JP2011010400A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子枠に上部構造物を取り付けるときに、取り付け部分の加工精度・組み立て工数が低減でき、かつ回転電機の振動対策を行う。
【解決手段】内部に固定子を組み込んだ固定子枠と、固定子枠の上部に設けられる上部構造物とを有する回転電機において、固定子枠の上部面と上部構造物の下部面とが当接する部分にガスケットを配置し、上部構造物に設けられた取付金具と固定子枠の一部との間をねじ止めするとともに、取付金具の下面位置はガスケットの上面位置よりも低くされた。
【選択図】図３

Description

本発明は、タービン発電機等の回転電機に係り、特に回転電機上部に例えば回転電機による発熱を冷却するためのクーラを組み込んだクーラカバーや、発熱を放散するための通風ダクト等の上部構造物が組み込まれた回転電機に関する。

回転電機は、その回転により振動と熱を発する。このため、回転電機の固定子を組み込んだ固定子枠の外部に、振動が極力伝わらないように各種の対策を施す。

熱については、固定子枠の上部にクーラを設置し発生熱を冷却する。具体的には固定子枠の上部にクーラカバーを取り付け、クーラをクーラカバーに固定する。ここで、固定子枠とクーラカバーのあいだの結合は通常はボルト締めで行われている。

公知例として、特許文献１には、固定子枠に冷却器の外扇カバーを取り付けるときに防振対策を施しながらフランジ構造によるボルト締めをする技術が開示されている。

特開平6−261493号公報

回転電機の多くは、空気冷却するために固定子枠上部にクーラカバーを設置しており、この取り付けに当たっては多数のボルトを使用するフランジ構造を採用する。
しかるに、フランジ構造では、フランジのボルト穴と固定子枠のボルト穴をあわせる必要があり、加工精度を高める必要があった。また、ボルトを多数使用するために、ボルト締めに時間を要する。さらに防振対策を施さないと、振動が伝わりやすいという問題があった。

また、回転電機の上部にはクーラ以外にも各種の構造物（例えば通風ダクト）が取り付けられることがあり、広い意味での上部構造物を固定子枠に取り付けるときには上記の問題を解決する必要があった。

以上のことから本発明においては、加工精度・組み立て工数が低減でき、かつ振動対策を行うことのできる回転電機を提供することを目的とする。

本発明においては、内部に固定子を組み込んだ固定子枠と、固定子枠の上部に設けられる上部構造物とを有する回転電機において、
固定子枠の上部面と上部構造物の下部面とが当接する部分にガスケットを配置し、上部構造物に設けられた取付金具と固定子枠の一部との間をねじ止めするとともに、取付金具の下面位置をガスケットの上面位置よりも低くした。

本発明によれば、上部構造体であるクーラカバー自身の重みでガスケットをつぶす形で固定子枠に取り付けるので加工精度をさほど必要とせず、ボルト本数が少なくてよいので組み立て工数が低減でき、かつ振動対策を同時に行うことができる。

固定子枠とクーラカバー取り付けの全体構成を示す図 ボルト締結前の固定子枠とクーラカバー取り付け部分の拡大断面図 ボルト締結後の固定子枠とクーラカバー取り付け部分の拡大断面図 固定子枠とクーラカバー取り付けの全体構成の第１の代案を示す図 固定子枠とクーラカバー取り付けの全体構成の第２の代案を示す図 固定子枠とクーラカバー取り付け部分の第２の代案を示す拡大断面図

以下本発明の実施例について詳細に説明する。

図1は、本発明に掛かる回転電機の全体構成を示す図であり、固定子枠とクーラカバー取り付けの部分を主体に記述している。

この図1から明らかなように、固定子枠１は、その内部に固定子（図示せず）を組み込んでおり、その上部にクーラカバー４を設置している。クーラカバー４にはクーラ3が組み込まれている。またクーラカバー４と固定子枠１が接する接合面にはガスケット７が敷かれている。なおこの図で、２は回転電機の回転子である。

図2は、図１のA-A断面において、支持金具５と取付金具６の取り付け部分を拡大した図であり、ボルト締めが行われる前の状態を示している。この拡大図から明らかなように、固定子枠1にクーラカバー支持金具５が取り付けられ、クーラカバー支持金具５に対向するクーラカバー側の位置に、クーラカバー取付金具６がクーラカバー４に取り付けられている。また、クーラカバー支持金具５と、クーラカバー取付金具６とは、その間に防振ゴム11を介してボルト８とナット９により締結されるように構成される。なお、１０は防振ゴム座である。この図2は、ボルト締めする前の位置関係を示しており、ガスケット７は本来の厚みを有している。

なお、図２において支持金具５は固定子枠１に、取付金具６はクーラカバー４にそれぞれ固定されている。固定子枠１は、立て板部分1aと横板１ｂ部分は一体に形成されており、クーラカバー４も、立て板部分４aと横板４ｂ部分は一体に形成されている。

図3は、図2と同じ部分についてボルト締め後の状態を示しており、固定子枠１の上面とクーラカバー４の下面が接する部分に敷かれたガスケット７は、クーラカバーの重みで潰されている。図3の断面図で特徴的なところは、ガスケット７の上面位置と、防振ゴム１１の上面位置の関係であり、明らかに後者のほうが低い位置におかれている。本発明では、ボルト締結後に係る位置関係になるようにクーラカバー取り付け金具６の下端面（すなわち防振ゴム１１の上面位置）を決定している。この結果、この構造により、厚みのあるガスケットを位置の偏差のみで潰してシールすることになる。従って、クーラカバー４は支持金具５のみで支えることになる。この実施例では、クーラカバー４の取付金具６と、固定子枠の一部である支持金具５の間でねじ止めしている。

なお、ガスケット７を潰すクーラカバー４の高さ位置が、支持金具の合わせ目高さ位置と同一か、あるいは下側だった場合には完全にガスケットを潰してしまう可能性があり、振動が伝わりやすくなってしまう。

さらに本発明によれば、図1から明らかなようにクーラカバー取り付け金具６と、クーラカバー支持金具５の設置位置は、表面と裏面の各面にクーラカバーの重さあるいは、地震荷重に応じて適当個数があれば十分である。このことは、高い加工精度を必要とせずとも加工可能であり、かつボルトの使用本数が少なくてよいので組み立て工数の削減ができることを意味する。

図4は、固定子枠とクーラカバー取り付けの全体構成の第１の代案を示す図である。固定子枠１の上部に複数のクーラカバー４を備えるときの実施例であり、クーラカバー４のごとに固定子枠１に個別に取り付けることを示している。なお、これらの実施例では固定子枠１の上部に取り付けるものをクーラカバー４としているが、これは通風ダクト等の構造物であっても同様に実現できることは言うまでもない。これらは、共通概念的には上部構造物といえるものである。

図1、図4の実施例ではクーラカバー取付金具6とクーラカバー支持金具5が、取り付け面から外部にはみ出す形で結合される例を示しているが、安全構造上あるいは構造物の輸送上の観点からは突起部分を持たないほうがよい。

このことから、図5の全体構造上は、上下の構造物の結合部分を窪み15内に収納した。部分拡大図を図6に示すように、クーラカバー４側のクーラカバー取付金具6は窪み15内に設置されるが、固定子枠１側のクーラカバー支持金具5の機能は、固定子枠１の上面が代用する。この実施例では、クーラカバー４の取付金具６と、固定子枠の一部である固定子枠上面の横板１ｂの間でねじ止めしている。

なお、本発明において、ガスケットとは風漏れ防止材、あるいは風塞ぎ材の総称であってゴム板あるいはスポンジゴム等を使用できる。

本発明による効果を纏めて整理すると、以下のことが言える。
組立てに関しては、ボルト締め作業が格段に減少する。固定子枠１の上にクーラカバー４を取り付ける作業は、従来構造（フランジ構造）のときよりも組立公差が楽なので短縮できる。機械加工に関してはボルト穴加工が少なくなる。合わせ目の面だしも厚いガスケットを用いてシールする関係で、機械公差を緩くできる。フランジ加工では、機械加工で±１ミリ以内に綺麗に面を出す必要があった。

また本発明では、クーラカバー４の加重はボルト締めの取り合いの部分で受けることになり、ガスケットの部分では荷重を受けていない。従って、振動が伝わりにくい構造になっている。

本発明は、固定子枠上に上部構造物を有する場合の固定手法として好適のものであり、回転電機に採用して好適である。

１：固定子枠
２：回転子
３：クーラ
４：クーラカバー
５：クーラカバー支持金具
６：クーラカバー取付金具
７：スポンジガスケット
８：ボルト
９：ナット
１０：防振ゴム座
１１：防振ゴム
１５：窪み部分

Claims (7)

1. 内部に固定子を組み込んだ固定子枠と、該固定子枠の上部に設けられる上部構造物とを有する回転電機において、
   前記固定子枠の上部面と前記上部構造物の下部面とが当接する部分にガスケットを配置し、前記上部構造物に設けられた取付金具と前記固定子枠の一部との間をねじ止めするとともに、前記取付金具の下面位置は前記ガスケットの上面位置よりも低くされたことを特徴とする回転電機。
2. 請求項1記載の回転電機において、
   前記取付金具と前記固定子枠の一部との間をねじ止めするときに防振材を介して行うことを特徴とする回転電機。
3. 請求項1記載の回転電機において、
   前記上部構造物とは、回転電機で発生する熱を放散するためのクーラを取り付けたクーラカバーであることを特徴とする回転電機。
4. 請求項1記載の回転電機において、
   前記上部構造物とは、回転電機で発生する熱を放散するための排気ダクトであることを特徴とする回転電機。
5. 請求項1記載の回転電機において、
   前記固定子枠の一部とは、前記固定子枠の上部面であることを特徴とする回転電機。
6. 請求項1記載の回転電機において、
   前記固定子枠の一部とは、前記固定子枠に取り付けられた支持金具であることを特徴とする回転電機。
7. 請求項1記載の回転電機において、
   前記上部構造物に設けられた取付金具は、前記上部構造物の窪み部分内に備えられたことを特徴とする回転電機。

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