本發(fā)明涉及一種用于冷卻電機(jī)的能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)子的冷卻設(shè)備，其中，轉(zhuǎn)子由中央的轉(zhuǎn)子軸承載并且包括處于轉(zhuǎn)子軸內(nèi)部的用于容納冷卻劑的空腔。

由現(xiàn)有技術(shù)已知電機(jī)，它們配設(shè)有用于冷卻旋轉(zhuǎn)的電線圈繞組的冷卻設(shè)備。尤其是具有超導(dǎo)轉(zhuǎn)子繞組的電機(jī)通常配有冷卻設(shè)備，其中，在中央轉(zhuǎn)子軸內(nèi)部的冷卻劑，如液氮、液氦或者液氖可以按照熱虹吸原理循環(huán)并且由此從轉(zhuǎn)子中排出熱量。通過這些冷卻系統(tǒng)可以將超導(dǎo)線圈繞組、尤其是超導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁繞組冷卻到處于超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度以下的運(yùn)行溫度并且保持在所述運(yùn)行溫度。

在這些已知的冷卻設(shè)備中，轉(zhuǎn)子軸的端部區(qū)域通常用于從固定的散熱設(shè)備將液化的冷卻劑例如通過伸入轉(zhuǎn)子軸中的固定的冷卻劑管饋送到轉(zhuǎn)子軸的內(nèi)部空間中。從轉(zhuǎn)子軸的內(nèi)部空間出發(fā)，冷卻劑可以通過單獨(dú)的徑向管路到達(dá)線圈繞組的徑向更靠外的位置。這種冷卻設(shè)備例如由ep2603968a1已知。

這些已知的冷卻設(shè)備優(yōu)選適用于冷卻只具有較少數(shù)量的線圈繞組的電機(jī)。而對(duì)于具有較多數(shù)量的線圈繞組的高極性的電機(jī)，將本身的徑向冷卻劑管路用于每個(gè)線圈繞組會(huì)導(dǎo)致非常高的設(shè)備耗費(fèi)。出于此原因，對(duì)于例如用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)或者水力發(fā)電機(jī)中的高極性電機(jī)，建議備選的冷卻方案。這種備選的冷卻設(shè)備在ep2521252a1中描述。在此，冷卻設(shè)備具有多個(gè)與轉(zhuǎn)子共同旋轉(zhuǎn)的冷卻頭。需要從線圈繞組排走的熱量通過熱管路排出到實(shí)心的、與冷卻頭熱學(xué)連接的銅元件中。由此完全避免了冷卻劑饋送到轉(zhuǎn)子軸中并且冷卻劑分布在徑向靠外的位置中。然而，這種冷卻方案的缺點(diǎn)是，敏感和較重的冷卻頭必須設(shè)計(jì)用于較高的旋轉(zhuǎn)速度。另一缺點(diǎn)在于，通過用于線圈散熱的實(shí)心銅元件產(chǎn)生相對(duì)較高的共同旋轉(zhuǎn)的附加質(zhì)量。

因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于冷卻電機(jī)的轉(zhuǎn)子的避免前述缺點(diǎn)的冷卻設(shè)備。尤其應(yīng)提供一種冷卻設(shè)備，其中避免在轉(zhuǎn)子上布置共同旋轉(zhuǎn)的冷卻頭。此外，冷卻設(shè)備應(yīng)具有相對(duì)較小的重量并且具有盡可能少數(shù)量的徑向冷卻劑管路。冷卻設(shè)備應(yīng)尤其適用于高極性電機(jī)的轉(zhuǎn)子。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于，提供一種具有這種冷卻設(shè)備的轉(zhuǎn)子或者電機(jī)。

該技術(shù)問題按本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1所述特征的冷卻設(shè)備以及具有權(quán)利要求14所述特征的轉(zhuǎn)子和具有權(quán)利要求15所述特征的電機(jī)解決。

按照本發(fā)明的冷卻設(shè)備設(shè)計(jì)用于冷卻電機(jī)的能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)子，其中，轉(zhuǎn)子由中央的轉(zhuǎn)子軸承載并且包括處于轉(zhuǎn)子軸內(nèi)部的用于容納冷卻劑的空腔。冷卻設(shè)備具有至少一個(gè)從空腔徑向向外延伸的第一冷卻劑管路和通過第一冷卻劑管路與空腔連接的環(huán)形的第一分配器管路。

按照本發(fā)明的冷卻設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)在于，通過環(huán)形的分配器管路實(shí)現(xiàn)了這種可能性，即也能以簡單的方式有效地冷卻具有較多數(shù)量的電線圈的轉(zhuǎn)子。由轉(zhuǎn)子軸的空腔、徑向冷卻劑管路和環(huán)形的分配器管路組成的管路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了液態(tài)或者氣態(tài)的冷卻劑朝向需要被冷卻的轉(zhuǎn)子區(qū)域的循環(huán)。通過將環(huán)形的分配器管路用于冷卻劑，有利地不需要將單獨(dú)的徑向冷卻劑輸入管路用于每個(gè)線圈繞組。與傳統(tǒng)的具有實(shí)心銅元件的高極性電機(jī)的轉(zhuǎn)子相比，通過使用液態(tài)或者氣態(tài)的冷卻劑可以減小冷卻設(shè)備的重量。

冷卻劑可以例如在軸向較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)饋送到轉(zhuǎn)子軸中。在此，冷卻劑在封閉的循環(huán)中循環(huán)，其中，在轉(zhuǎn)子中蒸發(fā)的冷卻劑可以在靜態(tài)地布置于轉(zhuǎn)子外部的冷卻頭上再次冷凝。因?yàn)橛纱瞬恍枰餐D(zhuǎn)的冷卻頭，所以可以相對(duì)已知的高極性轉(zhuǎn)子簡化結(jié)構(gòu)并且提高冷卻頭的使用壽命以及維護(hù)間隔。

即使線圈數(shù)量較多，冷卻劑通過環(huán)形的分配器管路的分配也能允許對(duì)布置在轉(zhuǎn)子上的電線圈進(jìn)行均勻的冷卻。相對(duì)于具有用于每個(gè)線圈的單獨(dú)徑向冷卻劑管路的實(shí)施形式可以明顯降低復(fù)雜度、重量和材料耗費(fèi)。

按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子配備有按照本發(fā)明的冷卻設(shè)備。按照本發(fā)明的電機(jī)具有按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有這種按照本發(fā)明的冷卻設(shè)備。按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)子和按照本發(fā)明的電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與冷卻設(shè)備的所述優(yōu)點(diǎn)類似。

本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案和擴(kuò)展設(shè)計(jì)由權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求得出。在此，冷卻設(shè)備的特征可以有利地與轉(zhuǎn)子和電機(jī)的特征相結(jié)合。

所述環(huán)形的第一分配器管路可以作為封閉的環(huán)形管路圍繞旋轉(zhuǎn)軸線同心地布置。在這種實(shí)施形式中，以簡單的方式實(shí)現(xiàn)了冷卻劑朝向轉(zhuǎn)子的所有方位角位置的運(yùn)輸。在此，不同的方位角位置理解為在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上的不同角位置。環(huán)形的第一分配器管路為此尤其可以設(shè)計(jì)為圓形的環(huán)形管路。

所述轉(zhuǎn)子可以具有多個(gè)處于不同的方位角位置上的電線圈。在此，每個(gè)線圈可以與線圈冷卻管熱耦合，所述線圈冷卻管分別通過出口與環(huán)形的第一分配器管路流體連接。在這種實(shí)施形式中，冷卻劑可以通過環(huán)形的分配器管路朝向單獨(dú)線圈的不同方位角位置運(yùn)輸，其中，冷卻劑接著沿軸向通過從分配器管路分支出來的線圈冷卻管到達(dá)線圈繞組的區(qū)域中。線圈冷卻管可以在不同的方位角位置上從分配器管路分支出來并且將冷卻劑例如沿軸向運(yùn)輸?shù)酱岬膮^(qū)域中。在此，包含在線圈冷卻管中的冷卻劑與電線圈的熱耦合能夠以不同的方式實(shí)現(xiàn)。例如，電線圈的繞組可以機(jī)械式地與線圈冷卻管的外側(cè)直接相連。作為備選或補(bǔ)充，線圈繞組可以通過導(dǎo)熱的銅件與線圈冷卻管相連。另一可能的備選方案是將線圈冷卻管嵌入線圈繞組的繞組支架中。在此，繞組支架可以有利地由導(dǎo)熱良好的材料構(gòu)成。

所述第一分配器管路的管橫截面可以設(shè)計(jì)為大于單獨(dú)的線圈冷卻管的管橫截面。由此可以實(shí)現(xiàn)冷卻劑在環(huán)形的分配器管路中的均勻分配。在不同的方位角位置上分支出來的線圈冷卻管可以在很大程度上均勻地通流，由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)并排布置的電線圈的均勻冷卻。例如，第一分配器管路的管橫截面積可以有利地是單獨(dú)的線圈冷卻管的管橫截面積的至少兩倍、尤其是至少四倍。在存在第二分配器管路和一個(gè)或多個(gè)第二徑向冷卻劑管路時(shí)，管橫截面積的所述有利比例類似地適用。

第一分配器管路的管橫截面的尺寸可以與第一徑向冷卻劑管路的管橫截面相似。例如，這兩個(gè)管橫截面之差不大于兩個(gè)橫截面積中較大的橫截面積的50％。

有利地，每個(gè)線圈可以通過單獨(dú)的線圈冷卻管與環(huán)形的第一分配器管路熱學(xué)相連。由此可以實(shí)現(xiàn)不同的電線圈的特別均勻的冷卻，因?yàn)槔鋮s劑平行地流過不同線圈的待冷卻區(qū)域。因此，不同線圈的區(qū)域中的冷卻劑處于相對(duì)統(tǒng)一的溫度水平上。由此，與冷卻劑依次流過線圈相比，在使用更少的冷卻劑量的情況下實(shí)現(xiàn)了均勻的溫度。

作為對(duì)前述實(shí)施形式的備選，單獨(dú)的線圈可以組合為冷卻組，其中，每個(gè)冷卻組的線圈可以與共同的線圈冷卻管熱耦合。在這種實(shí)施形式中，可進(jìn)一步降低總共需要的冷卻劑管數(shù)量。也減少了在環(huán)形管路上所需的分支的數(shù)量，由此降低了冷卻設(shè)備的復(fù)雜度。轉(zhuǎn)子的電線圈例如可以分為確定數(shù)量的相同尺寸的冷卻劑組。例如總是可以將每兩個(gè)、四個(gè)或者更多的電線圈組合為一個(gè)冷卻劑組。在每個(gè)冷卻劑組的電線圈的數(shù)量相對(duì)較少、例如二至四個(gè)電線圈時(shí)，仍能夠以此方式實(shí)現(xiàn)不同線圈的相對(duì)均勻的溫度分布。在這種實(shí)施形式中，分別有二至四個(gè)電線圈串聯(lián)地被冷卻劑通流，而相應(yīng)的冷卻劑組彼此平行地被冷卻劑通流。這導(dǎo)致在均勻的溫度分布與冷卻設(shè)備的復(fù)雜度之間形成了有利的折中。

冷卻設(shè)備通?？梢蕴貏e有利地具有至少一個(gè)由空腔徑向向外延伸的第二冷卻劑管路和通過第二冷卻劑管路與空腔流體連接的環(huán)形的第二分配器管路。例如，環(huán)形的第一分配器管路在此可以設(shè)計(jì)用于將冷卻劑運(yùn)輸至電線圈，并且環(huán)形的第二分配器管路可以設(shè)計(jì)用于將冷卻劑運(yùn)輸回轉(zhuǎn)子軸的空腔。第一徑向冷卻劑管路用于將冷卻劑饋送到第一分配器管路，并且第二徑向冷卻劑管路用于將冷卻劑從第二分配器管路運(yùn)輸回轉(zhuǎn)子軸的空腔。在這種具有兩個(gè)分隔開的用于兩個(gè)流動(dòng)方向的環(huán)形分配器管路的實(shí)施形式中，能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn)經(jīng)過待冷卻的線圈區(qū)域的封閉的冷卻劑循環(huán)。

環(huán)形的第一分配器管路和第二分配器管路能夠以彼此不同的徑向間距分別同中心地圍繞旋轉(zhuǎn)軸線布置。由此可以特別有利地實(shí)現(xiàn)兩個(gè)環(huán)形的分配器管路的幾何分隔，由此可以簡化單獨(dú)線圈的從環(huán)形管路分支出來的線圈冷卻管的導(dǎo)引。特別有利的是，環(huán)形的第一分配器管路設(shè)計(jì)用于將冷卻劑饋送到待冷卻區(qū)域中并且布置在比用于往回運(yùn)輸冷卻劑的環(huán)形的第二分配器管路徑向更靠外的位置上。以此方式可以將旋轉(zhuǎn)時(shí)形成的離心力用于促進(jìn)冷卻劑在冷卻循環(huán)方向上的分布。作為備選或補(bǔ)充，兩個(gè)環(huán)形的分配器管路也可以彼此軸向錯(cuò)移。

所述冷卻設(shè)備可以有利地具有處于空腔與第一分配器管路之間的多個(gè)第一徑向冷卻劑管路以及處于空腔與第二分配器管路之間的多個(gè)第二徑向冷卻劑管路。以此方式提供了多條徑向的冷卻劑路徑，以便沿兩個(gè)流動(dòng)方向運(yùn)輸冷卻劑。因此通過兩個(gè)環(huán)形的分配器管路使冷卻劑更容易均勻分配，而不需要過多數(shù)量的徑向管路。

在具有多個(gè)第一和第二徑向冷卻劑管路的所述實(shí)施形式中，所述第一和/或第二徑向冷卻劑管路可以分別在方位角上均勻分布地布置。通過這種實(shí)施形式，實(shí)現(xiàn)了冷卻劑通過第一和/或第二分配器管路的特別均勻的分配。此外，這種布局有利于整個(gè)轉(zhuǎn)子的均勻平衡。

有利地，第一徑向冷卻劑管路的數(shù)量可以和第二徑向冷卻劑管路的數(shù)量相同。在此，第一徑向冷卻劑管路和第二徑向冷卻劑管路可以沿方位角的方向分別交替地圍繞旋轉(zhuǎn)軸線布置。通過這種實(shí)施形式，可以實(shí)現(xiàn)在不同的電線圈上的特別均勻的溫度分布，因?yàn)樵诖死鋮s劑在不同的方位角位置上總共經(jīng)過的路程被補(bǔ)償。換而言之，對(duì)于每個(gè)電線圈形成本身的平行的冷卻劑路徑，該冷卻劑路徑的經(jīng)過徑向冷卻劑管路、兩個(gè)環(huán)形的分配器管路和線圈冷卻管的總長度總體上幾乎相同。在環(huán)形的第一分配器管路上具有更短連接的電線圈同時(shí)具有在環(huán)形的第二分配器管路上更長的連接，并且反之亦然。

作為對(duì)前述實(shí)施形式的備選，每個(gè)第一徑向冷卻劑管路和每個(gè)第二徑向冷卻劑管路可以成對(duì)地彼此平行地導(dǎo)引。例如這種管路對(duì)的兩個(gè)管路可以沿軸向略微錯(cuò)移地并排導(dǎo)引。在此，它們可以例如通過共同包圍兩個(gè)管路的真空絕緣件和/或超絕緣層共同地相對(duì)于外部環(huán)境熱絕緣。作為備選，這種對(duì)的第一和第二徑向冷卻劑管路也可以彼此同中心地導(dǎo)引。例如，用于將冷卻劑回引至空腔中的第二徑向冷卻劑管路可以同中心地包圍用于將冷卻劑饋送到轉(zhuǎn)子中的第一徑向冷卻劑管路。通過這種對(duì)流布置，可以改善第一徑向冷卻劑管路中的仍較冷的冷卻劑相對(duì)于外部環(huán)境的熱絕緣。

在用于具有多個(gè)電線圈的轉(zhuǎn)子的冷卻設(shè)備中，線圈的數(shù)量可以有利地至少是第一徑向冷卻劑管路的數(shù)量的兩倍。因此，相比各個(gè)電線圈的單獨(dú)耦合，有利地減少了徑向冷卻劑管路的數(shù)量。特別有利地，線圈數(shù)量與第一徑向冷卻劑管路的數(shù)量之比還可以明顯更大，所述比例尤其可以是至少4:1，特別優(yōu)選甚至是至少10:1。在所述數(shù)量比例時(shí)，通過至少一個(gè)環(huán)形的分配器管路能夠特別大程度地降低冷卻系統(tǒng)的復(fù)雜度。

特別有利的是，所述冷卻設(shè)備使用在具有較高數(shù)量電極的轉(zhuǎn)子中。例如，電線圈的數(shù)量一般可以是至少20，特別有利的是至少40。第一和/或第二徑向冷卻劑管路的數(shù)量在此有利地分別處于2至10之間，特別有利地處于3至6之間。

冷卻設(shè)備的冷卻劑可以例如包括氮、氦和/或氖。通過所述物質(zhì)能夠以不同的壓力范圍達(dá)到制冷劑運(yùn)行溫度的相對(duì)較大的范圍。

冷卻設(shè)備的不同管，也就是例如徑向冷卻劑管路、環(huán)形的連接管路和/或線圈冷卻管可以單獨(dú)地、或者也可以共同地相對(duì)于外部環(huán)境熱絕緣。這例如可以通過環(huán)繞的真空絕緣件和/或通過一個(gè)或多個(gè)超級(jí)絕緣層實(shí)現(xiàn)。

轉(zhuǎn)子的電線圈一般可以是具有超導(dǎo)線圈繞組的線圈，尤其是具有高溫超導(dǎo)線圈繞組的線圈。

電機(jī)例如可以是指發(fā)動(dòng)機(jī)或者電動(dòng)機(jī)。

以下參照附圖根據(jù)一些優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明。在附圖中：

圖1示出按照第一實(shí)施例的具有冷卻設(shè)備的轉(zhuǎn)子的示意性立體圖；

圖2示出按照第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的示意性縱截面；

圖3示出按照第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的第二連接管路區(qū)域內(nèi)的示意性橫截面；并且

圖4示出按照第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的第二連接管路區(qū)域內(nèi)的示意性橫截面。

圖1以示意性立體圖示出電機(jī)的按照本發(fā)明第一實(shí)施例的具有冷卻設(shè)備的轉(zhuǎn)子1。所述轉(zhuǎn)子1由轉(zhuǎn)子軸3承載并且與轉(zhuǎn)子軸共同圍繞中央旋轉(zhuǎn)軸線2旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)子體4圍繞轉(zhuǎn)子軸3布置在徑向外部。轉(zhuǎn)子體4具有多個(gè)電線圈12i，所述電線圈12i在本實(shí)施例中設(shè)計(jì)為超導(dǎo)的線圈繞組。在此是指具有高溫超導(dǎo)材料的繞組。超導(dǎo)的繞組通過冷卻設(shè)備冷卻到處于其轉(zhuǎn)變溫度以下的運(yùn)行溫度。為了保持所述運(yùn)行溫度，需要持續(xù)地從線圈12i的區(qū)域中排走熱量。在所示實(shí)施例中指的是具有較高極數(shù)的電機(jī)。這種高極性的轉(zhuǎn)子例如可以使用在用于由風(fēng)力或者水力產(chǎn)生電流的發(fā)電機(jī)中。在所示實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子總共具有56個(gè)電線圈，它們沿方位角方向并排地布置。它們?cè)谵D(zhuǎn)子體4內(nèi)部與轉(zhuǎn)子軸3間隔相對(duì)較大的徑向距離地布置。

轉(zhuǎn)子1的冷卻設(shè)備借助液化的或者氣態(tài)的冷卻劑6冷卻電線圈12i。在此，在所示實(shí)施例中冷卻劑指的是液化的氖。所述氖在軸向距離較遠(yuǎn)并且固定地布置在轉(zhuǎn)子軸外部的冷卻頭上冷凝，然后饋送到轉(zhuǎn)子軸3的內(nèi)部空間中。在所示區(qū)域中，其在轉(zhuǎn)子軸3的內(nèi)部空間中擴(kuò)展為空腔5，在所述空腔中具有冷卻劑6的貯存器?？偟貋碚f，冷卻劑6在貯存器5與未顯示的固定的冷卻頭之間在封閉的循環(huán)中例如按照熱虹吸原理循環(huán)。冷卻劑6進(jìn)入轉(zhuǎn)子軸3的饋送過程能夠以不同方式進(jìn)行，例如通過可自由到達(dá)的第一軸端部3a進(jìn)行。然而備選地，冷卻劑也可以在轉(zhuǎn)子軸3的處于軸向內(nèi)部的區(qū)域中徑向地饋送到轉(zhuǎn)子軸3的內(nèi)部。

由處于內(nèi)部空腔5中的液化冷卻劑6的貯存器出發(fā)，冷卻劑通過多個(gè)第一徑向冷卻劑管路7a徑向向外地運(yùn)輸。通過所述第一徑向冷卻劑管路7a，冷卻劑到達(dá)第一分配器管路11a。所述第一分配器管路11a設(shè)計(jì)為環(huán)形的封閉的管路。因此通過所述分配器管路，液化的冷卻劑6可以在轉(zhuǎn)子3的徑向外部區(qū)域中到達(dá)所有的方位角位置。在這些不同的方位角位置上，分配器管路11a配設(shè)有多個(gè)出口15i，該多個(gè)出口15i出于直觀性原因未在圖1中畫出。通過所述出口15i，液化的冷卻劑到達(dá)待冷卻的電線圈12i的這個(gè)區(qū)域中，冷卻劑可以從所述這個(gè)區(qū)域通過在此同樣未示出的入口17i回到第二分配器管路11b中。所述第二分配器管路11b與第一分配器管路11a類似地設(shè)計(jì)為環(huán)形的封閉的管路。所述第二分配器管路11b與用于收集在電線圈12i的區(qū)域中變熱的并且在此可能部分蒸發(fā)的冷卻劑6。由此變熱的冷卻劑從第二分配器管路11b通過多個(gè)第二徑向冷卻劑管路7b回到轉(zhuǎn)子軸3內(nèi)部的空腔5中。因此，通過由兩個(gè)環(huán)形的分配器管路和多個(gè)徑向冷卻劑管路組成的系統(tǒng)在內(nèi)部空腔5與待冷卻的轉(zhuǎn)子區(qū)域之間形成封閉循環(huán)。在圖1的例子中，分別顯示了四個(gè)第一徑向冷卻劑管路7a和同樣四個(gè)第二徑向冷卻劑管路7b。這四個(gè)第一徑向冷卻劑管路7a和四個(gè)第二徑向冷卻劑管路7b分別成對(duì)地組合，其中，每個(gè)第一和每個(gè)第二徑向冷卻劑管路形成一對(duì)。得到的四對(duì)管路以輪輻狀的構(gòu)造均勻地圍繞旋轉(zhuǎn)軸線2布置，因此對(duì)于管路7a和7b形成總共四重的對(duì)稱性。徑向冷卻劑管路7a和7b的數(shù)量在此明顯小于電線圈的數(shù)量。因此，相比線圈12i分別與本身的管路耦合，明顯降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和所需管路的數(shù)量。盡管如此仍能通過環(huán)形的分配器管路11a和11b實(shí)現(xiàn)線圈12i通過冷卻劑6的相對(duì)均勻的迎流。因此，能夠?qū)⒊瑢?dǎo)線圈冷卻到相對(duì)彼此類似的運(yùn)行溫度上。

圖2示出類似的轉(zhuǎn)子1的示意性縱截面，該轉(zhuǎn)子1例如可以與圖1所示的轉(zhuǎn)子類似地設(shè)計(jì)。所述截面示出兩個(gè)相對(duì)置的、分別由一個(gè)第一徑向冷卻劑管路7a和一根第二徑向冷卻劑管路7b組成的對(duì)的區(qū)域。所述兩個(gè)冷卻劑管路分別連接在環(huán)形的第一或第二分配器管路11a和11b上。在圖2的截面圖中可以看出，出口15i從環(huán)形的第一分配器管路11a中分支出來，第一分配器管路11a通過出口15i與線圈冷卻管13i流體連接。所述線圈冷卻管13i熱學(xué)地接觸電線圈12i的區(qū)域并因此冷卻線圈繞組，以便將超導(dǎo)的導(dǎo)體材料冷卻到其運(yùn)行溫度。線圈冷卻管13i貫穿回環(huán)形式的線圈12i的區(qū)域并且在其端部與第二分配器管路11b的入口17i相連。由此，在此期間變熱的冷卻劑6回到循環(huán)中。第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)子不僅在所示的剖切平面中，而且在所有布置有電線圈12i的方位角位置中具有這些出口15i、線圈冷卻管13i和入口17i。在此，每個(gè)電線圈12i配置有本身的出口15i、本身的線圈冷卻管13i和本身的入口17i。例如又能夠以這種方式平行地冷卻20至100個(gè)這種電線圈，優(yōu)選至少40個(gè)這種線圈。為此只需要較少的徑向冷卻劑管路。第一徑向冷卻劑管路7a以及第二徑向冷卻劑管路7b的數(shù)量在此分別可以有利地在二至八個(gè)之間。

如在圖1和圖2的實(shí)施例中所示，轉(zhuǎn)子軸2內(nèi)部的空腔5不必在轉(zhuǎn)子軸2的整個(gè)軸向長度上延伸。與饋送冷卻劑6的第一軸端部3a鄰接地，在此首先具有空心的軸區(qū)段3c，在該空心的軸區(qū)段3c中布置有空腔5。與空心的軸區(qū)段3c鄰接地具有實(shí)心的軸區(qū)段3d，由此實(shí)現(xiàn)比在連續(xù)的空心軸情況下更高的轉(zhuǎn)子軸機(jī)械穩(wěn)定性。在所示實(shí)施例中，與區(qū)域3d鄰接地具有另一空心的軸區(qū)段3e，然而該另一空心的軸區(qū)段3e不設(shè)計(jì)用于冷卻劑的循環(huán)，而是用于轉(zhuǎn)子所需的其它功能性，例如用于鋪設(shè)液壓管路。

圖3示出按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)子1在環(huán)形的分配器管路11a和11b的區(qū)域中的示意形橫截面。在此只呈現(xiàn)了不同管路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子的其余部件出于清晰原因被省去。第一分配器管路11a通過三個(gè)第一徑向冷卻劑管路7a與轉(zhuǎn)子軸的空腔5流體相連。同樣地，環(huán)形的第二分配器管路11b通過三個(gè)第二徑向冷卻劑管路7b與空腔5相連。在此，第一徑向冷卻劑管路7a分別與第二徑向冷卻劑管路7b共同地導(dǎo)引，其中，第二徑向冷卻劑管路7b分別同中心地包圍第一徑向冷卻劑管路7a。冷卻劑的流動(dòng)方向在圖3中通過箭頭表示。在此，第一冷卻劑管路7a分別設(shè)計(jì)為輸入管路，而第二冷卻劑管路7b分別設(shè)計(jì)為返回管路。仍液化的較冷的冷卻劑6在管路7a的內(nèi)部運(yùn)輸并且按照對(duì)流原理的方式由回流到第二徑向冷卻劑管路7b中的冷卻劑包圍。由此已經(jīng)實(shí)現(xiàn)相對(duì)于仍較熱的外部環(huán)境的熱絕緣。附加地，所有管路、也就是徑向冷卻劑管路7a和7b、分配器管路11a和11b以及由此分支出的線圈冷卻管13i被其它的絕緣件包繞。由圖3可以看出，兩個(gè)環(huán)形的分配器管路11a和11b布置在不同的半徑上。在此，用作冷卻劑輸入管路的第一分配器管路11a布置得比用于返回的分配器管路11b更靠外。兩個(gè)分配器管路11a和11b中的每一個(gè)管路通過24個(gè)分支與相應(yīng)的線圈冷卻管相連，所述線圈冷卻管導(dǎo)引至單獨(dú)的電線圈。所述分支設(shè)計(jì)為第一分配器管路11a的出口15i和第二分配器管路11b的入口17i。在圖3的例子中，24個(gè)鄰接的線圈冷卻管中的每個(gè)線圈冷卻管用于冷卻分別具有兩個(gè)電線圈的組，線圈冷卻管的冷卻劑依次地流過所述電線圈。

圖3所示的第一和第二徑向冷卻劑管路7a和7b的成對(duì)布置特別有利于盡可能多地降低所需的輪輻狀徑向連接的數(shù)量。在所示的各三個(gè)輪輻狀布置的連接中，已經(jīng)在管數(shù)量較少的同時(shí)形成了有利的機(jī)械力分布。入口和出口15i和17i的數(shù)量與徑向冷卻劑管路7a和7b的數(shù)量之比在此為8:1。在此，對(duì)于不同的入口和出口15i和17i形成不同的流動(dòng)情況。示例性地在圖3中標(biāo)記第一出口15ˋ和第一入口17ˋ，它們兩者對(duì)于徑向冷卻劑管路7a和7b相對(duì)較近。因此，對(duì)于相應(yīng)的方位角位置上的電線圈，形成相對(duì)較短的用于冷卻劑的總流動(dòng)路徑。與之不同，在圖3中用15〝標(biāo)記第二出口和用17〝標(biāo)記第二入口，它們的方位角位置距離徑向冷卻劑管路7a和7b明顯地更遠(yuǎn)。因此，對(duì)于配屬于分支15〝和17〝?shù)木€圈，存在總體上明顯更長的用于冷卻劑6的流動(dòng)路徑。為了補(bǔ)償用于冷卻不同線圈的流動(dòng)情況并且盡管如此仍達(dá)到盡可能均勻的運(yùn)行溫度分布，可以采取不同的措施。例如有利的是，第一和第二管路11a和11b的管橫截面大于分別與其鄰接的線圈冷卻管13i的管橫截面。這兩個(gè)管橫截面的比一般可以有利地為至少2:1。此外，分配器管路11a和11b的管橫截面也可以在環(huán)形管路的周向上改變。因此，橫截面例如可以在距離較遠(yuǎn)的分支15〝和17〝?shù)膮^(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)為比在徑向冷卻劑管路7a和7b附近更大。分支的橫截面也可以改變，以便由此適配流動(dòng)阻力。

圖4示出按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的兩個(gè)分配器管路11a和11b的類似的示意性橫截面。在本實(shí)施例中，兩個(gè)分配器管路11a和11b分別又通過三個(gè)第一或者第二徑向冷卻劑管路7a或者7b連接在空腔5上。在此，第一徑向冷卻劑管路7a也分別設(shè)計(jì)為冷卻劑輸入管路，第二徑向冷卻劑管路分別設(shè)計(jì)為冷卻劑返回管路，這通過箭頭在附圖中示出。然而，來回的管路在此不成對(duì)地導(dǎo)引，而是交替地分布在不同的角位置上。由此總共需要更多的輪輻狀連接，但在本實(shí)施變型方案中在不同線圈的不同方位角位置上的流動(dòng)情況更相似。示例性地在第一分配器管路11a上通過15ˋ標(biāo)出第一出口，該第一出口靠近輸入管路7a。在該處分支出來的線圈冷卻管在相應(yīng)的角位置上通過入口17ˋ通入第二分配器管路11b。然而，第一入口17ˋ與下一個(gè)第二徑向冷卻劑管路17b距離相對(duì)較遠(yuǎn)，因此總共必須通過兩個(gè)分配器管路11a和11b共同地使整個(gè)60°角部段被通流。為了比較，在圖4中標(biāo)記第二出口15〝以及第二入口17〝，它們兩者靠近第二徑向冷卻劑管路7b。在所述角位置上，與冷卻劑輸入管路7a的連接更長，但與冷卻劑返回管路7b的連接相應(yīng)地更短。總地來說，對(duì)于分支15i和17i的不同方位角位置，形成基本上被補(bǔ)償?shù)牧鲃?dòng)路徑，這使得更容易在不同的線圈12i上形成均勻的溫度分布。