JPH09308222A - 界磁巻線集成体 - Google Patents
界磁巻線集成体Info
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- JPH09308222A JPH09308222A JP8115159A JP11515996A JPH09308222A JP H09308222 A JPH09308222 A JP H09308222A JP 8115159 A JP8115159 A JP 8115159A JP 11515996 A JP11515996 A JP 11515996A JP H09308222 A JPH09308222 A JP H09308222A
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- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転発電機又はリニア・モータの様な電気機
械用の超伝導界磁巻線集成体を提供する。 【解決手段】 界磁巻線集成体（１６，４８）は少なく
とも２つの磁極集成体（２０，５２）を有し、各磁極集
成体は固体コア（２２，５４）、固体コアを全体的に取
り囲む超伝導コイル集成体（２４，５６）及び第１の冷
却導管（３６）を有する。超伝導コイル集成体は、磁極
集成体の運動方向（１８，５０）に対して全体的に垂直
に配置された全体的に縦方向に伸びる軸線（２６，５
８）を持つと共に、運動方向に対して全体的に平行に配
置された短軸（３０，６２）を持つ全体的にレーストラ
ック形のエポキシ含浸超伝導コイル（２８，６０）を有
する。第１の冷却管は（気体ヘリウムの様な）気体状極
低温剤を収容し、超伝導コイルと熱接触する様に配置さ
れる。
械用の超伝導界磁巻線集成体を提供する。 【解決手段】 界磁巻線集成体（１６，４８）は少なく
とも２つの磁極集成体（２０，５２）を有し、各磁極集
成体は固体コア（２２，５４）、固体コアを全体的に取
り囲む超伝導コイル集成体（２４，５６）及び第１の冷
却導管（３６）を有する。超伝導コイル集成体は、磁極
集成体の運動方向（１８，５０）に対して全体的に垂直
に配置された全体的に縦方向に伸びる軸線（２６，５
８）を持つと共に、運動方向に対して全体的に平行に配
置された短軸（３０，６２）を持つ全体的にレーストラ
ック形のエポキシ含浸超伝導コイル（２８，６０）を有
する。第１の冷却管は（気体ヘリウムの様な）気体状極
低温剤を収容し、超伝導コイルと熱接触する様に配置さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は一般的には超伝導に関し、特に
電気機械用の超伝導界磁巻線集成体に関する。界磁巻線
を持つ電気機械は、これに限らないが、回転発電機、回
転電動機及びリニア・モータを含む。回転発電機及び回
転電動機用の回転子には多極回転子があり、その多数の
磁極は回転子シャフトから半径方向に隔たり且つ回転子
シャフトを円周方向に取り囲むように配置されている。
超伝導でない回転子には、鉄心回転子の様なソリッド・
コア即ち固体コアを有する回転子がある。鉄心回転子は
約２テスラの空隙磁界強度で飽和する。公知の超伝導回
転子は、３テスラ又はそれ以上の空隙磁界を達成する為
に空心の設計を用いている。空心の超伝導回転子は、超
伝導ワイヤを多量に必要とし、これにより必要なコイル
の数が増大し、コイル支持体が一層複雑なものになり、
コスト高になる。この様な超伝導回転子は、例えば、液
体ヘリウムによって冷却される多孔質超伝導コイル又は
エポキシ含浸超伝導コイルを有し、使用済みのヘリウム
は室温の気体ヘリウムとして戻される。極低温冷却の為
に液体ヘリウムを使うには、戻された室温の気体ヘリウ
ムを連続的に再び液化することが必要であり、この液化
はかなりの信頼性の問題を呈すると共に、かなりの余分
のエネルギを必要とする。従って、例えば公知の超伝導
回転子の空心型液体冷却式超伝導界磁巻線集成体の欠点
を持たない電気機械用超伝導界磁巻線集成体が要望され
ている。
電気機械用の超伝導界磁巻線集成体に関する。界磁巻線
を持つ電気機械は、これに限らないが、回転発電機、回
転電動機及びリニア・モータを含む。回転発電機及び回
転電動機用の回転子には多極回転子があり、その多数の
磁極は回転子シャフトから半径方向に隔たり且つ回転子
シャフトを円周方向に取り囲むように配置されている。
超伝導でない回転子には、鉄心回転子の様なソリッド・
コア即ち固体コアを有する回転子がある。鉄心回転子は
約２テスラの空隙磁界強度で飽和する。公知の超伝導回
転子は、３テスラ又はそれ以上の空隙磁界を達成する為
に空心の設計を用いている。空心の超伝導回転子は、超
伝導ワイヤを多量に必要とし、これにより必要なコイル
の数が増大し、コイル支持体が一層複雑なものになり、
コスト高になる。この様な超伝導回転子は、例えば、液
体ヘリウムによって冷却される多孔質超伝導コイル又は
エポキシ含浸超伝導コイルを有し、使用済みのヘリウム
は室温の気体ヘリウムとして戻される。極低温冷却の為
に液体ヘリウムを使うには、戻された室温の気体ヘリウ
ムを連続的に再び液化することが必要であり、この液化
はかなりの信頼性の問題を呈すると共に、かなりの余分
のエネルギを必要とする。従って、例えば公知の超伝導
回転子の空心型液体冷却式超伝導界磁巻線集成体の欠点
を持たない電気機械用超伝導界磁巻線集成体が要望され
ている。
【０００２】
【発明の要約】本発明の目的は、例えば、回転発電機、
回転電動機又はリニア・モータの様な電気機械用の超伝
導界磁巻線集成体を提供することである。本発明の界磁
巻線集成体は電気機械用のものであって、少なくとも２
つの磁極集成体を含む。各々の磁極集成体は運動方向を
持ち、またソリッド・コア即ち固体コア、該固体コアを
全体的に取り囲む超伝導コイル集成体、及び第１の冷却
導管を有する。超伝導コイル集成体は、運動方向に対し
て全体的に垂直に配置された全体的に縦方向に伸びる軸
線を持つと共に、運動方向と全体的に平行に配置された
短軸を持つ全体的にレーストラック形のエポキシ含浸超
伝導コイルを有する。第１の冷却導管は気体状極低温剤
を収容し、超伝導コイルと熱接触する様に位置ぎめされ
る。
回転電動機又はリニア・モータの様な電気機械用の超伝
導界磁巻線集成体を提供することである。本発明の界磁
巻線集成体は電気機械用のものであって、少なくとも２
つの磁極集成体を含む。各々の磁極集成体は運動方向を
持ち、またソリッド・コア即ち固体コア、該固体コアを
全体的に取り囲む超伝導コイル集成体、及び第１の冷却
導管を有する。超伝導コイル集成体は、運動方向に対し
て全体的に垂直に配置された全体的に縦方向に伸びる軸
線を持つと共に、運動方向と全体的に平行に配置された
短軸を持つ全体的にレーストラック形のエポキシ含浸超
伝導コイルを有する。第１の冷却導管は気体状極低温剤
を収容し、超伝導コイルと熱接触する様に位置ぎめされ
る。
【０００３】第１の好ましい実施態様では、界磁巻線集
成体は回転界磁巻線集成体であり、運動方向が回転軸線
の周りの円周方向運動方向であり、磁極集成体が回転軸
線の周りに配列されて磁極集成体の円周方向配列を形成
する。第２の好ましい実施態様では、界磁巻線集成体は
リニア・モータの界磁巻線集成体であり、運動方向が全
体的に直線運動方向であり、磁極集成体が直線運動方向
と全体的に平行に配列されて磁極集成体の線形配列を形
成する。
成体は回転界磁巻線集成体であり、運動方向が回転軸線
の周りの円周方向運動方向であり、磁極集成体が回転軸
線の周りに配列されて磁極集成体の円周方向配列を形成
する。第２の好ましい実施態様では、界磁巻線集成体は
リニア・モータの界磁巻線集成体であり、運動方向が全
体的に直線運動方向であり、磁極集成体が直線運動方向
と全体的に平行に配列されて磁極集成体の線形配列を形
成する。
【０００４】本発明では幾つかの利点及び有利さが得ら
れる。固体コアは、例えば２テスラ（又はそれ未満）の
超伝導回転子に使う超伝導ワイヤを、空心の超伝導回転
子の設計の場合よりも約１／１０にすることが出来る。
回転子が必要とする超伝導ワイヤの量を大幅に減少した
ことにより、必要なコイルの数が減少する。エポキシ含
浸超伝導コイルは自立的であるので、大きな容器によっ
て液体極低温剤を保持して該極低温剤の中に超伝導コイ
ルを浸漬させることを必要とせずに、小さな第１の冷却
管により固体伝導冷却を行うことが出来る。
れる。固体コアは、例えば２テスラ（又はそれ未満）の
超伝導回転子に使う超伝導ワイヤを、空心の超伝導回転
子の設計の場合よりも約１／１０にすることが出来る。
回転子が必要とする超伝導ワイヤの量を大幅に減少した
ことにより、必要なコイルの数が減少する。エポキシ含
浸超伝導コイルは自立的であるので、大きな容器によっ
て液体極低温剤を保持して該極低温剤の中に超伝導コイ
ルを浸漬させることを必要とせずに、小さな第１の冷却
管により固体伝導冷却を行うことが出来る。
【０００５】図面には本発明の幾つかの好ましい実施例
が示してあり、図面全体にわたり、同様な部分には同じ
参照数字を用いている。
が示してあり、図面全体にわたり、同様な部分には同じ
参照数字を用いている。
【０００６】
【発明の詳しい説明】次に図面を参照して説明する。図
１乃至２は、本発明の第１の好ましい実施例の界磁巻線
集成体を示しており、この界磁巻線集成体は電気機械用
である。電気機械は回転発電機１０であり、その内の超
伝導回転子１２の部分だけが図面に示されており、超伝
導回転子１２は回転軸線１４を持ち、界磁巻線集成体は
回転界磁巻線集成体１６である。界磁巻線集成体の運動
方向は、この回転界磁巻線集成体１６では、超伝導回転
子１２の回転軸線１４である回転軸線の周りの円周方向
の運動方向１８である。
１乃至２は、本発明の第１の好ましい実施例の界磁巻線
集成体を示しており、この界磁巻線集成体は電気機械用
である。電気機械は回転発電機１０であり、その内の超
伝導回転子１２の部分だけが図面に示されており、超伝
導回転子１２は回転軸線１４を持ち、界磁巻線集成体は
回転界磁巻線集成体１６である。界磁巻線集成体の運動
方向は、この回転界磁巻線集成体１６では、超伝導回転
子１２の回転軸線１４である回転軸線の周りの円周方向
の運動方向１８である。
【０００７】回転界磁巻線集成体１６は複数個の磁極集
成体２０を含み、各磁極集成体は固体コア２２、及びこ
の固体コア２２を全体的に取り囲む超伝導コイル集成体
２４を有する。固体コア２２は実質的に鉄で構成されて
いることが好ましい。各々の超伝導コイル集成体２４
は、円周方向の運動方向１８に対して全体的に垂直に配
置された全体的に縦方向に伸びる軸線２６を持つ。各々
の超伝導コイル集成体２４は、円周方向の運動方向１８
に対して全体的に平行に配置された短軸３０を持つ全体
的にレーストラック形のエポキシ含浸超伝導コイル２８
を有する。「レーストラック形」は、丸くした角によっ
て接続された真っ直ぐな部分を含むことに注意された
い。超伝導コイル集成体２４はまた、超伝導コイル２８
から隔たり且つ全体的にそれを取り囲む熱遮蔽体３２を
含むことが好ましく、更に超伝導コイル集成体２４は、
熱遮蔽体３２から隔たり且つそれを取り囲む真空エンク
ロージャ３４を有する。実施例では、超伝導コイル２８
はニオブ錫の超伝導コイルである。複数個の磁極集成体
２０は、回転軸線１４の周りに配置された磁極集成体の
円周方向配列を構成していることが図１から理解されよ
う。
成体２０を含み、各磁極集成体は固体コア２２、及びこ
の固体コア２２を全体的に取り囲む超伝導コイル集成体
２４を有する。固体コア２２は実質的に鉄で構成されて
いることが好ましい。各々の超伝導コイル集成体２４
は、円周方向の運動方向１８に対して全体的に垂直に配
置された全体的に縦方向に伸びる軸線２６を持つ。各々
の超伝導コイル集成体２４は、円周方向の運動方向１８
に対して全体的に平行に配置された短軸３０を持つ全体
的にレーストラック形のエポキシ含浸超伝導コイル２８
を有する。「レーストラック形」は、丸くした角によっ
て接続された真っ直ぐな部分を含むことに注意された
い。超伝導コイル集成体２４はまた、超伝導コイル２８
から隔たり且つ全体的にそれを取り囲む熱遮蔽体３２を
含むことが好ましく、更に超伝導コイル集成体２４は、
熱遮蔽体３２から隔たり且つそれを取り囲む真空エンク
ロージャ３４を有する。実施例では、超伝導コイル２８
はニオブ錫の超伝導コイルである。複数個の磁極集成体
２０は、回転軸線１４の周りに配置された磁極集成体の
円周方向配列を構成していることが図１から理解されよ
う。
【０００８】図面に示してないある実施例では、超伝導
コイル２８が直列に超伝導性を持って接続され、円周方
向に隣接するコイル集成体２４相互の間のコイル接続部
が、適当な熱遮蔽体の接続部によって全体的に取り囲ま
れると共に、更に真空エンクロージャの接続部によって
取り囲まれている。各々の磁極集成体２０は更に運動方
向を持ち、この運動方向は、回転界磁巻線集成体１６で
は、回転軸線の周りの円周方向の運動方向であり、これ
は超伝導回転子１２の回転軸線１４の周りの回転界磁巻
線集成体１６の円周方向の運動方向１８と同一である。
コイル２８が直列に超伝導性を持って接続され、円周方
向に隣接するコイル集成体２４相互の間のコイル接続部
が、適当な熱遮蔽体の接続部によって全体的に取り囲ま
れると共に、更に真空エンクロージャの接続部によって
取り囲まれている。各々の磁極集成体２０は更に運動方
向を持ち、この運動方向は、回転界磁巻線集成体１６で
は、回転軸線の周りの円周方向の運動方向であり、これ
は超伝導回転子１２の回転軸線１４の周りの回転界磁巻
線集成体１６の円周方向の運動方向１８と同一である。
【０００９】各々の磁極集成体２０は更に、超伝導コイ
ル２８と熱接触する様に配置された、気体状極低温剤３
８を入れた第１の冷却導管３６を含む。気体状極低温剤
３８は、大体１０°Ｋと大体７０°Ｋとの間の温度にあ
る気体状ヘリウムで本質的に構成されることが好まし
い。更に各々の磁極集成体２０は、熱遮蔽体３２と熱接
触する様に配置され、気体状極低温剤４２を入れた第２
の冷却導管４０を持つことが好ましい。第１の冷却導管
３６が熱遮蔽体３２から隔たっていること、並びに第２
の冷却導管４０が超伝導コイル２８から隔たっているこ
とが図２から認められよう。
ル２８と熱接触する様に配置された、気体状極低温剤３
８を入れた第１の冷却導管３６を含む。気体状極低温剤
３８は、大体１０°Ｋと大体７０°Ｋとの間の温度にあ
る気体状ヘリウムで本質的に構成されることが好まし
い。更に各々の磁極集成体２０は、熱遮蔽体３２と熱接
触する様に配置され、気体状極低温剤４２を入れた第２
の冷却導管４０を持つことが好ましい。第１の冷却導管
３６が熱遮蔽体３２から隔たっていること、並びに第２
の冷却導管４０が超伝導コイル２８から隔たっているこ
とが図２から認められよう。
【００１０】図３は本発明の第２の好ましい実施例の界
磁巻線集成体を示している。この界磁巻線集成体は電気
機械用であり、この電気機械がリニア・モータ４４であ
り、その一部分の可動部分４６だけが図面に示されてい
る。この界磁巻線集成体はリニア・モータ界磁巻線集成
体４８である。界磁巻線集成体の運動方向は、リニア・
モータ界磁巻線集成体４８では、ほぼ直線運動方向５０
である。
磁巻線集成体を示している。この界磁巻線集成体は電気
機械用であり、この電気機械がリニア・モータ４４であ
り、その一部分の可動部分４６だけが図面に示されてい
る。この界磁巻線集成体はリニア・モータ界磁巻線集成
体４８である。界磁巻線集成体の運動方向は、リニア・
モータ界磁巻線集成体４８では、ほぼ直線運動方向５０
である。
【００１１】リニア・モータ界磁巻線集成体４８は複数
個の磁極集成体５２を持ち、各々の磁極集成体は固体コ
ア５４、及びこの固体コア５４を全体的に取り囲む超伝
導コイル集成体５６を含む。固体コア５４は本質的に鉄
で構成されていることが好ましい。各々の超伝導コイル
集成体５６は、直線運動方向５０に対して全体的に垂直
に配置された全体的に縦方向に伸びる軸線５８を持って
いる。各々の超伝導コイル集成体５６は、直線運動方向
５０と全体的に平行に配置された短軸６２を持つ全体的
にレーストラック形のエポキシ含浸超伝導コイル６０を
有する。超伝導コイル集成体５６はまた、超伝導コイル
６０から隔たり且つ全体的にそれを取り囲む熱遮蔽体を
持つことが好ましく、更に超伝導コイル集成体５６は、
熱遮蔽体から隔たり且つそれを取り囲む真空エンクロー
ジャを含む。この熱遮蔽体及び真空エンクロージャは、
図３では、図面を見易くする為に省略されている。実施
例では、超伝導コイル６０はニオブ錫の超伝導コイルで
ある。複数個の磁極集成体５２は、直線運動方向５０と
全体的に平行に配置された磁極集成体の線形配列を構成
していることが図３から判る。
個の磁極集成体５２を持ち、各々の磁極集成体は固体コ
ア５４、及びこの固体コア５４を全体的に取り囲む超伝
導コイル集成体５６を含む。固体コア５４は本質的に鉄
で構成されていることが好ましい。各々の超伝導コイル
集成体５６は、直線運動方向５０に対して全体的に垂直
に配置された全体的に縦方向に伸びる軸線５８を持って
いる。各々の超伝導コイル集成体５６は、直線運動方向
５０と全体的に平行に配置された短軸６２を持つ全体的
にレーストラック形のエポキシ含浸超伝導コイル６０を
有する。超伝導コイル集成体５６はまた、超伝導コイル
６０から隔たり且つ全体的にそれを取り囲む熱遮蔽体を
持つことが好ましく、更に超伝導コイル集成体５６は、
熱遮蔽体から隔たり且つそれを取り囲む真空エンクロー
ジャを含む。この熱遮蔽体及び真空エンクロージャは、
図３では、図面を見易くする為に省略されている。実施
例では、超伝導コイル６０はニオブ錫の超伝導コイルで
ある。複数個の磁極集成体５２は、直線運動方向５０と
全体的に平行に配置された磁極集成体の線形配列を構成
していることが図３から判る。
【００１２】図面に示してないある実施例では、超伝導
コイル６０が直列に超伝導性を持って接続され、直線的
に隣接するコイル集成体５６相互の間のコイル接続部が
適当な熱遮蔽体の接続部によって全体的に取り囲まれ、
更に真空エンクロージャの接続部によって取り囲まれて
いる。更に各々の磁極集成体５２は運動方向を持ち、こ
の運動方向は、リニア・モータ界磁巻線集成体５８で
は、全体的に直線運動方向であって、これはリニア・モ
ータ界磁巻線集成体４８の直線運動方向５０と同一であ
る。
コイル６０が直列に超伝導性を持って接続され、直線的
に隣接するコイル集成体５６相互の間のコイル接続部が
適当な熱遮蔽体の接続部によって全体的に取り囲まれ、
更に真空エンクロージャの接続部によって取り囲まれて
いる。更に各々の磁極集成体５２は運動方向を持ち、こ
の運動方向は、リニア・モータ界磁巻線集成体５８で
は、全体的に直線運動方向であって、これはリニア・モ
ータ界磁巻線集成体４８の直線運動方向５０と同一であ
る。
【００１３】各々の磁極集成体５２は、超伝導コイル６
０と熱接触する様に配置された、気体状極低温剤を入れ
た第１の冷却導管（図面を見易くする為に、図３では省
略されている）をも含む。気体状極低温剤が、大体１０
°Ｋと大体７０°Ｋとの間の温度にある気体ヘリウムで
本質的に構成されることが好ましい。更に各々の磁極集
成体５２は熱遮蔽体（図面を見易くする為に、図３では
省略されている）と熱接触する様に配置された、気体状
極低温剤を入れた第２の冷却導管（これも図面を見易く
する為に、図３では省略されている）を含むことが好ま
しい。第１の冷却導管が熱遮蔽体から隔たっているこ
と、並びに第２の冷却導管が超伝導コイル６０から隔た
っていることに注意されたい。
０と熱接触する様に配置された、気体状極低温剤を入れ
た第１の冷却導管（図面を見易くする為に、図３では省
略されている）をも含む。気体状極低温剤が、大体１０
°Ｋと大体７０°Ｋとの間の温度にある気体ヘリウムで
本質的に構成されることが好ましい。更に各々の磁極集
成体５２は熱遮蔽体（図面を見易くする為に、図３では
省略されている）と熱接触する様に配置された、気体状
極低温剤を入れた第２の冷却導管（これも図面を見易く
する為に、図３では省略されている）を含むことが好ま
しい。第１の冷却導管が熱遮蔽体から隔たっているこ
と、並びに第２の冷却導管が超伝導コイル６０から隔た
っていることに注意されたい。
【００１４】本発明の界磁巻線集成体１６、４８は（回
転発電機１０又は回転電動機用の様な）回転界磁巻線集
成体１６又はリニア・モータ界磁巻線集成体４８に限ら
ず、任意の界磁巻線集成体に適用できることを指摘して
おきたい。普通の回転発電機、回転電動機及びリニア・
モータは、その超伝導でない界磁巻線集成体を本発明の
界磁巻線集成体１６、４８に置き換える様に改造するこ
とが出来ることに注意されたい。
転発電機１０又は回転電動機用の様な）回転界磁巻線集
成体１６又はリニア・モータ界磁巻線集成体４８に限ら
ず、任意の界磁巻線集成体に適用できることを指摘して
おきたい。普通の回転発電機、回転電動機及びリニア・
モータは、その超伝導でない界磁巻線集成体を本発明の
界磁巻線集成体１６、４８に置き換える様に改造するこ
とが出来ることに注意されたい。
【００１５】超伝導コイル２８は、例えば、第１及び第
２の熱絶縁性ハネカム集成体（図面を見易くする為に図
２では省略されている）によって電気機械の運転中、真
空エンクロージャ３４内に支持することが出来ることに
注意されたい。「熱絶縁性」とは、ハネカム集成体が、
大体５０°Ｋの温度でフィラメント状硝子補強エポキシ
の熱伝導率よりも一般的に大きくない熱伝導率を持つこ
とを意味する。第１の熱絶縁性ハネカム集成体を超伝導
コイル２８と熱遮蔽体３２との間に配置し、第２の熱絶
縁性ハネカム集成体（又は熱絶縁性懸架ストラップ）を
熱遮蔽体３２と真空エンクロージャ３４との間に配置す
ることが好ましい。各々のハネカム集成体は、超伝導コ
イル２８から真空エンクロージャ３４へ伸びる様に整合
した共通の開放方向を持つ全体的に同一の複数個のセル
を持つことが好ましい。実施例では、各々の熱絶縁性ハ
ネカム集成体は、セルの向かい合った側面の間の距離が
大体１ミリと大体１センチとの間にある様なフィラメン
ト補強エポキシ（ＦＲＥ）複合ハネカム構造である。ハ
ネカム集成体は、適切な横方向の剪断支持作用を持つと
共に熱の漏れの小さい圧縮支持構造になる。超伝導コイ
ルに対する従来の支持構造は、別々の張力支持部材及び
別々の横方向支持部材を用いていることに注意された
い。ハネカム集成体は特定の用途に応じて予め設定され
た圧縮設定値を持っていても持っていなくてもよい。各
々のハネカム集成体はモノリシック（即ち、一体の）集
成体であってもよいし、或いは多数の別々の相隔たる、
又は互いに接触する小集成体で構成してもよい。
２の熱絶縁性ハネカム集成体（図面を見易くする為に図
２では省略されている）によって電気機械の運転中、真
空エンクロージャ３４内に支持することが出来ることに
注意されたい。「熱絶縁性」とは、ハネカム集成体が、
大体５０°Ｋの温度でフィラメント状硝子補強エポキシ
の熱伝導率よりも一般的に大きくない熱伝導率を持つこ
とを意味する。第１の熱絶縁性ハネカム集成体を超伝導
コイル２８と熱遮蔽体３２との間に配置し、第２の熱絶
縁性ハネカム集成体（又は熱絶縁性懸架ストラップ）を
熱遮蔽体３２と真空エンクロージャ３４との間に配置す
ることが好ましい。各々のハネカム集成体は、超伝導コ
イル２８から真空エンクロージャ３４へ伸びる様に整合
した共通の開放方向を持つ全体的に同一の複数個のセル
を持つことが好ましい。実施例では、各々の熱絶縁性ハ
ネカム集成体は、セルの向かい合った側面の間の距離が
大体１ミリと大体１センチとの間にある様なフィラメン
ト補強エポキシ（ＦＲＥ）複合ハネカム構造である。ハ
ネカム集成体は、適切な横方向の剪断支持作用を持つと
共に熱の漏れの小さい圧縮支持構造になる。超伝導コイ
ルに対する従来の支持構造は、別々の張力支持部材及び
別々の横方向支持部材を用いていることに注意された
い。ハネカム集成体は特定の用途に応じて予め設定され
た圧縮設定値を持っていても持っていなくてもよい。各
々のハネカム集成体はモノリシック（即ち、一体の）集
成体であってもよいし、或いは多数の別々の相隔たる、
又は互いに接触する小集成体で構成してもよい。
【００１６】本発明の考えに従って設計された回転発電
機１０用の回転界磁巻線集成体１６の工学的な解析によ
り、２００ポンドの超伝導ワイヤが使われるが、これに
較べて、超伝導でない回転子の設計では１００００ポン
ドの超伝導でない銅ワイヤを使わなければならず、又は
空心の液体ヘリウム冷却式超伝導回転子の設計では２０
００ポンドの超伝導ワイヤを使わなければならない。ど
んな超伝導回転子でも、その利点が、抵抗損失をなくし
たこと、並びに極低温冷却の為に、超伝導でない銅巻線
に典型的な熱サイクルの問題がなくなったことにあるこ
とに注意されたい。空心の超伝導回転子は多量の超伝導
ワイヤを必要とし、これは、本発明の超伝導回転子の回
転界磁巻線集成体１６と較べた時、必要なコイルの数を
増大させ、コイル支持体を複雑にし、コストを高くす
る。液体ヘリウム冷却式超伝導回転子は、戻って来た室
温の気体ヘリウムを連続的に再び液化することを必要と
し、この液化がかなりの信頼性の問題を呈すると共に、
かなりの余分のエネルギを必要とする。本発明の回転界
磁巻線集成体１６では、この様な冷却の問題が存在しな
い。
機１０用の回転界磁巻線集成体１６の工学的な解析によ
り、２００ポンドの超伝導ワイヤが使われるが、これに
較べて、超伝導でない回転子の設計では１００００ポン
ドの超伝導でない銅ワイヤを使わなければならず、又は
空心の液体ヘリウム冷却式超伝導回転子の設計では２０
００ポンドの超伝導ワイヤを使わなければならない。ど
んな超伝導回転子でも、その利点が、抵抗損失をなくし
たこと、並びに極低温冷却の為に、超伝導でない銅巻線
に典型的な熱サイクルの問題がなくなったことにあるこ
とに注意されたい。空心の超伝導回転子は多量の超伝導
ワイヤを必要とし、これは、本発明の超伝導回転子の回
転界磁巻線集成体１６と較べた時、必要なコイルの数を
増大させ、コイル支持体を複雑にし、コストを高くす
る。液体ヘリウム冷却式超伝導回転子は、戻って来た室
温の気体ヘリウムを連続的に再び液化することを必要と
し、この液化がかなりの信頼性の問題を呈すると共に、
かなりの余分のエネルギを必要とする。本発明の回転界
磁巻線集成体１６では、この様な冷却の問題が存在しな
い。
【００１７】上述の本発明の好ましい実施例は例示の為
であって、これは本発明の全てを表しているものではな
いし、本発明をこゝに開示した通りの形態に制限するつ
もりでもない。上述の説明内容から、色々な変更が考え
られることは云うまでもない。従って、本発明の範囲が
特許請求の範囲によって限定されることを承知された
い。
であって、これは本発明の全てを表しているものではな
いし、本発明をこゝに開示した通りの形態に制限するつ
もりでもない。上述の説明内容から、色々な変更が考え
られることは云うまでもない。従って、本発明の範囲が
特許請求の範囲によって限定されることを承知された
い。
【図１】本発明の第１の好ましい実施例の超伝導界磁巻
線集成体である回転界磁巻線集成体を示す簡略斜視図で
ある。
線集成体である回転界磁巻線集成体を示す簡略斜視図で
ある。
【図２】磁極集成体を図１の線２−２で切った簡略断面
図で、回転子リムの一部分に対する取付けをも示す。
図で、回転子リムの一部分に対する取付けをも示す。
【図３】本発明の第２の好ましい実施例の超伝導界磁巻
線集成体であるリニア・モータ界磁巻線集成体の一部分
を示す簡略斜視図である。
線集成体であるリニア・モータ界磁巻線集成体の一部分
を示す簡略斜視図である。
１０ 回転発電機 １２ 超伝導回転子 １４ 回転軸線 １６ 回転界磁巻線集成体 １８ 運動方向 ２０ 磁極集成体 ２２ 固体コア ２４ 超伝導コイル集成体 ２６ 縦方向に伸びる軸線 ２８ レーストラック形のエポキシ含浸超伝導コイル ３０ 短軸 ３２ 熱遮蔽体 ３４ 真空エンクロージャ ３６ 第１の冷却導管 ３８ 気体状極低温剤 ４０ 第２の冷却導管 ４２ 気体状極低温剤 ４４ リニア・モータ ４８ リニア・モータ界磁巻線集成体 ５０ 直線運動方向 ５２ 磁極集成体 ５４ 固体コア ５６ 超伝導コイル集成体 ５８ 縦方向に伸びる軸線 ６０ レーストラック形のエポキシ含浸超伝導コイル ６２ 短軸
Claims (10)
- 【請求項１】 複数個の磁極集成体を有する電気機械用
の界磁巻線集成体において、各々の磁極集成体が、
（ａ）固体コア、（ｂ）前記固体コアを全体的に取り囲
んでいて、当該磁極集成体の運動方向に対して全体的に
垂直に配置された全体的に縦方向に伸びる軸線を持つ超
伝導コイル集成体であって、前記運動方向と全体的に平
行に配置された短軸を持つ全体的にレーストラック形の
エポキシ含浸超伝導コイルを有する超伝導コイル集成
体、（ｃ）前記超伝導コイルと熱接触する様に配置され
た、気体状極低温剤を入れた第１の冷却導管を含んでい
ることを特徴とする界磁巻線集成体。 - 【請求項２】 前記超伝導コイル集成体が、前記超伝導
コイルから隔たり且つそれを全体的に取り囲む熱遮蔽体
を更に含んでいる請求項１記載の界磁巻線集成体。 - 【請求項３】 前記超伝導コイル集成体が、前記熱遮蔽
体から隔たり且つそれを取り囲んでいる真空エンクロー
ジャを更に含んでいる請求項２記載の界磁巻線集成体。 - 【請求項４】 前記各々の磁極集成体が、前記熱遮蔽体
と熱接触する様に配置された、気体状極低温剤を入れた
第２の冷却導管を更に含んでいる請求項３記載の界磁巻
線集成体。 - 【請求項５】 前記固体コアが本質的に鉄で構成されて
いる請求項４記載の界磁巻線集成体。 - 【請求項６】 前記気体状極低温剤が、大体１０°Ｋと
大体７０°Ｋとの間の温度にある気体状ヘリウムで本質
的に構成されている請求項５記載の界磁巻線集成体。 - 【請求項７】 前記界磁巻線集成体が回転界磁巻線集成
体であり、前記運動方向が回転軸線の周りの円周方向の
運動方向である請求項１記載の界磁巻線集成体。 - 【請求項８】 前記複数個の磁極集成体が、前記回転軸
線の周りに配置された磁極集成体の円周方向配列を構成
している請求項７記載の界磁巻線集成体。 - 【請求項９】 前記界磁巻線集成体がリニア・モータの
界磁巻線集成体であり、前記運動方向がほぼ直線運動方
向である請求項１記載の界磁巻線集成体。 - 【請求項１０】 前記複数個の磁極集成体が、全体的に
前記直線運動方向と平行に配置された磁極集成体の線形
配列を構成している請求項９記載の界磁巻線集成体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11515996A JP3972964B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 界磁巻線集成体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11515996A JP3972964B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 界磁巻線集成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09308222A true JPH09308222A (ja) | 1997-11-28 |
| JP3972964B2 JP3972964B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=14655800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11515996A Expired - Fee Related JP3972964B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 界磁巻線集成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3972964B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004328995A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | General Electric Co <Ge> | 超伝導多極電気機械 |
| WO2007013207A1 (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導装置およびアキシャルギャップ型の超電導モータ |
| KR100871944B1 (ko) * | 2001-05-15 | 2008-12-08 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 동기 기계용 로터 및 초전도 코일 권선 지지 방법 |
| KR100902692B1 (ko) * | 2001-05-15 | 2009-06-15 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 동기식 기계용 로터 |
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| JP2014504349A (ja) * | 2010-11-30 | 2014-02-20 | ジーイー エナジー パワー コンバージョン テクノロジー リミテッド | 極低温素子絶縁体 |
| US8787998B2 (en) | 2010-01-08 | 2014-07-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting coil apparatus, superconducting appatatus, and method of making superconducting coil apparatus |
| JP2016111071A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 古河電気工業株式会社 | 超電導コイルモジュール及び回転装置 |
| CN112436717A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-03-02 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | 一种高温超导电机转子及其装配方法 |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP11515996A patent/JP3972964B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3972964B2 (ja) | 2007-09-05 |
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