JPH083172Y2

JPH083172Y2 - 回転電機

Info

Publication number: JPH083172Y2
Application number: JP1987060706U
Authority: JP
Inventors: 満男長瀬; 紘一岡本; 正樹 ▲柵▼山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-04-23
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2002-04-23
Also published as: JPS63172263U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、回転電機に関し、とりわけ、通風冷却手
段を備え火力発電所や原子力発電所で使用される大容量
発電機のような回転電機に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図〜第９図は従来の大容量タービン発電機であ
り、第５図において、フレーム（１）に設けたフレーム
（１）の補強板（２）に通風穴（３）が形成されてい
る。フレーム（１）内には通風管（４），（５）が設け
られている。固定子鉄心（10）には、固定子鉄心（10）
の半径方向の通風路となるダクト（11a），（11b），
（11c）が設けられている。また、固定子鉄心（10）の
内周には、バリヤ（12a），（12b），（12c）が設けら
れている。固定子コイル（13）は固定子鉄心（10）に巻
回されている。フレーム（１）内の端部には冷却器（2
0）が設けられている。回転子（100）は、軸受ブラケツ
ト（31a），（31c）および（31b），（31d）にそれぞれ
保持された軸受（30a）および（30b）に支承されてい
る。固定子鉄心（10）と回転子（100）の間には空隙（4
0a），（40b）および（40c）が形成されている。回転子
（100）には回転子コイル（110a），（110b）および（1
10c）が巻回されている。保持環（101a），（101b）は
回転子コイルの端部を保持している。回転子（100）の
外周にはバツフルリング（102a），（102b）および（10
2c）が設けられている。冷却器（20）の内側にはフアン
（120）が配設されている。

回転子（100）は原動機であるタービン（図示せず）
に直結される。

第６図は固定子鉄心（10）より内側の横断面を示し、
固定子コイル（13）は固定子ウエツジ（14）により、固
定子鉄心（10）に保持されている。

第７図は回転子コイル（110）内の通風構造を示し、
回転子コイル（110）には、半径方向通風穴（111）と軸
方向通風穴（112）が設けられている。

第８図は回転子コイル内の通風系統を示し、回転子コ
イルは冷却ガスの流れによつて（110a），（110b），
（110c）および（110d）の４区分に分かれている。

次に、以上のような大容量タービン発電機の通風冷却
について説明する。大容量タービン発電機の冷却媒体に
は冷却効果の優れた水および水素ガスを使用するのが一
般的であり、フレーム（１）は水素ガスの密閉容器も兼
ねている。

フレーム（１）内の水素ガスはフアン（120）によつ
て循環する。フアン（120）は発電機が運転している
間、必ず水素ガスを循環させるために、回転子（100）
上に装着するのが一般的である。

第９図は発電機内の水素ガスの流れを示しており、フ
アン（120）から送出された水素ガスは冷却器（20）に
よつて冷却された後、４つの流れに分かれる。

第１の流れはフアン（120）の下を通つて保持環（101
a）の下に入り、半径方向通風穴（111a）から回転子コ
イル（110a）内の軸方向通風穴（112）を流れて回転子
コイルを冷却後、半径方向通風穴（111b）から空隙（40
a）へ放出される。

第２の流れと第３の流れは通風穴（３）を通つて固定
子鉄心（10）の背部に導かれる。第２の流れはダクト
（11a）を半径方向内側へ流れて、固定子鉄心（10）を
冷却後、空隙（40a）に排出される。第３の流れはダク
ト（11b）を半径方向内側へ流れて固定子鉄心（10）を
冷却後、空隙（40b）に排出され、空隙（40b）から、半
径方向通風穴（111c）を経て回転子コイル（110b），
（110c）内の軸方向通風穴を流れて回転子コイルを冷却
後、半径方向通風穴（111b），（111d）から空隙（40
a），（40c）に排出されるが、一部はバツフルリング
（102a），（102b）とバリヤ（12a），（12b）の隙間か
ら空隙（40a），（40c）に漏れ込む。

第４の流れは通風管（４）によつてフアン（120）の
反対側へ導かれて保持環（101b）の下に入る、半径方向
通風穴（111e）から回転子コイル（110d）内の軸方向通
風穴を流れて回転子コイルを冷却後、半径方向通風穴
（111d）から空隙（40c）へ放出されるが、一部がバツ
フルリング（102c）とバリヤ（12c）の隙間から空隙（4
0c）へ漏れ込む。

以上のようにして、４つの流れは空隙（40a）と（40
c）に集められる。空隙（40a）に集まつた水素ガスは、
空隙内を軸方向に流れてフアン（120）の吸込側に戻
る。空隙（40c）に集まつた水素ガスは、ダクト（11c）
を半径方向外側に流れて固定子鉄心（10）を冷却後、固
定子鉄心（10）の外周に出る。その後、通風管（５）を
経て、フアン（120）の吸込側に戻る。

なお、固定子コイル（13）は水によつて冷却される
が、通水路の構造はこの考案と関係ないので説明を省略
する。

次に、フアン（120）は回転子（100）上に装着されて
いるので、フアン（120）はタービン（図示せず）によ
つて駆動されていることになる。すなわち、タービンか
ら回転子に伝達される動力のうち、フアン（120）の動
力分は電気出力に変換されることなく消費されてしま
う。従つて、タービンから伝達される動力を効率よく電
気出力に変換するためには、フアン（120）の動力をで
きるだけ減らす必要がある。フアン（120）の動力は循
環する水素ガスの流量に比例するので、フアン（120）
の動力を低減するためには、循環する水素ガスの流量を
減らす必要がある。

循環する水素ガスの流量のうち、回転子コイル（110
a）〜（110d）や固定子鉄心（10）を冷却するための流
量は、コイル導体や鉄心の温度を制限値内に抑えるため
に必要風量が決まつているので、循環風量を低減するた
めには、バツルフルリング（102a）〜（102c）とバリヤ
（12a）〜（12c）の隙間から漏れる風量を減らす必要が
ある。このように漏れ風量を低減するためには、バツフ
ルリングとバリヤの隙間を小さくすればよいのだが、こ
れには次のような制限がある。

（ｉ）運転中の回転子（100）の振動によつて、バツ
フルリングとバリヤが接触しないこと。

（ii）発電機の分解・組立時に回転子（100）を軸方
向に引抜き、あるいは挿入するが、その際にバツフルリ
ングとバリヤが接触しないこと。

通常、回転子（100）は単体で振動調整し、振動が小
さいことを確認してから組立てるため、引抜きあるいは
挿入作業時の接触防止が、バツフルリングとバリヤの隙
間の制限要因となる。

〔考案が解決しようとする問題点〕以上のような従来の回転電機では、バリヤ（12a）〜
（12c）は固定子鉄心（10）の内周に固定されている
が、この固定方法が適切でないために、バリヤが固定子
鉄心より外れると、バリヤが回転子（100）に接して破
損したり、バリヤと固定子鉄心との間に大きな隙間が生
じることにより回転子コイル（110a）〜（110d）や固定
子鉄心（10）の冷却に支障をきたし、回転子コイルや固
定子鉄心の温度が制限値を越える危険性があるという問
題点があつた。

この考案はかような問題点を解決するためになされた
もので、バリヤを固定子鉄心の内周に堅固に固定してバ
リヤの破損防止を図るとともに、回転子コイルや固定子
鉄心を充分に冷却できる回転電機を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る回転電機では、外径が固定子鉄心の内
径より大きく製作され、かつ、円周方向一箇所が切断さ
れ直径を押し縮めて固定子鉄心の内周面に弾着されたバ
リヤを備え、このバリヤは絶縁ボルトにより固定子ウエ
ッジに締付固定されたものである。

〔作用〕

この考案においては、バリヤが元の直径に復元しよう
とするバネ力により、固定子鉄心内周面に弾着される。
また、バリヤは絶縁ボルトにより固定子ウエッジに締付
固定されており、固定子ウエッジに対するバリヤのガタ
ツキを阻止することができる。

〔実施例〕

第１図〜第４図はこの考案の一実施例を示し、バリヤ
（12）はガラス基材と熱硬化性樹脂で形成されている。
第１図に示すD₂寸法は、固定子鉄心（10）の内径を示
し、バリヤ（12）が最終的に取付けられた状態での外径
寸法と一致する。第２図に示すD₁寸法は、バリヤ（12）
単体の外径寸法で、D₂＜D₁の関係となるよう作られてい
る。また、バリヤ（12）は円周方向１箇所で切断されて
いる。バリヤ（12）を固定子鉄心（10）の内周へ取付け
る際は、第２図に示す状態のバリヤ（12）を内周方向に
押し縮めて固定子鉄心（10）の内周へ挿入し、所定の位
置でバリヤ（12）を押し縮めた力を解放する。この状態
でバリヤ（12）は元の外径に戻ろうとするバネ力によつ
て固定子鉄心（10）内周に弾接され、固定子鉄心（10）
内周とバリヤ（12）外周間での摩擦力によつて支軸され
る。また、一方、第３図，第４図に示すように、固定子
ウエツジ（14）の表面にはバリヤ（12）が挿着される部
分に凹溝（14b）を設け、バリヤ（12）を凹溝（14b）に
はめ込み、軸方向移動防止を行う。さらにバリヤ（12）
の円周方向に分割された両端部２箇所ではバリヤ（12）
と固定子ウエツジ（14）をボルト（15）により締付け固
定し、バリヤ（12）の円周方向の移動防止を行う。ボル
ト（15）としては、ガラスまたは布基材と熱硬化性樹脂
で成形された絶縁ボルトが好適である。バリヤ（12）の
外周部にはボルト穴（12a）、固定子ウエツジ（14）に
はネジ穴（14a）を設け、バリヤ（12）が所定の位置に
組込まれた後、締付けを行う。

以上の構成により、バリヤ（12）は外周方向へ広がろ
うとするバネ力によつて固定子鉄心（10）内周へ押し付
けられるため、固定子鉄心（10）に強固に結合される。

なお以上の説明では、この考案をタービン発電機に適
用した場合を例に挙げて説明したが、電動機、水車発電
機、同期調相機等の回転電機に適用しても同様の効果が
得られることはいうまでもない。また、バツフルリング
とバリヤが３個づつの場合を例にあげて説明したが、個
数が３個以外でもよいこともいうまでもない。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、バリヤ外径を、あ
らかじめ固定子鉄心の内径より大きく製作しておくこと
により、所定の位置に取付後、バリヤの外周方向へ広が
ろうとするバネ力によつてバリヤが固定子鉄心の内周へ
押し付けられ、かつ絶縁ボルトにより固定子ウエッジに
締付固定されているため、風圧や振動等によりバリヤが
軸方向に移動して脱落したり、バリヤの固定子ウエッジ
に対するガタツキを阻止することができ、バリヤ、固定
子ウエッジの破損と、回転子コイルや固定子鉄心の温度
が制限値を越えることとを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの考案の一実施例の要部を示し、第
１図は横断面図、第２図はバリヤの正面図、第３図は第
１図の矢印Ａ方向からみた部分の斜視図、第４図は第３
図の部分の断面図である。第５図〜第９図は従来の回転電機を示し、第５図は縦断
面図、第６図は一部横断面図、第７図は一部斜視図、第
８図は通風系統の一部縦断面図、第９図は冷媒の流れを
示す縦断面図である。（10）……固定子鉄心、（12）……バリヤ、（13）……
固定子コイル、（100）……回転子、（102a）〜（102
c）……バツフルリング、（110a）〜（110d）……回転
子コイル、（14）……固定子ウエツジ、（15）……絶縁
ボルト。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】円筒状の固定子鉄心と、この固定子鉄心内
に巻線された固定子コイルと、この固定子コイルを前記
固定子鉄心内に保持するための固定子ウエッジと、前記
固定子鉄心の内周面に軸方向に間隔をおいて装着された
バリヤと、前記固定子鉄心内に挿入され回転子コイルを
巻線された円筒状の回転子と、この回転子の外周面に前
記バリヤの内周面と間隔を保ちつつ前記バリヤの内周面
と対向するように装着されたバッフルリングとを備えた
回転電機において、外径が前記固定子鉄心の内径より大
きく製作され、かつ、円周方向一箇所が切断され直径を
押し縮めて前記固定子鉄心の内周面に弾着されたバリヤ
を備え、このバリヤは絶縁ボルトにより固定子ウエッジ
に締付固定されたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】バリヤをガラス基材と熱硬化性樹脂とで形
成した実用新案登録請求の範囲第１項記載の回転電機