(57)【要約】      （修正有）【課題】流体源から回転部材に流体を搬送するための改良した流体移送装置及び方法を提供する。【解決手段】本流体移送装置１６は、軸線に沿って延びる第１の回転部材３２の周りに配置されたハウジング６６を含む。ハウジング６６は、流体源と連通した該ハウジングを貫通して延びる第１の複数の開口部９４を有する。第１の回転部材３２は、該第１の回転部材の第１の外表面から該第１の回転部材３２内でほぼ軸方向に延びる第３の通路２５６まで延びる第２の複数の通路２８０を有する。さらに、第２の複数の通路２８０の少なくとも一部分は、第１の複数の開口部９４の少なくとも一部分と連通し、流体が、第１の複数の開口部９４及び第２の複数の通路２８０を通って第１の回転部材３２内の第３の通路２５６に流れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体源（１８）から回転部材に流体を搬送するための流体移送装置（１６）であって、
軸線に沿って延びる第１の回転部材（３２）の周りに配置されたハウジング（６６）であって、前記流体源（１８）と連通するべく貫通して延びる第１の複数の開口部（９４）を有するハウジング（６６）を具備し、
前記第１の回転部材（３２）が、該第１の回転部材の第１の外表面から該第１の回転部材（３２）内でほぼ軸方向に延びる第３の通路（２５６）まで延びる第２の複数の通路（２８０）を有し、
前記第２の複数の通路（２８０）の少なくとも一部分が、前記第１の複数の開口部（９４）の少なくとも一部分と連通し、
流体が、前記第１の複数の開口部（９４）及び第２の複数の通路（２８０）を通って前記第１の回転部材（３２）内の第３の通路（２５６）に流れる、ことを特徴とする流体移送装置（１６）。
【請求項２】
前記ハウジング（６６）の第１の複数の開口部（９４）が、該ハウジング（６６）の周りに円周方向に配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ハウジング（６６）が、該ハウジングを貫通して延びる第４の複数の開口部（９６）を有し、
前記第４の複数の開口部（９６）の各々が、前記第１の複数の開口部（９４）のうちの１つの開口部に近接して配置され、
前記ハウジング（６６）が、該ハウジングの内表面（１０４）に結合された少なくとも第１のバッフル部分（１０８）をさらに有し、
前記第１のバッフル部分（１０８）が、流体が該第１のバッフル部分（１０８）を通過して流れる時に流体内の乱流を減少させるために少なくとも前記第４の複数の開口部（９６）のうちの１つの開口部及び前記第１の複数の開口部（９４）のうちの１つの開口部に近接して配置されていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項４】
前記第１の回転部材（３２）が、前記第３の通路（２５６）から流体を受けるように構成された該第１の回転部材（３２）内でほぼ軸方向に延びる第４の通路（３１０）と、該第１の回転部材（３２）の第２の外表面（３０６）から前記第４の通路（３１０）まで延びる第５の複数の開口部（３１２）とをさらに含み、
前記ハウジング（６６）が、前記流体源（１８）及び前記第１の回転部材（３２）内の第５の複数の開口部（３１２）の両方と連通した該ハウジングを貫通して延びる第６の複数の開口部（９８）をさらに有し、
冷媒流体が、前記第１の回転部材（３２）内の第４の通路（３１０）から該第１の回転部材（３２）内の第５の複数の開口部（３１２）及び前記ハウジング（６６）内の第６の複数の開口部（９８）を通って前記流体源（１８）に流れる、
ことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項５】
前記ハウジング（６６）が、該ハウジングを貫通して延びる第７の複数の開口部（１００）をさらに含み、
前記第７の複数の開口部（１００）の各々が、前記第６の複数の開口部（９８）のうちの１つの開口部に近接して配置され、
前記ハウジング（６６）が、該ハウジングの内表面（１０４）に結合された少なくとも第１のバッフル部分（１０８）をさらに有し、
前記第１のバッフル部分（１０８）が、流体が該第１のバッフル部分（１０８）を通過して流れる時に流体内の乱流を減少させるために少なくとも前記第７の複数の開口部（１００）のうちの１つの開口部及び前記第６の複数の開口部（９８）のうちの１つの開口部に近接して配置されている、
ことを特徴とする請求項４の装置。
【請求項６】
前記第１の回転部材（３２）が、超伝導ロータコイル（３３６）に対して作動可能に結合され、
前記第３の通路（２５６）が、前記コイルに流体を送って該コイルを所定の温度に等しいか又はそれ以下の温度に冷却するようになっている、ことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項７】
流体源（１８）から回転部材に流体を搬送する方法であって、
前記流体源（１８）から第１の回転部材（３２）の周りに配置されたハウジング（６６）に流体を供給する段階と、
前記ハウジング（６６）を貫通して延びる複数の開口部（９４）を通して、前記第１の回転部材（３２）内でほぼ軸方向に延びる第２の通路（２５６）に至る該第１の回転部材（３２）を貫通して延びる第１の複数の通路に流体を送る段階と、ことを特徴とする流体搬送方法。
【請求項８】
前記第２の通路（２５６）から超伝導コイル（３３６）に流体を送って、該コイルを所定の温度に等しいか又はそれ以下の温度に冷却するようにする段階をさらに含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記流体が冷媒流体を含む、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記冷媒流体が、ヘリウム流体、ネオン流体、水素流体及び窒素流体の１つを含む、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を回転部材に搬送するための流体移送装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機及び発電機のような回転電気機械は、磁気的に結合されたロータとステータとを有する。一般的に、ロータは、磁場を発生するために使用するコイルを有する。具体的には、ロータコイル内を流れる電流は、磁場を発生する。発電機においては、ロータは、該ロータを回転させる原動機に結合されて、ステータ内に電圧を誘導する回転磁場を発生する。ステータ内に発生した電圧を使用して、送電網に電力を供給する。これとは異なり、電動機においては、ステータは、ロータコイルにより発生された磁場と相互作用する回転磁場を発生して、ロータの回転を誘発する。
【０００３】
従来型の銅導電体は一般的に、ロータコイルを形成するために使用される。しかしながら、銅の電気抵抗は、ロータコイル内に大きな量の抵抗熱損失を生じさせるのに十分な大きさであり、このことにより、回転機械の効率が低下する。従来型の銅導電体によって生じる損失に応えて、ロータコイルとして使用するための超伝導体が開発されてきた。超伝導体は、所定の遷移温度以下でその電気抵抗を喪失する材料であり、このことにより、ロータコイルとして使用するのに超伝導体は望ましものになる。
【０００４】
超伝導ロータコイルを利用した回転機械においては、ロータコイルは、超伝導コイルの温度を遷移温度以下に低下させるために極低温流体によって冷却される。遷移温度以下では、超伝導ロータコイルは、超伝導状態になり、その電気抵抗を喪失する。一般的に、極低温流体は、外部の極低温流体源によって超伝導コイルに供給される。極低温流体は、超伝導ロータコイルから熱を吸収して、ロータコイルを遷移温度以下に保ち、超伝導状態に維持する。超伝導ロータコイルを冷却するための極低温流体は、ロータシャフトの一端部に設置した移送継手によって極低温流体源とロータとの間で移送される。
【０００５】
しかしながら、ロータシャフトの端部を通しての極低温流体の移送に関連して、幾つかの問題がある。例えば、発電機は、２つのタービン間に配置される場合がある。この構成においては、ロータシャフトのいずれの端部もロータコイルに極低温流体を供給するためのアクセスが不能である。
【特許文献１】米国特許第６，５７７，０２８号公報
【特許文献２】米国特許第６，４１２，２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、冷媒流体を回転装置に搬送するための改良した装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示的な実施形態による、流体源から回転部材に流体を移送するための流体移送装置を提供する。本流体移送装置は、軸線に沿って延びる第１の回転部材の周りに配置されたハウジングを含み、ハウジングは、流体源と連通した該ハウジングを貫通して延びる第１の複数の開口部を有する。第１の回転部材は、該第１の回転部材の第１の外表面から該第１の回転部材内でほぼ軸方向に延びる第３の通路まで延びる第２の複数の通路を有する。さらに、第２の複数の通路の少なくとも一部分は、第１の複数の開口部の少なくとも一部分と連通し、流体が、第１の複数の開口部及び第２の複数の通路を通って第１の回転部材内の第３の通路に流れる。
【０００８】
別の例示的な実施形態による、流体源から回転部材に流体を搬送する方法を提供する。本方法は、流体源から第１の回転部材の周りに配置されたハウジングに流体を供給する段階を含む。本方法はさらに、ハウジングを貫通して延びる複数の開口部を通して、第１の回転部材内でほぼ軸方向に延びる第２の通路に至る該第１の回転部材を貫通して延びる第１の複数の通路に流体を送る段階を含む。
【０００９】
別の例示的な実施形態による、流体源から回転部材に流体を搬送するための流体移送装置を提供する。本流体移送装置は、軸線に沿って延びる第１の回転部材手段の周りに配置されたハウジングを含む。ハウジングは、流体源と連通した該ハウジングを貫通して延びる第１の複数の開口部を有する。第１の回転部材手段は、軸線の周りでハウジングに対して回転する。第１の回転部材手段は、該第１の回転部材手段の第１の外表面から該第１の回転部材手段内でほぼ軸方向に延びる第３の通路まで延びる第２の複数の通路を有する。さらに、第２の複数の通路の少なくとも一部分は、第１の複数の開口部の少なくとも一部分と連通し、流体が、第１の複数の開口部及び第２の複数の通路を通って第１の回転部材手段内の第３の通路に流れる。
【００１０】
幾つかの実施形態によるその他のシステム及び／又は方法は、添付の図面及び以下の詳細な説明を検討すると、当業者には明らかであるか又は明らかになるであろう。そのような付加的なシステム及び方法の全ては、本発明の技術的範囲内にあり、特許請求の範囲によって保護されることになることを意図している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、発電システム１０を示している。発電システム１０は、ガスタービンシステム１２と、発電機１４と、流体移送装置１６と、流体源１８と、たわみ継手２０と、蒸気タービン２２とを含む。流体移送装置１６は、以下で一層詳細に説明するように、流体源１８から発電機１４の内部前方領域内に冷媒流体を移送するために利用される。
【００１２】
ガスタービンシステム１２は、その中でガスを燃焼させて回転シャフト３２を回転させ、次いで電気を生成するために設けられる。ガスタービンシステム１２は、ガスタービン３０と、回転シャフト３２と、圧縮機３４と、熱回収管３６とを含む。ガスタービン３０は、回転シャフト３２を介して圧縮機３４に作動可能に結合される。さらに、ガスタービン３０は、ガスの燃焼によって生じるエネルギーをシャフト３２及び圧縮機３４の回転運動に変換する。回転圧縮機３４は、ガスタービン３０に流入する空気の圧力を高めて、ガスタービン３０内におけるガスの燃焼を改善する。
【００１３】
図１及び図５を参照すると、発電機１４は、回転シャフト３２に応じて電気を生成するために設けられる。発電機１４は、ステータ３３０とロータ３３２とを含む。ロータ３３２は、超伝導ロータコイル３３６を囲む真空ジャケット３３４を含む。ステータ３３０は、ロータ３３２の周りに作動可能に配置される。ロータ３３２がステータ３３０内で回転する時、超伝導コイル３３６内の電流が磁場を発生し、この磁場が、ステータ３３０内に電圧を誘導する。発電機１４は、回転シャフト３２を介してガスタービンシステム１２に作動可能に結合される。さらに、回転シャフト３２は、発電機１４から流体移送装置１６を貫通してたわみ継手２０まで延びる。
【００１４】
図１を参照すると、蒸気タービン２２は、ガスタービンシステム１２が発生した燃焼生成物によって生成された蒸気を使用することによって発電システム１０の効率を改善するために設けられる。蒸気タービン２２は、高圧モジュール５０と、シャフト５２と、中圧モジュール５４と、低圧モジュール５６と、復水器５８とを含む。高圧モジュール５０、中圧モジュール５４及び低圧モジュール５６は、シャフト５２に作動可能に結合される。作動時、ガスタービンの熱回収管３６は、ガスタービン３０が発生した燃焼生成物から熱を抽出する。蒸気タービン２２の復水器５８からの液状凝縮物は、熱回収管３６にポンプ圧送される。その後、液状凝縮物は、熱回収管３６内で加熱されて蒸気を生成する。その後、蒸気は、高圧モジュール５０に供給される。蒸気は、高圧モジュール５０、中圧モジュール５４及び低圧モジュール５６を通って流れてシャフト５２の回転を引き起こす。さらに、蒸気が高圧モジュール５０、中圧モジュール５４及び低圧モジュール５６を通って流れると、蒸気は圧力を喪失する。蒸気は、低圧モジュール５６を通って流れた後に復水器５８によって液体に凝縮される。高圧モジュール５０は、ガスタービンシステム１２の熱回収管３６と作動可能に連通している。蒸気タービン２２のシャフト５２は、たわみ継手２０によってガスタービンシステム１２のシャフト３２に結合される。たわみ継手２０は、シャフト５２及び３２が互いに対して或る程度の相対運動をするのを可能にしながらシャフト５２、３２を結合する。
【００１５】
図２〜図４を参照すると、例示的な実施形態による、流体源１８から発電機１４に冷媒流体を移送するための流体移送装置１６を示している。流体移送装置１６は、ハウジング６６と、流体受入部材１７０と、流体排出部材２１０と、シャフト３２とを含む。
【００１６】
ハウジング６６は、回転シャフト３２の一部分を囲むために設けられる。ハウジング６６は、壁部分６８、７０と、バッフル部分１０８、１１０と、タブ部分１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６と、シール１４０、１４２、１４４、１４６、１４８とを含む。壁部分６８、７０は、アルミニウムで作られ、ハウジング６６の内部領域７１を形成する。勿論、壁部分６８、７０は、金属及びプラスチックを含む複数のその他の材料で作ることもできる。壁部分６８、７０は、その中に空洞７２、７４、７６、７８、８０を含む。空洞７２、７４、７６、７８、８０は、壁部分６８、７０を通して冷媒流体に伝達される熱エネルギーの量を減少させるために、真空排気されるか又は非熱伝導性物質で充填される。壁部分７０は、回転シャフト３２を受けるように構成された該壁部分７０を貫通して延びる開口部９０を含む。シャフト３２は、この開口部９０を貫通してハウジング６６の内部領域７１内に延びる。壁部分７０はさらに、開口部９０とは反対側のハウジング６６の端部に該壁部分７０を貫通して延びる開口部９２を含む。シャフト３２の一部分はさらに、ハウジング６６の開口部９２を貫通して延びる。壁部分７０はさらに、シャフト３２の外表面を密閉するシ−ル１４０を受けるように構成された、開口部９０に近接した溝を含む。
【００１７】
図２を参照すると、壁部分６８は、該壁部分６８を貫通して冷媒流体をハウジング６６内に連通させるための該壁部分６８を貫通して延びる複数の開口部９４と複数の開口部９６とを含む。複数の開口部９４は、壁部分６８の外表面１０６の周りに円周方向に配置される。複数の開口部９６もまた、壁部分６８の外表面１０６の周りに円周方向に配置される。複数の開口部９６の各開口部は、複数の開口部９４のうちの１つの開口部に近接して配置される。壁部分６８はさらに、該壁部分６８を貫通して冷媒流体をハウジング６６から放出するための該壁部分６８を貫通して延びる複数の開口部９８と複数の開口部１００とを含む。複数の開口部９８は、壁部分６８の外表面１０６の周りに円周方向に配置される。複数の開口部１００もまた、壁部分６８の外表面１０６の周りに円周方向に配置される。複数の開口部１００の各開口部は、複数の開口部９８のうちの１つの開口部に近接して配置される。
【００１８】
バッフル部分１０８は、冷媒流体が複数の開口部９４、９６を通ってかつバッフル部分１０８を通過して流れる時に冷媒流体内の乱流を減少させるために設けられる。バッフル部分１０８は、壁部分６８の内表面１０４からハウジング６６の内部領域７１内に延びる。バッフル部分１０８は、ほぼＴ字形の断面輪郭を有し、壁部分６８の内表面１０４の周りで円周方向に延びる。複数の開口部９４は、バッフル部分１０８の第１の側に近接して配置され、また複数の開口部９６は、バッフル部分１０８の第２の側に配置される。
【００１９】
バッフル部分１１０は、冷媒流体がバッフル部分１１０の周りをかつ複数の開口部９８、１００を通って流れる時に冷媒流体内の乱流を減少させるために設けられる。バッフル部分１１０は、壁部分６８の内表面１０４からハウジング６６の内部領域７１内に延びる。バッフル部分１１０は、ほぼＴ字形の断面輪郭を有し、壁部分６８の内表面１０４の周りで円周方向に延びる。複数の開口部９８は、バッフル部分１１０の第１の側に近接して配置され、また複数の開口部１００は、バッフル部分１１０の第２の側に配置される。
【００２０】
タブ部分１１２、１１４は、壁部分６８の内表面１０４からハウジング６６の内部領域７１内に延びる。タブ部分１１２、１１４は、壁部分６８の複数の開口部９４に近接して配置される。さらに、タブ部分１１２、１１４は、それらの間にシ−ル１４２を受けかつハウジング６６の内表面１０４の周りで円周方向に延びるように構成される。シ−ル１４２は、回転部材３２のＹ字形フランジ２７０の一部分と接触するように構成される。
【００２１】
タブ部分１１６、１１８は、壁部分６８の内表面１０４からハウジング６６の内部領域７１内に延びる。タブ部分１１６、１１８は、壁部分６８の複数の開口部９６に近接して配置される。さらに、タブ部分１１６、１１８は、それらの間にシ−ル１４４を受けかつハウジング６６の内表面１０４の周りで円周方向に延びるように構成される。シ−ル１４４は、回転部材３２のＹ字形フランジ２７０の一部分と接触するように構成される。
【００２２】
タブ部分１２０、１２２は、壁部分６８の内表面１０４からハウジング６６の内部領域７１内に延びる。タブ部分１２０、１２２は、壁部分６８の複数の開口部９８に近接して配置される。さらに、タブ部分１２０、１２２は、それらの間にシ−ル１４６を受けかつウジング６６の内表面１０４の周りで円周方向に延びるように構成される。シ−ル１４６は、導管部分３００の一部分と接触するように構成される。
【００２３】
タブ部分１２４、１２６は、壁部分６８の内表面１０４からハウジング６６の内部領域７１内に延びる。タブ部分１２４、１２６は、壁部分６８の複数の開口部１００に近接して配置される。さらに、タブ部分１２４、１２６は、それらの間にシ−ル１４８を受けかつハウジング６６の内表面１０４の周りで円周方向に延びるように構成される。シ−ル１４８は、導管部分３００の一部分と接触するように構成される。
【００２４】
シ−ル１４０、１４２、１４４、１４６、１４８は、固定部材と回転部材との間を密閉するために設けられる。シ−ル１４０、１４２、１４４、１４６、１４８は、鉄−流体シ−ルを含む。勿論、流体移送装置１６の別の実施形態においては、別のタイプのシ−ルを利用することができる。例えば、流体移送装置１６において鉄−流体シ−ルの代わりにＫｅｖｌａｒブラシシール又はラビリンスシールを利用することができる。
【００２５】
図２及び図４を参照すると、流体移送装置１６の流体受入部材１７０は、流体源１８からハウジング６６の複数の開口部９４、９６内に流体を送るために設けられる。流体受入部材１７０は、リング部分１７２と、管状部材１８０と、複数の導管１８４、１８６とを含む。
【００２６】
リング部分１７２は、ほぼリング形状であり、ハウジング６６の周りで円周方向に延びる。リング部分１７２は、該リング部分１７２内で該リング部分１７２の周りにほぼ３６０°にわたり延びる開口部１７４を含む。リング部分１７２はさらに、その中に配置された空洞１７６を含み、この空洞１７６は、真空排気されるか又は非熱伝導性物質で充填され、空洞１７６と開口部１７４との間には、比較的薄い壁が配置される。
【００２７】
管状部材１８０は、流体源１８からリング部分１７２の開口部１７４内に冷媒流体を送るように該リング部分１７２に作動可能に結合される。管状部材１８０は、該管状部材１８０を貫通して延びかつリング部分１７２の開口部１７４と連通した開口部１８２を含む。
【００２８】
複数の導管１８４、１８６は、リング部分１７２とハウジング６６との間で延びる。複数の導管１８４、１８６は、リング部分１７２からハウジング６６の複数の開口部９４、９６内に冷媒流体を送るために設けられる。複数の導管１８４の各導管は、その中で延びる開口部１８８を含む。各開口部１８８は、（ｉ）壁部分６８内の複数の開口部９４のうちの対応する開口部、及び（ｉｉ）リング部分１７２の開口部１７４と連通する。複数の導管１８６の各導管は、その中で延びる開口部１９０を含む。各開口部１９０は、（ｉ）壁部分６８内の複数の開口部９６のうちの対応する開口部、及び（ｉｉ）リング部分１７２の開口部１７４と連通する。
【００２９】
流体排出部材２１０は、ハウジング６６内の複数の開口部９８、１００から流体源１８に流体を送るために設けられる。流体排出部材２１０は、リング部分２１２と、管状部材２２０と、複数の導管２２６、２２８とを含む。
【００３０】
リング部分２１２は、ほぼリング形状であり、ハウジング６６の周りで円周方向に延びる。リング部分２１２は、該リング部分２１２内で該リング部分２１２の周りにほぼ３６０°にわたり延びる開口部２１４を含む。リング部分２１２はさらに、その中に配置された空洞２１６を含み、この空洞２１６は、真空排気されるか又は非熱伝導性物質で充填され、空洞２１６と開口部２１４との間には、比較的薄い壁が配置される。
【００３１】
管状部材２２０は、発電機１４から冷媒流体を排出しかつ冷媒流体を流体源１８に送るようにリング部分２１２に作動可能に結合される。管状部材２２０は、該管状部材２２０を貫通して延びかつリング部分２１２の開口部２１４と連通した開口部２２２を含む。
【００３２】
複数の導管２２６、２２８は、リング部分２１２とハウジング６６との間で延びる。複数の導管２２６、２２８は、ハウジング６６の複数の開口部９８、１００から管状部材２２０内に冷媒流体を送るために設けられる。複数の導管２２６の各導管は、その中で延びる開口部２３０を含む。各開口部２３０は、（ｉ）壁部分６８内の複数の開口部９８のうちの対応する開口部、及び（ｉｉ）リング部分２１２の開口部２１４と連通する。複数の導管２２８の各導管は、その中で延びる開口部２３２を含む。各開口部２３２は、（ｉ）壁部分６８内の複数の開口部１００のうちの対応する開口部、及び（ｉｉ）リング部分２１２の開口部２１４と連通する。
【００３３】
管状部材１８０、２２０及び複数の導管１８４、１８６、２２６、２２８は、（ｉ）それらの間に真空領域が配置された二重壁と、（ｉｉ）二重壁の反対側の壁よりも高い温度を有する、真空領域に近い側の二重壁のうちの１つの壁上に配置した放射低減断熱材（例えば、ＭＬＩ又は銀メッキ）とを含むことに注目されたい。
【００３４】
図２を参照すると、回転部材３２は、流体源１８から発電機１４に冷媒流体を送るために、また回転エネルギーを発電機１４に伝える通常の機能のために設けられる。回転部材３２は、導管部分２５２と、Ｙ字形フランジ２７０と、導管部分３００とを含む。
【００３５】
導管部分２５２は、通路２５６を形成する外壁２５４を含む。外壁２５４は、外表面２５５と内表面２５７とを含む。外壁２５４はさらに、その中に配置された空洞２５８、２６０、２６２を含む。空洞２５８、２６０、２６２は、非熱伝導性物質で充填されるか又は真空排気される。
【００３６】
Ｙ字形フランジ２７０は、導管部分２５２から外向きに延び、開口部９４、９６及び開口部１８８、１９０から導管部分２５２の通路２５６に冷媒流体を送るように構成される。Ｙ字形フランジ２７０は、環状部材２７２と延長部材２７４、２７６とを含む。環状部材２７２は、導管部分２５２の外表面２５５から外向きに延びかつ導管部分２５２の周りで円周方向に延びる。延長部材２７４、２７６は、互いに対向して環状部材２７２に対してほぼ垂直に延びる。環状部材２７２は、開口部９４、９６から開口部２８０を通して導管部分２５２の通路２５６に冷媒流体を送るための該環状部材２７２を貫通して延びる複数の開口部２８０を含む。環状部材２７２及び延長部材２７４はさらに、その中に配置された空洞２８３を含み、この空洞２８２は、真空排気されるか又は非熱伝導性物質で充填される。環状部材２７２及び延長部材２７６は、それらの中に配置された空洞２８３を含み、この空洞２８３は、真空排気されるか、もしくは非熱伝導性物質で充填される。環状部材２７２及び延長部材２７４、２７６は、シ−ル１４２、１４４に近接して配置されて、その中に流体を受けるための密閉領域２８４を形成する。領域２８４は、導管部分２５２の通路２５６及び複数の開口部９４、９６の両方と連通する。
【００３７】
導管部分３００は、発電機１４からハウジング６６内の複数の開口部９８、１００に冷媒流体を送るために設けられる。導管部分３００は、外壁３０２と端壁３０４とを含む。端壁３０４は、導管部分２５２と外壁３０２との間に結合される。導管部分３００は、導管部分３２の直径よりも大きい直径を有する。さらに、外壁３０２、端壁３０４及び導管部分３２の外表面は、発電機１４から冷媒流体を受けるための通路３１０を形成する。外壁３０２は、外表面３０６と内表面３０８とを含む。さらに、外壁３０２は、該外壁３０２を貫通して延びる複数の開口部３１２を含む。複数の開口部３１２は、通路３１０からハウジング６６内の複数の開口部９８、１００に冷媒流体を連通させるために、外壁３０２の周りに円周方向に配置される。外壁３０２及び端壁３０４は、その中に空洞３１４を有し、この空洞３１４は、真空排気されるか又は非熱伝導性物質で充填される。外壁３０２は、該外壁３０２が回転する時にシ−ル１４６、１４８と接触して冷媒流体の漏洩を防止する。
【００３８】
流体源１８は、その中に冷媒流体を蓄えかつその冷媒流体を発電機１４の所定の超伝導温度以下に冷却するように構成される。例示的な実施形態では、冷媒流体は、ヘリウム流体、ネオン流体、水素流体及び窒素流体の１つ又はそれ以上を含む。勿論、別の実施形態では、例えば水のようなその他のタイプの冷媒流体を利用することもできる。さらに、流体源１８は、冷媒流体を流体移送装置１６に送りかつ流体移送装置１６から冷媒流体を受けるために設けられる。具体的には、流体源１８は、発電機１４を冷却するために、導管部材１８０を通して冷媒流体を流体移送装置１６内にポンプ圧送する。さらに、流体源１８は、導管部材２２０から加熱した冷媒流体を受け、その中で冷媒流体を冷却する。
【００３９】
それらを通して冷媒流体を連通させる上述の導管及び部材の全ては、図示していないが放射低減断熱材の層を有することができる。放射低減断熱材は、ＭＬＩ、銀、又は例えば０．０５よりも小さい放射率値を有するその他の低放射率物質を含むことができる。放射低減断熱材は、比較的高温度の表面の放射率を低下させて、それによって導管又は部材を通るその放射及び熱伝導を減少させる。
【００４０】
次に図６を参照しながら、流体移送装置１６を利用して流体源から発電機１４に冷媒流体を搬送する方法を説明する。
【００４１】
ステップ３５０において、流体源１８は、冷媒流体を流体移送装置１６にポンプ圧送する。ステップ３５２において、流体移送装置１６は、ハウジング６６を貫通して延びる複数の開口部９４及び複数の開口部９６の両方を通して、回転部材３２内でほぼ軸方向に延びる通路２５６に至る回転部材３２を貫通して延びる複数の開口部又は通路２８０に冷媒流体を送る。
【００４２】
ステップ３５４において、回転部材３２は、通路２５６を通して超伝導コイル３３６に冷媒流体を送って、該コイル３３６を所定の温度に等しいか又はそれ以下の温度に冷却するようにする。
【００４３】
ステップ３５６において、回転部材３２は、超伝導コイル３３６から回転部材３２内でほぼ軸方向に延びる通路３１０を通して冷媒流体を送る。
【００４４】
ステップ３５８において、回転部材３２は、通路３１０から該回転部材３２内の複数の通路又は開口部３１２を通して冷媒流体を送る。
【００４５】
ステップ３６０において、ハウジング６６は、複数の通路３１２から該ハウジング６６を貫通して延びる複数の開口部９８及び複数の開口部１００の両方を通して流体源１８に冷媒流体を送る。
【００４６】
流体源から回転部材に冷媒流体を移送するための本流体移送装置及び方法は、他のシステム及び方法に優る大きな利点を示す。具体的には、本流体移送装置及び方法は、回転部材の端部位置以外の位置において回転部材に冷媒流体を移送する技術的効果を提供する。従って、本流体移送装置は、回転部材の２つの端部間に配置して、回転部材に冷媒流体を送ることができる。
【００４７】
例示的な実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、本発明の要素に対して様々な変更を加えることができ、また本発明の要素を均等物で置き換えることができることは、当業者には明らかであろう。さらに、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、特定の状況に適合するように本発明の教示に対して多くの修正を加えることができる。従って、本発明は、本発明を実施するために開示した実施形態に限定されるものではなく、本発明は、意図した特許請求の範囲の技術的範囲に属する全ての実施形態を含むことを意図している。さらに、第１の、第２のなどの用語の使用は、何ら重要度の順位を表すものではなくて、用語の第１の、第２のなどは、１つの要素を他の要素から区別するために使用している。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】例示的な実施形態による流体移送装置を有する発電システムの概略図。
【図２】図１の流体移送装置の概略断面図。
【図３】図１の流体移送装置で利用する回転部材の斜視図。
【図４】図１の流体移送装置の斜視図。
【図５】図１の発電システムで利用する流体移送装置及び発電機の概略図。
【図６】別の例示的な実施形態による、流体源から回転部材に冷媒流体を移送する方法のフローチャート。
【符号の説明】
【００４９】
１０  発電システム
１２  ガスタービンシステム
１４  発電機
１６  流体移送装置
１８  流体源
２２  蒸気タービン
３２  回転部材
６６  ハウジング
１７０  流体受入部材
２１０  流体排出部材
２５２  導管部分
２７０  Ｙ字形フランジ
３００  導管部分
３３０  ステータ
３３２  ロータ
３３６  超伝導ロータコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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