專利名稱：具有溫差環(huán)流冷卻式超導轉(zhuǎn)子繞組的機器系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機器系統(tǒng)，其具有
a) —可繞一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)、被一定子包圍的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有至少一 個轉(zhuǎn)子繞組，所述轉(zhuǎn)子繞組的超導體與一沿軸向延伸的圓柱形中央轉(zhuǎn)子空腔 導熱地耦合；
b) —固定地伸入所述轉(zhuǎn)子空腔并保持一環(huán)形間隙的導熱體，所述導熱 體具有一中央冷卻劑區(qū)；
c) 一位于所述環(huán)形間隙內(nèi)的熱接觸氣體；
d) —位于所述轉(zhuǎn)子外部的位置固定的冷卻單元，所述冷卻單元具有一 冷凝器區(qū)；以及
e) 多個在所述導熱體的中央冷卻劑區(qū)與所述冷卻單元的冷凝器區(qū)之間 延伸的管狀管道部件。
其中，中央冷卻劑區(qū)、管狀管道部件和冷凝器區(qū)構(gòu)成一封閉的管道系統(tǒng)， 一冷卻劑在這一 管道系統(tǒng)中循環(huán)或者可以利用溫差環(huán)流效應在這一 管道系 統(tǒng)中循環(huán)。WO 02/15370 Al中公開過一種相應的機器系統(tǒng)。
背景技術：
從1987年開始，臨界溫度Te高于77 K的金屬氣化物超導材料逐漸為 人所熟悉。這類材料因而也被稱為"高溫超導材料"或"HTS材料"，這種 材料原則上可用液氮(LN2)進行冷卻。
人們嘗試通過用例如HTS材料制成的導體來制備機器的超導繞組。但 事實表明，傳統(tǒng)HTS導體在特斯拉級的感應強度的磁場中的載流能力相對 較低。盡管所用材料臨界溫度Te較高，但是還是有必要將這種繞組導體的 溫度保持在一低于77 K (例如10 K與50 K之間)的溫度水平上，從而使其 在高場強情況下具有較高的載流能力。這種溫度水平明顯高于4.2K, 4.2 K 為液氦(LHe)的沸點溫度，臨界溫度Te相對較低的已知金屬超導材料(即 所謂的低溫材料或LTS材料)就是用液氦冷卻的。
為在上述77K以下的溫度范圍內(nèi)將帶有HTS導體的繞組冷卻，優(yōu)選使 用的冷卻設備的形式為具有封閉式壓縮氦氣循環(huán)的低溫冷卻器。這種低溫冷 卻器特別建構(gòu)為Gifford McMahon型或Stirling型冷卻器，或建構(gòu)為所謂的 脈沖管冷卻器。這種低溫冷卻器的另一優(yōu)點在于，實際上可以通過按鈕實現(xiàn) 制冷功率的提供，而且無需對低溫液體進行操作。使用這種冷卻設備時，僅
通過向一相應制冷機的冷頭進行熱傳遞來間接冷卻超導繞組(例如參閱 "Proc. 16th Int. Cryog. Engig. Conf. (ICEC 16)，，， Kitakyushu, JP， 1996年5
月20日至24日，Esevier Science出版社，1997年，1109頁至1129頁)。
針對開篇所述的WO 02/15370 A中所公開的電機轉(zhuǎn)子，同樣存在一種 相應的冷卻技術。這種轉(zhuǎn)子包含一由多個HTS導體構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)繞組，這些 HTS導體位于一采用導熱設計的繞組支架中。這個繞組支架具有一沿軸向延 伸的圓柱形轉(zhuǎn)子空腔。 一中央導熱體固定地伸入圓柱形轉(zhuǎn)子空腔，這個中央 導熱體包圍一圓柱形中央冷卻劑區(qū)。 一用于在繞組支架與導熱體之間進行熱 傳遞的熱接觸氣體位于空心圓柱狀環(huán)形間隙中，該空心圓柱狀環(huán)形間隙建構(gòu) 在轉(zhuǎn)子空腔隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的外壁與導熱體的固定式外壁之間。多個從轉(zhuǎn)子 邊側(cè)伸出到轉(zhuǎn)子外面的固定式管狀管道部件連接在導熱體的中央冷卻劑區(qū) 上。這些管道部件通往一冷卻單元的一測量位置較高的冷凝器區(qū)，并與這個 冷凝器區(qū)和中央冷卻劑區(qū)共同構(gòu)成一封閉的單管管道系統(tǒng)。這個管道系統(tǒng)中 存在一利用所謂的溫差環(huán)流效應進4亍循環(huán)的冷卻劑。其中，在冷凝器區(qū)中經(jīng) 過冷凝處理的冷卻劑通過管狀管道部件進入中央冷卻劑區(qū)，此處，由于冷卻 劑與繞組支架和待冷卻HTS繞組之間存在因熱接觸氣體而建立的導熱地耦 合，因此，冷卻劑可吸收熱量，并至少部分被蒸發(fā)。被蒸發(fā)的冷卻劑隨后通 過相同的管道部件重新回到冷凝器區(qū)，并重新被冷凝。為此所需的制冷功率 由一制冷機提供，這個制冷機的冷頭與冷凝器區(qū)導熱地耦合。其中，冷凝劑 的回流在一微小的正壓驅(qū)動下流向制冷機的作為冷凝器的部件，這一正壓形 成在用作蒸發(fā)器部件的中央冷卻劑區(qū)中。這個通過在蒸發(fā)器部件中生成氣體 和在冷凝器區(qū)中生成液體而形成的正壓使冷卻劑產(chǎn)生預期的回流。相應的循 環(huán)也稱為"自然對流"。
除這種已知的單管溫差環(huán)流管道系統(tǒng)(這種系統(tǒng)通過相同的管道部件輸 送液態(tài)和氣態(tài)冷卻劑)外，也可在雙管管道系統(tǒng)(例如參閱WO 00/13296 A ) 中進行利用溫差環(huán)流效應而實現(xiàn)的冷卻劑再循環(huán)。為此必須在轉(zhuǎn)子的空心軸 區(qū)域內(nèi)額外設置一用于輸送氣態(tài)冷卻劑的管道。
也就是說，在已知的溫差環(huán)流冷卻式機器中，冷卻劑的輸送僅通過自然 對流而實現(xiàn)，因而無需再設置其他的泵送系統(tǒng)。如果想在船只或海上設備上 使用這種機器系統(tǒng)，就必須考慮到縱向上最高為±5°的靜態(tài)傾斜和/或最高為 士7.5。的動態(tài)傾斜。因此，為能得到船級社的船只使用許可，這種機器系統(tǒng)的 冷卻系統(tǒng)甚至在上述傾斜的條件下，必須能進行有效的冷卻。如果允許機器 發(fā)生上述傾斜情況，就會存在這樣的隱患，即，管狀管道部件的位于中央冷 卻劑區(qū)和冷卻單元之間的一區(qū)域的測量位置低于中央冷卻劑區(qū)。其結(jié)果是， 冷卻劑在重力作用下無法再到達冷卻劑區(qū)。在此情況下就無法再對機器進行 冷卻，進而無法確保機器的正常工作。
針對這種隱患所提出的已知的建議性解決方案有
——種簡單的解決方案是，相對于水平線傾斜布置機器，在此情況下， 即使縱傾度或振動幅度再大，溫差環(huán)流管道系統(tǒng)中也仍然存在一朝向中央冷 卻劑區(qū)的坡度。建造船只時，由于機器的傾斜布置需要較大的空間，所以這 種機器的傾斜布置是不合需要的，尤其在機器長度相當大的情況下。
_原則上也可通過一泵送裝置強制冷卻劑循環(huán)。這樣就需要在設備上
有投入，特別當冷卻劑保持例如25 K至30 K溫度水平的情況時。除此之外， 這種循環(huán)裝置熱損耗很大，幾乎無法滿足造船業(yè)維修間隔期較長的壽命要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是建構(gòu)一種機器系統(tǒng)，其具有開篇所述特征、包括 一具有附屬冷卻單元的機器，這種機器系統(tǒng)即使在其轉(zhuǎn)子發(fā)生如應用在船只 或海上設備上時所會發(fā)生的那種傾斜時，也能在中央冷卻劑區(qū)中通過冷卻劑 實現(xiàn)有效冷卻。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的通過權利要求1所述的措施而達成。相應地，具 有開篇所述特征的機器系統(tǒng)的中央冷卻劑區(qū)至少部分具有一由高熱導率多 孔材料制成的內(nèi)襯，這一材料構(gòu)成可讓冷卻劑進入的毛細管狀結(jié)構(gòu)或空腔。
本發(fā)明通過在一作為固定式冷卻棒伸入轉(zhuǎn)子空腔的空心導熱體的內(nèi)壁 上設置一內(nèi)襯，而其實現(xiàn)的優(yōu)點主要在于，即使沿軸向發(fā)生傾斜時也能通過 毛細作用實現(xiàn)冷卻劑足夠均勻的分布。通過這種方法可確保多孔材料具有良 好的潤濕狀況。由于這種材料需要具有足夠高的熱導率，因此，通過包圍轉(zhuǎn) 子空腔的繞組支架、存在于環(huán)形間隙中的熱接觸氣體和帶有特殊內(nèi)襯的導熱 體壁可確保待冷卻導體與冷卻劑之間的良好導熱地耦合。
權利要求1所述的機器系統(tǒng)的有利改進方案可從從屬權利要求中獲得。
所述多孔材料優(yōu)選為一特別由銅(Cu)構(gòu)成或含銅的燒結(jié)材料。在本文 中，燒結(jié)材料指的是任何一種以粉末冶金方式通過壓制和加熱而制成的高熱 導率材料，其中，這種材料還應具有一足以實現(xiàn)所需毛細作用的孔隙度。
冷卻劑區(qū)的由燒結(jié)材料制成的內(nèi)襯可特別以壓合或收縮接合的方式嵌 入冷卻劑區(qū)。通過相應的方法可以簡單的方式實現(xiàn)期望的內(nèi)襯。
也就是說，用多孔材料制成的內(nèi)襯，其特別的孔隙度至少為3%,優(yōu)選 的至少為10%,從而可為所需的毛細作用提供足夠大的可用冷卻劑潤濕的表面。
在超導材料的工作溫度下熱導率至少為100 W/(m.k)的材料是制備內(nèi)襯 的優(yōu)選材料。銅(Cu)材料特別符合這一條件，這是因為銅(Cu)材料的 熱導率超過所要求的最小值。
也可用 一相應的多孔覆層代替用燒結(jié)材料制成的內(nèi)襯。 本發(fā)明的機器系統(tǒng)的其他有利建構(gòu)方案可從前文未提及的從屬權利要 求中獲得。


下面借助附圖所示的一機器系統(tǒng)優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步說明，其
中
附圖為 一根據(jù)本發(fā)明配置的機器系統(tǒng)的 一縱剖示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的機器系統(tǒng)包括一機器或一電動機，還包括一附屬冷卻單元。在 下文借助

的實施方式中，這一機器可特別為 一 同步電動機或一發(fā)電
機。所述機器包括一原則上可用金屬LTS材料或氧化HTS材料制成的旋轉(zhuǎn) 超導繞組。在下面的實施例優(yōu)選的使用第二種材料。可借助相應的導體用一 線圈或一采取2極、4極或其他多極布置方式的線圏系統(tǒng)建構(gòu)繞組。附圖顯 示的是一相應的同步電動機的基本結(jié)構(gòu)，其中，機器系統(tǒng)采用的是開篇所述 的WO 02/15370 Al中公開的實施方式(圖5，聯(lián)系圖2和圖3 )。
用2表示的機器包括一處于室溫條件下的固定式外部殼體3，其具有一 定子繞組4。 一轉(zhuǎn)子5在所述外部殼體內(nèi)部被定子繞組4包圍，轉(zhuǎn)子5由軸 承6支承，可繞一旋轉(zhuǎn)軸A旋轉(zhuǎn)。這種軸承可以是傳統(tǒng)的機械軸承，也可以 是磁軸承。所述轉(zhuǎn)子還具有一真空容器7， 一帶有一 HTS繞組10的繞組支 架9在所述真空容器中緊固在傳遞轉(zhuǎn)矩的懸掛元件8上，該懸掛元件8例如 為空心圓柱形。在這個繞組支架中存在一以旋轉(zhuǎn)軸A為圓心、沿軸向延伸的 例如為圓柱形的中央轉(zhuǎn)子空腔12。其中，繞組支架相對于這個空腔真空密閉。 這個空腔在轉(zhuǎn)子安裝一實心軸向轉(zhuǎn)子軸部件5a的一側(cè)被繞組支架封閉。
轉(zhuǎn)子的另一側(cè)上具有一管狀轉(zhuǎn)子軸部件5b, —位置固定的套管30從邊 側(cè)伸入轉(zhuǎn)子軸部件5b,并在中央轉(zhuǎn)子空腔區(qū)域內(nèi)與一中央導熱體31相連。 其中，在轉(zhuǎn)子軸部件5b和中央轉(zhuǎn)子空腔12兩者一起旋轉(zhuǎn)的壁之間保持有一 空心圓柱狀環(huán)形間隙32。為實現(xiàn)對這一環(huán)形間隙的氣密性密封，將繞組支架 的轉(zhuǎn)子空腔12的朝向轉(zhuǎn)子軸部件5a的一側(cè)封閉。在另一側(cè)，即存在管狀轉(zhuǎn) 子軸部件5b的一側(cè)上，通過一未詳細說明的具有至少一個密封件的密封裝 置21密封環(huán)形間隙32。環(huán)形間隙內(nèi)充有一熱接觸氣體g，這一熱接觸氣體 優(yōu)選為氦氣，或者在工作溫度超過30 K的情況下優(yōu)選為氖氣。通過這一接 觸氣體在導熱體31與繞組主體9的界定轉(zhuǎn)子空腔12的壁之間建立起一熱接 觸。繞組主體應實施為具有足夠好的導熱性能，也就是說，繞組主體在轉(zhuǎn)子 空腔12的壁與繞組IO之間具有導熱性能良好的部件。在此情況下，繞組可 通過繞組主體9、熱接觸氣體g和導熱體31的壁可以直接地與這個導熱體的 內(nèi)腔31a導熱地耦合。因此，可將導熱性能良好的金屬(例如Al或Cu)用 作圓柱形導熱體的材料。
用15表示整個冷卻單元，其中只對一個冷頭16作了詳細描述，該冷卻 單元15通過繞組支架9的導熱部件對HTS繞組10進行間接冷卻。這種已 知的冷卻單元可為一 Gifford-McMahon型低溫冷卻器，或特別為一再生低溫 冷卻器，例如脈沖管冷卻器或分置式Stirling型冷卻器。其中，冷頭16以及 冷卻單元的其他所有重要部件均位于轉(zhuǎn)子5或外部殼體3之外。
例如布置在轉(zhuǎn)子5邊側(cè)若干米處的冷頭16的冷端在一真空容器23中通 過一傳熱體17與一具有一冷凝器區(qū)18的冷卻劑冷凝單元處于良好的熱接 觸。這個冷凝器區(qū)上連接有一位置固定、真空絕熱的熱管20，熱管20在一 軸向區(qū)域中伸入隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的空腔12或中央冷卻劑區(qū)31a。未詳細描述 的具有至少一個密封件的密封裝置21用于密封熱管20和套管30，使其與邊 側(cè)轉(zhuǎn)子軸部件5b相隔離，其中，所述密封件可建構(gòu)為鐵磁流體密封件和/或 迷宮式密封件和/或間隙密封件。中央冷卻劑區(qū)31a通過熱管20和邊側(cè)套管 30與冷凝器區(qū)18的熱交換區(qū)向外氣密密封地相連。在中央冷卻劑區(qū)31a與 冷凝器區(qū)18之間延伸的用于容納一冷卻劑的管狀部件通常被稱為管道部件 22。這些管道部件與冷凝器區(qū)18和中央冷卻劑區(qū)31a—起—皮:規(guī)為一管道系 統(tǒng)。
這個管道系統(tǒng)的空間內(nèi)充滿一冷卻劑，可分別根據(jù)HTS繞組IO的預期 工作溫度來選擇冷卻劑。舉例而言可使用氫氣(常壓下冷凝溫度為20.4K)、 氖氣(常壓下冷凝溫度為27.1 K)、氮氣(常壓下冷凝溫度為77.4 K)或氬 氣(常壓下冷凝溫度為87.3 K)。也可使用由這幾種氣體構(gòu)成的混合物。其 中，冷卻劑循環(huán)利用所謂的溫差回流效應而實現(xiàn)。為此在冷凝器區(qū)18區(qū)域 內(nèi)的冷頭16的一冷區(qū)上冷凝冷卻劑。隨后，用k表示的液化冷卻劑通過管 道部件22流入中央冷卻劑區(qū)31a。其中，冷凝液的輸送通過重力作用而實現(xiàn)。 到達轉(zhuǎn)子內(nèi)部后，液態(tài)冷卻劑在固定式冷卻劑區(qū)31a中至少部分被蒸發(fā)。蒸 汽狀冷卻劑用k'表示。通過吸收熱量而蒸發(fā)的冷卻劑隨后通過管道部件22 的內(nèi)部重新流入冷凝器區(qū)18。其中，這一冷卻劑回流在一^f鼓小正壓的驅(qū)動下 流向冷凝器區(qū)18，所述正壓形成在用作蒸發(fā)器的冷卻劑區(qū)31a中，通過在蒸 發(fā)器中生成氣體和在冷凝器區(qū)中生成液體而產(chǎn)生。由于冷卻劑循環(huán)(即先以 液化冷卻劑形式從冷凝器區(qū)18流入中央冷卻劑區(qū)31a、再以汽化冷卻劑k' 形式從冷卻劑區(qū)流回冷凝器區(qū))是在由冷凝器區(qū)18、管道部件22和冷卻劑 區(qū)3la構(gòu)成的管狀管道系統(tǒng)中進行的，因而可將這個管道系統(tǒng)視為一利用溫 差環(huán)流效應實現(xiàn)冷卻劑k、 k'循環(huán)的單管系統(tǒng)。當然，本發(fā)明的機器系統(tǒng)上 也可使用可實現(xiàn)溫差環(huán)流循環(huán)的已知多管管道系統(tǒng)。
在船只或海上設備上使用機器2時，機器2可能會發(fā)生傾斜，其中，旋 轉(zhuǎn)軸A相對于水平線H發(fā)生幾度的傾斜。在此情況下，冷卻劑雖然仍會在 冷凝器區(qū)18中發(fā)生冷凝，但卻無法再到達中央冷卻劑區(qū)31a,從而導致近軸 區(qū)域內(nèi)的管道部件22逐漸被液態(tài)冷卻劑k充滿。當管道系統(tǒng)內(nèi)的冷卻劑充 填量相對較小時，轉(zhuǎn)子內(nèi)腔或冷卻劑區(qū)31a會由于在干燥的條件下運行而無 法被冷卻。當管道系統(tǒng)內(nèi)的冷卻劑充填量較大時，氣態(tài)冷卻劑k'在管道部件 22中朝冷凝器區(qū)18方向的回流在一定時間后將被聚集起來的液態(tài)冷卻劑阻 擋。在此情況下同樣無法確保對轉(zhuǎn)子及其超導繞組進行可靠的冷卻。
如附圖所示，出于這個原因，本發(fā)明在導熱體31的內(nèi)側(cè)設置一特殊內(nèi) 襯25，這個內(nèi)襯由一孔隙度夠高的材料(優(yōu)選為一燒結(jié)材料)制成。材料厚 度D通常在0.1 mm至2 mm之間。本實施例選擇的就是這樣一種燒結(jié)材料。 借此可確保即使在機器發(fā)生傾斜時也能借助燒結(jié)材料中的毛細作用力使冷 卻劑k均勻地分布在內(nèi)表面上，從而確保冷卻劑的均勻蒸發(fā)和轉(zhuǎn)子繞組的有 效冷卻。此外，內(nèi)襯25應由一高熱導率材料制成，例如銅。在所選超導材 料的工作溫度下，該材料的熱導率至少為100 W'm"'K"。優(yōu)選最小值應為400 W. (m.K)"。舉例而言，Cu燒結(jié)材料在溫度為30K時的熱導率約為30W'cirf1.
度"或3000 W.m十K"(參閱《Gmelin無機化學手冊銅，部分A》，1955年
第8版，第957頁)。
其中，內(nèi)襯25與導熱體31之間存在良好的熱接觸，這種熱接觸例如通 過一收縮接合或壓合而實現(xiàn)。
一相應內(nèi)襯也可以一覆層的形式存在，其通過在導熱體31的內(nèi)表面上 涂覆一材料而實現(xiàn)。其中，應確保形成一足夠高的多孔結(jié)構(gòu)，使得所需毛細 作用力能起效。
為此，內(nèi)襯25或其材料的孔隙度應至少為3%,優(yōu)選的至少為10%。在 此情況下，當轉(zhuǎn)子圍繞傾斜的軸進行旋轉(zhuǎn)時，通過內(nèi)襯可實現(xiàn)液態(tài)冷卻劑k 的均勻分布，其中，冷卻劑在借助上述結(jié)構(gòu)或空腔而形成的冷卻劑路徑的壁 或表面上的分布，還可通過在此過程中出現(xiàn)的離心力的輔助支持。
也就是說，無論電動機軸A在正常工作狀態(tài)下還是在工作中發(fā)生何種程 度的傾斜，借助本發(fā)明的內(nèi)襯均可確保導熱體31整個空心圓柱形內(nèi)表面上 的均勻散熱。
當然，必須防止有熱量進入包圍冷卻劑k或k'的部件或容器中。為對其 進行熱隔離，合理地設置有一真空環(huán)境，其中，可在相應的真空區(qū)內(nèi)額外設 置絕熱構(gòu)件，例如超絕熱體或絕熱泡沫。附圖中用V表示被真空容器7封閉 的真空。真空容器7還包圍延伸至密封裝置21的套管30。包圍熱管20、冷 凝器區(qū)18和傳熱體17的真空用V'表示。必要時也可在包圍轉(zhuǎn)子5、自身又 被外部殼體3包圍的內(nèi)腔27中產(chǎn)生一負壓。
權利要求
1.一種機器系統(tǒng)，其包括a)一可繞一旋轉(zhuǎn)軸(A)旋轉(zhuǎn)、被一定子包圍的轉(zhuǎn)子(5)，所述轉(zhuǎn)子具有至少一個轉(zhuǎn)子繞組(10)，所述轉(zhuǎn)子繞組的復數(shù)個超導體與一沿軸向延伸的圓柱形中央轉(zhuǎn)子空腔(12)導熱地耦合；b)一固定地伸入所述轉(zhuǎn)子空腔并保持一環(huán)形間隙的導熱體，所述導熱體具有一中央冷卻劑區(qū)；c)一位于所述環(huán)形間隙內(nèi)的熱接觸氣體；d)一位于所述轉(zhuǎn)子(5)外部固定的冷卻單元(15)，所述冷卻單元具有一冷凝器區(qū)(18)；以及e)在所述導熱體(31)的中央冷卻劑區(qū)(31a)與所述冷卻單元(15)的冷凝器區(qū)(18)之間延伸的復數(shù)個管狀管道部件(22)，其中，所述冷卻劑區(qū)(31a)、所述管狀管道部件(22)和所述冷凝器區(qū)(18)構(gòu)成一封閉的管道系統(tǒng)，一冷卻劑(k，k′)利用溫差環(huán)流效應在所述管道系統(tǒng)中循環(huán)或可在所述管道系統(tǒng)中循環(huán)，其特征在于，所述中央冷卻劑區(qū)(31a)至少部具有一由高熱導率多孔材料制成的內(nèi)襯(25)，所述多孔材料構(gòu)成可讓所述冷卻劑(k，k′)進入的毛細管狀結(jié)構(gòu)或空腔。
2. 根據(jù)權利要求1所述的機器系統(tǒng)，其特征在于， 所述多孔材料為一種燒結(jié)材料。
3. 根據(jù)權利要求2所述的機器系統(tǒng)，其特征在于是一種銅燒結(jié)材料。
4. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的機器系統(tǒng)，其特征在于 一壓合或收縮內(nèi)襯(25)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的機器系統(tǒng)，其特征在于將一多孔覆層用作內(nèi) 襯(25 )。
6. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的機器系統(tǒng)，其特征在于， 所述內(nèi)襯(25)的孔隙度至少為3%，優(yōu)選至少為10%。
7. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的機器系統(tǒng)，其特征在于， 所述多孔材料在所述超導體的工作溫度下的熱導率至少為100
8. 根據(jù)權利要求7所述的機器系統(tǒng)，其特征在于， 所述多孔材料在所述超導體的工作溫度下的熱導率值至少與銅的熱導率值相當。
9. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的機器系統(tǒng)，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子繞組(10)的超導體含有高溫超導材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括一機器(2)的機器系統(tǒng)，所述機器具有一可繞一軸(A)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(5)，所述轉(zhuǎn)子的超導繞組(10)通過一繞組支架(9)和一熱接觸氣體，(g)與一固定地伸入一轉(zhuǎn)子空腔(12)的導熱體(30)的一中央冷卻劑區(qū)(31)導熱地耦合。所述冷卻劑區(qū)(31a)和多個在邊側(cè)與其相連的管道部件(22)以及一附屬于一冷卻單元(15)且位于所述機器(2)外部的冷凝器區(qū)(18)一起構(gòu)成一管道系統(tǒng)，一冷卻劑(k，k′)利用溫差環(huán)流效應在所述管道系統(tǒng)中循環(huán)。為在所述轉(zhuǎn)子(5)發(fā)生傾斜時也能向所述中央冷卻劑區(qū)(31)輸送冷卻劑，所述冷卻劑區(qū)配有一由高熱導率多孔材料制成的內(nèi)襯(25)，所述多孔材料特定而言為一燒結(jié)材料。
文檔編號F28D17/02GK101116238SQ200680004016
公開日2008年1月30日 申請日期2006年2月1日 優(yōu)先權日2005年2月4日
發(fā)明者伯恩德·格羅莫爾 申請人:西門子公司