JPH0474947B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0474947B2
JPH0474947B2 JP57084187A JP8418782A JPH0474947B2 JP H0474947 B2 JPH0474947 B2 JP H0474947B2 JP 57084187 A JP57084187 A JP 57084187A JP 8418782 A JP8418782 A JP 8418782A JP H0474947 B2 JPH0474947 B2 JP H0474947B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shield
superconducting
refrigerant
shield cylinder
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57084187A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58201558A (ja
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP57084187A priority Critical patent/JPS58201558A/ja
Publication of JPS58201558A publication Critical patent/JPS58201558A/ja
Publication of JPH0474947B2 publication Critical patent/JPH0474947B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K55/00Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures
    • H02K55/02Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type
    • H02K55/04Dynamo-electric machines having windings operating at cryogenic temperatures of the synchronous type with rotating field windings
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超電導回転子に係り、特に回転軸、ト
ルクチユーブ、超電導界磁巻線、冷媒溜、冷媒注
入管等を有している超電導回転子に関するもので
ある。
超電導回転子の従来例が第1図に示されてい
る。同図に示されているように超電導界磁巻線1
はトルクチユーブ2の上に固定され、トルクチユ
ーブ2の端部は回転軸すなわちシヤフト3および
シヤフト4に支持される。シヤフト3およびシヤ
フト4には軸受ジヤーナル部5および6が設けら
れて軸受支持部となる。超電導界磁巻線1と常温
の外筒7との間は真空断熱層であり、その中間に
はラジエーシヨンシールド8が配置される。そし
て超電導界磁巻線1は冷媒溜すなわち液体ヘリウ
ム溜9内の液体ヘリウムが巻線部10に通流して
冷却される。液体ヘリウム溜9内では外部からの
侵入熱により液体ヘリウムの蒸発があり、蒸発し
たガスヘリウムはトルクチユーブ2の端部とパワ
ーリード(図示せず)を冷却後、図中に矢印で示
されているようなガス流11となつてヘリウム給
排機12により機外へ排出される。液体ヘリウム
溜9への液体ヘリウムの供給は冷媒注入管すなわ
ち液体ヘリウム注入管13を通じて行なわれ、液
体ヘリウム注入管13はヘリウム給排機12によ
つて機外より液体ヘリウムが供給される。スリツ
プリング14はパワーリードに励磁電流を外部電
源(図示せず)から供給するものである。
このように構成された超電導回転子15では、
前述のように液体ヘリウム溜9の周囲にはラジエ
ーシヨンシールド8が配置されて常温部から極低
温部へのふく射侵入熱量(伝熱量)を低減してい
るが、液体ヘリウム注入管13に対してはこのよ
うなシールドがなく、液体ヘリウム注入管13へ
のふく射侵入熱量を第2図に示されるような大き
さの大型超電導回転子、例えば1000MVA発電機
の超電導回転子について計算すると次に述べるよ
うな値となつて、液体ヘリウム注入管13へのふ
く射侵入熱量は大きい。
同心円筒間のふく射侵入熱量Qは、 Q=σπD1L/1/ε1+D1/D2(1/ε2−1) T4 2{(T1/T24−1} ……(1) で表わされる。こゝでσはステフアンボルツマン
定数、Lは伝熱面の長さ、ε1、ε2は小径側および
大径側のふく射率、D1、D2は小径側および大径
側の直径、T1、T2は小径側および大径側の温度
である。このふく射率ε1,ε2を共に0.2とし、温
度T1、T2を小径側である液体ヘリウム注入管1
3の温度T1は全長にわたり4.2Kとし、大径側で
あるトルクチユーブ2の温度T2は低温側4.2Kか
らシヤフト4への接続部の300Kまで2次曲線的
に分布しているので4.2Kから300Kまで2次曲線
的に温度分布するとし、同じく大径側であるシヤ
フト4の温度T2は超電導回転子15の先端まで
の全長にわたり300Kとする。また直径D1,D2
図中に示されているように小径側である液体ヘリ
ウム注入管13の直径D1は15mm、大径側てある
トルクチユーブ2、シヤフト4の大きい部分およ
び小さい部分の直径D2は夫々600、200、20mmと
し、伝熱面の長さLをこれまた図中に示されてい
るようにトルクチユーブ2、シヤフト4の大きい
部分および小さい部分を夫々700、1500、1500mm
とする。そして上記(1)式からこれらD2が600mm
(L=700mm)、200mm(L=1500mm)、20mm(L=
1500mm)の部分についてふく射侵入熱量Qを夫々
求め、求めた結果を加え合わせた全体のふく射侵
入熱量ΣQは約10Wとなる。勿論冷媒注入管の周
囲にふく射熱シールドを設けることは考えられ
る。しかし、完全シールドはあり得ないので矢張
り冷却媒体の温度は上がつてしまう。
このように液体ヘリウム注入管13へのふく射
侵入熱量はあり、従つて液体ヘリウム注入管13
の熱損失が大きい欠点があつた。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、熱損失の小さい液体ヘ
リウム注入管を有する超電導回転子を提供するに
ある。
すなわち本発明は、冷媒注入管の囲りに、熱良
導体のシールド円筒と、このシールド円筒の外周
に少なくともその一部が接触するように設けら
れ、かつ冷媒溜の中で蒸発したガスヘリウムを分
流させる分流パイプとから形成されたふく射熱シ
ールドが設けられていることを特徴とするもので
ある。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明
する。第3図には本発明の一実地例が示されてい
る。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したの
で説明は省略する。本実施例では液体ヘリウム注
入管13の囲りにふく射熱シールド16aを設け
た。そしてふく射熱シールド16aを、熱良導体
のシールド円筒17と、このシールド円筒17の
外周に少なくともその一部が接触するように設
け、かつ液体ヘリウム溜9の中で蒸発したガスヘ
リウムを分流させる分流パイプ18とから形成し
た。このようにすることにより分流パイプ18を
通流する分流ガスヘリウムによつてシールド円筒
17は冷却されて温度が下がり、液体ヘリウム注
入管13へのふく射侵入熱量を低減すると共に、
冷媒自体の温度も下げることができ、液体ヘリウ
ム注入管13の熱損失を小さくすることができ
る。なおこの場合、冷媒は例え巻線を冷却した冷
媒であつても外気温に比べれば非常に低い温度で
あり、液体ヘリウム注入管13内のヘリウムを低
温にすることができるのである。
因みにふく射熱シールド16aの温度が低温側
で4.2K、高温側で300Kになつたとし、低温側か
ら高温側への温度分布は2次曲線的に変化すると
すると、(1)式から液体ヘリウム注入管13へのふ
く射侵入熱量ΣQは1.2Wとなり、従来に比べ液体
ヘリウム注入管13の熱損失を大幅に減少するこ
とができる。
このふく射侵入熱量は(1)式でT1=4.2Kとする
と、ほぼT2(すなわちふく射熱シールド16aの
温度)の4乗に比例して増えるので、ふく射熱シ
ールド16a全体の温度を下げるとふく射侵入熱
量を大幅に減少させることができる。例えばふく
射熱シールド16aの高温端側の温度を100Kと
して、軸方向には低温端側の4.2Kから2次曲線
的に温度分布するとすれば、ふく射熱シールド1
6a全体の温度が下つてふく射侵入熱量ΣQは
0.014Wと非常に小さくなる。
第4図には本発明の他の実施例が示されてい
る。本実施例ではふく射熱シールド16bを、熱
良導体のシールド円筒17と分流パイプ18とか
ら形成し、これらシールド円筒17および分流パ
イプ18の軸方向の高温端側を回転子構造体20
と絶縁物19を介して支持するようにした。すな
わち熱良導体のシールド円筒17および分流パイ
プ18の高温端側を夫々絶縁物19を介して回転
子構造体20と結合した。このようにすると絶縁
物19の熱抵抗が非常に大きいので、ふく射熱シ
ールド16bと回転子構造体20との間に大きい
温度差ができ、ふく射熱シールド16bの温度を
下げ、ふく射熱シールド16bに必要とされる低
温域の温度分布を得ることができ、前述の場合よ
り液体ヘリウム注入管13へのふく射侵入熱量を
減少させることができる。
第5図には本発明の更に他の実施例が示されて
いる。本実施例ではふく射熱シールド16cを、
その間に液体ヘリウム溜の中で蒸発したガスヘリ
ウムを分流させる同心で、かつ非熱良導体のシー
ルド円筒16cで形成した。このように非熱良導
体のシールド円筒16cに分流ガスヘリウムを通
流させるようにしたので、シールド円筒16cの
熱伝導が悪くなり、ふく射熱シールド16cを伝
導するふく射侵入熱量を小さくすることができ
る。
第6図には本発明の更に他の実施例が示されて
いる。本実施例ではふく射熱シールド16dを、
その高温端側を回転子構造体20と夫々絶縁物1
9を介して結合した熱良導のシールド円筒17と
分流パイプ18とから形成し、熱良導体のシール
ド円筒17の軸方向の複数個所に絶縁物19を介
在させた。このようにすると高温端側に絶縁物1
9を介在させた場合よりも更に大きくふく射熱シ
ールド16d全体の温度を下げることができる。
なお同図において21は磁性流体シールである。
第7図には本発明の更に他の実施例が示されて
いる。ふく射熱シールド16eを熱良導体のシー
ルド円筒17と分流パイプ18とから形成し、か
つ分流パイプ18の軸方向端部近傍に回転子構造
体20の内側のガスヘリウム流路11aと導通す
る開口部Aを設けた。このようにすると分流パイ
プ18内を流れてきた低温の分流ガスヘリウムは
開口部Aを通じてトルクチユーブ冷却後の図中矢
印表示のガス流11に混入する。混入した分流ガ
スヘリウムは、トルクチユーブを冷却し、ガス流
11となつてガス流路11aを流れてきたガスヘ
リウムが多量で殆んど常温となつているので常温
となる。従つて分流ガスヘリウムは常温のガスヘ
リウムとなつてヘリウム給排機12によつて回収
されるので、回転部と固定部との間のシール機構
である磁性流体シール21は低温の分流ガスヘリ
ウムに曝されることがなく、磁性流体シール21
への低温の分流ガスヘリウムによる悪影響を防止
することができる。
上述のように本発明は冷媒注入管の囲りに、熱
良導体のシールド円筒と、このシールド円筒の外
周に少なくともその一部が接触するように設けら
れ、かつ冷媒溜の中で蒸発したガスヘリウムを分
流させる分流パイプとから形成されたふく射熱シ
ールドを設けたので、冷媒注入管へのふく射熱が
シールドされると共に、注入管内の冷媒自体の温
度も下がるようになり、熱損失の小さい冷媒注入
管を有する超電導回転子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超電導回転子の縦断側面図、第
2図は従来の超電導回転子の冷媒注入管へのふく
射侵入熱量を計算するための冷媒注入管囲りの縦
断側面図、第3図から第7図は本発明の超電導回
転子の夫々異なる実施例を示す冷媒注入管囲りの
縦断側面図である。 1……超電導界磁巻線、2……トルクチユー
ブ、3……回転軸、9……冷媒溜、11a……ガ
スヘリウム流路、13……冷媒注入管、16a,
16b,16c,16d,16e……ふく射熱シ
ールド、17……熱良導体のシールド円筒、18
……分流パイプ、19……絶縁物、20……回転
子構造体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転軸と、この回転軸に接続されたトルクチ
    ユーブと、このトルクチユーブの外周上に配設さ
    れた超電導界磁巻線と、前記トルクチユーブ内に
    設けられ、かつ前記超電導界磁巻線を冷却する冷
    媒が蓄えられている冷媒溜と、この冷媒溜に前記
    冷媒を供給する冷媒注入管とを有する超電導回転
    子において、前記冷媒注入管の囲りに熱良導体の
    シールド円筒と、このシールド円筒の外周に少な
    くともその一部が接触するように設けられ、かつ
    前記冷媒溜の中で蒸発したガスヘリウムを分流さ
    せる分流パイプとから形成されたふく射熱シール
    ドが設けられていることを特徴とする超電導回転
    子。 2 前記ふく射熱シールドが、その間に前記冷媒
    溜の中で蒸発したガスヘリウムを分流させる同心
    で、かつ非熱良導体のシールド円筒で形成された
    ものである特許請求の範囲第1項記載の超電導回
    転子。 3 前記ふく射熱シールドが、前記熱良導体のシ
    ールド円筒と前記分流パイプとから形成され、か
    つこれらシールド円筒および分流パイプの高温端
    側が回転子構造体と夫々絶縁物を介して結合され
    たものである特許請求の範囲第1項記載の超電導
    回転子。 4 前記ふく射熱シールドが、その高温端側が回
    転子構造体と夫々絶縁物を介して結合された前記
    熱良導体のシールド円筒と前記分流パイプとから
    形成され、かつ前記熱良導体のシールド円筒が、
    その軸方向の複数個所に絶縁物が介在されたもの
    である特許請求の範囲第1項または第3項記載の
    超電導回転子。 5 前記ふく射熱シールドが、前記同心で、かつ
    非熱良導体のシールド円筒で形成されると共に、
    このシールド円筒の高温端側が回転子構造体と絶
    縁物を介して結合されたものである特許請求の範
    囲第1項または第2項記載の超電導回転子。 6 前記ふく射熱シールドが、前記熱良導体のシ
    ールド円筒および前記分流パイプあるいは前記同
    心で非熱良導体のシールド円筒から形成され、か
    つこれら分流パイプ、非熱良導体のシールド円筒
    の軸方向端部近傍に、回転子構造体の内側のガス
    ヘリウム流路と導通する開口部が設けられたもの
    である特許請求の範囲第1項あるいは第2項記載
    の超電導回転子。
JP57084187A 1982-05-18 1982-05-18 超電導回転子 Granted JPS58201558A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57084187A JPS58201558A (ja) 1982-05-18 1982-05-18 超電導回転子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57084187A JPS58201558A (ja) 1982-05-18 1982-05-18 超電導回転子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58201558A JPS58201558A (ja) 1983-11-24
JPH0474947B2 true JPH0474947B2 (ja) 1992-11-27

Family

ID=13823469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57084187A Granted JPS58201558A (ja) 1982-05-18 1982-05-18 超電導回転子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58201558A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002222709A (ja) * 2001-01-26 2002-08-09 Imura Zairyo Kaihatsu Kenkyusho:Kk 磁場発生コイル装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5426411A (en) * 1977-07-30 1979-02-28 Fuji Electric Co Ltd Ultralow temperature refrigeratnt in-out device for super-conductive rotary machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58201558A (ja) 1983-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6812601B2 (en) Superconductor rotor cooling system
JP3278446B2 (ja) クライオスタットの蒸気冷却電力リード
JP4064721B2 (ja) 超伝導コイルを備えたロータへの極低温気体移送継手を有する同期機械
CN107646134B (zh) 用于直流电传输的设备和冷却方法
US3517231A (en) Turbogenerator having rotating superconducting excitation winding
CN101116238B (zh) 具有温差环流冷却式超导转子绕组的机器系统
JPS6295962A (ja) 超電導巻線を備えた同期装置
US4289985A (en) Electrical machine with cryogenic cooling
US4176238A (en) Cooled multiphase ac cable
US3686422A (en) Cryogenic conduit assembly for conducting electricity
RU2544843C1 (ru) Способ охлаждения сверхпроводящего кабеля
US3539702A (en) Termination for coaxial superconducting cable
US20080164782A1 (en) Machine Device with Thermosiphon Cooling of Its Superconductive Rotor Winding
US4227102A (en) Electrical machine with cryogenic cooling
US4745313A (en) Stator having three-phase superconducting windings
US4740724A (en) Superconducting generator rotor
JPH0474947B2 (ja)
JPH08190819A (ja) 超伝導体送電線路
JP4035371B2 (ja) 高温超伝導ロータの電力リード部
US4238700A (en) Electrical machine having an improved cooling system for a rotary superconductive winding
JPH10223066A (ja) 超電導ケーブルの構造
JPH0432108A (ja) 超電導ケーブル
JPS6114742B2 (ja)
JP2529963B2 (ja) 超電導回転子
JPH02109211A (ja) 超電導ケーブル