JPS6147066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気機器、より詳細には、原子力およ
び火力発電所、また輸送および航空の用途にも応
用可能な電動機および発電機を含む、極低温冷却
（cryogenic cooling）される電気機器に関する。
他の応用は宇宙電力装置、および回転可能な要
素、例えば超伝導回転パルスエネルギー蓄積器の
電気巻線、が極低温冷却により決定される条件に
維持される装置に関する。

回転可能な電気巻線が極低温に冷却される非常
に多種の電気機器がある。これらの電気機器は以
下のように改良される。第１に、専門家は極低温
冷却に必要な電力の減少を達成することを追求
し、その結果機器の最大効率を得る。第２に、特
別の目的の設備として用意されたものでない極低
温装置と結合して使用されたときは通常低下する
機器全体の信頼性を上げるための努力がなされ
る。

しかしながら、第１の方法による改良は同じ電
力消費量における機器の動作の信頼性の増大を取
扱う改良に関するものであるということができ
る、というのは節約電力量は第２の場合において
超伝導巻線の温度を低下させるために使用できる
からである。

物理的には、回転子巻線の極低温冷却は、冷却
剤が巻線それ自体および巻線がその中に固定され
ている回転子の中央の円筒状部分を冷却し、回転
子の中央部分をベアリングの中に回転可能に設け
られたネツク部分と固定的に結合するのに役立つ
回転子の２個の漸縮部（reducer portion）を冷
却し、かつ電力導線および熱または電磁シールド
を冷却する間の手順である。

技術上知られた極低温冷却される電気機器（テ
イー・イー・ラスカリスによる記事参照、極低温
工学、1977年４月、17巻４号）においては、全体
としての極低温装置は回転子の外部に位置し、可
能なかぎり低温にされる冷却剤は冷却剤供給ダク
トを介して回転子の中に導入され、かつ最適温度
から相異する温度に回転子要素を冷却するために
使用され、該冷却剤は１個または２個の冷却剤放
出ダクトを介して放出される。

電力消費およびしたがつて機器の最大効率の提
供に関して定義されたより最適の冷却装置とは、
それにより回転子の上記要素の各々の最適の冷却
が達成される装置である。これは各要素の冷却ダ
クトを通過する冷却剤は該要素に対して最適の温
度で独立的に消費されなければならないことを意
味する。もし極低温装置と回転子とが互に分離し
て設置されておれば、冷却剤は複数のダクトを通
して回転子に供給されかつ回転子から回収されな
ければならない。例えば、上記の４個の回転子の
要素は独立に４個の供給ダクトおよび４個の放出
ダクトにより供給されなければならない。

そのような設計は複雑でありかつ組立が困難で
ある。より都合のよい極低温冷却を有する電気機
器が技術上知られており（英国特許第1320342
号、分類H2A参照）、該機器においてはほぼ最適
の冷却に供するため極低温装置の一部は回転子の
空胴内に配置され、また該機器においては回転子
に冷却剤を供給するために１つのダクトが使用さ
れ、かつ回転子から冷却剤を回収するためにもう
１つのダクトが使用されている。

上述の機器においては、回転子は冷却ダクトを
有する超伝導巻線を具備し、該冷却ダクトの入口
と出口はそれぞれ回転子空胴内に配置された熱交
換器の第１の出口と第１の入口とに接続され、該
熱交換器は第２の入口と第２の出口が設けられ、
それぞれ回転子に冷却剤を供給する管と回転子か
ら冷却剤を回収する管に結合されており、該回転
子はまた熱または電磁シールドを具備し、該シー
ルドは超伝導巻線から放射状に位置する関係すな
わち放射状の真空ギヤツプを有するように配置さ
れ、かつ少くとも１個の冷却ダクトを備え、該ダ
クトの入口と出口はそれぞれ冷却剤供給管および
冷却剤放出管と接続され、また該回転子は電気的
に超伝導巻線と接続された２本の電力導線を具備
し、該電力導線の各々は少くとも１個の冷却ダク
トを備え、該ダクトはその入口と出口とがそれぞ
れ冷却剤供給管と冷却剤放出管とに結合され、そ
して該回転子は超伝導巻線と隣接して２個の漸縮
部を具備し、該漸縮部は超伝導巻線の両側に回転
子の軸にそつて連続的に配置され、かつ各々は少
くとも１個の冷却ダクトを有し、該ダクトは超伝
導巻線にきわめて接近し、かつ冷却剤供給管に結
合された入口を有し、また冷却剤放出管に結合さ
れた出口を有する。

回転子を空胴内にガス膨張により該ガスの冷却
を行なうエキスパンダーが配置され、該エキスパ
ンダーにおいては冷却剤供給管から導入される冷
却剤が冷却され、次に冷却剤供給管と結合されて
いる熱交換器の入口に運ばれる。回転子の空胴内
のエキスパンダーの存在は機器の信頼性を減ずる
傾向がある、というのは該エキスパンダーは機器
の故障の可能な数の増大の原因になる可動要素を
有するからである。

本発明の目的はより高い信頼性を備える極低温
冷却される電気機器を提供することである。

極低温冷却される電気機器が開示され、該電気
機器は冷却ダクトを有する超伝導巻線を備える回
転子を具備し、該冷却ダクトはそれぞれ回転子の
空胴内に配置された熱交換器の第１の出口および
第１の入口と接続された入口および出口を有し、
該熱交換器の第２の入口および第２の出口はそれ
ぞれ回転子に冷却剤を供給する管および回転子か
ら冷却剤を回収する管と結合されており、また該
電気機器は超伝導巻線から放射状に位置する関係
にあり、かつ少くとも１個の冷却ダクトが設けら
れた熱または電磁シールドを具備し、該冷却ダク
トはその入口および出口がそれぞれ冷却剤供給管
および冷却剤放出管と結合され、また該電気機器
は超伝導巻線と電気的に結合され、かつ各々少く
とも１個の冷却ダクトを備える２本の電力導線を
具備し、該冷却ダクトはその入口および出口はそ
れぞれ冷却剤供給管および冷却剤放出管と結合さ
れ、そして該電気機器は超伝導巻線に隣接する２
個の漸縮部を具備し、該漸縮部は超伝導巻線の両
側に回転子の軸にそつて連続的に配置され、かつ
その各々は少くとも１個の冷却ダクトを有し、該
冷却ダクトは超伝導巻線にきわめて接近して位置
し、かつ冷却剤供給管と結合された入口を有し、
そして冷却剤放出管と結合された出口を有してい
るが、該電気機器はさらに本発明に従い回転子の
空胴内に配置されたランクボルテツクス管
（Ranque vortex tube）を具備し、該ランクボル
テツクス管は冷却剤供給管と結合された接線入口
を有し、また漸縮部および電力導線の冷却ダクト
の入口と結合された中央出口を有し、そして熱ま
たは電磁シールドの冷却ダクトの入口と結合され
た周辺出口を有し、該冷却ダクトは漸縮部の少く
とも１個の冷却ダクトの付加的な入口と結合され
た出口を有する。なお、ランクボルテツクス管は
中空の静止した円筒を有し、その中で予め圧縮さ
れた気体が膨張され、かつ熱い流れと冷たい流れ
の２つの流れに分離されるものである。

都合良くは、冷却剤放出管は２個のダクトを具
備する、即ち冷却剤放出管の側にある熱交換器の
出口が該ダクトの第１のダクトと結合され、かつ
漸縮部の冷却ダクトの出口が第２のダクトと結合
される。

好ましくは、冷却剤放出管と結合された熱交換
器の出口は少くとも１個の漸縮部の冷却ダクトの
付加的な入口と結合される。

ランクボルテツクス管は熱交換器の中に設けら
れた空室（chamber）の中に配置されると都合が
良い。

ランクボルテツクス管の接線入口は熱交換器の
付加的な出口と結合されると好都合である。

本発明を実例により添付の図面を参照して説明
する。

本発明による極低温冷却される電気機器は固定
子本体１（第１図）を具備し、該固定子本体中に
は固定子巻線２が堅く固定され、かつ、ベアリン
グ６の中に回転可能に保持された終端４および５
を有する中空の回転子３が組込まれている。該回
転子３の中央の円筒状の部分には冷却ダクト８
（便宜上１個のダクトのみが示されている）を有
する超伝導巻線７が設けられている。２つの漸縮
部９および１０は超伝導巻線７に隣接しており、
かつ回転子３の軸にそつて超伝導巻線７の両側に
連続的に配置されている。漸縮部９および１０の
各々には少くとも１個の冷却ダクト、即ち環状の
ダクト１１および１２がそれぞれ本発明の記述さ
れた具体化例に従つて設けられている。該環状ダ
クト１１および１２の入口は回転子３の超伝導巻
線７にきわめて近接して配置されている。

回転子３はまた、超伝導巻線７から放射状に位
置する関係に配置された熱または電磁シールド１
３を具備する。該シールド１３は漸縮部９および
１０に堅く固定され、超伝導巻線７を共に固定子
巻線２により作られる熱放射および磁界の交流成
分から保護するよう設計されている。本発明の与
えられた具体化例に従い少くとも１個の冷却ダク
ト、即ち環状冷却ダクト１４が該シールド１３の
中に形成される。

回転子３の空胴１５の中にはランクボルテツク
ス管１６が収容され、該ボルテツクス管１６の接
線入口は冷却剤を回転子３に供給するため、配管
１７を介して、冷却剤供給アセンブリー１８の回
転子３に固定された回転要素と通じており、該冷
却剤供給アセンブリー１８は回転子３に冷却剤を
供給するため導管１９と接続された固定要素を有
する。ランクボルテツクス管１６の中央出口は配
管２０を介して漸縮部９，１０の環状冷却ダクト
１１，１２の入口にそれぞれ接続されている。ラ
ンクボルテツクス管１６の周辺出口は配管２１を
介してシールド１３の環状冷却ダクト１４の入口
と通じている。該環状冷却ダクト１４の出口は少
くとも１つの漸縮部９の冷却ダクトの第２の入
口、即ち漸縮部９の環状冷却ダクト１１の第２の
入口と通じている。

ランクボルテツクス管は例えばA.P.Merkulov
“The Vortex Effect and Its Application in
Engineering”，Masluirostroenie，Moscow，
1969，pp.7〜11にも述べられているように構造
的には、中空の静止した円筒であり、その中で予
め圧縮された気体が膨張されかつ熱い流れと冷た
い流れの２つの流れに分離されるものである。分
離効果を達成するため、最初のガス流は該円筒の
中に接線方向に内側の横方向面に導入される。技
術的には、この形式のガス流は「接線入口」と称
され、したがつてこのガス流の対応速度は「接線
速度」（Ｗ_t）と称される。この形のすべての装置
における冷たいガス流は、中央出口と称される、
接線入口に最も近い端部における中空円筒の中心
から引き出される。熱いガス流は常に、技術的に
は「周辺出口」と称される、中央出口と反対側の
端部から引き出される。

環状冷却ダクト１１，１２は放射状ダクトを介
してガストラツプ（gas traaps）２２，２３とそ
れぞれ通じており、該ガストラツプは回転子３か
ら冷却剤を回収するため制御バルブ２４を介して
導管２５と接続されている。ガストラツプ２２，
２３は固定された装置でありその壁面と回転子３
との間のすき間はガスケツト（図示せず）の助け
により密封されている。

回転子３の空胴１５はまた、本発明の与えられ
た具体化例に従つて、熱交換器即ち回復型熱交換
器（recuperative heat exchanger）２６を収容
している。回復型熱交換器２６は、例えば、一方
の熱媒体が流れる管の中に他方の熱媒体が流れる
管を通したものであり、両者の熱媒体間で対流お
よび管の熱伝導によつて熱交換を行なうものであ
る。該回復型熱交換器２６は配管２７を介して冷
却剤供給アセンブリ１８の回転要素に接続された
第１の入口２６ａ（熱放射側）を有し、該冷却剤
供給アセンブリは冷却剤供給管１９に接続された
固定要素を有している。該回復型熱交換器２６
は、絞り弁２８および配管２９を介して超伝導巻
線７の冷却ダクト８の入口に接続された第１の出
口２８ａ（熱放射側）を有する。超伝導巻線７か
ら蒸発した冷却剤を回収するよう意図された配管
３０がある。配管３０は冷却ダクト８の出口を回
復型熱交換器２６の第２の入口３０ａ（熱吸収
側）と接続し、該回復型熱交換器は配管３１を介
してガストラツプ２２と接続され、かつ該ガスト
ラツプ２２を介して冷却剤放出管２５と接続され
た第２の出口２６ｂ（熱吸収側）を有する。な
お、回復型熱交換器２６においては、配管２９に
沿つたガス流は加熱されず、配管３０に沿つて回
復型熱交換器２６に供給されるより冷たい逆方向
のガス流によつて冷却される。超伝導巻嘗７のダ
クト８に直線接続された回復型熱交換器２６の配
管２９の終端にスロツトルバルブ２８が設けられ
ている。なお冷却剤としてはヘリウム等が用いら
れ、その冷却剤は電気機器の動作状態（正常、過
熱、過冷）によつて気体および液体の状態とな
る。

本発明の他の具体化例においては、冷却剤は回
転子３から回収され、極低温装置（図示せず）に
導かれる。この具体化例においては冷却剤放出管
２５（第２，３図）は２つのダクト即ち配管３２
および３３を有する。配管３１（第２図）は回復
型熱交換器２６の出口を回転子３から冷却剤を回
収するためアセンブリ３４を介して、かつ制御バ
ルブ３５を介して配管３２と接続する。漸縮部９
の環状ダクト１１（第１図）および漸縮部１０の
環状ダクト１２は配管３３（第２図）と接続され
ている。

相異なる温度の冷却剤の２つの流れを混合する
際に発生する熱力学的損失を減少させるために、
即ち１つは（高温である）回復型熱交換器２６
（第１図）から流れてくるものであり、もう１つ
は漸縮部９の環状ダクト１１を通過するものであ
るが、これらの流れを両方の流れが同じ温度を有
する環状ダクト１１上の点で混合することは良い
方法である。このため、回復型熱交換器２６（第
４図）の出口は配管３６を介して少くとも１個の
漸縮部の冷却ダクトの第２の入口と接続されてい
る、即ち本発明の記述された具体化例に従い漸縮
部９の環状ダクト１１の第２の入口と接続されて
いる。

回転子３の軸方向の大きさを減少させるため
に、回復型熱交換器２６をランクボルテツクス管
１６と空間的に結合することが可能である。この
場合、回復型熱交換器２６（第５図）は空室３７
を有し、該空室３７は回転子３の空胴１５と通じ
ており、ランクボルテツクス管１６は該空室３７
の内部に配置されている。

冷却剤供給アセンブリ１８（第６図）の大なる
動作の信頼性を提供するため、冷却剤供給管１９
における冷却剤の温度は流入側と流出側との間の
回復型熱交換器により上昇させることができる。
これはランクボルテツクス管１６の接線入口が、
配管１７を介して、熱放射側の第２の出口である
回復型熱交換器３８の第３の出口と接続されてい
る配置により達成される。

回転子３の超伝導巻線７（第１図）は電気的
に、各々少くとも１つの冷却ダクトを有する２つ
の電力導線３９に接続されている。記述された具
体化例においては、電力導線３９は共通冷却ダク
トの中に配置され、該共通冷却ダクトはその入口
がランクボルテツクス管１６の中央出口１６ｂに
接続され、その出口がガストラツプ２３および制
御バルブ２４を介して冷却剤放出管２５と接続さ
れている配管４０である。各々の電力導線３９は
それぞれのスリツプリング４１と接続されてい
る。

記述された具体化例においては、回転子３の空
胴１５および固定子の空胴４２は真空状態に維持
され、かつ空胴４２はその目的のため耐真空のガ
スケツト４３を有する。

冷却剤が通過する方向は第１，２，４，５，６
図においてそれぞれの矢印で示されている。

超伝導巻線７（第１図）の要求温度は以下の方
法で維持される。超伝導巻線７は液体冷却剤、例
えばヘリウム、により冷却され、一方気体状の冷
却剤は回転子３の以下の要素、即ち漸縮部９，１
０、電力導線３９および熱または電磁シールド１
３、を冷却するために使用される。

低温設備における最大圧力に対応する圧力の冷
却剤は冷却剤供給管１９から、冷却剤供給アセン
ブリ１８を介し冷却剤の液化に供する温度で、回
復型熱交換器２６および絞り弁２８においてさら
に冷却されながら、回転子３に導かれる。回転子
３に導入されたとき冷却剤は第１，２，４，５図
に矢印で示されるように２つの流れに分割され
る。冷却剤の一方の流れは配管１７を介してラン
クボルテツクス管１６の接線入口１６ｃに送ら
れ、他方は配管２７を介して回復型熱交換器２６
に流れ込む。ランクボルテツクス管１６の接線入
口１６ｃは該管１６の円筒部の内部に該円筒部の
接線方向にガス流を導入するためのものである。
中央出口１６ｂは該円筒部の中心軸の接線入口側
の端部に設けられ、周辺出口は中心出口の反対側
に設けられている。ランクボルテツクス管１６に
おいては、流入する流れはさらに２つの流れに分
割される。このうち一方の流れはランクボルテツ
クス管１６の接線入口における流れの温度よりも
低い温度に冷却され、中央出口１６ｂおよび該中
央出口に接続された配管２０を介し、漸縮部９，
１０の環状冷却ダクト１１，１２および電力導線
３９を収容する配管４０に導入される。

ランクボルテツクス管１６において得られる第
２の流れは、該ボルテツクス管１６において得ら
れる第１の流れの温度よりも大なる温度で、ラン
クボルテツクス管１６の周辺出口１６ａおよび該
周辺出口に接続された配管２１を介し、熱または
電磁シールド１３の環状冷却１４へと流れる。該
シールド１３において熱せられた後、冷却剤は漸
縮部９の環状冷却ダクト１１の第２の入口に送ら
れる。このように結合された冷却剤の流れは回転
子３からガストラツプ２２（第１，２，４，６
図）に導かれ、一方漸縮部１０の環状冷却ダクト
１２（第１図）からおよび配管４０からの流れは
ガストラツプ２３に送られる。ガストラツプ２
２，２３を通過した後、冷却剤は制御バルブ２４
を介して冷却剤放出管２５に入る。

ランクボルテツクス管１６が極低温冷却される
電気機器に結合されている方法は好都合である、
というのは該電気機器は熱または電磁シールド１
３を有しており、該シールドのためにその冷却剤
の流れが漸縮部９，１０の冷却に使用される冷却
剤の流れの温度よりもより大なる温度を有する場
合に適切な熱力学的冷却が達成されるからであ
る。ランクボルテツクス管１６はまさにこれら２
つの流れに対する冷却剤の要求される分割を行な
うのである。

冷却剤供給アセンブリ１８から回復型熱交換器
に導入される冷却剤の流れは超伝導巻線７の冷却
ダクト８から送られる熱吸収流により冷却され
る。熱放射冷却剤の流れが絞り弁２８を通過した
後に得られる気体と液体の混合物は回転子３の回
転から発生する遠心力の影響により気体と液体に
分離される。超伝導巻線７における気体と液体と
の混合物を分離する装置およびそれぞれのダクト
が図面に示されてない事を注目すべきである。気
体は配管３０の中を通り、一方液体は超伝導巻線
７の冷却ダクト８の中に送られ、そして気体に変
換されやはり配管３０に導入される。配管３０を
通過した後、該気体は回復型熱交換器２６に入
り、該熱交換器を通過し、それにより往きの冷却
剤が冷却され、かつ気体それ自身は熱せられる。
該気体は次に配管３１を介してガストラツプ２２
を通り、そして最後に冷却剤放出管２５に入る。

回復型熱交換器２６から冷却剤の流れが配管３
１および冷却剤放出アセンブリ３４（第２図）を
介して冷却剤放出管２５の配管３２に導入された
ときに熱力学的により経済的である。この場合、
漸縮部９，１０の環状冷却ダクト１１，１２から
ガストラツプ２２，２３（第１図）へ入る冷却剤
の流れは冷却剤放出管２５の配管３３（第２図）
に入る。その後、配管３２，３３からの上記冷却
剤の流れは極低温設備のそれぞれの外部段に入
る。

冷却剤は好ましくは、超伝導電気機器のスター
ト条件を考慮に入れた場合にのみこの方法で放出
されるべきである。その理由は超伝導巻線を収容
するチエンバ内の液体ヘリウムの激しい蒸発よる
回復型熱交換器からの冷気流の過剰分によりガス
出口ユニツト２２を含むすべての装置の正常な動
作が乱されるかも知れないからである。一方、冷
却剤を上述の方法、すなわち付加的な出口ユニツ
ト３４および真空封止された配管３２を介して、
回収することは超伝導電気機器を始動する極低温
設備に冷気を戻し該設備において冷気をより効率
的に利用することを可能にする。

回復型熱交換器２６の出口を流れる熱吸収冷却
剤の温度は、回復型熱交換動作中における熱放射
流の影響により熱せられ、漸縮部９，１０の環状
冷却ダクト１１，１２（第１図）から冷却剤放出
管２５に送られる冷却剤流の温度と相当に異なる
かも知れない。相異なる温度に維持された流体を
混合すると極低温冷却装置において熱力学的損失
を生じ、従つて電気機器の能率を低下させる結果
となる。このことはもし機器の能率が、機器に関
する電力損失は超伝導巻線の極低温冷却により消
費される電力量を含むという仮定のもとで計算さ
れれば、あてはまる。

上記仮定に従えば、２つの流れを別々に放出す
ることにより極低温設備の冷却容量がより大きく
なり、より多量の液体冷却剤を発生しかつより低
温の冷却剤を発生する結果となり、それにより極
低温冷却される電気機器の動作の信頼性をより向
上させることが可能となる。

冷却剤の熱吸収流は、回復型熱交換器２６で加
熱された後に漸縮部９（第４図）の環状冷却ダク
ト１１の中を通過させることができるが、この場
合は該熱吸収流は直接にガストラツプ２２，２３
（第１図）に入らない。これは、ガストラツプ２
２，２３に直接放出するのと比較して、環状冷却
ダクト１１に関しより多量の流れを提供し、かつ
漸縮部９，１０により良好な冷却を提供する。さ
らに、このような具体化例は機器のより少数のガ
ストラツプを要するにすぎず、その結果全体とし
て機器の信頼性がより高くなる。

ランクボルテツクス管（第５図）を回復型熱交
換器２６と空間的に結合した配置を、電気機器の
極低温冷却装置における冷却剤の流れの分布を変
更することなく達成することができる。これは回
転子３（第１図）の支持体の間の距離を減少させ
ることにつながり、また機器のより高い信頼性を
保証する。

回転子３に入る冷却剤の維持されるべき温度
は、回復型熱交換に関しては２段熱交換器として
取扱うことができる回復型熱交換器３８（第６
図）の助けにより増加されることができる。冷却
剤供給管１９における冷却剤の温度の増加は回復
型熱交換器３８の（冷却剤の熱吸収流の方向にそ
つて見た）第２段階によつて提供される。この段
階はランクボルテツクス管１６の接線入口と接続
された熱交換器３８の第３の出口によつて得られ
る。

冷却剤供給アセンブリ１８を通る冷却剤の流れ
の温度上昇は該アセンブリ１８のより高度の信頼
性を与え、代つて全体としての機器のより高度の
信頼性を保証する。

回転子３（第１図）の要素間のおよび回転子３
と固定子との間の良好な熱絶縁性を提供するた
め、回転子３の空胴１５および固定子の空胴４２
は真空状態に維持される。真空は耐真空ガスケツ
ト４３および連続的に運転される真空ポンプ（図
示せず）の助けにより維持される。冷却剤放出管
２５における配管３２（第２，３図）および配管
３３もまた互に熱的に絶縁されなければならな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る極低温冷却される電気機
器の部分的縦断面図、第２図は本発明に係る極低
温冷却される電気機器の部分的縦断面図であり、
回転子から冷却剤を回収するための２つのダクト
を有する管、およびその管と回転子の冷却された
要素との結合を示す図、第３図は本発明に係る第
２図の電気機器の線−における断面図、第４
図は熱交換器が漸縮部の冷却ダクトの付加的な入
口と結合されている、本発明に係る極低温冷却を
有する電気機器の部分的縦断面図、第５図は本発
明に係る極低温冷却を有する電気機器の部分的縦
断面図であり、熱交換器とランクボルテツクス管
との空間的に結合された配置を示す図、そして第
６図は本発明に従い熱交換器の付加的な出口がラ
ンクボルテツクス管の入口と結合されている、極
低温冷却される電気機器の部分的縦断面図であ
る。 ３……回転子、７……回転子３の超伝導巻線、
８……冷却ダクト、９，１０……回転子３の漸縮
部、１３……熱または電磁シールド、１５……回
転子３の空胴、１６……ランクボルテツクス管、
１９……回転子３への冷却剤供給管、２５……回
転子３からの冷却剤回収管、３７……空室、３９
……電力導線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 極低温冷却される電気機器であつて、冷却ダ
   クト８を有する超伝導巻線７を組み入れた回転子
   ３を具備し、該冷却ダクト８はその入口および出
   口がそれぞれ該回転子３の空胴１５内に配置され
   た熱交換器の第１の出口２８ａおよび第２の入口
   ３０ａと通じており、該熱交換器の第１の入口２
   ６ａおよび第２の出口２６ｂはそれぞれ回転子３
   に冷却剤を供給する管１９および回転子から冷却
   剤を回収する管２５と結合されており、また該電
   気機器は熱または電磁シールド１３を具備し、該
   シールド１３は超伝導巻線から放射状の真空ギヤ
   ツプを形成するように配置され、かつ少くとも１
   個の冷却ダクトを備え、該冷却ダクトは回転子３
   の空胴１５内に配置されたランクボルテツクス管
   １６の周辺出口１６ａと結合する入口を有し、該
   電気機器はまた電気的に超伝導巻線７に結合さ
   れ、かつ各々は少くとも１個の冷却ダクトを有す
   る２本の電力導線３９を具備し、該冷却ダクトは
   ランクボルテツクス管１６の中央出口１６ｂと結
   合された入口を有し、かつ冷却剤放出管２５と結
   合された出口を有し、および該電気機器は超伝導
   巻線７と隣接した２個の漸縮部９，１０を具備
   し、該漸縮部は超伝導巻線７の両側に回転子３の
   軸にそつて連続的に配置され、かつ各々少くとも
   １個の冷却ダクトを有し、該冷却ダクトは超伝導
   巻線７に極めて接近して位置し、かつランクボル
   テツクス管１６の中央出口１６ｂと結合された第
   １の入口を有し、かつ冷却剤放出管２５と結合さ
   れた出口を有し、ランクボルテツクス管１６の接
   線入口１６ｃは冷却剤供給管１９と結合され、熱
   または電磁シールド１３の冷却ダクトの出口は少
   くとも１個の漸縮部９の冷却ダクトの第２の入口
   と結合されていることを特徴とする極低温冷却さ
   れる電気機器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の電気機器であつ
   て、冷却剤放出管２５は２個のダクトを具備し、
   冷却剤放出管２５の側にある該熱交換器の出口は
   該ダクトのうちの第１のダクトに結合され、かつ
   漸縮部９，１０の冷却ダクトの出口は該第２のダ
   クトに結合されていることを特徴とする電気機
   器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の電気機器であつ
   て、冷却剤放出管２５と通じている熱交換器の出
   口は少くとも１個の漸縮部９の冷却ダクトの第２
   の入口と結合されていることを特徴とする電気機
   器。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
   に記載の電気機器であつて、該ランクボルテツク
   ス管１６は熱交換器の中に設けられた空室３７の
   中に配置されていることを特徴とする電気機器。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか
   に記載の電気機器であつて、該ランクボルテツク
   ス管１６の接線入口は熱交換器の第３の出口に結
   合されていることを特徴とする電気機器。