support material 21 is composed of spokes, one end of which is fixed by tension to a heat insulating support base 23 spline-coupled to the case, and the other end of the spoke is fixed to the liquid nitrogen tank 23. Since the liquid nitrogen tank 2 is fixed to the circumferential flange provided in the case 1 by the radial tensile force of the spokes, the liquid nitrogen tank 2 is ultimately suspended and fixed to the case 1 by the spokes.
またさらに、前記液体窒素槽2の液体ヘリウム槽3に面
した円周鍔には別の断熱支持材21であるスポークか固
定されてあり、超電導コイルを容している液体ヘリウム
温度部を吊り下げ支持している。Furthermore, a spoke, which is another heat insulating support material 21, is fixed to the circumferential collar of the liquid nitrogen tank 2 facing the liquid helium tank 3, and a liquid helium temperature section containing a superconducting coil is suspended therefrom. I support it.
次に、ケース1の他方の側壁の内側の液体窒素温度部に
は肉盛り部4とそれに続く輻射シールド板19か存在し
、該肉盛り部4は、液体窒素温度部の外側に設けた断熱
支持材5および断熱支持台22によって、断熱的にケー
ス1に固定支持されている。該断熱支持台a22はケー
スの側壁と隔壁6とによってサンドイッチ状にボルトで
締めつけ固定されている。Next, in the liquid nitrogen temperature section inside the other side wall of the case 1, there is a built-up part 4 and a radiation shield plate 19 following it, and the built-up part 4 is connected to the heat insulation provided outside the liquid nitrogen temperature part. It is fixedly supported to the case 1 in a heat-insulating manner by the support member 5 and the heat-insulating support base 22. The heat insulating support stand a22 is fastened to the side wall of the case and the partition wall 6 in a sandwich manner with bolts.
前記断熱支持台22.23は断熱性の良い樹脂、セラミ
ックス等か用いられる。The heat-insulating supports 22 and 23 are made of resin, ceramics, or the like with good heat-insulating properties.
またさらに、肉盛り部4の液体ヘリウム温度部に面する
側には別の断熱支持材5であるスポークか固定され、そ
のスポークが超電導コイルjOを容している液体ヘリウ
ム温度部を吊り下げ支持している。Furthermore, a spoke, which is another heat insulating support material 5, is fixed to the side of the built-up part 4 facing the liquid helium temperature section, and the spoke suspends and supports the liquid helium temperature section containing the superconducting coil jO. are doing.
そして、前記液体窒素槽2と前記肉盛り部4は、ケース
lの周面に沿うように配置された輻射シールド厚板20
によって熱的に結合されている。前記肉盛り部4は輻射
シールド厚板20に溶接によって接合されている。The liquid nitrogen tank 2 and the built-up portion 4 are connected to a radiation shield thick plate 20 disposed along the circumferential surface of the case l.
are thermally coupled by. The built-up portion 4 is joined to the radiation shield thick plate 20 by welding.
前記輻射シールド厚板20の外周面には、液体窒素槽2
内で気体窒素になった窒素ガスを排出するためガス窒素
排気管12が巻いており、該ガス窒素排気管12の最終
端はロータ部内に導入され、ロータ部を冷却している。A liquid nitrogen tank 2 is provided on the outer peripheral surface of the radiation shield thick plate 20.
A gas nitrogen exhaust pipe 12 is wound around the rotor in order to exhaust the nitrogen gas that has become gaseous nitrogen inside the rotor, and the final end of the gas nitrogen exhaust pipe 12 is introduced into the rotor to cool the rotor.
ケース1の側壁片側最上部には液体ヘリウム転送口24
、および液体窒素転送口25か配設されている。この液
体ヘリウム転送口24から超電導モータの外部に設けた
液体ヘリウムタンクから液体ヘリウムを供給して、モー
タ内の液体ヘリウム槽3の液体ヘリウム液面のレベルを
一定に位置に保つ。また、液体ヘリウムタンクをモータ
の外部に設けなくても、外部に設けた冷凍機によりガス
化したヘリウムを再び液体に冷却してやり、前記液体ヘ
リウム転送口24から液体ヘリウムを供給してもよい。At the top of one side of the case 1 is a liquid helium transfer port 24.
, and a liquid nitrogen transfer port 25 are provided. Liquid helium is supplied from a liquid helium tank provided outside the superconducting motor through the liquid helium transfer port 24, and the liquid helium level in the liquid helium tank 3 inside the motor is maintained at a constant level. Further, even if the liquid helium tank is not provided outside the motor, gasified helium may be cooled back to liquid by a refrigerator provided outside, and liquid helium may be supplied from the liquid helium transfer port 24.
このように、液体ヘリウム槽には何らかの液体ヘリウム
液面のレベル維持するための液体ヘリウム供給手段が必
要である。As described above, the liquid helium tank requires some kind of liquid helium supply means for maintaining the liquid helium level.
さらに、ケース1の円筒外周面の最上部には真空排出口
26か設けられている。Furthermore, a vacuum outlet 26 is provided at the top of the cylindrical outer peripheral surface of the case 1.
また、この実施例ては超電導温度を維持するために液体
ヘリウムを用い、この液体ヘリウムを断熱するために中
間温度部の冷却に液体窒素を用いたか、使用する超電導
材料の臨界温度によってこれらの冷媒の種類を種々変更
できることは言うまでもないことである。In addition, in this example, liquid helium was used to maintain the superconducting temperature, and liquid nitrogen was used to cool the intermediate temperature section to insulate the liquid helium, or these coolants were used depending on the critical temperature of the superconducting material used. It goes without saying that the type of can be changed in various ways.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
Various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
以上詳細に説明したように本発明によれば、クライオ部
を支持するための支持部材のケースへの固定は、支持部
材を固定した2つの断熱支持台をケースに固定すること
によって行ない、一方の断熱支持台は、ケース側壁と隔
壁でサンドイッチされ、ボルトによって締めつけ固定さ
れたものであるので、確実なケースへの固定かおこなえ
る。また、他方の断熱支持台はケースにスプライン結合
されているから、組付は性か良く、しかも応力を吸収す
ることかできるという効果を育する。As described in detail above, according to the present invention, the support member for supporting the cryo section is fixed to the case by fixing the two heat-insulating supports to which the support members are fixed, and one of the support members is fixed to the case. The heat insulating support base is sandwiched between the side wall of the case and the partition wall, and is secured by tightening with bolts, so that it can be securely fixed to the case. Furthermore, since the other heat-insulating support is spline-coupled to the case, it is easy to assemble and has the advantage of being able to absorb stress.
第1図は、本発明の実施例の横置き超電導モータの軸心
方向の水平断面図を示す図、第2図は、同じく、軸心方
向の垂直断面図を示す図、第3図は、第1図のへの拡大
図、第4図は第1図のB−Bの断面図、第5図は本発明
の実施例を示す模式l・・ケース、2 液体窒素槽、3
液体ヘリウム槽、4−肉盛り部、5,21〜断熱支持
材、7・−輻射シールド薄板、19−・輻射シールド板
、2〇−輻射シールド厚板、22.23 −断熱支持台
。
特許出願人 アイシン・エイ・ダブリュ株式会社代理人
弁理士 光来用 良 彦(外2名)第2図
手続補正書(自発)
平成 3年 3月22日
特許庁長官 殿
−二一一
1、事件の表示
平成2年特許願第330121号
2、発明の名称
横置き超電導モータ
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所(〒444−11) 愛知県安城市藤井町高根1
0番地名称 アイシン・エイ・ダブり二株式会社
代表者 丸木 三千男
4、代理人
住 所(〒101) 東京都千代田区神田美土代町7
番地105、補正の対象FIG. 1 is a diagram showing a horizontal cross-sectional view in the axial direction of a horizontal superconducting motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram similarly showing a vertical cross-sectional view in the axial direction, and FIG. FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 1, and FIG.
Liquid helium tank, 4 - Overlay part, 5, 21 - Heat insulation support material, 7 - Radiation shield thin plate, 19 - Radiation shield plate, 20 - Radiation shield thick plate, 22. 23 - Heat insulation support stand. Patent Applicant Aisin AW Co., Ltd. Agent Patent Attorney Yoshihiko Korai (2 others) Figure 2 Procedural Amendment (Voluntary) March 22, 1991 Mr. Commissioner of the Japan Patent Office
-2111, Display of the case 1990 Patent Application No. 330121 2, Name of the invention Horizontal superconducting motor 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant address (444-11) Anjo City, Aichi Prefecture Fujiimachi Takane 1
Address 0: Aisin AW Daburini Co., Ltd. Representative: Michio Maruki 4, Agent address: 7, Kanda Mitoyo-cho, Chiyoda-ku, Tokyo (101)
Address 105, subject to correction
Claims (1)
電導モータにおいて、超電導モータのケース側壁の一側
内部で、断熱支持台をケース側壁と隔壁とでサンドイッ
チ構造で固定し、他側で別の断熱支持台をスプライン結
合によりケース側壁と結合し、各々の断熱支持台に固定
した支持部材でクライオ部を支持したことを特徴とする
横置き超電導モータ。(1) In a horizontal superconducting motor that has a superconducting magnet on the stator side, a heat insulating support is fixed in a sandwich structure between the case side wall and the partition wall on one side of the case side wall of the superconducting motor, and another heat insulating support is attached on the other side. A horizontal superconducting motor characterized in that the stand is connected to the side wall of the case by spline connection, and the cryo section is supported by support members fixed to each heat-insulating support stand.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330121A JPH04207964A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Horizontal superconducting motor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2330121A JPH04207964A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Horizontal superconducting motor |
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| JPH04207964A true JPH04207964A (en) | 1992-07-29 |
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|---|---|---|---|
| JP2330121A Pending JPH04207964A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Horizontal superconducting motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04207964A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04299059A (en) * | 1991-03-25 | 1992-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerant supplying/discharging unit for superconducting electric rotating machine |
| CN110690793A (en) * | 2019-09-23 | 2020-01-14 | 中国科学院电工研究所 | Evaporative cooling motor |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2330121A patent/JPH04207964A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04299059A (en) * | 1991-03-25 | 1992-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerant supplying/discharging unit for superconducting electric rotating machine |
| CN110690793A (en) * | 2019-09-23 | 2020-01-14 | 中国科学院电工研究所 | Evaporative cooling motor |
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