Электрическая машина с криогенным охлаждением

 

вс, Г Q Q " ФФЗ яфi(.„:. i э 1 ю: 9

6нйлиотема МЬА

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ (11) 448547

Союз Советскнн

Социалист ицеших тееслублнл г (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) ЗаявлеиоХ4.0%i 72 (21)Х7Ю7М/24«7

<51) м Kll.

Н 02к 9/10 с присоединением заявкиГосударстоенный номнтет

Соната Мнннстроа СССР оо делам нзебретеннй н отнрытнй (32) ПриоритетОпубликованЯИ0.74 Бюллетень № 40 (45),Дата опубликования описанияХ5Х2 ° 74 (Я) УИК621. 3I3. 32., 537. 3I2. 62 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н.Н.Анемподистова и В.В. Домбровский (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С КРИОГЕННИМ

О ХВАЛЕНИЕМ

Изобретение относится к криогенным энергетическим устройствам, в частности к электрическим машинам с криогенным охлаждением.

Известна электрическая машина с криогенным охлаждением, в роторе которой размещены конечный теплообменник и дроссель холодильной установки.

Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов машины. Для этого промежуточные теплообменни-, ки холодильной установки размеще-, ны в статоре охлаждаемой машины и выполняют не только функции элементов холодильной установки, но и служат для охлаждения соответствующих узлов электрической машины.

На чертеже схематически изображена предлагаемая электрическая машина с криогенным охлаждением, продольный разрез, где — компрессор, 2 — первый, предвари2 тельный теплообиенник; 3 — азотная ванна; 4 - поток гелия к детандеру; 5 — детандер; 6 — ма.гистраль высокого давления, 5 7 — четвертый теплообменник; 8 —; 9 — выпускное .устройство 10 - впускное устройство; 4k — криостат ротора;

I2 — трубопровод обратного по1о тока гелия, 13 — сверхпроводящая обмотка; I4 — пятый, конечный теплообменйик,. I5 — дроссельный вентиль; I6 — статорная обмотка из чистого металла;. I7 — криостат

15 статора, ?8 — трубопровод, I9 — магистраль потока гелия;

20 - обратный поток гелия, 2I — ; 22 — вто юй теплообменник; 23 — обратныи поток гено лия из второго теплообменника.

Охлаждение криогенной электрической машины осуществляется по рефрижераторному циклу.

В компрессоре 4 гелий сжиg5 мается до высокого давления и

448547

3 поступает в первый (предварительный) теплообменник 2, где охлаждается обратными потоками геЛия

20 и 23. Затем гелиИ охлаждается в ванне 3 с азотом, кипящим в вакууме, и разветвляется на два потока. Поток 4 направляется в детандер 5 и, выйдя из ного, при температуре около 22 К йо магистрали I9 поступает в криостат I7, где охлаждает обмотку

I6 из чистог8 металла до температуры 25-26 К. Часть этого потока через сопла 2I ответвляется в теплоизолированное пространство, которое служит теплообменником 22 для другого потока . гелия высокого давления, направляющегося по магистрали 6 через криостат I7, выполняющий для этого потока функцию третьего теплсобменника. Затем по трубопроводу I8 поток гелия поступает в теплообменник 7 и через входное устройство IQ и полый вал 8 в криостат Ы, являющийся пятым теплообменнйком для этого потока.

Здесь гелий охлаждается до температуры порядка 6 К,а затем рас.ширяется в дроссельном вентиле

I5 и частично сжижается.. Жидкий гелий под действием центробежных сил вращающегося ротора поступает к обмотке возбуждения 13 и охлаждает ее, а несжиженный и испарившийся гелий, двигаясь в обратном направленйи, выходит

4 из ротора по трубопроводу I2, охлаждает по пути встречный йоток гелия в трубопроводе Е8 и через выпускное устройство 9 йоступает в криостат статора I7, где наряду с потоком гелия в магистрали участвует в охлаждении обмотки Ы. Из статора обратные потоки гелия 20 и 23 проходят через теплообменник 2 и поступают к компрессору Х.

Объединение в единое конструктивное целое элементов холодильной установки с охлаждаемой электрической машиной кроме уменьшения габаритов системы охлаждения повышает ее экономичность благодаря уменьшению теплопритоков к потоку гелия за счет исключения трубопроводов нвзкотемпературного гелия (5-IQ К) для соединения холадильной установки с охлаждаемой машиной.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электрическая .машина с криогенным охлаждением, в роторе которой размещены конечный теплообменник и дроссель холодильной установки, о т л и ч а и щ а яся тем, что, с целью уменьшения габаритов, в статоре машины раз- мещены промежуточные теплообменники, сообщающиеся с теплообменником ротора.