CN108475959B - 旋转电机和旋转电机的制造方法 - Google Patents

Abstract

包括：转子(15)，其具有轴(2)；定子(16)，其形成于转子(15)周围；密封环(1)，其形成于轴(2)周围，并形成有多个贯穿孔(22)；轴封件(3)，其形成为包围密封环(1)周围，并形成有供油口(62)；以及分隔板(5)，其形成于密封环(1)与轴封件(3)之间，分隔板(5)形成于与供油口(62)相对的位置，且固接于轴封件(3)的轴向(Y)的上壁(31)及下壁(32)，分隔板(5)包括加强板(51)，该加强板(51)在不遮盖供油口(62)的位置处固接于分隔板(5)的靠轴封件(3)一侧的侧壁(50)，并紧贴于轴封件(3)的周壁(33)。

Description

旋转电机和旋转电机的制造方法

技术领域

本发明涉及一种能够简便地增设分隔板的旋转电机和旋转电机的制造方法。

背景技术

以往，在涡轮发电机等旋转电机中，为了对内部进行冷却而使用氢气等气体作为冷却介质。

冷却介质通过使用了密封环的轴封装置而被封入旋转电机内(例如，参照专利文献1～5)。

在这种轴封装置中，经由供油管向密封环的背面室供给油。油从此处朝向密封环的内周侧移动。

在这样的构造中，靠近供油口的部分的密封环的背面温度变低。由于密封环无法膨胀，在靠近供油口的部分处覆盖轴的油膜变薄，使得油膜的温度上升。油膜的温度上升会引起密封环的损伤。

为了防止这种情况，在轴封件的与供油口相对的位置处设置分隔板。此外，能防止供油口附近的密封环背面被局部冷却(例如，参照专利文献6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭58－5568号公报

专利文献2：日本专利特开昭58－186353号公报

专利文献3：日本专利特开昭61－85030号公报

专利文献4：日本专利特开昭64－8839号公报

专利文献5：日本专利特开平9-303406号公报

专利文献6：日本专利特许第5575347号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

以往的旋转电机在设置分隔板的情况下，需要在分隔板的外侧与分隔板的内侧确保供油路径。因此，轴封件需要包括供分隔板***的槽。因而，存在无法在未预先形成槽的轴封件增设分隔板这样的问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种能够简便地增设分隔板的旋转电机和旋转电机的制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的旋转电机包括：

转子，所述转子具有轴；

定子，所述定子形成于所述转子的周围；

密封环，所述密封环形成于所述轴的周围，并形成有多个贯穿孔；

轴封件，所述轴封件形成为包围所述密封环的周围，并形成有供油口；

分隔板，所述分隔板形成于所述密封环与所述轴封件之间；以及

外壳，所述外壳***述转子和所述定子，并供所述轴封件固定，

所述分隔板形成于与所述供油口相对的位置，且固接于所述轴封件的轴向的上壁和下壁中的至少任一方，

所述分隔板包括加强板，所述加强板在不遮盖所述供油口的位置处固接于所述分隔板的靠所述轴封件一侧的侧壁，并紧贴于所述轴封件的周壁。

此外，在本发明的旋转电机的制造方法中，

在上述旋转电机中，

将所述分隔板配置于与所述供油口相对的位置，并且一边使所述加强板与所述轴封件的周壁抵接，一边将所述分隔板焊接并固接于所述轴封件的所述上壁或所述下壁。

发明效果

根据本发明的旋转电机和旋转电机的制造方法，能够简便地增设分隔板。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的旋转电机的结构的图。

图2是表示图1所示的旋转电机的轴封部的结构的剖视图。

图3是表示图2所示的轴封部的A-A线剖面的剖视图。

图4是表示图2所示的轴封部的B-B线剖面的剖视图。

图5是表示图3所示的轴封部的分隔板和加强板的结构的立体图。

图6是表示以往的轴封件的结构的剖视图。

图7是表示本发明实施方式2的旋转电机的轴封部的结构的剖视图。

图8是表示图7所示的轴封部的A-A线剖面的剖视图。

图9是表示图7所示的轴封部的B-B线剖面的剖视图。

图10是表示图8所示的轴封部的分隔板和加强板的结构的立体图。

图11是表示图8所示的轴封部的分隔板和加强板的另一结构的立体图。

图12是表示本发明实施方式3的旋转电机的轴封部的结构的剖视图。

图13是表示图12所示的轴封部的B-B线剖面的剖视图。

图14是表示图13所示的轴封部的分隔板和加强板的结构的立体图。

具体实施方式

实施方式1

以下，对本申请发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明实施方式1中的旋转电机10和供油装置20的结构的图。图2是表示图1所示的旋转电机的轴封部40的结构的剖视图。在图2中，纸面上的左侧为机器外侧，纸面上的右侧为机器内侧。图3是表示图2所示的轴封部40的轴封件3的A-A线剖面的剖视图。图4是表示图2所示的轴封部40的轴封件3的B-B线剖面的剖视图。图5是表示图3所示的轴封部40的分隔板和加强板的结构的立体图。图6是表示以往的轴封件的结构的剖视图。

对图1进行说明。涡轮发电机等旋转电机10包括外壳7、转子15、定子16以及轴封部40。转子15包括轴2。定子16形成于转子15的周围。外壳7收纳转子15和定子16。轴封部40以使用支架9固定于外壳7的轴2两端的方式形成。滑动轴承部24设置在轴封部40内，并对轴2的两端进行支承。

供油装置20包括真空泵11、密封油泵12以及真空罐13。真空罐13贮存密封油21。真空泵11保持真空罐13内的真空度。密封油泵12将密封油21从真空罐13送出至供油管6。供油管6将旋转电机10与供油装置20连接。密封油21经由供油管6从供油装置20被供给至旋转电机10的轴封部40。密封油21经由回收管61从轴封部40被回收至真空罐13。旋转电机10的外壳7内填充有氢气。为了提高冷却效果，氢气在外壳7内循环。

对图2至图5进行说明。轴封部40用于防止氢气从外壳7泄漏。轴封部40在轴2与密封环1之间供给有压力比外壳7内的氢气的气压高的密封油21。轴封部40包括密封环1、轴封件3、支架9、分隔板5以及加强板51。支架9供轴2贯穿，并且收纳密封环1、轴封件3以及滑动轴承部24。

密封环1形成于轴2的周围。轴封件3形成为包围密封环1的周围，并且收纳密封环1。支架9和轴封件3形成有与供油管6连接的供油口62。支架9形成有与回收管61连接的排油口63。背面室4由密封环1与轴封件3之间的空间形成。密封油21从轴封件3的供油口62流入背面室4，并从支架9的排油口63流出。

密封油21充满支架9与轴2之间。密封环1设置成通过在密封环1与轴2之间的径向X的间隙T充满的密封油21的油膜压力而相对于轴2浮起。间隙T的长度设定为使密封环1在旋转电机10运转过程中不与轴2接触。为了减少密封油21的油量，有效的是减小间隙T。间隙T小至0.1mm左右，并且重要的要求是密封环1不发生变形。

贯穿孔22形成为沿径向X贯穿密封环1。贯穿孔22在密封环1的周向Z上隔着间隔形成有多个，此处形成有八个。贯穿孔23与贯穿孔22连通，且形成为朝轴2的轴向Y的机器外侧贯穿密封环1。

分隔板5形成在密封环1与轴封件3之间，且形成在与供油口62相对的位置处。分隔板5仅形成于密封环1的周向Z的一部分。此外，分隔板5形成为与轴封件3的轴向Y的上壁31及下壁32固接。例如，分隔板5通过焊接而与轴封件3固接。另外，若能够保持设置位置，则分隔板5也可以形成为与轴封件3的轴向Y的上壁31和下壁32中的至少任一方固接。

加强板51形成为在不遮盖供油口62的位置处固接于分隔板5的靠轴封件3一侧的侧壁50，并紧贴于轴封件3的周壁33。

加强板51以隔着分隔板5的轴向Y的间隔H1的方式形成于不同位置的多个部位，此处为两个部位(参照图5)。上述加强板51分别形成于轴向Y的两个部位，在该两个部位间供密封油21流通。藉此，使被分隔板5分隔的背面室4的径向X的外侧和内侧的密封油21的路径得以确保。另外，在分隔板5的设置中，只要能够确保其位置，则加强板51也可以在分隔板5的轴向Y上形成于一个部位。

由于分隔板5形成于与供油口62相对的位置，因此，背面室4的仅供油口62附近被上述分隔板5沿径向X一分为二。此外，分隔板5能防止从供油口62供给的密封油21与密封环1发生直接碰撞。藉此，能防止与供油口62相对的位置的密封环1被过度冷却。从供油口62供给的密封油21与分隔板5发生碰撞而分流后，被供给至背面室4。藉此，将上述分隔板5在轴封件3的径向X上的设置位置设于规定位置能确保密封油21的规定路径并很大程度影响性能，因此很重要。

分隔板5例如为作为金属制的铁制，并形成为板厚为3mm至5mm左右的薄板厚。此外，轴封件3的径向X的半径为300mm左右。藉此，仅利用薄板厚的分隔板5，很难相对于如此大的轴封件3高精度地设置于规定位置。另外，即使在设置了分隔板5之后，也存在很难对于密封油21的油压和流动等保持上述设置位置的可能性。

但是，在实施方式1中，通过使分隔板5的加强板51紧贴于轴封件3的周壁33，可确保分隔板5在轴封件3的径向X上的设置位置为规定位置。此外，密封油21通过分隔板5和加强板51确保了路径，并经由密封环1的各贯穿孔22从密封环1的径向X的外侧朝密封环1的径向X的内侧呈放射状分散。供给至轴2与密封环1之间的密封油21在轴2与密封环1之间形成油膜，从而将填充于旋转电机10的氢气密封。

对如上所述构成的实施方式1的旋转电机的制造方法进行说明。首先，将分隔板5配置于密封环1与轴封件3之间的、和供油口62相对的位置处。此时，在使加强板51与轴封件3的周壁33抵接的同时进行分隔板5的配置。藉此，分隔板5在轴封件3的径向X上的位置被配置于规定位置。

在维持上述加强板51与轴封件3的周壁33抵接的状态下，将分隔板5的周向Z的两端与轴封件3的上壁31及下壁32分别焊接并固接。这样，若将分隔板5固接于轴封件3，则能够在维持与轴封件3的周壁33的距离的情况下，将分隔板5设置于轴封件3。此外，加强板51维持与轴封件3的周壁33紧贴的状态。

接着，基于图6，对以往的轴封件300中的分隔板的设置进行说明。在以往的轴封件300中，形成有用于设置分隔板的槽8。接着，将分隔板***并设置于该槽8。接着，设置在密封环与轴封件300之间的分隔板在轴封件300的径向X上的位置通过槽8的形成位置而被固定。藉此，在以往的情况下，分隔板在轴封件300的径向X上的位置能够通过槽8的形成位置而被设置于期望的部位。

然而，需要在轴封件300预先形成槽8。在将分隔板设置于未形成有槽8的轴封件300的情况下，考虑利用焊接等将分隔板与轴封件3固接。分隔板在轴封件300的径向X上的设置位置需要精确地设置于规定位置。因而，若单纯利用焊接等将分隔板与轴封件300固接，则分隔板在轴封件300的径向X上的设置位置会变得不稳定，并且存在无法设置于期望位置的可能性。

藉此，在本发明的实施方式1中，为了解决上述问题，在分隔板5处包括加强板51，并且如上所述实施旋转电机的制造方法。

这样，由于分隔板5包括加强板51，因此，即使轴封件3未形成槽，也能够将分隔板5在轴封件3的径向X上设置于规定位置。此外，由于分隔板5包括加强板51，因此，能够更进一步防止分隔板5因密封油21的油压和密封油21的流动等而发生偏移或变形。

根据如上所述构成的实施方式1的旋转电机和旋转电机的制造方法，通过设置分隔板，可防止密封环周向的温度差，从而抑制变形。藉此，能够减小密封环与轴的间隙，并且减少油量。在进行这样的调节时，虽然要求分隔板在轴封件的径向上的设置位置的精确性，但由于分隔板包括紧贴于轴封件周壁的加强板，因此，能够进行精度优良的设置。能够充分发挥如上所述的效果。藉此，即使不在轴封件上形成槽等，也能够简便地增设分隔板。

此外，由于加强板形成于分隔板的轴向不同位置的多个部位，因此，能够进一步在轴封件的径向上精度优良地设置分隔板。

实施方式2

图7是表示本发明实施方式2的旋转电机的轴封部40的结构的剖视图。在图7中，纸面上的左侧为机器外侧，纸面上的右侧为机器内侧。图8是表示图7所示的轴封部40的轴封件3的A-A线剖面的剖视图。图9是表示图7所示的轴封部40的轴封件3的B-B线剖面的剖视图。图10是表示图7所示的轴封部40的分隔板和加强板的结构的立体图，其是表示分隔板结构的一半部分的图。图11是表示图7所示的轴封部40的分隔板和加强板的另一结构的一半的立体图，其是表示分隔板结构的一半部分的图。

在图中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同符号，并省略说明。分隔板500与上述实施方式1的分隔板5同样构成，并且在本实施方式2中，分隔板500形成为以遍及整周的方式包围密封环1，并与轴2同轴地配设在比密封环1更靠外侧的位置处。藉此，背面室4被分隔板500分隔成径向X外侧的外侧室41和径向X内侧的内侧室42。

此外，在分隔板500上，位于与供油口62相对的位置以外的、沿径向X贯穿的调节孔71～78在周向Z上隔开间隔地形成。此外，分隔板500的调节孔71～78形成在与密封环1的贯穿孔22相对的位置以外的位置处。较为理想的是，分隔板5的调节孔71～78的数量与密封环1的贯穿孔22的数量相同。另外，如图10所示，分隔板500形成为在周向Z上分割，此处为一分为二。另外，虽然设置分隔板500的工序数会增加，但分隔板500在周向Z上的分割也可以是一分为二之外的方式。

加强板52形成在不遮盖供油口62且不遮盖调节孔71～78的位置处。加强板52固接于分隔板500的靠轴封件3一侧的侧壁50，并形成为紧贴于轴封件3的周壁33。加强板52形成于分隔板5的轴向Y的不同位置的多个部位，此处为两个部位(参照图10)。加强板52在轴向Y上隔着间隔H2地分别形成于两个部位，在两个部位间(外侧室41)流通有密封油21。此时的加强板52的轴向Y的形成位置形成于比调节孔71～78的轴向Y的形成位置更靠外侧处。藉此，确保了被分隔板500分隔的背面室4的径向X的外侧室41和内侧室42各自的密封油21的路径。

密封油21经由供油口62，首先在背面室4中供给至外侧室41。从那里，密封油21沿着分隔板500和加强板52移动，并从调节孔71～78中的任意个供给至内侧室42。然后，密封油21经由密封环1的贯穿孔22而被供给至轴2与密封环1之间。通过这样确保密封油21的流路，能够防止密封油21将密封环1的特定一个部位过度冷却，能够在确保可靠性的情况下将间隙T设定得较小，从而能够抑制油量。

对如上所述构成的实施方式2的旋转电机的制造方法进行说明。首先，与上述实施方式1相同地，将分隔板500在周向Z上如图10所示对半分割后的一个配置在密封环1与轴封件3之间的、和供油口62相对的位置处。然后，分隔板500的调节孔71～74配置成位于与供油口62相对的位置以外且位于与密封环1的贯穿孔22相对的位置以外的位置处。此时，在使加强板52与轴封件3的周壁33抵接的同时进行分隔板500的配置。藉此，分隔板500在轴封件3的径向X上的位置配置于规定位置。

在维持该加强板52与轴封件3的周壁33抵接的状态下，在分隔板500的周向Z两端的180度(周向Z的一半)的位置处分别焊接并固接于轴封件3的上壁31及下壁32。接着，以与上述相同的方式，将另一方的分隔板500在周向Z上被分割的一个与轴封件3固接。这样，若将分隔板500与轴封件3固接，则能够在轴封件3的周壁33的整周维持规定位置的情况下，将分隔板500形成于轴封件3。此外，加强板52维持与轴封件3的周壁33的整周紧贴的状态。

当然，根据如上所述构成的实施方式2的旋转电机和旋转电机的制造方法，能够起到与上述实施方式1相同的效果，另外，由于分隔板包括与轴封件的周壁整周紧贴的加强板，因此，能够进行精度更优良的设置。此外，由于分隔板包括调节孔，因此，通过使密封油流过调节孔，能可靠地确保流路，并且能使密封油可靠地充满外侧室和内侧室。

另外，在上述实施方式2中，示出了将调节孔71～78形成为相同大小的示例，但并不限定于此，例如，可考虑将调节孔71～78的大小形成为随着距供油口62的距离增加而变大。若这样设定调节孔71～78的大小，则密封油21能够从所有的调节孔71～78均匀地供给至密封环1一侧。此时的加强板52的轴向Y的形成位置形成于比调节孔71～78中最大的调节孔的轴向Y的形成位置更靠外侧的位置处。另外，关于调节孔71～78的大小，由于在下面的实施方式中亦是如此，因此，适当省略其说明。

此外，在上述实施方式2中，示出了将加强板52以遍及分隔板500整周的方式形成的示例，但并不限定于此，例如，如图11所示，也可以将加强板53以在周向Z上隔开间隔W1的方式形成多个。在这种情况下，间隔W1形成为与调节孔71～78在周向Z上形成的位置相同。藉此，能够可靠地确保密封油21的流路。此外，间隔W1形成为比调节孔71～78在周向Z上的尺寸大。

实施方式3

图12是表示本发明实施方式3的旋转电机的轴封部40的结构的剖视图。在图12中，纸面上的左侧为机器外侧，纸面上的右侧为机器内侧。图13是表示图12所示的轴封部40的轴封件3的B-B线剖面的剖视图。图14是表示图12所示的轴封部40的分隔板和加强板的结构的立体图，其是表示分隔板结构的一半部分的图。

在图中，对与上述各实施方式相同的部分标注相同符号，并省略说明。加强板54形成于不遮盖供油口62且不遮盖调节孔71～78的位置。加强板54固接于分隔板500的靠轴封件3一侧的侧壁50，并形成为紧贴于轴封件3的周壁33。加强板54形成于分隔板5的轴向Y的不同位置且周向Z的不同位置的多个部位，此处，加强板54在每个调节孔71～78处形成于四个部位(参照图14)。

对于调节孔71～78中的一个部位，加强板54以在轴向Y上隔开间隔H3的方式分别形成于两个部位，以在周向Z上隔开间隔W2的方式分别形成于两个部位，共计形成于四个部位。此时的加强板54的轴向Y的形成位置形成于比调节孔71～78的轴向Y的形成位置更靠外侧的位置处。此外，加强板54在周向Z上的形成位置形成于比调节孔71～78在周向Z上的形成位置更靠外侧的位置处。

对如上所述构成的实施方式3的旋转电机的制造方法进行说明。首先，与上述实施方式2相同地，将分隔板500在周向Z上如图14所示被对半分割的一个配置在密封环1与轴封件3之间的、和供油口62相对的位置处。另外，分隔板500的调节孔71～74配置成位于与供油口62相对的位置以外且位于与密封环1的贯穿孔22相对的位置以外的位置处。此时，在使加强板54与轴封件3的周壁33抵接的同时进行分隔板500的配置。藉此，分隔板500在轴封件3的径向X上的位置被配置于规定位置。

在维持上述加强板54与轴封件3的周壁33抵接的状态下，在分隔板500的周向Z两端的180度的位置处分别焊接并固接到轴封件3的上壁31及下壁32。接着，以与上述相同的方式，将另一方的分隔板500在周向Z上被分割的一个与轴封件3固接。这样，若将分隔板500与轴封件3固接，则能够在轴封件3的周壁33的整周维持距离的情况下，将分隔板500形成于轴封件3。此外，加强板54维持在轴封件3的周壁33的整周的多个部位处紧贴的状态。

当然，根据如上所述构成的实施方式3的旋转电机和旋转电机的制造方法，能够起到与上述各实施方式相同的效果，另外，不必将加强板设于分隔板的整周，能够以低成本形成加强板。此外，由于加强板的设置位置的自由度增大，因此，密封油的流路的自由度增大，容易确保期望的密封油的流路。

另外，在上述实施方式3中，示出了将加强板54设置于分隔板500的调节孔71～78附近的示例，但并不限定于此，也可以将加强板54形成于分隔板500的调节孔71～78的周向Z之间。

另外，本发明在上述发明的范围内能将各实施方式自由地组合、或是将各实施方式适当地变形、省略。

Claims (13)

1.一种旋转电机，包括：

转子，所述转子具有轴；

定子，所述定子形成于所述转子的周围；

密封环，所述密封环形成于所述轴的周围，并形成有多个贯穿孔；

轴封件，所述轴封件形成为包围所述密封环的周围，并形成有供油口；

分隔板，所述分隔板形成于所述密封环与所述轴封件之间；以及

外壳，所述外壳***述转子和所述定子，并供所述轴封件固定，

其特征在于，

所述分隔板形成于与所述供油口相对的位置处，且固接于所述轴封件的轴向的上壁和下壁中的至少任一方，

所述分隔板包括加强板，所述加强板在不遮盖所述供油口的位置处固接于所述分隔板的靠所述轴封件一侧的侧壁，并紧贴于所述轴封件的周壁。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述加强板形成于所述分隔板的轴向不同位置的多个部位。

3.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板形成为以遍及整周的方式包围所述密封环，

所述加强板形成为以遍及整周的方式包围所述分隔板。

4.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板形成为以遍及整周的方式包围所述密封环，

所述加强板形成为以遍及整周的方式包围所述分隔板。

5.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述加强板形成于所述分隔板的周向不同位置的多个部位。

6.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述加强板形成于所述分隔板的周向不同位置的多个部位。

7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板包括调节孔，所述调节孔在与所述供油口相对的位置以外的位置处沿径向贯穿，

所述加强板形成于不遮盖所述调节孔的位置。

8.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板包括调节孔，所述调节孔在与所述供油口相对的位置以外的位置处沿径向贯穿，

所述加强板的轴向的形成位置比所述调节孔的轴向的形成位置更靠外侧。

9.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板的所述调节孔在所述分隔板的周向上形成于多个部位。

10.如权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板的所述调节孔在所述分隔板的周向上形成于多个部位。

11.如权利要求1至6和权利要求8至10中任一项所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板以在周向上分割的方式形成。

12.如权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

所述分隔板以在周向上分割的方式形成。

13.一种权利要求1至12中任一项所述的旋转电机的制造方法，其特征在于，

将所述分隔板配置于与所述供油口相对的位置，并且一边使所述加强板与所述轴封件的周壁抵接，一边将所述分隔板焊接并固接于所述轴封件的所述上壁或所述下壁。

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