TOP > 国内特許検索 > 回転機

回転機 UPDATE

国内特許コード P170013946
整理番号 (S2015-1994-N0)
掲載日 2017年3月29日
出願番号 特願2015-172527
公開番号 特開2017-050978
出願日 平成27年9月2日(2015.9.2)
公開日 平成29年3月9日(2017.3.9)
発明者
  • 村瀬 陽平
  • 柳瀬 悦也
  • 柳本 俊之
  • 和泉 充
  • 三木 基寛
  • 山口 康太
出願人
  • 川崎重工業株式会社
  • 国立大学法人東京海洋大学
発明の名称 回転機 UPDATE
発明の概要 【課題】本発明は、装置全体が傾斜または動揺した場合であっても、凝縮部と蒸発部との間における熱輸送能力を安定して維持できる回転機を提案する。
【解決手段】回転機は、回転軸線の周りを回転する回転子内の被冷却体を熱サイフォン作用により冷却させる回転機であって、回転子の外部に配置された、冷媒を凝縮する凝縮部と、回転子内において、凝縮部で凝縮した液相冷媒を気化させて被冷却体との熱交換を行う蒸発部と、蒸発部と凝縮部との間で冷媒を行き来させる、屈曲部を有した連結配管と、を備え、連結配管は、凝縮部において凝縮した液相冷媒が流通する液相冷媒流路と、蒸発部において気化した気相冷媒が流通する気相冷媒流路とがそれぞれ別々に設けられた配管構造を有する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


近年、高温超電導(HTS)線材を巻線したHTS磁石の応用範囲が広まっており、例えば、このHTS磁石を用いた超電導回転機等の回転機が開発されている。



ところで、HTS材料の臨界温度は90K前後であるため、冷却機等を利用して数Kから数十K程度までHTS線材の巻線を冷却する必要がある。特に、船舶用超電導回転機においては、大きな熱負荷が発生するため、十分な冷却能力を確保できるように、例えば、GM型冷凍機等の冷却機が利用されている。また、HTS材料を用いた船舶用超電導回転機において、HTS界磁極を搭載した界磁子が回転する回転界磁型を採用している場合、冷却機を直接HTS磁石に接続し伝導伝熱により冷却する直接冷却方式が利用できない。そこで、冷却機と回転子との間を、冷媒還流を用いて熱的に接続する方法が用いられている。このような方法としては、例えば、GM型冷凍機等の冷却機により冷却した冷媒(例えば、ネオン、窒素等)を用いて、自然対流によりHTS界磁極の冷却を行う熱サイフォン式冷却システム等が挙げられる。例えば、熱サイフォン式冷却システムを用いた超電導回転機としては、特許文献1に示す超電導装置が提案されている。

産業上の利用分野


本発明は、回転軸線の周りを回転する回転子内の被冷却体を熱サイフォン作用により冷却させる回転機に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転軸線の周りを回転する回転子内の被冷却体を熱サイフォン作用により冷却させる回転機であって、
前記回転子の外部に配置された、冷媒を凝縮する凝縮部と、
前記回転子内において、前記凝縮部で凝縮した液相冷媒を気化させて前記被冷却体との熱交換を行う蒸発部と、
前記蒸発部と前記凝縮部との間で前記冷媒を行き来させる、屈曲部を有した連結配管と、を備え、
前記連結配管は、前記凝縮部において凝縮した液相冷媒が流通する液相冷媒流路と、前記蒸発部において気化した気相冷媒が流通する気相冷媒流路とがそれぞれ別々に設けられた配管構造を有する回転機。

【請求項2】
前記連結配管は、一端部が前記蒸発部内に挿入され、前記回転軸線に沿って、該蒸発部または該冷媒流通部から前記回転子の外側に向かって延伸し、前記屈曲部にて屈曲して他端部が該凝縮部に固定されており、
前記一端部と前記他端部とを結ぶ線分の前記回転軸線に対する角度が、当該回転機の傾斜が許容される角度を示す許容傾斜角度θ以上となるような寸法を有している請求項1に記載の回転機。

【請求項3】
前記連結配管は、内管を前記気相冷媒流路とし、この内管の外周を囲む外管と該内管との間に形成される空間を前記液相冷媒流路とする二重配管構造、あるいは、液相冷媒流路と気相冷媒流路とを並列に配置した並列配管構造を有しており、
前記蒸発部内において、前記気相冷媒流路の前記蒸発部側の一端部の方が、前記液相冷媒流路の前記蒸発部側の一端部よりも突出している請求項1または2に記載の回転機。

【請求項4】
前記凝縮部内において、前記液相冷媒の前記気相冷媒流路への浸入を防ぐための浸入防止部を備える請求項3に記載の回転機。

【請求項5】
前記連結配管は、前記他端部が前記凝縮部において固定され、前記一端部は前記蒸発部内に挿入されており、
前記蒸発部は、前記連結配管を内部に挿入するための開口部を有しており、
前記連結配管の外周面と前記開口部の周縁との間の隙間を塞ぐように設けられ、該連結配管を該開口部近傍において支持する支持部を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の回転機。

【請求項6】
前記蒸発部は、前記連結配管を内部に挿入するための開口部を有しており、
前記連結配管が、該連結配管の外周面と前記開口部の周縁との隙間に液相冷媒が前記蒸発部内から逆流して浸入することを防ぐための逆流防止部を備える、請求項1から4のいずれか1項に記載の回転機。

【請求項7】
前記蒸発部は、前記連結配管を内部に挿入するための開口部を有しており、
前記連結配管の前記蒸発部側の外周面と前記開口部の周縁との隙間に液相冷媒が前記蒸発部内から逆流して浸入することを防ぐためのシール部を備える、請求項1から4のいずれか1項に記載の回転機。

【請求項8】
前記蒸発部は、前記液相冷媒を貯留する冷媒貯留部と、前記連結配管を該冷媒貯留部内に挿入するための開口部と、を有しており、
前記冷媒貯留部を形成する壁面のうち、前記連結配管が挿入される側の壁面には、該壁面の内面の少なくとも一部が、前記回転軸線に対して傾き、かつその先端部に前記開口部が形成されたテーパーフード部が設けられており、
前記回転軸線に対する前記テーパーフード部の傾斜角度は前記許容傾斜角度θより大きくなる請求項2に記載の回転機。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2015172527thum.jpg
出願権利状態 公開


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close