JPH06327230A - 超電導回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒給排装置における排出ガス冷媒による回
転軸の直接冷却を防止して冷媒給排装置の軸受や軸封機
構を保護する優れた超電導回転子を提供する。 【構成】 冷媒給排装置の回転軸中心孔内周面に排出搬
送されて来た低温ガス冷媒が直接回転軸に触れない様に
するため、耐低温熱絶縁材で形成された円筒状スリーブ
を冷シバメして置き、回転軸構成の一部とすることによ
り回転軸への断熱をなすように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超電導発電機の回転子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】超電導発電機では回転子に超電導線で形
成した界磁巻線を備えており、これを囲む極低温液冷媒
貯槽の内に於て、液冷媒へ浸漬して超電導化する。この
状態を持続させるためには、該冷媒貯槽内で一部気化し
て回転子外部へ排出されるガス冷媒の補充として運転
中、所定量の液冷媒を常時供給する。

【０００３】図４に示す様に従来かかる超電導回転子に
於て、ガス冷媒の排出搬送路は、極低温冷媒貯槽（２）
の両端部を軸方向へ円筒状に延長して、回転子の軸
（７）、（８）と取り合う界磁巻線支持部（２ａ、２
ｂ）をその一部とする様に構成され、排出を兼ねた冷却
によって軸方向の熱伝導侵入を抑制している。

【０００４】また界磁巻線（１）と図示しないコレクタ
ーリング間を接続する電流リード（12）は、前記冷媒貯
槽（２）から外へ持ち出されるため、これまたガス冷媒
の排出路（12ａ）を内在させて冷却する様にしている。

【０００５】この様にガス冷媒の排出は、熱侵入抑制、
保護を成す搬送路を経由して行われ、それ以降は構成簡
易な管（10）で以って回転子の軸中心か又は軸対称に配
設されて冷媒給排装置（11）へ搬送される。図１に示す
冷媒給排装置（11）にあっては、前記した各々の搬送路
に対応した排出口（13ａ〜13ｃ）を備えているが、殊に
電流リード（12）からのガス冷媒（６）は該冷媒装置
（11）に於ける回転軸中心孔内周面（13ａ）を搬送路の
一部としていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な構成
の超電導回転子では冷媒給排装置の回転軸（13）が排出
されるガス冷媒（６）にさらされ冷却される。

【０００７】このため、回転軸（13）の外周に配する軸
受（15）や軸封機構（16）は、回転軸（13）からの伝導
又は輻射に係って低温化し軸受潤滑剤や軸封剤の性能を
低下させたり、結露現象を誘引する等の欠点があった。

【０００８】本発明の目的は、冷媒給排装置に於ける回
転軸中心孔内周面へ断熱中空円筒を挿入して置き、排出
ガス冷媒による回転軸の直接冷却を防止して冷媒給排装
置の軸受や、軸封機構を保護する優れた超電導回転子を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を連
成するため冷媒給排装置の回転軸中心孔内周面に排出搬
送されて来た低温なガス冷媒が直接回転軸に触れない様
なするため、耐低温・熱絶縁材で形成する円筒状スリー
ブを冷シバメして置き、回転軸構成の一部とすることに
より、回転軸への断熱を成す様にする。

【００１０】

【作用】回転軸中心孔内周面へ冷シバメして置いた耐低
温・熱絶縁円筒状スリーブは、絶えず回転軸と一体に回
転し排出搬送されて来たガス冷媒に対し回転軸を断熱保
護する。

【００１１】

【実施例】（実施例の構成）以下本発明の一本実施例を
図１ないし図３に示し、図４を引用して説明する。

【００１２】超電導界磁巻線（１）を円筒状に囲む極低
温液冷媒貯槽（２）内に液冷媒（３）を貯めて該界磁巻
線（１）を浸漬し、超電導化する超電導回転子では周方
向に真空断熱槽（４）および輻射シールド筒（５）で囲
み、外からの熱侵入を抑制しているが、該冷媒貯槽
（２）内の液冷媒（３）は一部気化する。

【００１３】気化したガス冷媒（６）は回転子外へ排出
を要し、この排出搬送路は該冷媒貯槽（２）の両端部を
円筒状に延遅し、回転子の軸（７、８）と取り合いを行
う界磁巻線支持部（２ａ、２ｂ）の肉厚内にら旋孔
（９）を設けて構成する。そして管（10）で以って冷媒
給排装置（11）へ搬送される。また電流リード（12）
は、図示しないコレクターリングへの接続として該冷媒
貯槽（２）からその外へ持ち出されることから電流リー
ド（12）の軸方向に内在させたガス冷媒搬送路（12ａ）
より冷却を兼ねてガス冷媒（６）の排出を行う。

【００１４】この電流リード（12）は２個で一対構成と
なるため図４に示した回転子の軸（７）内を軸対称で対
に貫通し、ガス冷媒（６）を冷媒給排装置（11）へ搬送
する。

【００１５】ここでガス冷媒（６）は、回転子の軸
（７）とそれに直結する冷媒給排装置（11）の回転軸
（13）双方の内周面（７ａ、13ａ）が搬送路の一部とな
り冷却される。図２は本発明に関する円筒状スリーブ
（14）である。耐低温・熱絶縁材で成形し、外周部には
軸方向に複数個の浅い溝（14ａ）を設けて回転軸（13）
との接触面を低下させている。

【００１６】円筒状スリーブ（14）の外径は、回転軸
（13）の内径に対しガス冷媒（６）に係る冷却で緩みを
生じない嵌合で冷シバメするが、片端部には円筒状スリ
ーブ（14）の冷シバメ挿入位置を決めるリブ（14ｂ）を
設けて図３の様に冷媒給排装置（11）の回転軸（13）に
留め置かれる。

【００１７】（実施例の作用）円筒状スリーブ（14）は
冷媒給排装置（11）の回転軸（13）内へ安定に冷シバメ
され、回転軸（13）と一体に構成される。

【００１８】排出搬送されて来たガス冷媒（６）は、熱
絶縁材による円筒状スリーブ（14）にガイドされてガス
冷媒排出孔（13ａ、13ｂ、13ｃ）より排出される。

【００１９】（実施例の効果）回転軸（13）内へ安定に
置かれた円筒状スリーブ（14）は、熱絶縁材に係って回
転軸（13）の低温化を抑制することから、回転軸外周に
配される軸受（15）やその潤滑剤、および軸封機構（1
6）の軸封剤の低温化を防止しそれらの性能、機能を阻
害しない。

【００２０】また回転軸（13）の冷却に係って生ずるで
あろう構成材料異方性による回転軸（13）の曲り現象を
防止し回転性能を維持する。

【００２１】また冷シバメ構成であることからその代替
交換をも容易に可能とする等、簡易な方法で優れた効果
が得られる。

【００２２】（他の実施例）外周部の溝加工を図５は舟
底加工（17）したもので、図６と図７は端部まで溝を延
長したものである。

【００２３】図８は周方向溝（18）を設け、図９はら旋
溝（19）を１条か複数の条数で設けたものである。

【００２４】図10は円形穴（20）を複数個設けたもので
ある。

【００２５】さらに本発明の図２を含めて図５ないし図
９は溝幅の変更組み合せ、図10に於ては、円形穴（20）
の大きさおよびその配置を様々に変えることの実施例お
よび外周面に溝等を設けない実施例については図示して
いない。

【００２６】

【発明の効果】超電導回転子では極低温液冷媒の供給
と、回転子内で一部気化して成るガス冷媒の排出は必要
不可欠であり、これに関する冷媒給排装置は液冷媒に触
れることはないが、ガス冷媒による低温化があり、本発
明はこの低温化に対し軸受や軸封機構を熱絶縁材による
円筒状スリーブの配設によって抑制し保護するもので、
冷媒給排装置の機能維持は勿論、超電導回転子の回転性
能維維する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部を示す冷媒給排装置と回転子の軸
との取り合い。

【図２】本発明の円筒状スリーブ外観図。

【図３】本発明の冷媒給排装置と温筒状スリーブの取り
合い図。

【図４】超電導回転子の断面図。

【図５】他の実施例のうち円筒状スリーブ外周部へ舟底
溝を施した外観図。

【図６】他の実施例のうち舟底溝を端部まで施した外観
図。

【図７】図６と同様溝を端部まで施した外観図。

【図８】図５において周方向溝を設けたもの。

【図９】１条または複数のら旋溝を設けた外観図。

【図１０】溝を円形穴として設けた外観図。

【符号の説明】

１…界磁巻線 ２…極低温液冷媒貯槽 ３…液冷媒 ４…真空断熱槽 ５…輻射シールド筒 ６…ガス冷媒 ７、８…回転子軸 ９…ら旋孔 10…管 11…冷媒給排装置 12…電流リード 13…回転軸 14…円筒スリーブ 15…軸受 16…軸封機構 17…舟底溝 18…周方向溝 19…ら旋溝 20…円形穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極低温冷媒を回転子内部へ給排する冷媒
   給排装置を有した超電導回転子に於て、該給排装置を構
   成する回転軸、軸封機構、軸受等が、低温ガス冷媒の排
   出に関し低温化することを抑制・保護する為、中でもよ
   り低温雰囲気に置かれる回転軸の軸心部に設けられた中
   心孔内へ耐低温・熱絶縁材でしかも外周部に複数個のあ
   る幅を有した溝を設けた円筒状スリーブを挿入して置い
   たことを特徴とする超電導回転子。