超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，本发明在超导旋转电机的一面设置以多级结构具备第1及第2磁流体室的磁流体密封装置，所述第1及第2磁流体室在内部包含能够使超导旋转电机内部密闭的磁流体，从而因以双重结构形成的自由流体密封装置而能够在超导旋转电机中安装2～3条流体管路。
【专利说明】超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，更详细而言，涉及一种在超导旋转电机的一面设置能够使超导旋转电机内部密闭的多级结构的磁流体密封装置，从而因以多级结构形成的自由流体密封装置而能够在超导旋转电机中设置2?3条流体管路的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置。
【背景技术】
[0002]一般而言，所谓超导旋转电机，使用超导线来代替铜线构成励磁线圈。
[0003]利用所述超导线构成超导旋转电机，因此，与常导电动机或发电机相比，超导旋转电机能够将损失减小到一半左右，在具备相同大小时能够生产2倍的容量。
[0004]另外，在具备相同大小时，超导旋转电机产生2倍的容量，因此，作为中小容量发电机乃至要求较大容量的工业用电动机或发电机，其使用用途逐渐增加，其容量也在大发展。
[0005]如上所述，使用超导线构成的超导旋转电机包括:旋转轴，其以中空型形成；旋转电机机箱，其由设置于所述旋转轴的外周面的具有小直径和大直径的旋转内筒及旋转外筒构成；超导励磁线圈，其设置于所述旋转内筒及旋转外筒；以及定子；冷却棒，其安装于旋转轴的内部，利用从外部供应的制冷剂，使所述超导励磁线圈冷却；以及磁流体密封装置，其持续维持所述机箱的内部真空状态。
[0006]安装于所述超导旋转电机的磁流体密封装置必须在维持其自身旋转的同时，对超导旋转电机的内部进行密闭，因此，多使用磁流体密封(Magnetic Seal)。
[0007]S卩，设置于超导旋转电机的磁流体密封装置，利用磁体和磁流体，通过流入、流出机箱内部的制冷剂，事先切断外部空气流入所述机箱内部。
[0008]但是，以往的磁流体密封装置的问题在于，超导旋转电机中只安装一条流体管路。
[0009]由于只把所述一条流体管路连接在结合于超导旋转电机的一面的磁流体密封装置，因而发生这样的问题:在因技术开发而实现大容量化的超导旋转电机中无法连接2?3条流体管路。
[0010]S卩，由于工业化，已经生产大容量的超导旋转电机，但在安装于所述超导旋转电机的一面的磁流体密封装置中，只结合有一条液体管路，因而发生制冷剂无法充分向超导旋转电机内部供应的问题。
【发明内容】
[0011]技术课题
[0012]本发明正是为了改进如上所述的以往问题而提出的，其目的在于提供一种超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，在构成磁流体密封装置的中心轴和机壳上，以多级结构形成能够在内部包含用于密封的磁流体的第I及第2磁流体室，在设置于机箱的一面的所述磁流体密封装置中，至少能够连接2?3条液体管路，从而不仅能够顺利地向超导旋转电机供应制冷剂，而且即使安装多级结构的液体管路，依然能够恒定地维持超导旋转电机的密封。
[0013]旨在达成所述目的的本发明超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，具备借助于磁流体而实现密封的密封室，并包括由中心轴与机壳构成的磁流体密封装置，所述中心轴具备供应及回收制冷剂的第I及第2流路孔，其中，在所述中心轴的中央，形成在内部包含用于密封的磁流体的第I磁流体室；在所述机壳的中央，形成在内部包含用于密封的磁流体的第2磁流体室；以多级结构形成用于密封的流体室。
[0014]另外，所述第I磁流体室在中心轴的内、外面,对应地形成能够在内部包含磁流体的环状的第I及第2流路槽。
[0015]另外，在所述机壳的内、外面，对应地形成能够在内部包含磁流体的环状的第3及第4流路槽。
[0016]发明效果
[0017]如上所述，本发明通过在构成磁流体密封装置的中心轴与机壳上，以多级结构形成具备第I及第2流路槽的第I磁流体室和具备第3及第4流路槽的第2磁流体室，以便结合磁流体用于密封，从而可以将2?3条液体管路连接于所述磁流体密封装置，在增加密封的同时，使制冷剂能够顺利供应给超导旋转电机，而且，能够期待预先防止超导旋转电机破损及发电量下降这样的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置的剖面立体图。
[0019]图2是本发明实施例的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置的局部放大剖面立体图。
[0020]图3是本发明实施例的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置的局部放大剖面图。
[0021]最佳实施方式
[0022]下面参照附图，对本发明的实施例进行说明。
[0023]图1是本发明实施例的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置的剖面立体图，图2是本发明实施例的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置的局部放大剖面立体图，图3显示了本发明实施例的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置的局部放大剖面图。
[0024]如图1至图3所示，本发明实施例的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，具备借助于磁流体(80)而实现密封的密封室，并包括由中心轴(40)与机壳(50)构成的磁流体密封装置(10)，所述中心轴(40)具备供应及回收制冷剂的第I及第2流路孔
(41)(51)，其中，在所述中心轴(40)的中央形成在内部包含用于密封的磁流体(80)的第I磁流体室(20)，在所述机壳(50)的中央形成在内部包含用于密封的磁流体(80)的第2磁流体室(30)。
[0025]此时，所述第2流路孔(51)如图2所示，形成于中心轴(40)与机壳(50)之间。
[0026]就在所述中心轴(40)上形成的第I磁流体室(20)而言，在所述中心轴(40)的内面形成在内部包含磁流体(80)的第I流路槽(21)，与所述第I流路槽(21)对应地，在中心轴(40)的外面形成在内部包含磁铁(81)的第2流路槽(22)。
[0027]此外，就在机壳(50)上形成的第2磁流体室(30)而言，形成在内部包含磁流体
(80)的第4流路槽(32)，与所述第4流路槽(32)对应地，在机壳(50)的内面形成在内部包含磁铁(81)的第3流路槽(31)。
[0028]其中，所述磁流体是含有铁粉的胶体溶液，构成所述磁流体的胶体溶液借助在第
2、3磁流体室(22) (31)内分别包含的磁铁(81)而生成磁通(Magnet Flux),由此,所述胶体溶液执行密闭的功能。
[0029]如上所述，在构成磁流体密封装置(10)的中心轴(40)与机壳(50)，以多级结构形成在内部包含磁流体(80)的第I及第2磁流体室(20) (30)，因此，虽然图中未示出，但能够借助于通过制冷剂装置而向超导旋转电机的机箱(90)内部供应及回收的制冷剂，防止所述机箱(90)的内部真空状态恶化。
[0030]需要指出的是，此时，就通过所述第I及第2流路孔(41) (51)供应的制冷剂而言，不仅能够直接向后述的冷却棒(61)供应及回收制冷剂，而且，如图所示，可以在所述第I及第2流路孔(41) (51)设置由能够供应另外的制冷剂的第I及第2连接管(71) (72)构成的连接管(70)，向冷却棒(61)供应制冷剂，在本申请发明中，以通过连接管(70)向冷却棒
(61)供应制冷剂为例进行说明。
[0031]在一面设置有所述磁流体密封装置(10)的超导旋转电机如图1所示，设置有旋转轴(60)和机箱(90)，其中，所述旋转轴(60)为中空型，在内部设有冷却棒(61)，所述机箱
(90)安装于所述旋转轴(60)的外周面，由具有小直径和大直径的转子内筒(91)和转子外筒(92)构成。
[0032]在所述转子内筒(91)中，缠绕有超导线圈的超导励磁线圈(93)设置得被励磁线圈支撑部(94)支撑装，在转子外筒(92)中设置有定子。
[0033]在所述转子内筒(91)与转子外筒(92)之间，结合有能够切断从机箱(90)内部发生的辐射热的隔热屏(95)。
[0034]需要指出的是，此时在所述旋转内筒(91)与旋转外筒(92)之间形成有高真空层。【具体实施方式】
[0035]参照图1至图3，说明如上所示结合的本发明实施例的运转状态及效果，首先，通过第I连接管(71)，把从制冷剂供应装置供应的制冷剂供应给冷却棒(61)，在使转子内筒
(91)与所述转子内筒(91)的内部具备的超导励磁线圈(93)和隔热屏(95)冷却的状态下，利用外部电源使超导励磁线圈(93)旋转，使所述超导旋转电机发电。
[0036]然后，在所述超导旋转电机发电的同时，流入转子机箱(90)内部的制冷剂通过第2连接管(72)，虽然附图中未示出，流入制冷剂供应装置。
[0037]此时，磁流体密封装置(10)以非旋转方式安装于所述旋转电机机箱(90)的一面，借助于在磁流体密封装置(10)内部包含的磁流体(80)，持续维持超导转子机箱(90)的内部真空状态，在所述磁流体密封装置(10)中，以多级结构形成在内部包含磁流体(80)的第I及第2磁流体室(20) (30)，从而能够最大限度地防止外部空气通过制冷剂流入流出到超导旋转电机的机箱(90)内部。[0038]S卩，在中心轴(40)中，形成第I磁流体室(20)，所述第I磁流体室(20)具备能够在内部包含磁流体(80)和磁铁(81)的第I及第2流路槽(21) (22)，从而能够最大限度地防止外部空气随着通过在所述中心轴(40)中形成的第I流路孔(41)供应的制冷剂而流入超导旋转电机机箱(90)的内部。
[0039]此外，在机壳(50)上形成第2磁流体室(30)，所述第2磁流体室(30)形成有能够在内部包含磁铁(81)和磁流体(80)的第3及第4流路槽(31) (32)，能够防止当制冷剂通过在所述中心轴(40)与机壳(50)之间形成的第2流路孔(51)回收到制冷剂装置时，超导旋转电机机箱(90)的内部真空状态恶化。
[0040]如上所述，在构成磁流体密封装置(10)的中心轴(40)与机壳(50)上，形成具备第I及第2流路槽(21) (22)的第I磁流体室(20)、和具备第3及第4流路槽(31) (32)的第2磁流体室(30)，从而能够连接2?3条流体管路。
[0041]另外，在磁流体密封装置(10)中形成具有多级结构的第I及第2磁流体室(20)
(30)，从而由于所述第I及第2磁流体室(20) (30)，能够最大限度地防止外部空气流入、流出到超导旋转电机的机箱(90)内部，不仅能够有效维持机箱(90)的内部真空状态，而且能够防止超导旋转电机的发电量因此而减小。
[0042]另外，在磁流体密封装置(10)中，以多级结构形成在内部包含磁流体(80)的第I及第2磁流体室(20) (30)，因而能够生产因工业化发展而导致大小较大的大容量超导旋转电机并提供给消费者，能够增大生产量。
[0043]以上参照附图，叙述了关于本发明的具有超导旋转电机用双重结构的磁流体密封装置的技术思想，但这只是示例性地说明本发明的最优选实施例，而非限定本发明。
[0044]因此，只要是所属【技术领域】的技术人员，任何人均能够在不脱离本发明技术思想范围的范围内，进行尺寸及形状以及结构等的多种变形及模仿，这是不言而喻的，这种变形及模仿包含于本发明的技术思想的范围。
[0045]工业上的可应用性
[0046]本发明能够高效地应用于超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，在构成磁流体密封装置的中心轴和机壳上，以多级结构形成能够在内部包含用于密封的磁流体的第I及第2磁流体室，在设置于机箱的一面的所述磁流体密封装置中，至少能够连接2?3条液体管路，从而不仅能够顺利地向超导旋转电机供应制冷剂，而且即使设置多级结构的液体管路，也能够既定地维持超导旋转电机的密封。
【权利要求】
1.一种超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，具备借助于磁流体而实现密封的密封室，并包括由中心轴与机壳构成的磁流体密封装置，所述中心轴具备供应及回收制冷剂的第I及第2流路孔，其特征在于， 在所述中心轴的中央，形成在内部包含有用于密封的磁流体的第I磁流体室， 在所述机壳的中央，形成在内部包含有用于密封的磁流体的第2磁流体室，以多级结构形成用于密封的流体室。
2.根据权利要求1所述的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，其特征在于， 所述第I磁流体室在中心轴的内、外面，对应地形成分别能够在内部包含磁流体和磁铁的环状的第I及第2流路槽。
3.根据权利要求1所述的超导旋转电机用具有多级结构的磁流体密封装置，其特征在于， 在所述机壳的内、外面，对应地形成分别能够在内部包含磁铁和磁流体的环状的第3及第4流路槽。
【文档编号】H02K55/00GK103688453SQ201280031039
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年7月11日 优先权日:2012年1月27日
【发明者】申铉长, 白秉山, 金斤雄 申请人:现代重工业株式会社