(57)【要約】【課題】簡便な構成でエネルギー効率の向上を実現するとともに、冷媒の逆流を防ぐことができる、超電導回転機を提供する。【解決手段】冷媒給排用固定管２０は、軸方向一端が内径シャフト１４‐４に挿入される円筒部２０ｂと、円筒部２０ｂの軸方向一端側に、軸方向に供給接続孔１４‐４ｄに対応した位置において、内径シャフト１４‐４の内周面との間に供給冷媒空間Ａ２を有して固定され、所定の回転角度において供給接続孔１４‐４ｄを塞ぐシール面を有する形状である、中継部２０ｅと、冷媒を冷凍機から超電導回転機本体１に供給する流路であり、円筒部２０ｂの内側において延伸し、供給冷媒空間Ａ２と連通する、供給流路２１と、冷媒を超電導回転機本体１から冷凍機に排出する流路であり、円筒部２０ｂの内側において延伸し、中継部２０ｅを貫通し、排出冷媒空間Ｓと連通する排出流路２２とを備える。【選択図】図３
2018042312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端が負荷に接続され、軸方向他端側が中空であるシャフト本体と、
前記シャフト本体が回転可能に軸方向に貫挿されるケーシングと、
前記ケーシングの内部において、前記シャフト本体の側面に固定され、ロータコア及び該ロータコアに取り付けられた複数の真空容器を有するロータと、
各前記真空容器の内部にそれぞれ格納される超電導界磁コイルと、
前記軸方向一端側に底部を有する円筒形状であり、前記シャフト本体内部に同心締結され、該シャフト本体と共に回転する内径シャフトと、
前記超電導界磁コイルを冷却するための冷媒を超電導回転機本体に給排する管であり、前記シャフト本体の前記軸方向他端を貫通するように前記軸方向に延伸し、前記内径シャフトに対し、前記軸方向他端側から滑り軸受を介して同心接続する、冷媒給排用固定管と、
一端が、前記内径シャフトを介して前記冷媒給排用固定管から前記冷媒が供給される供給管の一端と連通し、他端が、前記内径シャフトを介して前記冷媒給排用固定管に前記冷媒を排出する排出管の一端と連通することで、前記冷媒の流路となり、前記超電導界磁コイルと該冷媒との熱交換が行われる空間を有する、熱交換冷媒管とを備え、
前記内径シャフトは、
前記内径シャフトの、前記冷媒給排用固定管の先端面と前記底部との間に設けられる排出冷媒空間の周面を貫通し、前記排出管の他端と連通する排出接続孔と、
前記内径シャフトの、前記排出接続孔よりも前記内径シャフトの前記軸方向他端側における周面を貫通し、前記供給管の他端と連通する供給接続孔とを備え、
前記冷媒給排用固定管は、
前記軸方向に延伸し、前記軸方向一端が前記内径シャフトに挿入される円筒部と、
前記円筒部の前記軸方向一端側に、前記供給接続孔に対応した位置において、前記内径シャフトの内周面との間に供給冷媒空間を有して固定され、所定の回転角度において前記供給接続孔を塞ぐシール面を有する形状である、中継部と、
前記中継部の前記軸方向一端側に、前記内径シャフトの前記底部との間に前記排出冷媒空間を有して固定され、周面に前記排出冷媒空間と前記供給冷媒空間とを隔離する前記滑り軸受が設けられる、先端部と、
前記冷媒を前記超電導回転機本体に供給する流路であり、前記円筒部の内側において延伸し、前記供給冷媒空間と連通する、供給流路と、
前記冷媒を前記超電導回転機本体から排出する流路であり、前記円筒部の内側において延伸し、前記中継部及び前記先端部を貫通し、前記排出冷媒空間と連通する排出流路とを備える
ことを特徴とする超電導回転機。
【請求項２】
前記供給接続孔は、前記内径シャフトの周方向に偶数個設けられ、
前記中継部は、前記シール面によって、前記供給接続孔の全個数のうち、周方向に１つ飛ばしの位置に設けられる半分の該供給接続孔を、前記所定の回転角度において塞ぎ、
前記中継部によって区切られた前記供給冷媒空間をそれぞれ供給冷媒小空間とし、１つの該供給冷媒小空間に対し、１本の前記供給流路が連通して設けられ、
前記所定の回転角度において、１つの前記供給冷媒小空間当たりに対し、１つの前記供給接続孔が位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の超電導回転機。
【請求項３】
前記供給流路は、互いに独立して延伸している
ことを特徴とする請求項２に記載の超電導回転機。
【請求項４】
前記排出流路の本数は、前記供給流路の本数と等しい
ことを特徴とする請求項３に記載の超電導回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導界磁コイルを冷媒によって冷却する冷媒給排装置を備える超電導回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導界磁コイルを用いた回転機である超電導回転機では、駆動中に超電導界磁コイルを、超電導状態に保つために超電導臨界温度Ｔｃ以下の低温に維持する必要がある。ここで、回転子に超電導界磁コイルを備えた超電導界磁コイルを冷却する方法として、下記特許文献１のように、回転子の中心部分にある回転軸を介して冷媒を注入し超電導界磁コイルを冷却する方法が知られている。
【０００３】
下記特許文献１は、冷凍機で冷却された冷媒を流入させ、冷媒と回転子の超電導界磁コイルとの間での熱交換後、気化した冷媒を再度冷凍機で冷却して液体に戻すことで、冷媒循環を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願公開０２６１６３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記特許文献１では、一度気化した冷媒を再度液化させるために、サイフォン等の凝縮工程が必要となり、冷却装置が複雑化するといった問題がある。
【０００６】
したがって本発明では、簡便な構成でエネルギー効率の向上を実現するとともに、冷媒の逆流を防ぐことができる、超電導回転機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の発明に係る超電導回転機は、
軸方向一端が負荷に接続され、軸方向他端側が中空であるシャフト本体と、
前記シャフト本体が回転可能に軸方向に貫挿されるケーシングと、
前記ケーシングの内部において、前記シャフト本体の側面に固定され、ロータコア及び該ロータコアに取り付けられた複数の真空容器を有するロータと、
各前記真空容器の内部にそれぞれ格納される超電導界磁コイルと、
前記軸方向一端側に底部を有する円筒形状であり、前記シャフト本体内部に同心締結され、該シャフト本体と共に回転する内径シャフトと、
前記超電導界磁コイルを冷却するための冷媒を超電導回転機本体に給排する管であり、前記シャフト本体の前記軸方向他端を貫通するように前記軸方向に延伸し、前記内径シャフトに対し、前記軸方向他端側から滑り軸受を介して同心接続する、冷媒給排用固定管と、
一端が、前記内径シャフトを介して前記冷媒給排用固定管から前記冷媒が供給される供給管の一端と連通し、他端が、前記内径シャフトを介して前記冷媒給排用固定管に前記冷媒を排出する排出管の一端と連通することで、前記冷媒の流路となり、前記超電導界磁コイルと該冷媒との熱交換が行われる空間を有する、熱交換冷媒管とを備え、
前記内径シャフトは、
前記内径シャフトの、前記冷媒給排用固定管の先端面と前記底部との間に設けられる排出冷媒空間の周面を貫通し、前記排出管の他端と連通する排出接続孔と、
前記内径シャフトの、前記排出接続孔よりも前記内径シャフトの前記軸方向他端側における周面を貫通し、前記供給管の他端と連通する供給接続孔とを備え、
前記冷媒給排用固定管は、
前記軸方向に延伸し、前記軸方向一端が前記内径シャフトに挿入される円筒部と、
前記円筒部の前記軸方向一端側に、前記供給接続孔に対応した位置において、前記内径シャフトの内周面との間に供給冷媒空間を有して固定され、所定の回転角度において前記供給接続孔を塞ぐシール面を有する形状である、中継部と、
前記中継部の前記軸方向一端側に、前記内径シャフトの前記底部との間に前記排出冷媒空間を有して固定され、周面に前記排出冷媒空間と前記供給冷媒空間とを隔離する前記滑り軸受が設けられる、先端部と、
前記冷媒を前記超電導回転機本体に供給する流路であり、前記円筒部の内側において延伸し、前記供給冷媒空間と連通する、供給流路と、
前記冷媒を前記超電導回転機本体から排出する流路であり、前記円筒部の内側において延伸し、前記中継部及び前記先端部を貫通し、前記排出冷媒空間と連通する排出流路とを備える
ことを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するための第２の発明に係る超電導回転機は、
上記第１の発明に係る超電導回転機において、
前記供給接続孔は、前記内径シャフトの周方向に偶数個設けられ、
前記中継部は、前記シール面によって、前記供給接続孔の全個数のうち、周方向に１つ飛ばしの位置に設けられる半分の該供給接続孔を、前記所定の回転角度において塞ぎ、
前記中継部によって区切られた前記供給冷媒空間をそれぞれ供給冷媒小空間とし、１つの該供給冷媒小空間に対し、１本の前記供給流路が連通して設けられ、
前記所定の回転角度において、１つの前記供給冷媒小空間当たりに対し、１つの前記供給接続孔が位置する
ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するための第３の発明に係る超電導回転機は、
上記第２の発明に係る超電導回転機において、
前記供給流路は、互いに独立して延伸している
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための第４の発明に係る超電導回転機は、
上記第３の発明に係る超電導回転機において、
前記排出流路の本数は、前記供給流路の本数と等しい
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る超電導回転機によれば、簡便な構成でエネルギー効率の向上を実現するとともに、冷媒の逆流を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る超電導回転機の概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る超電導回転機の反負荷側の拡大断面矢視図である。
【図３】本発明の実施例における超電導回転機本体の内径シャフトと冷媒給排装置の冷媒給排用固定管との回転式接続部（ロータリジョイント）の拡大断面矢視図である。
【図４】図３のａ‐ａ断面矢視に対応する、熱交換冷媒管が４本の場合の概略的断面矢視図である。
【図５】図３のａ‐ａ断面矢視に対応する、熱交換冷媒管が８本の場合の概略的断面矢視図である。
【図６】図３のａ‐ａ断面矢視に対応する、熱交換冷媒管が２本の場合の概略的断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る超電導回転機は、回転子の超電導界磁コイルを冷却するための冷媒循環構造に着目したものである。以下、本発明に係る超電導回転機について、実施例にて図面を用いて詳述する。
【００１４】
［実施例］
本実施例に係る超電導回転機は、軸方向一端が負荷に接続しており、軸方向他端に冷媒給排装置を備えている。また、冷媒給排装置は図示しない冷凍機などの熱交換器に接続している。なお、以下では、負荷が設けられている側（軸方向一端側）を「負荷側」、その反対側（軸方向他端側）を「反負荷側」と呼称する場合がある。
【００１５】
冷凍機は、超電導界磁コイルを冷却するための冷媒を冷却して送り出す機能を有するものである。冷媒給排装置は、冷凍機から送り出されてきたこの冷媒を超電導回転機本体へ供給するための管路である供給管、及び、超電導回転機本体から戻ってきた冷媒を冷凍機へ排出するための管路である排出管を有する。本実施例に係る超電導回転機は、これらの構成を有することで、冷媒を循環させ、超電導界磁コイルの低温状態を維持することができる。
【００１６】
図１の本実施例に係る超電導回転機の概略図を用いて、超電導回転機本体１について詳述する。なお、図１においては、紙面右側が負荷側、紙面左側が反負荷側となる。図１に示すように、超電導回転機本体１は、ケーシング１２、シャフト（シャフト本体）１４、ロータ１５、及び、ステータ１６を備えており、反負荷側に冷媒給排装置２が接続している。
【００１７】
ケーシング１２は、略円筒形状のフレーム１２Ａ、フレーム１２Ａの負荷側の開口端面に装着される負荷側ブラケット１２Ｂ、及び、フレーム１２Ａの反負荷側の開口端面に装着される反負荷側ブラケット１２Ｃを備えている。シャフト１４は、ケーシング１２に回転可能に軸方向に貫挿され、軸方向一端が負荷（図示略）に接続され、負荷側ブラケット１２Ｂ、反負荷側ブラケット１２Ｃに、それぞれころがり軸受け１３Ａ，１３Ｂを介して回転可能に支持される。ロータ１５は、ケーシング１２の内部において、シャフト１４の周面に固定され、シャフト１４とともに回転する。ステータ１６は、フレーム１２Ａの内周面側に、ロータ１５と空隙を介して配される。
【００１８】
また、ロータ１５は、ロータコア１５‐１に複数の真空容器１５‐２を取り付けた構成となっている。複数の真空容器１５‐２の内部には、それぞれ超電導界磁コイル１５‐３が格納され、超電導界磁コイル１５‐３には、超電導界磁コイル１５‐３を冷却するための冷媒が流れる流路である熱交換冷媒管１７が隣接配置（接触）している。熱交換冷媒管１７は、一端が後述する供給管の一端と連通し、他端が後述する排出管の一端と連通し、超電導界磁コイル１５‐３と冷媒との熱交換が行われる空間を有する。
【００１９】
さらに、シャフト１４は、負荷側から順に互いに固定される、超電導回転機側シャフト１４‐１、中継シャフト１４‐２、及び、冷媒給排装置側シャフト１４‐３により構成されている。
【００２０】
超電導回転機側シャフト１４‐１は、ころがり軸受１３Ａを介して負荷側ブラケット１２Ｂに回転可能に支持され、軸方向負荷側端部が外部の負荷に接続されており、ロータ１５が固定されている。中継シャフト１４‐２は、中空円盤形状に形成され、超電導回転機側シャフト１４‐１の軸方向反負荷側端部に締結されている。
【００２１】
図２は、本実施例に係る超電導回転機の反負荷側の拡大断面矢視図である。図２に示すように、冷媒給排装置側シャフト１４‐３は、負荷側の大径円盤部１４‐３ａ、及び、反負荷側の小径円筒部１４‐３ｂを備える中空部材である。
【００２２】
大径円盤部１４‐３ａは、ケーシング１２の内部に配された中空円盤状であり、小径円筒部１４‐３ｂは、大径円盤部１４‐３ａよりも小径の中空円筒状であり、大径円盤部１４‐３ａと小径円筒部１４‐３ｂとは、内部空間が連通している。また、小径円筒部１４‐３ｂは、反負荷側ブラケット１２Ｃを貫通するようにして、ケーシング１２の外部に突出しており、小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側端部には、フランジ部１４‐３ｃが形成されている。
【００２３】
また、冷媒給排装置側シャフト１４‐３には、内径シャフト１４‐４を介して軸方向に、冷媒給排用固定管２０が挿入されている。
【００２４】
内径シャフト１４‐４は、大径円盤部１４‐３ａの内部に配され、反負荷側から順に、大内径円筒部１４‐４ａ、大内径円筒部１４‐４ａよりも（肉厚が内周側に増加していることで）内径が小径である小内径円筒部１４‐４ｂ、及び、小内径円筒部１４‐４ｂの端部に形成された底部１４‐４ｃを有する、有底形状の筒体（すなわち、負荷側端部に底部、反負荷側端部に（シャフト１４の反負荷側端部を向く）開口部を有する円筒形状）である。底部１４‐４ｃは、中継シャフト１４‐２に同心締結されており（図示略）、内径シャフト１４‐４は、中継シャフト１４‐２と共に（すなわちシャフト１４と共に）回転する回転部材である。
【００２５】
一方、冷媒給排装置２には、図２に示すように、超電導界磁コイル１５‐３を冷却するための冷媒を超電導回転機本体１に給排する管である冷媒給排用固定管２０、及び、冷媒給排用固定管２０が挿通される貫通孔が形成された底部２５ａを有し、シャフト１４の反負荷側におけるケーシング１２からの突出部分（すなわち、既に説明したごとく、小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側ブラケット１２Ｃから反負荷側に突出した部分）を覆う容器である真空ブラケット２５が、主として備えられている。
【００２６】
図３は、超電導回転機本体１の内径シャフト１４‐４と冷媒給排装置２の冷媒給排用固定管２０との回転式接続部（ロータリジョイント）の拡大断面矢視図である。内径シャフト１４‐４の大内径円筒部１４‐４ａの反負荷側端部の内周面には、熱伝導率の低い部材から成る熱絶縁管２４の一端が（例えば、溶接により）嵌合している。
【００２７】
図２に示すように、熱絶縁管２４は、大内径円筒部１４‐４ａから真空ブラケット２５内の小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側端部１４‐３ｂｂまで軸方向に延伸している。熱絶縁管２４の反負荷側端部２４‐１は、（肉厚が外周側に増加していることで）外径が拡大しており、その外周面は、小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側端部１４‐３ｂｂの内周面に、嵌合している。
【００２８】
熱絶縁管２４の反負荷側端部２４‐１の外周面と、小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側端部１４‐３ｂｂの内周面との嵌合部分により、熱絶縁管２４の反負荷側端部の外周面には、断熱のために真空引きされる空間である真空断熱空間Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３と、冷凍機（図示略）から供給される冷媒が流入する空間である供給冷媒空間Ａ１，Ａ２，Ａ３とが隔離されている。なお、熱絶縁管２４の反負荷側端部２４‐１の上記嵌合部分には、Ｏリング２４ａが設けられている。
【００２９】
冷媒給排用固定管２０の負荷側端部周辺は内径シャフト１４‐４内に挿入され、反負荷側端部は冷凍機に接続されている。また、図２に示すように、後述する最外殻円筒部２０ｂの反負荷側端部は、真空ブラケット２５内に位置し、（肉厚が増加することで）外径が拡大している（拡径部２０ｂ‐１）。
【００３０】
図３に示すように、冷媒給排用固定管２０の負荷側の先端面２０ｆと、内径シャフト１４‐４の底部１４‐４ｃとの間には、超電導界磁コイル１５‐３を冷却した後に排出される冷媒が流入する円盤状の空間である排出冷媒空間Ｓが設けられている。また、回転側である内径シャフト１４‐４の大内径円筒部１４‐４ａの内周面と、固定側である冷媒給排用固定管２０の周面との間には、冷凍機から供給される冷媒が流入する空間である供給冷媒空間Ａ２が設けられている。
【００３１】
そして、大内径円筒部１４‐４ａの周面を径方向に貫通し、供給管１８の他端と連通する供給接続孔１４‐４ｄが形成されている。また、小内径円筒部１４‐４ｂの排出冷媒空間Ｓの位置における周面を径方向に貫通し、排出管１９の他端と連通する排出接続孔１４‐４ｅが形成されている。なお、供給接続孔１４‐４ｄは排出接続孔１４‐４ｅよりも反負荷側に位置している。
【００３２】
冷媒給排用固定管２０は、小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側端部１４‐３ｂｂを貫通するように、シャフト１４の軸方向に延伸し、内径シャフト１４‐４に対し、反負荷側から滑り軸受（オイルレスベアリング）２３を介して同心接続する、固定側部材の管路である。そして、冷媒給排用固定管２０は、熱絶縁管２４の内周側に任意の隙間を隔てて設けられた円筒形状の最外殻円筒部２０ｂと、最外殻円筒部２０ｂの内周側に配され、シャフト１４の軸方向に延伸し、超電導回転機本体１に対して冷媒の給排を行う供給流路２１及び排出流路２２を有する。
【００３３】
より詳述すると、まず、シャフト１４の軸方向に延伸し、負荷側端部が内径シャフト１４‐４に挿入される最外殻円筒部２０ｂの内部に、中空部２０ｃを介して中実部２０ｄが設けられ、さらに、中実部２０ｄには、最外殻円筒部２０ｂよりも小径である供給流路２１と排出流路２２とが互いに非同心に設けられており、最外殻円筒部２０ｂの負荷側端部において、中実部２０ｄが最外殻円筒部２０ｂの内周面に嵌合している。
【００３４】
また、最外殻円筒部２０ｂと中実部２０ｄと供給流路２１とは、負荷側端部の軸方向位置が熱絶縁管２４と一致している。さらに、中実部２０ｄの負荷側端部には、最外殻円筒部より小径かつ中実の中継部２０ｅが固定されている。中継部２０ｅの軸方向位置は供給接続孔１４‐４ｄに対応している。さらに、中継部２０ｅの負荷側端部には、中実の先端部２０ａが固定されている。
【００３５】
したがって、大内径円筒部１４‐４ａの内周面と中継部２０ｅとの間の空間が、供給流路２１を介して冷凍機から供給される冷媒が流入する供給冷媒空間Ａ２となる。また、固定側である冷媒給排用固定管２０の最外殻円筒部２０ｂと、冷媒給排用固定管２０の外周側に延伸して配された回転側である熱絶縁管２４との境界部分の隙間が、供給冷媒空間Ａ１となる。
【００３６】
供給流路２１は、冷媒を冷凍機から超電導回転機本体１に供給する流路であり、中実部２０ｄの負荷側端面を軸方向に貫通するように形成された供給流路開口部２１ａを介して供給冷媒空間Ａ２と連通する。
【００３７】
排出流路２２は、冷媒を超電導回転機本体１から冷凍機に排出する流路である。また、排出流路２２は、先端部２０ａ、中継部２０ｅ、中実部２０ｄを軸方向に貫通するように延伸して形成されており、負荷側端部には、冷媒給排用固定管２０の負荷側端面（先端面２０ｆ）を軸方向に貫通するように形成される排出流路開口部２２ａを介して、排出冷媒空間Ｓと連通する。
【００３８】
なお、供給流路開口部２１ａは排出流路開口部２２ａよりも反負荷側に位置している。また、供給流路２１と排出流路２２とは、互いに独立した構造のため、互いの空隙に断熱材を挿入することも可能である。
【００３９】
冷媒給排用固定管２０の先端部２０ａ（供給接続孔１４‐４ｄよりも負荷側）は、最外殻円筒部２０ｂよりも小径である。なお、上述した排出冷媒空間Ｓは、この先端部２０ａと内径シャフト１４‐４の底部１４‐４ｃとの間に設けられている。
【００４０】
また、この先端部２０ａの外周面と内径シャフト１４‐４の小内径円筒部１４‐４ｂの内周面との間には、供給冷媒空間Ａ２と排出冷媒空間Ｓとを隔離する滑り軸受２３が設けられている。すなわち、滑り軸受２３の内周側に先端部２０ａの外周面が嵌合し、滑り軸受２３の外周側に内径シャフト１４‐４の小内径円筒部１４‐４ｂの内周面が滑り接続することで、供給冷媒空間Ａ２と排出冷媒空間Ｓと仕切る構造となっている。
【００４１】
また、滑り軸受２３は、四フッ化エチレン樹脂等の樹脂で構成された隔壁リングである。さらに、滑り軸受２３は、冷媒給排用固定管２０の軸方向における、供給接続孔１４‐４ｄと排出接続孔１４‐４ｅとの間の位置に設けられる。
【００４２】
供給接続孔１４‐４ｄは、供給冷媒空間Ａ２を介して供給流路開口部２１ａとすべり接続されている。また、排出接続孔１４‐４ｅは、排出冷媒空間Ｓを介して排出流路開口部２２ａとすべり接続されている。
【００４３】
既に説明した如く、供給管１８は、内径シャフト１４‐４を介して冷媒給排用固定管２０から冷媒が供給される管路であり、一端が熱交換冷媒管１７の一端（入口）に、他端が、供給接続孔１４‐４ｄに接続している。また、排出管１９は、内径シャフト１４‐４を介して冷媒給排用固定管２０に冷媒を排出する管路であり、一端が熱交換冷媒管１７の他端（出口）に、他端が、排出接続孔１４‐４ｅに接続している。
【００４４】
これら供給管１８及び排出管１９は冷媒給排装置側シャフト１４‐３の大径円盤部１４‐３ａの内部空間（真空断熱空間Ｂ３）に格納されている。
【００４５】
なお、熱交換冷媒管１７は、１本当たり１つの超電導界磁コイル１５‐３のみに接触するようにしてもよいが、１本あたり複数の超電導界磁コイル１５‐３に接触するようにしてもよい。その場合は、直列的に接続するように配置してもよく、並列的に接続するように配置してもよい。また、当然のことながら、供給管１８、供給接続孔１４‐４ｄ、排出管１９、及び、排出接続孔１４‐４ｅの数は、それぞれ熱交換冷媒管１７の数に対応する。
【００４６】
図４は、図３のａ‐ａ断面矢視に対応する、熱交換冷媒管１７が４本の場合の概略的断面矢視図である。熱交換冷媒管１７が４本の場合、図４に示すように、大内径円筒部１４‐４ａにおいて４つの供給接続孔１４‐４ｄが周方向に等間隔に形成され、それぞれの供給接続孔１４‐４ｄに対し供給管１８が接続している。なお、図４では、中実部２０ｄよりも紙面手前側（負荷側）の空間が供給冷媒空間Ａ２となる。
【００４７】
中継部２０ｅは、径方向断面視においてレーストラック形状の中実のものである。また、中継部２０ｅは、径方向断面視における長手方向両側面が、（回転側の回転による）所定の回転角度において供給接続孔１４‐４ｄを塞ぐシール面２０ｅ‐１となっている。図４中では、シール面２０ｅ‐１により供給接続孔１４‐４ｄを塞いでいる状態を表している。
【００４８】
より詳述すると、中継部２０ｅは、径方向断面視における長手方向両側面のシール面２０ｅ‐１によって、供給接続孔１４‐４ｄの全個数４つのうちの半分である２つを、上記所定の回転角度（例えば０°，９０°，１８０°…の９０°刻みの回転角度）において同時に塞ぐように形成されている。なお、該所定の回転角度で同時に塞がれる供給接続孔１４‐４ｄは、周方向に１つ飛ばしの位置に形成されているものとなる。
【００４９】
供給流路２１は、供給接続孔１４‐４ｄの全個数の半分、すなわち２本とし、排出流路２２を挟んで鉛直方向（紙面上下方向）に並べられている。また、供給流路２１は、中実部２０ｄの負荷側端部に形成された供給流路開口部２１ａに接続している。
【００５０】
また、中継部２０ｅによって区切られた供給冷媒空間Ａ２をそれぞれ供給冷媒小空間Ａ２‐１，Ａ２‐２とすると、１つの供給冷媒小空間Ａ２‐１（Ａ２‐２）毎に、１本の供給流路２１（供給流路開口部２１ａ）が設けられ、さらに、上記所定の回転角度において、１つの供給冷媒小空間Ａ２‐１（Ａ２‐２）当たりに対し、１つの供給接続孔１４‐４ｄが位置することになる。
【００５１】
２本の供給流路２１は、冷凍機から互いに独立して延伸しており、例えば、冷凍機からの１本の管を途中で分岐することで形成されるものではない。なお、各供給流路２１のそれぞれに、冷媒を送出するためのポンプ（図示略）が設けられる。
【００５２】
排出流路２２は、特にその本数を限定する必要はないが、冷媒を排出する際の圧力を考慮すると、例えば供給流路２１の本数と等しく２本としておくと都合がよい。図４では、２本の排出流路２２が、中継部２０ｅ及び中実部２０ｄ（さらに先端部２０ａ）の径方向中央部近傍において、互いに水平方向（紙面左右方向）に並べられるようにして貫通している場合が示されている。
【００５３】
ここで、図５には、図３のａ‐ａ断面矢視に対応する、熱交換冷媒管が８本の場合の概略的断面矢視図を示す。熱交換冷媒管１７が８本の場合、図５に示すように、大内径円筒部１４‐４ａにおいて８つの供給接続孔１４‐４ｄが周方向に等間隔に形成され、それぞれの供給接続孔１４‐４ｄに対し供給管１８が接続している。なお、図４同様、図５では、中実部２０ｄよりも紙面手前側（負荷側）の空間が供給冷媒空間Ａ２となる。
【００５４】
中継部２０ｅは、径方向断面視において２つの同心のレーストラック形状を９０°ずらして組み合わせた形状、すなわち、十字形状の径方向各端面がそれぞれ円弧である形状の中実のものとなっている。また、中継部２０ｅは、径方向端面それぞれが、（回転側の回転による）所定の回転角度において供給接続孔１４‐４ｄを塞ぐシール面２０ｅ‐１となっている。図５中では、シール面２０ｅ‐１により供給接続孔１４‐４ｄを塞いでいる状態を表している。
【００５５】
より詳述すると、中継部２０ｅは、径方向端面のシール面２０ｅ‐１によって、供給接続孔１４‐４ｄの全個数８つのうちの半分である４つを、上記所定の回転角度（例えば０°，４５°，９０°，１３５°，１８０°…の４５°刻みの回転角度）において同時に塞ぐように形成されている。なお、該所定の回転角度で同時に塞がれる供給接続孔１４‐４ｄは、周方向に１つ飛ばしの位置に形成されているものとなる。
【００５６】
供給流路２１は、供給接続孔１４‐４ｄの全個数の半分、すなわち４本とし、後述する排出流路２２を挟んで鉛直方向（紙面上下方向）に並べられている。また、供給流路２１は、中実部２０ｄの負荷側端部に形成された供給流路開口部２１ａに接続している。
【００５７】
また、中継部２０ｅによって区切られた供給冷媒空間Ａ２をそれぞれ供給冷媒小空間Ａ２‐１〜Ａ２‐４とすると、１つの供給冷媒小空間Ａ２‐１（Ａ２‐２〜Ａ２‐４）毎に、１本の供給流路２１（供給流路開口部２１ａ）が設けられ、さらに、上記所定の回転角度において、１つの供給冷媒小空間Ａ２‐１（Ａ２‐２〜Ａ２‐４）当たりに対し、１つの供給接続孔１４‐４ｄが位置することになる。
【００５８】
４本の供給流路２１は、冷凍機から互いに独立して延伸しており、例えば、冷凍機からの１本の管を途中で分岐することで形成されるものではない。なお、各供給流路２１のそれぞれに、冷媒を送出するためのポンプ（図示略）が設けられる。
【００５９】
排出流路２２は、特にその本数を限定する必要はないが、冷媒を排出する際の圧力を考慮すると、例えば供給流路２１の本数と等しく４本としておくと都合がよい。図５では、４本の排出流路２２が、中継部２０ｅ及び中実部２０ｄ（さらに先端部２０ａ）の径方向中央部近傍において、互いに水平方向（紙面左右方向）に並べられるようにして貫通している場合が示されている。
【００６０】
さらに、図６には、図３のａ‐ａ断面矢視に対応する、熱交換冷媒管が２本の場合の概略的断面矢視図を示す。熱交換冷媒管１７が２本の場合、図６に示すように、大内径円筒部１４‐４ａにおいて２つの供給接続孔１４‐４ｄが向かい合って形成（周方向に等間隔に形成）され、それぞれの供給接続孔１４‐４ｄに対し供給管１８が接続している。なお、図４，５同様、図６では、中実部２０ｄよりも紙面手前側（負荷側）の空間が供給冷媒空間Ａ２となる。
【００６１】
中継部２０ｅは、径方向断面視においてレーストラック形状を長手方向に対し垂直方向に半分に切った形状の中実のものとなっている。また、中継部２０ｅは、径方向端面それぞれが、（回転側の回転による）所定の回転角度において供給接続孔１４‐４ｄを塞ぐシール面２０ｅ‐１となっている。図６中では、シール面２０ｅ‐１により供給接続孔１４‐４ｄを塞いでいる状態を表している。
【００６２】
より詳述すると、中継部２０ｅは、径方向端面のシール面２０ｅ‐１によって、供給接続孔１４‐４ｄの全個数２つのうちの半分である１つを、上記所定の回転角度（例えば０°，１８０°…の１８０°刻みの回転角度）において塞ぐように形成されている。
【００６３】
供給流路２１は、供給接続孔１４‐４ｄの全個数の半分、すなわち１本としている。また、供給流路２１は、中実部２０ｄの負荷側端部に形成された供給流路開口部２１ａに接続している。さらに、１本の供給流路２１（供給流路開口部２１ａ）は、供給冷媒空間（部）Ａ２に設けられる。そして、上記所定の角度において、供給冷媒空間Ａ２に対し、１つの供給接続孔１４‐４ｄが位置することになる。なお、供給流路２１には、冷媒を送出するためのポンプ（図示略）が設けられる。
【００６４】
排出流路２２は、特にその本数を限定する必要はないが、冷媒を排出する際の圧力を考慮すると、例えば供給流路２１の本数と等しく１本としておくと都合がよい。図６では、１本の排出流路２２が、中継部２０ｅ及び中実部２０ｄ（さらに先端部２０ａ）を貫通している状態が示されている。
【００６５】
以上、図４〜６を用いた説明より、本実施例では、ｎを正の偶数とすると、熱交換冷媒管１７がｎ本の場合、まず、大内径円筒部１４‐４ａにおいてｎ個の供給接続孔１４‐４ｄが周方向に等間隔に形成され、それぞれの供給接続孔１４‐４ｄに対し供給管１８が接続している。
【００６６】
また、中継部２０ｅは、（回転側の回転による）所定の回転角度において供給接続孔１４‐４ｄを塞ぐシール面２０ｅ‐１を有している。中継部２０ｅは、シール面２０ｅ‐１によって供給接続孔１４‐４ｄの（ｎ）の半分（ｎ／２）を、該所定の回転角度において塞ぐように形成されている。なお、該所定の回転角度で同時に塞がれる供給接続孔１４‐４ｄは、周方向に１つ飛ばしの位置に形成されているものとなる。
【００６７】
供給流路２１は、供給接続孔１４‐４ｄの全個数（ｎ）の半分（ｎ／２）とする。また、中継部２０ｅによって区切られた供給冷媒空間Ａ２をそれぞれ供給冷媒小空間とすると、１つの供給冷媒小空間に対し、１本の供給流路２１が設けられ、さらに、上記所定の角度において、１つの供給冷媒小空間当たりに対し、１つの供給接続孔１４‐４ｄが位置することになる。
【００６８】
ｎ／２本の供給流路２１は、冷凍機から互いに独立して延伸しており、各供給流路２１に、冷媒を送出するためのポンプ（図示略）が設けられる。また、排出流路２２は、供給流路２１の本数と等しくしておくのが好ましい。
【００６９】
ところで、図２のように、既出の突出部分（小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側ブラケット１２Ｃから反負荷側に突出した部分）には、該突出部分の周面を径方向に貫通し、真空ブラケット２５の内部空間と連通する、複数（図２の例では冷媒給排用固定管２０を挟んで上下に対向する２つ）の貫通孔１４‐３ｂａが形成されている。
【００７０】
さらに、冷媒給排装置側シャフト１４‐３の小径円筒部１４‐３ｂは、真空ブラケット２５によって覆われている。そして、冷媒給排装置側シャフト１４‐３の小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側端部（すなわち、突出部分の端部）に形成されたフランジ部１４‐３ｃは略円環状となっている。
【００７１】
超電導回転機本体１の回転側部材（シャフト１４、ロータ１５、熱交換冷媒管１７、供給管１８、排出管１９、及び、熱絶縁管２４等）は、ころがり軸受け１３Ａ，１３Ｂにより径方向に位置決めされ、負荷側ブラケット１２Ｂと反負荷側ブラケット１２Ｃにより軸方向に位置決めされる。
【００７２】
真空ブラケット２５は、一端（負荷側）が反負荷側ブラケット１２Ｃに取り付けられた開口部であり、他端（反負荷側）が底部２５ａである有底形状のブラケット（容器）である。開口部にはフランジ部２５ｂが設けられ、このフランジ部２５ｂに対し同一円周上に設けた貫通孔を挿通する締結具（ボルト）２５ｅにより、真空ブラケット２５が超電導回転機本体１の反負荷側ブラケット１２Ｃの外側に固定されている。さらに、真空ブラケット２５の外周面の任意の部分には真空引きする真空ポンプ（図示略）との接続部となる貫通孔２５ｃが設けられている。
【００７３】
また、底部２５ａには冷媒給排用固定管２０が貫挿される貫通孔２５ａａが形成されている。さらに、底部２５ａには、締結具（ボルト）２５ａｂによってブラケットカバー２６が締結されている。ブラケットカバー２６は円盤状のカバーであり、冷媒給排用固定管２０が貫挿される貫通孔２６ａを備えている。
【００７４】
そして、真空ブラケット２５内において、冷媒給排装置側シャフト１４‐３の小径円筒部１４‐３ｂの外周には、軸方向負荷側から順に磁性流体シール部２７Ａ，２７Ｂが配されている。より詳しくは、磁性流体シール部２７Ａ，２７Ｂは、軸方向において貫通孔１４‐３ｂａが形成された位置を跨いで配設されている。
【００７５】
磁性流体シール部２７Ａは、固定側外輪２７Ａ‐１、回転側内輪２７Ａ‐２、及び、固定側外輪２７Ａ‐１と回転側内輪２７Ａ‐２との間に注入された磁性流体２７Ａ‐３からなる三層構造の筒体である。
【００７６】
磁性流体シール部２７Ａの固定側外輪２７Ａ‐１の負荷側端部には、円環状のフランジ部２７Ａ‐１ａが形成されている。このフランジ部２７Ａ‐１ａは、放射状に設けられフランジ部２７Ａ‐１ａを軸方向に貫通する締結具（ボルト）２７Ａ‐１ｂによって、反負荷側ブラケット１２Ｃに固定されている。なお、反負荷側ブラケット１２Ｃの磁性流体シール部２７Ａとの接触面１２Ｃ‐１は、少なくとも回転側内輪２７Ａ‐２及び磁性流体２７Ａ‐３とは接触しない凹構造となっている。
【００７７】
また、磁性流体シール部２７Ａの回転側内輪２７Ａ‐２は、固定側外輪２７Ａ‐１の内周側において、内周面が、Ｏリング２７Ａ‐２ａを介して既出の突出部分（小径円筒部１４‐３ｂの反負荷側ブラケット１２Ｃから反負荷側に突出した部分）の外周面に固定されている。
【００７８】
これにより、磁性流体シール部２７Ａは、固定側外輪２７Ａ‐１が反負荷側ブラケット１２Ｃに締結される固定部材となり、回転側内輪２７Ａ‐２が冷媒給排装置側シャフト１４‐３と共に（シャフト１４と共に）回転する回転部材となり、磁性流体２７Ａ‐３が固定側と回転側の境界となる。
【００７９】
磁性流体シール部２７Ｂは、回転側外輪２７Ｂ‐１、固定側内輪２７Ｂ‐２、及び、回転側外輪２７Ｂ‐１と固定側内輪２７Ｂ‐２との間に注入された磁性流体２７Ｂ‐３からなる三層構造の筒体である。
【００８０】
磁性流体シール部２７Ｂの回転側外輪２７Ｂ‐１の負荷側端部には、円環状のフランジ部２７Ｂ‐１ａが設けられている。このフランジ部２７Ｂ‐１ａは放射状に設けられフランジ部２７Ｂ‐１ａを軸方向に貫通する締結具（ボルト）２７Ｂ‐１ｂによって、小径円筒部１４‐３ｂに形成されたフランジ部１４‐３ｃの端面に固定されている。なお、冷媒給排装置側シャフト１４‐３のフランジ部１４‐３ｃの磁性流体シール部２７Ｂとの接触面１４‐３ｃａは、少なくとも固定側内輪２７Ｂ‐２及び磁性流体２７Ｂ‐３とは接触しない凹構造となっている。
【００８１】
また、磁性流体シール部２７Ｂの固定側内輪２７Ｂ‐２は、回転側外輪２７Ｂ‐１の内周面において、内周面が、Ｏリング２７Ｂ‐２ａを介して最外殻円筒部２０ｂにおける拡径部２０ｂ‐１の外周面に固定されている。
【００８２】
これにより、磁性流体シール部２７Ｂは、回転側外輪２７Ｂ‐１がシャフト１４と共に回転する回転部材となり、固定側内輪２７Ｂ‐２が冷媒給排用固定管２０に固定される固定部材となり、磁性流体２７Ｂ‐３が固定側と回転側の境界となる。
【００８３】
ここで、フランジ部１４‐３ｃの接触面１４‐３ｃａの凹部内の空間が、供給冷媒空間Ａ３となる。なお、供給冷媒空間Ａ１，Ａ２，Ａ３は連通している。
【００８４】
特許文献１に示されるように、磁性流体シールのシール機能は低温になると喪失してしまう。本実施例に係る超電導回転機では、供給冷媒空間Ａ１は狭いために圧力損失が高く、供給冷媒空間Ａ２から供給冷媒空間Ａ１へ流入する冷媒は少量となり、かつ、この少量の冷媒においても、（供給冷媒空間Ａ１の、内径シャフト１４‐４側の端部から、フランジ部１４‐３ｃ側の端部までの離間距離により）軸方向に温度勾配が発生し、供給冷媒空間Ａ３に到達した冷媒は、既に温度が上昇している、あるいは、気化しているため、磁性流体２７Ｂ‐３のシール機能が喪失することはない。また、磁性流体２７Ａ‐３においては、供給冷媒空間Ａ１との間に熱絶縁管２４及び真空断熱空間Ｂ２が設けられているため、シール機能が喪失することはない。
【００８５】
また、貫通孔２５ｃが真空配管（図示略）によって真空ポンプ（図示略）と連通することで、真空ブラケット２５内が真空断熱空間Ｂ１となり、貫通孔１４‐３ｂａを介して冷媒給排装置側シャフト１４‐３の小径円筒部１４‐３ｂの内周面と熱絶縁管２４の外周面との間の空間が真空断熱空間Ｂ２となり、さらに、真空断熱空間Ｂ２との連通によって、冷媒給排装置側シャフト１４‐３の大径円盤部１４‐３ａの内周面と内径シャフト１４‐４の外周面との間の空間が真空断熱空間Ｂ３となる。そして、真空断熱空間Ｂ３と連通する真空容器１５‐２の内部が真空断熱空間Ｂ４となる。磁性流体シール部２７Ａの負荷側端部（転がり軸受１３Ｂ周辺）の外気Ｃと反負荷側端部の真空断熱空間Ｂ１とは、磁性流体２７Ａ‐３でシールされる。
【００８６】
超電導界磁コイル１５‐３及び冷媒は、これら真空断熱空間Ｂ１〜Ｂ４によって外気Ｃから断熱されている。
【００８７】
本実施例における超電導回転機本体１の動作は、下記（Ａ）〜（Ｄ）に示す順のごとくである。
（Ａ）ステータ１６に設けられるステータコイルは、三相交流電源によって回転磁界を発生する（図示略）。
（Ｂ）超電導界磁コイル１５‐３は、界磁電源から集電導体を介して界磁電流の供給を受けて界磁極を形成し（図示略）、上記ステータコイルの回転磁界によってロータ１５を回転させる。
（Ｃ）ロータ１５の回転に伴って、その回転力が超電導回転機側シャフト１４‐１に伝達され、中継シャフト１４‐２、冷媒給排装置側シャフト１４‐３も回転する。
（Ｄ）内径シャフト１４‐４は、他端面が中継シャフト１４‐２と締結されているため、超電導回転機側シャフト１４‐１、中継シャフト１４‐２、冷媒給排装置側シャフト１４‐３と共に回転する。
【００８８】
また、本実施例における冷媒の循環動作は、下記（Ｅ）〜（Ｉ）に示す順のごとくである。
（Ｅ）外部にある冷凍機からポンプにより送出された冷媒は、供給流路２１内を通流し、ロータリジョイントにおいて、図３に矢印で示すように、供給流路開口部２１ａから供給冷媒空間Ａ２へ流入する。
（Ｆ）供給冷媒空間Ａ２の冷媒は、供給接続孔１４‐４ｄから供給管１８内へ流入する（その際、供給冷媒空間Ａ１にも僅かに流入する）。
（Ｇ）供給管１８内へ流入した冷媒は、熱交換冷媒管１７内へ流れ、熱交換冷媒管１７内を通流しながら（超電導界磁コイル１５‐３の周囲を流れながら）、超電導界磁コイル１５‐３と熱交換を行うことで、超電導界磁コイル１５‐３が冷却される。
（Ｈ）超電導界磁コイル１５‐３と熱交換した後の冷媒は、熱交換冷媒管１７内から排出管１９内へ流れ、図３に矢印で示すように、排出接続孔１４‐４ｅから排出冷媒空間Ｓへ浸入する。
（Ｉ）排出冷媒空間Ｓの冷媒は、排出流路開口部２２ａから排出流路２２内へ流入し、排出流路２２内を通流して、冷凍機へ戻る。
【００８９】
さらに、本実施例のロータリジョイントにおける冷媒の詳細な流れについて下記（Ｊ）〜（Ｌ）にて説明する。
（Ｊ）冷凍機から送出された冷媒が、固定側の供給流路２１から供給冷媒空間Ａ２へ流入し、供給接続孔１４‐４ｄを通り供給管１８へ流れる際、図４，５，６において破線矢印で示すように、回転側の供給接続孔１４‐４ｄ及び供給管１８が回転しており、所定の回転角度においては、中継部２０ｅのシール面２０ｅ‐１により全個数の半分の供給接続孔１４‐４ｄが同時に塞がれる。
（Ｋ）このとき、シール面２０ｅ‐１によって塞がれた供給接続孔１４‐４ｄには、冷媒が流入せず、その他の供給接続孔１４‐４ｄに高圧力で冷媒が流入することになる。
（Ｌ）また、同時に塞がれる（全個数の半分の）供給接続孔１４‐４ｄは、回転角度によって入れ替わるため、結果として、全供給管１８にサイクリックかつ均等に冷媒が流入することになる。
【００９０】
本実施例に係る超電導回転機では、冷媒は真空を隔てて断熱されているため、冷媒を気化することがなく液相冷媒のみで冷媒循環ができ、かつ、ヒータ等の補機を必要としないために温度管理を軽減でき、小型で簡単な冷媒循環流路で構成できる。
【００９１】
また、本実施例に係る超電導回転機では、冷媒流路を複数の経路で構成しているため、沸点に近い状態の冷媒を流して冷媒流路の圧力が高くなった場合でも、回転側の冷媒流路が各々のコイルに対して独立しているため、他の回転側の冷媒流路への影響を抑制できる。
【００９２】
さらに、本実施例に係る超電導回転機は、シール面２０ｅ‐１によって、供給接続孔１４‐４ｄの個数４つのうちの半分を、所定の回転角度において同時に塞ぐことにより、冷媒供給において脈動が発生、すなわち、各供給管１８にサイクリックに高圧力で冷媒が送出され、上述のように沸点に近い状態の冷媒を流して冷媒流路の圧力が高くなった場合に、より冷媒の逆流を防ぐことができる。
【００９３】
また、本実施例に係る超電導回転機は、供給流路２１を供給接続孔１４‐４ｄの全個数の半分とし、１つの供給冷媒小空間に１本の供給流路２１が設けられ、供給流路２１は冷凍機から互いに独立して延伸しており、各供給流路２１に冷媒を送出するためのポンプが設けられることにより、中継部２０ｅのシール面２０ｅ‐１に位置した供給管１８以外の供給管１８のうち１本に冷媒が逆流する可能性があった場合、その供給管１８に対しては、（独立して冷媒が供給されるため）他の供給管１８の影響を受けることなく、逆流の発生を防ぎ、確実に冷媒供給を行うことができる。
【００９４】
したがって、本実施例に係る超電導回転機は、小型で簡便な構成で冷却を行い、エネルギー効率の向上を実現することができる。さらに、本実施例に係る超電導回転機は、冷媒の逆流を確実に防ぐことができる。
【００９５】
また、本実施例では、冷媒が循環する際、磁性流体シール部２７Ａ，２７Ｂとは真空を隔てているため接触せず、特許文献１のようなヒータは不要となる。また、供給冷媒は、供給冷媒空間Ａ１において熱絶縁管２４の内周面と接触するが、熱絶縁管２４は、その外周面側が断熱真空空間Ｂ２となっており、これらの構成が外気Ｃからの熱侵入を熱的に絶縁する熱障壁として機能する。同様にして、内径シャフト１４‐４の外周面も断熱真空空間Ｂ１であり、外気Ｃからの熱侵入を熱的に絶縁する熱障壁として機能する。
【００９６】
さらに、本実施例では、上述のごとく、冷媒が熱絶縁管２４や真空断熱空間Ｂ１，Ｂ２等によって外気Ｃから熱的に絶縁されている構造となっているため、冷媒は液体から気体等への相転移を起こすことなく装置内を循環することができ、さらに、冷媒の流路となる構成の近傍には、磁性流体等の低温に脆弱な部品がなく、温度管理を行うことが容易になる。
【００９７】
したがって本実施例では、超電導回転機の回転側部材の冷媒循環経路が、外気から熱的に絶縁されることで、液相状態の冷媒で超電導界磁コイルを冷却することが可能となり、さらに、該冷媒循環経路が、低温に脆弱な磁性流体と熱的に隔離されることで、従来のようにヒータによって冷媒を気化させる温度管理が不要となり、簡便な構成で、エネルギー効率の向上を実現する超電導回転機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、超電導回転機として好適である。
【符号の説明】
【００９９】
１  超電導回転機本体
２  冷媒給排装置
１２  ケーシング
１２Ａ  フレーム
１２Ｂ，１２Ｃ  ブラケット
１２Ｃ‐１  （ブラケット１２Ｃの）接触面
１３Ａ，１３Ｂ  ころがり軸受け
１４  シャフト（シャフト本体）
１４‐１  超電導回転機側シャフト
１４‐２  中継シャフト
１４‐３  冷媒給排装置側シャフト
１４‐３ａ  大径円盤部
１４‐３ｂ  小径円筒部
１４‐３ｂａ  （小径円筒部１４‐３ｂの）貫通孔
１４‐３ｂｂ  （小径円筒部１４‐３ｂの）反負荷側端部
１４‐３ｃ  （小径円筒部１４‐３ｂの）フランジ部
１４‐３ｃａ  （フランジ部１４‐３ｃの）接触面
１４‐４  内径シャフト
１４‐４ａ  大内径円筒部
１４‐４ｂ  小内径円筒部
１４‐４ｃ  （内径シャフト１４‐４の）底部
１４‐４ｄ  供給接続孔
１４‐４ｅ  排出接続孔
１５  ロータ
１５‐１  ロータコア
１５‐２  真空容器
１５‐３  超電導界磁コイル
１６  ステータ
１７  熱交換冷媒管
１８  供給管
１９  排出管
２０  冷媒給排用固定管
２０ａ  先端部
２０ｂ  最外殻円筒部
２０ｂ‐１  拡径部
２０ｃ  中空部
２０ｄ  中実部
２０ｅ  中継部
２０ｅ‐１  シール面
２０ｆ  先端面
２１  供給流路
２１ａ  供給流路開口部
２２  排出流路
２２ａ  排出流路開口部
２３  滑り軸受（隔壁リング）
２４  熱絶縁管
２４‐１  （熱絶縁管２４の）反負荷側端部
２４ａ  （反負荷側端部２４‐１の）Ｏリング
２５  真空ブラケット
２５ａ  （真空ブラケット２５の）底部
２５ａａ  （真空ブラケット２５の）貫通孔
２５ａｂ  （貫通孔２５ａａの）締結具
２５ｂ  （真空ブラケット２５の）フランジ部
２５ｃ  （底部２５ａの）貫通孔
２５ｅ  （フランジ部２５ｂの）締結具
２６  ブラケットカバー
２６ａ  （ブラケットカバー２６の）貫通孔
２７Ａ  （第１）磁性流体シール部
２７Ａ‐１  固定側外輪
２７Ａ‐１ａ  （固定側外輪２７Ａ‐１の）フランジ部
２７Ａ‐１ｂ  （固定側外輪２７Ａ‐１の）締結具
２７Ａ‐２  回転側内輪
２７Ａ‐２ａ  （回転側内輪２７Ａ‐２の）Ｏリング
２７Ａ‐３  （第１）磁性流体
２７Ｂ  （第２）磁性流体シール部
２７Ｂ‐１  回転側外輪
２７Ｂ‐１ａ  （回転側外輪２７Ｂ‐１の）フランジ部
２７Ｂ‐１ｂ  （回転側外輪２７Ｂ‐１の）締結具
２７Ｂ‐２  固定側内輪
２７Ｂ‐２ａ  （固定側内輪２７Ｂ‐２の）Ｏリング
２７Ｂ‐３  （第２）磁性流体
Ａ１，Ａ２，Ａ３  供給冷媒空間
Ａ２‐１，Ａ２‐２，Ａ２‐３，Ａ２‐４  供給冷媒小空間
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４  真空断熱空間
Ｃ  外気
Ｓ  排出冷媒空間
【図１】
2018042312.tif 000003
【図２】
2018042312.tif 000004
【図３】
2018042312.tif 000005
【図４】
2018042312.tif 000006
【図５】
2018042312.tif 000007
【図６】
2018042312.tif 000008