JPS63294253A - 超電導回転電機回転子の窒素給排装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体窒素温度で励磁される超電導界磁巻線を有
する回転電機回転子の、その窒素給排装置に係り、特に
その冷媒である窒素を回転子外から供給し、回転子内部
で蒸発ガス化した窒素ガスを回転子外へ導出する窒素給
排装置に関する。

〔従来の技術〕

ヘリウムを冷媒に使った超電導界磁巻線が回転子上に有
る場合は特開昭６０−２１．０１．６０に示されるよう
なヘリウム給排装置を用いていた。すなわち液体ヘリウ
ムを用いる場合には、主に資源が少ないという問題等か
ら厳重なる気密を必要とし、その気密を保持するシール
は回転体と非回転体の間に在るためクリアランスを小さ
く調節した磁性流体シールを用いていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、以上の要請を満たすためには、比較的精密なシ
ール構造とそれを可能にするためのボールベアリングを
使用したクリアランス保持機構を持つヘリウム給排装置
が必要となること、またその様な精密な構造であっても
冷たい回収ガスが通ノる運転状態ではケーシングの熱変
形に伴い振動や回転部と固定部の接触摩擦などの問題が
あった。

〔問題点を解決するための手段〕

液体窒素を冷却媒体として使う回転子では液体窒素が空
気中にふんだんにあるので回収して再利用する必要はな
く、回収時にリークや異カスの混入を厳密に避ける必要
はないことからシール機構の簡素化が図れる。また、窒
素の蒸発潜熱が１９９．１　ｋ　Ｊ／ｋｇとヘリウムの
２０．９ｋＪ／ｋｇに比へ大きいことから窒素注入部の
固定側の注入管と回転側の導入管の間のクリアランスも
極端に小さくする必要はなくなる。したがって本発明は
窒素給排装置のケーシングと回転子間にあるボールベア
リングは不要となし、かつ窒素給排装置のケーシングを
回転子の据付基礎の方に固定するようにしたものである
。

〔作用〕

ボールベアリングがなくなりケーシングが据付基礎の方
に固定されるので振動が小さくなり、またクリアランス
を大きくとれるので回転部と固定部が振動や変形で接触
しあうこともなくなる。

〔実施例〕

第１−図に本発明の実施例を示す。第１図は液体窒素で
冷却される超電導界磁巻線］を有する超電導回転電機の
回転子である。界磁巻線１はトルクチューブ２に装着さ
れる。界磁巻線１の周囲にはベッセル３が有り液体窒素
４の容器となっている。

ダンパー５を軸受６，７の間の回転子の主たる構成体で
あり、常温の電磁ダンパーとして機能する。

輻射シールド８はダンパー５とベッセル３の間に在り輻
射熱をトラップする。回転子の軸心には蒸発窒素ガス９
が存在し、これはトルクチューブを伝わってくる伝導熱
を熱交換器１０で冷却しながら窒素給排装置］１へ導か
れる。液体窒素４の一部は励磁電流リード１２へ導かれ
そこで蒸発生成した窒素ガスは熱交換器１０を通る経路
とは違った経路を通り窒素給排装置１１−へ導かれる。

スリップリング１−３は励磁電流リード１２を通して超
電導界磁巻線１に固定側から励磁電流を供給する。

制振軸受１４は窒素給排装置１１部分の振動を抑えるた
めのものである。液体窒素注入管１５はケーシング１６
に固定されており回転子軸心に在る窒素導入管１７の中
へ差しこまれる。ケーシング１６は支持体１８で据付基
礎から支えられる。液体窒素入り口と熱交換器１０出口
から導かれるガスと励磁電流リート］−２から導かれる
ガス及び外気はそれぞれシール１９，２０．２１でシー
ルさく５） れる。シールとしてはラビリンスシール等の隙間シール
を用いる。

第２図は従来のヘリウム給排装置でありシールは精密な
ものが要求されるためにクリアランスを保持する機構と
してボールベアリング２６．２７が必要であった。

第３図は本発明の実施例を示す。シールとして用いてい
るガス式シール２２は外部から管２３゜２４．２５を通
じて圧力のかかった室温の窒素ガスを供給してシール機
能を果たすものである。このとき、管２３に加えるガス
圧を液体窒素注入管１５から加える圧力よりほんの少し
小さくすればシールに使用する室温の窒素ガスが液体窒
素導入管へ１７入り込んで液体窒素の熱損失の原因とな
ることはない。

第４図は本発明の実施例を示す。ケーシング１６を制振
軸受１４に固定することで回転子に対するケーシング１
６の取り付は精度を向上できシール部の接触部の危険が
一層少なくなる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば振動の少ない
、簡素で堅牢な窒素給排装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す。第２図は従来のヘリウ
ム給排装置を示す。第３図は本発明の他の実施例を示す
。第４図は本発明の他の実施例を示す。 ■・・・超電導界磁巻線、２・・・トルクチューブ、３
・・ベッセル、４・・・液体窒素、５・ダンパー、６・
・・軸受、７・・軸受、８・・・輻射シールド、９・・
窒素ガス、］。０・・・熱交換器、１１・・・窒素給排
装置、１２・・励磁電流リード、１３・・スリップリン
グ、１４・・制振軸受、１５・・・液体窒素注入管、１
６・・・ケーシング、１７・・・窒素導入管、１８・・
・支持体、１９゜２０．２１・・・シール、２２・・・
ガス式シール、２３゜２４−．２５・・・管、２６．２
７・・・ボールベアリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体窒素温度で励磁される超電導界磁巻線を有する
   超電導回転電機回転子において、該回転子軸端にその軸
   端を包むように非回転部に固定して配置されるケーシン
   グと該ケーシングに固定される窒素注入管が、回転子軸
   心に配設される窒素導入管の内径に対して小さな隙間を
   隔てて配設され、該ケーシングが回転子に接する部分に
   は回収される蒸発窒素ガスをシールする装置を有し、回
   転子に対しボールベアリングを介さずに隙間を置いて非
   回転部側から固定支持されることを特徴とする超電導回
   転電機回転子の窒素給排装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の窒素給排装置において
   、回収される蒸発窒素ガスをシールする装置が外部から
   室温の窒素ガスを供給するガス式シールであることを特
   徴とする超電導回転電機回転子の窒素給排装置。 ３、特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の窒素給
   排装置において、回転子軸端に配設されるケーシングが
   回転子軸端近くに配設される制振軸受の構成体に対して
   固定されることを特徴とする超電導回転電機回転子の窒
   素給排装置。 ４、特許請求の範囲第２項あるいは第３項記載の超電導
   回転電機回転子の窒素給排装置において、窒素供給口と
   排出口を隔てるガス式シールのガス圧力が液体窒素注入
   圧力より低いことを特徴とする超電導回転電気回転子の
   窒素給排装置。